자동 로봇 용접 시스템의 브레이크


대형 자동 로봇 용접 시스템에서 중력이 가해지는 리프트 축을 안전 브레이크가 보호한다. 이 브레이크는 2 ~ 2.5t의 부하가 떨어지지 않도록 설계되어, 기계뿐만 아니라 사람도 보호한다.

시몬네 다우어(Simone Dauer): Chr. Mayr GmbH + Co. KG 홍보 담당

핵심 내용
– 대형 용접 시스템에서 중력이 가해지는 리프팅 축은 특정 무게에서 중복 안전 시스템이 필요하다.
– A 베어링 측 서보모터 장착물에 대한 안전 브레이크 시스템 Roba-Topstop은 2t이 넘는 부하를 잡는다.
– 이 브레이크는 기어의 모터 어댑터에 통합되며, 브레이크에 기어오일이 들어가지 않도록 밀봉하여야 한다.
– 독일은 안전 브레이크의 뛰어난 품질을 위해 DGUV(법정 재해보험기구)를 통해 형식 검사와 자발적 시험을 거친다.

Carl Cloos Schweißtechnik은 선도적인 용접 기술 업체에 속한다. 이 회사는 건설 기계, 궤도 차량, 에너지 산업, 자동차 산업, 농업 분야 등 다양한 산업에 생산 솔루션을 제공한다. 용접 기술에서 로봇 기계 장치와 컨트롤 시스템, 포지셔너, 소프트웨어 그리고 센서 장치에 이르기까지 모든 것을 원스톱으로 처리하며, 폭넓은 역량을 가지고 있다.
Carl Cloos는 자동 로봇 용접 시스템으로 강판을 용접하는 곳에 Mayr Antriebstechnik의 브레이크를 적용한다. Carl Cloos의 기계 설계 책임자인 공학박사 디르크 하우브리히는 그 이유를 다음과 같이 설명한다. „이 브레이크는 무거운 하중을 받는 리프트 축에 장착되며, 특정 크기 또는 특정 무게에서 중복 안전 시스템이 필요합니다. Roba-Topstop 브레이크는 안전 시스템에서 제2의 브레이크 역할을 하고 2 ~ 2.5t의 부하를 유지하며, 기계뿐만 아니라 작업자에게도 안전을 제공합니다.“

밀봉에 대한 까다로운 요구 사항
Roba-Topstop 브레이크는 기어 로드와 볼 스크류와 함께 형성되는 리프트 축뿐만 아니라, 중심을 벗어나서 하중을 받는 회전 축에 사용한다. 이 브레이크는 일반적으로 Stöber 기어의 모터 어댑터에 통합한다. Stöber Antriebstechnik는 오랜 기간을 Mayr와 함께 한 협력 파트너이다.

이 브레이크는 Stöber 기어의 모터 어댑터에 통합되었다.

Mayr는 Stöber에 Roba-Topstop 브레이크는 변형된 형태로 공급한다. 플러그식 커플링이 적용된 이 브레이크는 일반적인 모터 어댑터를 대체할 수 있다. Stöber는 이 제품을 서보스톱이라고 부른다. 서보스톱 브레이크가 통합된 모터 어댑터는 거의 모든 기어와 조합할 수 있다. „우리는 모든 장착 위치에 모터 기어 유닛을 사용하기 때문에, 모터 어댑터에 대한 기밀성을 까다롭게 요구합니다. 위에서 20리터 이상의 기어오일이 모터 어댑터 씰링에 작용하는 경우도 있습니다. 이런 경우 오일이 브레이크로 들어가면 안 됩니다, 만약 들어간다면 결과는 치명적이죠“(디르크 하우브리히 박사) 따라서 Mayr Antriebstechnik은 특별히 조정 설계된 안전 브레이크를 Stöber Antriebstechnik에 공급한다.

이중 설계 주문
현행 규격은 무거운 하중이 가해지는 축에 브레이크 시스템 이중 설계를 요구한다. ”당사는 최대 60t의 포지셔닝 축 전문가로서 Cloos가 자체 개발한 컨트롤 시스템에서 서로 독립적인 두 개의 브레이크 시스템 기능을 테스트합니다.“(슈테판 피트너, Cloos 자동화 책임자)

Mayr Antriebstechnik의 Roba-Topstop 브레이크 시스템은 무거운 하중을 받는 축에서 작업자와 자재 안전을 보장한다.

Rob-Topstop 브레이크 시스템은 무거운 하중을 받는 축에서 작업자와 자재 안전을 보장하기 때문에, 특히 안정적으로 작동해야 한다. 따라서 Mayr Antriebstechnik은 안전 브레이크를 DGUV (독일법정재해보험기구)를 통해 자발적으로 형식 검사를 받는다. 검사 결과 이 브레이크 장치는 DIN EN ISO 13849-1의 카테고리에서 „믿을 수 있는 구성품(reliable component)“으로 인정받았다.
또한 Mayr Antriebstechnik은 설계 중에 많은 품질 보장 조치들 외에 포괄적인 최종 시험을 실시한다. 예를 들어 납품하는 모든 안전 브레이크는 전체 조립과 설정 후에 100% 시험을 통과해야 한다. Mayr Antriebstechnik는 안전 브레이크를 위해 자체 최종 테스트 벤치를 개발하였으며, 이 테스트 벤치 위에서 동작 전압, 복귀 전압, 코일 저항, 코일의 절연 내력 등과 같은 기능상 중요한 매개변수와 스위칭 상태 모니터링이 잘 기능하는지 확인한다. 이 외에도 고전압으로 브레이크의 권선 단락 여부를 체크한다.
„또한 브레이크 토크를 시계 방향과 반대 방향으로 측정합니다. 이에 대한 규정 값은 시스템에서 나옵니다. 즉 시스템은 브레이크가 무엇을 해야 하는지 알고 있습니다. 측정 조건은 항상 동일하고 표준화되어 있습니다. 안전이 중요한 적용 사례에서 브레이크 토크가 중요합니다. 오차가 있다면 브레이크 토크 측정 시 바로 파악할 수 있고, 이 부분에서 우리가 신뢰할 수 있습니다. 브레이크는 고객에게 약속한 특성을 충족합니다.“(루돌프 레델, Mayr Antriebstechnik 설계가)

안전에 있어서 타협은 없다
산출된 모든 측정값은 브레이크의 해당 일련번호와 함께 전자 데이터 베이스에 저장되고, 100% 추적성을 보장한다. “Mayr Antriebstechnik의 브레이크가 지속적인 필요한 안전을 제공하도록 투명한 프로세스, 포괄적인 시험 방법, 다년간의 경험 그리고 뛰어난 자격을 갖춘 직원이 관리한다. 루돌프 레델의 설명이다 „우리는 신뢰할 수 있는 파트너로서 믿을 수 있는 제품을 제공합니다. 안전은 타협을 모르는 놈이기 때문입니다.“

MM 백그라운드

안전하게 제동하고 유지하기
작업자의 안전과 관련된 손해 배상이 늘고 있어, 안전 브레이크에 대한 중요성이 높아지고 있다. 이런 관점은 안전 브레이크 제조사에게 영향을 끼쳐, 안전 관련 부품의 선택과 설계도 매우 중요해졌다. 기계 제조사들은 전문적인 컨설팅이 중요하지만 먼저 기본 지식을 갖추어야 한다. 중요한 것은 이러한 브레이크가 페일 세이프(fail-safe) 원리에 따라 작동해야 한다. 즉 브레이크는 에너지가 없는 상태에서도 항상 닫혀 있어야 하고, 비상 정지 시에나 정전 시에도 필요한 제동 토크를 발휘해야 한다.
다음과 같은 요건을 안전 브레이크는 충족해야 한다.
• 비상 정지 조치,
• 무거운 하중을 받는 축이 의도하지 않는 낙하 방지 조치,
• 에너지 공급 중단 후 정지하고 하중을 유지하기 위한 조치
안전 브레이크 설계에서 중요한 점:
• 브레이크의 올바른 설계,
• 브레이크를 안전하게 트리거링,
• 적합한 반응 시간과 보호 유형,
• 선택한 재료와 검증된 스프링 사용,
• 부품의 충분한 (오버) 치수화.