汲廣峰等
摘要: 本設(shè)計(jì)涉及的家用雕刻機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)采用固定龍門結(jié)構(gòu),主軸電機(jī)采用水冷主軸電機(jī),以MACA3為編程軟件實(shí)現(xiàn)雕刻機(jī)自動(dòng)化作業(yè)。該設(shè)計(jì)操作簡便、實(shí)用性強(qiáng),能滿足普通家庭和科技愛好者的基本需求。
Abstract: In this design, the household engraving machine fuselage structure uses fixed gantry structure, and adopts water-cooled spindle motor. It uses MACA3 programming software to realize the automatic engraving machine operation. The design is simple and practical, which can meet the basic needs of ordinary families and science and technology enthusiasts.
關(guān)鍵詞: 雕刻機(jī);編程軟件;自動(dòng)化
Key words: engraving machine;programming software;automation
中圖分類號:TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)28-0026-02
0 引言
①研究背景。數(shù)控雕刻機(jī)是數(shù)控技術(shù)和雕刻工藝相結(jié)合的產(chǎn)物,是一種專用的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控雕刻機(jī)具有很高的自動(dòng)化程度,生產(chǎn)效率高,采用數(shù)控雕刻機(jī)提高零件的加工精度,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn),所以在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。雕刻從加工原理上講是一種鉆銑組合加工,在各行各業(yè)中有出現(xiàn)了不同種類的數(shù)控雕刻機(jī),根據(jù)加工材料和用途分主要有墓碑雕刻機(jī)、激光雕刻機(jī)、廣告雕刻機(jī)、玉石雕刻機(jī)、模具雕刻機(jī)、PCB線路板雕刻機(jī)等。
②問題提出。傳統(tǒng)的數(shù)控雕刻機(jī)多為工業(yè)加工使用, 精度高,加工行程大,但體積大,價(jià)格昂貴。本設(shè)計(jì)涉及的雕刻機(jī)參考現(xiàn)有雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理,對現(xiàn)有的雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)經(jīng)行簡化,經(jīng)重新設(shè)計(jì)后進(jìn)行組裝,形成一款實(shí)用性較強(qiáng)的小型雕刻機(jī)。
1 研究實(shí)施過程
1.1 現(xiàn)有雕刻機(jī)的原理分析 由于雕刻機(jī)自動(dòng)化程度高,產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量高,提高雕刻效率等優(yōu)點(diǎn),在各行各業(yè)中出現(xiàn)了不同種類的數(shù)控雕刻機(jī),根據(jù)加工材料和用途分主要有墓碑雕刻機(jī)、激光雕刻機(jī)、廣告雕刻機(jī)、玉石雕刻機(jī)、模具雕刻機(jī)、PCB線路板雕刻機(jī)等。不同種類的雕刻機(jī)但其結(jié)構(gòu)原理都是大同小異,雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。
雕刻機(jī)將控制軟件操作指令輸送到控制器中,控制器是雕刻機(jī)的核心軟件,控制器的控制信號輸入到伺服電機(jī),控制變頻器產(chǎn)生對主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速的信號。控制器的控制信號輸入到伺服電機(jī),控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),伺服電機(jī)連接滾珠絲桿,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),促使雕刻機(jī)做X,Y,Z三軸方向上的直線運(yùn)動(dòng)。通過對現(xiàn)有的工業(yè)級的雕刻機(jī)實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行分析,得知雕刻機(jī)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)并且能夠做切削運(yùn)動(dòng),其結(jié)構(gòu)中必須要有伺服電機(jī)、控制裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、主軸電機(jī)、主軸變頻器、機(jī)架等元件構(gòu)成。
1.2 提出設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)通過在筆記本電腦上安裝雕刻機(jī)的控制軟件MACH3,電腦會(huì)將指令信號傳送到與其連接硬件控制卡,控制經(jīng)過計(jì)算轉(zhuǎn)化,將筆記本電腦傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)能識別的脈沖信號。步進(jìn)電機(jī)接收到脈沖信號會(huì)在根據(jù)設(shè)置的細(xì)分?jǐn)?shù)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),這樣就生成了雕刻機(jī)的X,Y,Z軸的直線運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí),與控制卡連接的主軸電機(jī)接收來控制卡中的信號時(shí),根據(jù)不同的信號產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速。
1.3 實(shí)施過程
1.3.1 機(jī)械部分 本設(shè)計(jì)采用固定龍門結(jié)構(gòu),加工行程為300×340×20。機(jī)架結(jié)構(gòu)采用8080和4080鋁型材與40系列鋁型材角件連接而成。工作臺面采用鋼板外加工而成。其主軸電機(jī)采用市場上比較流行的水冷主軸,這是一款專為小型雕刻機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)主軸電機(jī),變頻器采用1.5KW
220V。運(yùn)動(dòng)部分采用滾珠絲桿配合步進(jìn)電機(jī),使之產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)。
1.3.2 控制部分 其控制部分首先先用控制軟件,本設(shè)計(jì)采用的MACH3的控制軟件和控制卡作為雕刻機(jī)的控制部分核心元件。首先根據(jù)MACH3中使用說書進(jìn)行與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、限位開關(guān)、變頻器、開關(guān)電源等原件進(jìn)行連線,對筆記本電腦中安裝MACA3控制軟件進(jìn)行簡單的設(shè)置,定義其引腳參數(shù),設(shè)置步進(jìn)電機(jī)基本參數(shù)。
連線與設(shè)置成功后就可以使雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)起來了,打開MACH3控制軟件后,進(jìn)行簡單學(xué)習(xí)使用說明書,就可以讓雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)起來了,MACH3截面如圖2所示。
2 小結(jié)
“家用雕刻機(jī)”項(xiàng)目被列為2013年江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃,由無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的在校大學(xué)生在老師指導(dǎo)下完成,作品實(shí)物如圖3所示。通過項(xiàng)目實(shí)施與實(shí)踐,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)完成了對現(xiàn)有雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)的研究與簡化設(shè)計(jì),并完成整機(jī)組裝與調(diào)試運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編委會(huì),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[2]趙松年,張奇鵬.機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.
[3]趙松年,戴志義.機(jī)電一體化數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.
[4]宋天麟.數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用與維修[M].東南大學(xué)出版社,2003.
[5]劉雄偉.數(shù)控加工理論與編程技術(shù)-2[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.
[6]譚建成.機(jī)電控制專用集成電路[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.endprint
摘要: 本設(shè)計(jì)涉及的家用雕刻機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)采用固定龍門結(jié)構(gòu),主軸電機(jī)采用水冷主軸電機(jī),以MACA3為編程軟件實(shí)現(xiàn)雕刻機(jī)自動(dòng)化作業(yè)。該設(shè)計(jì)操作簡便、實(shí)用性強(qiáng),能滿足普通家庭和科技愛好者的基本需求。
Abstract: In this design, the household engraving machine fuselage structure uses fixed gantry structure, and adopts water-cooled spindle motor. It uses MACA3 programming software to realize the automatic engraving machine operation. The design is simple and practical, which can meet the basic needs of ordinary families and science and technology enthusiasts.
關(guān)鍵詞: 雕刻機(jī);編程軟件;自動(dòng)化
Key words: engraving machine;programming software;automation
中圖分類號:TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)28-0026-02
0 引言
①研究背景。數(shù)控雕刻機(jī)是數(shù)控技術(shù)和雕刻工藝相結(jié)合的產(chǎn)物,是一種專用的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控雕刻機(jī)具有很高的自動(dòng)化程度,生產(chǎn)效率高,采用數(shù)控雕刻機(jī)提高零件的加工精度,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn),所以在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。雕刻從加工原理上講是一種鉆銑組合加工,在各行各業(yè)中有出現(xiàn)了不同種類的數(shù)控雕刻機(jī),根據(jù)加工材料和用途分主要有墓碑雕刻機(jī)、激光雕刻機(jī)、廣告雕刻機(jī)、玉石雕刻機(jī)、模具雕刻機(jī)、PCB線路板雕刻機(jī)等。
②問題提出。傳統(tǒng)的數(shù)控雕刻機(jī)多為工業(yè)加工使用, 精度高,加工行程大,但體積大,價(jià)格昂貴。本設(shè)計(jì)涉及的雕刻機(jī)參考現(xiàn)有雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理,對現(xiàn)有的雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)經(jīng)行簡化,經(jīng)重新設(shè)計(jì)后進(jìn)行組裝,形成一款實(shí)用性較強(qiáng)的小型雕刻機(jī)。
1 研究實(shí)施過程
1.1 現(xiàn)有雕刻機(jī)的原理分析 由于雕刻機(jī)自動(dòng)化程度高,產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量高,提高雕刻效率等優(yōu)點(diǎn),在各行各業(yè)中出現(xiàn)了不同種類的數(shù)控雕刻機(jī),根據(jù)加工材料和用途分主要有墓碑雕刻機(jī)、激光雕刻機(jī)、廣告雕刻機(jī)、玉石雕刻機(jī)、模具雕刻機(jī)、PCB線路板雕刻機(jī)等。不同種類的雕刻機(jī)但其結(jié)構(gòu)原理都是大同小異,雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。
雕刻機(jī)將控制軟件操作指令輸送到控制器中,控制器是雕刻機(jī)的核心軟件,控制器的控制信號輸入到伺服電機(jī),控制變頻器產(chǎn)生對主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速的信號。控制器的控制信號輸入到伺服電機(jī),控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),伺服電機(jī)連接滾珠絲桿,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),促使雕刻機(jī)做X,Y,Z三軸方向上的直線運(yùn)動(dòng)。通過對現(xiàn)有的工業(yè)級的雕刻機(jī)實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行分析,得知雕刻機(jī)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)并且能夠做切削運(yùn)動(dòng),其結(jié)構(gòu)中必須要有伺服電機(jī)、控制裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、主軸電機(jī)、主軸變頻器、機(jī)架等元件構(gòu)成。
1.2 提出設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)通過在筆記本電腦上安裝雕刻機(jī)的控制軟件MACH3,電腦會(huì)將指令信號傳送到與其連接硬件控制卡,控制經(jīng)過計(jì)算轉(zhuǎn)化,將筆記本電腦傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)能識別的脈沖信號。步進(jìn)電機(jī)接收到脈沖信號會(huì)在根據(jù)設(shè)置的細(xì)分?jǐn)?shù)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),這樣就生成了雕刻機(jī)的X,Y,Z軸的直線運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí),與控制卡連接的主軸電機(jī)接收來控制卡中的信號時(shí),根據(jù)不同的信號產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速。
1.3 實(shí)施過程
1.3.1 機(jī)械部分 本設(shè)計(jì)采用固定龍門結(jié)構(gòu),加工行程為300×340×20。機(jī)架結(jié)構(gòu)采用8080和4080鋁型材與40系列鋁型材角件連接而成。工作臺面采用鋼板外加工而成。其主軸電機(jī)采用市場上比較流行的水冷主軸,這是一款專為小型雕刻機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)主軸電機(jī),變頻器采用1.5KW
220V。運(yùn)動(dòng)部分采用滾珠絲桿配合步進(jìn)電機(jī),使之產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)。
1.3.2 控制部分 其控制部分首先先用控制軟件,本設(shè)計(jì)采用的MACH3的控制軟件和控制卡作為雕刻機(jī)的控制部分核心元件。首先根據(jù)MACH3中使用說書進(jìn)行與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、限位開關(guān)、變頻器、開關(guān)電源等原件進(jìn)行連線,對筆記本電腦中安裝MACA3控制軟件進(jìn)行簡單的設(shè)置,定義其引腳參數(shù),設(shè)置步進(jìn)電機(jī)基本參數(shù)。
連線與設(shè)置成功后就可以使雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)起來了,打開MACH3控制軟件后,進(jìn)行簡單學(xué)習(xí)使用說明書,就可以讓雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)起來了,MACH3截面如圖2所示。
2 小結(jié)
“家用雕刻機(jī)”項(xiàng)目被列為2013年江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃,由無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的在校大學(xué)生在老師指導(dǎo)下完成,作品實(shí)物如圖3所示。通過項(xiàng)目實(shí)施與實(shí)踐,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)完成了對現(xiàn)有雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)的研究與簡化設(shè)計(jì),并完成整機(jī)組裝與調(diào)試運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編委會(huì),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[2]趙松年,張奇鵬.機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1996.
[3]趙松年,戴志義.機(jī)電一體化數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.
[4]宋天麟.數(shù)控機(jī)床及其應(yīng)用與維修[M].東南大學(xué)出版社,2003.
[5]劉雄偉.數(shù)控加工理論與編程技術(shù)-2[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994.
[6]譚建成.機(jī)電控制專用集成電路[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.endprint
摘要: 本設(shè)計(jì)涉及的家用雕刻機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)采用固定龍門結(jié)構(gòu),主軸電機(jī)采用水冷主軸電機(jī),以MACA3為編程軟件實(shí)現(xiàn)雕刻機(jī)自動(dòng)化作業(yè)。該設(shè)計(jì)操作簡便、實(shí)用性強(qiáng),能滿足普通家庭和科技愛好者的基本需求。
Abstract: In this design, the household engraving machine fuselage structure uses fixed gantry structure, and adopts water-cooled spindle motor. It uses MACA3 programming software to realize the automatic engraving machine operation. The design is simple and practical, which can meet the basic needs of ordinary families and science and technology enthusiasts.
關(guān)鍵詞: 雕刻機(jī);編程軟件;自動(dòng)化
Key words: engraving machine;programming software;automation
中圖分類號:TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)28-0026-02
0 引言
①研究背景。數(shù)控雕刻機(jī)是數(shù)控技術(shù)和雕刻工藝相結(jié)合的產(chǎn)物,是一種專用的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控雕刻機(jī)具有很高的自動(dòng)化程度,生產(chǎn)效率高,采用數(shù)控雕刻機(jī)提高零件的加工精度,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn),所以在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。雕刻從加工原理上講是一種鉆銑組合加工,在各行各業(yè)中有出現(xiàn)了不同種類的數(shù)控雕刻機(jī),根據(jù)加工材料和用途分主要有墓碑雕刻機(jī)、激光雕刻機(jī)、廣告雕刻機(jī)、玉石雕刻機(jī)、模具雕刻機(jī)、PCB線路板雕刻機(jī)等。
②問題提出。傳統(tǒng)的數(shù)控雕刻機(jī)多為工業(yè)加工使用, 精度高,加工行程大,但體積大,價(jià)格昂貴。本設(shè)計(jì)涉及的雕刻機(jī)參考現(xiàn)有雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)和原理,對現(xiàn)有的雕刻機(jī)結(jié)構(gòu)經(jīng)行簡化,經(jīng)重新設(shè)計(jì)后進(jìn)行組裝,形成一款實(shí)用性較強(qiáng)的小型雕刻機(jī)。
1 研究實(shí)施過程
1.1 現(xiàn)有雕刻機(jī)的原理分析 由于雕刻機(jī)自動(dòng)化程度高,產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量高,提高雕刻效率等優(yōu)點(diǎn),在各行各業(yè)中出現(xiàn)了不同種類的數(shù)控雕刻機(jī),根據(jù)加工材料和用途分主要有墓碑雕刻機(jī)、激光雕刻機(jī)、廣告雕刻機(jī)、玉石雕刻機(jī)、模具雕刻機(jī)、PCB線路板雕刻機(jī)等。不同種類的雕刻機(jī)但其結(jié)構(gòu)原理都是大同小異,雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示。
雕刻機(jī)將控制軟件操作指令輸送到控制器中,控制器是雕刻機(jī)的核心軟件,控制器的控制信號輸入到伺服電機(jī),控制變頻器產(chǎn)生對主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速的信號。控制器的控制信號輸入到伺服電機(jī),控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),伺服電機(jī)連接滾珠絲桿,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),促使雕刻機(jī)做X,Y,Z三軸方向上的直線運(yùn)動(dòng)。通過對現(xiàn)有的工業(yè)級的雕刻機(jī)實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行分析,得知雕刻機(jī)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)并且能夠做切削運(yùn)動(dòng),其結(jié)構(gòu)中必須要有伺服電機(jī)、控制裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、主軸電機(jī)、主軸變頻器、機(jī)架等元件構(gòu)成。
1.2 提出設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)通過在筆記本電腦上安裝雕刻機(jī)的控制軟件MACH3,電腦會(huì)將指令信號傳送到與其連接硬件控制卡,控制經(jīng)過計(jì)算轉(zhuǎn)化,將筆記本電腦傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)能識別的脈沖信號。步進(jìn)電機(jī)接收到脈沖信號會(huì)在根據(jù)設(shè)置的細(xì)分?jǐn)?shù)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng),這樣就生成了雕刻機(jī)的X,Y,Z軸的直線運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí),與控制卡連接的主軸電機(jī)接收來控制卡中的信號時(shí),根據(jù)不同的信號產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速。
1.3 實(shí)施過程
1.3.1 機(jī)械部分 本設(shè)計(jì)采用固定龍門結(jié)構(gòu),加工行程為300×340×20。機(jī)架結(jié)構(gòu)采用8080和4080鋁型材與40系列鋁型材角件連接而成。工作臺面采用鋼板外加工而成。其主軸電機(jī)采用市場上比較流行的水冷主軸,這是一款專為小型雕刻機(jī)設(shè)計(jì)研發(fā)主軸電機(jī),變頻器采用1.5KW
220V。運(yùn)動(dòng)部分采用滾珠絲桿配合步進(jìn)電機(jī),使之產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)。
1.3.2 控制部分 其控制部分首先先用控制軟件,本設(shè)計(jì)采用的MACH3的控制軟件和控制卡作為雕刻機(jī)的控制部分核心元件。首先根據(jù)MACH3中使用說書進(jìn)行與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、限位開關(guān)、變頻器、開關(guān)電源等原件進(jìn)行連線,對筆記本電腦中安裝MACA3控制軟件進(jìn)行簡單的設(shè)置,定義其引腳參數(shù),設(shè)置步進(jìn)電機(jī)基本參數(shù)。
連線與設(shè)置成功后就可以使雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)起來了,打開MACH3控制軟件后,進(jìn)行簡單學(xué)習(xí)使用說明書,就可以讓雕刻機(jī)運(yùn)動(dòng)起來了,MACH3截面如圖2所示。
2 小結(jié)
“家用雕刻機(jī)”項(xiàng)目被列為2013年江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃,由無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院的在校大學(xué)生在老師指導(dǎo)下完成,作品實(shí)物如圖3所示。通過項(xiàng)目實(shí)施與實(shí)踐,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)完成了對現(xiàn)有雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)的研究與簡化設(shè)計(jì),并完成整機(jī)組裝與調(diào)試運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》編委會(huì),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
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