KR20190036067A - 자동 곡 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 작업 부재의 목표 곡 가공량과 진행되고 있는 작업 부재에 대한 곡 가공 작업결과를 비교하면서 자동으로 곡 가공 작업을 조절함으로써 곡 제작 시수를 최소한으로 할 수 있으며, 작업 부재의 양면에 열을 인가함으로써 작업 시간을 최소한으로 할 수 있는 자동 곡 가공 장치를 제안한다. 상기 자동 곡 가공 장치는, 베이스, 부재 서포트부, 하부 열공급부, 상부 가스토치 지지프레임 및 상부 열공급부를 포함한다.

Description

자동 곡 가공 장치{A automatic plate bending apparatus}
본 발명은 곡 가공 장치에 관한 것으로, 특히, 작업 부재의 목표 곡 가공량과 진행되고 있는 작업 부재에 대한 곡 가공 작업결과를 비교하면서 자동으로 곡 가공 작업을 조절함으로써 곡 제작 시수를 최소한으로 할 수 있으며, 작업 부재의 양면에 열을 인가함으로써 작업 시간을 최소한으로 할 수 있는 자동 곡 가공 장치에 관한 것이다.
곡 가공 작업은 가스토치(gas torch) 등 열원을 이용하여 작업 부재(철판)를 가열한 후 냉각시키는 과정에서의 응력(stress)을 이용하여 해당 작업 부재에 원하는 곡면을 형성시킨다. 작업자가 직접 가스토치로 작업 부재에 설정해 놓은 가열선을 가열한 후 냉각하여 곡면을 형성시키고, 미리 세팅해 놓은 템플릿(template)과 작업이 수행된 곳을 비교하면서 목표로 하는 곡면을 완성한다.
도 1은 수동을 진행하는 가열 작업의 사진이다.
도 2는 템플릿을 준비하는 과정의 사진이다.
종래에는 모든 곡 가공 작업이 작업자의 수작업으로 이루어지기 때문에, 표준화가 되어 있지 않고 작업 품질이 작업자의 숙련도에 따라 차이가 있어 실제 곡 가공 작업시간 대비 턴 오버 등을 위한 추가 작업에 많은 시간이 소요되어 전체적인 생산성이 감소한다는 단점이 있다.
상술한 바와 같이, 가열 후 작업 부재에 형성된 곡을 측정하기 때문에 수정작업이 빈번히 발생하며, 이에 따라 수정 작업 및 가열작업에 필요한 에너지가 추가로 투입되기 때문에 가공비가 상승한다.
곡량 측정에 사용되는 템플릿은 설계 도면을 참조하여 작업자가 측정 상황(측정위치, 측정높이 등)을 감안하여 여러 장의 템플릿을 수작업으로 세팅하여야 하기 때문에, 준비작업에 소요되는 시간과 인력이 과다하다는 단점이 있다.
대한민국 공개특허 10-2008-0083804호(2008년 9월 19일)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 작업 부재의 목표 곡 가공량과 진행되고 있는 작업 부재에 대한 곡 가공 작업결과를 비교하면서 자동으로 곡 가공 작업을 조절함으로써 곡 제작 시수를 최소한으로 할 수 있으며, 작업 부재의 양면에 열을 인가함으로써 작업 시간을 최소한으로 할 수 있는 자동 곡 가공 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동 곡 가공 장치는, 베이스, 부재 서포트부, 하부 열공급부, 상부 가스토치 지지프레임 및 상부 열공급부를 포함한다.
상기 베이스는 일정한 면적의 트랜치 구조의 베이스 바디, 상기 베이스 바디의 트랜치 내부의 바닥에 설치된 복수의 부재 변위 측정 센서 및 상기 베이스 바디의 트랜치 외부의 양 측면 가장자리에 2개의 베이스 가이드 레일이 형성된다. 상기 부재 서포트부는 상기 베이스의 트랜치 내부에서 상기 2개의 베이스 가이드 레일을 따라 이동하며 복수의 위치감지장치가 길이 방향으로 설치된 2개의 서포트 메인 프레임 및 상기 2개의 서포트 메인 프레임의 상부에 설치되는 복수의 부재 서포터를 포함한다. 상기 하부 열공급부는 상기 2개의 서포트 메인 프레임에 각각 형성된 제1가이드 레일을 따라 이동하는 하부 가스토치 가이드 프레임 및 상기 하부 가스토치 가이드 프레임을 따라 이동하며, 상부에 위치하는 작업 부재의 하부에 열을 인가하는 하부 가스토치 모듈을 포함한다. 상기 상부 가스토치 지지프레임은 상기 베이스의 트랜치 외부의 양 측면에 설치되며 복수의 위치감지장치가 길이 방향으로 설치된다. 상기 열공급부는 상기 2개의 상부 가스토치 지지프레임을 따라 이동하는 상부 가스토치 가이드 프레임 및 상기 가스토치 가이드 프레임을 따라 이동하면서 하부에 위치하는 상기 작업 부재의 상부에 열을 인가하는 상부 가스토치 모듈을 구비한다. 여기서, 상기 복수의 부재 변위 측정 센서는 곡 가공 작업 중 실시간으로 상기 작업 부재의 곡 가공 정도를 검출하고, 상기 복수의 부재 변위 측정 센서에서 검출한 곡 가공의 정도에 따라 상기 하부 가스토치 및 상기 상부 가스토치에서 상기 작업 부재에 공급하는 열의 양이 조절된다.
본 발명에 따른 자동 곡 가공장치는 작업 부재의 목표 곡 가공량과 진행되고 있는 작업 부재에 대한 곡 가공 작업결과를 비교하면서 자동으로 곡 가공 작업을 조절함으로써 곡 제작 시수를 최소한으로 할 수 있으며, 작업 부재의 양면에 열을 인가함으로써 작업 시간을 최소한으로 할 수 있으며, 작업자에게 요구되는 노동의 양이 최소한으로 되므로, 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있으며 작업자가 소음에 노출되는 것을 최소한으로 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 수동을 진행하는 가열 작업의 사진이다.
도 2는 템플릿을 준비하는 과정의 사진이다.
도 3은 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치의 구성 테이블이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치의 결합 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치의 단면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치의 구성 테이블이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치(300)는 베이스(310), 부재 서포터부(320), 하부 열공급부(330), 상부 가스토지 지지프레임(340), 상부 열공급부(350) 및 제어장치(360)으로 구성된다는 것을 알 수 있다.
베이스(310)는 베이스 바디(311), 복수의 부재 변위 측정 센서(312) 및 베이스 가이드 레일(313)으로 구성된다.
부재 서포트부(320)는 제1바퀴(322), 제1모터(323), 제1 가이드레일(324), 제1 위치감지장치(325)를 포함하는 서포트 메인 프레임(321)과 부재 서포터(326)를 포함한다.
하부 열공급부(330)는 제2바퀴(332) 및 제2모터(333)를 구비하는 하부 가스토치 가이드 프레임(331)과 하부 가스토치 바디(335), 제3바퀴(336), 제3모터(337) 및 하부 가스토치(338)를 구비하는 하부 가스토치 모듈(334)을 포함한다.
상부 가스토치 지지프레임(350)는 지지프레임 바디(341), 제3가이드 레일(342) 및 제2 위치감지장치(343)를 포함한다.
상부 열공급부(350)는 제4바퀴(352)와 제4모터(353)를 구비하는 상부 가스토치 가이드 프레임(351)과 상부 가스토치 바디(355), 제5바퀴(356), 제5모터(357) 및 상부 가스토치(358)를 구비하는 상부 가스토치 모듈(354)을 포함한다.
제어장치(360)는 입력수단(361), 신호처리장치(362) 및 정보저장수단(363)을 포함한다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치의 결합 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치의 단면도이다.
이하의 설명은 도 3 ~ 도 6을 참조하면 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 먼저 본 발명에 따른 자동 곡 가공장치(300)는 베이스(310), 부재 서포트부(320), 하부 열공급부(330), 상부 가스토치 지지프레임(340), 상부 열공급부(350) 및 제어장치(360)로 크게 6개의 구성요소로 구분할 수 있다.
베이스 바디(311)는 일정한 폭을 가지는 트랜치(311-1)를 포함하며, 트랜치의 하부에 배치된 복수의 부재 변위 측정 센서(312)는 트랜치의 바닥으로부터 상부에 위치하게 될 작업 부재(미도시)의 하부 면과 부재 변위 측정 센서(312) 사이의 거리를 측정하여 제어장치(360)에 실시간으로 전달한다. 베이스 바디(311)의 트랜치의 폭 방향으로 설치되어 있는 2개의 베이스 가이드 레일(313)은 후술하는 하부 열공급부(330)의 하부 가스토치 가이드 프레임(331)이 이동하는 경로를 제공한다. 베이스 바디(311)의 트랜치의 외부 상부면(311-2)에는 후술하는 상부 가스토치 지지프레임(340)이 설치된다.
부재 서포트부(320)의 주요 기능은 2개의 서포트 메인 프레임(321)의 상부에 작업 부재(미도시)를 안착하는 것이지만, 2개의 서포트 메인 프레임(321)에 안착하는 작업 부재의 폭의 장단에 따라 2개의 서포트 메인 프레임(321) 사이의 간격을 조절할 수 있도록 베이스 가이드 레일(313)을 따라 이동할 수 있도록 고안되었다.
이하의 설명에서 명칭은 동일하고 2개 이상 설치되는 경우에는, "-"와 함께 번호로 기재될 것이다. 예를 들면, 서포트 메인 프레임(321)이 2개 있으므로, 하나의 부재번호는 321-1이고 나머지 하나의 부재번호는 321-2가 될 것이다. 다른 부재번호도 동일하게 적용하게 된다.
2개의 서포트 메인 프레임(321) 각각은, 서포트 메인 프레임(321)의 일 측면에 형성되어 베이스 가이드 레일(313)을 따라 이동하는 제1바퀴(322), 서포트 메인 프레임(321)의 일 측면에 형성되어 제1바퀴(322)를 구동하는 제1모터(323), 서포트 메인 프레임(321)의 길이 방향을 따라 형성되는 제1 가이드레일(324) 및 서포트 메인 프레임(321)의 길이 방향을 따라 직렬로 설치되는 복수의 제1 위치감지장치(325)를 포함한다.
실제로 작업 부재가 안착하는 부분은 2개의 서포트 메인 프레임(321)의 상부에 직렬로 배치된 복수의 부재 서포터(326)가 될 것이다. 도 4에는 부재 서포터(326)의 작업 부재의 하부와 접촉하는 부분이 뾰족하게 되어 있는데, 이러한 형상은 필요에 따라 다양하게 선택하여 사용할 수 있다. 2개의 서포트 메인 프레임(321)의 길이 방향으로 각각 형성된 제1 가이드 레일(324)은 후술하는 하부 가스토치 가이드 프레임(331)이 이동하는 경로를 제공하며, 서포트 메인 프레임(321)의 길이 방향으로 설치된 복수의 제1 위치감지장치(325)는 하부 가스토치 가이드 프레임(331)의 위치를 실시간으로 검출하여 제어장치(360)에 전달하는 기능을 수행한다.
하부 열공급부(330)는 하부 가스토치(338)를 이용하여 상부에 위치하는 작업 부재의 하부면에 열을 공급하는 것이다. 하부 가스토치 가이드 프레임(331)에는 하부 가스토치(338)가 설치되어 있는데, 하부 가스토치 가이드 프레임(331)의 이동방향과 하부 가스토치(338)의 이동방향이 서로 직각으로 교차하기 때문에 작업 부재의 하부면 중 원하는 곳으로 하부 가스토치(338)를 이동하면서 열을 공급할 수 있도록 하였다. 그 구성은 아래와 같다.
하부 가스토치 가이드 프레임(331)에는, 하부 가스토치 가이드 프레임(331의 양 측면에 각각 형성되어 2개의 제1가이드레일(324)을 따라 각각 이동하는 2개의 제2바퀴(332) 및 하부 가스토치 가이드 프레임(331)의 양 측면에 각각 형성되어 제2바퀴(332)를 각각 구동하는 제2모터(333)를 포함한다.
하부 가스토치 모듈(334)은, 하부 가스토치 가이드 프레임(331)이 관통하는 제1관통홀(331-1)이 형성된 하부 가스토치 바디(335), 하부 가스토치 바디(335)의 내부에 설치되어 제1관통홀을(331-1) 관통하는 하부 가스토치 가이드 프레임(331)을 따라 이동하는 제3바퀴(336), 하부 가스토치 바디(335)의 내부에 설치되어 제3바퀴(336)를 구동하는 제3모터(337) 및 하부 가스토치 바디(335)에 설치되며 헤드가 상부를 향하도록 한다.
베이스 바디(311)를 구성하는 트랜치 외부의 양 측면(311-2)에 설치되는 2개의 상부 가스토치 지지프레임(340)이 고정된다. 상부 가스토치 지지프레임(340)의 형태는 실시 예에 따라 다양하게 결정될 수 있는데, 도 4에는 평평한 상부 프레임과 상부 프레임의 가장자리 양쪽에 수직방향으로 세워진 지지프레임으로 구성되는 '∩'자 형태를 예를 들었다. 2개의 지지프레임의 종단부가 베이스 바디(311)를 구성하는 트랜치 외부의 양 측면(311-2)에 고정됨으로써, 전체 상부 가스토치 지지프레임(340)을 고정할 수 있을 것이다. 도 4를 참조하면, 2개의 상부 가스토치 지지프레임(340) 각각은, 지지프레임 바디(341), 지지프레임 바디(341)의 길이 방향을 따라 형성된 제3 가이드 레일(341) 및 지지프레임 바디(341)의의 길이 방향을 따라 복수 개 배열된 제2 위치감지장치(342)를 포함한다.
작업 부재의 상부에 열을 공급하는 상부 열공급부(350)는 하부 열공급부(330)과 그 작동 원리는 동일하므로, 여기서는 자세하게 설명하지 않는다. 다만, 상부 열공급부(350)를 구성하는 상부 가스토치 가이드 프레임(351)이 상부 가스토치 지지프레임에 형성된 제2 가이드레일(342)을 따라 이동하는 점 및 상부 가스토치 모듈(354)를 구성하는 상부 가스토치(358)가 상부 가스토치 가이드 프레임(351)을 따라 이동한다는 점에서만 차이가 있다.
도 4를 참조하면, 상부 가스토치 가이드 프레임(351)은, 양 측면에 설치되어 제2 가이드레일(341)을 따라 이동하는 제4바퀴(352) 및 제4바퀴(352)를 구동하는 제4모터(353)를 포함한다.
상부 가스토치 모듈(354)은, 상부 가스토치 가이드 프레임(351)이 관통하는 제2관통홀(351-1)이 형성된 상부 가스토치 바디(355), 상부 가스토치 바디(355)의 내부에 설치되며 제2관통홀(351-1)을 관통하는 상부 가스토치 가이드 프레임(351)을 따라 이동하는 제5바퀴(356), 하부 가스토치 바디(355)의 내부에 설치되며 제4바퀴(356)를 구동하는 제5모터(357) 및 상부 가스토치 바디(355)에 설치되며 헤드가 하부를 향하는 상부 가스토치(358)를 구비한다.
제어장치(360)를 구성하는 신호처리장치(362)는 복수의 부재 변위 측정 센서(312) 및 복수의 위치 감지장치(325, 342)로부터 수신한 작업 부재의 변위에 대한 정보 및 하부 가스토치 가이드 프레임과 상부 가스토치 가이드 프레임의 위치 정보를 이용하여 상술한 모든 모터(323, 333, 337, 352, 356)의 동작을 제어한다. 또한, 입력수단(361)을 통해 작업자가 해당 작업 부재의 목표 곡 가공량을 입력할 수 있도록 하였으며, 도 4에는 도시되지 않았지만, 정보저장수단(363)을 더 구비하도록 하여 작업 부재의 곡 가공량을 저장할 수 있도록 하였다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
310: 베이스
311: 베이스 바디 312: 복수의 부재 변위 측정 센서
313: 베이스 가이드레일
320: 부재 서포트부
321: 서포트 메인 프레임
322: 제1바퀴 323: 제1모터
324: 제1 가이드레일 325: 제1 위치감지장치
326: 부재 서포터
330: 하부 열공급부
331: 하부 가스토치 가이드 프레임
332: 제2바퀴 333: 제2모터
334: 하부 가스토치 모듈
335: 하부 가스토치 바디
336: 제3바퀴 337: 제3모터
338: 하부 가스토치
340: 상부 가스토치 지지프레임
341: 지지프레임 342: 제2 가이드레일
343: 제2 위치감지장치
350: 상부 열공급부
351: 상부 가스토치 가이드 프레임
352: 제4바퀴 353: 제4모터
354: 상부 가스토치 모듈
355: 상부 가스토치 바디
356: 제5바퀴 357: 제5모터
358: 상부 가스토치
360: 제어장치
361: 입력수단 362: 신호처리장치
363: 정보저장수단

Claims (8)

  1. 일정한 면적의 트랜치 구조의 베이스 바디, 상기 베이스 바디의 트랜치 내부의 바닥에 설치된 복수의 부재 변위 측정 센서 및 상기 베이스 바디의 트랜치 외부의 양 측면 가장자리에 2개의 베이스 가이드 레일이 형성된 베이스;
    상기 베이스의 트랜치 내부에서 상기 2개의 베이스 가이드 레일을 따라 이동하며 복수의 위치감지장치가 길이 방향으로 설치된 2개의 서포트 메인 프레임 및 상기 2개의 서포트 메인 프레임의 상부에 설치되는 복수의 부재 서포터를 포함하는 부재 서포트부;
    상기 2개의 서포트 메인 프레임에 각각 형성된 제1가이드 레일을 따라 이동하는 하부 가스토치 가이드 프레임 및 상기 하부 가스토치 가이드 프레임을 따라 이동하며, 상부에 위치하는 작업 부재의 하부에 열을 인가하는 하부 가스토치 모듈을 포함하는 하부 열공급부;
    상기 베이스의 트랜치 외부의 양 측면에 설치되며 복수의 위치감지장치가 길이 방향으로 설치되는 2개의 상부 가스토치 지지프레임; 및
    상기 2개의 상부 가스토치 지지프레임을 따라 이동하는 상부 가스토치 가이드 프레임 및 상기 가스토치 가이드 프레임을 따라 이동하면서 하부에 위치하는 상기 작업 부재의 상부에 열을 인가하는 상부 가스토치 모듈을 구비하는 상부 열공급부; 를 포함하며,
    상기 복수의 부재 변위 측정 센서는 곡 가공 작업 중 실시간으로 상기 작업 부재의 곡 가공 정도를 검출하고,
    상기 복수의 부재 변위 측정 센서에서 검출한 곡 가공의 정도에 따라 상기 하부 가스토치 및 상기 상부 가스토치에서 상기 작업 부재에 공급하는 열의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 자동 곡 가공 장치.
  2. 제1항에서, 상기 2개의 서포트 메인 프레임 각각은,
    상기 서포트 메인 프레임의 일 측면에 형성되어 상기 베이스 가이드 레일을 따라 이동하는 제1바퀴;
    상기 서포트 메인 프레임의 일 측면에 형성되어 상기 제1바퀴를 구동하는 제1모터;
    상기 서포트 메인 프레임의 길이 방향을 따라 형성되는 제1 가이드레일; 및
    상기 서포트 메인 프레임의 길이 방향을 따라 직렬로 설치되는 복수의 제1 위치감지장치; 를
    포함하는 것을 특징으로 하는 자동 곡 가공 장치.
  3. 제2항에서, 상기 하부 가스토치 가이드 프레임은,
    상기 하부 가스토치 가이드 프레임의 양 측면에 각각 형성되어 2개의 상기 제1가이드레일을 따라 각각 이동하는 2개의 제2바퀴; 및
    상기 하부 가스토치 가이드 프레임의 양 측면에 각각 형성되어 상기 제2바퀴를 각각 구동하는 제2모터; 를
    포함하는 것을 특징으로 하는 자동 곡 가공 장치.
  4. 제1항에서, 상기 하부 가스토치 모듈은,
    상기 하부 가스토치 가이드 프레임이 관통하는 제1관통홀이 형성된 하부 가스토치 바디;
    상기 하부 가스토치 바디의 내부에 설치되어 상기 제1관통홀을 관통하는 상기 하부 가스토치 가이드 프레임을 따라 이동하는 제3바퀴;
    상기 하부 가스토치 바디의 내부에 설치되어 상기 제3바퀴를 구동하는 제3모터; 및
    상기 하부 가스토치 바디에 설치되며 헤드가 상부를 향하는 하부 가스토치; 를
    포함하는 것을 특징으로 하는 자동 곡 가공 장치.
  5. 제1항에서, 상기 2개의 상부 가스토치 지지프레임 각각은,
    상기 베이스의 트랜치 외부의 양 측면에 고정되는 지지프레임 바디;
    상기 지지프레임 바디의 길이 방향을 따라 형성된 제3 가이드 레일; 및
    상기 지지프레임 바디의 길이 방향으로 배치된 복수의 제2 위치 감지장치; 를
    포함하는 것을 특징으로 하는 자동 곡 가공 장치.
  6. 제5항에서, 상기 상부 가스토치 가이드 프레임은,
    상기 제3 가이드레일을 따라 이동하는 양 측면에 설치된 제4바퀴; 및
    상기 제4바퀴를 구동하는 제4모터를 포함하는 상부 가스토치 가이드 프레임; 을
    포함하는 것을 특징으로 하는 자동 곡 가공 장치.
  7. 제5항에서, 상기 상부 가스토치 모듈은,
    상기 상부 가스토치 가이드 프레임이 관통하는 제2관통홀이 형성된 상부 가스토치 바디;
    상기 상부 가스토치 바디의 내부에 설치되며 상기 제2관통홀을 관통하는 상기 상부 가스토치 가이드 프레임을 따라 이동하는 제5바퀴;
    상기 하부 가스토치 바디의 내부에 설치되며 상기 제5바퀴를 구동하는 제5모터; 및
    상기 상부 가스토치 바디에 설치되며 헤드가 하부를 향하는 상부 가스토치를 구비하는 상부 가스토치 모듈; 을
    포함하는 것을 특징으로 하는 자동 곡 가공 장치.
  8. 제1항에서, 상기 자동 곡 가공장치는,
    제어장치를 더 포함하며,
    상기 제어장치는,
    해당 작업 부재의 목표 곡 가공량을 입력하는 입력수단; 및
    상기 복수의 부재 변위 측정 센서로부터 실시간으로 수신한 곡 상기 작업 부재의 곡 가공 정도와 상기 목표 곡 가공량을 비교하고, 비교결과에 따라 상기 상부 열공급부 및 상기 하부 열공급부를 제어하여, 열을 공급해야 하는 장소로의 이동 및 해당 장소에서 공급하는 열의 양을 조절하는 신호처리장치; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 곡 가공 장치.
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