FR2587926A1 - Method and machine for cutting up and deburring tubes to be cut to size - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé et une machine pour le tronçonnage de tubes, cintrés ou non, et le finissage de la tranche d'au moins un tronçon ainsi découpé. Elle a trait notamment à la mise à longueur de tubes cintrés dont il s'agit d'enlever un tronçon de chute de tête et/ou un tronçon de chute de queue. Elle a été conçue et mise au point par le Département Production Recherches de l'Aérospatiale de Toulouse avec l'aide du lycée Rascol d'Albi. The present invention relates to a method and a machine for cutting tubes, bent or not, and finishing the wafer of at least one section thus cut. It relates in particular to the lengthening of bent tubes from which it is a question of removing a head drop section and / or a tail drop section. It was designed and developed by the Production Research Department of the Aerospace of Toulouse with the help of the Rascol d'Albi high school.
Ces opérations sont traditionnellement effectuées par deux machines avec une intervention manuelle intermédiaire, selon la séquence suivante
- on délimite et on trace les surlongueurs de la pièce considérée à l'aide de gabarits, c'est-à-dire que, dans le cas par exemple d'une pièce cintrée, celle-ci étant plus longue que ce qui est désiré, on y appose des repères pour distinguer des tronçons de tête et de queue à éliminer,
- on tronçonne la pièce aux emplacements repérés, soit à la main, soit avec une tronçonneuse,
- on saisit la pièce et on la déplace vers une autre machine pour procéder aux opérations de finissagès nécessaires (ébavurage, surfaçage, chanfreinage ...).These operations are traditionally carried out by two machines with an intermediate manual intervention, according to the following sequence
- we delimit and trace the extra lengths of the part considered using templates, that is to say that, in the case for example of a curved part, the latter being longer than what is desired , we put markers on it to distinguish sections of head and tail to be eliminated,
- the part is cut to the marked locations, either by hand or with a chainsaw,
- grab the part and move it to another machine to carry out the necessary finishing operations (deburring, surfacing, chamfering, etc.).
On voit que ces diverses opérations, nécessaires à l'obtention d'une pièce finie, sont longues et imposent de nombreuses manipulations ; elles nécessitent en outre la présence et la contribution active d'un opérateur pendant un temps relativement long. We see that these various operations, necessary to obtain a finished part, are long and require many manipulations; they also require the presence and active contribution of an operator for a relatively long time.
Il faut d'autre part remarquer que toutes ces manipulations risquent de conduire à une dégradation de la pièce lorsque celle-ci est fragile (tubes de quelques 4/10 mm d'épaisseur par exemple).It should also be noted that all these manipulations risk leading to degradation of the part when it is fragile (tubes of some 4/10 mm thick for example).
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en réduisant les manipulations nécessaires et les risques qui leur sont liés, en simplifiant les opérations à effectuer, en diminuant le temps s'écoulant entre chacune d'elles et en évitant de mobiliser un opérateur, tout en respectant une grande qualité de travail et une grande fiabilité. The object of the present invention is to remedy these drawbacks by reducing the necessary manipulations and the risks associated with them, by simplifying the operations to be carried out, by reducing the time elapsing between each of them and by avoiding mobilizing an operator. , while respecting a high quality of work and great reliability.
On connaît déjà des systèmes de tronçonnage et de finissage qui semblent vouloir répondre à ces souhaits mais qui n'y parviennent qu'incomplètement. Ainsi le brevet US-3.563.ll9 propose, après découpe d'un tube en deux tronçons, d'éloigner axialement ces deux tronçons vis-à-vis l'un de l'autre, d'intercaler radialement un outil de travail, de rapprocher les deux tronçons de part et d'autre de cet outil et de provoquer une rotation relative entre tronçons et outil ; cette solution se révèle toutefois complexe et délicate du fait du positionnement et de l'entraînement en rotation de l'outil entre les tronçons.Le brevet US-3.726.603 propose une machine adapée à débiter un tube rectiligne en tronçons qui sont, un par un, transférés automatiquement d'une zone de travail à une autre, avec tous les risques d'endommagement que cela présente pour des pièces fragiles. On connaît aussi le brevet US-4.170.157 qui propose la mise au gabarit de tubes soudés courbés de géométrie bien précise à l'aide d'une installation automatique, assez volumineuse, adaptée à un seul type de pièce. On constate que ces divers systèmes sont en règle générale complexes, encombrants et peu adaptables. There are already known cutting and finishing systems which seem to want to meet these wishes but which only succeed in doing so. Thus, patent US-3.563.ll9 proposes, after cutting a tube into two sections, to axially separate these two sections from one another, to insert a working tool radially, to bring the two sections closer together on either side of this tool and cause relative rotation between sections and tool; However, this solution proves to be complex and delicate due to the positioning and the rotary drive of the tool between the sections. The patent US Pat. No. 3,726,603 proposes a machine suitable for cutting a rectilinear tube into sections which are, by one one, automatically transferred from one work area to another, with all the risks of damage that this presents for fragile parts. US Pat. No. 4,170,157 is also known, which proposes the fitting of curved welded tubes of very precise geometry using an automatic installation, quite bulky, suitable for a single type of part. It can be seen that these various systems are generally complex, bulky and not very adaptable.
En opposition à ces documents, l'invention a pour objet un procédé simple à mettre en oeuvre quoique permettant une grande précision et facilement adaptable à divers types ou géométries de pièces, ainsi qu'une machine simple, robuste, précise et peu encombrante. In contrast to these documents, the subject of the invention is a method which is simple to implement although allowing great precision and easily adaptable to various types or geometries of parts, as well as a simple, robust, precise and space-saving machine.
L'invention propose ainsi un procédé de tronçonnage et d'ébavurage d'un tube à mettre au gabarit selon lequel on saisit ce tube dans deux étaux voisins, on découpe le tube entre ces étaux, en sorte de détacher un tronçon de chute dudit tube, on exécute une opération de finissage sur la tranche du tube ainsi tronçonné, tandis qu'on évacue le tronçon de chute, caractérisé en ce qu'on saisit le tube à des distances prédéterminées de l'une de ses extrémités et en ce qu'après tronçonnage, on déplace le tronçon de chute transversalement par rapport à l'axe (X-X) du tube, et on amène une tête rotative de finissage en regard axialement de ladite tranche du tube tronçonné. The invention thus provides a method of cutting and deburring a tube to be put in the template according to which this tube is gripped in two neighboring vices, the tube is cut between these vices, so as to detach a drop section from said tube , a finishing operation is carried out on the edge of the tube thus cut, while the fall section is evacuated, characterized in that the tube is grasped at predetermined distances from one of its ends and in that after cutting, the drop section is moved transversely with respect to the axis (XX) of the tube, and a rotary finishing head is brought in axially facing said section of the cut tube.
On appréciera que selon l'invention le calibrage concerne le tronçon de chute à éliminer, sans référence à la partie du tube à conserver ; ce dernier peut être cintré ou non et ses dimensions et sa géométrie peuvent varier d'une fois sur l'autre. D'autre part les opérations de finissage sont facilitées du fait de l'amenée des outils correspondants en regard axialement du tube à traiter, tout en permettant une évacuation contrôlée du tronçon de chute. It will be appreciated that, according to the invention, the calibration relates to the drop section to be eliminated, without reference to the part of the tube to be preserved; the latter can be bent or not and its dimensions and geometry can vary from one time to the next. On the other hand, the finishing operations are facilitated by the fact that the corresponding tools are brought in axially opposite the tube to be treated, while allowing controlled evacuation of the drop section.
Pour la mise en oeuvre de ce procédé, l'invention propose une machine de tronçonnage et d'ébavurage adaptée à mettre au gabarit un tube de forme quelconque, du genre comprenant deux étaux adaptés à saisir ce tube en deux zones voisines, une unité de tronçonnage adaptée à découper un tube saisi par les étaux entre ceux-ci et une unité de finissage adaptée à ébavurer la tranche de ce tube après tronçonnage d'un tronçon de chute, caractérisée en ce que l'un des étaux et l'unité de tronçonnage sont liés à un bâti tandis que 11 autre des étaux et l'unité de finissage sont portés par un plateau mobile, lequel est muni d'organes de manoeuvre en déplacement, transversalement au tube, entre une configuration dans laquelle les étaux se font face, et une configuration dans laquelle l'unité de finissage est en regard axialement du tube tronçonné, à ce plateau étant liée au moins une butée adaptée à intercepter l'axe du tube lorsque les étaux se font face, et l'unité de finissage comportant une tête de travail adaptée à venir axialement en contact avec la tranche du tube tronçonné. For the implementation of this method, the invention proposes a cutting-off and deburring machine suitable for fitting to the template a tube of any shape, of the kind comprising two vices adapted to grip this tube in two neighboring zones, a unit of sectioning adapted to cut a tube gripped by the vices between them and a finishing unit suitable for deburring the edge of this tube after cutting a drop section, characterized in that one of the vices and the unit of parting off is linked to a frame while another 11 of the vices and the finishing unit are carried by a movable plate, which is provided with moving actuators, transverse to the tube, between a configuration in which the vices face each other , and a configuration in which the finishing unit is axially facing the cut-off tube, with this plate being linked at least one stop adapted to intercept the axis of the tube when the vices face each other, and the finishing unit comprising a head working e adapted to come axially into contact with the edge of the cut tube.
Une telle machine, de par se structure, se révèle simple; robuste et compacte, facilement adaptable au traitement d'un grand nombre de type de tubes, et permet pourtant une grande précision de travail. Une telle machine se révèle tout particulièrement adaptée à la réalisation de petites séries avec traitement de précision de pièces délicates. Such a machine, by structure, turns out to be simple; robust and compact, easily adaptable to the treatment of a large number of types of tubes, and yet allows a great precision of work. Such a machine turns out to be particularly suitable for the production of small series with precision treatment of delicate parts.
On appréciera que selon l'invention les diverses opérations sont effectuées en une séquence continue sur un même lieu de travail, le tube restant fixe tandis que les différents outils se déplacent successivement (de façon simple mais précise) pour venir à son contact. L'invention permet de supprimer des manipulations longues et parfois délicates susceptibles de conduire à des dégradations, et rend inutile la présence constante et active d'un opérateur. It will be appreciated that, according to the invention, the various operations are carried out in a continuous sequence at the same workplace, the tube remaining fixed while the various tools move successively (simply but precisely) to come into contact with it. The invention makes it possible to eliminate long and sometimes delicate manipulations liable to lead to damage, and makes the constant and active presence of an operator unnecessary.
Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une machine de tronçonnage et de finissage selon l'invention,
- la figure 2 en est une vue de détail en perspective en configuration de tronçonnage, et
- la figure 3 en est une vue de détail en perspective en configuration de finissage.The objects, characteristics and advantages of the invention appear moreover from the description, given by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 is a schematic perspective view of a cutting-off and finishing machine according to the invention,
FIG. 2 is a detailed perspective view thereof in sectioning configuration, and
- Figure 3 is a detailed perspective view in the finishing configuration.
La machine représentée à titre d'exemple à la figure 1 comprend principalement un bâti I, un plateau fixe 2 solidaire de ce bâti, une unité de tronçonnage 3, un plateau mobile 4 pouvant se déplacer par rapport au plateau fixe 2 transversalement à un axe de référence X-X, des étaux 5 et 6 respectivement fixés sur les plateaux fixe 2 et mobile 4, une unité de finissage 7 et au moins une butée 8 (ici au nombre de deux) liées à ce plateau mobile 4, un bac à chutes 9 et un couloir 10 d'évacuation des chutes vers ce bac. Cette machine est ici placée sdus le contrôle d'un pupitre 11 de commande à distance qui assure la synchronisation et la commande automatique de l'ensemble des opérations à effectuer ; ce pupitre est avantageusement programmable, permettant plusieurs cycles de fonctionnement, d'où une grande souplesse d'utilisation.Une pédale 12 de déclenchement à distance est de préférence prévue pour permettre la mise en marche et l'arrêt de la machine par un opérateur situé à quelques mètres de distance et qui conserve toutefois un libre usage de ses mains. The machine shown by way of example in FIG. 1 mainly comprises a frame I, a fixed plate 2 integral with this frame, a cutting unit 3, a movable plate 4 which can move relative to the fixed plate 2 transversely to an axis reference XX, vices 5 and 6 respectively fixed on the fixed 2 and mobile 4 plates, a finishing unit 7 and at least one stop 8 (here two in number) linked to this mobile plate 4, a chute 9 and a corridor 10 for evacuating falls to this tank. This machine is here placed sdus the control of a remote control desk 11 which ensures synchronization and automatic control of all the operations to be carried out; this desk is advantageously programmable, allowing several operating cycles, hence great flexibility of use. A remote trigger pedal 12 is preferably provided to allow the machine to be started and stopped by an operator located a few meters away and who nevertheless retains free use of his hands.
L'unité de tronçonnage 3 comporte une scie circulaire 13 entraînée en rotation par un moteur 14 et qui est commandée en mouvement vertical par un système 15 de translation. The cutting unit 3 comprises a circular saw 13 driven in rotation by a motor 14 and which is controlled in vertical movement by a system 15 of translation.
L'étau fixe 5 est avantageusement adapté à recevoir des mors en demi-coquilles 16 de diamètre interne choisi en fonction du diamètre des tubes T à traiter ; ceux-ci ont par exemple un diamètre compris entre 6 et 38 mm avec une épaisseur comprise entre 0,4 et 1,30 mm (d'où parfois, une grande susceptibilité à être détérioré lors d'une manipulation mal contrôlée). En configuration rapprochée, ces demi-coquilles définissent un orifice centré sur l'axe de référence
X-X.The fixed vice 5 is advantageously adapted to receive jaws in half-shells 16 of internal diameter chosen as a function of the diameter of the tubes T to be treated; these have, for example, a diameter between 6 and 38 mm with a thickness between 0.4 and 1.30 mm (hence sometimes a great susceptibility to being damaged during improperly controlled handling). In close configuration, these half-shells define an orifice centered on the reference axis
XX.
De manière analogue, l'étau mobile 6 comporte avantageusement des mors en demi-coquilles 16' définissant un orifice d'axe parallèle à X-X. Similarly, the movable vice 6 advantageously comprises jaws in half-shells 16 'defining an orifice with an axis parallel to X-X.
Les éléments associés au plateau mobile 4 apparaissent à plus grande échelle aux figures 2 et 3. Ce plateau mobile est entraîné en mouvement, transversalement à l'axe X-X, entre les configurations des figures 2 et 3, par des organes de translation 17 de tout type approprié (pneumatique, hydraulique, électrique ...), ici des vérins hydrauliques. The elements associated with the mobile plate 4 appear on a larger scale in FIGS. 2 and 3. This mobile plate is driven in movement, transverse to the axis XX, between the configurations of FIGS. 2 and 3, by translation members 17 of all suitable type (pneumatic, hydraulic, electric, etc.), here hydraulic cylinders.
A la figure 2, qui représente les vérins 17 en extension maximale, l'étau mobile 6 est en regard de l'étau fixe 5, à une faible distance toutefois suffisante pour permettre le passage de la scie 13 entre ces étaux. Au-delà de l'étau mobile, l'axe X-X intercepte l'une des butées 8. Ces dernières sont en fait réglables transversalement à l'axe X-X, grâce à quoi elles sont escamotables et on peut choisir celle qui doit être interceptée par cet axe (ici la première à partir de l'étau mobile) par action sur des éléments de réglage 18A (à vis par exemple). Ces butées comportent, pour venir intercepter l'axe X-X, une portion en porte-à-faux adaptée à venir surplomber le couloir d'évacuation 10. Ce dernier est ici constitué d'une goulotte en V inclinée dans un plan vertical parallèle à l'axe X-X et passant entre les mors de l'étau mobile 6.Cette goulotte s'étend sur presque toute la largeur du plateau mobile 4 à partir de cet étau mobile 6. Son angle d'inclinaison est ici faible pour des raisons de compacité et; pour faciliter le défilement d'une portion de tube qui viendrait à tomber sur elle, des buses 18 d'injection d'air débouchant de place en place le long du fond de cette goulotte :des chutes de tubes peuvent ainsi être évacuées sur coussin d'air. In Figure 2, which shows the cylinders 17 in maximum extension, the movable vice 6 is opposite the fixed vice 5, at a small distance however sufficient to allow the passage of the saw 13 between these vice. Beyond the movable vice, the axis XX intercepts one of the stops 8. The latter are in fact adjustable transversely to the axis XX, thanks to which they are retractable and one can choose the one which must be intercepted by this axis (here the first from the movable vice) by action on adjustment elements 18A (with screw for example). These stops comprise, to intercept the axis XX, a cantilever portion adapted to come overhang the evacuation corridor 10. The latter consists here of a V-shaped chute inclined in a vertical plane parallel to the axis XX and passing between the jaws of the movable vice 6.This chute extends over almost the entire width of the movable plate 4 from this movable vice 6. Its angle of inclination is here small for reasons of compactness and; to facilitate the scrolling of a portion of tube which would fall on it, air injection nozzles 18 opening from place to place along the bottom of this chute: falls of tubes can thus be evacuated on a cushion d 'air.
L'unité de finissage 7 comporte un organe d'entraînement, tel qu'un bloc-moteur de perceuse, recevant une tige parallèle à l'axe
X-X terminée par une tête de travail 19 munie d'outils de travail 20, ici au nombre de trois (par exemple un outil de chanfreinage intérieur, un outil de chanfreinage extérieur et un outil à dresser) disposés radialement à 1200 l'un de l'autre autour de l'axe de rotation du bloc-moteur. De manière classique, ladite tige est adaptée à sortir télescopiquement de ce bloc-moteur.The finishing unit 7 comprises a drive member, such as a drill motor unit, receiving a rod parallel to the axis
XX terminated by a working head 19 provided with working tools 20, here three in number (for example an internal chamfering tool, an external chamfering tool and a straightening tool) arranged radially at 1200 one of the other around the axis of rotation of the engine block. Conventionally, said rod is adapted to exit telescopically from this engine block.
L'amplitude des vérins 14 est au moins suffisante pour déplacer le plateau mobile 4 depuis sa position de la figure 2 vers la position de la figure 3 où l'axe de rotation du bloc-moteur de l'unité de finissage est confondu avec l'axe X-X. Le bac à chutes 9 est disposé auprès du bâti 1 en sorte d'être sous l'extrémité basse de la goulotte 10 dans cette configuration de la figure 3. The amplitude of the jacks 14 is at least sufficient to move the movable plate 4 from its position in FIG. 2 to the position in FIG. 3 where the axis of rotation of the motor unit of the finishing unit coincides with the 'axis XX. The chute 9 is placed near the frame 1 so as to be under the lower end of the chute 10 in this configuration of FIG. 3.
En fonctionnement, un opérateur amène une extrémité d'un tube T, par exemple cintré, entre les mors de l'étau 5, en alignement sur l'axe X-X. Ce tube est déplacé axialement jusqu'à venir en appui contre une butée 8 préalablement choisie. On provoque alors le serrage des étaux 5 et 6 par tous moyens connus (tels que vérins). On notera que l'on définit ainsi sur le tube une zone de tronçonnage, entre les zones de serrage par les étaux, en sorte d'obtenir après tronçonnage une chute T' de longueur prédéterminée définie par le choix de la butée 8 mise en avant. L'opérateur peut alors lâcher le tube T et enclencher un cycle automatique de fonctionnement, par action sur la pédale 12 par exemple. In operation, an operator brings one end of a tube T, for example bent, between the jaws of the vice 5, in alignment with the axis X-X. This tube is moved axially until it comes to bear against a stop 8 previously chosen. The clamps 5 and 6 are then tightened by any known means (such as jacks). It will be noted that a sectioning area is thus defined on the tube, between the clamping areas by the vices, so as to obtain, after sectioning, a fall T 'of predetermined length defined by the choice of the stopper 8 put forward. . The operator can then let go of the tube T and initiate an automatic operating cycle, by pressing the pedal 12 for example.
La scie annulaire 13 est alors abaissée. Afin d'améliorer le temps de tronçonnage et de limiter les réglages de la machine, la vitesse d'avance de cette tête de tronçonnage (ou scie) 13 est asservie au diamètre du tube à tronçonner ; après tronçonnage la descente de cette scie se poursuit jusqu'à une butée (non représentée) munie d'un capteur adapté à provoquer la remontée de la scie. The annular saw 13 is then lowered. In order to improve the cutting time and limit the machine settings, the speed of advance of this cutting head (or saw) 13 is controlled by the diameter of the tube to be cut; after cutting the descent of this saw continues until a stop (not shown) provided with a sensor adapted to cause the ascent of the saw.
Après tronçonnage les vérins 17 sont commandés en sorte de déplacer transversalement le plateau mobile 4, et donc le tronçon de chute T' jusqu'à amener la tête de finissage 19 en regard de la tranche du tube T qui vient d'être tronçonnée. Du fait que cette tête rotative est en regard axialement de cette tranche de tube et que les outils 20 sont répartis angulairement de façon régulière, on parvient de façon simple à une grande précision et une qualité élevée de finissage. Ce finissage nécessite bien sûr que la tête de finissage soit déplacée axialement vers le tube, sur une distance en pratique constante. After cutting the jacks 17 are controlled so as to move the movable plate 4 transversely, and therefore the drop section T ′ until bringing the finishing head 19 opposite the edge of the tube T which has just been cut. Due to the fact that this rotary head is axially facing this section of tube and that the tools 20 are distributed angularly in a regular manner, a high precision and a high quality of finishing are achieved in a simple manner. This finishing requires of course that the finishing head is moved axially towards the tube, over a distance in constant practice.
Ensuite, ou pendant la phase de finissage, la machine desserre les mors de l'étau mobile 6 de sorte que le tronçon de chute
T' tombe dans la goulotte 10. Une injection d'air par les buses 18 en assure l'évacuation dans le bac à chutes 9, malgré la faible inclinaison
Le plateau mobile 4 est alors ramené dans sa position de la figure 2 et les mors de l'étau fixe 5 sont desserrés pour permettre la reprise du tube T par l'opérateur, en vue par exemple de procéder au tronçonnage de l'autre extrémité de celui-ci.Then, or during the finishing phase, the machine loosens the jaws of the movable vice 6 so that the drop section
T 'falls into the chute 10. An injection of air through the nozzles 18 ensures evacuation into the chute 9, despite the slight inclination
The movable plate 4 is then returned to its position in FIG. 2 and the jaws of the fixed vice 5 are loosened to allow the operator to take up the tube T, for example with a view to cutting off the other end of it.
il est apparu que l'invention apporte un gain de temps considérable, pouvant réduire par 4 le temps qu'il fallait jusqu'ici pour la séquence d'opérations en partie manuelle exposée ci-dessus qui était suivie jusqu'à présent pour les petites séries de fabrication concernant des tubes fragiles ou à la forme compliquée. it appeared that the invention brings a considerable time saving, being able to reduce by 4 the time which it hitherto required for the sequence of operations in manual part exposed above which was followed until now for the small manufacturing series concerning fragile or complicated-shaped tubes.
La fiabilité et la qualité du travail accompli sont excellentes grâce à un réglage de grande précision quoique simple, tandis que le caractère pénible du travail de l'opérateur se trouve sensiblement atténué. The reliability and the quality of the work accomplished are excellent thanks to a setting of great precision although simple, while the arduous nature of the work of the operator is significantly reduced.
Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre indicatif et non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. C'est notamment le cas pour la nature des organes de tronçonnage ou de finissage, la structure et le nombre des butées, ou encore la constitution des moyens assurant l'évacuation des tronçons de chute, voire l'orientation du plateau mobile. En cas de besoin, on peut prévoir sur la machine, à l'opposé des butées par rapport à l'étau mobile dans sa position de la figure 3, une seconde unité de finissage destinée à ébavurer aussi le tronçon de chute au cas où on souhaiterait le recycler. It goes without saying that the above description has been offered for information only and is not limitative and that numerous variants can be proposed by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. This is particularly the case for the nature of the cutting or finishing members, the structure and the number of stops, or even the constitution of the means ensuring the evacuation of the drop sections, or even the orientation of the movable plate. If necessary, one can provide on the machine, opposite the stops relative to the movable vice in its position of FIG. 3, a second finishing unit intended to deburr the fall section in the event that one would like to recycle it.
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