KR102474705B1 - 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템 - Google Patents

밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 컨베이어 방식의 이송부(200)에 의해 제품을 수평으로 지지하면서 이동시키고, 연삭공정부(300), 연마공정부(400) 및 브러쉬공정부(500)를 하나의 이송부(200)를 따라 배치하여 자동 및 연속적으로 작업할수 있도록 구성하여, 생산성 및 작업효율을 향상시키고, 불량발생을 감소시킬 수 있는 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템{Grinding work automation systems of valve plate}
본 발명은 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템에 관한 것으로서, 특히 밸브플레이트의 표면연삭, 연마 및 브러쉬 공정을 하나의 장치로 연속해서 작업할 수 있도록 구성된 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템에 관한 것이다.
프레스 금형 등에 의해 생산된 부품들은 절단면이 날카롭게 되어 정밀도를 요하는 기계 등의 각종 부품으로 사용하고자 할 경우에는 표면을 연마하는 연마단계를 거친 후 사용되고 있다.
밸브플레이트는 압축기나 유압펌프 등에 개재되어 압출실의 내외부로 입출되는 작동유체의 유동을 제어하는 것이다.
이러한 상기 밸브플레이트는 납작한 원판 형태로 형성되며, 프레스 금형 공정을 통해 유체가 입출되는 복수개의 통공이 형성된다.
또한, 프레스 공정 후에는 연삭공정, 연마(호닝,폴리싱)공정, 브러쉬 공정 등으로 진행되는 후공정을 거쳐 표면조도를 맞추게 된다.
그러나 종래에는 연삭공정, 연마공정 및 브러쉬공장이 각각 별도의 장치로 진행되어 가공시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 제품을 고정하는 장비가 없어서 연삭 가공시 제품이 한쪽으로 치우치는 경우가 발생하여 불량률이 높은 문제점이 있었다.
또한, 종래 밸브플레이트의 연삭장비는 제품을 세워서 구름이동하도록 구성되어 있는데, 이러한 경우 제품의 외주면의 도장피막이 손상되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0829037호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 컨베이어 방식의 이송부(200)에 의해 제품을 수평으로 지지하면서 이동시키고, 연삭공정부(300), 연마공정부(400) 및 브러쉬공정부(500)를 하나의 이송부(200)를 따라 배치하여 자동 및 연속적으로 작업할수 있도록 구성하여, 생산성 및 작업효율을 향상시키고, 불량발생을 감소시킬 수 있는 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템은, 상단이 개방 형성된 하우징부; 상기 하우징부의 내부에 설치되며, 평면 형태의 제품을 수평하게 지지하며 일방향으로 이송하는 이송부; 상기 이송부에 의해 이송되는 제품의 일면을 연삭 가공하는 연삭공정부; 상기 이송부에 의해 이송되는 제품의 일면을 연마 가공하는 연마공정부; 상기 이송부에 의해 이송되는 제품에 부착된 이물질을 제거하는 브러쉬공정부; 를 포함한다.
상기 이송부는, 제품의 이송 방향으로 이격 배치되며, 구동모터와 연결되어 회전하는 구동롤러; 상기 구동롤러 사이에 회전되게 장착되는 컨베이어밸트; 상기 컨베이어밸트의 상부를 수평하게 지지하는 심플레이트; 를 포함한다.
상기 이송부는, 상기 심플레이트를 자화시켜 자력에 의해 제품이 상기 컨베이어밸트에 밀착 고정되도록 하는 자화장치; 를 더 포함한다.
상기 연삭공정부는, 상기 이송부의 상부에 배치되는 연삭모터; 상기 이송부와 수평을 이루며, 상기 연삭모터와 연결되어 회전하는 연삭플레이트; 상기 연삭플레이트의 하부에 착탈 가능하게 장착되는 연삭숫돌; 을 포함하되, 상기 연삭숫돌은 복수개로 이루어지며, 상기 연삭플레이트의 하부에 원주 방향으로 일정 각도 간격으로 이격 배치된다.
상기 이송부의 측부에 배치되어 상기 연삭공정부에 의해 가공되는 제품에 냉각제를 분사하는 쿨런트부; 를 더 포함하되, 상기 냉각제에는 윤활제 및 방청제가 포함된다.
상기 연삭공정부와 브러쉬공정부 사이에 구비되어 가공된 제품의 두께를 측정하고, 측정값이 설정된 범위를 벗어나면 피드백 하여 재가공 되도록 하는 피드백시스템부; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
컨베이어 방식의 이송부(200)에 의해 제품을 수평으로 지지하면서 이동시키고, 연삭공정부(300), 연마공정부(400) 및 브러쉬공정부(500)를 하나의 이송부(200)를 따라 배치함으로써, 제품의 후처리 작업을 자동 및 연속적으로 진행할 수 있으며, 이로 인해 생산성 및 작업효율을 향상시키고, 불량발생을 감소시킬 수 있는 효과를 제공한다.
상기 컨베이어밸트(220)를 지지하기 위해 상기 심플레이트(230)를 상기 컨베이어밸트(220)의 내측에 구비함으로써, 상기 컨베이어밸트(220)에 안착된 제품의 수평도를 향상시키며, 가공 작업시 정밀도를 향상시키는 효과를 제공한다.
상기 자화장치(240)는 상기 연삭공정부(300), 상기 연마공정부(400) 및 상기 브러쉬공정부(500)에서 제품이 가공될 때, 인력에 의해 제품을 상기 컨베이어밸트(220)에 밀착 고정시킴으로써, 제품이 가공시 밀리는 것을 방지하게 된다.
상기 연삭숫돌(330)이 복수개로 분리 형성됨으로써, 어느 하나의 연삭숫돌(330)이 손상되었을 시 전체를 교체할 필요 없이 일부만 교체하여 관리비용을 감소시키고 교체를 편리하게 하는 효과를 제공한다.
또한, 상기 연삭숫돌(330)이 일정각도 간격으로 이격 배치됨으로써, 연삭 가공시 상기 연삭숫돌(330) 사이를 통해 이물질 등이 외부로 빠져나가, 이물질로 인한 스크래치나 가공오차 등의 발생을 감소시키는 효과를 제공한다.
상기 연삭공정부(300)나 상기 연마공정부(400)의 하부에 배치되어 상기 이송부(200)에 안착된 제품으로 냉각제를 분사함으로써, 가공시 발생되는 이물질이 엉키거나 달라붙는 현상을 방지하며, 마찰열을 최소화하고, 녹발생을 감소시키는 효과를 제공한다.
상기 피드백시스템부(700)는 제품의 두께를 실시간으로 측정하여 불량 발생시 즉시 피드백 작업을 하도록 구성됨으로써, 불량율을 감소시켜 생산성과 품질을 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템의 사시도,
도 2는 도 1의 A-A에서 바라본 단면 구조도,
도 3은 도 1의 B-B에서 바라본 단면 구조도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템의 연삭공정부(300)의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템의 정밀측정시스템의 작동 구조를 나타난 구조도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템은, 하우징부(100), 이송부(200), 연삭공정부(300), 연마공정부(400), 브러쉬공정부(500), 쿨런트부(600), 피드백시스템부(700)로 이루어진다.
상기 하우징부(100)는 제품의 이송 방향으로 긴 직육면체 형상으로 형성되며, 상단이 개방되어 내부에 상기 이송부(200)가 구비된다.
이러한 상기 하우징부(100)는 상기 이송부(200)의 주변을 차단하여, 이송되는 제품 및 제품의 가공시 발생되는 각종 이물질들이 외부로 배출되는 것을 차단하여, 공장 주변이 오염되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.
상기 이송부(200)는 상기 하우징부(100)의 내부에 설치되며, 제품을 수평하게 지지하며 일방향으로 이동시킨다.
구체적으로 상기 이송부(200)는, 구동롤러(210), 컨베이어밸트(220), 심플레이트(230) 및 자화장치(240)로 이루어진다.
상기 구동롤러(210)는 원통형 형상으로 형성되며, 적어도 2개 이상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 2개로 구성되며, 상기 하우징부(100)의 내부에 배치되어 제품의 이송 방향으로 이격 배치되고, 구동모터와 체인으로 연결되어 동시에 회전된다.
상기 컨베이어밸트(220)는 고무재질의 띠 형태로 형성되며, 이격 배치된 상기 구동롤러(210)의 외주면을 감싸게 결합되고, 상기 구동롤러(210)의 상,하부에 평평하게 배치된다.
이러한 상기 컨베이어밸트(220)는 상기 구동롤러(210)에 의해 회전력을 전달받아 상기 구동롤러(210)를 사이에서 회전운동을 하게 된다.
경우에 따라 상기 컨베이어밸트(220)는 수평도를 높이기 위해 엔지니어링 플라스틱이나 금속 재질의 여러 판재를 띠 형태로 연결한 탑체인 형태로 이루어질 수도 있다.
한편, 상기 심플레이트(230)는 납작한 직육면체의 판 형상으로 형성되며, 상기 컨베이어밸트(220)의 상부 내주면에 배치되어 상기 컨베이어밸트(220)의 상부를 평평하게 지지한다.
상기 심플레이트(230)는 상기 컨베이어밸트(220)의 수평도를 유지하기 위한 것으로, 강철 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 하우징부(100)에 고정되어 수평을 유지하도록 구성된다.
이러한 상기 심플레이트(230)는 일체형으로 하나로 이루어져 상기 연삭공정부(300), 상기 연마공정부(400) 및 상기 브러쉬공정부(500)에 걸쳐 길게 형성될 수 도 있다.
물론 경우에 따라 상기 심플레이트(230)는 3개로 분리되어 상기 연삭공정부(300), 상기 연마공정부(400) 및 상기 브러쉬공정부(500)에 각각 하나씩 구비될 수도 있다.
이와 같이 상기 컨베이어밸트(220)를 지지하기 위해 상기 심플레이트(230)를 상기 컨베이어밸트(220)의 내측에 구비함으로써, 상기 컨베이어밸트(220)에 안착된 제품의 수평도를 향상시키며, 가공 작업시 정밀도를 향상시키는 효과를 제공한다.
한편, 상기 자화장치(240)는 상기 컨베이어밸트(220) 또는 상기 심플레이트(230)를 자화시켜 자력에 의해 제품이 상기 컨베이어밸트(220)에 밀착 고정되도록 하는 것이다.
구체적으로 본 발명의 상기 자화장치(240)는 상기 심플레이트(230)의 양단에 전극을 구비하여 상기 심플레이트(230)로 순간적으로 저전압의 전류를 흘려 자화시키는 방식으로 이루어진다.
이러한 상기 자화장치(240)는 상기 연삭공정부(300), 상기 연마공정부(400) 및 상기 브러쉬공정부(500)에서 제품이 가공될 때, 인력에 의해 제품을 상기 컨베이어밸트(220)에 밀착 고정시키고, 제품이 가공시 밀리는 것을 방지하게 된다.
물론, 제품의 이송시에는 상기 자화장치(240)의 작동을 정지하여 자화를 풀고, 제품이 자유롭게 이동되도록 한다.
한편, 상기 연삭공정부(300)는 상기 이송부(200)에 의해 이송되는 제품의 일면을 연삭 가공하는 부분이다.
구체적으로 상기 연삭공정부(300)는 연삭모터(310), 연삭플레이트(320), 연삭숫돌(330)로 이루어진다.
상기 연삭모터(310)는 상기 이송부(200)의 상부에 배치되며, 상기 하우징부(100)에 고정 설치된다.
이러한 상기 연삭모터(310)는 상기 연삭플레이트(320)를 회전시키는 동력을 제공한다.
상기 연삭플레이트(320)는 납작한 원판 형상으로 형성되며, 상기 연삭모터(310)의 하부에 장착되어 회전된다.
상기 연삭플레이트(320)의 하부에는 상기 연삭숫돌(330)이 장착된다.
상기 연삭숫돌(330)은 제품의 일면을 갈아내기 위한 것으로, 구체적으로 제품의 표면에 코팅된 도장면을 벗겨낸다.
일반적으로 연삭숫돌(330)은 납작한 원통형 형상으로 형성되나, 본 발명의 실시예에 따른 상기 연삭숫돌(330)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수개로 이루어지며, 상기 연삭플레이트(320)의 하부에 원주 방향으로 일정 각도 간격으로 이격 배치된다.
이와 같이 상기 연삭숫돌(330)이 복수개로 분리 형성됨으로써, 어느 하나의 연삭숫돌(330)이 손상되었을 시 전체를 교체할 필요 없이 일부만 교체하여 관리비용을 감소시키고 교체를 편리하게 하는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 상기 연삭숫돌(330)일 일정각도 간격으로 이격 배치됨으로써, 연삭 가공시 상기 연삭숫돌(330) 사이를 통해 이물질 등이 외부로 빠져나가, 이물질로 인한 스크래치나 가공오차 등의 발생을 감소시키는 효과를 제공한다.
상기 연마공정부(400)는 상기 연삭공정부(300)와 상기 브러쉬공정부(500) 사이에 배치되며, 상기 연삭공정부(300)에서 가공된 제품의 일면을 매끄럽게 가공하여 최적의 표면조도를 맞추기 위한 것이다.
상기 연마공정부(400)는 연삭공정부(300)와 마찬가지로, 회전력을 제공하는 연마모터(410)와 상기 연마모터(410)에 장착되어 회전하면서 제품의 표면을 연마하는 연마패드(430)로 이루어진다.
상기 연마패드(430)는 제품의 표면 거칠기를 낮추기 위한 것으로, 하면에 연마용입자들이 접착제로 부착된 패드 형태로 이루어진다.
이러한 상기 연마패드(430)는 제품 사양에 따라 다양한 사양으로 교체가 가능하다.
상기 브러쉬공정부(500)는 상기 연삭공정부(300) 및 상기 연마공정부(400)를 지나며 가공된 제품을 브러쉬로 세척하는 부분으로, 제품에 붙어있는 이물질을 제거해 준다.
구체적으로 상기 브러쉬공정부(500)는 회전력을 제공하는 브러쉬모터(510), 상기 브러쉬모터(510)와 연결되어 3개의 회전축이 연동 가능하게 구성된 기어박스(520) 및 상기 기어박스(520)와 연결되어 회전하는 브러쉬패드(530)로 이루어진다.
상기 브러쉬패드(530)는 하부에 브러쉬가 장착되며, 제품의 표면을 브러쉬가 회전하면서 쓸어내어 이물질을 제거하게 된다.
여기에서 상기 브러쉬패드(530)는 3개로 이루어져 상기 회전축에 각각 장착된다.
한편, 상기 쿨런트부(600)는 상기 이송부(200)의 측부에 배치되어 상기 연삭공정부(300)에 의해 가공되는 제품에 냉각제를 분사하는 부분이다.
상기 쿨런트부(600)는 냉매제가 이동하는 공급관(610)과, 상기 공급관(610)의 상부에 형성되어 상기 컨베이어밸트(220) 방향으로 냉매제를 분사하는 분사노즐(620)로 이루어진다.
여기에서 상기 냉각제에는 윤활제 및 방청제가 포함된다.
또한, 상기 쿨런트부(600)는 상기 연삭공정부(300) 뿐만 아니라 상기 연마공정부(400)에 배치될 수도 있다.
이와 같이 상기 연삭공정부(300)나 상기 연마공정부(400)의 하부에 배치되어 상기 이송부(200)에 안착된 제품으로 냉각제를 분사함으로써, 가공시 발생되는 이물질이 엉키거나 달라붙는 현상을 방지하며, 마찰열을 최소화하고, 녹발생을 감소시키는 효과를 제공한다.
한편, 상기 피드백시스템부(700)는 가공된 제품의 두께를 측정하고, 측정값이 설정된 범위를 벗어나면 피드백 하여 재가공 되도록 하는 것으로, 상기 연삭공정부(300)와 브러쉬공정부(500) 사이에 구비된다.
구체적으로 상기 피드백시스템부(700)는 정밀측정부(710)와 제어부(720)로 이루어진다.
상기 정밀측정부(710)는 상기 연마공정부(400)와 상기 브러쉬공정부(500) 사이에 배치되며, 상기 컨베이어밸트(220)의 높이와 상기 제품의 상면 높이를 측정하고 그 차이를 이용하여 두께값을 산출하게 된다.
여기에서 상기 정밀측정부(710)의 측정 센서는 상하 좌우로 이동하여 위치 조절이 용이하게 구성된다.
상기 제어부(720)는 상기 정밀측정부(710)에서 측정된 제품의 두께값이 설정된 범위 내에 도달하면 다음 작업으로 진행시키고, 설정된 범위를 벗어나면 상기 이송부(200)를 후진시켜 상기 연삭공정부(300) 및 상기 연마공정부(400)의 작업을 반복시키거나, 제품을 별도로 분리 배출하게 된다.
즉, 상기 제품의 두께가 최소설정값 보다 낮게 나오면 제품을 분리 배출하고, 최대설정값보다 높게 나오면 상기 이송부(200)를 후진시켜 상기 연삭공정부(300)부터 재작업을 진행하도록 제어하게 된다.
이와 같이 상기 피드백시스템부(700)는 제품의 두께를 실시간으로 측정하여 불량 발생시 즉시 피드백 작업을 하도록 구성됨으로써, 불량율을 감소시켜 생산성과 품질을 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 경우에 따라 상기 피드백시스템부(700)는 불량이 3회 이상 연속적으로 발생했을 경우 장치 세팅에 문제가 있는 것으로 판단하고, 작업을 중단시키며, 수리업자를 호출하여 상기 심플레이트(230)나 상기 연삭공정부(300) 및 상기 연마공정부(400)의 수평도를 재설정하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구 범위의 사상 및 영역을 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 형태로 변형 실시될 수 있으며, 따라서 이와 같은 변형은 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 해석해야 할 것이다.
100 : 하우징부
200 : 이송부
210 : 구동롤러
220 : 컨베이어밸트
230 : 심플레이트
240 : 자화장치
300 : 연삭공정부
310 : 연삭모터
320 : 연삭플레이트
330 : 연삭숫돌
400 : 연마공정부
410 : 연마모터
420 : 연마플레이트
430 : 연마패드
500 : 브러쉬공정부
510 : 브러쉬모터
520 : 기어박스
530 : 브러쉬패드
600 : 쿨런트부
610 : 공급관
620 : 분사노즐
700 : 피드백시스템부
710 : 정밀측정부
720 : 제어부

Claims (6)

  1. 상단이 개방 형성된 하우징부;
    상기 하우징부의 내부에 설치되며, 평면 형태의 제품을 수평하게 지지하며 일방향으로 이송하는 이송부;
    상기 이송부에 의해 이송되는 제품의 일면을 연삭 가공하는 연삭공정부;
    상기 이송부에 의해 이송되는 제품의 일면을 연마 가공하는 연마공정부;
    상기 이송부에 의해 이송되는 제품에 부착된 이물질을 제거하는 브러쉬공정부;
    상기 연삭공정부와 브러쉬공정부 사이에 구비되어 가공된 제품의 두께를 측정하고, 측정값이 설정된 범위를 벗어나면 피드백 하여 재가공 되도록 하는 피드백시스템부; 를 포함하되,
    상기 이송부는,
    제품의 이송 방향으로 이격 배치되며, 구동모터와 연결되어 회전하는 구동롤러;
    상기 구동롤러 사이에 회전되게 장착되는 컨베이어밸트;
    상기 컨베이어밸트의 상부를 수평하게 지지하는 심플레이트;
    상기 심플레이트를 자화시켜 자력에 의해 제품이 상기 컨베이어밸트에 밀착 고정되도록 하는 자화장치; 를 포함하고,
    상기 피드백시스템부는,
    상기 연마공정부와 상기 브러쉬공정부 사이에 배치되며, 상기 컨베이어밸트의 높이와 상기 제품의 상면 높이를 측정하고 그 차이를 이용하여 두께값을 산출하는 정밀측정부;
    상기 정밀측정부에서 측정된 제품의 두께값이 설정된 범위 내에 도달하면 다음 작업으로 진행시키고, 설정된 범위를 벗어나면 상기 이송부를 후진시켜 상기 연삭공정부 및 상기 연마공정부의 작업을 반복시키는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 연삭공정부는,
    상기 이송부의 상부에 배치되는 연삭모터;
    상기 이송부와 수평을 이루며, 상기 연삭모터와 연결되어 회전하는 연삭플레이트;
    상기 연삭플레이트의 하부에 착탈 가능하게 장착되는 연삭숫돌; 을 포함하되,
    상기 연삭숫돌은 복수개로 이루어지며, 상기 연삭플레이트의 하부에 원주 방향으로 일정 각도 간격으로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송부의 측부에 배치되어 상기 연삭공정부에 의해 가공되는 제품에 냉각제를 분사하는 쿨런트부; 를 더 포함하되,
    상기 쿨런트부는,
    냉각제가 이동하는 공급관과,
    상기 공급관의 상부에 형성되어 상기 컨베이어밸트 방향으로 냉각제를 분사하는 분사노즐; 을 포함하고,
    상기 냉각제에는 윤활제 및 방청제가 포함되는 것을 특징으로 하는 밸브플레이트 연삭가공 자동화 시스템.
  6. 삭제
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