KR100353669B1 - 유리성형기계장치및유리성형방법 - Google Patents

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Abstract

윤활유를 분무하기 위한 노즐이 제공되는 분무장치가 바닥 주형 및/또는 플런저의 근방에 배치되며, 이 노즐은 제어 장치에 의해서 작동제어되어 바닥 주형 및/또는 플런저의 주형 표면 상에 윤활유를 분무한다.

Description

유리 성형 기계장치 및 유리 성형 방법 {GLASS FORMING MACHINE AND GLASS FORMING METHOD}
본 발명은 유리 성형 기계장치에 관한 것으로, 특히 용융된 유리 고브(gob; 이하, "고브"로 지칭됨)를 CRT(브라운 튜브)를 위한 깔대기 꼴의 유리(funnel glass) 또는 패널형 유리(panel glass)로 압축하는 유리 성형 기계장치 및 바닥 주형 또는 플런저의 주형 표면 상에 윤활유를 분무하기 위한 유리 성형 방법에 관한 것이다.
고브를 바닥 주형 안으로 적재하고 바닥 주형 위에 배치된 플런저를 압축 기계에 의해서 아래로 내리고, 바닥 주형 안에 있는 고브를 플런저에 의해서 그러한 패널형 혹은 깔대기꼴 유리로 압축하는 유리 성형 기계장치는 잘 알려져 있다. 그러한 유리 성형 기계장치의 경우, 바닥 주형의 내벽면과 플런저의 외벽면에 윤활유를 공급함으로써, 압축 후 바닥 주형으로부터 유리 제품을 쉽게 뗄 수 있고, 유리 제품으로부터 플런저를 쉽게 분리할 수 있다. 윤활유 공급 작업은 인간의 손으로 행해지고 있다.
그러나, 유리 성형 기계장치 내의 고온의 대기(atmosphere)에서 윤활유 공급 작업을 수행하는 것은 작업자를 위험에 빠뜨릴 뿐만 아니라, 작업자에게 불운을 초래하는 문제점을 발생시킨다.
복수의 바닥 주형을 포함하며 단일 플런저에 의해서 압축을 수행하는기계장치에서, 윤활유 공급 작업은 압축이 멈추는 짧은 시간 동안(약 3 초)에 수행되어야 하며, 인간의 손으로 윤활유의 공급을 완료하는 것이 어렵기 때문에 노출된 부분(bare spot)이 발생하는 문제점을 갖는다.
본 발명은 그러한 상황을 고려하여 착상되었다. 본 발명의 목적은 윤활유 공급 작업을 자동화할 수 있는 유리 성형 기계 장치를 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 유리 성형 기계장치를 갖는 깔대기꼴 형성 기계장치의 실시예의 측면도.
도 2 는 바닥주형과 플런저 사이에 압축된 고브(gob)를 도시한 단면도.
도 3 은 압축된 깔대기꼴의 단면도.
도 4 는 도 1 에 도시된 윤활유 분무 장치의 확대도.
도 5 는 깔대기꼴 형성 기계장치를 위한 제어 장치의 구조를 나타낸 블록 다이어그램.
도 6 은 깔대기꼴 형성 기계장치의 작동을 나타낸 타이밍 차트.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
10 : 깔대기꼴 형성 기계장치 12 : 바닥 주형
14 : 플런저 16 : 분무 장치
18 : 인덱스 테이블 22 : 고브
24 : 깔대기꼴 유리 26 : 로봇
32 : 프레임 36 : 상하 이동 장치
이 목적을 달성하기 위한 가장 바람직한 해결방법으로써, 본 발명은 소정의 간격으로 인덱스 테이블(index table)의 주변부 상에 배치되고, 그 안으로 각각의 고브가 소정의 순서로 적재되는 복수의 바닥 주형; 및 인덱스 테이블의 간헐적인 회전에 의하여 그 아래에 위치하는 바닥 주형 내의 고브를 압축하는 플런저를 구비하되, 그 안에 윤활유를 분무하기 위한 노즐이 제공되는 분무 장치는, 방진 수단(vibration-proof)과 프레임을 통하여 바닥 주형과 플런저 중 적어도 하나의 근방에 유리 성형 기계장치의 고정 부에 배치되며, 이 분무 장치는 바닥 주형과 플런저 중 하나의 주형 표면에 윤활유를 분무하도록 작동되고 제어된다.
본 발명에 따르면, 윤활유를 분무하기 위한 노즐이 제공되는 분무 장치는 바닥 주형과 플런저의 적어도 하나의 근방에 배치되며, 이 분무 장치는 바닥 주형과 플런저의 주형 표면 상에 윤활유를 분무하도록 작동되고 제어된다. 본 발명은 분무 장치에 의해서 윤활유를 분무함으로써,윤활유 분무 작업을 자동화 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 분무 장치는 방진 수단과 프레임을 통하여, 유리 성형 기계장치의 고정부에 배치된다. 유리 성형 기계장치의 고정부에 분무 장치를 제공함으로써, 유리 성형 기계장치의 주변부에 분무 장치를 위한 부가적인 공간에 대한 필요성을 제거하여 공간을 절약할 수 있고, 방진 수단에 의해서 유리 성형 기계장치로부터의 진동을 제거하여 진동때문에 분무 장치가 고장나는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이 프레임은 이동 수단을 통하여 유리 성형 기계장치의 고정부에 배치될 수도 있다. 특히, 분무 장치가 바닥 주형의 근방에 배치되는 경우, 윤활유를 분무하는 동안 분무 장치의 고장은 고브의 적재와 플런저에 의한 압축에 악영향을 끼친다. 분무 장치가 고장이 난 경우, 이동 수단에 의해서 프레임을 철수시켜 바닥 주형으로부터 분무 장치를 분리한다. 그러한 배치로 인해, 유리 성형 기계장치의 작동을 멈추지 않으면서, 고브를 적재하고 플런저에 의해서 압축할 수 있다. 분무 장치의 수리가 완성되면, 이동 수단에 의해서 프레임을 진입시켜 바닥 주형에 가깝게 분무 장치를 가져와서 분무 장치를 작동 위치로 되돌려 놓는다. 이 분무 장치는 내열 덮개(heat resistant jacket)로 피복되어 유리 성형 기계장치의 고온의 대기로부터 보호됨으로써, 분무 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다. 냉각공기 공급 수단으로부터 내열 덮개로 냉각공기를 공급하여 분무 장치를 강제 냉각하는 경우, 분무 장치의내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 윤활유가 분무될 때 발생하는 스모크(smoke)를 흡입하고 배출하기 위하여, 배출 수단이 분무 장치 가까이에 설치될 수도 있다. 그러한 배치로 인해, 유리 성형 기계장치의 대기(atmosphere)를 청정상태로 유지할 수 있다.
한편, 바닥 주형의 각각이 그 상부가 링 주형과 연결되는 경우, 이링 주형은 바닥 주형의 각각의 부분으로서 다루어질 수 있다.
본 발명의 더 완전한 평가와 그에 부수하는 많은 장점은 첨부된 도면을 고려하면서, 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.
이하, 본 발명에 따른 유리 성형 기계장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 에, 본 발명에 따른 유리 성형 기계장치를 갖는 깔대기꼴 형성 기계장치의 일예의 중요 부분을 도시하는 측면도가 도시되어 있으며, 더욱 자세하게는 윤활유 분무 장치가 바닥 주형의 근방에 배치되어 있다. 도 1 에 도시된 깔대기꼴 형성 기계장치 (10) 는 바닥 주형 (12), 플런저 (14; 도 2 참조), 윤활유 분무 장치 (14) 및 다른 구성요소를 포함한다.
바닥 주형 (12) 은 인덱스 테이블 (18) 상에 고정되고, 상부로 향하는 개방형의 단부 (20) 를 갖는다. 바닥 주형 안으로, 도 2 에 도시된 고브 (22) 가 적재된다. 이 고브 (22) 는 도 3 에 도시된 바와 같이 플런저 (14) 의 하향 이동에 의해서 압축됨으로써, 도 3 에 도시된 바와 같이 CRT 를 위한 깔대기꼴 유리 (24) 로 압축된다. 도 1 에서, 복수의 바닥 주형(예를 들어, 11 개의 바닥 주형) (12) 은 소정의 간격으로 인덱스 테이블 (18) 상에 배치된다. 임의의 위치에서 각각의 바닥 주형안으로 적재된 고브 (22) 는, 인덱스 테이블 (18) 의 회전에 의해서 플런저 (14) 하부로 간헐적으로 이동되고, 순서대로 깔대기꼴 유리 (24) 로 압축된다(도 3 참조).
도 1 에 도시된 바와 같이, 윤활유 분무 장치 (16) 는 6 축 로봇 (26), 윤활유를 위한 분무 헤드 (28) 및 다른 구성요소로 구성된다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 이 로봇 (2) 은 방진 고무 부재(30,30) 를 통하여 프레임 (32) 상에 배치된다. 이 프레임 (32) 은 상하 이동 장치 (36) 를 통하여 고정된 테이블 냉각부 (34) 에 배치된다. 이 고무 부재 (30) 는 상하 이동 장치 (36) 를 통하여 테이블 냉각부 (34) 로부터 전달된 깔대기꼴 형성 기계장치 (10) 의 진동을 제거할 수 있는 탄성 부재이다. 상하 이동 장치는 선형 이동 가이드 등의 가이드축 및 실린더 등의 구동 장치를 포함할 수 있다. 상하 이동 장치 (36) 가 프레임 (32) 을 위로 올리도록 구동될 때, 로봇 (26) 은 바닥 주형 (12) 으로부터 철수된다. 프레임 (32) 이 내려올 때, 이 로봇 (26) 은 바닥 주형 (12) 을 향하여 진입된다.
로봇 (26) 의 대부분은 내열 덮개 (38) 에 의해서 피복된다. 이 내열 덮개 (38) 는 열에 대하여 뛰어난 저항력을 갖는 유기합성섬유로 제조된다. 그러한 유기합성섬유로서, 바닥 주형 (12) 의 근방의 복사열 (500-600℃) 과 대기 온도 (50-70℃) 를 견딜 수 있는 재료를 이용한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 냉각공기 공급 호스 (40) 는 내열 덮개 (38) 에 한쪽 단부가 연결되고, 천장 부분에 제공된 냉각팬장치 (42) 에 다른쪽 단부가 연결된다. 냉각팬 장치 (42) 가 작동될 때, 냉각 공기는 냉각 팬 장치 (42) 로부터 내열 덮개 (38) 로 냉각 공기 공급 호스 (40) 를 통하여 공급된다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 분무 헤드 (28) 는 로봇 (26) 의 리딩 아암(leading arm)에 고정되며, 내열 덮개 (38) 의 밖으로 돌출된다. 윤활유 공급 호스 (44) 는 분무 헤드 (28) 에 한쪽 단부가 연결되고, 솔레노이드 밸브 (48) 를 통하여 천장 부분에 배치된 윤활유 펌프 장치 (46) 에 다른쪽 단부가 연결된다. 솔레노이드 밸브 (48) 가 개방될 때, 윤활유 펌프 장치 (46) 로부터 공급된 액체 윤활유는 윤활유 공급 호스 (44) 를 통하여 분무 헤드 (28) 로부터 분무된다.
로봇 (26), 냉각팬 장치 (42) 및 솔레노이드 밸브 (48) 는 제어패널 (50) 에 연결된 제어 장치에 의해서 작동되고 제어된다. 예를 들어, 로봇 (26) 은 도 4 에 일점쇄선에 의해서 지시된 바닥 주형(12) 의 내부벽 표면 (12A) 을 따라서 분무 헤드 (28) 의 선단부를 움직이도록 작동되고 제어된다. 이 제어장치는 나중에 설명한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 공기 흡입구 (52) 를 갖는 덕트 (54) 는 로봇 (26) 위에 있는 천장 (55) 상에 고정되어 배치된다. 이 덕트 (54) 는 천장 부분에 배치된 배출팬 장치 (56) 에 연결된다. 배출팬 장치 (56) 가 작동될 때, 로봇 (26) 근방의 공기는 공기 흡입구 (52) 와 덕트 (54) 를 통하여 배출팬 장치 (56) 에 의해서 흡입되며, 도시되지 않은 배출 덕트를 통하여 배출팬 장치 (56) 로부터 외부로 배출된다.
이하, 도 5 에 나타낸 블록 다이어그램을 참조하여 제어 장치의 구조를 설명한다.
도 5 에 나타낸 PLC (Programmed Logic Control) (58) 는 각각의 장치를 감독하고 제어하는 제어기이다. 로봇 제어기 (60) 는 로봇 (26) 의 주 몸체를 제어하는 제어기이다.
PLC (58) 는 깔대기꼴 형성 기계장치 (10) 로부터의 다양한 연동 신호, 로봇 제어기 (60) 에 대한 실행 신호 및 로봇 제어기 (60) 로부터의 상태 신호를 관리하며, 또한 제어 패널 (50) 로부터의 입력 신호에 기초하여 작동 모드를 관리하며, 바닥 주형과 플런저의 종류 및 윤활유가 분무되는 위치에 따라서 적절한 로봇 작동 프로그램을 선택한다.
특히, "단체(ganged)" 혹은 "하나(single)" 의 작동은 제어 패널 (50) 에서 선택된다. 이 "단체" 작동이 선택되고, PLC (58) 는 깔대기꼴 형성 기계장치 (10) 와 로봇 제어기 (60) 를 작동하고 제어함으로써, 깔대기꼴 형성 기계장치 (10) 는 로봇 (26) 과 연동되어 윤활유를 분무하게 된다.분무될 주형의 종류와 제어 패널 (50) 에서 분무될 주형 내의 위치를 선택하면, 이 PLC (58) 는, 동일형의 주형에 적용할 수 있고 분무될 위치에 대응하는, 로봇 작동 트랙(분무 트랙) 및 주형의 종류를 선택하며, 이들은 로봇 제어기 (60) 안에서 프로그램화 된다. 그 후, PLC (58) 는 선택된 주형의 종류와 선택된 로봇의 작동 트랙(분무 트랙)에 따라서 로봇 (26) 을 작동시키도록, 로봇 제어기 (60) 를 제어한다. 또한, PLC (58) 는 선택된 작동 모드에 따라서 윤활유 펌프 장치 (46), 솔레노이드 밸브 (48) 및 배출팬 장치 (56) 를 작동하고 제어한다. 로봇 제어기 (60) 가 로봇의 고장을 지시하는 신호를 출력할 때, PLC (58) 는 상하 이동 장치를 작동하고 제어하여 바닥 주형 (12) 으로부터 로봇 (26) 을 철수하고 제어 패널 (50) 의 디스플레이부에 알람을 제공한다. 디스플레이부는 알람 이외에도 분무될 주형의 종류와 분무의 누적수를 표시한다. 로봇 (26) 근방에 배치된 작동 영역을 체크하는 영역 센서가 작업자의 존재를 검출할 때, PLC (58) 는 로봇 제어기 (60) 로부터 작업자의 존재에 대한 정보를 수신하고 다양한 연동 신호를 관리한다. 연속 단계 검출 장치 (64) 에 의해서 검출된 깔대기꼴 유리 (24) 의 결점부를 지시하는 신호가 PLC (58) 로 입력될 때, PLC 는 이 신호에 기초하여 깔대기꼴 형성 장치 (10) 와 로봇 제어기 (60) 를 피드백제어기 하에서 작동한다.
다음에, 도 6 에 도시된 타이밍 차트를 참조하여, 그렇게 구성된 윤활유 분무 장치 (16) 의 작동을 설명한다.
"1 인덱스" 표시는 하나의 깔대기꼴 유리를 압축하는 데에 요구되는 시간이다. 이 플런저(압축헤드) (14) 는 고브 (22) 를 "하향 (down)" 시간에 깔대기꼴 유리 (24) 로 압축한다. 동시에, 인덱스 테이블 (18) 의 회전이 정지하고, 인덱스 테이블 (18) 이 그 위치에 고정된다. 로봇 (26) 은 인덱스 테이블 (18) 이 정지할 때만 작동한다. 상세하게는, PLC (58) 는 인덱스 테이블 (18) 의 고정이 완료되었음을 지시하는 신호를 수신할 때 로봇 제어기 (60) 에 로봇 작동 명령을 출력한다. 이 로봇 (26) 은 비어있는 바닥 주형 (12) 의 내벽면 (12A) 을 따라서 이동되며, 솔레노이드 밸브 (48) 는 로봇의 이동과 연결되어 개방되고, 윤활유는 분무 헤드 (28) 에 의해서 비어있는 바닥 주형의 내벽면 (12A) 상에 분무된다.
로봇 (26) 이 인덱스 테이블 (18) 의 고정이 완료되는 시간과 플런저 (압축 헤드) (14) 의 하향 위치로부터 벗어나게 되는 시간 사이의 로봇 작동 허용 기간동안 작동될 때, 로봇 제어기 (60) 는, 로봇이 작동하며 이 로봇이 충돌 영역(분무 작동이 행해지는 영역)안에서 작동하며 로봇이 그의 작동을 완료한 것을 지시하는 상태신호를 PLC (58) 에 출력한다. 로봇 작동의 완료를 지시하는 신호가 로봇 작동 허용 기간동안에 없을 때, PLC (58) 는 로봇 작동 명령을 중지하고, 로봇 제어기 (60) 에 긴급 취소 명령(원래의 취소 위치로 복귀 이동하고 전기모터의 전원을 차단할 것을 지시하는 명령)을 출력한다. 긴급 취소 명령을 실행한 후에 PLC (58) 가 로봇 제어기 (60) 로부터 긴급 취소의 완료를 지시하는 신호를 수신하지않았다면, PLC 는 회전 정지 명령(회전이 허락되지 않는다는 것을 지시하는 명령)을 깔대기꼴 형성 기계장치 (10) 를 위한 제어기에 출력한다. 따라서, 압축 기계장치는 긴급 취소로 정지된다.
이 실시예에 따르면, 윤활유를 분무하기 위한 분무 헤드 (28) 가 제공된 로봇 (26) 은 바닥 주형 (12) 위에 배치되며, 이 로봇 (26) 과 분무 헤드 (28) (윤활유 펌프 장치 (46) 와 솔레노이드 밸브 (48) 뿐만 아니라) 는, 바닥 주형 (12) 의 내부 표면 상에 윤활유를 분무하도록 작동되고 제어됨으로써, 윤활유 공급 작동을 자동화할 수 있다.
실시예에서, 로봇 (26) 은 깔대기꼴 형성 기계장치의 테이블 냉각부 (고정부) (34) 에 부착된 프레임 (32) 상에 방진 고무 부재 (30) 를 통하여 배치된다. 프레임 상에 로봇을 설치함으로써, 깔대기꼴 형성 기계 (10) 의 주변부에 로봇 (26) 을 위한 부가적인 공간에 대한 필요성을 제거함으로써, 공간을 절약할 수 있고, 깔대기꼴 형성 기계장치 (10) 로부터의 진동, 특히 압축시 발생되는 진동을 방진 고무 부재 (30) 에 의해서 제거함으로써 진동때문에 로봇 (26) 이 고장나는 것을 방지할 수 있다.
이 실시예에서, 로봇 (26) 은 상하 이동 장치 (36) 를 통하여 깔대기꼴 형성 기계장치 (10) 상에 제공되며, 윤활유를 분무하는 동안 로봇 (26) 이 고장이 난 경우에, 바닥 주형 (12) 으로부터 철수된다. 그러한 배치로 인해, 깔대기꼴 형성 기계장치 (10) 의 작동을 방해하지 않으면서, 고브 (22) 를 적재하고 플런저 (14) 에 의해서 압축할 수 있다. 로봇 (26) 의수리가 완료되면, 상하 이동 장치 (36) 에 의해서 바닥 주형 (12) 근방으로 로봇 (26) 을 가져와서 작동 위치로 되돌려 놓는다.
이 실시예에서, 로봇 (26) 은 내열 덮개 (38) 에 의해서 피복되어 고온의 대기로부터 로봇을 보호할 수 있고, 로봇 (26) 의 내구성을 향상시킬 수 있다. 실시예에서, 냉각 공기는 내열 덮개 (38) 로 공급되어 로봇을 강제 냉각시켜, 로봇 (26) 의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 실시예에서, 배출 덕트 (54) 가 로봇 (26) 의 근방에 제공되고, 윤활유가 분무될 때 발생되는 스모크를 배출팬 장치 (56) 가 흡입하고 배출함으로써, 깔대기꼴 형성 기계장치의 대기를 청정한 상태로 유지시킬 수 있다.
비록 다른 실시예를 나타내지는 않았으나, 본 발명은 한 쌍의 바닥 주형과 플런저를 갖는 유리 성형 기계장치에도 적용할 수 있으며, 복수의 바닥 주형이 하나의 플런저에 대하여 연속적이며 선형적으로 이동되는 유리 성형 기계장치에도 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 윤활유 분무 로봇을 플런저 근방에 제공할 수도 있다. 이러한 경우에, 노즐을 갖는 윤활유 분무 로봇은 플런저 근처에 배치되고, 플런저가 다음 압축을 준비하면서, 상부 위치에서 스탠-바이하고 있는 동안, 윤활유가 자동적으로 플런저의 외부 표면 상에 분무된다.
복잡한 3 차원의 곡면 표면을 갖는 주형 표면 상에 윤활유를 일정하고 빠르게 분무하기 위해서는, 분무 노즐의 방향과 위치를 아주 정확하고 빠르게 조정하도록 본 발명에 따른 윤활유 분무 장치는 로봇형 장치인것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유리 성형 기계장치에 따르면, 윤활유 분무용 노즐이 제공된 분무 장치를 바닥 주형 및/또는 플런저의 근방에 배치하고, 이 분무 장치를 바닥 주형과 플런저의 주형표면 상에 윤활유를 분무하도록 작동제어하여, 윤활유 공급 작동을 자동화함으로써 윤활유를 일정하게 공급할 수 있다.
따라서, 작업자의 안전이 보장되며, 질이 나쁜 분무 및 크기의 불안정성이 없고 고품질을 갖는 깔대기꼴 유리와 패널형 유리를 성형할 수 있다.

Claims (6)

  1. 소정의 간격으로 인덱스 테이블의 주변부 상에 배치되며, 각각의 용융된 유리 고브가 그 안에 적재되는 복수의 바닥 주형; 및
    인덱스 테이블의 회전에 의하여 그 아래에 위치하는 바닥 주형 내의 고브를 압축하는 플런저를 구비하되,
    상기 바닥 주형과 상기 플런저의 어느 일방 또는 양쪽 모두의 근방의 유리 성형 기계장치의 고정부에, 윤활유를 분무하기 위한 노즐이 제공된 분무 장치를 방진 수단과 프레임을 통하여 배치하고,
    상기 바닥 주형과 상기 플런저 중 하나의 주형 표면에 윤활유를 분무하도록, 상기 분무 장치를 작동제어하는 것을 특징으로 하는 유리 성형 기계장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노즐은 로봇에 의해서 작동제어되는 것을 특징으로 하는 유리 성형 기계장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임은,
    이동 수단에 의해서 상기 바닥 주형과 상기 플런저 중 하나에 가깝게 분무 장치를 전진시키고 이동 수단에 의해서 상기 바닥 주형과 상기 플런저 중 하나로부터 분무 장치를 후퇴하도록, 이동 수단을 통하여 고정부에 배치되는 것을 특징으로 하는 유리 성형 기계장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분무 장치는 내열 덮개로 피복되는 것을 특징으로 하는 유리 성형 기계장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내열 덮개에 냉각 공기를 공급하도록 냉각공기 공급 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 유리 성형 기계장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    윤활유가 분무될 때 발생하는 스모크를 흡입하고 배출하는 배출 수단이 상기 분무 장치의 근방에 제공되는 것을 특징으로 하는 유리 성형 기계장치.
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