CN110293353A - 一种串焊机及太阳能电池串的焊接方法 - Google Patents

一种串焊机及太阳能电池串的焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的技术方案主要用于解决现有设备在电池片的主栅线上焊接焊带时，焊带与主栅线不能完全对正，电池片端部焊接的焊带扭曲等技术问题，本发明提出了一种串焊机，该串焊机上安装有焊带矫正机构，在焊接焊带前，用于拨正电池片端部的焊带，同时调整焊带的位置，使其与电池片主栅线对正，确保电池片首端主栅线焊接点位对齐，保证电池片与焊带的互联焊接质量。

Description

一种串焊机及太阳能电池串的焊接方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池片上焊带的焊接技术领域，尤其涉及靠近焊带拉带布带端的太阳能电池片主栅线上焊带的矫正机构和串焊机。
背景技术
在太阳能电池片串联焊接的自动化设备使用过程中，太阳能电池片与焊带的互联焊接自动技术总是存在各种各样的技术问题，目前，市面上用到10栅、12栅密栅线太阳能电池片及0.4mm的圆形焊带，因电池片主栅线数的增多，使太阳能电池片上主栅线较细且密，因此相对应的连接焊带也很细，现有设备的各种弊端就更加明显。如，授权公告日为2013年6月5日、申请号为201220617765.6、名称为“太阳能电池片串焊焊头用焊带和电池片压紧装置”的专利，该专利方案中，拉带布带装置将焊带置放到太阳能电池片主栅线上时，因压针不能校正焊带与电池片主栅线的位置，只能起到使焊带与电池片贴实的作用，因此，较细的圆形焊带无法与密栅线太阳能电池片上的主栅线完全对正。除此之外，现有技术中，对放置在电池片上方的焊带，通过压具管控焊带，但由于空间位置有限，只能在每片电池片的中间位置设置压焊带的压具，压具的结构参考图10中附图标记为16的结构，在焊接电池片与焊带时，电池片上方有压针压实焊带与电池片，放置于电池片上方的焊带因在拉带手夹持后释放力的作用下，焊带总是存在一定的扭曲、或偏离电池片主栅线的情况，尤其是电池片的首端更加明显，使焊带与电池片焊接点位不能够完全对正，从而影响了电池片的整体焊接质量。
发明内容
本发明所述“前方”、“前端”、“首端”是指电池片的传输方向，在附图中显示为参照物的右侧，所述“后方”、“后端”、“末端”是指与电池片传输方向相反的方向，在附图中显示为参照物的左侧。
为了解决现有设备在电池片的主栅线上焊接焊带时，焊带与主栅线不能完全对正，电池片正面前端焊接的焊带扭曲等技术问题，本发明提出了一种串焊机，该串焊机上安装有焊带矫正机构，在焊接焊带前，用于拨正电池片上方的焊带，同时调整焊带的位置，使其与电池片主栅线对正，确保焊带与电池片主栅线焊接点位对齐，保证电池片与焊带的互联焊接质量。
具体技术方案如下所述：
一种串焊机，结构包括：用于支撑和固定串焊机组成部件的机架，用于输送电池片设置在机架上的传输装置，设置在传输装置上方的串焊装置，以及安装在上方铺设好焊带的电池片的传输方向首端位置处的焊带矫正机构，其功能在于拨正位于电池片上方传输方向首端的焊带至电池片的主栅线上。
上述传输装置上设置有放置焊带的凹槽，传输装置上焊接工位处设置有焊带定位装置，具体结构及工作原理参见公告日为2017.12.05，公告号为CN206702439U，名称为“晶体硅电池焊带焊接定位装置和串焊机”的专利。
对于在焊接工位处，串焊装置一次焊接一片电池片的情况，尚未实施焊接且上方已经铺设好焊带的电池片，满足上述条件的位置分别位于焊接工位和焊接工位后方的一段区间，因此焊带矫正机构的安装位置有两种：在本发明的一个实施例中，所述焊带矫正机构位于串焊装置外部的后端，即焊接工位后方放置的电池片首端上方至串焊装置之间的任意位置处，上方铺设好焊带的电池片向焊接工位运输时，经过焊带矫正机构的位置时，焊带矫正机构将电池片首端的焊带拨正至电池片的主栅线上，再将其输送至焊接工位进行焊接，因此，如果焊带矫正机构位于电池片首端的后方，则无法将电池片首端的焊带拨正至电池片的主栅线上。另一种，所述焊带矫正机构安装在串焊装置上，且位于串焊装置的前端，即焊接工位处电池片首端对应的位置处，上方铺设好焊带的电池片先被输送至焊接工位，再使用焊带矫正机构将焊带拨正至电池片的主栅线上，再对其实施焊接，在该实施例中，优选地，所述焊带矫正机构位于串焊装置的首排压针和第二排压针之间。
对于在焊接工位处，串焊装置一次焊接两个半片电池片的情况，尚未实施焊接且上方已经铺设好焊带的电池片，满足上述条件的位置分别位于焊接工位和焊接工位后方的一段区间，因此焊带矫正机构的安装位置包括：第一种，所述焊带矫正机构位于串焊装置外部的后端，即焊接工位后方放置的第一个半片电池片首端上方至串焊装置之间的任意位置处，以及位于焊接工位后方放置的第二个半片电池片首端上方至第一个半片电池片末端之间的任意位置处。第二种，焊带矫正机构安装在串焊装置上，且位于串焊装置的前端和中间，即焊接工位处两个半片电池片的首端对应的位置处。
本发明串焊机的技术效果在于，保证了电池串正面和背面焊带与主栅线对正，且焊接点位焊实、牢固，尤其保证了电池片首端焊带的平直，对于较细的焊带，能够对焊带的位置进行微调，使焊带和主栅线完全对正。
本发明串焊机的串焊装置，其结构包括：压带装置，其功能在于压紧焊带，使焊带与电池片的主栅线相接触；焊头座，其上设置有供压带装置穿过的第一通道；安装于焊头座内的焊接组件，其上设置有供压带装置穿过的第二通道，且第二通道和第一通道同轴；安装在焊头座内且位于电池片传输方向首端的焊带矫正机构。其中，压带装置的结构包括：导柱，穿过导柱并与导柱固定连接的压针，其功能在于使焊带沿电池片的主栅线平直铺设时将焊带压紧在电池片的主栅线上，与所述焊头座固定连接的固定座，用于支撑和固定串焊装置的组成部件，连接在固定座下方的托板，用于承接导柱，固定安装在固定座上且与托板传动连接的驱动装置，用于驱动导柱、压针及托板上下运动。所述压带装置上设置若干个导柱和压针，为了更好地将焊带拨正至电池片主栅线处，所述焊带矫正机构位于串焊装置的首排压针和第二排压针之间。
上述技术方案中压针的形状，以及压带装置中压针压对焊带的定位、压紧作用的原理，参见授权公告日为2013年6月5日、公告号为CN202963852U、名称为“太阳能电池片串焊焊头用焊带和电池片压紧装置”的专利。
该串焊装置的技术效果在于，在对电池片主栅线上的焊带进行焊接前，焊带矫正机构将电池片端部的焊带拨正，使焊带拨正至与电池片主栅线对正，压带机构驱动压针再对其余部位的焊带进行压实和定位，使得最终焊头对焊带和主栅线进行焊接时，电池片各个部位上的焊点都是齐整和焊实的，焊带也是保持平直的。
本发明串焊机上的焊带矫正机构，其结构包括：夹具，能对向开合运动，其功能在于将焊带拨正至电池片的主栅线上，驱动装置，与驱动装置的输出端传动连接的驱动板，用于控制夹具的开合。
在本发明的一个实施例中，所述夹具的数量＝n，n为电池片主栅线的数量，夹具初始状态为开口，实施焊带矫正动作时，夹具从远离焊带的两侧向焊带靠拢并逐渐缩小开口角度，直至将焊带拨正至电池片的主栅线上。
在本发明另一实施例中，所述夹具的数量＝n+1，n为电池片主栅线的数量，夹具初始状态为闭口，实施焊带矫正动作时，位于焊带两侧的两个夹具从远离焊带的方向向焊带靠拢并逐渐张开开口，直至相邻两个夹具将焊带拨正至电池片的主栅线上。
进一步地，所述夹具的闭合通过驱动板的作用力被动实现，或者，所述夹具的闭合通过设置在其中上部开口处弹簧的作用力主动实现，弹簧使夹具的张开和闭合更加平稳、便捷和省力。
在本发明的一个实施例中，驱动板的下部设有倒“V”字型开口，倒“V”字型开口与夹具的上部相切连接，驱动板在驱动装置的驱动力作用下上下运动，其功能在于，通过倒“V”字型开口的直线运动控制夹具的张开。
进一步地，为了使夹具安装在夹具座上后，限制夹具的闭合位置，使其闭合位置准确，实现夹具将焊带拔正至准确位置的作用，所述夹具穿过夹具座，夹具的中部通过销轴与夹具座连接，夹具座的中下部的中间位置设置有夹具座凸起。
进一步地，所述驱动装置为气缸驱动、液压驱动、电机驱动或电磁驱动中的一种，，优选为气缸驱动。
进一步地，所述夹具和倒“V”字型开口的数量与电池片主栅线的数量相同。
进一步地，所述驱动板的推动机构为齿轮齿条推动、连杆推动、带推动、丝杆推动、偏心轮推动中的一种。
该焊带矫正机构的技术效果在于，夹具口张开与闭合实现焊带位置的拨正，使焊带与电池片主栅线对正，在对焊带与电池片主栅线进行焊接时，确保电池片首端主栅线焊接点位对齐，保证电池片与焊带的互联焊接质量。
本发明还提供了一种太阳能电池片主栅线上焊带的焊接方法，具体为：对电池片及其上方铺设好的焊带进行焊接前，拨正位于电池片传输方向首端的焊带至电池片的主栅线上，再使用焊接装置对电池片及焊带进行焊接，焊接完毕的电池片向前输送，下一张电池片重复上述步骤直至所有电池片焊接完毕。
该焊接方法和现有方法相比，突出效果在于，克服了电池片上方首端的焊带因在拉带手夹持后释放力的作用下，头端焊带总是存在一定的扭曲情况，使首端焊带与电池片首端焊接点位不能够完全对正，本发明方法无论在拉带手释放焊带前焊带矫正机构拨正焊带，还是拉带手释放焊带后焊带矫正机构再拨正焊带，都能够使电池片端部的焊带与电池片主栅线对正且焊点整齐、贴实。
附图说明
图1是实施例一中夹具的夹具口处于张开状态时的结构示意图；
图2是实施例一中夹具的夹具口处于闭合状态时的结构示意图，该状态下夹具口将焊带拨正至中心位置处；
图3是实施例一中焊带矫正机构的主视图；
图4是实施例一中将焊带矫正机构与电池片主栅线数设置为9个时的主视图；
图5是实施例六隐藏了外罩的串焊装置的主视图，将焊带矫正机构设置于串焊装置中，该图示意了串焊装置正在将焊带焊接于电池片的状态；
图6是图5的一局部放大图；
图7是图5的左视图；
图8是图7的一局部放大图；
图9是实施例八中隐藏了焊接组件的串焊装置的轴侧结构示意图，该图示意了压带装置与焊带矫正机构的位置关系；
图10是实施例八中的串焊装置在焊接太阳能电池片与焊带时，压带装置、焊带矫正机构与压具的位置关系的轴侧结构示意图；
图11是实施例九中串焊机工作状态的轴侧结构示意图；
图12是图11的一局部放大图；
图13是实施例九中串焊机中传输机构与串焊装置的整体结构轴侧结构示意图。
图14是实施例二中的夹具对电池片首端焊带进行矫正的示意图；
图15是实施例三中的夹具对电池片首端焊带进行矫正的示意图；
图16示意了实施例四中焊带矫正机构的安装位置；
图17示意了实施例五中焊带矫正机构的安装位置；
图18示意了实施例六中焊带矫正机构的安装位置；
图19示意了实施例七中焊带矫正机构的安装位置。
图9至图11、图13及图16至图19中剪头方向为电池片的传输方向。
图中1.夹具，2.驱动装置，3.夹具驱动板，4.弹簧，5.压带装置，6.焊头座，7.焊接组件，8.导柱，9.压针，10.固定座，11.托板，12.机架，13.传输装置，14.串焊装置，15.焊带矫正机构，16.压具，1-2.夹具座，1-3.销轴，1-4.夹具座凸起。
具体实施方式
下面结合附图以及具体的实施例对本发明所提供的技术方案做详细的阐述。
实施例一
如图1至图4，一种焊带矫正机构，结构包括：夹具1，能对向开合运动，其功能在于将焊带拨正至电池片的主栅线上，设置在夹具中上部开口处的弹簧4，其功能在于，控制夹具的闭合，所述夹具1穿过夹具座1-2，夹具的中部通过销轴1-3与夹具座连接，夹具座的中下部的中间位置设置有夹具座凸起1-4，驱动装置2，与驱动装置的输出端传动连接的夹具驱动板3，驱动板的下部设有倒“V”字型开口，倒“V”字型开口与夹具的上部相切连接，驱动板在驱动装置的驱动力作用下上下运动，其功能在于，通过倒“V”字型开口的直线运动控制夹具的张开。上述驱动装置2为气缸驱动，夹具1、倒“V”字型开口的数量及电池片主栅线的数量为9。该焊带矫正机构的具体实施方式如下：气缸驱动2驱动驱动板3上下运动，使夹具上部在倒“V”字型开口中相对上下运动，连接板3向下运动时，倒“V”字型开口对夹具上部施加夹紧力，夹具口张开，驱动板3向上运动时，倒“V”字型开口对夹具上部释放夹紧力，同时受设置在夹具中上部开口处的弹簧4的作用，使夹具口闭合，便于将焊带校正至与电池片主栅线对正，在具体实施过程中，夹具1穿过夹具座1-2，夹具的中部通过销轴1-3与夹具座1-2连接，夹具座1-2的中下部的中间位置设置夹具座凸起1-4，使夹具口闭合时夹具1的内侧靠在夹具座凸起1-4上，由夹具座凸起1-4限制夹具的闭合位置，使其闭合位置准确，以便将焊带准确拨正到与电池片主栅线位置对正。
实施例二
如图14所示，该实施例提供一种焊带矫正机构的夹具，所述夹具和焊带的数量均为11个，夹具初始状态为开口，实施焊带矫正动作时，夹具从远离焊带的两侧向焊带靠拢并逐渐缩小开口角度，直至将焊带拨正至电池片的主栅线上。
实施例三
如图15所示，该实施例提供一种焊带矫正机构的夹具，所述夹具和焊带的数量均为11个，夹具初始状态为闭口，实施焊带矫正动作时，位于焊带两侧的两个夹具从远离焊带的方向向焊带靠拢并逐渐张开开口，直至相邻两个夹具将焊带拨正至电池片的主栅线上。
实施例四
如图16所示，图16中仅示意了焊带矫正机构的夹具1，该实施例中，焊带矫正机构15安装在串焊装置上，且位于串焊装置的第一排压针和第二排压针之间，上方铺设好焊带的电池片先被输送至焊接工位，再使用焊带矫正机构15将焊带拨正至电池片的主栅线上，串焊装置14再对其实施焊接。
实施例五
如图17所示，该实施例提供的一种串焊机，焊带矫正机构15位于串焊装置14外部的后端，具***置为焊接工位后方放置的电池片首端的上方，上方铺设好焊带的电池片向焊接工位运输时，经过焊带矫正机构15的位置时，焊带矫正机构将电池片首端的焊带拨正至电池片的主栅线上，再将其输送至焊接工位，串焊装置14对其实施焊接，依次类推完成串焊机上所有电池片与焊带的焊接，确保每片电池片正面焊带与主栅线对正，尤其电池片前端的焊带与主栅线的焊点焊实。
实施例六
如图18所示，该图仅示意了焊带矫正机构的夹具1，该实施例中的串焊机用于串联焊接半片电池片，焊带矫正机构15有两个，均安装在串焊装置上，分别位于串焊装置的前端和中部，上方铺设好焊带的电池片先被输送至焊接工位，再使用焊带矫正机构15将焊带拨正至电池片的主栅线上，串焊装置14再对其实施焊接。
实施例七
如图19所示，该实施例提供的一种串焊机，用于串联焊接半片电池片，焊带矫正机构15有两个，位于串焊装置14外部的后端，第一个矫正机构位于焊接工位后方放置的第一个半片电池片首端的上方，第二个矫正机构位于焊接工位后方放置的第二个半片电池片首端的上方，上方铺设好焊带的电池片向焊接工位运输时，经过焊带矫正机构15的位置时，焊带矫正机构将电池片首端的焊带拨正至电池片的主栅线上，再将其输送至焊接工位，串焊装置14对其实施焊接，依次类推完成串焊机上所有电池片与焊带的焊接，确保每片电池片正面焊带与主栅线对正，尤其电池片前端的焊带与主栅线的焊点焊实。
实施例八
图5至图10示意了串焊装置14，结构包括：压带装置5，其功能在于压紧焊带，使焊带与电池片的主栅线相接触；焊头座6，其上设置有供压带装置穿过的第一通道(图中未示意)；安装于焊头座6内的焊接组件7，其上设置有供压带装置穿过的第二通道(图中未示意)，且第二通道和第一通道同轴；布置于串焊装置中且位于电池片传输方向首端的焊带矫正机构，其结构如实施例一所述。用于将与电池片接触的首端焊带实施夹紧并与电池片主栅线位置对正，其中，焊带矫正机构和压带装置5共同安装于焊头座6内，焊接组件7的压针9的间隙处设置有压具16，用于将焊带与电池片主栅线相对固定以便焊接和输送。前述压带装置5的结构包括：导柱8，穿过导柱并与导柱固定连接的压针9，其功能在于使焊带沿电池片的主栅线平直铺设，并将焊带压紧在电池片的主栅线上，与所述焊头座6固定连接的固定座10，用于支撑和固定串焊装置的组成部件，连接在固定座10下方的托板11，用于承接导柱8，固定安装在固定座10上且与托板传动连接的驱动装置2，用于驱动导柱8、压针9及托板11上下运动，压带装置5上设置若干个导柱8和压针9，焊带矫正机构的夹具1位于首排压针和第二排压针之间。
该太阳能电池片串焊装置的具体实施方式如下：电池片的传输方向为图9至图11及图13中的剪头方向，电池片输送到焊接工位时，焊头座6向下运动，焊带矫正机构15及压带装置5整体向下运动，同时焊带矫正机构15的气缸2驱动驱动板3向下运动，夹具口张开，此时压带装置5的气缸驱动导柱8、压针9及托板11略向上运动，确保压针9的底端面比夹具1的下端面略高，夹具***住电池片上的焊带，焊带矫正机构15的气缸驱动夹具1拨正焊带，使焊带与电池片主栅线的位置对正，压带装置5的气缸驱动托板11上的压针9下移并压紧电池片上的焊带，串焊装置对电池片及焊带实施焊接，之后，焊带矫正机构15的气缸驱动驱动板3向上运动，在弹簧4的作用下，夹具口张开，焊头座6带动焊带矫正机构15和压带装置5抬起。
实施例七
如图11至图13所示，一种太阳能电池片的串焊机，结构包括：机架12，用于支撑和固定串焊机的组成部件，设置在机架上的传输装置13，用于输送电池片，设置在传输装置上方的串焊装置14。上述传输装置13上设置有放置焊带的凹槽，传输装置13上焊接工位处设置有焊带定位装置。
该串焊机的具体实施方式如下：传输装置将电池片传输至焊接工位，焊带定位装置将电池片下方的焊带对准电池片的主栅线，并将焊带压向电池片使焊带与电池片接触，电池片上方由串焊装置14上的焊带矫正机构15与压针9将焊带与电池片主栅线对准并贴实，完成电池片正面焊带的拨正及定位，串焊装置14的焊接组件完成电池片正面和背面焊带的焊接工作。其中电池片背面焊带的定位装置，其工作原理参见公告日为2017.12.05，公告号为CN206702439U，名称为“晶体硅电池焊带焊接定位装置和串焊机”的专利。
本发明还提供了一种太阳能电池片主栅线上焊带的焊接方法，具体为：对电池片及其上方铺设好的焊带进行焊接前，拨正位于电池片传输方向首端的焊带至电池片的主栅线上，再使用焊接装置对电池片及焊带进行焊接，焊接完毕的电池片向前输送，下一张电池片重复上述步骤直至所有电池片焊接完毕。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种串焊机，结构包括：机架(12)，用于支撑和固定串焊机的组成部件，设置在机架上的传输装置(13)，用于输送电池片，设置在传输装置上方的串焊装置(14)，其特征在于，还包括位于上方铺设好焊带的电池片的传输方向首端附近位置处安装的焊带矫正机构(15)，其功能在于拨正位于电池片上方传输方向首端的焊带至电池片的主栅线上。
2.根据权利要求1所述的一种串焊机，其特征在于，所述焊带矫正机构(15)位于串焊装置(14)外部的后端，位于焊接工位后方放置的电池片首端上方至串焊装置之间的任意位置处。
3.根据权利要求1所述的一种串焊机，其特征在于，所述焊带矫正机构有两个，分别位于串焊装置(14)外部后端第一个半片电池片首端的上方，和第二个半片电池片首端的上方。
4.根据权利要求1所述的一种串焊机，其特征在于，所述焊带矫正机构(15)安装在串焊装置(14)上，且位于串焊装置(14)的前端。
5.根据据权利要求1所述的一种串焊机，其特征在于，所述焊带矫正机构(15)有两个，均安装在串焊装置(14)上，分别位于串焊装置的前端和中部。
6.权利要求4或5所述的一种串焊机，其特征在于，所述位于串焊装置前端的矫正机构，其具***置位于串焊装置的首排压针和第二排压针之间。
7.根据权利要求1所述的一种串焊机，其特征在于，所述焊带矫正机构(15)实施拨正焊带至电池片主栅线上动作的结构为夹具。
8.根据权利要求7所述的一种串焊机，其特征在于，所述夹具的数量＝n，n为电池片主栅线的数量，夹具初始状态为开口，实施焊带矫正动作时，夹具从远离焊带的两侧向焊带靠拢并逐渐缩小开口角度，直至将焊带拨正至电池片的主栅线上；
或所述夹具的数量＝n+1，n为电池片主栅线的数量，夹具初始状态为闭口，实施焊带矫正动作时，位于焊带两侧的两个夹具从远离焊带的方向向焊带靠拢并逐渐张开开口，直至相邻两个夹具将焊带拨正至电池片的主栅线上。
9.根据权利要求1所述的一种串焊机，其特征在于，所述焊带矫正机构(15)的结构包括：
夹具(1)，能对向开合运动，用于将焊带拨正至电池片的主栅线上；
驱动装置(2)；
与驱动装置(2)的输出端传动连接的驱动板(3)，用于控制夹具的开合。
10.根据权利要求9所述的一种串焊机，其特征在于，所述夹具的闭合通过驱动板(3)的作用力被动实现；
或夹具的闭合通过设置在其中上部开口处弹簧(4)的作用力主动实现。
11.根据权利要求9所述的一种串焊机，其特征在于，所述驱动板的下部设有倒“V”字型开口，倒“V”字型开口与夹具的上部相切连接，驱动板在驱动装置的驱动力作用下上下运动，其倒“V”字型开口的上下运动控制夹具的张开。
12.根据权利要求9所述的一种串焊机，其特征在于，所述驱动装置为气缸驱动、电机驱动、电磁铁驱动中的一种。
13.根据权利要求9所述的一种串焊机，其特征在于，所述驱动板(3)的推动机构为齿轮齿条推动、连杆推动、带推动、丝杆推动、偏心轮推动中的一种。
14.根据权利要求9所述的一种串焊机，其特征在于，所述夹具(1)穿过夹具座(1-2)，夹具的中部通过销轴(1-3)与夹具座连接，夹具座的中下部的中间位置设置有夹具座凸起(1-4)，用于实现使夹具将焊带拔正至准确位置。
15.一种太阳能电池串的焊接方法，其特征在于，对电池片及其上方铺设好的焊带进行焊接前，拨正位于电池片传输方向首端的焊带至电池片的主栅线上，再使用焊接装置对电池片及焊带进行焊接，焊接完毕的电池片向前输送，下一张电池片重复上述步骤直至所有电池片焊接完毕。
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