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인쇄 산업용 안전 스택 터너 및 물류 시스템

모듈형 안전 시스템은 어플리케이션을 더욱 합리적이게 만듭니다.

안전 기술은 몇 년 전과 비교해 볼 때 많은 어플리케이션에서 더욱 정교해졌습니다. 중장비 기계 작동은 훨씬 빨라졌으며 효율적인 물류 시스템을 요구합니다. 기계 엔지니어링 전문 회사 Krifft & Zipsner GmbH는 인쇄 및 제지 산업 어플리케이션의 대표적인 예로 되는데 이 회사는 물류 및 인쇄 준비에 중요한 파트너입니다. Krifft & Zipsner GmbH는 Pepperl+Fuchs의 Safebox(안전 기술)를 사용하며 소형 디자인에 유연하고 쉬운 구성의 SafeBox 안전 모니터링 시스템은 시스템을 합리화합니다.



그림 1: 인쇄 시트용 스택 터너

인쇄 기계는 기계 엔지니어링 산업에서 가장 복잡하고 비싼 제품에 속합니다. 높은 취득원가의 할부상환을 위해 기계의 다운타임을 회피하여야 하며 인쇄 용량 증대로 물류 프로세스의 자동화가 매우 중요합니다. 인쇄 시트는 피더(feeder)에 도착하여 프로세스의 지연 없이 피딩되어야 합니다. 모든 불필요한 기계 정지가 발생할 경우 인쇄 및 잉크 파라미터가 재설정되고 시간이 낭비되며 폐기물이 생산되여 공정 비용이 추가됩니다.


고성능 기계의 원활한 물류

스테인바크/시흐에 본사를 둔 Krifft & Zipsner GmbH는 50명의 직원을 보유하고 있으며, 인쇄 및 펀치 기계 분야의 물류 및 자동화를 전문으로 하여 이 분야에서 최첨단 기술을 제공하는 것으로 잘 알려져 있습니다. 조거(jogger)와 환풍 시스템이 있는 지능형 스택 터너, 운송 카트, 회전 디스크 및 롤러, 체인 및 수직 컨베이어(엘리베이터)를 포함하는 벨트 컨베이어 등 제품에 중점을 둡니다.

물류 시스템은 인쇄 및 펀치 기계의 전송 및 피더기에 자동 프로세스를 제공하여 중단없는 프로세스를 통해 작업자 작업량을 줄이면서 생산의 지속적인 높은 출력을 보장합니다. Krifft & Zipsner의 시스템 관리자 Frank Schmitt는 "당사의 특징 중 하나는 기성품이 없다는 것입니다. 당사는 기존 시스템에 쉽게 통합되는 커스터마이즈 시스템을 디자인 합니다."라고 밝혔습니다.


터닝, 조깅 및 환풍이 하나의 프로세스로 통합

카드보드 또는 인쇄 시트는 일회용 팔레트를 비롯한 여러 가지 팔레트에 의하여 인쇄 기계에 전달됩니다. 팔레트는 전송 카트를 통하여 창고로부터 스택 터너까지 이동되며, 이는 중앙(인쇄) 준비 프로세스에서 중요한 역할을 합니다. 인쇄 시트 스택의 저장 기간에 따라 스택 무게로 인한 각각의 시트 접착이 발생할 수 있습니다. 특히 스택 제일 아래에 위치하여 전체 스택의 무게를 받아주는 시트에 이러한 현상이 발생할 수 있습니다. 


멀티플 시트가 피딩 될 경우 인쇄 기계의 공정 흐름을 방해하므로 이러한 현상을 회피하여야 합니다. 스택 터너를 사용하면 완전히 인쇄된 시트 스택을 180 °까지 회전하므로 이러한 문제가 발생하지 않습니다. 이 프로세스가 진행되는 동안 인쇄 시트는 해당 장치를 통해 조깅(jogged), 환풍 및 교정 정렬됩니다. 그 다음 스택 터너가 나무나 일회용 팔레트를 제거하고 이를 시스템 팔레트로 교체합니다. 정확하게 배열된 용지 스택은 인쇄 진행 준비되었습니다. 연속적으로 전송되는 팔레트(시스템 팔레트)를 가진 인쇄 기계에서 스택은 반드시 중앙에 정렬되어야 합니다. 스택은 전송 카트를 통해 인쇄 기계로 이동됩니다.


인적 보호를 위한 안전 센서

부상을 일으킬 수 있는 모든 기계는 개인 안전 규정을 준수하여야 합니다. 작업자 오작동에 의한 부상을 피면하고 적합한 안전 프러시저를 통해 장비가 제어되어야 합니다. 인쇄 시트가 있는 팔레트의 무게가 1톤에서 1.5톤 이라고 추정할 때, 스택 터너가 스택을 이동, 조깅 또는 환기할 때 매우 큰 힘을 사용해야 합니다(그림 1 참조). 기계의 모든 작업자 근접 가능 포인트는 라이트 배리어라이트 그리드로 모니터링됩니다. Pepperl+Fuchs SLA29 센서는 영구적인 능동성 안전 라이트 배리어입니다. 이 센서의 감지 범위는 조정 가능한 미러를 통해 최대로 연장됩니다. 잠재적인 위험으로부터 보호하기 위하여 SLC30 안전 라이트 커튼이 손 보호를 위한 옵션으로 요구될 수도 있습니다.


자동 로딩 및 언로딩을 위한 뮤팅 기능

스택이 자동으로 기계에 출입할 때 안전 시스템을 연결하기 위해 뮤팅 장치가 설치됩니다. 뮤팅 장치는 4개의 라이트 센서로 구성되며 이러한 센서는 짝으로 마주 장착되는 뮤팅 센서로 사용됩니다. 감지 범위는 모니터링 경로의 반으로 설정됩니다. 부하의 출입 이동 방향에 따라 짝으로 되는 내부 또는 외부 센서가 뮤팅 기능을 실행합니다.(그림 2 참조)



그림 2: 뮤팅 센서

Krifft & Zipsner GmbH는 전송 및 피딩의 자동화 물류 시스템을 통합한 인쇄 기계를 제공합니다. 인쇄 기계에는 SLP8-2 라이트 그리드가 구축되여 팔레트 축적 장치 또는 팔레트 디스펜서(dispenser)에서의 위험한 이동을 보호합니다(그림 3 참조). 이 라이트 그리드는 능동적이거나 및 수동적인 컬럼이 있는 2-채널 라이트 그리드입니다. 능동적 사이드는 송신 및 수신 엘리먼터를 포함하고 수동 사이드는 주로 빔 편향을 위한 미러로 구성되므로 능동 사이드만 메인에 연결됩니다.



그림 3: 팔레트 축적 장치

모든 안전 센서에 하나의 평가 시스템

모든 스택 터너 안전 컴포넌트는 Pepperl+Fuchs 안전 평가 시스템인 Safebox에 연결됩니다. 이 모듈형 시스템을 통해 소형 및 중형 시스템에 있는 모든 안전 센서 및 스위치가 요구에 따라 구축될 수 있습니다. 이전에, Krifft & Zipsner는 항상 모든 장비에 두개의 제조업체로부터 제공되는 다양한 스위칭 디바이스를 사용했었는데, 예하면 영구적인 라이트 배리어에는 SLVA-4K 평가 장치를 사용했고 뮤팅 라이트 배리어에는 SLVA-8K를 사용했습니다. 이제는 이 모든 기능이 Safebox에 의해 보다 쉽고 합리적인 방법으로 수행되고 있습니다.

SafeBox는 뒤판(backplane)이 있는 조립품 캐리어로 구성되어 필요한 경우 기능적 모듈을 유연하게 구축할 수 있습니다. 하우징 크기에 따라 1-채널 센서 및 2-채널 센서에 연결하는 2~ 8 개의 슬롯이 총 32개 채널에 제공됩니다. 이 시스템은 EN 954-1 표준에 따르는 카테고리 1-4을 충족하는 모든 표준 포토 및 기계 안전 시스템과 안전 스위치에 적합합니다. 여러가지 비상정지 회로 및 스위치 그룹을 구축할 수 있는데, 예하면 시스템 컴포넌트의 셧다운을 딜레이 시킵니다.


PC 없이 구축 가능

물류 전문 업체인 Krifft & Zipsner가 Safebox를 사용하기로 결정한 또 다른 이유는 PC를 사용하지 않고 작동 및 메인터넌스를 진행할 수 있기 때문입니다. 시스템을 구축하기 위한 프로그래밍, 입력 및 출력 연결, 주소 할당, 추가 배선이 필요 없습니다. 조립 관련 기능은 DIP 스위치를 통해 설정되며 다른 스위치 그룹은 장비의 종류 및 모듈 단위에 따라 정의됩니다.

SafeBox는 IEC 61496-1 표준 및 EN 61508(SIL3)에 따른 장비 인증을 받았으며, 카테고리 0과 1 및 다양한 뮤팅 타입의 비상 정지 기능을 지원합니다. 오류 발생 시, 7 단락의 오류 코드는 해당 모듈의 지시 램프와 함께 명확한 서비스 정보를 제공하여 오류의 원인을 찾습니다. 오류 코드 및 오류 기록은 요구사항에 따라 RS485 인터페이스를 통해 출력할 수 있습니다.


독립된 스위칭 시스템에서 유니버설 안전 버스까지의 안전 솔루션

안전 기술 제품 매니저 Joachim Albertz는 "Safebox유연한 모듈형 시스템 제공으로 독립 시스템과 가격이 높은 안전 버스 시스템 사이의 갭을 연결하여 해당 테스크에 적용될 수 있습니다. 오늘날까지 가끔 다른 제공업체에서 제공하는 서로 다른 평가 시스템이 라이트 배리어, 라이트 그리드, 스위치 패널, 안전 매트, 비상 정지 스위치 등에 사용되었습니다. Safebox는 필요하는 컴포넌트 수량을 줄이며 오직 몇 개의 컴포넌트 및 쉬운 스토리지를 통해 하나의 시스템을 구축합니다."라고 말합니다.