광폭 빔 감지를 활용하여 자재 관리에서의 전연 감지 시 문제 해결

오늘날의 자재 관리 시설은 높은 감지 정확도를 유지하면서도 다양한 패키지를 더 빠른 속도로 처리해야 하는 어려운 숙제에 봉착해 있습니다. 전자 상거래 운영 시에는 얇은 우편물에서부터 부피가 크고 형태가 불규칙한 상자에 이르기까지 모든 것을 처리하게 되는데, 이러한 다양한 패키지로 인해 감지와 관련된 문제가 발생합니다. 기존의 좁은 빔 센서는 이러한 다양성을 따라잡기에 역부족입니다. 감지 시스템이 패키지를 감지하지 못하거나 잘못된 알람이 울리는 경우, 이는 배송 누락, 라우팅 오류, 처리량 감소의 결과로 이어집니다.

이 기사에서는 자재 관리 응용 분야에서 좁은 빔 감지가 지닌 문제점을 분석하고, 광폭 빔 역반사 기술이 이러한 문제를 해결하는 방법을 설명하며, 자동 분류 환경에서 Banner Engineering의 B25 광폭 빔 역반사 센서를 구현하기 위한 실제적인 단계를 자세하게 안내합니다.

자재 관리에서 패키지 감지 관련 과제

역반사 센서는 센서에서 반사경으로 광선을 보내면 반사경이 빛을 센서의 수신기로 직접 반사하는 방식으로 작동합니다. 물체가 센서와 반사경 사이를 통과하면, 반사경이 반사광을 차단하여 감지 신호를 트리거합니다. 이 기술은 센서를 한 지점에만 실장하고 반사판을 컨베이어 프레임 반대편에 위치시키면 되기 때문에, 다양한 산업 현장에서 안정적으로 작동합니다.

문제가 되는 것은 빔 폭입니다. 기존의 좁은 빔 역반사 센서는 일반적으로 집중된 감지 지점을 생성하며, 그 폭이 몇 밀리미터에 불과합니다. 이러한 정밀도는 일관된 패키지에는 적합하지만, 얇은 우편물부터 부피가 크고 형태가 불규칙한 상자까지 다양한 위치와 조건을 가진 모든 것을 처리하는 자재 관리 시설에서는 문제가 될 수 있습니다.

좁은 빔에서는 몇 가지 감지 문제가 발생합니다. 중앙에 정렬되지 않은 패키지는 빔을 부분적으로만 차단할 수 있으므로, 신호가 약하거나 불규칙해질 수 있습니다. 구멍, 찢긴 부분, 또는 열린 덮개가 있는 물품은 패키지가 분명히 존재하더라도 빔이 방해받지 않고 통과하는 결과를 초래할 수 있습니다. 봉투나 납작한 우편물과 같은 작은 물체는 특히 벨트 가장자리를 따라 이동하는 경우 좁은 감지 영역을 벗어난 채로 지나가 버릴 수 있습니다.

컨베이어 벨트 자체도 감지 문제의 원인이 됩니다. 벨트의 이음새, 표면의 변화, 정상적인 벨트 펄럭임은 오탐 신호를 유발하여, 실제 패키지와 벨트의 불규칙성을 구분하기 어렵게 만들 수 있습니다. 센서와 반사판에 먼지가 쌓이는 등의 환경적 요인은 성능 저하로 연결되고, 온도의 변화는 센서 감도에 영향을 미칩니다.

이러한 제한 사항은 탐지 누락, 잘못된 트리거, 시스템 처리량 감소로 나타납니다. 자동화된 분류 시스템에서는 사소한 감지 불일치가 발생해도 심각한 운영 중단이 초래될 수 있습니다. 잘못된 트리거는 불필요한 시스템 중단으로 이어지고, 감지 누락이 있는 경우 잘못된 목적지로 패키지를 전송하게 되므로 추가 처리 비용과 고객 서비스 문제로 이어집니다.

좁은 빔 센서 근본적인 한계는 넓은 영역 감지가 요구되는 응용 제품에서도 감지 지점이 하나뿐이라는 점입니다. 실제 자재 관리 작업에서는 다양한 패키지 유형과 위치 조건을 안정적으로 처리할 수 있는 보다 강력한 감지 기능이 필요합니다.

광폭 빔 역반사 기술: 더 나은 접근 방식

광폭 빔 역반사 감지는 역반사 기술의 신뢰성과 단순성을 유지하면서도 감지 영역을 확장하여 좁은 빔 감지의 근본적인 한계를 해결합니다. 그림 1에 나와 있는 Banner Engineering의 B25 광폭 빔 역반사 센서를 그 예로 들 수 있습니다.

그림 1: LED 표시등과 TEACH 버튼(노란색 원형)이 있는 Banner Engineering의 B25 광폭 빔 역반사 센서(이미지 출처: Banner Engineering).

B25 광폭 빔 역반사 센서는 기존 센서의 좁은 포인트 감지가 아닌, 25mm의 넓은 감지 영역을 생성합니다. 이러한 커버리지 영역의 확장으로 인해, 패키지를 정확하게 배치하지 않아도 안정적인 감지를 트리거할 수 있습니다. 패키지가 컨베이어의 중앙에 있든 한쪽 가장자리에 있든, 광폭 빔은 일관된 감지 범위를 제공하는데, 이는 그림 2에서 감지하기 까다로운 얇은 우편물과 폴리백의 예를 통해 확인할 수 있습니다.

그림 2: 25mm 빔 커버리지로 얇은 우편물을 감지하는 B25 광폭 빔 센서(이미지 출처: Banner Engineering).

이 방법은 특히 구멍, 찢어짐 또는 불규칙한 모서리가 있는 패키지에 유용합니다. 좁은 빔은 손상된 패키지의 틈새를 통과할 수 있지만, 광폭 빔 커버리지에서는 패키지의 일부가 감지를 트리거하기에 충분한 빛을 차단할 가능성이 훨씬 높습니다. 이 센서는 25mm 감지 영역 내에서 3mm의 작은 물체도 안정적으로 감지할 수 있어 작은 봉투와 큰 패키지 모두에 효과적입니다. 그림 3은 좁은 빔에 의해 감지되지 않고 통과할 수 있는 구멍이 있는 토트백을 예로 들어 이 기능을 설명합니다.

그림 3: B25 광폭 빔 센서를 사용하여, 구멍들이 있고 형태가 불규칙한 물체를 광폭 빔으로 감지하는 모습(이미지 출처: Banner Engineering).

스마트 학습 기능을 사용한 실제 성능적 장점

B25에는 컨베이어의 조건에 따라 자동으로 조정되는 적응형 학습 기능이 포함되어 있습니다. 이 센서는 일반 벨트의 특성과 실제 패키지를 구분하는 방법을 학습할 수 있으므로, 벨트의 이음새, 표면 변화 및 정상적인 벨트 움직임으로 인한 잘못된 트리거를 필터링하는 데 도움이 됩니다. 시스템은 운영 환경에 따라 감지 임계값을 자동으로 최적화합니다.

컨베이어 응용 제품에서 B25의 빔 감지 기능은 패키지의 모양이나 위치에 관계없이 보다 안정적인 전연 감지를 제공합니다. 이를 통해 우회 작업의 타이밍 제어를 개선하고, 분류 시스템에서 패키지를 더 정확하게 라우팅할 수 있습니다.

학습 기능은 먼지 축적, 온도 변화 등 환경 조건의 변화에 능동적으로 적응하여 시간이 지나도 안정적인 성능을 유지할 수 있도록 합니다. 따라서 잦은 재보정의 필요성이 줄어들고 까다로운 산업 환경에서도 일관된 감지 신뢰성을 유지할 수 있습니다.

0.5ms 미만의 응답 시간과 산업 등급 구조(IP67 등급, 작동 범위 -30°C ~ +60°C)를 갖춘 B25는 고속 작업을 처리하는 동시에 열악한 자재 관리 환경을 견딜 수 있습니다.

자재 관리 시스템에서 B25 센서 작동하기

자재 관리 시스템에서 B25 센서를 가동하려면, 표준 산업 관행에 기반한 간단한 설치 및 구성 단계를 거쳐야 합니다.

가장 먼저, 센서의 위치를 올바르게 설정합니다. 컨베이어의 폭과 감지해야 하는 패키지의 높이 범위를 고려하여, B25가 반사경과 수직을 향하도록 장착합니다. 이 센서는 반사판으로부터 2m까지 효과적으로 작동하므로, 다양한 컨베이어 구성에 맞게 유연하게 배치할 수 있습니다.

대부분의 응용 제품에 적합한 반사판은 BRT-51X51BM 정사각형 반사판으로, 대부분의 자재 관리 환경에서 안정적인 작동을 보장합니다. 진동으로 인한 정렬 문제를 방지하기 위해서는 센서와 반사판이 모두 단단히 장착되어야 합니다.

구성 프로세스는 간단하게 설계되어 있습니다. 기본적인 응용 제품의 경우, LED 막대 그래프가 있는 내장된 TEACH 버튼이 현재 설정에 대한 명확한 피드백을 제공합니다. 정적 TEACH는 패키지 유형과 컨베이어의 조건이 일정한 경우에 잘 작동하는 반면, 동적 TEACH는 다양한 패키지 및 벨트의 특성을 가진 혼합 응용 제품에 더 잘 적응합니다. 그림 4의 구성 차트는 TEACH 버튼 인터페이스를 통해 사용할 수 있는 전체 설정 옵션 범위를 보여줍니다.

그림 4: TEACH 버튼과 LED 표시기를 사용한 B25 광폭 빔 센서 구성 옵션(이미지 출처: Banner Engineering).

접근하기 어려운 위치에 장착된 센서의 경우, 원격 입력 프로그래밍 옵션을 사용하면 간단한 펄스 시퀀스를 사용하여 배선 연결을 통해 구성할 수 있습니다.

B25 센서는 표준 이산 출력을 통해 기존 제어 시스템과 쉽게 통합할 수 있습니다. 4핀 M12 커넥터는 단일 연결로 전원, 이산 출력 및 IO-Link 통신을 제공합니다. 이미 IO-Link 인프라를 사용하고 있는 시설의 경우, B25 센서는 향상된 진단 및 실시간 모니터링 데이터를 제공할 수 있습니다.

Banner는 기존 프로그래밍 환경을 통해 통합을 간소화하고 고급 센서 기능에 액세스할 수 있는 Rockwell Allen-Bradley PLC용 애드온 지침(AOI) 파일을 제공합니다.

대부분의 설치를 표준 산업용 실장 하드웨어 및 전기적 연결을 사용하여 완료할 수 있으므로, B25 광폭 빔 센서는 기존 좁은 빔 센서 응용 제품의 실용적인 업그레이드 경로가 될 수 있습니다.

결론

광폭 빔 역반사 감지 기술은 다양한 패키지 환경에서 좁은 빔 센서가 직면하는 감지 문제를 해결합니다. B25 광폭 빔 센서의 25m 커버리지 영역은 위치에 관계없이 3mm의 작은 물체도 안정적으로 감지하고, 구멍이 있거나 모서리가 불규칙한 패키지를 처리하며, 벨트의 특성에 맞게 자동으로 조정됩니다. 감지 누락과 잘못된 트리거로 어려움을 겪고 있는 자재 관리 운영에서, B25 센서는 기존 역반사 기술의 단순성을 유지하면서도 향상된 신뢰성을 제공합니다.