보호 장치를 사용한 위험 구역 안전 가딩

보호 장치는 특히 광전자식 보호 장치(ESPE)를 포함합니다. 여기에는 단일 빔 라이트 배리어 및 안전 라이트 커튼과 같은 광학 센서, 안전 레이저 스캐너, 카메라 기반 보호 시스템 등의 기술이 해당됩니다. 기존 ESPE 외에, 보안 레이더 시스템 또한 광전자식 안전 솔루션에 해당됩니다.

모든 기술에는 최고 수준의 안전성, 짧은 반응 시간, 문제 해결을 위한 진단 인터페이스, 간편한 구성과 작동, 고가용성을 위한 강력한 제품 기능 등이 공통적으로 요구됩니다. 따라서 이 기술들은 안전성 및 생산성에 사용자 편의성을 결합하고 있습니다.

• 개방된 접근 및 개입 지점의 안전 가딩
• 위험 구역의 고정식 및 이동식 안전 가딩
• 열악한 환경의 보호 구역 모니터링
• 프레스 브레이크의 안전한 모니터링

안전 라이트 커튼을 사용하면 위험 구역의 개방된 출입 및 개입 지점을 안전하게 모니터링할 수 있습니다. 특히 생산 공정에 적극적인 개입이 필요한 경우(재료 공급 및 배출 등) 라이트 커튼이 적절한 선택입니다.

안전 라이트 커튼은 위험 구역의 접근 또는 개입 지점에 설치합니다. 보호 필드에 사람이나 물체가 존재하면 적외선을 사용해 이를 기록합니다. 광선의 흐름이 차단되면 안전 정지 절차가 곧바로 수행됩니다. 이후 공장과 기계류들이 정지됩니다.

요구 사항에 따라 라이트 커튼은 EN/IEC 61496-1/-2를 준수하면서 손가락, 손, 또는 신체를 보호합니다. 반응 시간이 특히 짧기 때문에 위험 구역에 더 가까이 설치할 수 있습니다 블랭킹 및 뮤팅 등 고급 기능이 포함되어 보호 모드를 유지하면서 라이트 커튼을 통해 재료를 계속 공급할 수 있습니다. 리치오버 및 후방 접근 보호가 필요한 현장도 라이트 커튼을 사용해 구현할 수 있습니다. 이 때 라이트 커튼의 캐스케이딩 기능을 활용해 보호 필드를 불감대(dead zone) 없이 직렬로 연결할 수 있습니다.

안전 레이저 스캐너의 적용 분야는 영역과 접근을 보호하는 고정식 어플리케이션에서 후방 접근 보호(재시동 인터록) 기능을 구현하는 어플리케이션까지 다양합니다. 또한 AGV 보호에도 사용됩니다.

IEC/EN 61496에 의거 카테고리 3에 해당하는 안전 제품인 안전 레이저 스캐너는 지역을 2차원으로 모니터링합니다. 이를 위해 레이저 빔으로 모니터링할 영역을 스캔합니다. 물체까지의 거리는 전송된 빛과 반사된 빛의 파형 사이의 시간차를 측정함으로써 계산됩니다. 여러 방향의 물체를 감지하기 위해 회전 거울이 레이저를 반사하면서 스캐너 둘레로 275° 주변 영역을 감지합니다.

단 1대의 스캐너로 여러 개별 구역을 동시에 모니터링할 수 있으므로 보호 구역을 유연하게 설정할 수 있습니다. 다양한 구성을 서로 전환할 수도 있습니다.

광학 센서는 내충격성 요구사항이 까다롭고 환경이 열악한 위험 구역을 모니터링할 때 한계에 부딪치는 경우가 많습니다. 금속 및 목재 가공과 같은 경우나 실외 현장에 적용할 때 그렇습니다. 이런 점에서 레이더 시스템은 측정 원리 때문에 중요한 장점이 있습니다. 주파수 24~24.25GHz의 주파수 변조 연속파(FMCW, frequency-modulated continuous wave) 레이더 볼류메트릭(volumetric) 모니터링은 특히 먼지, 흙, 비, 빛, 스파크 등의 외부적인 요소에 민감하지 않습니다.

레이더 기술을 사용하여 최대 SIL 2, PL d, 카테고리 3의 설비를 구현할 수 있습니다. 고가용성 레이더 시스템은 온도 변화가 심한 경우에도 차별화됩니다. 직렬로 연결된 여러 개의 센서가 레이더 빔을 방출하여 시간에 따라 변화하는 반향을 평가합니다. 이렇게 하면 보호 구역 안에서 움직이는 장애물을 탐지할 수 있습니다.

보호 구역 구성은 모니터링할 영역의 크기에 따라 다를 수 있습니다. 레이더 기반 센서는 가혹한 환경(로봇 셀 내부의 용접 작업 등)에서 후방 접근 보호(재시동 인터록)를 구현하는 모든 현장에 특히 적합합니다. 고정된 현장 또는 접근의 안전 가딩 또한 적용 분야에 속합니다.

텔레센트릭(Telecentric) 카메라 시스템은 카메라까지의 거리에 관계 없이 항상 같은 크기의 물체를 표시하기 때문에 프레스 브레이크의 안전한 모니터링에 특히 적합합니다. 이 시스템은 프레스 브레이크의 상부 형판에 설치되므로 상부에 설치된 도구와 함께 이동합니다.

프레스 브레이크의 CNC 컨트롤러, 안전 컨트롤러 및 이동식 카메라 시스템 간의 데이터를 지속적으로 동기화함으로써 안전 컨트롤러는 플레이트의 위에 있는 도구의 현재 위치를 신뢰성있게 계산합니다. 보호 필드의 범위에 따라 탠덤 프레스(tandem press)와 같은 특수 프레스도 문제 없이 모니터링할 수 있습니다.

카메라 기반 보호 및 측정 시스템은 투광부와 수광부 사이의 보호 필드에 아무리 작은 이물질이 있더라도 이를 감지합니다. 라이트 빔은 프레스 브레이크의 반대편 끝에 위치한 텔레센트릭 렌즈를 통해 투광부에서 수광부로 전송됩니다. 탐지 구역은 도구의 앞과 뒤 및 아래에 설치됩니다. 이를 통해 프레스 브레이크 중 어느 쪽에서라도 위험하게 개입할 수 없도록 합니다.

기계류에 설치된 안전 관련 장비의 경우 개별 부품뿐만 중요한 것이 아니라 부품 간 상호 작용이 중요합니다! 한 제조사에서 안전 센서와 평가 장치를 모두 구매하는 경우 부품 간 인터페이스가 완벽하게 호환됩니다.

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