/* Fräse */ Eine weitere Fräse
[stratum0-wiki.git] / CNC-Fräse.mw
1 {{Hinweis|Diese Seite befindet im Aufbau, es können Platzhalter vorkommen und wichtige Informationen fehlen. Inhaltliche Bearbeitungen und Ergänzungen, sowie Formatierungen sind ausdrücklich erwünscht.}}
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3 {{Projekt|verantwortlich= |status=aktiv|beschreibung=CNC-Fräse im Space|bild=CNC_mill_meeting.jpg|bildbeschreibung=|interessenten={{Benutzer|adnc}}, {{Benutzer|comawill}}, {{Benutzer|larsan}}|source=|lizenz=|download=|version=}}
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5 Uns wurde am 28.03.2014 eine CNC-Maschine überlassen. Nachdem wir sie unter Verwendung des mitgelieferten Industrierechners ansteuern konnten, stellten wir fest, dass diese Methode nicht viel Zukunft haben würde. Kein USB, beschränkte Geschwindigkeit, laut, Win98 will man nicht im Netzwerk haben, etc.
6
7 Da die Fräse alle ihre Anschlüsse über D-Sub-Buchsen herausführt, wollen wir einen anderen Controller verwenden, der die Motoren direkt ansteuert. Am 24.05.2014 haben wir mit einem [http://smoothieware.org/smoothieboard Smoothieboard] erfolgreich die ersten Schritte in diese Richtung gemacht.
8
9 Stand 27.06.2014: Wir haben uns ein eigenes Smoothieboard 5X zugelegt, das wird derzeit in Betrieb genommen.
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11 == Überblick ==
12 === Fräse ===
13 Es handelt sich um eine etwa 15 jahre alte Isel Automation Flachbett Tischfräse CNC Multi K.
14 Kaum gebraucht und vermutlich seit ~9 Jahren nicht mehr in Betrieb gewesen.
15 * Arbeitsbereich: 330*500*90 mm
16 * Kugelgewindetriebe
17 * Zwei Endschalter pro Achse
18 * Derzeit zwei Frässpindeln verfügbar
19 ** <s>[[CNC-Fräse#HF-Spindel|Hochfrequenzspindel]]</s>
20 ** [[CNC-Fräse#Proxxon|Proxxon]]
21 ** Kress
22 * NEMA23 Schrittmotoren der Firma Nanotec [http://de.nanotec.com/fileadmin/files/Datenblaetter/Schrittmotoren/ST5918/ST5918M3008-A.pdf 4T5618M3300]
23
24 ==== Motoranschlüsse an der Fräse ====
25 Die Fräse führt an der Hinterseite 3 D-Sub DE-9 Buchsen heraus, die je für die Ansteuerung der X-, Y- und Z-Achse zwei Polepaaranschlüsse bereitstellt.
26 Pinbelegung D-Sub DE-9 Buchsen
27
28 1. Pol A
29 2. Pol /A
30 3. Pol B
31 4. Pol /B
32 5.
33 6.
34 7.
35 8.
36 9.
37
38
39 In der Fräse selbst steckt keine Logik, die Achsen werden über drei D-Sub-Buchsen aus der Fräse herausgeführt.
40 [[Datei:CNC-Pinbelegungen auf dem 25Pin-Kabel.pdf|thumb|Die etwas komische Belegung der CNC-Fräse]]
41 ==== Endschalter ====
42 * X-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
43 * Y-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
44 * Z-Achse: Endschalter für min. und max. sind vorhanden
45
46 Die Entschalter mit NC (Normally Connected) an den jeweiligen D-Sub DE-9 Buchsen mit den Pins 5 (Common), 7 und 9 angeschlossen.
47 Auf dem 25-Pol Kabel ist allerdings Pin 9 Common. Das sollte sich durch umlöten der Stecker an der CNC-Fräse aber ändern lassen.
48
49 === Werkzeuge ===
50 ==== Proxxon ====
51 * 230V, 100W
52 * 20k 1/min direkt am Gerät stufenlos verstellbar
53 * Wird direkt an den Rechner angeschlossen
54 * Mit Aufnahmen für verschiedene Einsatz-Durchmesser bis 3.2 mm
55 * Das vordere Lager wurde durch Proxxon kostenlos getauscht und ist somit wieder i.O.
56
57 ==== HF-Spindel ====
58 * Wird von einem externen Netzteil mit Strom versorgt, das wiederum über "Fußpedal"-Anschluss mit Rechner ("HF-Spindel") verbunden wird. (Kann kurzgeschlossen werden, die Spindel ohne den Rechner zu betreiben.
59 * 50k 1/min
60
61 ==== Werkzeug-Einsätze ====
62 * Siehe Bilder
63
64
65 === Misc ===
66 * Produktnr. 148508
67 * Ident 9911 00042
68
69 * [https://www.dropbox.com/sc/48b807yucui78j6/YiSdTUa890 Unsortierte Bilder]
70
71 == Erste Experimente ==
72 [[Datei:CNC-Experimente.JPG|thumb|Erste CNC Experimente]]
73 * Anschluss an ein [http://smoothieware.org/ SmoothieBoard]
74 * Config angepasst (Siehe Upload von larsan)
75 * Mit Eagle und [http://www.pcbgcode.org/ pcb-gcode] gcode erzeugt, auf SmoothieBoard übertragen und ausgeführt
76 * Noch einige Probleme mit der Einstellung der Höhe(Z-Achse), da der Kleber unter der Platine etwas uneben war
77
78 === Smoothieboard config ===
79 [[Datei:Smoothieboard 5x new.jpg|thumb|Smoothieboard 5X frisch aus der Verpackung, ohne aufgelötete Kontakte.]]
80
81
82 Eine erste config fürs Smoothieboard, liegt als ''config'' im Rootverzeichnis der µSD-Karte:
83
84 <pre style="height:200px;overflow-y:scroll;">
85 # NOTE Lines must not exceed 132 characters
86 # Robot module configurations : general handling of movement G-codes and slicing into moves
87 default_feed_rate 200 # Default rate ( mm/minute ) for G1/G2/G3 moves
88 default_seek_rate 600 # Default rate ( mm/minute ) for G0 moves
89 mm_per_arc_segment 0.5 # Arcs are cut into segments ( lines ), this is the length for
90 # these segments. Smaller values mean more resolution,
91 # higher values mean faster computation
92 mm_per_line_segment 5 # Lines can be cut into segments ( not usefull with cartesian
93 # coordinates robots ).
94
95 # Arm solution configuration : Cartesian robot. Translates mm positions into stepper positions
96 alpha_steps_per_mm 800 # Steps per mm for alpha stepper
97 beta_steps_per_mm 800 # Steps per mm for beta stepper
98 gamma_steps_per_mm 800 # Steps per mm for gamma stepper
99
100 # Planner module configuration : Look-ahead and acceleration configuration
101 planner_queue_size 32 # DO NOT CHANGE THIS UNLESS YOU KNOW EXACTLY WHAT YOU ARE DOING
102 acceleration 500 # Acceleration in mm/second/second.
103 acceleration_ticks_per_second 1000 # Number of times per second the speed is updated
104 junction_deviation 0.05 # Similar to the old "max_jerk", in millimeters,
105 # see https://github.com/grbl/grbl/blob/master/planner.c#L409
106 # and https://github.com/grbl/grbl/wiki/Configuring-Grbl-v0.8
107 # Lower values mean being more careful, higher values means being
108 # faster and have more jerk
109 #minimum_planner_speed 0.0 # sets the minimum planner speed in mm/sec
110
111 # Stepper module configuration
112 microseconds_per_step_pulse 1 # Duration of step pulses to stepper drivers, in microseconds
113 minimum_steps_per_minute 1200 # Never step slower than this
114 base_stepping_frequency 100000 # Base frequency for stepping, higher gives smoother movement
115
116 # Cartesian axis speed limits
117 x_axis_max_speed 1500 # mm/min
118 y_axis_max_speed 1500 # mm/min
119 z_axis_max_speed 300 # mm/min
120
121 # Stepper module pins ( ports, and pin numbers, appending "!" to the number will invert a pin )
122 alpha_step_pin 2.0 # Pin for alpha stepper step signal
123 alpha_dir_pin 0.5 # Pin for alpha stepper direction
124 alpha_en_pin 0.4 # Pin for alpha enable pin
125 alpha_current 1.0 # X stepper motor current
126 alpha_max_rate 1500.0 # mm/min
127
128 beta_step_pin 2.1 # Pin for beta stepper step signal
129 beta_dir_pin 0.11 # Pin for beta stepper direction
130 beta_en_pin 0.10 # Pin for beta enable
131 beta_current 1.0 # Y stepper motor current
132 beta_max_rate 1500.0 # mm/min
133
134 gamma_step_pin 2.2 # Pin for gamma stepper step signal
135 gamma_dir_pin 0.20 # Pin for gamma stepper direction
136 gamma_en_pin 0.19 # Pin for gamma enable
137 gamma_current 1.0 # Z stepper motor current
138 gamma_max_rate 300.0 # mm/min
139
140 # Serial communications configuration ( baud rate default to 9600 if undefined )
141 uart0.baud_rate 115200 # Baud rate for the default hardware serial port
142 second_usb_serial_enable false # This enables a second usb serial port (to have both pronterface
143 # and a terminal connected)
144 #leds_disable true # disable using leds after config loaded
145
146
147 # Extruder module configuration
148 extruder_module_enable true # Whether to activate the extruder module at all. All configuration
149 # is ignored if false
150 extruder_steps_per_mm 140 # Steps per mm for extruder stepper
151 extruder_default_feed_rate 600 # Default rate ( mm/minute ) for moves where only the extruder moves
152 extruder_acceleration 500 # Acceleration for retracts, mm/sec^2
153 extruder_max_speed 1000 # mm/sec NOTE only used for retracts
154
155 extruder_step_pin 2.3 # Pin for extruder step signal
156 extruder_dir_pin 0.22 # Pin for extruder dir signal
157 extruder_en_pin 0.21 # Pin for extruder enable signal
158 delta_current 1.5 # Extruder stepper motor current
159
160 # Laser module configuration
161 laser_module_enable false # Whether to activate the laser module at all. All configuration is
162 # ignored if false.
163 #laser_module_pin 2.5 # this pin will be PWMed to control the laser. Only P2.0 - P2.5
164 # can be used since laser requires hardware PWM
165 #laser_module_max_power 0.8 # this is the maximum duty cycle that will be applied to the laser
166 #laser_module_tickle_power 0.0 # this duty cycle will be used for travel moves to keep the laser
167 # active without actually burning
168 #laser_module_pwm_period 20 # this sets the pwm frequency as the period in microseconds
169
170 # Hotend temperature control configuration
171 temperature_control.hotend.enable true # Whether to activate this ( "hotend" ) module at all.
172 # All configuration is ignored if false.
173 temperature_control.hotend.thermistor_pin 0.23 # Pin for the thermistor to read
174 temperature_control.hotend.heater_pin 2.7 # Pin that controls the heater
175 temperature_control.hotend.thermistor EPCOS100K # see src/modules/tools/temperaturecontrol/TemperatureControl.cpp:64
176 # for a list of valid thermistor names
177 temperature_control.hotend.set_m_code 104 #
178 temperature_control.hotend.set_and_wait_m_code 109 #
179 temperature_control.hotend.designator T #
180
181 #temperature_control.hotend.p_factor 13.7 # permanenetly set the PID values after an auto pid
182 #temperature_control.hotend.i_factor 0.097 #
183 #temperature_control.hotend.d_factor 24 #
184
185 #temperature_control.hotend.max_pwm 64 # max pwm, 64 is a good value if driving a 12v resistor with 24v.
186
187 temperature_control.bed.enable true #
188 temperature_control.bed.thermistor_pin 0.24 #
189 temperature_control.bed.heater_pin 2.5 #
190 temperature_control.bed.thermistor Honeywell100K # see src/modules/tools/temperaturecontrol/TemperatureControl.cpp:64
191 # for a list of valid thermistor names
192 temperature_control.bed.set_m_code 140 #
193 temperature_control.bed.set_and_wait_m_code 190 #
194 temperature_control.bed.designator B #
195
196 #temperature_control.bed.bang_bang false # set to true to use bang bang control rather than PID
197 #temperature_control.bed.hysteresis 2.0 # set to the temperature in degrees C to use as hysteresis
198 # when using bang bang
199
200 # Switch module for fan control
201 switch.fan.enable true #
202 switch.fan.input_on_command M106 #
203 switch.fan.input_off_command M107 #
204 switch.fan.output_pin 2.6 #
205 switch.fan.output_type pwm # pwm output settable with S parameter in the input_on_comand
206 #switch.fan.max_pwm 255 # set max pwm for the pin default is 255
207
208 #switch.misc.enable true #
209 #switch.misc.input_on_command M42 #
210 #switch.misc.input_off_command M43 #
211 #switch.misc.output_pin 2.4 #
212 #switch.misc.output_type digital # just an on or off pin
213
214 # Switch module for spindle control
215 #switch.spindle.enable false #
216
217 # Endstops
218 endstops_enable true # the endstop module is enabled by default and can be disabled here
219 #corexy_homing false # set to true if homing on a hbit or corexy
220 alpha_min_endstop 1.24^ # add a ! to invert if endstop is NO connected to ground
221 alpha_max_endstop 1.25^ #
222 alpha_homing_direction home_to_min # or set to home_to_max and set alpha_max
223 alpha_min 0 # this gets loaded after homing when home_to_min is set
224 alpha_max 200 # this gets loaded after homing when home_to_max is set
225 beta_min_endstop 1.26^ #
226 beta_max_endstop 1.27^ #
227 beta_homing_direction home_to_min #
228 beta_min 0 #
229 beta_max 200 #
230 gamma_min_endstop 1.28^ #
231 gamma_max_endstop 1.29^ #
232 gamma_homing_direction home_to_min #
233 gamma_min 0 #
234 gamma_max 200 #
235
236 alpha_fast_homing_rate_mm_s 50 # feedrates in mm/second
237 beta_fast_homing_rate_mm_s 50 # "
238 gamma_fast_homing_rate_mm_s 4 # "
239 alpha_slow_homing_rate_mm_s 25 # "
240 beta_slow_homing_rate_mm_s 25 # "
241 gamma_slow_homing_rate_mm_s 2 # "
242
243 alpha_homing_retract_mm 5 # distance in mm
244 beta_homing_retract_mm 5 # "
245 gamma_homing_retract_mm 1 # "
246
247 #endstop_debounce_count 100 # uncomment if you get noise on your endstops
248
249 # Pause button
250 pause_button_enable true #
251
252 # Panel
253 panel.enable false # set to true to enable the panel code
254 panel.lcd smoothiepanel # set type of panel
255 panel.encoder_a_pin 3.25!^ # encoder pin
256 panel.encoder_b_pin 3.26!^ # encoder pin
257
258 # Example for reprap discount GLCD
259 # on glcd EXP1 is to left and EXP2 is to right, pin 1 is bottom left, pin 2 is top left etc.
260 # +5v is EXP1 pin 10, Gnd is EXP1 pin 9
261 #panel.lcd reprap_discount_glcd #
262 #panel.spi_channel 0 # spi channel to use ; GLCD EXP1 Pins 3,5 (MOSI, SCLK)
263 #panel.spi_cs_pin 0.16 # spi chip select ; GLCD EXP1 Pin 4
264 #panel.encoder_a_pin 3.25!^ # encoder pin ; GLCD EXP2 Pin 3
265 #panel.encoder_b_pin 3.26!^ # encoder pin ; GLCD EXP2 Pin 5
266 #panel.click_button_pin 1.30!^ # click button ; GLCD EXP1 Pin 2
267 #panel.buzz_pin 1.31 # pin for buzzer ; GLCD EXP1 Pin 1
268 #panel.button_pause_pin 2.11^ # kill/pause ; GLCD EXP2 Pin 8 either
269 #panel.back_button_pin 2.11!^ # back button ; GLCD EXP2 Pin 8 or
270
271 # pins used with other panels
272 #panel.up_button_pin 0.1! # up button if used
273 #panel.down_button_pin 0.0! # down button if used
274 #panel.click_button_pin 0.18! # click button if used
275
276 panel.menu_offset 0 # some panels will need 1 here
277
278 panel.alpha_jog_feedrate 1000 # x jogging feedrate in mm/min
279 panel.beta_jog_feedrate 1000 # y jogging feedrate in mm/min
280 panel.gamma_jog_feedrate 200 # z jogging feedrate in mm/min
281
282 panel.hotend_temperature 185 # temp to set hotend when preheat is selected
283 panel.bed_temperature 60 # temp to set bed when preheat is selected
284
285 # Example of a custom menu entry, which will show up in the Custom entry.
286 # NOTE _ gets converted to space in the menu and commands, | is used to separate multiple commands
287 custom_menu.power_on.enable true #
288 custom_menu.power_on.name Power_on #
289 custom_menu.power_on.command M80 #
290
291 custom_menu.power_off.enable true #
292 custom_menu.power_off.name Power_off #
293 custom_menu.power_off.command M81 #
294
295 # Only needed on a smoothieboard
296 currentcontrol_module_enable true #
297
298 return_error_on_unhandled_gcode false #
299
300 # network settings
301 network.enable true
302 # enable the ethernet network services
303 network.webserver.enable true # enable the webserver
304 network.telnet.enable true # enable the telnet server
305 #network.ip_address auto # use dhcp to get ip address
306 # uncomment the 3 below to manually setup ip address
307 network.ip_address 192.168.178.222 # the IP address
308 network.ip_mask 255.255.254.0 # the ip mask
309 network.ip_gateway 192.168.178.1 # the gateway address
310 #network.mac_override xx.xx.xx.xx.xx.xx # override the mac address, only do this if you have a conflict
311
312 </pre>
313
314 == Workflow ==
315 # '''Model (CAD)'''
316 #* Erzeugen des Models mittels einer CAD-Software.
317 #** 3D
318 #*** [http://librecad.org/ LibreCAD]
319 #*** [http://www.openscad.org/ OpenSCAD]
320 #*** [http://www.blender.org/ Blender]
321 #** 2D
322 #*** [http://www.qcad.org/ QCAD]
323 #*** [http://www.openscad.org/ OpenSCAD]
324 #*** [http://www.inkscape.org/ Inkscape]
325 # '''Fräsanweisungen (CAM)'''
326 #: Erzeugen der Fräsanweisungen/Maschinenanweisungen mit einer CAM.
327 #: Wir suchen noch nach einer brauchbaren Open-Source Lösung.
328 #* [http://www.cambam.info/ CamBam] (kommerziell, Windows): Es gibt eine ältere Mono Version für Linux. Die Demo schneidet nach 40 mal Starten Gcode ab.
329 #* [http://pycam.sourceforge.net/ PyCAM] (open source, Plattform unabhängig): Sieht im Vergleich zu aktuellen kommerziellen Lösungen alt aus und ist bisweilen recht langsam.
330 #* [http://cam.autodesk.de/inventor-hsm/ Inventor HSM] (kommerziell, Windows 64bit): Gibt für Studenten eine 3-Jahres Lizenz kostenlos, aber mit viel DRM.
331 # '''Simulation'''
332 #* Eine Simulation der Fräsanweisungen kann bei Bedarf mit [http://openscam.org/ OpenSCAM] durchgeführt werden
333 # '''Übertragen auf CNC-Controller Smoothieboard'''
334 #* Per Dateiupload (Datenträger von Smoothieboard, SD-Karte)
335 # '''Koordinatensystem der Fräse setzen'''
336 # '''Fräsen'''
337 === Parameter für verschiedene Werkstoffe ===
338 {| border="1" cellpadding="10" cellspacing="0"
339 ! Material
340 ! Verfahrgeschwindigkeit
341 ! Eintauchtiefe
342 ! Eintauchgeschwindigkeit
343 ! Fräskopf
344 ! Spindeldrehzahl
345 ! Fräse
346 |-
347 ! Aluminium
348 | 90 mm/Min.
349 | 0.4mm
350 | 90 mm/Min.
351 | 2mm
352 | ~7000 1/Min (Stufe 4-5 Proxxon)
353 | Proxxon
354 |-
355 ! Polystyrol
356 | 200 mm/Min.
357 | 0.8mm
358 | 100 mm/Min
359 | 2mm
360 | ~5500 1/Min (Stufe 3-4 Proxxon)
361 | Proxxon
362 |-
363 ! Polystyrol
364 | 150 mm/Min.
365 | 1mm
366 | 150 mm/Min
367 | 4mm (2 Schneiden)
368 | ~5000 1/Min (Stufe 1)
369 | Kress
370 |-
371 ! Holz
372 | 300 mm/Min.
373 | 1mm
374 | 300 mm/Min. (?)
375 | 4mm, 1mm
376 | ~12.500/Min (Stufe 3 Kress)
377 | Kress
378 |}
379
380 * Tipps zum Fräsen von Aluminium findet man [http://blog.cnccookbook.com/2012/03/27/10-tips-for-cnc-router-aluminum-cutting-success/ hier]
381
382 == Archiv ==
383
384 === Rechner ===
385 * AT-Industrie-PC-Gehäuse
386 * Full-size ISA Intel Rechner 233 MHz CPU
387 ** PIA-652DV 2.4 [ftp://ftp.arbor.com.tw/pub/manual/Manuals/PIA%20Series/pia-652-20.pdf Manual]
388 ** 48 MB RAM (werden nur erkannt, es stecken mehr drin, EDO, sowie SD-RAM)
389 * [[CNC-Fräse#MPK3|MPK3-Karte]]
390 * Netzwerk-Karte
391 * Zu viele Lüfter
392 * CD-Laufwerk
393 * Disketten-Laufwerk
394 * EIN/AUS-Schalter an der Front
395 * POWER und NOT-AUS-Taster für die Spindel an der Front
396
397 * 15" TFT 1024*768
398 * Cherry-Tastatur und Kugelmaus
399
400 ==== MPK3 ====
401 * Full-size ISA-Karte mit zwei D-Sub-Ausgängen an der Slotblende, Die große Buchse -> Fräse, die Kleine -> ?
402 * Versorgt die Motoren der Fräse (mit Ausnahme der Spindel) direkt mit Strom
403 * Anschluss erfolgte mit einer Kabelpeitsche von einem 25-Pol D-Sub-Stecker auf drei 9-Pol D-Sub-Stecker (einer pro Achse)
404
405 === Software ===
406 * Win 98 SE
407
408 ==== Trimeta EdiTasc ====
409 * Steuert die Fräse, schaltet Spindel ein/aus etc.
410 * Lädt .ncp ("Zwischenformat) und .plt (hpgl)
411 * Zeigt Pfade und Position (Nullpunkt, Spindelposition)
412 * Kann simulieren
413 * Papierdoku vorhanden
414
415 ==== isy3 ====
416 * neueste installierte Version der isy-Programme (es gibt noch isy, isy1 und isy2)
417 * DOS-Software
418
419
420 === ISA <-> LPT ===
421 Schaltungsbasteleien - TU Chemnitz
422
423 http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Rund%20um%20den%20PC/LPTISA/
424
425 http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/messtech/
426
427 === Kompatibilität der MPK3 mit [http://www.linuxcnc.org/ LinuxCNC] ===
428 * [http://wiki.linuxcnc.org/cgi-bin/wiki.pl?EMC2_Supported_Hardware Supported Hardware]
429 * Zwei irc chatlogs, sucht nach "bagi"
430 ** http://psha.org.ru/irc/%23emc/2005-04-05.html
431 *** <bagi> the current for each coil of the motor (2 coils - bipolar ) has to be set with one 8-Bit Port per coil.
432 *** <cradek> that should be an easy modification to emcmot.c
433 ** http://psha.org.ru/irc/%23emc/2005-04-12.html
434 *** <bagi> at the moment there is no driver for this card. it is an ISA PCB for 3 Steppers. for each motor 2 L292 and 2 8Bit for the current of the 2 coils.
435
436 == Weblinks ==
437 * [http://smoothieware.org/ Smoothieboard Projektwebseite]
438 * [http://www.cambam.info/ Cambam Webseite]
439 * [http://en.wikipedia.org/wiki/G-code GCodes (allgemein)]
440 * [http://reprap.org/wiki/G-code GCodes (reprap)]
441 * [http://smoothieware.org/supported-g-codes Vom Smoothieboard unterstützte GCodes (unvollständig)]
442
443 [[Kategorie:Infrastruktur]]
444 [[Kategorie:Hardware]]
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