최적의 위험 영역 감지 솔루션 필츠 안전 레이저 스캐너: PSENscan

자료제공 : 필츠

공장 여러 구역에서 이미 널리 퍼진 레이저 스캐너는 기계류 및 AGV 장치가 더욱 스마트하고 안전하게 작동할 수 있도록 한다. 필츠에서도 PSENscan이라는 명칭의 새로운 레이저 스캐너가 출시되었는데, PSENscan을 사용하면 아주 효율적으로 영역 모니터링 시스템을 구축할 수 있다. 필츠가 작성한 이 글을 통해 PSENscan의 특징과 활용사례에 대해 알아보자.

레이저 스캐너의 원리
이미 산업현장에서 수년간 사용되고 있는 레이저 스캐너의 원리는 다음과 같다. 레이저를 방사하여 그 레이저가 어떤 물체와 만나면 반사된 레이저 신호를 다시 받아 거리 및 접근 여부를 판단한다. 레이저가 방사되고 반사되는 레이저가 돌아오는 시간에 따라서 거리를 측정하며, 이를 가능하게 하기 위해 회전 거울을 통해 레이저 빔이 방사된다.
안전을 필요로 하는 환경에서 레이저 스캐너가 사용되려면, 장치의 고장을 예방하기 위한 조치가 필요하다. 이것을 확인하기 위해 필츠의 PSENscan은 장치가 올바로 동작하는지 여부를
반복 장치를 내장한 복제 전자 회로에서 지속적인 cross-checking을 통해 모니터링 한다.

실내 작업 환경의 가장 높은 방수·방진 등급
먼지가 많이 발생하는 공장 실내에서 제대로 작동하려면 레이저 방사 시 먼지의 영향을 받으면 안 되기 때문에 먼지에 대한 저항성을 기르기 위한 조치도 중요하다. 따라서 필츠의 안전 레이저 스캐너 PSENscan은 방진에 대한 대책으로 IP65를 충족시키고 있으며, 분진에 의해 발생할 수 있는 에러를 최소화 시켰다.

매우 유연한 Configuration
PSENscan의 설정은 PSENscan Configuration 이라는 소프트웨어를 통해 구현할 수 있다. PSENscan은 이더넷 포트를 통해 컴퓨터와 연결되며 경고 구역 및 탐지 구역 설정, 그리고 다른 기타 기능들을 설정할 수 있다.
뿐만 아니라 주변에 고정 안전시설로 설치된 장치들(펜스 가드 등)에 대한 인식(teach-in 기능)을 통해 해당 영역은 사전에 감지영역에서 배제(blanked-out) 시킬 수 있다. 이 기능이 없다면 물체가 레이저 스캐너를 통해 계속 감지되는 것으로 인식되기 때문에 기계 장비를 운영할 수 없다.
이런 안전 관련한 장치를 기계에 사용할 때는, 해당 장치의 기능만 중요한 것이 아니라 다른 장치들과 어떻게 상호작용하는지 또한 중요하다. 이에 따라, 다른 호환 가능한 안전 센서와 제어 기술과 함께 구성된 통합 솔루션이 잠재적인 비용 절감을 이끌어 낼 수 있다. 필츠의 센서, 제어장치 및 드라이브 기술까지 확장되어 있는 제품들은 모든 자동화 요구사항에 부합하도록 설계되며, 이러한 All-in-one 형태의 포괄적인 제품 구성이 영역 및 공간 감시를 위한 안전 요구사항의 모든 스펙트럼을 만족시킬 수 있다.
또한 다운타임을 최소화하기 위해, 전체 구성이 메모리 모듈에 저장된다. 만약 해당 장치의 교체가 필요하다면, 새로운 스캐너가 연결되더라도 기존에 저장된 메모리 모듈에 부착되기 때문에 설정을 위한 불필요한 작업이 없어지게 된다.

새로운 PSENscan의 장점
PSENscan의 가장 큰 강점은 다재다능함 이다. 고정 영역에 대한 모니터링뿐만 아니라, AGV 장치 그리고 HRC(Human-robot collaboration) 에 이르기 까지 다양한 솔루션을 제공할 수 있기 때문이다.
특히 AGV 장치들은 영역 설정을 함에 있어서 AGV 의 이동속도 또한 감안하여 안전한 운송을 할 수 있도록 하는 것이 중요하다. 그리고 최근에는 가딩 등 물리적으로 보호된 구간 외에 침입할 수 있는 요소에 대한 조치가 중요한 이슈로 떠오르고 있다.
특히나 로봇 셀 같은 경우에 로봇 셀 주변 펜스 안쪽과 로봇이 동작하는 공간 사이를 적절히 제어하는 것이 필요한데, PSENscan은 트랩키 시스템과는 다르게 위험영역에서 작업자가 나오자마자 로봇의 재가동을 할 수 있기 때문에, 정지 시간을 줄이는데 매우 큰 효과를 볼 수 있다. 그리고 위험원 분석에 따라서 물리적 방호 장치들이 부분적 혹은 전체적으로 생략될 수 있으므로 원자재 교체 및 유지보수에 있어서 빠른 작업을 진행 할 수 있도록 도와준다.
생산성을 높이기 위해 최대 3개의 분리된 영역을 동시에 감지할 수 있으며, 최대 70가지의 선택 가능한 구성을 설정할 수 있다. 최대 4개가지의 직렬 연결 구성이 마스터-슬레이브 구성으로 가능하며 이는 케이블링 및 셋업에 들어가는 비용을 최소화할 수 있다.
PSENscan은 275° 의 영역 감시가 가능하여, 180° 의 스캔 영역을 가지고 있었던 기존 스캐너와 비교하여 훨씬 더 적은 수의 장치를 가지고 더 넓은 영역, 뿐만 아니라 근접영역까지 수월하게 감지할 수 있게 되었다.
또한, 여러 가지 상태 정보와 에러 메시지를 통합 디스플레이 창을 통해 확인이 가능하다. 경고 및 탐지 구역에 사람 또는 물체가 발견되면, LED를 통해 해당 상황을 표시 해주며 이는 꽤나 멀리서도 충분히 보일 수 있는 정도로 명확히 표시된다.

위험 구역에서 최적의 보호 기능 - PSENscan 활용사례

가딩 장치 주변의 위험 개소
인체와 기계 사이에 상호 작용이 있는 애플리케이션은 항상 안전 솔루션에 대한 요구가 있어왔다. 안전 레이저 스캐너 PSENscan은 작업자의 위험한 움직임을 감지할 수 있다. 경고 영역에 접근할 경우, 작업 라인은 속도 제어를 통해 조절되며 위험한 영역에 접근하면 작업 라인은 정지된다.
→위험한 구역의 안전 감지를 통해 위험한 상황 통제

가딩 안에 위치한 로봇 위험 개소

로봇이 사용되는 열악한 위험 영역에서는 신뢰성 있는 안전 개념이 절대적으로 필요하다. 안전 레이저 스캐너 PSENscan은 위험 영역에서 사람의 존재를 감지하고 위험한 상황을 방지한다.
→위험 방지 및 재시작 모니터링을 동시에 수행

출입 영역 감지

다양한 애플리케이션에서 위험 영역으로의 접근을 보호하기 위해서는 유연한 솔루션이 필요하다. 안전 레이저 스캐너 PSENscan은 사람들이 접근할 수 있는 최적의 보호 기능을 제공하며, 작업자가 수시로 입출입하는 위험 영역을 감지한다.
→사람과 사물 구별이 가능함으로 생산성에 문제없이 작업자의 위험한 접근만을 감지

AGV 위험 영역 보호

AGV(자동 안내 차량)은 인간과 물체를 손상으로부터 보호하기 위해 안정적인 안전장치를 갖추어야 한다. PSENscan은 차량의 경로에서 물체를 감지하고 높은 속도로 최대의 안전성을 보장하며, 생산성 저하 없이 최대의 안전성을 보장한다.
→불필요한 다운타임 없음

2대의 PSENscan을 통해 전방위적 영역 감지

AGV는 오직 2개의 스캐너를 통해 전체적인 보호가 가능하다. 스캐너는 차량의 경로를 감지하고 AGV의 브레이크의 동작이 제대로 이루어지는지 확인한다.

AGV 속도에 맞춰 경고 영역과 위험 영역 조절

차량의 속도가 변화할 경우, 위험 영역도 마찬가지로 변한다. 통합형 인코더 입력을 사용하면 위험 영역과 경고 영역이 현재 속도에 맞게 조정되므로 불필요한 정지를 방지할 수 있다.

현재 경로에 맞게 위험 영역과 경고 영역이 전환

안전 경로를 보장하기 위해 다양한 위험 영역과 경고 영역을 구성할 수 있으며, 현재 경로를 기준으로 적절한 위험 영역과 경고 영역으로 전환할 수 있다.

주변 모니터링을 통한 AGV의 직접 탐색

스캐너의 현재 측정 데이터 등은 이더넷 인터페이스를 통해 표시될 수 있다. 이 측정 데이터들은 AGV가 작업자와의 충돌을 피하기 위해 또는 주변장치를 인식할 수 있도록 사용될 수 있다. PSENscan은 기계와 운송 장치들을 보호할 수 있는 가장 쉽고 믿을 수 있는 솔루션이다.
안전 및 경고 구역을 자유롭게 설정할 수 있고, 설정이 쉬우며, 무엇보다도, 컴팩트한 사이즈가 줄 수 있는 장점은 PSENscan이 다양한 애플리케이션에 적용될 수 있는 최적의 솔루션임을 보여준다. 또한, 기존에 저장된 여러 형태의 설정 값들이 시운전 및 셋업 혹은 유지, 보수시에 발생할 수 있는 정지 시간은 최소한으로 줄이고 생산성을 높이는데 직접적인 도움을 줄 수 있다.