WO2022127367A1 - 一种基于机器视觉的工件分拣系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于机器视觉的工件分拣系统，包括自动上料装置、视觉踢料装置和包装装置，视觉踢料装置设置在自动上料装置与包装装置之间；自动上料装置包括上料机架、第一送料机架、固定安装在第一送料机架上的送料漏斗、第二送料机架、固定安装在第二送料机架上的送料输送带、振动盘、拨杆、直震器、送料槽和震动槽；本发明可集分拣、打包一体进行自动化生产。
Description
本发明涉及包装设备技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的工件分拣系统。
橡胶垫块为某零配件厂商生产的橡胶块，其种类较多，体积小形状相似，在垫块的正面有垫块的型号。在现有的生产模式里，垫块批量生产完成后，需要人工进行分拣，工人需要一个个去看工件正面的型号来确认型号，分拣完成后，人工计数再进行包装。经常出现不同型号的垫块混合在一起的情况发生，导致生产的垫块品质得不到保证。
由于垫块体积小，数量多，人工对垫块型号进行分拣繁琐，对于工人的负担较大，工人容易出现视觉疲劳，导致误检的情况发生，在人工成本高且效率低下的情况下，其垫块的品质还得不到保障，导致企业经常收到投诉。整个生产流程中，需要人工先进行分拣，然后再进行计数，最后才打包，整个流程均为人工完成，较为繁琐，不存在自动化，效率低，成本高。
发明内容
本发明提供一种基于机器视觉的工件分拣系统，利用本发明的结构，可集分拣、打包一体进行自动化生产。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：包括自动上料装置、视觉踢料装置和包装装置，视觉踢料装置设置在自动上料装置与包装装置之间；
自动上料装置包括上料机架、第一送料机架、固定安装在第一送料机架上的送料漏斗、第二送料机架、固定安装在第二送料机架上的送料输送带、振动盘、拨杆、直震器、送料槽和震动槽，第一送料机架和第二送料机架分别固定安装在上料机架上，送料输送带设置在送料漏斗下端开口的正下方，振动盘固定安装在上料机架上且位于送料输送带输送方向上的一端的下侧，振动盘的一侧设有用于驱动振动盘的振动马达，拨杆一端固定安装在上料机架上，另一端设置在振动盘内；送料槽一端连接振动盘，另一端与震动槽的槽口连接，直震器设置在上料机架上，震动槽安装在直震器的顶部，震动槽远离送料槽的一端设置在视觉踢料装置 上；
视觉踢料装置包括踢料机架、踢料传送带、视觉检测装置、踢料气缸和L型料槽，踢料传送带一端固定安装在踢料机架上，另一端固定安装在包装装置上，视觉检测装置固定安装在踢料机架上且位于踢料传送带传送方向上的一侧，踢料气缸安装在踢料传送带的一侧，L型料槽对应踢料气缸安装在踢料传送带的另一侧，L型料槽一端的开口面向踢料气缸；送料槽远离振动盘的一端设置在踢料传送带上；
视觉检测装置包括相机安装架、检测光源、光源固定架和固定安装在相机安装架上的工业相机，工业相机通过相机安装架设置在踢料传送带的上方，光源固定架固定连接在相机安装架上，检测光源安装在光源固定架上；
包装装置包括包装机架、用于安装包装膜的滚筒、包装膜导向组件、打孔机构、落料管、用于安装落料管的落料机架、固定安装在包装机架上的导膜管、安装在导膜管顶部的导膜翻领件、送膜机构、密封热封刀组件和切断热封刀组件，包装机架包括安装板、支撑脚和竖直板，支撑脚设置在安装板的四周，竖直板垂直连接安装板；导膜管的开口一端向另一端逐渐倾斜设置，导膜翻领件固定设置在导膜管的开口处的外侧，导膜管固定安装在安装板上，安装板上设有于导膜管匹配的孔位，落料管穿过导膜管并固定连接在落料机架的底部，落料机架上设有与落料管对应的落料孔，落料孔位于踢料传送带远离振动盘一端的下方；送膜机构设有两个，送膜机构对称设置在落料管远离落料机架的一端且与竖直板连接，密封热封刀组件活动设置在竖直板上且位于送膜机构的一侧，切断热封刀组件活动设置在竖直板上且位于落料管远离落料机架的一端开口的下方；滚筒设置在远离落料管的一端与包装机架转动连接，滚筒的一侧设有用于驱动滚筒的滚筒电机，包装膜导向组件设置在滚筒靠近落料管的一侧与包装机架转动连接；打孔机构在包装膜导向组件的一侧与包装机架固定连接。
以上设置，将物料倒入送料漏斗，物料从送料漏斗吊入送料输送带，在送料输送带的带动下将物料送入振动盘内，物料在振动盘内有序地排列依次进入出料槽和震动槽，物料进入震动槽后，在直震器的作用下物料从震动槽进入踢料传送带，踢料传送带将物料传送带工业相机下方进行检测，若检测合格，继续往前输送；若检测不合格，踢料气缸驱动，将不合格的物料推入踢料传送带另一侧的L型料槽；合格的物料继续往前输送；包装膜在滚筒的带动下经过包装膜导向组件，在包装膜导向组件对包装膜进行导向时对包装膜进行打孔，在导膜 翻领件的导向作用下进入落料管和导膜管之间的间隙往送膜机构方向传动，在导膜翻领件、落料管和导膜管的共同导向作用下形成袋状，经过密封热封刀组件进行第一密封封口后，检测合格的物料从踢料传送带掉落，经过落料管掉过在密封后形成袋状的包装膜内，踢料传送带掉落与预设数量相同的物料后，送膜机构启动，将密封后的袋状包装膜往切断热封刀组件方向输送，切断热封刀对袋状包装膜进行热封同时切断，完成包装。
进一步地，所述光源固定架一侧设有圆形孔位，所述检测光源为与圆形孔位匹配的环形结构，光源固定架的圆形孔位设置在工业相机的下方，所述检测光源安装在圆形孔位上，以上设置，工业相机设置在环形结构的检测光源的上方进行检测，图像清洗，检测效果好。
进一步地，所述踢料机架的一侧设有物料框，物料框安装在踢料机架的一侧且位于L型槽远离踢料传送带一端开口的下方，用于接收不合格的物料。
进一步地，所述送膜机构包括送膜安装座、送膜气缸、气缸导杆、送膜主动轮、送膜从动轮、用于安装送膜主滑轮和送膜从动轮的送膜底板和送膜电机，送膜安装座固定连接竖直板，送膜气缸固定安装在送膜安装座的中间位置，气缸导杆对称设置在送膜气缸的两侧与送膜安装座滑动连接，送膜底板分别与两气缸导杆固定连接，送膜主动轮和送膜从动轮转动连接在送膜底板的一侧，送膜主动轮和送膜从动轮之间通过传动带连接，送膜电机固定安装在送膜底板远离送膜主动轮的一侧，送膜电机的输出端与送膜主动轮固定连接，以上设置，送膜气缸驱动，带动送膜底板在气缸导杆上滑动，进行行程调节，使得传送带与落料管外侧的包装膜接触，当袋状包装膜装料完成后，送膜电机驱动，带动传送带转动，从而带动包装膜向切断热封刀组件方向运动。
进一步地，所述密封热封刀组件包括密封气缸、密封支撑板、密封导杆和密封热熔刀，所述密封导杆对称设置在送膜机构远离落料管的一侧且与竖直板固定连接，密封支撑板与密封导杆固定连接，密封气缸设置在密封支撑板的中间位置，密封气缸的输出端穿过密封支撑板与密封热熔刀固定连接，以上设置，袋状包装膜进入落料管下端时，密封气缸驱动，使得密封热熔刀向落料管下端上的包装膜靠近，将密封热熔刀压在包装膜上进行密封。
进一步地，所述切断热封刀组件包括第一切断气缸、第二切断气缸、切断气缸连接板、切断导杆、切断前支撑板、切断后支撑板和热熔刀，第一切断气缸的缸体固定安装在竖直板远离送膜机构的一侧，第一切断气缸的活塞杆与切断气缸连接板固定连接，第二切断气缸的 缸体固定安装在竖直板上且位于第一切断气缸的一侧，第二切断气缸的活塞杆穿过竖直板与切断前支撑板固定连接，切断导杆分别固定连接在切断气缸连接板两侧且活动连接在竖直板上，切断导杆的另一端依次穿过竖直板、切断前支撑板和切断后支撑板，切断前支撑板与切断导杆滑动连接，切断后支撑板与切断滑杆固定连接，切断前支撑板和切断后支撑板上相对设置有热熔刀，以上设置，当袋状包装膜装料完成后，送膜机构将包装膜向切断热封刀组件方向送膜，第一切断气缸驱动收缩，第二切断气缸驱动伸长，使得切断导杆上的切断前支撑板和切断后支撑板相互靠近，直至切断前支撑板和切断后支撑板上的热熔刀相互挤压，对包装膜进行热封并切断。
进一步地，所述包装膜导向组件包括预松导向杆、第一导向滚筒、第二导向滚筒、第三导向滚筒和拖拉导向杆，预松导向杆固定安装在包装机架上且位于滚筒的一侧，第一导向滚筒、第二导向滚筒、第三导向滚筒和拖拉导向杆分别与包装机架转动连接，以上设置，当滚筒电机驱动滚筒带动包装膜送膜时，包装膜依次经过预松导向杆、第一导向滚筒、第二导向滚筒、拖拉导向杆和第三导向滚筒后进入导膜翻领件，可通过预松导向杆来调节包装膜的张紧。
进一步地，所述打孔机构包括打孔机和打孔安装板，打孔安装板一端与包装机架固定连接，打孔机固定安装在打孔安装板上。
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的俯视结构示意图。
图3为本发明中包装装置的主视结构示意图。
图4为本发明中包装装置的左视结构示意图。
图5为本发明中包装装置的立体结构示意图。
图6为图1中A处的局部放大示意图。
图7为图3中B处的局部放大示意图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
如图1-图7所示，一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：包括自动上料装置 1、视觉踢料装置2和包装装置3，视觉踢料装置2设置在自动上料装置1与包装装置3之间。
自动上料装置1包括上料机架11、第一送料机架12、固定安装在第一送料机架12上的送料漏斗13、第二送料机架14、固定安装在第二送料机架14上的送料输送带15、振动盘16、拨杆17、直震器18、送料槽19和震动槽181，第一送料机架12和第二送料机架14分别固定安装在上料机架11上，送料输送带15设置在送料漏斗13下端开口的正下方，振动盘16固定安装在上料机架11上且位于送料输送带15输送方向上的一端的下侧，振动盘16的一侧设有用于驱动振动盘的振动马达(图中未示出)，拨杆17一端通过螺栓固定安装在上料机架11上，另一端设置在振动盘16内，拨杆17为现有技术，不再累述；送料槽19一端连接振动盘18，另一端与震动槽181的槽口连接，直震器18设置在上料机架11上，震动槽181安装在直震器18的顶部，震动槽181远离送料槽19的一端设置在视觉踢料装置2上。
视觉踢料装置2包括踢料机架21、踢料传送带22、视觉检测装置23、踢料气缸24和L型料槽25，踢料传送带22一端固定安装在踢料机架21上，另一端固定安装在包装装置3上，视觉检测装置23固定安装在踢料机架21上且位于踢料传送带22传送方向上的一侧，踢料气缸24安装在踢料传送带22的一侧，L型料槽25对应踢料气缸24安装在踢料传送带22的另一侧，L型料槽25一端的开口面向踢料气缸24；送料槽19远离振动盘16的一端设置在踢料传送带22上。
视觉检测装置23包括相机安装架231、检测光源232、光源固定架233和固定安装在相机安装架231上的工业相机234，工业相机234通过相机安装架231设置在踢料传送带22的上方，光源固定架233通过螺钉固定连接在相机安装架231上，检测光源232安装在光源固定架233上。
包装装置3包括包装机架31、用于安装包装膜的滚筒32、包装膜导向组件33、打孔机构34、落料管351、用于安装落料管的落料机架36、固定安装在包装机架31上的导膜管352、安装在导膜管顶部的导膜翻领件353、送膜机构37、密封热封刀组件38和切断热封刀组件39，包装机架31包括安装板311、支撑脚312和竖直板313，支撑脚312设置在安装板311的四周，竖直板313垂直连接安装板311；导膜管352的开口一端向另一端逐渐倾斜设置，导膜翻领件353固定设置在导膜管352的开口处的外侧，导膜管352通过螺栓固定安装在安装板313上，安装板313上设有于导膜管352匹配的孔位，落料管351穿过导膜管352并通 过螺栓固定连接在落料机架36的底部，落料机架36上设有与落料管351对应的落料孔，落料孔位于踢料传送带22远离振动盘16一端的下方；送膜机构37设有两个，送膜机构37对称设置在落料管351远离落料机架36的一端且与竖直板313连接，密封热封刀组件38活动设置在竖直板313上且位于送膜机构37的一侧，切断热封刀组件39活动设置在竖直板313上且位于落料管351远离落料机架36的一端开口的下方；滚筒32设置在远离落料管351的一端与包装机架31转动连接，滚筒32的一侧设有用于驱动滚筒的滚筒321电机，包装膜导向组件33设置在滚筒靠近落料管351的一侧与包装机架31转动连接；打孔机构34在包装膜导向组件33的一侧与包装机架31固定连接。
所述光源固定架233一侧设有圆形孔位，所述检测光源232为与圆形孔位匹配的环形结构，光源固定架233的圆形孔位设置在工业相机234的下方，所述检测光源232安装在圆形孔位上。
所述踢料机架21的一侧设有物料框251，物料框251安装在踢料机架21的一侧且位于L型槽远离踢料传送带一端开口的下方。
所述送膜机构37包括送膜安装座371、送膜气缸372、气缸导杆373、送膜主动轮374、送膜从动轮375、用于安装送膜主滑轮和送膜从动轮的送膜底板376和送膜电机，送膜安装座371固定连接竖直板313，送膜气缸372固定安装在送膜安装座371的中间位置，气缸导杆373对称设置在送膜气缸372的两侧与送膜安装座371滑动连接，送膜底板376分别与两气缸导杆373固定连接，送膜主动轮374和送膜从动轮375转动连接在送膜底板376的一侧，送膜主动轮374和送膜从动轮375之间通过传动带连接，送膜电机固定安装在送膜底板376远离送膜主动轮374的一侧，送膜电机的输出端与送膜主动轮374固定连接。
所述密封热封刀组件38包括密封气缸381、密封支撑板382、密封导杆383和密封热熔刀384，所述密封导杆383对称设置在送膜机构37远离落料管351的一侧且与竖直板313固定连接，密封支撑板382与密封导杆383固定连接，密封气缸381设置在密封支撑板382的中间位置，密封气缸381的输出端穿过密封支撑板382与密封热熔刀384固定连接。
所述切断热封刀组件39包括第一切断气缸391、第二切断气缸392、切断气缸连接板393、切断导杆394、切断前支撑板395、切断后支撑板396和热熔刀397，第一切断气缸391的缸体固定安装在竖直板313远离送膜机构的一侧，第一切断气缸391的活塞杆与切断气缸连接 板393固定连接，第二切断气缸392的缸体固定安装在竖直板313上且位于第一切断气缸391的一侧，第二切断气缸392的活塞杆穿过竖直板313与切断前支撑板395固定连接，切断导杆394分别固定连接在切断气缸连接板393两侧且活动连接在竖直板313上，切断导杆394的另一端依次穿过竖直板313、切断前支撑板395和切断后支撑板396，切断前支撑板395与切断导杆394滑动连接，切断后支撑板396与切断滑杆394固定连接，切断前支撑板395和切断后支撑板396上相对设置有热熔刀397。
所述包装膜导向组件33包括预松导向杆331、第一导向滚筒332、第二导向滚筒333、第三导向滚筒334和拖拉导向杆335，预松导向杆331固定安装在包装机架31上且位于滚筒32的一侧，第一导向滚筒332、第二导向滚筒333、第三导向滚筒334和拖拉导向杆335分别与包装机架31转动连接。
所述打孔机构34包括打孔机和打孔安装板，打孔安装板一端与包装机架31固定连接，打孔机固定安装在打孔安装板上。
本发明的工作原理：将物料倒入送料漏斗，物料从送料漏斗吊入送料输送带，在送料输送带的带动下将物料送入振动盘内，物料在振动盘内有序地排列依次进入出料槽和震动槽，物料进入震动槽后，在直震器的作用下物料从震动槽进入踢料传送带，踢料传送带将物料传送带工业相机下方进行检测，若检测合格，继续往前输送；若检测不合格，踢料气缸驱动，将不合格的物料推入踢料传送带另一侧的L型料槽；合格的物料继续往前输送；包装膜在滚筒的带动下经过包装膜导向组件，在包装膜导向组件对包装膜进行导向时对包装膜进行打孔，当滚筒电机驱动滚筒带动包装膜送膜时，包装膜依次经过预松导向杆、第一导向滚筒、打孔机、第二导向滚筒、拖拉导向杆和第三导向滚筒后进入导膜翻领件，可通过预松导向杆来调节包装膜的张紧，在导膜翻领件的导向作用下进入落料管和导膜管之间的间隙往送膜机构方向传动，在导膜翻领件、落料管和导膜管的共同导向作用下形成袋状，送膜气缸驱动，带动送膜底板在气缸导杆上滑动，进行行程调节，使得传送带与落料管外侧的包装膜接触，当袋状包装膜装料完成后，送膜电机驱动，带动传送带转动，从而带动包装膜向切断热封刀组件方向运动，袋状包装膜进入落料管下端时，密封气缸驱动，使得密封热熔刀向落料管下端上的包装膜靠近，将密封热熔刀压在包装膜上进行密封，经过密封热封刀组件进行第一密封封口后，检测合格的物料从踢料传送带掉落，经过落料管掉过在密封后形成袋状的包装膜内， 踢料传送带掉落与预设数量相同的物料后，送膜机构启动，当袋状包装膜装料完成后，送膜机构将包装膜向切断热封刀组件方向送膜，第一切断气缸驱动收缩，第二切断气缸驱动伸长，使得切断导杆上的切断前支撑板和切断后支撑板相互靠近，直至切断前支撑板和切断后支撑板上的热熔刀相互挤压，对包装膜进行热封并切断，完成包装。
Claims (8)
- 一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：包括自动上料装置、视觉踢料装置和包装装置，视觉踢料装置设置在自动上料装置与包装装置之间；自动上料装置包括上料机架、第一送料机架、固定安装在第一送料机架上的送料漏斗、第二送料机架、固定安装在第二送料机架上的送料输送带、振动盘、拨杆、直震器、送料槽和震动槽，第一送料机架和第二送料机架分别固定安装在上料机架上，送料输送带设置在送料漏斗下端开口的正下方，振动盘固定安装在上料机架上且位于送料输送带输送方向上的一端的下侧，振动盘的一侧设有用于驱动振动盘的振动马达，拨杆一端固定安装在上料机架上，另一端设置在振动盘内；送料槽一端连接振动盘，另一端与震动槽的槽口连接，直震器设置在上料机架上，震动槽安装在直震器的顶部，震动槽远离送料槽的一端设置在视觉踢料装置上；视觉踢料装置包括踢料机架、踢料传送带、视觉检测装置、踢料气缸和L型料槽，踢料传送带一端固定安装在踢料机架上，另一端固定安装在包装装置上，视觉检测装置固定安装在踢料机架上且位于踢料传送带传送方向上的一侧，踢料气缸安装在踢料传送带的一侧，L型料槽对应踢料气缸安装在踢料传送带的另一侧，L型料槽一端的开口面向踢料气缸；送料槽远离振动盘的一端设置在踢料传送带上；视觉检测装置包括相机安装架、检测光源、光源固定架和固定安装在相机安装架上的工业相机，工业相机通过相机安装架设置在踢料传送带的上方，光源固定架固定连接在相机安装架上，检测光源安装在光源固定架上；包装装置包括包装机架、用于安装包装膜的滚筒、包装膜导向组件、打孔机构、落料管、用于安装落料管的落料机架、固定安装在包装机架上的导膜管、安装在导膜管顶部的导膜翻领件、送膜机构、密封热封刀组件和切断热封刀组件，包装机架包括安装板、支撑脚和竖直板，支撑脚设置在安装板的四周，竖直板垂直连接安装板；导膜管的开口一端向另一端逐渐倾斜设置，导膜翻领件固定设置在导膜管的开口处的外侧，导膜管固定安装在安装板上，安装板上设有于导膜管匹配的孔位，落料管穿过导膜管并固定连接在落料机架的底部，落料机架上设有与落料管对应的落料孔，落料孔位于踢料传送带远离振动盘一端的下方；送膜机构设有两个，送膜机构对称设置在落料管远离落料机架的一端且与竖直板 连接，密封热封刀组件活动设置在竖直板上且位于送膜机构的一侧，切断热封刀组件活动设置在竖直板上且位于落料管远离落料机架的一端开口的下方；滚筒设置在远离落料管的一端与包装机架转动连接，滚筒的一侧设有用于驱动滚筒的滚筒电机，包装膜导向组件设置在滚筒靠近落料管的一侧与包装机架转动连接；打孔机构在包装膜导向组件的一侧与包装机架固定连接。
- 根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：所述光源固定架一侧设有圆形孔位，所述检测光源为与圆形孔位匹配的环形结构，光源固定架的圆形孔位设置在工业相机的下方，所述检测光源安装在圆形孔位上。
- 根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：所述踢料机架的一侧设有物料框，物料框安装在踢料机架的一侧且位于L型槽远离踢料传送带一端开口的下方。
- 根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：所述送膜机构包括送膜安装座、送膜气缸、气缸导杆、送膜主动轮、送膜从动轮、用于安装送膜主滑轮和送膜从动轮的送膜底板和送膜电机，送膜安装座固定连接竖直板，送膜气缸固定安装在送膜安装座的中间位置，气缸导杆对称设置在送膜气缸的两侧与送膜安装座滑动连接，送膜底板分别与两气缸导杆固定连接，送膜主动轮和送膜从动轮转动连接在送膜底板的一侧，送膜主动轮和送膜从动轮之间通过传动带连接，送膜电机固定安装在送膜底板远离送膜主动轮的一侧，送膜电机的输出端与送膜主动轮固定连接。
- 根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：所述密封热封刀组件包括密封气缸、密封支撑板、密封导杆和密封热熔刀，所述密封导杆对称设置在送膜机构远离落料管的一侧且与竖直板固定连接，密封支撑板与密封导杆固定连接，密封气缸设置在密封支撑板的中间位置，密封气缸的输出端穿过密封支撑板与密封热熔刀固定连接。
- 根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：所述切断热封刀组件包括第一切断气缸、第二切断气缸、切断气缸连接板、切断导杆、切断前支撑板、切断后支撑板和热熔刀，第一切断气缸的缸体固定安装在竖直板远离送膜机构的一侧，第一切断气缸的活塞杆与切断气缸连接板固定连接，第二切断气缸的缸体固定安装在竖直板上且位于第一切断气缸的一侧，第二切断气缸的活塞杆穿过竖直板与切断前支撑板固定 连接，切断导杆分别固定连接在切断气缸连接板两侧且活动连接在竖直板上，切断导杆的另一端依次穿过竖直板、切断前支撑板和切断后支撑板，切断前支撑板与切断导杆滑动连接，切断后支撑板与切断滑杆固定连接，切断前支撑板和切断后支撑板上相对设置有热熔刀。
- 根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：所述包装膜导向组件包括预松导向杆、第一导向滚筒、第二导向滚筒、第三导向滚筒和拖拉导向杆，预松导向杆固定安装在包装机架上且位于滚筒的一侧，第一导向滚筒、第二导向滚筒、第三导向滚筒和拖拉导向杆分别与包装机架转动连接。
- 根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的工件分拣系统，其特征在于：所述打孔机构包括打孔机和打孔安装板，打孔安装板一端与包装机架固定连接，打孔机固定安装在打孔安装板上。
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