광전자식 안전장치는 금형 앞을 가로지르는 빛이 손에 가려지면 감지해 클러치를 풀어 기계를 즉시 멈추는 비접촉 감지식 장치다. 즉시 정지가 성립하려면 기계가 행정 도중에 멈출 수 있어야 하므로, 적용되는 프레스가 갈린다. 양 클러치를 쓰는 크랭크 프레스는 회전이 시작되면 한 바퀴를 돌기 전에 해제할 수 없어 광전자식의 사용이 제한되고, 마찰 프레스는 슬라이드를 급정지할 수 있어 광전자식이 가장 적합한 장치가 된다. 클러치의 성질이 장치 선택을 좌우하는 셈이다.
안전거리는 두 식으로 계산한다. 양수조작식의 안전거리는 Dm이 1.6에 Tm을 곱한 값이고, Tm은 클러치 물림개소수의 역수에 2분의 1을 더한 값에 60000을 매분 회전수로 나눈 값을 곱해 구한다. 2분의 1을 더하는 항은 슬라이드가 이미 내려오기 시작한 뒤의 지연을 보정하는 몫이다. 광전자식의 안전거리 S는 1.6에 전기적 지연시간과 기계적 지연시간의 합을 곱해 구한다. 전기적 지연이 25천분의 1초이고 금형 앞 20cm 위치에 장치를 붙인다면 0.2는 1.6에 0.025와 T2의 합을 곱한 값이므로, 기계적 지연시간 T2는 0.1초 이하여야 한다.
양수조작식 방호장치는 두 손으로 눌러야 슬라이드가 내려오게 만든 장치다. 누름버튼이나 조작레버의 상호간 내측 거리는 한 손으로 두 버튼을 동시에 누르지 못하게 300mm 이상이어야 한다. 팔꿈치나 몸으로 하나를 고정한 채 한 손만 쓰는 잔재주를 원천적으로 막는 기준이다.
프레스 작업에서 완성된 제품을 꺼낼 때 박판에 붙어 나오는 파쇠철을 손으로 떼면 손이 위험구역에 들어간다. 파쇠철은 압축공기로 불어 내 제거한다. 프레스에서 손 대신 쓰는 수공구로는 핀셋, 플라이어, 자석 공구 같은 것들이 어울리고, 엔드밀은 밀링머신에 끼우는 회전 절삭공구이므로 프레스의 수공구가 아니다. 작업 시작 전 점검은 한 행정에 한 번 정지하는 기능, 급정지장치, 비상정지장치처럼 인명과 직결되는 안전장치의 기능을 가장 먼저 확인한다.
공식 교재로 짚기
학습목표: 프레스기계 점검표에 들어가는 방호장치 점검 항목을 식별할 수 있다.
광전자식 양수조작식 또는 게이트가드식 방호장치 설치 여부
NCS 학습모듈 2306010003 사업장 안전점검 · 3-1. 안전점검 실행 특성 파악
예제
계산 문제는 식을 세워 값을 옮긴다. 양수조작식은 Tm부터 구한다. 물림개소수가 1이면 역수는 1이고, 여기에 2분의 1을 더해 1.5, 매분 회전수가 60이면 60000 나누기 60은 1000이므로 Tm은 1500, 안전거리 Dm은 1.6 곱하기 1500이다. 광전자식은 S 나누기 1.6에서 전기적 지연을 빼면 기계적 지연의 한계가 나온다. 0.2 나누기 1.6은 0.125이고 0.025를 빼면 0.1초이다. 사용 불가 판정은 크랭크 프레스의 한 바퀴 제약을 떠올려 답하고, 버튼 간격은 300mm 이상, 파쇠철은 압축공기로 고정해 답한다.
대표 기출 3문항
프레스기의 양수조작식 안전거리는 Dm=1.6Tm 으로 계산할 수 있다. 여기서 Tm=( 1/클러치 물림개소수+(ㄱ))×(60000/매분회전수)이다. (ㄱ)에 해당 되는 값은?
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정답과 해설 보기
정답 ① · 프레스기 양수조작식 안전거리 공식에서 Tm을 구하는 식의 빈칸에 해당하는 값을 묻는 문제이다. 양수조작식은 Dm=1.6Tm으로 계산하며, Tm=(1/클러치 물림개소수+1/2)×(60000/매분 회전수)이다.
정답 ② · 광선식 또는 광전자식 안전장치는 빛의 차단 여부를 감지하여 기계의 클러치를 해제함으로써 작동을 정지시키는 원리입니다. 하지만 양(+)클러치 부착의 크랭크 프레스는 기계가 1회전(사이클)을 마치지 않으면 클러치가 물리적으로 해제되지 않는 구조이므로, 빛이 차단되더라도 즉각적인 정지가 불가능합니다.
광선식은 빛 차단 감지→클러치 해제로 즉시 정지시키는데, 양클러치 크랭크프레스는 1회전 전 해제가 불가하다.
프레스의 금형 앞쪽(위험점)으로부터 20cm 떨어진 위치에 광전자식 안전장치를 부착하고자 한다. 급정지에 소요되는 시간 중 전기적 지동 시간이 25ms라고 할 때 기계적 지동 시간의 범위는?
0.1초 이하
0.125초 이하
12.5ms 이하
0.1225초 이하
정답과 해설 보기
정답 ① · 광전자식 안전장치의 안전 거리 계산 공식은 'S = K × (T1 + T2)' 입니다. 위험점으로부터 광축까지의 거리가 20cm(=0.2m)이고 전기적 지동시간(T1)이 0.025초이며, 근로자의 속도(K)는 통상 1.6m/s로 가정합니다.