KR20240055436A - 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치 - Google Patents

집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치 Download PDF

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박민수
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(주)성현 테크놀로지
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Abstract

본 발명은 소재를 집체인 방식을 통해 2단 슬라이딩 방식으로 리프팅함으로써 장치의 설치 높이를 최소화할 수 있는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치에 관한 것으로, 레일에 연결되어 이동되는 이동프레임과, 상기 이동프레임에 연결되어 상,하로 2단 슬라이딩되는 리프팅부와, 상기 리프팅부를 상,하 슬라이딩시킬 수 있도록 하는 집체인 방식의 작동부와, 상기 리프팅부의 하부에 설치되어 소재를 잡게 되는 파지부와, 상기 파지부에 연결되어 파지부를 회전시켜 소재를 뒤집을 수 있도록 하는 회전부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치{LOADER AND LIFTING APPARATUS USING ZIP CHAIN}
본 발명은 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소재를 집체인 방식을 통해 2단 슬라이딩 방식으로 리프팅함으로써 장치의 설치 높이를 최소화할 수 있는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 컨베이어 상단의 가공대상물용 트랜스퍼는 주지된 바와 같이 단일의 핑거가 컨베이어 상단을 직선왕복운동, 또는 회전운동하면서 일측 컨베이어상의 소재를 클램핑한 후 타측 컨베이어상에 언클램핑 하도록 되어 있다.
그러나 가공된 가공대상물과 미가공된 가공대상물을 각각 따로 이송하여야 하기 때문에 이송 및 작업을 따로 병행하여 구성해야 함으로써 그 과정이 번거로운 문제점이 있었다.
또한 공작기계의 전방에 배치된 소재 자동 공급장치의 공급다이에 위치하는 소재를 별도의 클램퍼로 파지한 후 수평 이동시켜 공작기계의 척에 물리는 한편, 공작기계의 척에 물려 있는 가공물을 가공물 자동 인출장치를 통해 외부로 배출시키는 과정을 반복적으로 수행하고 있다.
이에 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0040425 공작기계 일체형 이송장치는 소재를 가공하는 공작기계의 상부에 일단부가 배치되는 이송 컨베이어에 이격되게 고정되어 순환 이동하는 복수개의 클램퍼를 포함하여 소재와 가공물을 동시에 이송시키는 컨베이어 이송기와 공작기계의 상단에 설치되고, 공작기계의 상단 개방부와 척이 구비되는 공작기계의 작업공간 사이에서 상하방향으로 이동하면서 소재나 가공물을 이송시키는 이송 로더 및 컨베이어 이송기와 이송 로더를 연동시키는 동작 제어를 수행하여 척에 소재가 공급되도록 하는 한편 척에서 가공된 가공물이 외부로 배출되도록 하는 컨트롤러를 포함하는 구성으로 이루어진 기술이다.
그러나, 이러한 선행기술은 컨베이어 이송기의 크기 및 활동 범위가 넓어야 하고 구성이 복잡하며 가공대상물을 공작기계에 이송하는 과정이 번거로운 단점이 있었다. 또한, 클램퍼에 가공된 가공물과 미가공된 가공물을 한 번에 파지할 수 있으나 이송로더의 상하 위치를 설정을 통해 미가공된 가공물을 척에 결속시킬 수 있으므로 위치에 따른 에러가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 가공물을 이송시키는 이송 로더가 링크 및 봉 구조로 이루어져 이송 컨베이어에 설치되면서 공작기계로 가공물을 로딩 시 상,하 리프팅 범위가 길어 이송 로더의 설치 높이에 제약이 많은 결점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0040425호
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 목적은 소재를 로딩하고 집체인에 의한 동작과 2단 슬라이딩 방식으로 리프팅함으로써 장치의 설치 높이를 최소화할 수 있는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치는 레일에 연결되어 이동되는 이동프레임과, 상기 이동프레임에 연결되어 상,하로 2단 슬라이딩되는 리프팅부와, 상기 리프팅부를 상,하 슬라이딩시킬 수 있도록 하는 집체인 방식의 작동부와, 상기 리프팅부의 하부에 설치되어 소재를 잡게 되는 파지부와, 상기 파지부에 연결되어 파지부를 회전시켜 소재를 뒤집을 수 있도록 하는 회전부를 포함할 수 있다.
상기 리프팅부는 이동프레임에 연결되는 연결프레임과. 상기 연결프레임에 연결되어 상하로 2단 슬라이딩되는 가이드바와, 상기 가이드바에 연결되어 2중 가이드바가 2단 슬라이딩될 수 있도록 하는 제1,2리프팅프레임을 포함할 수 있다.
상기 연결프레임과 제1리프팅프레임의 사이에는 가이드바의 자유 낙하를 방지할 수 있도록 자유낙하방지구가 구비될 수 있다.
상기 가이드바는 연결프레임에 끼워지고 제1리프팅프레임에 고정되어 작동부의 작동에 따라 1단 슬라이딩되는 복수개의 제1가이드바와, 상기 연결프레임과 제1리프팅프레임에 끼워지고 제2리프팅프레임에 고정되어 작동부의 작동에 따라 2단 슬라이딩되는 복수개의 제2가이드바를 포함할 수 있다.
상기 작동부는 이동프레임의 상부에 연결되며 리프팅부를 상,하 슬라이딩시킬 수 있도록 하는 집체인 엑추에이터와, 상기 집체인 엑추에이터를 작동시킬 수 있도록 하는 구동모터를 포함할 수 있다.
상기 파지부는 리프팅부의 하부 전면에 연결되는 연결판과, 상기 연결판의 양측에 연결되어 소재를 잡게 되는 파지척을 포함할 수 있다
상기 회전부는 파지부의 내부에 구비되어 소재의 회전 정밀도를 높일 수 있도록 서보모터와 감속기가 구비될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치에 의하면, 소재를 가공기로 로딩하기 위한 로더가 집체인에 의한 업/다운 동작되고 2단 슬라이딩 방식으로 리프팅함으로써 장치의 설치 높이를 최소화하여 천장고를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를도시한 배면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를 도시한 후면사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치의 설치 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치의 작동상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치의 자유낙하방지구를 도시한 일부 절개사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면들에 있어서, 본 발명의 실시 예는 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니며 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 청구범위에 기재된 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
본 명세서에서 '및/또는'이란 표현은 전후에 나열된 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용된다. 또한, '연결되는/결합되는'이란 표현은 다른 구성요소와 직접적으로 연결되거나 다른 구성요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함한다' 또는 '포함하는'으로 언급된 구성요소, 단계, 동작 및 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및 소자의 존재 또는 추가를 의미한다.
또한, '제1, 제2' 등과 같은 표현은, 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하지 않는다.
실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 측(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를 도시한 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를도시한 배면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치를 도시한 후면사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치의 설치 상태를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치의 작동상태를 도시한 사시도이며, 도 8은 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치의 자유낙하방지구를 도시한 일부 절개사시도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치(10)는 가공하고자 하는 소재(2)를 잡고 이송하여 가공기(1)로 로딩 및 언로딩하는 역할을 한다. 이때, 소재(2)는 반도체 생산에 사용되는 에칭장치 장비 내에 사용되는 소재로서, 이 소재(2)는 하나의 예로서 에칭장비에 소모품으로 들어가는 각종 포커스링이나 슈라우드링의 가공을 위한 재료로서 실리콘(Si) 또는 실리콘 카바이드(SiC)가 될 수 있다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 로더 및 리프팅 장치(10)는 수직으로 세워진 지지대(11)에 길이방향으로 연결되는 레일(12)을 따라 이동되고 상,하 리프팅되어 가공기(1)의 가공 위치에 소재(2)를 로딩 및 언로딩하게 된다. 한편, 상기 소재(2)의 외부에는 지그(3)가 구비되어 소재(2)를 지지할 수 있다.
본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치(10)는 이동프레임(100)과, 리프팅부(200)와, 작동부(300)와, 파지부(400)와, 회전부(500)를 포함할 수 있다.
상기 이동프레임(100)은 지지대(11)에 길이방향으로 연결되는 레일(12)의 정면에 연결되어 레일(12)을 따라 이동될 수 있다.
상기 리프팅부(200)는 이동프레임(100)에 연결되어 작동부(300)의 작동에 따라 상,하 2단으로 슬라이딩될 수 있다.
도 1 내지 도 3 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 리프팅부(200)는 연결프레임(210)과, 가이드바(220)와, 제1리프팅프레임(230)과, 제2리프팅프레임(240)을 포함할 수 있다.
상기 연결프레임(210)은 이동프레임(100)의 정면에 연결되며, 가이드바(220)가 끼워져 이동될 수 있도록 끼움홈(211)이 형성된다.
상기 가이드바(220)는 연결프레임(210)과 제1,2리프팅프레임(230,240)에 연결되어 상.하로 2단 슬라이딩될 수 있다.
또한, 상기 가이드바(220)는 연결프레임(210)의 끼움홈(211)에 끼워지고 제1리프팅프레임(230)에 고정되어 작동부(300)의 작동에 따라 상,하로 1단 슬라이딩되는 복수개의 제1가이드바(221)와, 상기 연결프레임(210)의 끼움홈(211)과 제1리프팅프레임(230)의 관통홈(231)에 끼워지고 제2리프팅프레임(240)에 고정되어 작동부(300)의 작동에 따라 상,하로 2단 슬라이딩되는 복수개의 제2가이드바(222)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1가이드바(221)의 상단에는 하부로 슬라이딩될 때 연결프레임(210)의 끼움홈(211)으로 빠지지 않고 연결프레임(210)의 상단에 걸릴 수 있도록 걸림편(221a)이 구비될 수 있다.
즉, 상기 작동부(300)의 작동에 따라 제1리프팅프레임(230)과 제2리프팅프레임(230)이 하강하면서 제1가이드바(221)와 제2가이드바(222)가 함께 하강하되 상기 제1가이드바(221)가 하강될 때 상기 연결프레임(210)의 상단에 걸림편(221a)이 걸려 상기 제1리프팅프레임(230)이 제1가이드바(221)의 길이만큼 하강하여 정지하고, 상기 제2가이드바(222)와 제2리프팅프레임(240)이 계속해서 하강하여 제2가이드바(222)의 길이만큼 하부에서 정지하게 된다. 이에 상기 제1리프팅프레임(230)의 1단으로 슬라이딩되고 상기 제2리프팅프레임(240)이 2단으로 슬라이딩된다
상기 연결프레임(210)과 제1리프팅프레임(230)의 사이에는 쐐기 형식의 구조물이 자유 낙하시 클램핑하여 가이드바(220)의 자유 낙하를 방지할 수 있도록 자유낙하방지구(250)가 구비될 수 있다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 자유낙하방지구(250)는 원통 형태의 하우징(251)과, 상기 하우징(251)의 내부에 상하를 관통하여 구비되는 클램프와 브레이크용 그리프(252)와, 상기 하우징(251)의 내측 상부에 구비되는 스프링(253)과, 상기 클램프와 브레이크용 그리프(252)의 외면 둘레에 구비되는 웨지기어(254)와, 상기 웨지기어(254)의 하부에 구비되어 웨지기어(254)를 길이 방향으로 이동시키는 공압피스톤(255)을 포함할 수 있다.
상기 제1리프팅프레임(230)은 연결프레임(210)의 하부에 구비되고 제1가이드바(221)의 하부가 고정되고 제2가이드바(222)가 통과할 수 있도록 관통홈(231)이 형성될 수 있다.
상기 제2리프팅프레임(240)은 제1리프팅프레임(230)의 하부에 구비되고 제1리프팅프레임(230)의 관통홈(231)을 통과하여 끼워지는 제2가이드바(222)의 하부가 고정될 수 있다. 이때, 상기 제2리프팅프레임(240)은 파지부(400)와 연결될 수 있다.
상기 작동부(300)는 이동프레임(100)에 연결되어 리프팅부(200)를 상,하 슬라이딩시키며, 집체인 방식으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 작동부(300)는 이동프레임(100)의 상부에 연결되며 리프팅부(200)를 상,하 슬라이딩시킬 수 있도록 하는 집체인 엑추에이터(310)와, 상기 집체인 엑추에이터(310)를 작동시킬 수 있도록 하는 구동모터(320)를 포함할 수 있다. 한편, 상기 집체인 엑추에이터(310)의 구동 방식은 이미 사용되고 있으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 파지부(400)는 리프팅부(200)의 하부에 연결되어 소재(2)를 잡고 가공기(1)로 로딩 및 언로딩하는 역할을 한다.
상기 파지부(400)는 리프팅부(200)의 제2리프팅프레임(240)의 하부 전면에 연결되는 연결판(410)과, 상기 연결판(410)의 양측에 연결되어 소재(2)를 잡게 되는 파지척(420)을 포함할 수 있다. 이때, 양쪽의 파지척(420)은 소재(2)를 지지하는 지그(3)의 넓이만큼 간격을 두고 이격되거나 지그(3)의 넓이에 맞게 간격이 조절됨이 바람직하다.
상기 회전부(500)는 파지부(400)의 후면에 연결되어 파지부(400)를 회전시켜 파지부(400)에 파지되는 소재(2)를 뒤집을 수 있다. 한편, 상기 회전부(500)는 소재(2)를 반전시키기 위해 180도 회전됨이 바람직하다.
또한, 상기 회전부(500)는 파지부(400)의 내부에 구비되어 소재(2)의 회전 정밀도를 높일 수 있도록 서보모터와 감속기가 구비될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치(10)는 상기 파지척(420)으로 소재(2)를 파지하고 이동프레임(100)이 레일(12)을 타고 가공기(1) 위치로 이동하며, 상기 작동부(300)의 작동에 따라 리프팅부(200)가 가공기(1)의 가공 위치로 하강하면 파지척(420)에 파지된 소재(2)가 가공기(1)에 로딩 및 언로딩된다.
이때, 상기 리프팅부(200)를 상,하 리프팅하기 위한 작동부(300)가 집체인 엑추에이터(310)로 이루어지고 상기 집체인 엑추에이터(310)의 작동으로 리프팅되는 가이드바(220)가 제1가이드바(221)와 제2가이드바(222)로 이루어져 2단으로 슬라이딩됨으로써 장치의 설치 높이를 최소화할 수 있다.
또한, 상기 소재(2)를 파지하는 파지부(400)가 회전부(500)에 의해 회전됨으로써 가공기(1)를 통해 소재(2)의 전면과 후면을 용이하게 가공할 수 있다. 그리고, 상기 회전부(500)가 서보모터와 감속기로 이루어져 소재(2)의 회전 정밀도를 향상시켜 정밀한 가공을 요하는 소재(2)의 가공 정확도를 최대화할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
1 : 가공기 2 : 소재
3 : 지그 10 : 로더 및 리프팅 장치
11 : 지지대 12 : 레일
100 : 이동프레임 200 : 리프팅부
210 : 연결프레임 211 : 끼움홈
220 : 가이드바 221 : 제2가이드바
221a : 걸림편 222 : 제2가이드바
230 : 제1리프팅프레임 231 : 관통홈
240 : 제2리프팅프레임 250 : 자유낙하방지구
251 : 하우징 252 : 클램프와 브레이크용 그리프
253 : 스프링 254 : 웨지기어
255 : 공압피스톤 300 : 작동부
310 : 집체인 엑추에이터 320 : 구동모터
400 : 파지부 410 : 연결판
420 : 파지척 500 : 회전부

Claims (7)

  1. 레일에 연결되어 이동되는 이동프레임;
    상기 이동프레임에 연결되어 상,하로 2단 슬라이딩되는 리프팅부;
    상기 리프팅부를 상,하 슬라이딩시킬 수 있도록 하는 집체인 방식의 작동부;
    상기 리프팅부의 하부에 설치되어 소재를 잡게 되는 파지부; 및
    상기 파지부에 연결되어 파지부를 회전시켜 소재를 뒤집을 수 있도록 하는 회전부;를 포함하는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 리프팅부는,
    상기 이동프레임에 연결되는 연결프레임;
    상기 연결프레임에 연결되어 상하로 2단 슬라이딩되는 가이드바; 및
    상기 가이드바에 연결되어 2중 가이드바가 2단 슬라이딩될 수 있도록 하는 제1,2리프팅프레임;을 포함하는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연결프레임과 제1리프팅프레임의 사이에는 가이드바의 자유 낙하를 방지할 수 있도록 자유낙하방지구가 구비되는 것을 특징으로 하는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드바는,
    상기 연결프레임에 끼워지고 제1리프팅프레임에 고정되어 작동부의 작동에 따라 1단 슬라이딩되는 복수개의 제1가이드바; 및
    상기 연결프레임과 제1리프팅프레임에 끼워지고 제2리프팅프레임에 고정되어 작동부의 작동에 따라 2단 슬라이딩되는 복수개의 제2가이드바;를 포함하는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 작동부는,
    상기 이동프레임의 상부에 연결되며 리프팅부를 상,하 슬라이딩시킬 수 있도록 하는 집체인 엑추에이터; 및
    상기 집체인 엑추에이터를 작동시킬 수 있도록 하는 구동모터;를 포함하는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 파지부는,
    상기 리프팅부의 하부 전면에 연결되는 연결판; 및
    상기 연결판의 양측에 연결되어 소재를 잡게 되는 파지척;을 포함하는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전부는, 파지부의 내부에 구비되어 소재의 회전 정밀도를 높일 수 있도록 서보모터와 감속기가 구비되는 것을 특징으로 하는 집체인 방식을 이용한 로더 및 리프팅 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20140040425A (ko) 2012-09-26 2014-04-03 정진욱 공작기계 일체형 이송장치

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