DD201435A1 - Verfahren und einrichtung zur bestimmung von falzabweichungen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Einrichtung zur Pruefung gefalzter Bogen auf Falzabweichungen von der Sollfalzlinie zur Anwendung in Taschenfalz- oder Messerfalzmaschinen. Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung von Falzabweichungen zu entwickeln., mit welchen die Beurteilung der Falzqualitaet in kuerzester Zeit in der Anlaufphase der Produktion und waehrend des Betriebes zu gezielten Korrektur der eingestellten Maschinenwerte moeglich ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Messwerterfassung der Falzabweichungen von der Sollfalzlinie in Abhaengigkeit vom Satzspiegel und deren schnelle Auswertung zu realisieren. Erfindungsgemaess werden auf das Falzgut dem Druckbild zugeordnete Marken aufgebracht und der Bereich dieser Markierung nach der Falzung innerhalb der Maschine von Sensoren, vorzugsweise von optoelektrischen Reflextastern, zur Gewinnung von Lageinformationen erfasst. Die Auswertung der gewonnenen Lageinformationen fuer eine Menge von Falzbogen erfolgt zur Gewinnung der die Falzabweichungen kennzeichneneden Parameter in einer elektronischen Auswerteeinrichtung.
Description
235 195
"Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung von Falzatraeichungen"
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Einrichtung zur Prüfung gefalzter Bogen auf Falzabweichungen von der Sollfalzlinie.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Die Prüfung der Falzabweichungen gefalzter Bogen erfolgt durch Vergleich bzw· Messung der Lageabweichung der Istfalzlinie von der Sollfalzlinie. Auch bei exakter Einstellung der Papieranschläge, z. B. in den Falztaschen einer Taschenfalzmaschine, treten bei einem Teil des Falzgutes diese Falzabweichungen zwangsläufig auf, da neben anderen Einflußfaktoren die einzelnen Falzbogen mit Toleranzen für ihre Außenabmessungen behaftet sind und die Bogen im Moment der Falzbildung mit der Vorderkante am Papieranschlag anliegen. Die Falzabweichungen treten mit bestimmter Wahrscheinlichkeit auf und unterliegen einer für die angewendete Maschinentechnik charakteristischen Häufigkeitsverteilung« Zulässige Grenzwerte der Kenngrößen der Häufigkeitsverteilung, z. B. Spannweite, werden erzeugnisspezifisch vorgegeben. In der DDR steht für die statistisch gesicherte Prüfung der Falzbogen nach Realisierung des Falzvorganges der Standard TGL 23225 zur Verfügung, der vorrangig zur Qualitätsbeurteilung bei Maschinenabnahmeprüfungen heranzuziehen ist. Im grafischen Betrieb iät seine Anwendung während der
Produktion zur Beurteilung der Falzgenauigkeit nach stati-.stisch gesicherten Methoden auf Grund des hohen zeitlichen Aufwandes und der starken visuellen Belastung der Prüfperson nicht geeignet. Hier erfolgt eine subjektiv geprägte Sichtkontrolle mit geringem Stichprobenumfang9 bei der jedoch die Satzspiegellage mit berücksichtigt wirdβ
Bei der Bestimmung der Falzabweichungen bezogen auf die Blattaußenkanten, wie sie bei der häufig genutzten Variante des oben genannten Standards erfolgt? bleibt die Einflußgröße der Satzspiegellage unberücksichtigt$ obwohl eigentlich sie die Bezugsbasis für die Sollfalzlinie bildete Aus den genannten Gründen sind beide Methoden nicht geeignets auf der Basis von exakt ermittelten Falzabweichungen in der Anlaufphase der Produktion und während des Betriebes 9 die Einstellung einer Maschine gezielt zu korrigieren^ daß die sich verändernden beim Drucken und Schneiden entstehenden systematischen Abweichungen und andere Einflußfaktoren optimal eliminiert werden@
Ziel der Erfindung
Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren <^d eine Einrichtung zur Bestimmung der Falzabweichungen zu entwickele mit welchen die Beurteilung der Falzqualität in kürzester Zeit in der Anlaufphase der Produktion und während des Betriebes zur gezielten Korrektur der eingestellten Maschinenwerte möglich ist«,
,my Wesen der Erfindung
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrundes eine geeignete Meßwerterfassung der Falzabweichungen von der Sollfalzlinie in Abhängigkeit vom Satzspiegel und deren schnelle Auswertung für den ausgeführten Falz zu realisieren® Erreicht wird dieses erfindungsgemäß dadurch^ daß auf das Falz· gut dem Druckbild zugeordnete Marken aufgebracht werden^ der Bereich dieser Markierungen nach der Falzung innerhalb der Maschine von Sensoren9 vorzugsweise von optoelektronischen Reflextastern, zur Gewinnung von Lageinformationen erfaßt wird und eine elektronische Auswertung der gewonnenen Lageinforma·= tionen zur Ermittlung der die Falzqualität bestimmenden Parameter erfolgte Diese Parameter der Häufigkeitsverteilung- der
ermittelten Längen- und Winkelfalzabstände, bezogen auf eine druckbildorientierte Sollfalzlinie, sind jeweils der Mittelwert und die Streuung kennzeichnenden statistischen Kenngrößen wie Spannweite oder Standardabweichung.
Der Vergleich des Mittelwertes mit dem Sollwert? welcher die systematische Abweichung in Größe und Richtung erfaßt, ist Voraussetzung für eine gezielte Korrektur des eingestellten Maschinenwertes. Des weiteren ist es möglich, Falzabweichungen zu erfassen, die außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegen und diese Bogen auszusondern·
Die zur Auswertung herangezogene Menge der Falzbogen ist in Grenzen frei wählbar. Der PrüfVorgang erfolgt in der Anlaufphase der Verarbeitung nach Formatwechsel des Falzgutes zur Einregulierung der Falzmaschine und in der Betriebsphase zeitweilig oder laufend zur Überwachung der Produktion und erforderlichenfalls zur Nachregulierung bei Veränderungen der beim Drucken, Schneiden und Falzen entstehenden systematischen Abweichungen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Bestimmung von Falzabweichungen besteht aus in definierten Positionen im Verlauf des Förderweges der Falzbogen innerhalb der Falzmaschine angeordneten Sensoren, vorzugsweise optoelektronischen Reflextastern, einem Steuerteil und einer mit dieser verbundenen elektronischen Auswerteeinrichtung mit Ausgang für eine Anzeigevorrichtung und/oder für eine anzuschließende Regeleinrichtung. Damit werden in Abhängigkeit von der Größe der Falzabstände bzw. der Falzgutgeschwindigkeit Impulse registriert, verarbeitet und als charakteristische, vorzeichenbehaftete Größe angezeigt und/oder zur Stellgröße umgesetzt. Die elektrische Auswerteeinrichtung beinhaltet einen Konstantenspeicher, welcher die jeweils zur Rechnung notwendigen konstanten Daten bereitstellt, Zähl- und Vergleichsschaltungen sowie eine Anzeigeeinheit»
Auaführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen für die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung von Falzabweichungen näher erläutert.
ϊη den zugehörigen Zeichnungen zeigen?
Fig. Ί die äußere Form eines nach dem Werkfalzschema zu falzenden Satzspiegelbogens mit Falzmarken für den 1.-3. Bruch (Auswertung ist von der Falzgutgeschwindigkeit abhängig)
Fig* 2 die äußere Form eines nach dem Werkfalzschema zu falzenden Satzspiegelbogens mit Falzmarken für den I.-3· Bruch (Auswertung geschwindigkeitsunabhängig)
Fig. 3 eine vereinfachte Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Taschenfalzniaschine mit einer Einrichtung zur Erfassung von Lageinformationen der auf dem durchlaufenden Falzgut befindlichen Falzmarken
Fig. 4 zwei einfach gefalzte Bogen mit Abweichungen von der Sollfalzlinie und Falzmarken sowie die zugeordneten einer Toröffnungszeit entsprechenden Impulslängen
Fig. 5 das Blockschaltbild für die Einrichtung zur Bestimmung von Falzabweichungen unter Nutzung der momentanen Falzgutgeschwindigkeit
Fig. 6 das Blockschaltbild für die Einrichtung zur geschwindigkeitsunabhängigen Bestimmung von Falzabweichungen
Zum Zeitpunkt der Gestaltung der Druckform ist die bei der Weiterverarbeitung des Bedruckstoffes anzuwendende Falzart bekannt. Unter Berücksichtigung des späteren Bogendurchlaufs in der Falzmaschine werden den Falzlinien der aufeinanderfolgenden Falzungen je zwei Falzmarken zugeordnete» Diese Anordnung genügt folgenden Prämissen?
- Die beiden einer Falzlinie zugeordneten Marken liegen symmetrisch zu den beiden in Laufrichtung befindlichen Bogenkanten und parallel der Sollfalzlinie in einem fest vorgegebenen Abstand.
- Der Abstand beider Marken parallel zur Sollfalzlinie ist möglichst groß zu wählen®
- Die einzelnen Marken liegen vollständig oder zum Teil im vorgesehenen Beschnittraum und gehen nicht ins Enderzeugnis ein, bzw. wirken im Enderzeugnis nicht störende
Die einfachste Markenform ist ein Rechteck bestimmter Länge und Breite·
Ein möglicher, den anderen vorgelagerter Sensor, stellt für jeden das Falzwerk verlassenden Palzbogen die Betriebsbereitschaft' der beiden falzmarkenerfassenden Sensoren 3 her« Das Falzgut 2 durchläuft den Erfassungsbereich dieser Sensoren 3, wobei die Falzkante bei beiden einen Schaltzustand auslöst, der erst durch den Eintritt der Marken in die Abtastfelder in einen anderen übergeht * Dieser bleibt für die Zeit des Markendurchlaufs erhalten« Ein Einflußfaktor auf die Dauer beider Schaltzustände ist die momentane Falzgutgeschwindigkeit. Während der erste Schaltzustand außerdem vom Abstand zwischen Falzkante und Marke abhängt, wird der zweite Schaltzustand zusätzlich durch die Markenbreite bestimmtβ Die Wiederholung der Schaltzustände beim weiteren Durchlauf des Falzbogens verhindert eine Endschaltung.
Die Nutzung der Schaltzustände zur Ermittlung der Falzabweichungen soll durch Figur 5 veranschaulicht werden.. Mit dem Eintreten des Falzbogens in den Erfassungsbereich des vorgelagerten Sensors 3 wird über ein Steuerteil 8 die Betriebsbereitschaft der beiden symmetrisch zur Mitte der Einlaufbreite liegenden Sensoren 3 hergestellt. Wird von diesen die Falzkante des Bogens erfaßt, so ändern sich die Schaltzustände von B auf A* Diese Änderung entspricht einer Toröffnung durch die Umschalter 9 für eine von einem Quarzgenerator 15 bereitgestellte konstante Impulsfrequenz, deren Impulse von den Zähl- und Vergleichsschaltungen 10 registriert werden. Das Eintreten der Markenaufdrukke in die Meßbereiche der Sensoren 3 hat eine Änderung der Schaltzustände von A auf B zur Folge«. Die Impulse der Quarzfrequenz werden jetzt von den Zählern in einem bzw. in beiden Geschwindigkeitsbausteinen 11 registriert 9 bis nach dem Durchlauf der Marke(n) eine erneute Zustandsänderung erfolgt, welche den Zählvorgang beendet und die Sensoren abschaltet. Die Geschwindigkeitsbausteine 11 stellen aus den Eingangsgrößen? gezählte Impulse, Quarzfrequenz und konstante Markenbreite eine Information über die momentane Falzgeschwindigkeit bereit. Diese wird neben der, während des Schaltzustandes A gezählten Impulsmenge und der Sollgröße aus dem Konstantenspeicher 12 so-
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Rechnung der Abweichung des entsprechenden Falzes in der Zähl- und Vergleichseinrichtung 10 genutzto Diese kann nach Festle gung des Scheitelpunktes in Längen- und Winkelabweichung unterschieden werden und zur Anzeige 16 kommen«.
Für eine sich anschließende Regelung ist jedoch nicht die Abweichung jedes einzelnen Bogens interessant, sondern die durchschnittliche Abweichung des Mittelwertes einer Menge von Falzbogen vom Sollwert· Dazu erfolgt eine Mittelwertbildung der in den Zähl- und Vergleichseinrichtungen 10 gespeicherten Einzelabweichungen bzw. der summierten Impulsmengeh sowie ein Vergleich mit dem Sollwert® Die Bogenzahl, der Sollwert und Grenzwerte einer zulässigen Toleranz werden über den Konstantenspeicher 12 eingegeben» Die Abweichung des Mittelwertes einer bestimmten Bogenanzahl vom Sollwert bzw» die Überschreitung einer Toleranzgrenze wird in digitaler Form der Anzeigeeinheit 16 zugeführt und/oder durch Umsetzer 13 zur Stellgröße für ein die Falzabweichung beeinflussendes Stellglied 14 weiterverarbeiten
Bei der Berechnung der Falzabweichungen des 2o und 3e Falzes ist der geometrische Einfluß der Abweichungen des 1® bzw» des 1· und 2· Falzes zu berücksichtigene
Figur 1 stellt einen Satzspiegelbogen mit Falzmarken dars welcher nach dem Werkfalz (3 Bruchs kreuz) verarbeitet werden soll· Die Marken zur Erkennung der Falzabygeichung des ersten Falzes (I), des zweiten Falzes (II) und des dritten Falzes (ΙΙΪ) befinden sich auf der Unterseite des in die Taschenfalz» maschine einlaufenden Planobogens® Die dafür notwendigen Abtasteinrichtungen liegen nach jedem Falzwerk oberhalb des Bogenlaufes.
Die Erfassung der Falzp^eichungen der einzelnen Falzbrüche ist bereits unmittelbar hinter den Falzwalzen mögliche Dazu sind mindestens zwei Sensoren 3s vorzugsweise optoelektronische Reflextaster, verstellbar am Bogenlauf der Falzmaschine nach jedem Falzwerk angebracht·
Figur 3 stellt eine vereinfachte Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Taschenfalzmaschine dare Die beiden Sensoren 3 können entlang einer Parallele zu den Falzwalzen 1 stufenlos verstellt werden. Sinnvoll ist eine Verbindung dieser Verstellung mit der des Führungslineals 7 vor dem entsprechenden Falz-
werk 1« Die symmetrische Verstellung wird Ze B« dadurch erreicht, daß die in einer Gleitführung 6 laufenden Sensoren 3 mit einer Gewindespindel 4 in Verbindung stehen^ deren Gewinde·*· sinn sich in der Mitte ändert. Die Anpassung der Stellung der Sensoren 3 an die Breite des einlaufenden Falzgutes 2 kann anhand einer Millimeterskala, welche mit der Gleitführung 6 verbunden ist, durch Drehen eines am Ende der Spindel angebrachten Handrades 5 erfolgen und/oder durch die Betätigung eines elektrischen Antriebes« Die für die Berechnung der Falzabweichungen notwendige Rückmeldung des jeweiligen Standes der Sensoren 3 erfolgt beispielsweise durch eine lineare Widerstandsänderung e
Der Aufbau der zur Ermittlung der Falzabweichungen genutzten elektronischen Erfassungs- und /.uswerteeinrichtung ist aus dem Blockschaltbild gemäß Figur 5 ersichtliche Als Sensoren 3 werden vorzugsweise optoelektronische Reflextaster eingesetzt. Zur Auswertung der gewonnenen Lageinformationen und Ermittlung der die Falzqualität bestimmenden Parameter dienen entweder ein Konstantenspeicher 12 in Verbindung mit Zähl«= und Vergleichseinrichtungen 10f einem Geschwindigkeitsbaustein 11 sowie einer Anzeigeeinheit 16 und/oder Umsetzern 13 zur Gewin«· nung einer Stellgröße» oder ein Mikroprozessor bei der Erfassung der Falzabweichungen mehrerer Falzbrüche» Figur 4 stellt zwei einfach gefalzte Bogen dar» deren Abwei~ chungen von der Sollfalzlinie durch die Abstände der Falzmarken zu den Falzkanten und durch den Abstand zwischen den Sensormeßfeldern charakterisiert sind® Durchlaufen die Falzbogen mit annähernd gleichförmiger Geschwindigkeit den Erfassungabereich der Sensoren, so werden entsprechend der Beschaffenheit der Reflexionsfläche die Schaltzustände A und B eintreten, welche als Voraussetzung für die wechselweise Registrierung von Impulsen der Quarzfrequenz zur Ermittlung der Falzgeschwindigkeit bzw* des Abstandes der Marke von der Falzkante benötigt werden« Von der elektronischen Auswerteeinheit werden mit diesen Informationen Mittelwertabweichungen vom Sollwert für Längen- und Winkelabweichungen des Falzbruches berechnet, angezeigt und/oder zur Steuerung der Maschine umgesetzt© Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Bestimmung der Falzabweichungen ist ohne manuelle Auswertung der Falzbogen, hinsieht-»
lieh der auf eine druckbildorientierte Sollfalzlinie bezo- ' genen Längen- bzw· Winkelabweichungen jederzeit eine gezielte Korrektur eingestellter Maschinenwerte möglich®
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel für die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung von Falzabweichungen geschieht die Meßwertaufnahme nahezu unabhängig von der Falzgutgeschwindigkeit β
Die Anordnung der Falzmarken entspricht im wesentlichen den Prämissen des ersten Ausführungsbeispielsβ Die beiden einer Falzlinie zugeordneten Marken liegen symmetrisch zu den beiden in Laufrichtung befindlichen Bogenkanten, jedoch zu gleichen Teilen beidseitig der Sollfalzlinie <>
Die Falzmarken bestehen aus einer festgelegten Anzahl von parallelen Strichen gleicher Länge, Breite^ optischen Dichte in gleichen Abständen zueinander, wie in Figur 2 dargestellt» Nachdem der vorgelagerte Sensor die Betriebsbereitschaft der beiden falzguterfassenden Sensoren 3 hergestellt hat9 durchläuft das Falzgut deren Meßbereiche Die Folge einzelner paralleler Striche einer Markes die nach dem Falzvorgang-oberhalb des Bogenlaufs zu erkennen ists löst eine bestimmte Anzahl von Impulsen aus. Die aufsteigenden und/oder abfallenden Flanken dieser Impulse werden nach entsprechender Verstärkung direkt von den Zählern in der Zähl- und Vergleichsschaltung 10 registriert.
Der jeweils letzte Impuls wird außerdem schaltungstechnisch zur Unterbrechung des Betriebs der symmetrisch angeordneten Sensoren 3 genutzt.
Figur 6 zeigt als vereinfachtes Blockschaltbild den für das zweite Ausführungsbeispiel zur Bestimmung der Falzabweichung notwendigen Informationsfluß sowie die Einrichtungselemente. Mit der über den Konstantenspeicher 12 zugeführten Information über den Abstand der markenerfassenden Sensoren 3 und den in den Konstantenspeicher 12 eingegebenen Werten wie Sollimpulszahl, Strichbreite und Strichabstand sowie mit den von den Sensoren 3 gelieferten Irapulsmengen. ist im Komplex der Zähl- und Vergleichseinheit 10 die Berechnung der Falzabweichungen möglichs die als digitale Werte der Anzeigeeinheit -1 6 zugeführt werden·
für» f>inA
rechnet werden, so können die für die Abweichung der einzelnen Palzbogen charakteristischen Impulsmengen addiert und durch die Summe der Bogen dividiert werden» Auch hier liefert der Vergleich des Mittelwertes der Abweichungen mit dem Sollwert eine Größe, die durch die Umsetzer 13 für die Stellglieder aufbereitet werden·
Die Palzgutgeschwindigkeit ist nur bei der Wahl der einzusetzenden Sensoren in bezug auf ihre Reaktionszeit zu beachten.
Claims (10)
1. Verfahren zur Bestimmung von Falzabweichungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Falzgut dem Druckbild zugeordnete Marken aufgebracht werden, der Bereich dieser Markierungen nach der Falzung innerhalb der Maschine von Sensoren, vorzugsweise optoelektronischen Reflextastern zur Gewinnung von Lageinformationen erfaßt wird und eine elektroni-
^ sehe Auswertung der gewonnenen Lageinformationen zur Ermittlung der die Falzabweichung kennzeichnenden Parameter, vorzugsweise zur Ermittlung des Mittelwertes der gespeicherten Einzelabweichungen und der9 durch dessen Vergleich mit dem Sollwert gewonnenen, von der Maschineneinstellung abhängigen, systematischen Falzabweichungen$, erfolgt«
2. Verfahren zur Bestimmung von Falzabweichungen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Auswertung der gewonnenen Lageinformationen zur Ermittlung der die Streuung kennzeichnenden statistischen Kenngrößen? wie Spannweite und Standardabweichung» erfolgt«,
3· Verfahren zur Bestimmung von Falzabweichungen nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung der Falzabweichung de3 zweiten und dritten Falzes der geometrische Einfluß der Abweichungen des ersten bzwu des ersten und zweiten Falzes berücksichtigt wird«,
4· Verfahren zur Bestimmung von Falzabweichungen nach Punkt 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung vorgegebener Extremwerte eine Aussonderung der Bogen erfolgt·
5· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung von Falzabweichungen9 dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf des Förderweges der Falzbogen innerhalb der Falzmaschine Sensoren(3)j vorzugsweise optoelektronische Reflextaster zur Gewinnung von Lageinformationen über auf den Falzbogen aufgebrachte druckbildorientierte Marken, angeordnet sind und zur Ermittlung der Falzabweichungen eine elektronische Auswerteeinrichtung (1OS 12S 16) vorgesehen
ist, in welcher in Abhängigkeit eines Steuerteils (8) Impul-i se registriert und verarbeitet werden®
6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Bestimmung von Falzabweichungen9 dadurch gekennzeichnet,, daß in der Auswerteeinrichtung in Abhängigkeit von zwei Schaltzuständen, die von den Sensoren (3) mittels eines Umschalters (9) und eines Quarzgenerators (15) erzeugt werden^ Impulse registriert und verarbeitet werden a
7· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Auswerteeinrichtung aus mindestens einem Geschwindigkeitsbau·» stein (11), aua einem Konstantenspeicher (12) und mit diesem gekoppelten Zähl·» und Vergleichsschaltungen (10) sowie einer Anzeigeeinheit (16) bestehtβ
8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 5* dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Auswerteein» richtung aus einem Konstantenspeicher (12) und mit diesem gekoppelten Zähl- und Vergleichsschaltungen (1O) sowie einer Anzeigeeinheit (16) besteht«.
9· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 5, dadurch gekennzeichnet 9 daß als elektronische Auswerteeinrichtung ein Mikroprozessor eingesetzt wird®
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 5 und 7 sowie 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung mit Umsetzern (13) verbunden ist, durch welche Stellgrößen auf Stellglieder übertragen werden·
Hierzu drei Seiten Zeichnungen
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