광 커튼 뮤팅 기능의 사양 및 사용

광 커튼은 방해되지 않는 편리한 자동화 안전 부품으로 기계를 보호하고 사고를 줄여줍니다. 많은 경우 광 커튼은 추가적인 시스템 기능을 제공하면서 철조망 펜스와 기타 견고한 기계식 가드를 보완하거나 대체할 수 있습니다. 실제로 많은 기계 기반 작업(예: 기계에 원자재 적재, 기계 출력부에서 완제품 하역)은 광 커튼을 통해서만 가능합니다. 또한 이러한 안전 부품의 적응성은 제조 인력으로 가득 찬 작업 셀 주변에서 전통적인 산업용 로봇을 작동하는 시설에서 부상 위험을 획기적으로 줄이는 데 적합합니다.

그림 1: 적절하게 설치되고 주기적으로 테스트되며 올바르게 작동될 경우, 광 커튼은 작업자가 해를 입지 않도록 보호할 수 있는 간단하지만 중요한 부품입니다. 이 무역 박람회 시연에서는 쌍으로 설치된 노란색 광 커튼 기둥 앞에 실제 응용 시에는 없는 투명한 아크릴 창을 설치했습니다. (이미지 출처: Design World)

광 커튼 기본 사항 및 기본 파라미터에 관한 이전 DigiKey 기사에서 언급한 대로 뮤팅은 설계 공정 중에 지정할 많은 설정 중 하나에 불과합니다. 기타 상호 관련된 광 커튼 파라미터에는 분해능, 포지셔닝, 정지 거리, EN ISO 13849–1 유형 분류, 주변 제어용 미러링 등이 있습니다.

광 커튼 뮤팅 설정, 작동, 테스트

광 커튼을 올바르게 작동하려면 초기 설정과 보정이 중요합니다. 이 설치 공정을 간소화하기 위해 오늘날의 대부분의 광 커튼 제조업체에서는 부품을 LED와 통합합니다. 간단한 빨간색-녹색 LED의 예를 들면 방출기 커튼과 수신기 커튼이 올바르게 정렬된 경우 녹색으로 켜지고, 추가적인 조정이 필요한 경우 빨간색으로 켜집니다. 설치 담당자는 다음을 확인해야 합니다.

• 모든 광 커튼의 활성 영역에 연결된 모든 LED가 녹색으로 켜지는지 여부(올바르게 작동하도록 설정된 상태)
• 광 커튼부터 위험한 기계 또는 로봇 축까지 거리가 광 커튼 제조업체와 해당 ISO, OSHA 및/또는 ANSI 표준에 제공된 값 범위 내에 있는지 여부

설치는 두 단계로 수행해야 합니다. 첫째, 보호할 위험한 기계 또는 로봇 설계 전원을 완전히 차단한 상태에서 차단/꼬리표 절차에 따라 광 커튼을 설정해야 합니다. 둘째, (독립 광 커튼 작동이 확인된 경우) 설치 담당자는 커튼을 작업 영역의 비상 정지(E-Stop)에 연결하고 보호 대상 장비의 전원을 켜고 안전 모드에서 시스템을 다시 테스트해야 합니다.

그림 2: 여기에 표시된 광 커튼은 콤팩트 생산 기계 장비의 액세스 포인트를 보호하도록 설계되었습니다. 0.1m ~ 2m 영역에서 160mm, 240mm 및 320mm 높이를 14mm(손가락 감지용) 또는 24mm(손 감지용) 분해능으로 보호하기 위한 모델로 제공됩니다. 엔드 투 엔드 감지를 지원하여 사각지대를 방지합니다. (이미지 출처: Banner Engineering)

물론, 광 커튼이 모든 기계 보호 분야에 적합한 것은 아닙니다. 예를 들어 활성 기계 영역 근처에 반사가 심한 표면이 있는 곳에서는 설치하는 데 어려움이 있습니다. 또한 연기가 많이 나는 공정을 수행해야 하거나 공기 중에 미립자가 많은 환경에서는 오작동할 수 있습니다. 그런 설정에서는 경계가 돌파된 경우에 광 커튼으로 보호되는 장비를 안전하게 정지하는 데 매우 오래 걸립니다. 이 문제로 인해 장비가 정의된 활성 영역 밖으로 물질을 배출할 수도 있습니다. 따라서 연기 및 먼지가 심한 환경에서 안전 시스템을 설계하는 설계 엔지니어는 광 커튼이 직원을 효과적으로 보호할지 여부와 물리적인 기계 보호가 보장되는지 여부를 신중하게 고려해야 합니다.

교대 근무를 시작할 때마다 광 커튼에 대한 빠른 검증 테스트를 실시하여 올바르게 작동하는지 확인하는 것이 좋습니다. 또한 연 2회 정밀 검사를 실시해야 합니다. 이러한 검사에서는, 특히 응답 시간이 느려지거나, 활성 작업 영역이 모호해지는 등과 같은 형태로 발생하는 성능 저하를 정량화해야 합니다. 활성 작업 영역이 모호해지는 경우 대부분 신제품 제조 라인을 수용하기 위한 기계 설정 변경과 관련이 있습니다. 그런 전환이 큰 폭으로 이루어진 경우 작업자와 기계를 충분히 보호하려면 작업 영역 주변에서 광 커튼을 이동하거나 교체하고 광 커튼의 분해능과 기타 설정을 조정해야 할 수 있습니다.

광 커튼 뮤팅을 포함하는 특수 상황

작업 영역이 매우 클 경우 일반적으로 여러 광 커튼을 동시에 작동해야 합니다. 이 경우 광 커튼을 직렬로 배치하여 보호되는 영역의 둘레를 확장합니다. 이러한 설치에서는 일반적으로 앞 커튼의 방출기 기둥이 다음 커튼의 수신기 기둥과 일렬로 연결되도록 광 커튼의 방향을 교체해야 합니다. 이 방출기-수신기-방출기-수신기 기둥 순서는 혼선을 방지합니다.

모든 다른 광 커튼 설치와 마찬가지로 이러한 배열에서 기술자는 예상한 대로 활성 영역이 포함되고 의도한 분해능이 유지되도록 모든 광 커튼의 방출기 기둥과 수신기 기둥이 동일한 방향으로 배치되는지 확인해야 합니다.

보호 영역의 모서리에 광 커튼이 필요한 경우 힌지형 기둥 조립품(코너 주위의 두 직관 길이를 90° 이상 조인트로 결합)와 코너 미러를 사용하는 두 가지 옵션이 있습니다. 코너 미러를 사용할 경우 작업 영역의 세 측면이 방출기 기둥, 수신기 기둥 및 두 개의 키 큰 미러로 보호될 수 있습니다. 간단히 말해서 방출기 기둥은 첫 번째 미러가 배치된 한쪽 모서리를 가리키고, 다음 모서리에 두 번째 미러가 첫 번째 미러의 90° 방향으로 배치됩니다. 방출기의 신호가 첫 번째 미러에서 두 번째 미러를 거쳐 보호 영역의 마지막 네 번째 모서리에 있는 수신기로 이동합니다. 이렇게 하면 큰 영역을 간단히 포괄할 수 있지만, 각 미러의 반사 효율이 100%가 아니므로 반사될 때마다 신호가 감소된다는 트레이드 오프가 있습니다. 설계 엔지니어는 제조업체 사양에서 해당 설정을 확인하는 것이 좋습니다. 일반적으로 반사될 때마다 신호 강도가 약 8% ~ 15% 감소됩니다.

마지막으로 작업 영역이 매우 클 경우 관통 상황이 발생할 가능성이 있습니다. 작업자가 광 커튼 경계를 걸어서 통과하여 기계가 정지하거나 안전 모드가 작동될 때 이러한 상황이 발생하지만, 보호 영역에 올바른 제어 장치가 있다면 위험한 기계를 다시 작동할 수 있습니다. 이 경우 작업자는 위험 작업 영역 내에서 광 커튼에 감지되지 않으므로 부상 또는 그 이상의 위험에 처할 수 있습니다. 이러한 상황을 방지하는 일반적인 해결 방법은 기계에 대한 시동 스위치와 제어 장치를 제거하거나 비활성화하고 보호 영역 외부(일반적으로 작업 셀의 HMI 주위 작업자 패널)에 하드 리셋 스위치를 설치하는 것입니다. 그러면 기계 조작자가 장비를 다시 작동하기 위해 위험한 작업 영역을 벗어나야 합니다.

광 커튼 뮤팅 및 관련 블랭킹 기능

작업 영역에서 광 커튼 기능을 주기적으로 중단해야 하는 경우도 있습니다. 뮤팅이라고 하는 이러한 중단은 일반적으로 가공 공정의 안전한 단계에서 수행되며 기계 조작자가 수동으로 개입해야 합니다. 예를 들어 조작자가 팰릿 작업자의 입력 영역에 팰릿을 적재해야 하는 경우에 뮤팅이 필요합니다. 조작자가 로봇 셀의 출력 스테이션에서 품목을 하역해야 하는 경우에도 뮤팅이 일반적으로 사용됩니다.

간단히 말해서 작업자 유무 감지기에서 필요한 소재의 크기와 모양에 따라 광 커튼 뮤팅을 신중하게 조정합니다. 작업자 유무 감지기를 특정 순서로 트리거하여 품목이 통과할 광 커튼 부분을 일시적으로 비활성화해야 합니다. 품목이 통과하고 뮤팅 조작이 필요한 작업이 완료되면 광 커튼 보호 기능이 복구됩니다.

그림 3: 응용 분야에 상관없이 광 커튼의 뮤팅 기능은 소재만 커튼을 통과하도록 허용하고 사람은 통과하지 못하도록 설계되었습니다. 타이밍 구성도에서는 광 커튼 뮤팅 기능의 세부사항을 정량화할 수 있습니다. (이미지 출처: Design World)

광 커튼 블랭킹 기능은 뮤팅 관련 기능입니다. 여기서 기능을 트리거하는 것은 광 커튼이지 작업자 유무 감지기가 아닙니다. 간단히 말해서 물체가 제한된 작업 영역에 들어올 경우 기계를 중단하지 않고 광 커튼의 빔을 활성화한 상태에서 해당 물체만 통과하도록 일시적으로 허용합니다. 또는 부동 블랭킹이라는 블랭킹 기능에서 광 커튼의 전자 장치는 블랭킹 영역과 해당 블랭킹 영역 주위의 허용 오차 범위를 설정하여, 이 영역에서는 작업자가 물품을 까다롭게 배치하지 않고 통과하도록 허용합니다.

광 커튼 블랭킹은 가공 공정 중에 완성된 부품을 작업 영역에서 배출할 때 일반적으로 사용됩니다.

결론

광 커튼을 지정하고 크기를 조정하는 설계 엔지니어는 산업별 요구 사항과 지역 및 직업 규제 기관의 요구 사항을 포함하여 보호 대상 기계 또는 로봇 공학에 적용되는 모든 표준을 문서화해야 합니다. 제정된 표준은 지정된 광 커튼 설치에 적합한 설정 및 테스트 루틴을 규정하고 혼동되는 조건 또는 기계 유형으로 인해 광 커튼 사용이 불가능한지 여부를 나타낼 수 있습니다.