산업 기계 보호를 위한 5가지 필수 원칙

기계 보호는 산업 자동화 및 로봇 공학뿐만 아니라 자동화의 상업적 사용에 있어 매우 중요한 측면으로 남아 있습니다. 기계는 거의 100년 전 아이작 아시모프(“Runaround”, 1942)가 제시한 로봇 공학의 첫 번째 규칙인 “Do No Harm”을 따라야 합니다. 이 문구는 245년에 의학에 대한 맹세를 창설한 히포크라테스의 말입니다. 센서와 제어 장치를 지원하는 사려 깊은 기계 설계는 기계와 로봇이 인간, 즉 기계로 인한 위험을 알지 못하는 작업자와 일반 방문객 모두에게 해를 끼치는 것을 방지합니다. 우리는 인간을 보호하기 위한 방법을 여기에 제시된 5가지 주요 범주로 정리했습니다.

1. 기계적 보호 시스템

로봇 인클로저 안전 보호

개요

기계적 보호 시스템은 기계의 위험한 부분에 대한 접근을 방지하는 물리적 장벽입니다. 이러한 장벽은 고정되거나 이동 가능하거나 연동될 수 있으며 위험한 기계 요소로부터 작업자를 보호하는 데 중요합니다.

보호 시스템의 유형

• 고정 가드 :기계에 영구적으로 부착되어 있으며, 도구 없이는 제거할 수 없습니다. 지속적인 보호를 제공하도록 설계되었습니다. 단단한 금속이나 메쉬로 만들 수도 있고 "펜싱"이라고도 불리는 투명한 플라스틱 패널로 만들 수도 있습니다.
• 이동식 가드 :유지보수나 작동을 위해 접근을 허용하기 위해 열거나 제거할 수 있지만 작동 중에는 단단히 닫혀 있어야 합니다.
• 연동 가드 :이 가드는 기계가 열리면 자동으로 기계를 차단하여 기계가 작동하는 동안 작업자가 위험 구역에 접근할 수 없도록 합니다.

일반 애플리케이션

• 제조 :고정 가드는 움직이는 부품과의 우발적인 접촉을 방지하기 위해 톱이나 프레스와 같은 기계에 일반적으로 사용됩니다.
• 건축 :이동식 가드는 전동 공구에 자주 사용되므로 안전한 작동이 가능하면서도 조정에 대한 접근이 가능합니다.
• 식품 가공 :연동 가드는 작업자가 작동 중인 움직이는 장비에 접근할 수 없도록 컨베이어 시스템에 자주 사용됩니다.

공정 산업의 기계적 보호의 예

2. 비상 정지(E-Stop)

개요

비상 정지 시스템은 비상 상황 발생 시 기계 작동을 신속하게 중단할 수 있는 수단을 제공합니다. 이러한 시스템은 예상치 못한 사건 발생 시 부상을 예방하고 위험을 완화하는 데 중요합니다. 이는 기계의 동작을 즉시 중지하기 위해 쉽게 접근할 수 있는 방법을 제공합니다

주요 기능

• 위치 :E-stop은 기계 주변에 전략적으로 배치되어 작업자가 쉽게 접근할 수 있습니다. 기계나 컨베이어 옆에 있는 버튼이나 와이어 로프 형태일 수 있습니다.
• 중복 시스템 :많은 기계에는 비상 시 항상 하나 이상의 접근이 가능하도록 여러 E-stop 기능이 있습니다. 스위치 내부 접점도 강제 안전을 위해 중복되어 있습니다.
• 안전한 설계 :E-stop은 안전한 조건에서 실패하도록 설계되었습니다. 즉, E-stop이 오작동할 경우 기계가 계속 작동하는 것이 아니라 정지됩니다.

일반 애플리케이션

• 제조 공장 :E-stop은 조립 라인 및 중장비에서 긴급 상황 시 신속하게 작업을 중지하기 위해 널리 사용됩니다.
• 자재 취급 :컨베이어 시스템에서 E-stop은 용지 걸림이나 작업자 오류로 인한 사고를 예방할 수 있습니다.
• 로봇공학 :E-stop은 로봇과 인간이 근접하여 작업하는 환경에서 필요한 경우 로봇의 움직임을 즉시 중단시키는 데 필수적입니다.

3. 인체 감지 장치(PSD)

개요

존재 감지 장치는 위험한 기계 근처에 있는 사람의 존재를 감지하고 안전을 강화하기 위해 적절한 조치를 취하는 데 사용됩니다. 이러한 장치는 적외선, 레이저, 마이크로파 센서 등 다양한 기술을 사용하여 기계 주변 영역을 모니터링합니다.

PSD 유형

• 라이트 커튼 :눈에 보이지 않는 장벽을 만들어주는 안전장치입니다. 빔이 중단되면 기계가 중지됩니다.
• 레이저 스캐너 :이러한 장치는 작업 공간의 2D 또는 3D 지도를 생성하여 사람의 존재를 감지하고 기계가 안전한 경우에만 작동하도록 보장할 수 있습니다.
• 근접 센서 :이는 기계 근처에 작업자나 물체가 있는지 감지하고 필요에 따라 종료 또는 속도 저하를 유발할 수 있습니다.

일반 애플리케이션

• 자동화된 제조 :작업자가 위험 지역에 진입하는 것을 방지하기 위해 로봇 팔 주위에 라이트 커튼이 광범위하게 사용됩니다.
• CNC 기계 및 절곡기 :안전 라이트 커튼의 주요 응용 분야는 프레스 브레이크 앞과 뒤 영역으로 인체 부위가 프레스 지점에 근접한 동안 프레스가 닫히는 것을 방지하는 것입니다.
• 섬유 산업 :레이저 스캐너는 작업자가 움직이는 기계의 경로에 있지 않은지 확인하는 데 도움이 됩니다.
• 포장 및 배송 :안전 라이트 커튼(PSD)은 로봇 동작으로부터 작업자를 보호하기 위해 로봇 팔레타이징 시스템에 자주 사용됩니다. 안전 레이저 스캐너(LIDAR)는 팔레타이징 보호를 위한 또 다른 옵션입니다. 포장 기계의 근접 센서는 기계나 로봇이 작동하기 전에 작업자의 존재를 감지하여 부상을 예방하는 데 도움이 됩니다.

4. 안전 인터록

개요

안전 인터록은 안전하지 않은 조건에서 기계가 작동하는 것을 방지하는 장치입니다. 특정 안전 조건이 충족될 때만 기계가 작동되도록 하여 사고 위험을 줄입니다.

인터록 유형

• 기계적 인터록 :안전가드가 제거되었거나 위치가 올바르지 않은 경우 물리적으로 작동을 방지하세요.
• 전기 인터록 :전기 신호를 사용하여 안전 기준이 충족될 때까지 기계가 작동하지 않도록 합니다.
• 소프트웨어 연동 :기계 제어 내에서 프로그래밍된 안전 프로토콜을 사용하여 안전한 작동을 보장합니다.

일반 애플리케이션

• 사출 성형 :인터록은 안전 가드가 설치되지 않은 경우 기계 작동을 방지하여 금형 교체 중에 작업자를 보호합니다.
• 로봇공학 :작업 영역 내 적절한 배치 등 모든 안전 조건이 충족되지 않으면 로봇이 작동할 수 없도록 하는 데 사용됩니다.
• 언론 운영 :안전 인터록은 작업자가 위험 구역에서 정확하고 안전하게 떨어져 있지 않으면 프레스가 작동할 수 없도록 보장합니다.

5. 기계 보호 컨트롤러