KR101279329B1 - 코일 테이핑 장치 - Google Patents

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Abstract

코일 테이핑 공정과 코일 표면에 비접촉식 세정 공정이 가능하도록 한 코일 테이핑 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 코일 테이핑 장치는 로봇과, 상기 로봇의 엔드이펙터로부터 회전구동되게 결합되는 지지대와, 상기 지지대의 일측에 배치되어 압축에어 및 세정액을 코일을 향해 분사하고, 상기 세정액을 흡입하는 세정부와, 상기 지지대의 타측에 배치되어 상기 코일의 끝단부를 상기 코일 측으로 가압하며, 테이프를 상기 코일의 끝단부와 상기 코일에 접착시키는 테이핑부를 포함한다.

Description

코일 테이핑 장치{Apparatus for taping packing of coil}
본 발명은 코일 테이핑 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코일이 풀리지 않도록 코일에 테이프를 접착하는 코일 테이핑 장치에 관한 것이다.
제철공정은 각종 철광석 등을 주원료를 이용하여 쇳물을 생산하는 제선공정, 쇳물에서 불순물을 제거하여 용강을 만드는 제강공정, 액체상태의 용강을 고체상태로 만드는 연주공정, 고체상태의 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정 등으로 이루어진다.
연주공정은 액체상태인 용강을 주형(mold)에 주입하여 연속 주조기를 통과시켜 냉각 및 응고시켜 연속적인 슬래프(slab), 블룸(bloom), 빌릿(billet) 등의 중간소재로 만든다. 이 중 슬래브는 압연공정에서 회전하는 복수 개의 롤(Roll) 사이를 통과하면서 얇은 강판의 형태의 제품으로 생산된다.
이렇게 생산되는 강판은 운반, 운송, 유통의 편의를 위해 코일 형태로 권취하여 제공된다. 하지만, 강판의 특성상, 강판을 코일 형태로 권취한다 하더라도 코일의 끝단이 코일에 밀착되지 않고, 코일로부터 이격되어 별도의 포장재를 이용하여 코일을 포장하기 곤란한 상태가 된다.
따라서, 강판을 코일의 형태로 권취한 이후에는 코일의 끝단을 코일에 밀착시키고, 테이프를 이용하여 코일에 접착하는 코일 테이핑 공정이 불가피하다. 또한 코일 테이핑 공정 이전에는 테이프의 접착력, 코일의 밀착 상태가 견고하게 유지시키기 위하여, 코일의 끝단과 코일의 끝단이 밀착되는 부위를 방청유 등을 이용하여 코일 표면의 유분, 이물질 등을 제거하는 코일 세정 공정이 선행되어야 한다.
이러한 코일 세정 및 코일 테이핑을 수행하는 장치에 대해서는 이미 "대한민국 공개특허 2003-15676;코일 외권부를 세정할 수 있는 테이핑 장치"에 의해 개시된 바 있다.
하지만 상기 공개특허는 코일의 외권부에 고무 나이프와 흡착포 나이프가 접촉되어 코일의 외권부에 대한 세척공정이 수행되므로, 코일의 외권부 또는 각 나이프에 이물질이 존재하면 코일 표면이 손상될 수 있는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 2003-15676 (2003.02.25. 공개)
본 발명의 목적은 코일 테이핑 공정과 코일 표면에 비접촉식 세정 공정이 가능하도록 한 코일 테이핑 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 코일 테이핑 장치는 로봇과, 상기 로봇의 엔드이펙터로부터 회전구동되게 결합되는 지지대와, 상기 지지대의 일측에 배치되어 압축에어 및 세정액을 코일을 향해 분사하고, 상기 세정액을 흡입하는 세정부와, 상기 지지대의 타측에 배치되어 상기 코일의 끝단부를 상기 코일 측으로 가압하며, 테이프를 상기 코일의 끝단부와 상기 코일에 접착시키는 테이핑부를 포함한다.
상기 로봇은 6축 자유도를 가지는 관절구동형 로봇일 수 있다.
상기 세정부는 상기 코일을 향해 압축에어를 분사하는 에어 분사노즐과, 상기 코일을 향해 세정액을 분사하는 세정액 분사노즐과, 상기 코일로 분사된 상기 세정액을 흡입하는 흡입노즐을 포함할 수 있다.
상기 세정부는 상기 에어 분사노즐에 연결되어 압축에어를 공급하는 에어 공급펌프와, 상기 세정액 분사노즐에 연결되어 압축에어를 공급하는 세정액 공급펌프와, 상기 세정액이 저장되어 상기 세정액 분사노즐과 상기 세정액 공급펌프를 연결하는 관로에 결합되는 세정액 공급용기과, 상기 흡입노즐에 연결되어 상기 흡입노즐을 통해 흡입되는 상기 세정액이 외부로 배출되도록 하는 배출펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 테이핑부는 상기 지지대로부터 회전구동되게 상기 지지대에 힌지 결합되는 가동대와, 상기 지지대와 상기 가동대를 연결하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 테이핑부는 상기 지지대에 결합되어 롤 형태로 마련되는 상기 테이프가 회전가능하게 상기 테이프를 지지하는 테이프릴과, 상기 가동대의 말단부에 지지되는 복수의 가압롤러와, 상기 테이프릴과 상기 복수의 가압롤러의 사이에 배치되는 아이들롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 테이핑부는 상기 가동대에 지지되어 상기 복수의 가압롤러의 사이에 위치하는 상기 테이프를 흡착하는 흡착노즐을 더 포함할 수 있다.
상기 테이핑부는 상기 복수의 가압롤러의 사이로 흡착된 상기 테이프를 커팅하는 커팅기를 더 포함할 수 있다.
상기 테이핑부는 상기 지지대에 지지되는 선형작동체와, 상기 선형작동체로부터 제공되는 동력에 의해 구동되어 상기 복수의 가압롤러의 사이에 위치하는 상기 테이프를 커팅하는 커팅날을 포함할 수 있다.
상기 로봇은 상기 지지대를 상기 코일의 축방향으로 이송하며 상기 코일 및 상기 코일의 끝단부에 대한 세정작업을 수행할 수 있다.
상기 로봇은 상기 지지대를 상기 코일의 권취방향으로 이송하며 상기 코일 및 상기 코일의 끝단부에 상기 테이프를 접착시킬 수 있다.
상기 로봇은 상기 지지대를 상기 코일의 축방향으로 이송하고, 상기 지지대를 상기 코일의 권취방향으로 이송하며 상기 코일 및 상기 코일의 끝단부의 복수개소에서 상기 테이프를 접착시킬 수 있다.
본 발명에 따른 코일 테이핑 장치는 비접촉식으로 코일을 세정함과 동시에, 코일의 테이핑 공정을 수행할 수 있으므로, 코일 표면의 손상을 방지하면서 코일을 포장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치 중 세정부 및 테이핑부를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치를 이용하여 코일을 세정하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치를 이용하여 코일에 테이프를 접착하는 동작을 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치(100)는 로봇(200), 지지대(210), 세정부(300) 및 테이핑부(400)을 포함한다.
세정부(300) 및 테이핑부(400)는 지지대(210)에 결합되어 로봇(200)에 지지되며, 로봇(200)은 지지대(210)를 코일(10)의 권취방향, 또는 코일(10)의 축방향으로 이송할 수 있다.
로봇(200)은 6축 자유도를 가지는 관절구동형 로봇으로 마련된다. 6축자유도를 가지는 관절구동형 로봇은 이미 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도시되지 않았지만, 로봇(200)의 하부에는 코일 테이핑 장치(100)로 코일(10)이 이송되는 방향으로 로봇(200)을 선형 이송시킬 수 있는 선형 이송수단, 예를 들어 랙 앤 피니언의 조합, 회전모터와 리니어가이드의 조합, 유/공압실린더 등이 더 설치되어 6축 자유도를 가지는 로봇에 선형 이송기능이 더 추가될 수 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치 중 세정부 및 테이핑부를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 세정부(300) 및 테이핑부(400)는 지지대(210)에 설치된다. 지지대(210)는 막대형상으로 마련되어 그 중앙부에 로봇(200)의 엔드이펙터(201)부터 탈착되는 탈착부(211)를 포함한다. 지지대(210)는 로봇(200)의 엔드이펙터(201)의 회전에 따라 탈착부(211)를 중심으로 회전구동되어 코일(10), 또는 코일(10)에 세정부(300) 또는, 테이핑부(400)가 근접할 수 있도록 한다.
세정부(300)는 지지대(210)의 일측에 설치된다. 세정부(300)는 에어 분사노즐(310), 세정액 분사노즐(320) 및 흡입노즐(330)을 포함한다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치(100)는 에어 공급펌프(311), 세정액 공급펌프(321), 세정액 공급용기(322) 및 배출펌프(331)를 더 포함할 수 있다.
에어 공급펌프(311)는 에어 분사노즐(310)에 연결되어 에어 분사노즐(310)로 압축에어를 공급한다. 세정액 공급펌프(321)는 세정액 분사노즐(320)에 연결되어 세정액을 분사하기 위한 압축에어를 공급한다. 세정액 공급용기(322)는 세정액 분사노즐(320)과 세정액 공급펌프(321)를 연결하는 관로에 결합되어 세정액 분사노즐(320)로 향하는 압축에어에 세정액이 혼합되도록 한다. 배출펌프(331)는 흡입노즐(330)에 연결되어 흡입노즐(330)을 통해 흡입되는 세정액이 외부로 배출되도록 한다.
한편, 에어 분사노즐(310)은 코일(10), 또는 코일(10)의 끝단부에 압축에어가 분사되도록 하여 코일(10), 또는 코일(10)의 끝단부에 부착된 이물질이 공압에 의해 제거되도록 하는 것으로, 지지대(210)의 일단부에 설치되어 코일(10)을 향해 개구된다.
세정액 분사노즐(320)은 코일(10), 또는 코일(10)의 끝단부로 세정액을 분사하여 코일(10), 또는 코일(10)의 끝단부에 잔류하는 유분을 제거하는 것으로, 탈착부(211)와 흡입노즐(330)의 사이에 설치되어 코일(10)을 향해 개구된다. 세정액으로는 방청유를 사용할 수 있다.
흡입노즐(330)은 세정액 분사노즐(320)에 의해 분사되는 세정액을 흡입하여 외부로 배출되도록 하는 것으로, 탈착부(211)와 에어 분사노즐(310)의 사이에 설치되어 코일(10)을 향해 개구된다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치(100)는 에어 분사노즐(310), 세정액 분사노즐(320) 및 흡입노즐(330)을 포함하고 있으므로, 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부로부터 이물질 및 유분을 제거할 수 있다. 이에 따라 코일(10)에 접착될 테이프(20)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
한편, 테이핑부(400)는 지지대(210)의 타측에 배치된다. 테이핑부(400)는 테이프릴(410), 가동대(420), 흡착노즐(430) 및 커팅기(440)를 포함한다.
본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치(100)는 롤(roll) 형태로 마련되는 테이프(20)를 사용한다. 테이프릴(410)은 지지대(210)의 타측에 결합된다. 테이프릴(410)은 테이프(20)가 코일(10), 또는 코일(10)의 끝단부에 접착됨에 따라 테이프(20)가 원활하게 풀려나갈 수 있도록 테이프(20)를 회전가능하게 지지한다.
가동대(420)는 지지대(210)로부터 회전구동가능하게 지지대(210)에 힌지 결합된다. 지지대(210)와 가동대(420)의 사이에는 코일 스프링과 같은 탄성부재(421)가 설치된다. 이와 같이, 가동대(420)는 코일(10)의 곡률에 따라 지지대(210)로부터 회전구동될 수 있으므로, 코일(10)의 끝단부가 코일(10)에 밀착될 수 있도록 하며, 테이프(20)가 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부에 접착되도록 한다. 탄성부재(421)는 가동대(420)로 전달되는 충격을 완충시키며, 코일(10)의 곡률에 따라 지지대(210)로부터 회전구동된 가동대(420)를 원래의 자세로 복귀되도록 한다.
가동대(420)에는 복수의 가압롤러(450) 및 아이들롤러(460)가 지지된다. 복수의 가압롤러(450)는 가동대(420)의 말단부에 지지되어 코일(10), 또는 코일(10)의 끝단부에 접착된 테이프(20)를 코일(10) 측으로 가압하여 테이프(20)가 코일(10)과 코일(10)의 끝단부에 접착되도록 한다. 아이들롤러(460)는 테이프릴(410)과 복수의 가압롤러(450)의 사이에 배치되어 복수의 가압롤러(450)로 향하는 테이프(20)를 가이드하며, 테이프(20)의 텐션이 유지되도록 한다.
흡착노즐(430)은 복수의 가압롤러(450)의 사이에 개구된다. 흡착노즐(430)은 복수의 가압롤러(450)에 의해 가압되는 테이프(20)를 흡착하여 커팅기(440)가 테이프(20)를 원활하게 절단할 수 있도록 한다. 도시되지 않았지만, 흡착노즐(430)에는 테이프(20)를 흡착할 수 있도록 진공배기시키는 진공펌프가 연결될 수 있다.
커팅기(440)는 선형작동체(441), 커팅날(442) 및 회전링크(443)를 포함한다. 선형작동체(441)는 테이프(20)를 커팅하기 위한 동력을 제공한다. 선형작동체(441)는 유/공압실린더를 사용할 수 있다. 커팅날(442)은 선형작동체(441)로부터 제공되는 동력에 의해 복수의 가압롤러(450)의 사이로 진입하여 테이프(20)를 커팅한다. 이때, 선형작동체(441)의 출력단은 회전링크(443)에 연결되며, 커팅날(442)은 회전링크(443)에 지지된다. 이에 따라 회전링크(443)는 선형작동체(441)로부터 선형으로 제공되는 동력을 회전력으로 변경시켜 커팅날(442)이 복수의 가압롤러(450)의 사이로 진입할 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치(100)는 코일(10)의 끝단부를 코일(10)에 밀착되도록 하고, 코일(10)의 끝단부와 코일(10)을 테이프(20)로 접착하여 코일(10)의 권취상태가 견고하게 유지될 수 있도록 한다.
이하, 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치의 작동에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치를 이용하여 코일을 세정하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 코일(10)은 이전의 공정에서 권취되어 코일 테이핑 장치(100)로 이송되어 코일지지대(11)에 지지된다.
이어, 로봇(200)은 지지대(210)의 일단부가 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부의 사이에 근접되도록 지지대(210)를 이송시킨다. 이러한 상태에서, 에어 공급펌프(311)는 압축에어를 공급하며, 에어 분사노즐(310)을 통해 압축에어가 분사된다. 압축에어가 분사됨에 따라 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부에 부착된 이물질은 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부로부터 제거된다.
이어, 세정액 공급펌프(321)는 압축에어를 공급한다. 세정액 공급펌프(321)로부터 압축에어가 분사됨에 따라 세정액 공급용기(322)로부터 공급되는 세정액은 세정액 분사노즐(320)을 통해 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부로 분사된다. 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부에 잔류하는 유분은 세정액에 의해 제거된다. 이때, 배출펌프(331)는 흡입노즐(330)을 통해 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부에 잔류하는 세정액을 흡입하여 외부로 배출시킨다.
상술된 세정 작업은 로봇(200)이 지지대를 코일(10)의 축방향으로 지지대(210)를 왕복시키면서 수행될 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 코일 테이핑 장치를 이용하여 코일에 테이프를 접착하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 세정부(300)에 의해 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부에 대한 세정이 마무리 되면, 로봇(200)은 지지대(210)를 코일(10)로부터 이탈시키고, 지지대(210)를 회전구동시킨다. 이에 따라 테이핑부(400)는 코일(10)을 향하며, 로봇(200)은 지지대(210)를 코일(10)의 끝단부에 근접시킨다. 여기서, 테이프(20)는 작업자에 의해 접착면이 코일(10)을 향하며, 선단부가 복수의 가압롤러(450)에 지지되는 상태로 인출된 상태일 수 있다.
이와 같이, 지지대(210)가 코일(10)의 끝단부에 근접됨에 따라 테이프(20)의 선단부은 코일(10)의 끝단부 접착된다. 그리고 가동대(420)는 코일(10)의 곡률에 따라 지지대(210)로부터 회전구동되며, 복수의 가압롤러(450)는 코일(10)의 끝단부를 코일(10) 측으로 가압한다. 이에 따라 코일(10)의 끝단부는 코일(10)에 밀착될 수 있다.
이어, 로봇(200)은 지지대(210)를 코일(10)의 권취방향으로 이송한다. 이에 따라, 테이프(20)는 코일(10)의 끝단부와 코일(10)에 접착되며, 코일(10)의 끝단부는 코일(10)에 견고하게 접착될 수 있다.
이어, 흡착노즐(430)은 복수의 가압롤러(450)의 사이에 위치한 테이프(20)를 진공흡착한다. 이와 함께, 선형작동체(441)는 회전링크(443)를 가압하고, 커팅날(442)은 회전구동되어 복수의 가압롤러(450)의 사이로 진입한다. 이에 따라 테이프(20)는 커팅되어 테이핑 작업이 마무리된다.
상술된 테이핑 작업은 로봇(200)이 지지대(210)를 코일(10)의 권취방향으로 이송함에 따라 첫번째의 테이핑 작업이 이루어진다.
이후, 로봇(200)이 지지대(210)를 코일(10)의 축방향으로 이송하는 동작과, 코일의 권취방향으로 이송하는 동작이 조합되어, 두 번째 테이핑 작업이 이루어질 수 있다. 상술한 바와 같은 로봇(200)에 의한 지지대(210)의 이송동작의 반복에 따라 테이핑 작업은 수차례 반복될 수 있으며, 코일(10) 및 코일(10)의 끝단부의 복수 개소에 테이프(20)를 접착시킬 수 있다.
10 : 코일 11 : 코일지지대
20 : 테이프 100 : 코일 테이핑 장치
200 : 로봇 201 : 엔드이펙터
210 : 지지대 211 : 탈착부
300 : 세정부 310 : 에어 분사노즐
311 : 에어 공급펌프 320 : 세정액 분사노즐
321 : 세정액 공급펌프 322 : 세정액 공급용기
330 : 흡입노즐 331 : 배출펌프
400 : 테이핑부 410 : 테이프릴
420 : 가동대 421 : 탄성부재
430 : 흡착노즐 440 : 커팅기
441 : 선형작동체 442 : 커팅날
443 : 회전링크 450 : 복수의 가압롤러
460 : 아이들롤러

Claims (12)

  1. 로봇과,
    상기 로봇의 엔드이펙터로부터 회전구동되게 결합되는 지지대와,
    상기 지지대의 일측에 배치되어 압축에어 및 세정액을 코일을 향해 분사하고, 상기 세정액을 흡입하는 세정부와,
    상기 지지대의 타측에 배치되어 상기 코일의 끝단부를 상기 코일 측으로 가압하며, 테이프를 상기 코일의 끝단부와 상기 코일에 접착시키는 테이핑부를 포함하되,
    상기 테이핑부는
    상기 지지대로부터 회전구동되게 상기 지지대에 힌지 결합되는 가동대와,
    상기 지지대와 상기 가동대를 연결하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 로봇은 6축 자유도를 가지는 관절구동형 로봇인 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 세정부는
    상기 코일을 향해 압축에어를 분사하는 에어 분사노즐과,
    상기 코일을 향해 세정액을 분사하는 세정액 분사노즐과,
    상기 코일로 분사된 상기 세정액을 흡입하는 흡입노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 세정부는
    상기 에어 분사노즐에 연결되어 압축에어를 공급하는 에어 공급펌프와,
    상기 세정액 분사노즐에 연결되어 압축에어를 공급하는 세정액 공급펌프와,
    상기 세정액이 저장되어 상기 세정액 분사노즐과 상기 세정액 공급펌프를 연결하는 관로에 결합되는 세정액 공급용기와,
    상기 흡입노즐에 연결되어 상기 흡입노즐을 통해 흡입되는 상기 세정액이 외부로 배출되도록 하는 배출펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서, 상기 테이핑부는
    상기 지지대에 결합되어 롤 형태로 마련되는 상기 테이프가 회전가능하게 상기 테이프를 지지하는 테이프릴과,
    상기 가동대의 말단부에 지지되는 복수의 가압롤러와,
    상기 테이프릴과 상기 복수의 가압롤러의 사이에 배치되는 아이들롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 테이핑부는
    상기 가동대에 지지되어 상기 복수의 가압롤러의 사이에 위치하는 상기 테이프를 흡착하는 흡착노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 테이핑부는
    상기 복수의 가압롤러의 사이로 흡착된 상기 테이프를 커팅하는 커팅기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 테이핑부는
    상기 지지대에 지지되는 선형작동체와,
    상기 선형작동체로부터 제공되는 동력에 의해 구동되어 상기 복수의 가압롤러의 사이에 위치하는 상기 테이프를 커팅하는 커팅날을 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 로봇은
    상기 지지대를 상기 코일의 축방향으로 이송하며 상기 코일 및 상기 코일의 끝단부에 대한 세정작업을 수행하는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 로봇은
    상기 지지대를 상기 코일의 권취방향으로 이송하며 상기 코일 및 상기 코일의 끝단부에 상기 테이프를 접착시키는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 로봇은
    상기 지지대를 상기 코일의 축방향으로 이송하고, 상기 지지대를 상기 코일의 권취방향으로 이송하며 상기 코일 및 상기 코일의 끝단부의 복수개소에서 상기 테이프를 접착시키는 것을 특징으로 하는 코일 테이핑 장치.
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