KR101514530B1 - 금속판 연마기의 연마유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속판 연마기의 연마유닛에 관한 것으로서, 연마대상 금속판이 안착된 베드의 위에서 길이방향 이송유닛과 폭방향 이송유닛에 의해 상기 베드의 길이방향과 폭방향으로 이동되며, 승강모터가 구비되는 메인프레임과, 상기 메인프레임에 승강 가능하게 설치되어 상기 승강모터에 의해 승강되는 승강부재와, 상기 승강부재에 결합되어 승강부재의 승강에 연동하며, 휠구동모터가 구비되는 휠프레임과, 상기 휠프레임의 하단에 축설되어 휠프레임의 하강시 상기 금속판에 밀착된 상태에서 상기 휠구동모터에 의해 회전되면서 금속판의 표면을 연마하는 연마휠을 포함하되, 상기 휠프레임은 상기 승강부재에 승강 가능하게 결합됨과 함께, 상기 휠프레임과 승강부재 사이에는 상기 연마휠의 부하 변동에 따라 승강부재에 대한 휠프레임의 상대적인 승강을 조정하는 휠승강조절부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 금속판 표면 전체에 대한 균일한 연마가공이 가능하여 연마품질을 향상시킬 수 있음과 함께 연마휠과 휠구동모터와 같은 기기의 손상이나 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

금속판 연마기의 연마유닛 {Grinding unit for Grinding machine}
본 발명은 금속판의 표면을 연마하는 금속판 연마기의 연마유닛에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 연마대상 금속판의 표면상태에 따라 연마휠의 부하가 탄성적으로 자동 조정되도록 구성함으로써 균일한 연마가공을 통해 연마품질을 향상시킬 수 있음과 함께 연마휠과 휠구동모터와 같은 기기의 손상이나 파손을 방지할 수 있는 금속판 연마기의 연마유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 압연공정을 통해 제작된 금속판의 표면은 매우 거칠기 때문에, 광택처리를 하기 위해서는 연마기를 이용하여 일차로 금속판의 표면을 연마한 후, 폴리싱 과정을 거쳐 표면을 광택처리하고 있다.
이와 같이, 거친 금속판의 표면을 연마하는 금속판 연마기는 본 출원인의 선출원인 등록실용신안 제20-0463188호(연마기용 직선이동 안내장치)에도 자세하게 개시되어 있는 바와 같이, 상면에 연마대상 금속판이 안착되는 베드와, 상기 베드 위에서 금속판의 표면을 연마 가공하는 연마유닛과, 상기 연마유닛이 금속판 전체를 연마할 수 있도록 상기 연마유닛을 베드의 길이방향과 폭 방향으로 각각 이동시키는 길이방향 이송유닛과 폭방향 이송유닛으로 구성된다.
그리고, 상기 연마유닛에는 금속판을 가압한 상태에서 고속으로 회전하면서 금속판의 표면을 연마하는 연마휠과, 상기 연마휠이 금속판을 일정한 압력부하로 가압하도록 하강시키거나 금속판으로부터 상향 이격되도록 상승시키는 승강모터와, 상기 연마휠을 고속으로 회전시키는 휠구동모터가 구비된다.
이러한 구성에 의해, 상기 연마유닛은 연마휠이 금속판의 표면에 일정 가압력으로 밀착된 상태에서 고속 회전함으로써 금속판의 표면을 연마하게 되며, 이러한 연마유닛이 길이방향 이송유닛과 폭방향 이송유닛에 의해 금속판의 길이방향을 따라 이동하고 폭 방향을 따라 위치 이동이 되는 방식으로 연마를 진행하여 금속판의 전체 표면을 연마하게 된다.
그런데, 이러한 종래 연마유닛의 경우, 승강모터에 의해 하강된 연마휠이 금속판의 표면에 설정된 압력부하로 밀착되어 그 위치가 고정된 상태에서만 연마 가공이 이루어지는 구성이므로, 연마처리 품질이 떨어지고, 연마휠에 과부하가 자주 걸리게 됨으로써 연마휠이나 휠구동모터의 손상에 따른 수명이 단축되는 문제점이 발생하였다.
즉, 연마대상이 되는 금속판의 표면은 완전하게 평평한 직선 형태를 가질 수 없으며 부분적으로 굴곡이 지는 형태를 가질 수 밖에 없는데, 종래의 연마유닛의 경우에는 연마휠이 일정한 압력부하로 금속판에 밀착되어 수직위치가 고정된 상태에서 연마가 이루어지므로, 금속판의 길이방향을 따라 연마가 진행되는 과정에서 금속판 표면의 굴곡진 부분과 직선부분에서 연마처리가 균일하지 못하여 연마품질이 저하될 수 밖에 없음과 함께, 굴곡진 부분에서 회전하는 연마휠에 충격이 가해지거나 과부하가 걸리게 되므로 반복적인 연마가공시 연마휠과 휠구동모터의 손상이 발생하는 문제점이 있는 것이다.
또한, 종래 연마유닛의 경우에는 연마휠이 오로지 승강모터의 작동에 의해서만 승강이 제어될 뿐이므로 승강모터의 오작동시에는 연마휠이 금속판과 충돌하면서 금속판이 찌그러지거나 연마휠이 파손되는 치명적인 문제점이 발생할 수도 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 본 발명의 목적은 연마휠의 부하 변동에 따라 연마휠의 승강을 탄성적으로 조절하여 균일한 연마가공을 통해 연마품질을 향상시킬 수 있음과 함께 연마휠과 휠구동모터의 손상이나 파손을 효율적으로 방지할 수 있는 금속판 연마기의 연마유닛을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제해결수단으로서,
연마대상 금속판이 안착된 베드의 위에서 길이방향 이송유닛과 폭방향 이송유닛에 의해 상기 베드의 길이방향과 폭방향으로 이동되며, 승강모터가 구비되는 메인프레임과, 상기 메인프레임에 승강 가능하게 설치되어 상기 승강모터에 의해 승강되는 승강부재와, 상기 승강부재에 결합되어 승강부재의 승강에 연동하며, 휠구동모터가 구비되는 휠프레임과, 상기 휠프레임의 하단에 축설되어 휠프레임의 하강시 상기 금속판에 밀착된 상태에서 상기 휠구동모터에 의해 회전되면서 금속판의 표면을 연마하는 연마휠을 포함하되, 상기 휠프레임은 상기 승강부재에 승강 가능하게 결합됨과 함께, 상기 휠프레임과 승강부재 사이에는 상기 연마휠의 부하 변동에 따라 승강부재에 대한 휠프레임의 상대적인 승강을 조정하는 휠승강조절부재가 구비되는 금속판 연마기의 연마유닛이 개시된다.
여기서, 상기 휠승강조절부재는 상기 승강부재의 상단부에 고정되면서 상기 휠프레임의 상단 수평부를 상향 관통하는 지지볼트와, 상기 지지볼트의 상단에 결합 고정되는 고정너트와, 상기 승강부재와 수평부 사이 및 상기 수평부와 고정너트 사이에 각각 설치되는 한 쌍의 조절스프링을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 승강부재는 상기 메인프레임에 구비된 승강용 LM가이드를 따라 승강 가능하게 설치되고, 상기 휠프레임은 상기 승강부재에 구비된 조정용 LM가이드를 따라 승강 가능하게 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 금속판 연마기의 연마유닛에 의하면,
부하가 변동되는 굴곡진 부분에서도 휠승강조절부재에 의해 연마휠의 수직위치가 굴곡진 면에 대응하여 자동 조정되면서 균일한 압력부하로 연마가 이루어지게 되므로 금속판 표면 전체에 대해 균일한 연마 가공이 가능하여 연마품질을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 연마가공시 연마휠이 균일한 부하를 받게 되므로 종래와 같이 불측의 과부하로 인한 연마휠이나 휠구동모터의 손상을 효율적으로 방지할 수 있으며, 오작동 등에 의해 연마휠이 금속판에 충돌하더라도 휠승강부재에 의해 완충이 이루어지면서 금속판이나 연마휠의 파손을 방지할 수 있으므로, 장시간 고장의 문제없이 연마기를 안전하게 운용할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 상기한 바와 같이 구체적으로 명시한 효과 이외에 본 발명의 특징적인 구성으로부터 용이하게 도출되고 기대될 수 있는 특유한 효과 또한 본 발명의 효과에 포함될 수 있음을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 연마유닛이 적용된 금속판 연마기의 전면 구성도이고,
도 2는 본 발명의 연마유닛이 적용된 금속판 연마기의 측면 구성도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마유닛의 구성을 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 휠승강조절부재의 작용과 굴곡진 표면에서의 연마휠의 승강작동을 예시한 작동예시도이다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 금속판 연마기의 연마유닛에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 첨부된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 축소되거나 과장되어 표현될 수 있음을 유의하여야 한다.
또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “설치되어”, “고정되어” “결합되어” 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 설치, 고정, 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
아울러, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 금속판 연마기의 연마유닛을 나타내는 도면들로서, 상기 도면들에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 금속판 연마기의 연마유닛(100, 이하 “연마유닛”이라 함.)은 메인프레임(10)과, 승강모터(20)와, 승강부재(30)와, 휠프레임(40)과, 휠구동모터(50)와, 연마휠(60)과, 휠승강조절부재(70)를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 1과 도 2에 도시된 것처럼, 상기 메인프레임(10)은 연마대상 금속판(M)이 안착되는 연마기의 베드(200) 상부에 위치되며, 길이방향 이송유닛(300)에 의해 상기 베드(200)의 길이방향을 따라 전후진 이동이 됨과 함께 폭방향 이송유닛(400)에 의해 상기 베드(200)의 폭방향으로 이동될 수 있게 설치된다.
여기서, 상기 길이방향 이송유닛(300)은 상기 메인프레임(10)을 베드(200)의 길이방향, 즉 베드(200) 위에 안착된 금속판(M)의 길이방향으로 이동시켜 연마유닛(100)이 금속판(M)의 길이방향을 따라 표면을 연마할 수 있도록 기능하게 되고, 상기 폭방향 이송유닛(400)은 후술할 연마휠(60)의 폭 만큼 상기 길이방향으로의 연마가 완료되었을 때 메인프레임(10)을 베드(200)의 폭방향, 즉 금속판(M)의 폭방향으로 이동시켜 새롭게 길이방향으로의 연마가 진행될 수 있도록 기능하는 금속판 연마기의 구성부분으로서, 이러한 길이방향 이송유닛(300)과 폭방향 이송유닛(400)은 전술한 선행문헌에도 개시되어 있는 당해 기술분야의 공지구성임과 함께 본 발명의 특징에 대한 설명과는 무관하므로 그 상세한 구성 및 작용에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에 도시된 것처럼, 상기 승강모터(20)는 상기 메인프레임(10)의 상단에 구비가 되고, 상기 승강부재(30)는 상기 메인프레임(10)의 전방에 승강 가능하게 설치가 되어 상기 승강모터(20)의 작동에 따라 승강이 이루어지게 된다.
이를 위하여, 상기 메인프레임(10)의 전면에는 승강용 LM가이드(11)가 구비되고, 내부에는 상기 승강모터(20)에 의해 회전구동되는 회전축(12)이 설치된다.
또한, 상기 회전축(12)에는 회전축(12)의 회전방향에 따라 상승 또는 하강되는 작동로드(13)가 결합되고, 메인프레임(10)의 전면에는 상기 작동로드(13)가 메인프레임(10)을 간섭없이 통과하여 승강부재(30)까지 연장될 수 있도록 개구된 로드통행구(14)가 형성된다.
그리고 상기 승강부재(30)는 상기 승강용 LM가이드(11)를 따라 승강이 가능하도록 상기 승강용 LM가이드(11)에 설치됨과 함께, 상기 작동로드(13)에 연동하도록 후면이 작동로드(13)에 결합이 된다.
이러한 구성에 의해, 상기 승강모터(20)가 구동되면 작동로드(13)가 승강되면서, 작동로드(13)에 결합된 상기 승강부재(30)가 승강용 LM가이드(11)를 따라 승강이 이루어지게 된다.
상기 휠프레임(40)은 상기 승강부재(30)의 전방에 결합되며, 그에 따라 승강모터(20)의 구동시 상기 승강부재(30)에 연동하여 승강이 이루어지게 된다.
상기 휠구동모터(50)는 상기 휠프레임(40)의 상단에 구비되며, 후술할 연마휠(60)을 고속 회전시키는 기능을 수행한다.
상기 연마휠(60)은 상기 휠프레임(40)의 하단에 축설되며, 상기 휠구동모터(50)에 의해 고속으로 회전되면서 금속판(M)의 표면을 연마 가공한다.
상기 휠구동모터(50)와 연마휠(60) 사이의 동력전달수단으로서 도시된 것처럼 벨트방식이 예시되어 있으나 이는 일 예시일 뿐이며, 그 외에 체인방식이나 기어방식 등 공지된 다양한 동력전달수단이 변경 적용될 수 있다.
상기와 같이 연마휠(60)이 휠프레임(40)에 설치되어 있는 바, 승강모터(20)의 구동에 따라 휠프레임(40)이 하강되면 연마휠(60)은 베드(200)에 안착된 연마대상 금속판(M)의 표면에 설정된 압력부하로 가압을 하게 되고, 이 상태에서 휠구동모터(50)에 의해 고속으로 회전하면서 금속판(M)의 표면을 연마 가공하게 된다.
이 때, 본 발명에서는 상기 연마휠(60)의 수직상 위치가 고정되지 않고 연마휠(60)의 부하 변동에 따라 연마휠(60)의 승강이 조절될 수 있도록, 상기 승강부재(30)와 결합되는 휠프레임(40)은 승강부재(30)에 고정 결합되는 것이 아니라 승강부재(30)에 대해 상대적인 승강이 가능하도록 결합된다.
이를 위하여, 상기 승강부재(30)의 전면에는 조정용 LM가이드(31)가 구비되고, 상기 휠프레임(40)은 상기 조정용 LM가이드(31)를 따라 승강이 가능하도록 상기 조정용 LM가이드(31)에 설치가 이루어지게 된다.
그리고 상기 휠승강조절부재(70)가 상기 휠프레임(40)과 승강부재(30) 사이에 구비되어 상기 연마휠(60)의 부하 변동에 따라 승강부재(30)에 대한 휠프레임(40)의 상대적인 승강을 조정하게 된다.
이러한 휠승강조절부재(70)는 연마휠(60)의 부하변동시 휠프레임(40)의 승강을 조정함으로써 연마휠(60)이 균일한 압력부하로 금속판(M)의 표면을 연마 가공할 수 있도록 하는 기능을 수행하는데, 이를 위한 휠승강조절부재(70)는 지지볼트(71)와, 고정너트(72)와, 한 쌍의 조절스프링(73)으로 구성될 수 있다.
상기 지지볼트(71)는 상기 승강부재(30)의 상단부에 수직으로 고정이 되며, 승강부재(30)의 상측으로 이격된 상기 휠프레임(40)의 상단 수평부(41)를 관통하여 상향 연장이 된다.
상기 고정너트(72)는 상기 수평부(41)를 관통한 지지볼트(71)의 상단에 결합되어 고정된다.
그리고 상기 한 쌍의 조절스프링(73)은 상기 승강부재(30)와 휠프레임(40)의 수평부(41) 사이 및 상기 수평부(41)와 고정너트(72) 사이에 각각 설치된다.
이러한 구성에 의해, 도 4에 도시된 것처럼, 상기 휠승강조정부재(70)는 연마휠(60)이 금속판(M)의 굴곡진 부분을 연마가공할 때와 같이 부하가 변동되는 경우 상기 한 쌍의 조절스프링(73)의 압축과 복원작용을 통해 탄성적으로 휠프레임(40)의 승강을 자동 조절하게 되며, 그에 따라 금속판(M)의 표면상태에 따라 연마휠(60)의 수직상 위치가 조절되면서 연마휠(60)이 설정된 압력부하로 금속판(M) 표면 전체를 균일하게 연마 가공할 수 있게 된다.
한편, 상술한 본 발명은 실시예에 따라서는 연마휠(60)의 부하변동을 탄성적으로 조정하는 상기 휠승강조절부재(70)와 별도로 상기 승강모터(20)를 정밀 위치제어가 가능한 서보모터(servo-motor)로 적용하여, 연마휠(60)의 부하변동에 따른 서보모터의 자동제어(PLC제어)를 통해 연마휠(60)의 수직상의 위치를 조정하는 것도 가능하다.
이상으로 본 발명의 실시예에 따른 연마유닛(100)의 구성을 설명하였는 바, 이하에서는 그 작동을 살펴보기로 한다.
연마기의 베드(200) 위에 연마대상인 금속판(M)이 올려져 안착된 상태에서 연마유닛(100)의 연마가공이 시작되는 바, 먼저 승강모터(20)가 작동되어 승강부재(30)를 하강시킨다.
그러면, 휠프레임(40)도 연동하여 하강하게 되면서 휠프레임(40) 하단의 연마휠(60)은 설정된 압력부하로 금속판(M)의 표면을 가압하면서 밀착이 이루어지게 되며, 이렇게 연마휠(60)이 금속판(M)의 표면에 밀착된 상태에서 승강모터(20)의 작동은 정지되고 휠구동모터(50)가 작동된다. 여기서, 물론 상기 휠구동모터(50)가 승강모터(20)의 작동과 함께 작동되어 연마휠(60)이 고속 회전하는 상태로 상기 금속판(M)에 밀착되어도 무방하다.
이렇게 휠구동모터(50)의 작동에 따라 연마휠(60)은 고속으로 회전하면서 밀착된 금속판(M)의 표면을 연마하기 시작하며, 이때 연마기의 길이방향 이송유닛(300)이 가동되어 연마유닛(100)을 금속판(M)의 길이방향으로 이동시키게 됨에 따라 연마휠(60)에 의한 연마가공이 금속판(M)의 길이방향으로 계속적으로 이루어지게 된다.
그런데, 상기와 같이 연마휠(60)이 금속판(M)의 길이방향을 따라 이동하면서 표면을 연마할 때, 금속판(M)의 표면에는 굴곡진 부분이 존재하므로 이러한 굴곡진 부분에 대한 연마가공도 이루어지게 된다.
이 때, 연마휠(60)이 굴곡진 부분과 만나게 되면 휠승강조절부재(70)에 구비된 조절스프링(71)의 탄성력에 의해 휠프레임(40)의 승강이 자동으로 조정되고, 그에 따라 연마휠(60)은 굴곡진 표면에 대응하여 수직위치가 조정이 되면서 굴곡진 표면도 동일한 압력부하 상태에서 균일하게 연마가공을 할 수 있게 된다.
그리고, 이러한 길이방향의 연마가공이 완료되면 승강모터(20)가 작동되어 휠프레임(40)을 상승시킨 후 연마기의 폭방향 이송유닛(400)이 가동되어 연마유닛(100)을 금속판(M)의 폭방향으로 일정거리 이동시키게 되고, 전술한 길이방향의 연마가공이 다시 진행되게 된다.
그리고 이러한 연마가공과정이 반복적으로 진행됨으로써 금속판(M)의 전체 표면에 대한 균일한 연마가공이 이루어지게 되는 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연마유닛의 경우에는 종래의 연마유닛과 달리 금속판의 표면상태에 따라 연마휠의 승강을 조정함으로써 금속판 전체에 대해 연마휠이 동일한 압력부하 상태에서 균일하게 연마 가공을 할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 연마유닛의 경우에는 연마휠의 승강이 조정되면서 연마휠이 동일한 압력부하 상태에서 연마 가공을 하게 되므로 종래와 같이 과부하에 의한 연마휠이나 휠구동모터의 손상 등을 효율적으로 방지할 수 있음과 함께, 기기의 오작동에 의한 연마휠의 충돌이나 가공초기 연마휠이 금속판에 밀착될 때의 충돌 시에 휠승강조절부재에 의해 완충이 되므로 연마휠과 금속판의 파손 등을 예방할 수 있음을 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였는데, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예 및 도면들에 기재된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 수정 또는 변경된 등가의 구성은 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 것이라 할 것이다.
첨부된 도면들의 주요부위에 대한 부호를 설명하면 다음과 같다.
10: 메인프레임 11: 승강용 LM가이드
12: 회전축 13: 작동로드
14: 로드통행구 20: 승강모터
30: 승강부재 31: 조정용 LM가이드
40: 휠프레임 41: 수평부
50: 횔구동모터 60: 연마휠
70: 휠승강조절부재 71: 지지볼트
72: 고정너트 73: 조절스프링

Claims (3)

  1. 연마대상 금속판(M)이 안착된 베드(200)의 위에서 길이방향 이송유닛(300)과 폭방향 이송유닛(400)에 의해 상기 베드(200)의 길이방향과 폭 방향으로 이동되며, 승강모터(20)가 구비되는 메인프레임(10);
    상기 메인프레임(10)에 승강 가능하게 설치되어 상기 승강모터(20)에 의해 승강되는 승강부재(30);
    상기 승강부재(30)에 승강 가능하게 결합되어 승강부재(30)의 승강에 연동하며, 휠구동모터(50)가 구비되는 휠프레임(40);
    상기 휠프레임(40)의 하단에 축설되어 휠프레임(40)의 하강시 상기 금속판(M)에 밀착된 상태에서 상기 휠구동모터(50)에 의해 회전되면서 금속판(M)의 표면을 연마하는 연마휠(60);
    상기 휠프레임(40)과 승강부재(30) 사이에 구비되어, 상기 연마휠(60)의 부하 변동에 따라 승강부재(30)에 대한 휠프레임(40)의 상대적인 승강을 조정하는 휠승강조절부재(70);를 포함하되,
    상기 휠승강조절부재(70)는,
    상기 승강부재(30)의 상단부에 고정되면서 상기 휠프레임(40)의 상단 수평부(41)를 상향 관통하는 지지볼트(71)와, 상기 지지볼트(71)의 상단에 결합 고정되는 고정너트(72)와, 상기 승강부재(30)와 수평부(41) 사이 및 상기 수평부(41)와 고정너트(72) 사이에 각각 설치되는 한 쌍의 조절스프링(73)을 포함하고,
    상기 승강부재(30)는 상기 메인프레임(10)에 구비된 승강용 LM가이드(11)를 따라 승강 가능하게 설치되고, 상기 휠프레임(40)은 상기 승강부재(30)에 구비된 조정용 LM가이드(31)를 따라 승강 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 금속판 연마기의 연마유닛.
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