KR101814910B1 - 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 진공지그에 사용되는 절삭유를 효율적으로 수집 및 회수할 수 있는 효과가 있다. 이를 위해 특히, 본 실시예는 절삭유를 수집하는 절삭유 수집장치에 있어서, 진공지그 측의 제1 진공 배관과 연결되는 제1 흡입구가 형성된 제1 흡입부와, 진공 펌프 측의 제2 진공 배관과 연결되는 제2 흡입구가 형성된 제2 흡입부와, 제1 흡입부로부터 유입된 절삭유를 내부에 수집하고 외부 대기가 통할 수 있는 대기홀이 형성된 절삭유 수집부와, 수집된 절삭유를 절삭유 수집부에 형성된 배출구를 통해 외부로 배출하는 절삭유 배출부와, 제2 흡입구와 대기홀을 선택적으로 개폐하는 진공 활성화 수단을 포함하는 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치를 포함한다.

Description

진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치{CUTTING FLUID COLLECTING APPARATUS USING VACCUM PIPE LINE}
본 발명은 진공지그에 사용되는 절삭유를 수집하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공지그의 진공 파이프에 유입되는 절삭유를 수집하는 절삭유 수집장치에 관한 것이다.
CNC(computer numerical control) 등의 가공장치를 통해 피가공물을 지그에 고정하여 태핑 등의 가공 작업을 하는 경우에 가공 시 발생하는 열을 줄이고 공구 수명 및 가공 표면 질을 높이기 위해 절삭유(cutting fluid)를 활용하는 데, 이러한 절삭유는 대략 가공장치 1대 1일 기준으로 만원을 초과하는 수준으로 사용된다.
이러한 절삭유는 금속 재료와 같은 피가공물을 절삭 가공할 경우, 절삭 공구부를 냉각시키고 윤활하게 해서 공구의 수명을 연장하거나 다듬질면을 깨끗이 하기 위해 사용하는 윤활유의 일종으로 비수용성 절삭유와 수용성 절삭유가 있다.
가공장치 내에서 분사되는 절삭유는 일반적으로 가공장치 바닥에 절삭유 유로를 형성하여 수집되고 회수되며 가공칩 등의 불순물을 필터링하여 재사용될 수도 있다.
한편, 피가공물을 대량 생산하는 경우 진공 방식으로 고정하는 진공지그가 사용되는 데 가공장치 바닥에 낙수되는 부분 이외에 절삭유가 진공 배관을 통해 유입되어 여과기에까지 고이는 현상이 빈번히 발생하고 있다. 이 경우 작업자가 여과기에 쌓인 절삭유를 가공기에 분산 회수 시키는 작업을 해야 하는 데 생산에 불필요한 비용이 발생하고 여과기에 쌓이는 절삭유 양을 체크해야 하는 등의 불편함이 뒤따를 수 밖에 없다. 특히 절삭유가 진공 펌프에까지 이르는 경우 진공 펌프의 고장 발생의 원인이 되기도 한다.
종래 이러한 절삭유를 수집하여 회수하는 기술과 관련된 선행특허는 발견할 수 없으며, 단지 국내등록 제10-1191653호에서 진공지그에 물린 가공대상물에 골고루 절삭유를 분사할 수 있도록 절삭유공급관을 절삭가공장치에 구성하고 있는 기술을 개시하거나 일반적으로 가공장치에서 수집되는 절삭유의 정화 장치 등을 개시하고 있을 뿐이다. 이러한 선행특허도 여전히 전술한 문제점이 발생할 수 있음은 자명하다.
따라서, 진공 배관 등을 통해 유입되는 절삭유를 효율적으로 수집 및 회수할 수 있는 절삭유 수집장치에 대한 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 진공지그에 사용되는 절삭유를 효율적으로 수집 및 회수할 수 있는 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제2 목적은 진공 배관으로 유입되는 절삭유를 수집 및 회수함으로써 여과기 및 진공 펌프에 절삭유가 유입되는 것을 원천 차단할 수 있는 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제3 목적은 진공 배관으로 유입되는 절삭유를 수집 및 회수함에 있어서 작업자가 용이하게 진공지그를 활성화 또는 비활성화할 수 있는 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 절삭유를 수집하는 절삭유 수집장치에 있어서, 진공지그 측의 제1 진공 배관과 연결되는 제1 흡입구가 형성된 제1 흡입부와, 진공 펌프 측의 제2 진공 배관과 연결되는 제2 흡입구가 형성된 제2 흡입부와, 제1 흡입부로부터 유입된 절삭유를 내부에 수집하는 절삭유 수집부와, 수집된 절삭유를 절삭유 수집부에 형성된 배출구를 통해 외부로 배출하는 절삭유 배출부를 포함하는 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
여기서, 절삭유 배출부는 진공 배관의 진공 파괴 시 수집된 절삭유의 하중에 기초하여 수집된 절삭유를 외부로 배출하는 것일 수 있다.
또한, 절삭유 배출부는 절삭유 수집부 외부로 열리고 닫힐 수 있는 여닫이 배출도어를 포함할 수 있다. 이러한 절삭유 배출부는 여닫이 배출도어를 걸 수 있는 힌지가 설치될 수 있으며, 여닫이 배출도어가 수평으로 닫히고 수직 방향으로 열리도록 구성하거나 수직으로 닫히고 수평 방향으로 열리도록 구성할 수도 있다.
그리고, 여닫이 배출도어는 수집된 절삭유의 배출 후 여닫이 배출도어의 하중에 기초하여 닫힐 수 있다.
아울러, 절삭유 배출부는 여닫이 배출도어의 힌지부에 복원력을 발생시키는 탄성수단을 더 포함하고, 수집된 절삭유의 배출 후 발생된 복원력에 기초하여 닫히는 것일 수 있다.
절삭유 배출부는 여닫이 배출도어를 배출구보다 크게 형성하되 배출구 테두리를 따라 장착되는 오링을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은 본 발명의 변형예로서, 절삭유를 수집하는 절삭유 수집장치에 있어서, 진공지그 측의 제1 진공 배관과 연결되는 제1 흡입구가 형성된 제1 흡입부와, 진공 펌프 측의 제2 진공 배관과 연결되는 제2 흡입구가 형성된 제2 흡입부와, 제1 흡입부로부터 유입된 절삭유를 내부에 수집하고 외부 대기가 통할 수 있는 대기홀이 형성된 절삭유 수집부와, 수집된 절삭유를 절삭유 수집부에 형성된 배출구를 통해 외부로 배출하는 절삭유 배출부와, 제2 흡입구와 대기홀을 선택적으로 개폐하는 진공 활성화 수단을 포함하는 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
여기서 진공 활성화 수단은, 제2 흡입구와 대기홀 사이에 위치하여 제2 흡입구와 대기홀을 선택적으로 개폐하는 진공 활성화 디스크와, 대기홀을 관통하여 진공 활성화 디스크에 연결되어 동력을 전달하는 실린더를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 진공지그에 사용되는 절삭유를 효율적으로 수집 및 회수할 수 있는 효과가 있다.
또한, 진공 배관으로 유입되는 절삭유를 수집 및 회수함으로써 여과기 및 진공 펌프에 절삭유가 유입되는 것을 원천 차단할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 피가공물을 가공하는 가공장치마다 설치하여 절삭유를 주기적으로 수집 및 회수할 수 있으므로 가공장치 수준에서 절삭유를 재활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치의 절삭유 수집 원리를 설명하는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치의 절삭유 배출 원리를 설명하는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치의 저면부를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치의 변형예의 사시도를 나타낸 도면,
도 6은 도 5의 A-A 방향으로 바라본 변형예의 종단면도를 나타낸 도면이다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 표기된 동일한 도면부호는 동일한 구성을 나타낸다.
< 절삭유 수집장치>
본 발명인 절삭유 수집장치(1)에 따른 일 실시예는 제1 흡입부(10), 제2 흡입부(12), 절삭유 수집부(14) 그리고 절삭유 배출부(16) 구성들을 포함한다. 절삭유 수집장치(1)는 진공배관(P) 상에 설치되어 개개의 가공장치 수준에서 진공지그(3)를 통해 유입되는 절삭유를 수집 및 회수하는 작용을 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치의 절삭유 수집 원리를 설명하는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치의 절삭유 배출 원리를 설명하는 도면이다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예 구성 및 작동 원리를 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예 절삭유 수집장치(1)는 종래 진공지그(3), 진공파이프(P), 진공펌프(5) 및 여과기(미도시) 등으로 구성되었던 가공기기에 진공파이프(P) 선상에 장착되어 절삭유를 용이하게 수집 및 회수한다. 따라서, 진공상태가 활성화되는 경우, 제1 흡입부(10)는 진공지그(3) 측 진공 파이프(P)에 형성되어 공기를 흡입하고, 제2 흡입부(12)는 진공펌프(5) 측 진공 파이프(P)에 형성되어 절삭유 수집부(14)를 패스한 공기를 흡입한다. 절삭유는 진공지그(3)에 형성된 다수홀들을 통해 피가공물을 흡착하는데 이러한 절삭유는 액체이므로 소량이던 대량이던 필연적으로 다수홀을 통해 진공 파이프(P)로 흡입될 수밖에 없다. 흡입된 절삭유(F)는 절삭유 수집부(14)에 수집되며 흡입된 공기는 제2 흡입부(12)의 제2 흡입구(120)를 통해 계속 이동한다. 진공상태가 활성화되어 있는 경우에는 절삭유 수집부(14) 내의 흡입된 절삭유(F)는 외부 대기압에 의하여 배출되지 않으므로 진공상태가 유지될 수 있다.
흡입된 절삭유(F)가 절삭유 수집부(14)에 일정량 수집되면 진공상태를 비활성화하게 되고, 진공상태가 비활성화된 경우, 제1 흡입부(10)와 제 2흡입부(12) 그리고 진공파이프(P) 내부는 대기와 기압이 같아지면서 절삭유 배출부(16)가 작동하게 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 절삭유 배출부(16)의 여닫이 도어(162)가 수집된 절삭유(F)의 무게에 의해 열리게 되고 배출구(16)를 통해 수집된 절삭유(F)가 배출되게 된다. 배출된 절삭유(F)는 진공지그(3) 외부에 분사된 절삭유가 수집되는 가공장치의 수집로(미도시)를 통해 수집되어 재사용될 수 있다.
따라서, 이러한 절삭유 수집장치(1)는 가공장치마다 설치될 수 있으며 가공장치에서 분사된 절삭유 수집로가 있는 경우 절삭유 배출구(160)를 통해 배출되는 절삭유가 절삭유 수집로에 배출되도록 하는 것이 바람직하다. 배출되어 수집된 절삭유는 가공팁을 걸러서 재사용될 수 있다.
절삭유 배출부(16)는 도 1 및 도 2에서와 같이, 배출구(160), 여닫이 도어(162), 탄성수단(164), 오링(166)으로 구성될 수 있지만 탄성수단(164)이 없는 변형예로도 실시될 수 있다. 이 경우, 본 실시예가 여닫이 도어(162)의 도어판이 수평으로 닫혀 있다가 하방으로 열리도록 구성되어 있지만 수직으로 닫혀 있다가 측방으로 열리도록 구성할 수도 있으며 수평과 수직의 사이각으로 닫혀 있다가 열리도록 구성할 수도 있을 것이다. 즉, 여닫이 도어(162)가 열리는 것은 수집된 절삭유(F)의 무게로 열리는 것이므로 다 배출된 후에는 여닫이 도어(162)의 무게로 닫힐 수 있도록 구성할 수 있는 것이다.
오링(166)은 진공상태가 활성화된 경우 절삭유 수집부(14) 내의 밀폐를 위해 필요하다. 그리고, 절삭유 배출부(16)는 여닫이 배출도어(162)를 배출구(160)보다 크게 형성하되 배출구(160) 테두리를 따라 오링(166)을 장착할 수 있다.
여기서 오링(166)은 밀폐를 위해 장착되는 한 고무나 합성수지재 등 재질에 무관하며 형상도 연속적인 형상이던 복수의 절편을 단속적으로 연결하여 전체적으로 오링을 형성하던지 상관없이 배출구(160) 테두리에 형성되어 밀폐기능을 하는 모든 형태의 밀폐재를 포함하는 개념이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치의 저면부를 나타낸 사시도이다. 본 실시예를 구성은 아크릴로 형성하였지만 절삭유 수집부(14)는 투명, 불투명을 불문하고 소재 또한 합성수지재일 수도 있고 금속소재일 수도 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 제1 흡입부(10) 및 제2 흡입부(12)에 진공배관(P)을 삽입할 수 있는 엘보 형태의 이음관이 형성될 수 있으며 도시되어 있지 않지만 제2 흡입부(12)에 진공을 활성 또는 비활성 시킬 수 있는 진공 활성화/비활성화 수단으로 밸브가 형성될 수도 있다. 여기서, 진공 활성화/비활성화 수단은 다양한 실시예가 가능하며 절삭유 수집부(14)의 일면에 외부 대기와 통하는 대기홀을 형성하고 대기홀 개폐를 통해 위한 진공 활성화/비활성화 수단을 구성할 수도 있다.
제1, 2 흡입구(110, 120) 이외에 대기홀을 형성하는 경우에는 내부에서 대기홀에 맞닿고 회동할 수 있는 바(bar) 형태의 회동부재를 삽입하여 레버와 같은 외부 조작수단의 조작에 의해 회동부재가 회동되면 선택적으로 대기홀이 열리거나 닫히게 하여 구성할 수도 있을 것이다. 이와 달리 일면에 관통홀이 형성된 실린더 형태로 형성하여 대기홀을 향한 왕복운동에 기반하여 선택적으로 개폐가 될 수도 있을 것이다.
< 절삭유 수집장치의 변형예 >
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치의 변형예의 사시도를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5의 A-A 방향으로 바라본 변형예의 종단면도를 나타낸 도면이다. 도 5 및 6을 참조하면, 본 변형예인 절삭유 수집장치(2)는 전술한 절삭유 수집장치(1)와 달리 절삭유 수집부(24)에 대기홀(272)이 더 형성되어 있고, 대기홀(272)과 제2 흡입구(220)를 선택적으로 개폐할 수 있는 진공 활성화 수단이 더 포함된다. 전술한 절삭유 수집장치(1)가 밸브 등을 개폐수단을 설치하여 진공 활성화 및 비활성화를 제어할 수 있는 반면, 본 변형예는 진공 활성화 및 진공 비활성화를 진공 활성화 수단을 통해 비교적 용이하게 제어할 수 있도록 구성된다.
본 변형예는 진공지그 측의 제1 진공 배관(P)과 연결되는 제1 흡입구(200)가 형성된 제1 흡입부(20)와, 진공 펌프 측의 제2 진공 배관(P)과 연결되는 제2 흡입구(220)가 형성된 제2 흡입부(22)와, 제1 흡입부(20)로부터 유입된 절삭유를 내부에 수집하고 외부 대기가 통할 수 있는 대기홀(272)이 형성된 절삭유 수집부(24)와, 수집된 절삭유를 절삭유 수집부(24)에 형성된 하나 이상의 배출구(260)를 통해 외부로 배출하는 절삭유 배출부(26)와, 제2 흡입구(220)와 대기홀(272)을 선택적으로 개폐하는 진공 활성화 수단을 포함하는 진공 배관을 포함하여 구성된다. 여기서 진공 활성화 수단은 대기홀(272)을 관통하여 동력을 전달하는 실린더(274)와 실린더(274)의 동력 전달 샤프트(shaft) 끝에 장착되어 대기홀(272)과 제2 흡입구(220)를 선택적으로 개폐하는 진공 활성화 디스크(270)를 포함한다. 실린더(274)는 유압 또는 공압 실린더로 구성할 수 있으며, 진공 활성화 디스크(270)는 제2 흡입구(220)와 대기홀(272)보다 큰 폭으로 형성하는 것이 바람직하되, 본 변형예처럼 가장자리로 갈수록 경사지도록 형성될 수도 있다.
본 변형예의 작동 상태를 설명하면, 진공을 활성화하는 경우는, 진공 펌프(5)가 작동하는 상태에서 진공 활성화 디스크(270)를 실린더(274) 왕복 운동으로 상부로 이동시키게 되고 이에 대기홀(272)은 닫히고 제2 흡입구(220)는 열리게 된다. 그렇게 되면, 절삭유는 제1 흡입구(200)를 통해 절삭유 수집부(24)에 수집되고 공기만이 제2 흡입구(220)를 통해 흐르게 된다.
절삭유가 절삭유 수집부(24)에 수집되어 진공을 비활성화하는 경우는, 진공 펌프(5)가 작동하는 상태에서 진공 활성화 디스크(270)를 실린더(274) 왕복 운동으로 하부로 이동시키게 되고 이에 대기홀(272)은 열리고 제2 흡입구(220)는 닫히게 된다. 그렇게 되면, 절삭유 수집부(24)는 대기홀(272)을 통해 유입된 공기로 내외부 기압이 동일해지고 수집된 절삭유는 하중에 의해 절삭유 배출부(26)를 통해 배출된다. 여기서 절삭유 수집부(24) 외부 대기 또는 외부 공기는 대기압일 수도 있지만 피가공물 가공장치 내부의 기압일 수도 있으며 진공이 비활성화되는 상태의 기압을 의미한다.
절삭유 배출부(26)는 절삭유 수집부(24) 하부에 형성된 배출구(260)에 연장 형성된 배출관과 그 끝단에 여닫이 배출도어(262)로 구성될 수 있는데, 여기서 여닫이 배출도어(262)는 일 모서리에 힌지축으로 결합하여 구성될 수 있으며 절삭유가 배출된 이후에 여닫이 배출도어(262)의 하중으로 닫힐 수 있도록 구성되었다. 배출되는 절삭유에는 가공칩(chip)이 포함될 수 있는데 이러한 가공칩이 여닫이 배출도어(262)의 닫힘을 방해하여 진공 활성화를 방해하는 경우에는 테두리에 홈을 형성하여 오링을 장착할 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당 업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
P: 배관
1, 2: 절삭유 수집장치
3: 진공지그
5: 진공 펌프
10, 20: 제1 흡입부
12, 22: 제2 흡입부
14, 24: 절삭유 수집부
16, 26: 절삭유 배출부
100, 200: 제1 흡입구
120, 220: 제2 흡입구
160, 260: 배출구
162, 262: 여닫이 배출도어
164: 탄성수단
166: 오링
168: 힌지축
270: 진공 활성화 디스크
272: 대기홀
274: 실린더

Claims (4)

  1. 진공지그, 진공 배관, 진공 펌프 및 절삭유 수집로를 포함하는 가공장치에 이용되는 절삭유를 수집하는 절삭유 수집장치에 있어서,
    상기 진공지그 측의 제1 진공 배관과 연결되는 제1 흡입구가 형성된 제1 흡입부와, 상기 진공 펌프 측의 제2 진공 배관과 연결되는 제2 흡입구가 형성된 제2 흡입부와, 상기 제1 흡입부로부터 유입된 절삭유를 내부에 수집하고 외부 대기가 통할 수 있는 대기홀이 형성된 절삭유 수집부와, 상기 수집된 절삭유를 상기 절삭유 수집부에 형성된 배출구를 통해 외부로 배출하는 절삭유 배출부와, 상기 제2 흡입구와 상기 대기홀을 선택적으로 개폐하는 진공 활성화 수단을 포함하고,
    상기 진공 활성화 수단에 기초하여 상기 제1 진공 배관, 상기 제2 진공 배관 및 상기 절삭유 수집부의 진공상태가 활성화되는 경우, 상기 제1 흡입부는 공기를 흡입하고, 상기 제2 흡입부는 상기 절삭유 수집부를 패스한 공기를 흡입하여 진공을 유지한 상태에서 상기 절삭유 수집부에 상기 절삭유가 수집되고,
    상기 진공 활성화 수단에 기초하여 상기 제1 진공 배관 및 상기 절삭유 수집부의 진공 파괴 시, 상기 절삭유 배출부는 상기 수집된 절삭유의 하중에 기초하여 상기 수집된 절삭유를 상기 절삭유 수집로로 배출하되,
    상기 절삭유 배출부는 상기 절삭유 수집부 외부로 열리고 닫힐 수 있는 여닫이 배출도어를 포함하고,
    상기 여닫이 배출도어는 상기 수집된 절삭유의 배출 후 상기 여닫이 배출도어의 하중에 기초하여 닫히는 것을 특징으로 하는 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 진공 활성화 수단은, 상기 제2 흡입구와 상기 대기홀 사이에 위치하여 상기 제2 흡입구와 상기 대기홀을 선택적으로 개폐하는 진공 활성화 디스크와, 상기 대기홀을 관통하여 상기 진공 활성화 디스크에 연결되어 동력을 전달하는 실린더를 포함하는 진공 배관을 이용한 절삭유 수집장치.
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