主頁 > 新聞動態 > 模塊式柔性自動環形（xíng）生產線實訓裝置,光機電一（yī）體化（huà）實訓室 2025-07-04

模塊式柔性（xìng）自動環形生產線實訓裝置,光機電（diàn）一體化實訓（xùn）室

一、產品（pǐn）概述：
模塊（kuài）式柔性自動環形生產線（xiàn）實訓裝置-(工程型)是將微電子學、計算機信息技術（shù）、控製技術、機械製造（zào）和係統工程有機地結合起來，是一種（zhǒng）技術複雜、高度自動化係統，柔性（xìng）製造技術更是當（dāng）前機（jī）械製造業適應市場動態（tài）需求及產（chǎn）品（pǐn）不斷迅速更新的主要手段，是先進製造技術的基礎。
本實訓係統是專門為職業院校、職業教育培訓機構研製的自動生（shēng）產線實訓係統，根據機電類（lèi）、自動化類、先進製造類（lèi）行業、企業（yè）中工（gōng）業自動化應（yīng）用的特（tè）點，對各類自動生產線的工（gōng）作過程（chéng）和相關的技術進行研究，對工業現場設備進行提煉和濃縮，並針對實訓教學活動進行專門設計，融機、光、電、氣、液於一體，包含了PLC、機器人、傳感器、氣動、液壓、工（gōng）業控（kòng）製網絡、電機驅動與控製、計算機、機械（xiè）傳動等諸多（duō）技術領域，整（zhěng）個係統由MES生產管理係統、WINCC監控係統、MCGS監控（kòng）係統、主控（kòng）PLC和下位PLC通過網（wǎng）絡通訊技術構成一個完整的多級計算機（jī）控製係統，通過（guò）訓練，能強化了學生對複雜柔性自動生產（chǎn）線的設計、安裝、接線、編（biān）程、調試、故障診斷與維（wéi）修等綜合職業能力，適合機電（diàn）類、自動化類相關專業的（de）教學（xué）和實訓（xùn），同時（shí）也適合工程技術人員上崗（gǎng）培訓。
實訓裝置是一種典型的環形柔性自動（dòng）生（shēng）產線，它（tā）由供料檢測單元、操作手單元、加工（gōng）單元、圖像檢測單元、安裝單元、搬運單元、提取單元、成品分（fèn）裝輸送單元、三菱6自由度工業機器人單元、分類存儲單元、成品（pǐn）檢測單元、自動倉儲單元（yuán）、AGV小車單元（yuán）、液壓衝壓單元、環（huán）形輸送線和總（zǒng）控平台組成。通（tōng）過輸送鏈連成環形生產線。上述機構均安裝在工業型材桌麵上，係統中的機械結構、電氣（qì）控製回路、執行機構（gòu）完全獨（dú）立，采用（yòng）工業標準件設計，便於拆、裝。
控（kòng）製係統主站采用西門子S7-300(CPU315-2DP)，從站采用西門子（zǐ）S7-200(CPU224)，各站之間（jiān）使用（yòng）PROFIBUS-DP總線（xiàn）進行通訊，S7-200從站主要用於控製與驅動設備層，並對現場反饋的（de）信號進行采集，S7-300主站采集各從站數據（jù），協調（diào）各站運行，並為上位機的監控程序提供（gòng）數據，同時係統還配有工業以太網通信模（mó）塊和10.4英寸彩（cǎi）色工業觸摸屏，可以完成係（xì）統控製網絡的集（jí）成。
係統有（yǒu）單機、聯機二種工作方式。在單機模式下，各從站獨立運行，站間沒有數據（jù）傳送，學員可（kě）進行外部接線操作，使（shǐ）用（yòng）S7-200專用PPI電纜（lǎn）或PROFIBUS總線將編寫程序下載到PLC中，並監控程序運行，在聯機模式下，係統各從站同時工作，工（gōng）件（jiàn）依次（cì）進（jìn）行上（shàng）料、顏色檢測、加工（gōng）、視頻檢測、機器人裝配、裝配檢（jiǎn）測、倉儲、物流輸送、產品輸出等操作，各站間通過PROFIBUS-DP現（xiàn）場總線進行通訊，在（zài）主站的控（kòng）製下實現相關的互鎖、數據傳送操作，係統中的上位（wèi）機使用（yòng）WinCC組態監（jiān）控（kòng）軟件，對現場（chǎng）設備生產狀況進行動態（tài）實時（shí）監控。
係統工業現場（chǎng）總（zǒng）線和標準的電氣接口，支持RS232、RS485、PPI、MPI、PROFIBUS-DP、TCP/IP多種通信方（fāng）式。係統具備多種組態軟件、編程軟件、管理軟件功能，如MGCS、WINCC、OPC、STEP7、人（rén）機交換（huàn）和MES生產管（guǎn）理（lǐ）係統軟件等，為方便教學（xué）還配有（yǒu）PLC仿真、氣（qì）動仿真、多媒體教（jiāo）室電子管理等軟件。
二、生產（chǎn）線單元配置表：

序號	名稱	A型	B型	C型	D型
1	供料檢測單元	1	1	1	1
2	操（cāo）作手單元（yuán）	2	1	2	2
3	加工（gōng）單元	1	1	1	1
4	搬運單元	1	1	1	1
5	安裝單元	1	1	1	1
6	圖像檢測單元	1	1	1	1
7	提取單元	1	2	2	2
8	成品分裝輸送單元		1	1	1
9	6自由度工業機器（qì）人單元		1	1	1
10	分類存儲單元	1
11	成品檢測（cè）單元			1	1
12	自動倉儲單元		1	1	1
13	AGV小車單元			1	1
14	液壓衝（chōng）壓單元				1
15	環形輸送單元（yuán）	1	1	1	1
16	總控平台	1	1	1

三（sān）、實訓裝置特點：

1、係統將機械、氣動、電氣控製、電機（jī）傳動、傳（chuán）感檢測、PLC以及工（gōng）業網絡（luò）控製技術有機（jī）地進行整合，結構模塊（kuài）化，便於組合，可以完成各類單項技能訓練（liàn）和綜合性項（xiàng）目訓練。可以進行機械部件安裝與調試、氣動係（xì）統的（de）安裝與調試、電氣（qì）控（kòng）製電（diàn）路的（de）安裝和PLC編程、機電設備安裝與（yǔ）調（diào）試、自動控製係統安裝與調試（shì）、工業網絡控（kòng）製係統安裝與調試（shì）於一體，能較好（hǎo）地滿足實訓教學、工程訓練的需要。

2、係統中元器件均采用實際工業（yè）元件，質（zhì）量可靠、性能穩定，故障率（lǜ）低，從而保證學校（xiào）實訓教學的順利進行。

3、係統無論（lùn）機械結構還是（shì）控（kòng）製，都采用統一標準（zhǔn）接口，具有很（hěn）高的兼容和擴展性，隨工業現場技術的（de）快速發展，本係（xì）統可以緊跟現場技術升級擴展，深入地滿足實（shí）訓教學的需要。

4、本係統可以鍛煉學習者創新思（sī）維和動手能力，學習（xí）者可以利（lì）用本係統（tǒng）從機械組裝、電氣設計、接線、PLC編程與調試、現場總線組建與維修（xiū）等方麵進行工程訓練。

四（sì）、技術性能（néng）：

1、輸（shū）入電源：三相四線～380V±10% 50Hz

2、工（gōng）作（zuò）環境（jìng）：溫度-10℃～+40℃ ，相對濕度≤85%（25℃），海拔＜4000m

3、裝置容量：＜3kVA

4、環形線尺寸：4500mm×2200mm×1000mm

5、設備外型尺寸（cùn）：7200mm×4200mm×1600mm

6.、安全保護（hù）：具有漏電保護，安全符合國家標（biāo）準

五、實訓內容：

1、機械係統安裝與調試：各工作單元可讓學員了解機械傳（chuán）動的基（jī）本應用（yòng），並進行安裝調試工作。這對提高在校學生技能有極大幫助。

2、電氣控製電路（lù）設計及接線：環形生產線工作單元其電控部分全部按照工業標準和習慣進行設計，並且以（yǐ）附件方（fāng）式提（tí）供全部設計圖紙和說明書。學員在該設備上可學（xué）習電路原理圖分析、PLC各I/O地址查（chá）對（duì）和設備電路連線方法。

3、傳感器的應用：該係統使用的傳感器（qì）數量達100多個，有電感（gǎn）式、電容式、光電式、光纖式、霍（huò）爾式、電磁式、紅外、直線位移、圖像處理以及色標傳感器等，每一種傳感都有著各自的特性。學（xué）員可（kě）了解（jiě）工作中各類傳感器的工作特性來（lái）加強對這些傳感器的感性（xìng）認識，再結合項目中傳感器安裝與調整、測（cè）試（shì）應用技能訓練，可使學（xué）員快速掌握傳感器在（zài）自動生產線中的使用。

4、氣動應（yīng）用技術：該係統上使用了大量的氣動元件，包括多種電控氣動（dòng）閥、多種氣動缸（gāng）、氣動夾爪、真空吸盤、真空發生器、過濾減（jiǎn）速閥等。不但可以單獨學習每一種分離元件，而且還（hái）可以在學習時了解各種氣動元件之間以及氣動元件與其它元件之間是如何配合起來進行協調工作的。

5、液壓應用技術：該係統上使用（yòng）了液壓元件，包括液壓閥、液壓缸、液壓泵等。不但可以單獨學習每一種分離元件，而且（qiě）還（hái）可以在（zài）學習時了解（jiě）各種液壓元件之（zhī）間與其它元件之間是如何配合（hé）起來進行協調工作的。

6、PLC程序編製和程序調試：環形生產線教學係統可以（yǐ）分成若幹完全獨立的工作單元，使十（shí）幾個學生可以同時進行技能訓練。在該設備（bèi）上學員不但可以學習PLC的各種技術，而且可以學習綜合科技環境下PLC的多種應（yīng）用。

7、機器人應用技術：該係統（tǒng）上使用了三自由度、四自由（yóu）度及六（liù）軸工業機器人（rén），學員可學習機器人的各種控製技術，同時學習機械手的設計。

8、工業網絡通信

任務1：組態監控軟件的運行使用及與PLC的通信

任務2：MES生（shēng）產管（guǎn）理係統軟件的使用

任（rèn）務3：觸摸屏工程的編（biān）寫

任務4：STEP7編（biān）程軟件（jiàn）使用

任務5：PROFIBUS-DP模塊的學習與使用

任務6：PROFIBUS通訊協（xié）議的學習與使用

任務7：PROFIBUS主站與從站之間（jiān）的通訊

9、係統維護和故障檢測：設備日常維護的內容和方法，以及係統常見故障分析、排除的方法。

六、係統組成及功能及技術參數：

(一)供料檢測（cè）單元：由料鬥、回轉台（tái）、貨台、螺旋（xuán）導（dǎo）料機構、平（píng）麵推力軸承、直流減速電機、工件滑道、提升裝置、計數開關、光電開關（guān）等組（zǔ）成。主要完成將工（gōng）件從回傳上料台依次送到（dào）檢測工（gōng）位，提升裝置將工件提升並檢（jiǎn）測工件顏色。

主要（yào）技術指標：

名稱（chēng）	型號規格	數量	備注
工作台（tái）	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1	德國西門子
單杆氣缸	行程：75mm	1
直流減速電機	10W/24V 5r/m	1
檢測傳感器	光電（diàn）漫反射檢測距離50-300mm、磁感式	4

（二）操（cāo）作手單元：由機械手、橫臂、回轉台、機械手爪、配重塊等組成，主要完成對工件的搬運（yùn）。

主要技術指標：

名稱（chēng）	型號規格	數量	備注（zhù）
工作台	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電（diàn）壓	AC220V 50Hz /DC24V 4.5A	1
工（gōng）作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1	德國西門子
旋轉氣缸	0～180°	1
雙聯氣缸	行程：100mm	1
平行氣夾	缸徑:16mm	1
單杆氣缸	行程：45mm	1
檢測傳感器	磁感式	7

（三）加（jiā）工單元：由旋轉工作（zuò）台、平麵推力軸承、直流減速電機、刀具庫（3種刀具（jù））、升降式加工係統、加工組件、檢測（cè）組件、轉台（tái）到位傳感器等組成。主（zhǔ）要完成物料加工和深度的檢測。

主要技術指標（biāo）：

名稱	型號規格（gé）	數量	備注
工作台麵	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作（zuò）電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5Mpa
PLC模塊	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM223+EM277 DP通信模塊	1	德（dé）國（guó）西門子（zǐ）
直（zhí）流減速電（diàn）機	10W/24V 5r/m	1
步進電（diàn）機	三相6A 步距角1.2°	1
步進電機驅（qū）動器	10000脈衝/圈	1
雙（shuāng）導杆氣缸	行程：75mm	1
單杆氣缸	行（háng）程：45mm	2
檢測傳感（gǎn）器	光電、電感（gǎn）、磁（cí）感式	10	日本（běn）歐姆龍

（四）搬運單元：由機械手、移動滑（huá）台、安裝工作台、工業導軌、齒（chǐ）輪齒條、配重塊等組成（chéng），主要完成對工件的搬運。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注（zhù）
工作（zuò）台	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1	德國西門（mén）子
薄型氣（qì）缸	行程：50、90mm	2
單杆氣缸	行程：30mm	1
平行氣夾	缸徑:16mm	1
檢（jiǎn）測傳感器	磁感式	7

（五）安裝單元：由料筒、換料機構、推料機構、工業導軌、搖臂等組成，主要完成對兩種不（bú）同工（gōng）件的上料及安裝。

主要技術指（zhǐ）標：

名稱	型號規格	數量	備注
工作台	860mm ×470mm	1	工業型材
供電電（diàn）源/工（gōng）作電壓（yā）	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1	德國西門子
單杆氣缸	行程：60mm	2
旋轉氣缸	180°	1
真（zhēn）空吸盤及發生器		1
檢測傳感器（qì）	磁感式	6

（六）圖像檢測單元：由光源，鏡頭，CCD照相機，圖像處（chù）理控製器，操作鍵盤，顯示器、移動工作台、導杆氣缸、檢測（cè）傳感器、可編程控製器等組成，通（tōng）過視覺傳感器完成對工件的檢（jiǎn）測。

（七（qī））提取單元：由機械手、直（zhí）線移動機構、無杆氣缸、工業導軌等組成，主要完成對工件的提取（qǔ）及搬運。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注（zhù）
工作（zuò）台	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源（yuán）/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通（tōng）信模塊	1	德（dé）國西門子
無杆氣缸	行程：600mm	1
薄型氣缸	行程：45mm	1
單杆氣缸	行程：30mm	1
平行氣夾	缸徑：16mm	1
檢測傳感器（qì）	磁感式（shì）	7

（八（bā））成品（pǐn）分裝輸送單元：由輸送帶、檢測機構、推料（liào）氣缸、旋轉缸、工業皮帶輪等組成，主要完成（chéng）對（duì）工件的輸送及分揀。

主要技術指標：

名稱	型（xíng）號規格	數（shù）量	備注
工作台	860mm×470mm	1	工業型材
供電（diàn）電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY) +EM277 DP通信模塊	1	德國西門（mén）子（zǐ）
變頻（pín）器	MM420	1
旋轉氣缸	0～180°	1
單杆（gǎn）氣（qì）缸	行程：60mm	2
檢測傳感器	光電、光纖、磁感式	5

（九）三菱6自由度工業機器人單元：由鋁合金型材基座、6軸工業機（jī）器人裝配手（采用三（sān）菱（líng）RV-3SD）、示教單元（yuán）所組成。主要完成（chéng）對物料的搬運、組裝等。

主要技術指標（biāo）：

名稱		單位	規（guī）格
型號			三菱RV係列
自由度		軸	6
安（ān）裝位置（zhì）		台麵（miàn）	安裝基座：860mm×470mm
驅動係統			交流伺服電機
位置檢測（cè）方法			絕對編碼器（qì）
最（zuì）大合成速度		毫米／秒	5500
負荷	最大值	千克	3kg
精度		毫米	±0.02
周圍環境溫度		度（dù）	0到40
臂可達到範圍半徑		毫（háo）米	≥640

（十）分類存儲（chǔ）單元：由步進電機、滾珠絲杆、立體庫、推料氣（qì）缸、電磁閥（fá）等組成（chéng）。主要完成對成品工件分類存儲。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
工（gōng）作台麵	860mm×470mm	1	工業型材
供（gòng）電電源/工（gōng）作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信模塊	1	西門子
步進電機驅動器	64細分	2
步進電機	1.5A 角距：1.8度	2
單（dān）杆氣缸	行程：45mm	1
滾珠絲杆	行程≥320mm	2

（十一）成品檢測單元：由檢測機構（gòu）、直線位（wèi）移傳感器、光纖傳感器、滾珠絲杆、步進電機及驅動器、工業觸摸屏、物料台（tái）等組成，主要完成對裝配後的成品進行檢驗。

主要技術指標：

名稱（chēng）	型號規格	數量	備注
工作台	860mm×470mm	1	工業型材
供電電源/工作電（diàn）壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(DC/DC/DC) +EM235模擬量模塊+EM277 DP通信模塊	1	德國西門子
工業觸摸（mō）屏	5.7英寸 64K色（sè）	1
薄（báo）型氣缸	行程：75mm	1
旋轉缸	0～180°	1
單杆氣缸	行程：45mm	1
步進電機驅動器	64細分	1
步進電（diàn）機	1.5A 角距：1.8度	1
滾珠絲杆（gǎn）	行（háng）程≥320mm	1
檢測傳感器	光電、光纖、直線位移（yí）、磁感式	6

（十二）自動倉儲單元：由YAMAHA兩軸機（jī）器人、導杆氣缸、氣夾（jiá）組成。主要完成生產線成品存（cún）儲（chǔ）、物料搬運等功能。

主要技術（shù）指標：

名稱	型號規格（gé）	數量	備注
工作台	860mm×600mm	1	工業型（xíng）材
供（gòng）電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作氣壓	0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(DC/DC/DC)+EM277 DP通信（xìn）模塊	1	德國西門子
兩軸機器人	2軸（X軸行程800mm、Z軸行程300mm）	1	日本YAMAHA
旋轉缸	0～180°	1
導杆氣缸	行程：75mm	1
Y型氣夾	缸（gāng）徑:16mm	1
檢測傳感器	磁感式	5

（十三（sān））AGV小車單（dān）元（yuán）：由（yóu）AGV無線自動導引小車（尺寸：220mm×180mm)、AGV運行平台（尺寸≥1600mm×1000mm）及中央調度係統組成。主要完成物流輸送。

（十四）液壓衝壓單元：由液（yè）壓直動缸、液壓閥、液壓泵、定位機構、安全傳（chuán）感保護、料（liào）筒、推料機構、工業導軌、導杆氣缸等組成。主要（yào）完成對（duì）工（gōng）件的模擬衝壓加工。

主要技術指標：

名稱	型號規格	數量	備注
工作台（tái）	860mm×940mm	1	工業型材
供電電源/工作電壓	AC220V 50Hz/DC24V 4.5A	1
工作液壓	≥0.5MPa
PLC模塊	CPU224CN(AC/DC/RLY)+EM277 DP通（tōng）信模塊	1	德國西門子
液壓泵	微型液（yè）壓動力（lì）源：額定功率 735W；額定排（pái）量 1.6mL/r；額定壓力 6MPa	1
液壓直動缸	行程：100mm	1
氣缸	缸徑:16mm	2
檢測傳感器	光電、電感、磁感式（shì）	7

（十五）環形（xíng）輸送（sòng）線由拖鏈、傳動輪、輥輪、交流電機、齒輪換向機構、變頻器、檢測、導料機構及截料機構等組成，主要完成物料的輸送任務。

（十六）總控平台：控製台主要由S7-300西門子CPU315-2DP、CP343-1以太網模塊、二位選擇開關（guān）、啟動和停（tíng）止開關、急停開關、複位（wèi）開關、10.4英寸工業彩色觸摸屏等組成，主要完（wán）成監視各分站的工作狀（zhuàng）態並協調各站運行，完成（chéng）工業（yè）控製網絡（luò）的集成。

工業網（wǎng）絡通訊：控製係（xì）統主站（zhàn）采用西門（mén）子（zǐ）S7-300(CPU315-2DP)，從站采用西（xī）門子S7-200(CPU224)，各站（zhàn）之間（jiān）使用ProfiBus-DP總線進行通訊，S7-200從站主要用於控製（zhì）與驅動設備層（céng），並對現場反饋的信號進行采集（jí），S7-300主站采集（jí）各從站數據，協（xié）調各站運行，並為上位機的監控（kòng）程序提供數據，同時係統還（hái）配有工業以太網通信模塊和10.4英寸彩色工業觸摸屏，可以（yǐ）完成係統控製網絡（luò）的集成。

係（xì）統軟件：係統具備多種組態軟件、編程軟件、管理軟件功能，如WINCC、OPC、STEP7、人機交換和（hé）MES生產（chǎn）管理係統軟（ruǎn）件等，為方便教學還配有PLC仿真、氣動仿真、多媒體（tǐ）教室電子管理等軟件。

PLC模塊及變頻器選配表（用戶可（kě）根（gēn）據需要進行選配）

七、表一：德國西門子

序號	名稱	規格	數量	單位
1	S7-300 PLC	PS307電源（yuán）	1	台
2		CPU315-2DP CPU	1	台
3		SM323 16DI/16DO	1	台
4		CP343-1 工業以太網（wǎng）模塊	1	台
5	S7-200 PLC	CPU224CN(DC/DC/DC)	3	台
6		CPU224CN(AC/DC/RLY)	11	台
8		EM277 DP通信模（mó）塊	14	台
8		EM223數字量擴展模塊	1	台（tái）
9		EM225模擬量擴展模塊	1	台
10		DP接頭	16	個
11	變頻器	MM420,AC220V供電，功率≥0.37kW	1	台
12	變頻器	MM420,AC380V供電，功率≥0.75kW	1	台
13	軟件	STEP7 Micro WIN SP4 V4.0	1	套
14		STEP7	1	套
15		Win CC	1	套

表二：日本三菱

序號	名稱（chēng）	規格	數量	單位
1	Q PLC	Q61P電源（yuán）	1	台
2		Q35B基（jī）板	1	台
3		Q02CPU	1	台
4		QX40 16DI	1	台
5		QY10 16DO	1	台
6		QJ71E71-100 工業以太網模塊	1	台
7		QJ61BT11N CC-Link模塊	1	台
8	FX PLC	FX2N-48MT-001 24DI/24DO	3	台
9		FX2N-48MR-001 24DI/24DO	11	台
10		FX2N-32CCL 通信模塊（kuài）	14	台
11		FX0N-3A模擬量擴（kuò）展模塊	1	台
12	變頻器	FR-D720，AC220V供電，功率≥0.4KW	1	台
13	變頻器	FR-E740, AC380V供電，功率≥0.75KW	1	台
14	軟件	GX Developer	1	套

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