(57)【要約】【課題】レーザ光のスポット径を容易に設定できるレーザ加工装置を提供できる。【解決手段】レーザ加工装置１０は、レーザ光を出射する光源２０と、外部からの操作可能なスポット径設定部４１を有し、スポット径設定部４１による操作に基づいてレーザ光のスポット径を調整するスポット径調整部としてのスポット径可変機構２２と、スポット径設定部４１で調整された状態で、加工対象物Ｗを加工する際の前記レーザ光におけるスポット径に対応した値を記憶値Ｓｖ２として、加工対象物Ｗを加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶する記憶部３３と、記憶値Ｓｖ２を電気的に表示するスポット径表示部４２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源と、
外部からの操作可能な操作部を有し、該操作部による操作に基づいて前記レーザ光のスポット径を調整するスポット径調整部と、
前記操作部で調整された状態で、加工対象物を加工する際の前記レーザ光におけるスポット径に対応した値を記憶値として、前記加工対象物を加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶する記憶部と、
前記記憶値を電気的に表示する表示部と、
を有するレーザ加工装置。
【請求項２】
前記表示部は、前記操作部を操作した際の前記レーザ光のスポット径に対応する設定値を更に表示する、請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記表示部は、前記記憶値と前記設定値とを交互に表示する、請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記表示部は、前記記憶値と前記設定値とを同時に表示する、請求項２に記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記表示部は、表示する値をデジタル数値で表示する、請求項１〜４の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記操作部を操作した際の前記レーザ光のスポット径に対応する設定値と前記記憶値とを比較して、前記設定値が前記記憶値に対して規定の範囲外か否かを判定する制御部と、
前記制御部で前記設定値が前記記憶値に対して規定の範囲外である判定した場合に報知する報知部と、
を備えた請求項１〜５の何れか１項に記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記加工対象物の加工を開始する旨の開始信号を前記制御部へ出力する操作入力部を備え、
前記制御部は、前記設定値が前記記憶値に対して規定の範囲外であると判定した場合に、前記開始信号をキャンセルする、請求項６に記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
第１通信部とレーザ光を出射する光源とを備え、前記レーザ光によって加工対象物を加工するレーザ加工装置と、
前記第１通信部との間で通信する第２通信部を備えた携帯型情報処理装置と、
を有したレーザ加工システムであって、
前記レーザ加工装置及び前記携帯型情報処理装置のいずれかには、外部からの操作可能な操作部を有し、該操作部による操作に基づいて前記レーザ光のスポット径を調整するスポット径調整部と、前記操作部で調整された状態で、加工対象物を加工する際の前記レーザ光におけるスポット径に対応した値を記憶値として、前記加工対象物を加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶する記憶部と、前記記憶値を電気的に表示する表示部と、を有する、レーザ加工システム。
【請求項９】
加工対象物を加工する際のレーザ光におけるスポット径に対応した値を記憶値として、前記加工対象物を加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶部に予め記憶し、
操作部の操作によって、光源から出射されるレーザ光のスポット径を調整し、
前記調整したスポット径に対応した値と予め記憶された前記記憶値を表示部に表示する、レーザ加工装置のスポット径の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を加工対象物に照射して加工を行うレーザ加工装置、レーザ加工システム及びレーザ加工装置のスポット径の調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの表面にレーザ光を照射し、文字、記号、または、図形等を形成するレーザ加工装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１のレーザ加工装置では、使用者によって操作可能な操作部を有し、操作部による操作に基づいてレーザ光のスポット径を調整するものである。操作部は、例えばダイヤル式（回動式）のものである。つまり、操作部を回動操作することで、レーザ加工装置内のレンズが移動してレーザ光のスポット径が調整される。これにより、レーザ加工装置とワークとの距離を変更することなくスポット径の調整が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３８３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなレーザ加工装置では、加工対象物によって段取り替えにより、スポット径を再設定する場合がある。また上記のようなレーザ加工装置には、操作部に対して予め目盛りが付与されているが、使用者の感覚に寄るものが高く、例えば再現性良くスポット光を設定できない虞がある。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、レーザ光のスポット径を容易に設定できるレーザ加工装置、レーザ加工システム及びレーザ加工装置のスポット径の調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するレーザ加工装置は、レーザ光を出射する光源と、外部からの操作可能な操作部を有し、該操作部による操作に基づいて前記レーザ光のスポット径を調整するスポット径調整部と、前記操作部で調整された状態で、加工対象物を加工する際の前記レーザ光におけるスポット径に対応した値を記憶値として、前記加工対象物を加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶する記憶部と、前記記憶値を電気的に表示する表示部とを有する。
【０００７】
上記態様によれば、スポット径に対応した値を記憶値として加工対象物を加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶する記憶部と、記憶値を電気的に表示する表示部とを有する。このため、スポット径を改めて設定する際に、記憶部に記憶された記憶値が表示部に表示されるため、スポット径の設定が容易となる。
【０００８】
上記レーザ加工装置において、前記表示部は、前記操作部を操作した際の前記レーザ光のスポット径に対応する設定値を更に表示することが好ましい。
上記態様によれば、表示部は、操作部を操作した際の前記レーザ光のスポット径に対応する設定値を更に表示するため、現在のレーザ光のスポット径に対応した設定値を確認することができ、スポット径の調整が容易となる。
【０００９】
上記レーザ加工装置において、前記表示部は、前記記憶値と前記設定値とを交互に表示することが好ましい。
上記態様によれば、記憶値と設定値とを表示部にて交互に表示することで記憶値の確認と設定値の確認を容易にできる。ここで、「設定値」や「記憶値」に記憶される値は、設定値そのものということを意味しているわけではなく、設定された設定値に対応した値という広い意味であり、また、「設定値」は、「記憶値」と同種の値や連動する値を意味している。
【００１０】
上記レーザ加工装置において、前記表示部は、前記記憶値と前記設定値とを同時に表示することが好ましい。
上記態様によれば、記憶値と設定値とを表示部にて同時に表示することで記憶値を確認しながら設定値を調整することができる。
【００１１】
上記レーザ加工装置において、前記表示部は、表示する値をデジタル数値で表示することが好ましい。
上記態様によれば、表示部に表示される値がデジタル数値であるため、設定値や記憶値の値を容易に判別することができ、設定が容易となる。
【００１２】
上記レーザ加工装置において、前記操作部を操作した際の前記レーザ光のスポット径に対応する設定値と前記記憶値とを比較して、前記設定値が前記記憶値に対して規定の範囲外か否かを判定する制御部と、前記制御部で前記設定値が前記記憶値に対して規定の範囲外である判定した場合に報知する報知部と、を備えることが好ましい。
【００１３】
上記態様によれば、制御部で設定値が記憶値に対して規定の範囲外である判定した場合に報知することができ、設定値が規定の範囲外である旨を使用者に対して報知できる。
上記レーザ加工装置において、前記加工対象物の加工を開始する旨の開始信号を前記制御部へ出力する操作入力部を備え、前記制御部は、前記設定値が前記記憶値に対して規定の範囲外であると判定した場合に、前記開始信号をキャンセルすることが好ましい。
【００１４】
上記態様によれば、制御部において、前記設定値が前記記憶値に対して規定の範囲外であると判定した場合に開始信号をキャンセルすることで、加工対象物の加工ミスを抑えられる。
【００１５】
上記課題を解決するレーザ加工システムは、第１通信部とレーザ光を出射する光源とを備え、前記レーザ光によって加工対象物を加工するレーザ加工装置と、前記第１通信部との間で通信する第２通信部を備えた携帯型情報処理装置と、を有したレーザ加工システムであって、前記レーザ加工装置及び前記携帯型情報処理装置のいずれかには、外部からの操作可能な操作部を有し、該操作部による操作に基づいて前記レーザ光のスポット径を調整するスポット径調整部と、前記操作部で調整された状態で、加工対象物を加工する際の前記レーザ光におけるスポット径に対応した値を記憶値として、前記加工対象物を加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶する記憶部と、前記記憶値を電気的に表示する表示部と、を有する。
【００１６】
上記態様によれば、スポット径に対応した値を記憶値として加工対象物を加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶する記憶部と、記憶値を電気的に表示する表示部とを有する。このため、スポット径を改めて設定する際に、記憶部に記憶された記憶値が表示部に表示されるため、スポット径の設定が容易となる。
【００１７】
上記課題を解決するレーザ加工装置のスポット径の調整方法は、加工対象物を加工する際のレーザ光におけるスポット径に対応した値を記憶値として、前記加工対象物を加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶部に予め記憶し、操作部の操作によって、光源から出射されるレーザ光のスポット径を調整し、前記調整したスポット径に対応した値と予め記憶された前記記憶値を表示部に表示する。
【００１８】
上記態様によれば、スポット径を改めて設定する際に、記憶部に記憶された記憶値が表示部に表示されるため、スポット径の設定が容易となる。
【発明の効果】
【００１９】
本開示の一態様によれば、レーザ光のスポット径を容易に設定できるレーザ加工装置、レーザ加工システム及びレーザ加工装置のスポット径の調整方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態におけるレーザ加工システムの概略構成図。
【図２】同実施形態におけるレーザ加工装置の斜視図。
【図３】同実施形態におけるレーザ加工装置の表示部と操作部の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、レーザ加工装置を備えたレーザ加工システムの一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のレーザ加工システム１は、レーザ加工装置１０と、レーザ加工装置１０と接続される携帯型情報処理装置１００とを有する。
【００２２】
図１に示すように、レーザ加工装置１０は、コントローラ１１と、照射ヘッド１２とを有する。レーザ加工装置１０は、光源２０と、光源２０から出射されたレーザ光を走査する走査部２１と、光源２０と走査部２１との間に形成されるレーザ光の光路上に配置されるスポット径可変機構２２と、前記走査部２１で走査された光を収束して外部に出射する収束レンズ２３とを有する。本例では、コントローラ１１内に光源２０が収容され、照射ヘッド１２内に、走査部２１、スポット径可変機構２２及び収束レンズ２３が収容される。この場合、光源２０で出射された光は、光ファイバなどを介してスポット径可変機構２２へと供給される。
【００２３】
光源２０は、レーザ光を出射するものであればよく、例えばＹＡＧレーザやＣＯ２レーザが挙げられる。
走査部２１は、光源２０により出射されたレーザ光を走査するものである。走査部２１は、例えば一対のガルバノミラーと、一対のガルバノミラーを駆動させるアクチュエータを有する。これにより、加工対象物Ｗの加工面上において２方向（２次元方向）に走査する。
【００２４】
スポット径可変機構２２は、レーザ光のビーム径及びレーザ光の広がり角の少なくとも一方を調整して、出射されるレーザ光のスポット径を調整するものである。
図１に示すように、コントローラ１１は、前記光源２０の出射タイミングの制御や、走査部２１の動作を制御する制御部３１を有する。
【００２５】
図２及び図３に示すように、照射ヘッド１２は、略直方体状をなすように構成され、その前面１２ａに操作部としてのスポット径設定部４１と、スポット径表示部４２と、スポット径設定判定表示部４３とを有する。
【００２６】
図３に示すように、スポット径設定部４１（操作部の一例である）は、例えばダイヤル式（回動操作式）の操作つまみである。スポット径設定部４１は、使用者によって操作されることで図１に示すスポット径可変機構２２内の各種レンズが移動されてレーザ光のビーム径及びレーザ光の広がり角の少なくとも一方が調整される。換言すると、図１に示すスポット径可変機構２２は、操作部としてのスポット径設定部４１の操作量に基づいてレーザ光のスポット径を調整する。
【００２７】
図１に示すように、調整量検知部４４は、スポット径設定部４１の操作量に基づくスポット径の調整量を検知する。なお、調整量検知部４４は、スポット径設定部４１の操作量そのものを検知してもよいし、スポット径設定部４１の操作によるスポット径可変機構２２内の各種レンズの移動量を検知してもよい。
【００２８】
調整量検知部４４は、コントローラ１１内のスポット径換算部３２に検知したスポット径の調整量の情報を出力する。スポット径換算部３２は、スポット径の調整量の情報からレーザ光のスポット径を換算する。また、スポット径換算部３２は、制御部３１とヘッド１２のスポット径表示部４２とに接続される。スポット径換算部３２は、スポット径設定部４１を操作した際のレーザ光のスポット径に対応する設定値Ｓｖ１の情報をスポット径表示部４２に出力する。なお、スポット径換算部３２は、アナログ／デジタル変換器を含んでも良い。
【００２９】
図３に示すように、スポット径表示部４２は、７セグメントディスプレイで構成される。スポット径表示部４２は、図３において例えば４桁のデジタル数値が電気的に表示可能となっている。スポット径表示部４２は、前記設定値Ｓｖ１の情報をデジタル数値で表示することが可能となっている。そのために、スポット径換算部３２は、設定値Ｓｖ１をスポット径表示部４２で表示可能な範囲の値に調整している。たとえば、操作者がスポット径換算部３２を最小となる位置まで操作した場合、スポット径換算部３２は、スポット径表示部４２へ「００００」を表示させる。一方、操作者がスポット径換算部３２を最大となる位置まで操作した場合、スポット径換算部３２は、スポット径表示部４２へ「９９９９」を表示させる。
【００３０】
制御部３１には、記憶部３３が接続される。記憶部３３は、制御部３１から得られるスポット径設定部４１で調整された状態で加工対象物Ｗを加工する際のレーザ光におけるスポット径に対応した値を、記憶値Ｓｖ２として加工対象物Ｗを加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶する。より詳しくは、記憶部３３は、レーザ光の照射強度と記憶値Ｓｖ２とを関連づけて１つのファイルとして記憶する。このファイルには加工パターンや走査部２１による走査速度などを含んでいてもよい。また、記憶部３３は、例えばファイル番号と紐付けて、前記ファイルを複数記憶することが可能となっている。このように、記憶部３３に対して予め１つのファイルにスポット径の情報を記憶値Ｓｖ２として記憶させることで、制御部３１において記憶値Ｓｖ２を参照することができる。また、制御部３１は、スポット径換算部３２を介して前記記憶値Ｓｖ２をスポット径表示部４２に出力する。スポット径表示部４２は、記憶値Ｓｖ２をデジタル数値で表示する。
【００３１】
なお操作者が、ある設定値Ｓｖ１でのスポット径の良いと判断した際に、操作者は入力部１１０を操作して、設定値Ｓｖ１を記憶値Ｓｖ２として記憶部３３へ記憶させることで、記憶値Ｓｖ２を設定する。
【００３２】
スポット径設定判定表示部４３は、制御部３１と接続される。ここで、本実施形態の制御部３１は、設定値Ｓｖ１が記憶値Ｓｖ２に対して規定の範囲外であるか否かを判定する。制御部３１は、スポット径設定判定表示部４３に対して設定値Ｓｖ１が記憶値Ｓｖ２に対して規定の範囲外であるか否かの判定結果を出力する。スポット径設定判定表示部４３は、設定値Ｓｖ１が記憶値Ｓｖ２に対して規定の範囲内である場合に緑色に点灯し、設定値Ｓｖ１が記憶値Ｓｖ２に対して規定の範囲外である場合に赤色で点灯する。すなわち、この場合、スポット径設定判定表示部４３は、報知部を兼ねている。
【００３３】
図１に示すように、携帯型情報処理装置１００は、例えば、タブレット端末やノートパソコンなどの汎用端末に専用のアプリケーションソフトウェアを導入することでレーザ加工装置１０による各種の設定が可能となっている。一例としての携帯型情報処理装置１００は、制御部１０１と、入力並びに表示可能なタッチパネル１０２と、第２通信部としての通信部１０３とを有して、レーザ加工装置１０の通信部３４との間で各種情報の送受信が可能となっている。タッチパネル１０２は、表示部と、操作者による操作入力を検知するタッチセンサを含む。通信部１０３と通信部３４との間での通信形態は有線や無線の何れであってもよい。また、通信部１０３と通信部３４との間での通信は、クラウドなどを介して通信してもよい。なお、携帯型情報処理装置１００は、入力部１１０を兼ねている。この場合、タッチパネル１０２を操作することによって、記憶値Ｓｖ２を設定する。
【００３４】
本実施形態の作用を説明する。
本実施形態のレーザ加工システム１は、例えば携帯型情報処理装置１００において設定された加工データに基づいて、レーザ加工装置１０の制御部３１が光源２０並びに走査部２１を制御して加工対象物Ｗにレーザ光を照射する。
【００３５】
また、加工対象物Ｗにレーザ光を照射して、加工対象物Ｗを加工するために、スポット径設定部４１を操作してレーザ光のスポット径を調整する。その際に、スポット径表示部４２は、スポット径設定部４１を操作した際のレーザ光のスポット径に対応する設定値Ｓｖ１と、予め記憶部３３に記憶された加工対象物を加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶された記憶値Ｓｖ２とを表示する。そして、操作者は、これらの表示を見比べながら、スポット径表示部４２に表示される設定値Ｓｖ１と記憶値Ｓｖ２とがほぼ等しくなるように、スポット径設定部４１を操作する。なお、スポット径表示部４２は、設定値Ｓｖ１と記憶値Ｓｖ２とを同時に表示してもよいし、設定値Ｓｖ１と記憶値Ｓｖ２とを交互に表示してもよい。
【００３６】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）スポット径に対応した値を記憶値Ｓｖ２として加工対象物Ｗを加工する際のレーザ光の照射強度に対応して記憶する記憶部３３と、記憶値Ｓｖ２を電気的に表示する表示部４２とを有する。このため、スポット径を改めて設定する際に、記憶部３３に記憶された記憶値Ｓｖ２が表示部４２に表示されるため、スポット径の設定が容易となる。
【００３７】
（２）表示部４２は、スポット径設定部４１を操作した際のレーザ光のスポット径に対応する設定値Ｓｖ１を更に表示するため、現在のレーザ光のスポット径に対応した設定値を確認することができ、スポット径の調整が容易となる。記憶値や設定値としては、実施例で説明したようにスポット径を調整するための、スポット径に対応する値であれば良く、スポット径そのものでも良いし、スポット径を所定の関数等で置き換えたものであっても良い。例えば、相対的なスポット径の大きさを表す数値や記号、スポット径に対応する操作部の操作量（ダイヤル式のダイヤルの位置や値）等であっても良い。
【００３８】
（３）記憶値Ｓｖ２と設定値Ｓｖ１とをスポット径表示部４２にて交互に表示することで記憶値Ｓｖ２の確認と設定値Ｓｖ１の確認を容易にできる。また、記憶値Ｓｖ２と設定値Ｓｖ１とを表示するための表示部を共有できる。
【００３９】
（４）記憶値Ｓｖ２と設定値Ｓｖ１とをスポット径表示部４２にて同時に表示することで記憶値Ｓｖ２を確認しながら設定値Ｓｖ１を調整することができる。
（５）表示部４２に表示される値がデジタル数値であるため、設定値や記憶値の値を容易に判別することができ、設定が容易となる。
【００４０】
（６）制御部３１で設定値Ｓｖ１が記憶値Ｓｖ２に対して規定の範囲外である判定した場合に報知することができ、設定値Ｓｖ１が規定の範囲外である旨を使用者に対して報知できる。
【００４１】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【００４２】
・上記実施形態では、スポット径表示部４２を１つ備えて、記憶値Ｓｖ２と設定値Ｓｖ１とを表示することとしたが、複数の表示部を備えて記憶値Ｓｖ２と設定値Ｓｖ１とを個別に表示するようにしてもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、特に言及していないが、例えばタッチパネル１０２上に加工対象物Ｗの加工を開始する旨の開始信号を制御部３１へ出力する操作入力部としての操作ボタンを備えてもよい。この場合、制御部３１は、設定値Ｓｖ１が記憶値Ｓｖ２に対して規定の範囲外であると判定した場合に、開始信号をキャンセルするようにしてもよい。これにより、制御部３１において、設定値Ｓｖ１が記憶値Ｓｖ２に対して規定の範囲外であると判定した場合に開始信号をキャンセルすることで、加工対象物Ｗの加工ミスを抑えられる。
【００４４】
・上記実施形態では、照射ヘッド１２とコントローラ１１とを別体としたレーザ加工装置１０を採用したが、これに限らず、照射ヘッドとコントローラとを一体としたレーザ加工装置を採用してもよい。換言するとコントローラ１１を省略し、コントローラ１１の機能や構成を照射ヘッド１２に搭載したレーザ加工装置を採用してもよい。
【００４５】
・上記実施形態では、携帯型情報処理装置１００を用いることとしたが、据え置き型の情報処理装置を用いてもよい。据え置き型の情報処理装置の一例としてデスクトップ型パソコンなどがある。
【００４６】
・上記実施形態において、コントローラ１１は光源２０を備えているが、これに限られず、照射ヘッド１２が光源２０を備えてもよい。
・上記実施形態では、コントローラ１１と携帯型情報処理装置１００別体としているが、これに限らず、携帯型情報処理装置１００がコントローラ１１の一部または全てを兼ねてもよい。
【００４７】
・上記実施形態において、コントローラ１１と携帯型情報処理装置１００との間で通信する構成であるが、この構成に限られず、コントローラ１１と照射ヘッド１２のそれぞれに通信部を設け、これらの通信部の間で信号を通信する構成としてもよい。
【００４８】
・上記実施形態において、携帯型情報処理装置１００は、入力部１１０を兼ねているが、これに限られず、レーザ加工装置１０が入力部１１０を備える構成としてもよい。
・上記実施形態のスポット径設定判定表示部４３は報知部を兼ねているが、これに限られず、別途報知部を設けてもよい。なおこの場合、報知部は、照射ヘッド１２に設けた構成に限られず、コントローラ１１に設けても良い。あるいは、報知部は、タッチパネル１０２の表示部が兼ねる構成としてもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、スポット径換算部３２を設けているが、これに限られず、調整量検知部４４の出力値をそのまま設定値Ｓｖ１として表示してもよい。また、調整量検知部４４の出力値をそのまま制御部３１へ出力してもよい。
【００５０】
・上記実施形態では、記憶部３３はコントローラ１１に設けられているが、これに限られず、照射ヘッド１２や携帯型情報処理装置１００内に設けられてもよい。あるいは、レーザ加工システム１外のクラウドなどのサーバーシステムであってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…レーザ加工システム、１０…レーザ加工装置、２０…光源、３１…制御部、３３…記憶部、４１…スポット径設定部（操作部）、４２…スポット径表示部（表示部）、４３…スポット径設定判定表示部（報知部）、１００…携帯型情報処理装置、Ｗ…加工対象物、Ｓｖ１…設定値、Ｓｖ２…記憶値。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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