褚金岳 楊文珺
摘 要:社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日漸繁榮,加快我國(guó)各行各業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程,我國(guó)的生產(chǎn)制造業(yè)也取得明顯的進(jìn)步。企業(yè)在生產(chǎn)與發(fā)展過程中,成熟和靈活的使用機(jī)電一體化技術(shù),充分發(fā)揮一體化技術(shù)在智能制造中的作用,加快了制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展步伐。對(duì)于新型的制造產(chǎn)業(yè)來說,過去的制造模式有一些不足存在,逐漸被人們淘汰。結(jié)合現(xiàn)階段來看,將機(jī)械技術(shù)和科學(xué)良好結(jié)合的機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,大大的提高了汽車工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量,大量工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)生創(chuàng)新和優(yōu)化了過去常應(yīng)用的制造模式,節(jié)省人力,生產(chǎn)效益更為明顯,基于汽車工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì),未來汽車工業(yè)機(jī)器人將與機(jī)電一體化良好的融合到一起,共同完成現(xiàn)代化生產(chǎn)作業(yè)。本文針對(duì)企業(yè)工業(yè)機(jī)器人中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用展開分析,力求通過全面的分析,為企業(yè)以及相關(guān)從業(yè)人員的工作實(shí)踐提高有效參考。
關(guān)鍵詞:汽車 工業(yè)機(jī)器人 機(jī)電一體化技術(shù) 應(yīng)用 研究
Abstract:The increasing prosperity of the social economy has accelerated the modernization and development process of all walks of life in China, and China's production and manufacturing industry has also made obvious progress. In the process of production and development, enterprises mature and flexible use of mechatronics technology gives full play to the role of integrated technology in intelligent manufacturing, and accelerates the pace of modernization and development of the manufacturing industry. For the new manufacturing industry, the past manufacturing model has some shortcomings and is gradually eliminated. Combined with the current stage, the application of mechanical technology and science well combined mechatronics technology, greatly improve the efficiency and quality of automotive industry production. A large number of industrial robots innovation and optimization of the past often use manufacturing mode, saving manpower, and production benefits are more obvious. Based on the advantages of automotive industrial robots, the future automotive industrial robots will be well integrated with mechatronics to jointly complete modern production operations. This paper analyzes the application of mechatronics technology in enterprise industrial robots, and strives to improve the effective reference for the working practice of enterprises and related practitioners through comprehensive analysis.
Key words:automobile, industrial robots, mechatronics technology, application, study
1 引言
在當(dāng)下社會(huì),人們的生產(chǎn)與生活的節(jié)奏都變得很快,時(shí)間與人才就是金錢的一個(gè)體現(xiàn),為了可以節(jié)省時(shí)間與人力資源成本,人們嘗試在機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)過程中使用電子技術(shù),伴隨經(jīng)驗(yàn)的積累和科學(xué)技術(shù)的日漸成熟,慢慢工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了智能化的生產(chǎn)與智能化管理,也解決以往人工勞動(dòng)力過多問題。汽車工業(yè)機(jī)器人中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自動(dòng)化檢測(cè)與信息的自動(dòng)化處理,也可以進(jìn)行自動(dòng)模擬與決策判斷,充分體現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)全過程的智能化觀看,革新工業(yè)生產(chǎn)模式,使人類社會(huì)的發(fā)展有一個(gè)巨大飛躍。所以,當(dāng)下以及未來人們還需加大對(duì)該領(lǐng)域的研究與實(shí)踐,為汽車工業(yè)機(jī)器人中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用提供更多參考資料,提供更多的應(yīng)用舉措,促使其更好的被應(yīng)用,發(fā)揮新技術(shù)的最大能效,助力生產(chǎn)作業(yè)高效開展。
2 汽車工業(yè)機(jī)器人中機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平與國(guó)際的領(lǐng)先水平相比較,依舊有一定的差距。我國(guó)的科學(xué)技術(shù)開發(fā)時(shí)把機(jī)械電子學(xué)作為基礎(chǔ),加快國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí),機(jī)械電子學(xué)技術(shù)作為我國(guó)汽車領(lǐng)域機(jī)器人研究和開發(fā)的重要基礎(chǔ)。和那些經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的國(guó)家相對(duì)比,中國(guó)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展相對(duì)緩慢,開發(fā)史并不長(zhǎng),在汽車工業(yè)機(jī)器人實(shí)際開發(fā)過程中出現(xiàn)很多不足,要想優(yōu)化這些不足需要一段時(shí)間。
另外,我國(guó)國(guó)內(nèi)的汽車工業(yè)機(jī)器人的精度也不滿足國(guó)際要求,缺失靈敏的感知能力。所以,國(guó)內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)該加大人力與資金的投入,進(jìn)一步開發(fā)汽車工業(yè)機(jī)器人。我國(guó)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家的國(guó)情不同,所以無法與國(guó)際水平相比較,不過,我國(guó)也要立足國(guó)情,不斷創(chuàng)新發(fā)展,緊隨直接技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),以免嚴(yán)重的落后于國(guó)家技術(shù)水平。
如今,我國(guó)相關(guān)部門陸續(xù)出臺(tái)了相關(guān)政策,提高技術(shù)人員的技術(shù)研發(fā)信心,同時(shí)國(guó)家也為技術(shù)人才提供了特定的福利補(bǔ)貼,解決人才的經(jīng)濟(jì)困擾。我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平受到科學(xué)技術(shù)發(fā)展的很大影響,機(jī)器人技術(shù)作為我國(guó)國(guó)內(nèi)科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)關(guān)鍵技術(shù),伴隨我國(guó)機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與技術(shù)水平的不斷提高,科學(xué)技術(shù)也會(huì)反作用于經(jīng)濟(jì)加快經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,之后也會(huì)提高我國(guó)在國(guó)際的影響力與競(jìng)爭(zhēng)力。所以,為了鼓勵(lì)我國(guó)的科研人員,加快國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展,迫切需要加強(qiáng)技術(shù)人才的建設(shè),刺激汽車工業(yè)機(jī)器人開發(fā)人員,使其更加積極和主動(dòng)與全身心投入技術(shù)科研中[1]。
3 汽車工業(yè)機(jī)器人中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用要求
3.1 精度的維持效果及末端負(fù)載性能的要求
汽車工業(yè)機(jī)器人開始應(yīng)用時(shí),人們感受最最大的是機(jī)器人的穩(wěn)定性與精度的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。不過,伴隨應(yīng)用時(shí)間的增加,機(jī)器人內(nèi)部的一些部件會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損,這不僅會(huì)影響機(jī)器人作業(yè)的精準(zhǔn)度,也會(huì)對(duì)機(jī)器人應(yīng)用性能帶來一定影響。導(dǎo)致此類情況的主要原因?yàn)椋簽榱丝梢栽诠I(yè)生產(chǎn)要求下生產(chǎn)的生產(chǎn),需要經(jīng)過很長(zhǎng)一段時(shí)間的反復(fù)和單一的工作。但是,從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看,汽車工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部的零件是能夠進(jìn)行佩戴的。不過,和一般構(gòu)成要素相比較,末端的負(fù)載將變大,會(huì)影響機(jī)器人定位的精準(zhǔn)度,還有增加變速器鏈接的誤差,導(dǎo)致汽車工業(yè)機(jī)器人末端部無法按照規(guī)格與要求動(dòng)作,影響機(jī)器人整體的穩(wěn)定性[2]。
3.2 機(jī)器人裝配精度的要求
組裝和裝配對(duì)機(jī)器人的制造有很大影響,若是該部分出現(xiàn)問題,將影響機(jī)器人的端部的精準(zhǔn)度。一般在汽車工業(yè)機(jī)器人各組裝部件的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),若是無法進(jìn)行科學(xué)的調(diào)查設(shè)計(jì),那么在機(jī)器人應(yīng)用時(shí)會(huì)出現(xiàn)傳輸鏈的偏差過大問題,導(dǎo)致機(jī)器人不能夠正確和良好的完成輸電作業(yè)。與此同時(shí),也無法確保旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的實(shí)效,經(jīng)常出現(xiàn)汽車工業(yè)機(jī)器人無法按照預(yù)期的目標(biāo)有效完成作業(yè)狀況。而且在這類情況下,工廠也無法進(jìn)行工業(yè)處理與生產(chǎn)活動(dòng),導(dǎo)致所制造的產(chǎn)品無法滿足規(guī)格與相關(guān)要求。
3.3 傳動(dòng)部位精度的要求
和大多數(shù)產(chǎn)業(yè)相比較,之前是通過倒入機(jī)器人來進(jìn)行生產(chǎn)與處理。但是在該領(lǐng)域,汽車工業(yè)機(jī)器人被廣泛使用,應(yīng)用的規(guī)模很大,同時(shí)開發(fā)的空間也較大。結(jié)合汽車領(lǐng)域工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用情況我們會(huì)得到這樣的信息:汽車工業(yè)機(jī)器人使用多以直動(dòng)機(jī)器人與旋轉(zhuǎn)軸機(jī)器人的應(yīng)用頻率最高。他們的使用就如其名稱一般,線性機(jī)器人在應(yīng)用過程中使用的為直線運(yùn)動(dòng)的方式。一般,六臺(tái)旋轉(zhuǎn)機(jī)器人有六個(gè)不同移動(dòng)的轉(zhuǎn)軸在運(yùn)行,因此通常會(huì)把其與加載器與卸載機(jī)器相連接。汽車工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)行時(shí),動(dòng)力傳輸作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,會(huì)影響機(jī)器人端部的精準(zhǔn)度。究其原因得出:如果機(jī)器人內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)電源百運(yùn)送于端部區(qū)域時(shí),端部的精度將受到全部發(fā)送部精度的影響。若是傳送部的精度和規(guī)格出現(xiàn)了不一致的問題,那么端部的精度就會(huì)受到較大的影響。因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)成本提示汽車工業(yè)機(jī)器人的精度特殊的要求,所以那些妨礙到機(jī)器人操作的正確性的各個(gè)因素應(yīng)該引起重視。外觀的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較為落后,多數(shù)汽車工業(yè)機(jī)器人以及所使用的減速機(jī)設(shè)備都是從國(guó)外引進(jìn),這在一定程度上表明我國(guó)依舊缺少開發(fā)原劑技術(shù)的能力[3]。
以游星此輪減速器設(shè)備為例,我國(guó)所使用的多數(shù)是從日本進(jìn)口的。同時(shí),在我國(guó)汽車工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)領(lǐng)域,也廣泛的使用了串行機(jī)器人,這類機(jī)器人多數(shù)是向前移動(dòng),而且傳輸鏈有很大的變差,對(duì)傳輸部精準(zhǔn)度帶來很大的影響。
3.4 設(shè)備零件精度的要求
因?yàn)橹圃斓囊?guī)模有很大的不同,所以一般汽車產(chǎn)業(yè)機(jī)器人制造的規(guī)模并不是很大,汽車工業(yè)機(jī)器人內(nèi)部構(gòu)造中多以小型的精密器件為主。這和大型的機(jī)械制造作業(yè)相比較,汽車工業(yè)機(jī)器人在制造期間會(huì)更加的關(guān)注零部件精度與細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。人們?cè)谄嚬I(yè)機(jī)器人制造環(huán)節(jié),技術(shù)人員會(huì)按照設(shè)計(jì)的規(guī)格完成各個(gè)動(dòng)作,大大的保障了零部件的精準(zhǔn)度,使汽車工業(yè)機(jī)器人可以依據(jù)規(guī)格與預(yù)先軌跡進(jìn)行運(yùn)行和移動(dòng),從而為生產(chǎn)的精準(zhǔn)度做保障。此外,在汽車產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的部件制作環(huán)節(jié),技術(shù)人員也會(huì)按照實(shí)際情況,參照設(shè)計(jì)與規(guī)劃的計(jì)劃方案進(jìn)行生產(chǎn)制造。機(jī)械臂與馬達(dá)是主要部分,也是技術(shù)人員較為關(guān)注的要點(diǎn),若是此類部件無法按照設(shè)計(jì)的規(guī)范來進(jìn)行處理,那么會(huì)影響到汽車工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的精度,最終出現(xiàn)機(jī)器人精度無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的現(xiàn)象。
4 汽車工業(yè)機(jī)器人中機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用舉措
4.1 智能制造環(huán)節(jié)的應(yīng)用
汽車工業(yè)機(jī)器人能夠接收到信息系統(tǒng)所發(fā)出的操作命令,按照技術(shù)人員預(yù)先就設(shè)定好的程度完成各項(xiàng)作業(yè),明顯的提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率。人們?cè)趯?duì)智能化汽車工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行研發(fā)過程中,一般會(huì)融入機(jī)械制造領(lǐng)域的知識(shí),信息技術(shù)與電子科技方面的專業(yè)理論知識(shí),這使汽車工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用功能更加完善,系統(tǒng)也得到優(yōu)化和更加的完善。技術(shù)人員結(jié)合人類手臂的整個(gè)形態(tài)與動(dòng)作軌跡模擬研發(fā)出機(jī)器人機(jī)械臂[4]。
為了使機(jī)器人的機(jī)械臂運(yùn)行更加的靈活,技術(shù)人員控制機(jī)械臂的配套傳感器設(shè)備性能處于最佳水平,保障配套的傳感器設(shè)備有著更強(qiáng)的感知能力,盡量達(dá)到像人類手臂那樣靈活的進(jìn)行各項(xiàng)操作,在智能化機(jī)器人制造期間使用機(jī)電一體化技術(shù)。把其應(yīng)用到機(jī)器人的導(dǎo)航模塊,技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)器人能夠自動(dòng)完成導(dǎo)航操作,另外它還能夠智能化的對(duì)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)識(shí),大大的保障機(jī)器人裝配的質(zhì)量,確保裝配的精準(zhǔn)度,也確保機(jī)器人可以根據(jù)預(yù)設(shè)的程度對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)配。
還有就是技術(shù)人員能夠引進(jìn)和使用先進(jìn)的借口技術(shù)與傳感器技術(shù)以及電子技術(shù)等一系列的新技術(shù),可以保障機(jī)器人的科學(xué)合理的分類,提高工業(yè)化操作與運(yùn)行效率,也可以保障工廠的生產(chǎn)效率,優(yōu)化產(chǎn)品的性能,拉動(dòng)工業(yè)企業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,獲取更大的效益。
以領(lǐng)克汽車為例,其在汽車生產(chǎn)期間,因?yàn)槠嚨暮附狱c(diǎn)較多,為了保障焊接過后汽車車身有一個(gè)細(xì)膩的外觀,領(lǐng)克工廠引入了在世界都較有名氣的KUKA生產(chǎn)線,所使用的零部件尺寸精度能夠達(dá)到零點(diǎn)零五毫米的激光熔與切割焊接技術(shù),幾百多太機(jī)器人一起運(yùn)行,主焊線的自動(dòng)化程度水平達(dá)到了百分之百。
4.2 作業(yè)環(huán)境管理期間應(yīng)用
汽車工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)行期間內(nèi)部構(gòu)建的精度會(huì)受到環(huán)境因素的很大影響,為了保障機(jī)器人能夠穩(wěn)定和安全的運(yùn)行,產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該在應(yīng)用機(jī)器人過程中做好作業(yè)環(huán)境的管理,使用機(jī)械電子技術(shù)來控制和調(diào)整環(huán)境中的溫度與濕度。在操控汽車工業(yè)機(jī)器人期間,技術(shù)人員要嚴(yán)格的觀看機(jī)器人,結(jié)合實(shí)際狀態(tài)來調(diào)整行駛的環(huán)境,確??梢园l(fā)揮機(jī)器人的最佳性能。另外,經(jīng)營(yíng)者在環(huán)境控制期間因?yàn)橐恍┎铄e(cuò)會(huì)引發(fā)延遲生產(chǎn)的問題,此時(shí)應(yīng)該在適當(dāng)?shù)臏囟扰c濕度條件下,使用汽車與機(jī)器人輔助運(yùn)行設(shè)備,維持生產(chǎn)作業(yè)正常運(yùn)行,以免影響生產(chǎn)進(jìn)度[5]。
例如,現(xiàn)代車床與機(jī)器人的合作生產(chǎn)作業(yè)中,車床的加載與卸載時(shí),機(jī)器人的使用實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn),另外也控制生產(chǎn)成本的最低,明顯的提高了生產(chǎn)效率。
4.3 運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)時(shí)的應(yīng)用
一般工廠會(huì)按照實(shí)際生產(chǎn)需求來規(guī)劃和設(shè)計(jì)汽車產(chǎn)業(yè)機(jī)器人運(yùn)行軌道,因?yàn)樵擁?xiàng)工作有一定的難度,所以一般會(huì)交給計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行處理。在使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理時(shí),技術(shù)人員借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢(shì),應(yīng)用數(shù)據(jù)記錄的方式把產(chǎn)生的位置信息和機(jī)器人移動(dòng)的方向信息全部輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng),計(jì)算旋轉(zhuǎn)軸實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)和信息。應(yīng)用計(jì)算機(jī)也能夠按照運(yùn)動(dòng)學(xué)的原則來進(jìn)行計(jì)算,保障了計(jì)算結(jié)果的精準(zhǔn)性。與此同時(shí),制造商方可以驅(qū)動(dòng)裝置把計(jì)算的數(shù)據(jù)信息傳送給每一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá),能夠?yàn)楣I(yè)計(jì)算機(jī)設(shè)備便于對(duì)軸進(jìn)行穩(wěn)定操作的電力。工業(yè)機(jī)器人能夠根據(jù)預(yù)期軌道軌跡來運(yùn)轉(zhuǎn),企業(yè)可按照要求來進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。
4.4 核心元件檢測(cè)中的應(yīng)用
工業(yè)汽車機(jī)器人內(nèi)部主要構(gòu)成,包含了各個(gè)行駛肘關(guān)節(jié)的減速器設(shè)備,該設(shè)備占據(jù)著十分關(guān)鍵的位置。為了保障機(jī)器人能夠穩(wěn)定的運(yùn)行和移動(dòng),技術(shù)人員在工作中要利用所有減速器設(shè)備構(gòu)成振東傳感器設(shè)備。若是機(jī)器人顯示運(yùn)行期間實(shí)時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)可以伴隨機(jī)器人運(yùn)行過程中振動(dòng)的變化進(jìn)行記錄,可以判定此時(shí)的機(jī)器人是處于一種穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。若是減速機(jī)設(shè)備出現(xiàn)大幅度的振東,可判定此時(shí)的機(jī)器人出現(xiàn)過于頻繁的振東。技術(shù)人員在工作中實(shí)時(shí)對(duì)汽車各個(gè)減速器設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和分析,之后結(jié)合最終的結(jié)果調(diào)整振東頻率,可增強(qiáng)汽車工業(yè)機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性[6]。
5 汽車工業(yè)機(jī)器人中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
未來的一段時(shí)間,伴隨我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和日漸成熟,會(huì)大大的增強(qiáng)工廠生產(chǎn)感知系統(tǒng)的功能,方便對(duì)周圍設(shè)備進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)周圍的設(shè)備是否出現(xiàn)故障等。這些對(duì)技術(shù)有著較為嚴(yán)格的需求,不僅要攻克傳感器技術(shù)與圖像處理技術(shù)的難關(guān),也要構(gòu)建一個(gè)高精度物理模型,以此來應(yīng)對(duì)生產(chǎn)期間出現(xiàn)的各類不確定性問題。人工智能是當(dāng)下和未來人們研究的熱點(diǎn)與重點(diǎn),未來機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展,會(huì)和智能化技術(shù)融合,將機(jī)電智能化作為運(yùn)行的邏輯與核心,使用不同的思維模式,參考人類的一系列行為升級(jí)和發(fā)展人工智能[7]。
6 結(jié)語
伴隨我國(guó)改革開放程度的加深,我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到進(jìn)一步發(fā)展,科學(xué)技術(shù)日漸成熟,很多新型智能技術(shù)產(chǎn)生和被應(yīng)用到各行各業(yè)中。如今,我國(guó)已經(jīng)步入到全新的發(fā)展階段,工業(yè)生產(chǎn)者在生產(chǎn)期間使用了汽車工業(yè)機(jī)器人,嘗試把機(jī)械技術(shù)應(yīng)用到汽車產(chǎn)業(yè)機(jī)器人中,這意味著我國(guó)生產(chǎn)領(lǐng)域跨入到全新的一個(gè)階段。因?yàn)槠嚬I(yè)機(jī)器人中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于精度的維持效果與末端負(fù)載的性能以及機(jī)器人裝配的精度和傳動(dòng)部位的精準(zhǔn)度等有著嚴(yán)格的要求,所以,當(dāng)下大部分工業(yè)生產(chǎn)者在汽車工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用過程中,主要在智能化制造與機(jī)器人作業(yè)環(huán)境的管理等幾個(gè)方面應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
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