어떤 분야에서 라이트 그리드를 사용할 수 있을까? 많은 감지 기술들 중 라이트 그리드를 사용하는 것에 합리적인 분야는? 이를 명확히 알기 위해서는 숙련된 전문가와 특정 응용사례에 대한 요구사항을 논의하는 것이 바람직하다. 이 문서에서는 라이트 그리드가 공장 내에서 활약할 수 있는 몇 가지 응용사례를 다룬다.
자료 | SICK USA(www.sickusa.com)

라이트 그리드 기술은 보통 송신기(Sender)를 포함하고 있다. 수신기(Receiver) 적외선 빔 펄스를 방출하기 위해서다. 송·수신기를 여러 개 구비하고 다중의 광선을 조사한다. 이후 송신기와 수신기 사이에 내에 물체가 존재하게 되면 적외선 빔이 끊기는(Interruptions) 현상이 발생한다. 이를 통해 물체 존재 여부를 감지하는 것. 또한 일부 라이트 그리드 제품은 역반사(Retroreflective) 기술을 활용한다. 이 경우 수신기 대신 반사 테이프를 활용하게 된다.
 

라이트 그리드를 활용하기에 적절한 다섯 가지 사례를 살펴보자.

 

물체의 형태가 불규칙적인 애플리케이션(예를 들어 제품이 상자 대신 봉투나 가방에 들어있다든지, 명확한 사각형 등의 형태가 아닌 경우 등) 라이트 그리드가 이상적인 검출방식이다. 라이트 그리드는 ‘리딩 에지(Leading Edge)’를 검출할 수 있다. 리딩 에지란 검지 구역에 진입한 물체의 가장 첫 부분을 말한다.

리딩 에지를 검출할 수 있는 기능은 많은 공장자동화 애플리케이션에서 중요한 역할을 한다. 재료를 절단하거나, 라벨을 붙이거나, 병 혹은 가방에 필름을 부착하는 것 등이 대표적 예다. 이러한 공정에서는 제품의 일관성을 유지하기 위해 모든 제품을 동일한 방식으로 처리하는 것이 중요하다.
 

일부 제품의 경우 외형 경계 검출이 단순하다(상자 등). 하지만 제품에 따라 제품의 형태가 불규칙한 경우 몹시 어려워질 수 있다(튀김이나 농산물, 공작기계 산업에서 사용하는 I빔 혹은 튜브 등 불규칙한 모양).

일반적인 광전(포토아이) 센서는 한 지점만을 감지한다. 또한 제품이 정확한 지점에 정확한 각도로 도달하지 않는다면 에지 위치에 변화가 발생하게 된다. 이 경우 정위치가 아닌 엉뚱한 위치에 라벨이 부착되거나 재료가 낭비되는 등의 결과로 이어진다.
 

반면 라이트 그리드는 특정 영역을 기반으로 하므로(즉, 한 지점만 검사하는 것이 아니므로) 보다 안정적으로 물체를 검출할 수 있다. 이를 통해 제조공정 전반적으로 생산 일관성을 유지하는 데 도움이 된다.

예를 들어 라이트 그리드 기술을 활용하면 상추를 포장하는 과정을 개선할 수 있다. 포장재 형상화, 충진, 밀봉 등 다양한 과정에서 상추의 형상을 면밀히 감지해 제품이 잘못 포장되는 것을 막는다. 또한 공정 내에서 제품이 절단되고 포장되는 지점을 정확히 파악해 상추가 아닌 포장지만을 자를 수 있도록 돕는다.

 

라이트 그리드는 공작기계 산업에서 압축기 및 절단기 등의 원활하고 부드러운 작동을 이끌어낼 수 있다. 예를 들어 구멍을 뚫는(Punch Press) 기계는 제품을 사출하여 상자(Bin) 안으로 집어넣는다. 만약 공정 중 제품이 사출되지 않고 장비 내부에 남아있다면 이 기계는 두 제품에 동시에 구멍을 뚫게 된다. 장비 내에 걸린 제품을 교체하는 동안 작업이 중지됨은 물론, 나아가서는 금형 등에 손상을 입히는 원인이다.
 

이 경우 라이트 그리드를 설치하면 해결책을 얻을 수 있다. 라이트 그리드는 작업을 마친 제품을 감지하여 제품이 장비 밖으로 나와 상자 안에 무사히 들어갔는지 확인한다. 제품이 정상적으로 배출되지 않았다면 작업을 멈추도록 시스템을 구성할 수 있다. 이를 통해 한 번에 두 개의 부품에 작업을 하는 오류를 방지할 수 있다.
 

이 애플리케이션에서는 작고, 매우 빠르게 움직이는 물체를 검지할 수 있는 기능이 필요하다. 높은 분해능을 가진 라이트 그리드는 나사 같은 작은 물체 및, 빠른 속도로 움직이는 물체를 감지하는 데에 적합하다.

 

라이트 그리드는 제품이 제대로 사출되었는지 여부를 확인함은 물론, 상자 안으로 사출되는 제품 개수를 셀 수도 있다. 예를 들어 플라즈마 절단기에서 사출된 금속 제품의 개수를 셀 수 있다.

상자 안에 들어가는 부품의 개수를 셀 수 있다는 점은 또 다른 이점을 낳는다. 라이트 그리드는 상자 안에 제품이 가득 차면 다음 상자를 준비할 수 있도록 알릴 수 있다.

앞서 설명한 애플리케이션과 마찬가지로 부품 개수를 세는 애플리케이션에서도 빠른 속도로 움직이는 작은 제품을 정확하게 검지할 수 있어야 한다.

 

화장지나 접착제 등 소비자용 제품 공정에서는 재료를 거미줄처럼 길게 뽑아내고, 이후 절단 및 포장 공정을 거쳐 개별 제품으로 만든다. 라이트 그리드는 이러한 제품에 대한 다양한 품질 보증 작업에 적합하다.

예를 들어 라이트 그리드를 활용하면 길게 늘어진 재료 중에 나있는 아주 작은한 구멍까지 발견할 수 있다. 또한 제품의 정확한 위치 안내(Edge Guiding) 작업을 통해 거미줄처럼 늘어진 원재료가 롤러 위에 제대로 배치되어있는지 확인하고, 이를 통해 각각의 제품이 정확하게 절단되도록 돕는다.
 

여기에 분해능이 높은 라이트 그리드는 다층 검사를 실현한다. 제품을 입체적으로 감지하여 형태와 높이 그리고 부피 등을 확인할 수 있는 것. 예를 들어 종이가 정확한 매수만큼 묶여있는지를 확인할 수 있다.

일부 라이트 그리드 제품을 활용했을 때의 주요 이점 중 하나는 투명도에 관계없이 제품을 감지 및 검출할 수 있다는 점이다. 이는 유리·플라스틱·맑은 접착제·필름 등 다양한 제품의 대량 생산에 적합한 기능이다.

 

일부 라이트 그리드는 선별 공정에서 효율성을 높일 수 있다. 자동차 제조공정에서 조립할 부품을 집어 올리는 공정을 예로 들 수 있다. 선별 공정에 적절하게 설계된 라이트 그리드는 기존 수동 선별 기술과 비교했을 때 상당한 이점을 제공한다.
 

라이트 그리드를 각 저장소(Storage Bay)에 설치하고, 작업용 LED 조명을 결합함으로써 선별 작업에 활용할 수 있다. LED 조명은 제품을 선별하는 작업자에게 올바른 선별 위치를 비춘다. 이를 통해 부품을 찾는 데 걸리는 시간을 크게 줄인다.