JP2005529820A - 回転バレルの支持体を調整するための方法と回転バレル - Google Patents

Abstract

電子部品用のコンベアの回転バレルの部品受体の支持体の調整方法であり、部品受体の各支持体の位置を基準位置に対して個別に調整することにより、コンベア製造の先行過程の際に突然発生する誤差や精度不良を補正し、ひいては完全に修正することを可能にする方法。

Description

本発明は、電子部品用のコンベアの回転バレルの部品受体の支持体を調整することを可能にする方法、並びに、該方法の実行を可能にする回転バレルに関するものである。

それらを製造し、調整する間、またはプリント回路の上に集積する前、電子部品は一般的に、多くの場合完全に自動化された生産ラインに沿って、たとえば電気試験のような一連の作業を受ける。電子部品はしたがって、一つの処理部門から他の部門へとコンベアによって移送され、該コンベアはたとえば、線型または循環型であることができる。

回転バレルは、循環型コンベアの中央の構成要素であり、該構成要素の周囲に、規則的に間隔を開けられた複数の処理部門用の場所が定められている。これらの場所のそれぞれは、一般的には一つの処理部門に占められ、該処理部門は、そこに運ばれてくる電子部品に対して一つまたは複数の作業を行う。ある場合には、一つの処理部門が複数の場所を占めることもありうる。このように、回転バレルの周りに配置された処理部門が全体で、連続的な作業のサイクル、たとえば、電気試験や機械試験、調整作業などのサイクルを形成し、該サイクルに、回転バレルで移送される電子部品がかけられる。サイクルの第一の処理部門は、一般的には入口部門であり、該部門の役割は主に、電子部品を貯蔵所または他のコンベアから回転バレルに運ぶことからなる。サイクルは一つまたは複数の出口部門を含むことができ、したがって、たとえば先行する試験部門で測定された特性に応じて、サイクルのさまざまな過程で電子部品を取り出せるようになっている。

図１および図２を参照すると、回転バレル９は、一般的にはソケット４である、部品受体の支持体が装備されており、該ソケットに部品受体５が挿入され、該部品受体は、電子部品をさまざまな処理部門から抜き取り、または受け取り、回転バレルが動いている間には該電子部品を維持し、そして場合によっては、該電子部品を次の処理部門に差し出すことに役立つものである。ソケット４は回転バレル９の周縁部に近い円周上に、回転バレル９の周囲に定められた場所の配置に対応する配置にしたがって規則的に配分されている。軸を中心に３６０°の一回転をする間、回転バレル９はしたがって、ある有限数のピッチを有しており、該ピッチにおいて、各ソケット４は処理部門用の場所と再び対面することになる。回転バレル９と処理部門は一般的に同一の基板１と連動し、したがってそれらの相対的な位置を確実に維持するようになっている。

回転バレル９は多くの場合、基板１に固定された回転モータ１０に直接取り付けられている。回転バレル９は軸を中心に、モータ１０によって、各ピッチでの停止時間に続いて、短く早い回転運動で回転させられる。

各回転運動の前に、支持体４に挿入された部品受体５は、これらに向き合った処理部門に位置している部品を抜き取るあるいは受け取る。次に、回転バレルの位置は、ピッチ一つ分だけずらされる。回転バレルが動いている間、部品受体５によって抜き取られた部品は、該部品受体によって回転バレル９に維持される。回転バレルの位置をすらした後、各部品受体５は再び次の場所へ向き合い、該場所には一般的に、サイクルの次の処理部門が装備されている。部品はそのとき作業を行う処理部門に配置されるのだが、該作業用に該部門は設計されている。処理段階の間、回転バレルは一般的に動かないように固定されている。上で説明した過程は繰り返され、そのようにして、コンベアは、各部品を一つの処理部門から次の部門へと連続的に、処理すべきすべての部品が作業サイクルにかけられるようになるまで移送する。

大部分の場合、回転バレルの部品受体５はノズル５１を具備しており、該ノズルは真空によって電子部品を抜き取り、維持する。しかしながら、他のシステム、たとえば鉗子のような、たとえば機械的な把持システムや集積場所なども可能であり、該集積場所には部品が各処理部門によって配置され、そこから該部品は次の処理部門によって抜き取られる。選択された部品受体のタイプがどうであれ、該部品受体は回転バレルの製造完成後、回転バレル９に、一般的には、たとえばソケット４のような部品受体の支持体に設置され、該支持体自体も、回転バレル９の適合化された側面９１に固定されている。先行技術のシステムの大半では、ソケットは、回転バレルの周縁部で加工された孔に打ち込まれている。

図１および図２に示した例においては、部品受体５は細長い円筒形部分５０を有しており、該部分は対応するソケット４に挿入されている。部品受体を挿入しやすくし、ソケットの中での良好な安定性を確保するために、玉軸受けシステム４１をソケット４と部品受体５の間に滑り込ませる。ソケット４の軸における部品受体５の位置は、ノズルが所望の高さになるように調整される。次に、リング７を部品受体５の円筒形部分５０の周りに、ソケット４に対して突き当たるまで滑り込ませる。リング７が補助孔９２に挿入されているロッド７１を具備しており、したがって、部品受体５の円筒形部分５０にリング７を締めつけた後、ソケット４における部品受体５があらゆる望ましくない回転をすることを回避するようになっている。ソケット４、部品受体５、それらの完全に固定するための要素７、７１、および、それらと回転バレルの側面９１および９２との相互作用は、例示として以上に詳述した。部品受体を回転バレル９に接合するために、電子部品のコンベアは、非常に多様な機構を用いることができる。

半導体の分野における技術の絶えざる進化は、電子部品のサイズの全体的な縮小につながり、そのことから、これらの部品を処理するシステムのさらなる精密さ、並びに、これらのシステムを操作する構成要素の小型化が要求されている。

回転バレルの場合、それはさらに、回転バレルのピッチ単位での回転の精密な制御と、たとえば部品受体のノズルのサイズなどの縮小、そして、システムの多様な部品の製造において、そしてそれらの相対的な位置の調整において、ますます精密さを高めるということを意味する。

先行技術のシステムにおいて、部品受体の支持体を収容するための側面、たとえばソケットが打ち込まれることになる孔は、回転バレルの製造時に加工される。そういうわけで、完成したシステムにおいて、支持体、したがって部品受体を、回転バレルの周囲に定められた処理部門用の場所と共に整列させる精度は、大部分において、それらの場所と寸法の精度に左右されることになる。システムの取り付けは、一般的に、回転バレルをモータ上に心出しして固定することから始められ、該モータ自体も前もって、基板上に、その周りに定められた場所に対して心出しされている。次に、処理部門が基板の上の、回転バレルの位置との関係で可能な限り精確な位置に固定される。

そのようなシステムは、取り付けの精度に関する大きな制限を有している。実際、回転バレルの心出しにおける僅かな誤差は、処理部門に対するソケットの位置決め、したがって部品受体の位置決めの重大な精度不良となりうる。既知の誤差の計算方法で特に我々に分かることは、処理部門用の場所に対するソケットの位置についての誤差の合計は、各製造過程または各取り付け過程での誤差、すなわち、回転バレルの製造時に部品受体の支持体を収容するための側面の心出しと寸法の誤差、基板上でのモータの心出しの誤差、モータ上での回転バレルの心出しの誤差、部品受体の支持体の寸法の誤差、そして、部品受体を収容するための側面における支持体の位置決めの誤差の累積に等しいということである。さらに、そのようなシステムでは、たとえば回転バレルの製造時に突然発生した、ただ一つの側面の場所または寸法の誤差を修正することはできない。

したがって、本発明の目的の一つは、処理部門に対して回転バレルの部品受体を整列させる精度を大幅に高めることを可能にする調整方法を提案することである。

この目的は、対応する独立請求項に記載の方法と回転バレルによって達成され、変形実施例は引用請求項によって説明される。

特に、この目的は、好ましくは回転バレルが基板上に取り付けられた後に、回転バレルの部品受体の各支持体を個別に調整できるようにする方法によって達成される。

特に、この目的は、回転バレルの部品受体の支持体の位置を調整するための方法によって達成され、前記方法は、
１）回転バレルの基準位置に部品受体の支持体の位置を調整すること、
２）支持体をその位置に完全に固定すること、
を含んでいる。

本発明は、例として与えられ、図１〜図５によって例示されている好ましい変形例の説明によって、より良く理解されるものである。

先行して詳述した図１は、回転バレルを具備する循環型コンベアのシステムを示している。

先行して詳述した図２は、部品受体の一例を示している。

図３は、回転バレルと、本方法の好ましい実施例で用いられたキャリブレーション部門に対する回転バレルの相対的な位置を示している。

図４は、本発明の好ましい実施例で用いられたキャリブレーション部門と、該キャリブレーション部門の、調整すべき部品受体の支持体との相互作用を示している。

図５は、本発明の好ましいもう一つの変形例の実施に適合化された回転バレルの周縁部分を示している。

図６は図５の指の一つ断面を示している。

主要構成要素が図３および図４に示されている好ましい実施例では、本発明は、部品受体の支持体がソケット４である回転バレル９に応用されており、該ソケットは、回転バレル９の周縁部に近い円周上に規則的に配分された孔９１に固定されている。システムの組み立ての際、回転バレル９は基板１の上に回転する状態で固定される。完全に固定する前に、その位置は、基板上に処理部門のために用意された場所に対して、可能な限り心出しされるように調整される。これらの場所の少なくとも一つは、キャリブレーション部門２によって暫定的に占められ、該部門は、ソケット４の位置を調整するための基準位置を規定している。

好ましい実施例において、本発明の方法によるこの好ましい実施例を実行するために用いられるキャリブレーション部門２は、台座によって維持され、該台座は、好ましくは基板１にネジ留めされている。該部門はキャリブレーションされたロッド２０を含み、該ロッドの直径はソケット４の内径に近似している。キャリブレーションされたロッド２０は、バネ２１の作用の下、ソケット４が基板１に対して、一般的には垂直方向に方向付けられることになっている軸において、上方に向けて維持される。基準ロッド２０は、止ピン２２を使って下方に引っ張ることもできる。

回転バレル９は、第一の孔９１が基準ロッド２０に位置するように方向付けられる一方で、該基準ロッドは下方に向けて維持される。基準ロッド２０は孔９１の中で再び持ち上げられ、そしてソケット４を基準ロッド２０に沿って孔９１の内部に滑り込ませる。基準ロッドには、部品受体５を完全に固定するために用いられるリング７に類似のリングが固定され、したがって基準ロッドの軸上で調整すべきソケット４の位置を精確に決定できるようになっている。孔９１の直径は、ソケット４の外径よりもかなり大きくなっていることで、該ソケットにある程度の自由を残すようになっており、したがって、位置の調整ができるようになっている。回転バレル９の回転は、基準ロッド２０によって維持されるソケット４の周りで、孔９１を可能な限り心出しするために微細に修正することができる。修正後の回転バレルの位置は、好ましくは、モータの制御システムによって、ずらしシステムの基準位置として登録される。このとき、たとえば接着剤、セメント、樹脂などの硬化剤を、孔９１とソケット４の間の空間に流し込むことで、硬化剤が硬化してソケット４を回転バレル９に固定するようになっている。

いったん硬化剤が、ソケット４があるべき位置にしっかりと維持されるのに十分な硬さになると、基準ロッド２０は止ピン２２を用いて下方に改めて引っ張られる。モータ１０が起動されることで、新しい孔９１が基準ロッド２０に位置するようになるまで、あるピッチ数だけ回転バレル９を回転させる。基準ロッド２０は再び持ち上げられ、孔９１に挿入される。ソケット４を基準ロッド２０に沿って孔９１の中に滑り込ませ、そして硬化性の液状材が孔９１とソケット４の間の空間に流し込まれる。硬化剤が十分に硬くなると、基準ロッド２０が改めてソケット４から引き抜かれることで、キャリブレーション部門２に向き合う新しい孔９１が見えるようになるまで、回転バレル９が回転できるようになる。

各ソケット４が回転バレル９の各孔９１の中で個別に調整されるまで、上で説明した調整過程が繰り返される。いったんすべてのソケット４が個別に調整され、回転バレル９に固定されると、部品受体５は回転バレルに、たとえば上で説明し、図１および図２に示された原理にしたがって配置することができる。

本発明による方法によって、各ソケット４の位置はこのように個別に基準位置に対して調整されるのだが、該基準位置は、回転バレル９の周りに設置されることになる処理部門の入口および／または出口となる構成要素の後の位置に対応する。ソケット４の位置について発生しうる誤差は、このように、キャリブレーション部門２に対するこの位置の調整の際に発生しうる誤差によってのみ決定される。したがって、このような方法により、たとえば、回転バレルの心出しの際、あるいは、回転バレル９における孔９１の加工の際など、先行過程の際に突然発生する誤差または精度不良を補正し、ひいては、完全に修正することができる。

次に、回転バレル９の周りに設置された各処理部門が、個別に精確に位置決めされることで、部品の入口および／または出口となる構成要素を、部品受体５の位置と共に整列させるようになっている。完成したシステムでは、部品受体５と処理部門の間の整列の精度は、したがって、ソケット４の調整の精度および各処理部門の整列の精度によってのみ左右される。

もう一つの好ましい変形例によると、本発明の方法は、図５および図６に示され、調整可能な指８を具備している回転バレル９に応用され、該指は、回転バレルの周縁部に規則的に配分され、部品受体の支持体を収容するようになっている。部品受体の支持体は、ソケット４の場合、孔８１の中に打ち込まれ、調整可能な指８に対するそれらの位置を調整する可能性はない。好ましくは、各調整可能な指８はソケット４を一つだけ具備している。

調整可能な指８は回転バレル９にネジ８６によって固定される。止ピン９５を、回転バレル９に、そのために用意されている孔を通して滑り込ませ、その端部の一方は、回転バレル９の反対に方向付けられた調整可能な指８の面に設けられたガイド８４の中に滑り込ませ、そうして、回転バレル９の軸に対するほぼ放射状の位置に指が維持される。補助の止ピン９６は、回転バレル９を貫通する孔に打ち込まれ、放射方向の調整ネジ８７を支持する役割を担うのだが、該ネジの機能は後述する。調整可能な指８は溝８５０を含み、該溝の形状は剛性側面８３と二つの柔軟な薄板８５を決定する。剛性側面の位置は、回転バレル９に固定された調整可能な指８の部分との関係で固定されている。その代わりに、柔軟な薄板８５により、調整可能な指８の端部の運動が可能になっており、該端部に、接線方向の調整ネジ８８の作用の下、ソケット４は剛性部分８３との関係で位置している。

システムの組み立ての際、調整可能な指８を装備した回転バレル９は、好ましくは、前もって基板１に接合されているモータ１０に回転する状態で固定され、その基板上で、処理部門用に用意された場所に対して心出しされる。

図示されていないキャリブレーション部門は、処理部門用の場所の一つに設置される。キャリブレーション部門は、好ましくは、ソケット４が心出しされることになっている軸を精確に狙う、カメラを具備した光学システムである。カメラの信号は制御スクリーン上に視覚化され、画像の中心を精確に決定する照準に重ねられる。カメラによって撮影されたソケット４の画像と照準を、制御スクリーンの上で重ねることによって、ソケット４の整列を基準軸との関係で決定できるようになっている。

本方法のもう一つの変形例では、図示されていないキャリブレーション部門は二つの機械的な比較器を含み、該比較器は、互いに直交して、ソケット４が心出しされることになっている基準軸に対しても直角に方向付けられている。比較器は、基準位置において、たとえば調整すべきソケット４の外面と、あるいは、ソケット４に挿入された、キャリブレーションされた止ピンの外面と接触させられる。比較器の軸に沿ったこの表面の位置が基準位置からずれることは、このようにして精確に測定することができ、それにより、ソケット４を基準軸で完全に調整することを制御できるようになっている。

当業者には、上に例として挙げた二つの方法の他にも、他の方法を用いて基準軸でのソケットの心出しを決定することも十分に検討可能であることが理解されるだろう。

ソケット４の位置を回転バレル９の軸に対して放射方向に調整するために、ネジ８６は僅かに緩められ、そして放射方向の調整ネジ８７は、調整可能な指８を、したがってソケット４を回転バレル９の中心から遠ざけるために、時計の針の方向に回転させられる、あるいは、再び回転バレル９の中心に近づくことができるようにするために、時計の針の反対方向に回転させられる。調整可能な指８の放射方向の位置はこのように、ソケット４の中心が回転バレル９の中心に対して所望の距離に位置するようになるまで調節される。次に、固定ネジ８６を完全に固定することで、調整可能な指８を調整された位置に維持するようにする。

回転バレル９の接線方向にしたがったソケット４の位置は、接線方向の調整ネジ８８によって調整され、該調整ネジは、切りぬき部分８５０の中心で、剛性側面８３の二つの向き合う面で支えられている。剛性側面８３における、二つの接線方向の調整ネジ８８の相対的な圧力を修正することで、調整可能な指８の端部の位置、したがってソケット４の位置は、薄板８５が撓むことによって修正される。

いったんソケット４が、キャリブレーション部門によって定められた基準軸で心出しされると、モータ１０が起動されることで、調整すべき新たな調整可能な指８をキャリブレーション部門に向き合うところもっていくまで、一定数のピッチだけ回転バレル９を回転させる。次に、上で説明した調整過程は、回転バレル９のすべての調整可能な指８が調整されるまで繰り返される。いったんすべてのソケット４の位置が個別に調整され、回転バレル９に完全に固定されると、部品受体５は、たとえば上で説明し、図１および図２によって例示されている原理にしたがって、回転バレル９に固定することができる。

本発明による方法によって、各ソケット４の位置はこのように、個別に基準位置に対して調整されるのだが、該基準位置は、回転バレル９の周りに設置されることになる処理部門の入口および／または出口となる構成要素の後の位置に対応している。ソケット４の位置について発生しうる誤差は、このように、キャリブレーション部門２に対するこの位置の調整の際に発生しうる誤差によってのみ決定される。このような方法により、したがって、たとえば回転バレルの心出しの際、または調整可能な指８における孔８１の加工の際などのような先行過程の際に、突然発生する誤差や精度不良を補正し、ひいては完全に修正することができるようになる。

上で説明した調整可能な指８の調整手段は、基板１に対する水平面内の二つの軸にしたがってソケット４の位置を調整するために設計されているが、当業者には、これらの調整手段を完全なものにし、あるいは、修正することによって、たとえば、ソケットの位置を垂直面において、あるいは、全く別の軸にしたがって調整できるようにすることも、十分に検討可能であることが理解されよう。

次に、回転バレルの周りに設置された各処理部門を、個別に精確に位置決めすることで、部品の入口および／または出口となる構成要素を、部品受体の位置と共に整列させるようにする。完成したシステムにおいては、したがって、部品受体と処理部門の間の整列の精度は、ソケットの調整の精度と、各処理部門の整列の精度によってのみ左右される。

本発明の方法は二つの好ましい変形例について上で詳述され、該変形例は説明的であって非制限的な例として挙げたものであるが、該方法は、部品受体の各支持体を唯一の基準位置との関係で個別に調整することによって、システムの製造または組み立ての先行する過程で突然発生した誤差や精度不良を補正できるようにするもので、該誤差や精度不良は、たとえば、部品受体の支持体を受け入れるための側面の加工の際の精度不良、処理部門用に用意された場所に対する回転バレルの心出しの誤差などである。

上で説明した本発明の方法の好ましい変形例では、部品受体の各支持体の調整は個別に行われているが、当業者には、本発明の方法を、たとえば、複数のキャリブレーション部門を同時に用いること、調整すべき複数のソケットの位置に対応する複数の基準位置を含んでいる、隣接するまたは隣接していないキャリブレーション部門を用いることなどによって、部品受体の複数の支持体の位置を同時に調整できるように活用することも可能であることが理解されよう。本発明によって、回転バレルの部品受体の支持体全体の調整に必要な時間を短縮させることができても、それでもなお、本発明のこの変形例は、特にさまざまな基準位置の相対的な位置において場合によって生じる誤差によって、調整におけるより多くの精度不良が生じる可能性を呈する。

当業者が本発明による方法を応用し、調整手段を適合化させることで、上記の例で挙げたもの以外の他の軸にしたがって、たとえば、基板１に対する垂直軸にしたがって、あるいは、たとえば垂直または水平である回転軸にしたがって、回転バレル上で部品受体の支持体の位置を調整するようにすることも可能である。

従来の回転バレルを具備する循環型のコンベア・システムを示す。 従来の部品受体の一例を示している。 回転バレルと、本方法の好ましい実施例で用いられたキャリブレーション部門に対するその相対的な位置を示している。 本発明の好ましい実施例で用いられたキャリブレーション部門と、調整すべき部品受体の支持体との、その相互作用を示している。 本発明の好ましいもう一つの変形例の実施に適合化された回転バレルの周縁部分を示している。 図５の指の断面を示す。

符号の説明

１ 基板
２ キャリブレーション部門
４ ソケット
５ ソケット部品受体
７ リング
８ 指
９ 回転バレル
１０ 回転モータ
２０ 基準ロッド
２１ バネ
２２ 止ピン
４１ 玉軸受システム
５０ 円筒形部分
５１ ノズル
７１ ロッド
８１ 孔
８３ 剛性側面
８４ ガイド
８５ 薄板
８６ 固定ネジ
８７ 調整ネジ
８８ 調整ネジ
９１ 孔
９２ 補助孔
９５ 止ピン
９６ 止ピン

Claims (19)

1. 電子部品用のコンベアの回転バレル（９）で部品受体の支持体（４）の位置を調整するための方法であり、
   １）前記回転バレル（９）の部品受体の前記支持体（４）の少なくとも一つの位置を、所定の基準位置で調整すること、
   ２）部品受体の前記支持体（４）の少なくとも一つを前記基準位置に完全に固定すること、
   を含む前記方法。
2. 前記回転バレル（９）が台座を介して基板（１）の上に回転する状態で前もって固定される、請求項１に記載の方法。
3. 後の過程として、
   ３）完全な一回転中の有限数の区分だけ前記回転バレル（９）を回転させること、
   ４）前記回転バレル（９）の部品受体の前記支持体（４）の少なくとももう一つの位置を、所定の基準位置で調整すること、
   ５）部品受体の前記支持体（４）の少なくとももう一つを前記基準位置に完全に固定すること、
   ６）過程３）、４）および５）を、部品受体の前記支持体（４）のすべてを調整し、完全に固定するまで繰り返すこと、
   を含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記基準位置が機械的手段によって決定される、請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の方法。
5. 前記機械的手段が基準ロッド（２０）である、請求項４に記載の方法。
6. 前記機械的手段が比較器である、請求項３に記載の方法。
7. 前記基準位置が光学手段によって決定される、請求項１または請求項２に記載の方法。
8. 部品受体の前記支持体（４）の少なくとも一つが、硬化剤によって前記基準位置に完全に固定される、請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の方法。
9. 部品受体の前記支持体（４）の少なくとも一つが、機械的調整手段（８６、８７、８８）によって前記基準位置に完全に固定される、請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の方法。
10. 部品受体の複数の前記支持体（４）の基準位置が同時に決定される、請求項１〜請求項９のいずれか一つに記載の方法。
11. 周縁部に部品受体の支持体（４）を具備する電子部品用のコンベアの回転バレルであり、部品受体の前記各支持体（４）の位置が、コンベアを取り付ける際に前記回転バレル（９）を加工せずに、個別に調整可能であることを特徴とする回転バレル。
12. 部品受体の前記支持体（４）がソケット（４）である、請求項１１に記載の回転バレル。
13. 部品受体の前記各支持体（４）の位置が、機械的調整手段（８７、８８）によって調整可能である、請求項１１または請求項１２に記載の回転バレル。
14. 機械的調整手段が調整ネジ（８７、８８）を含んでいる、請求項１３に記載の回転バレル。
15. 部品受体の前記支持体（４）が回転バレル（９）に接着される、請求項１１〜請求項１４のいずれか一つに記載の回転バレル。
16. 部品受体の前記支持体（４）が、前記回転バレル（９）の周縁部に固定された調整可能な指（８）に配分されている、請求項１１〜請求項１５のいずれか一つに記載の回転バレル。
17. 前記調整可能な指（８）が溝（８５０）を具備し、該溝によって、前記調整可能な指（８）が少なくとも一つの軸にしたがって撓むことが可能になっている、請求項１６に記載の回転バレル。
18. 部品受体の前記各支持体（４）の前記位置が、少なくとも二つの独立した軸にしたがって調整することができる、請求項１１〜請求項１７のいずれか一つに記載の回転バレル。
19. 部品受体の前記各支持体（４）の前記位置が、少なくとも三つの独立した軸にしたがって調整することができる、請求項１８に記載の回転バレル。
    
    

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