I. 서론

프레스 브레이크 는 판금 및 제조 산업에서 널리 사용되지만, 작업자의 안전에 상당한 위협을 가하기도 합니다. 프레스 브레이크 안전을 보장하는 것은 사고를 예방하고 안전한 작업 환경을 유지하는 데 매우 중요합니다.

우선, 설계상 프레스 브레이크는 매우 위험한 기계이며, 적절한 안전 장치가 없으면 그 위험성은 훨씬 커집니다.

부상은 기계 전면의 작업 지점에 대한 무방비 접근과 작업자가 안전 장치를 우회하여 기계 측면이나 후면의 작업 지점에 도달할 수 있는 능력 때문에 발생합니다. 또한, 백게이지 시스템은 끼임 지점을 만들고 위험한 움직임으로 인해 작업자에게 위험을 초래합니다.

프레스 브레이크 사용의 주요 위험은 작업자가 안전 가드를 우회하여 기계의 절곡 영역에 들어갈 수 있다는 점입니다. 또한, 클램프와 백게이지의 빠른 움직임도 작업자에게 위험을 줍니다.

매년 프레스 브레이크 사용과 관련된 수많은 사고가 발생합니다. 안타깝게도 많은 고용주나 사용자는 안전 교육을 종종 소홀히 하며 프레스 브레이크 작업자에게, 그리고 많은 경우 프레스 브레이크 제조업체들이 적절한 안전 보호 장치를 제공하지 않습니다.

새로운 장비가 프레스 브레이크 설치, 업그레이드 또는 개조될 때마다 프레스 브레이크와 관련된 위험 요소를 재평가해야 합니다. 기계식 및 플라이휠 프레스 브레이크의 정지 시간은 비교적 길며, 현대식 라이트 커튼 보호 기술을 사용하지 않으면 줄일 수 없습니다.

반면, 유압식 프레스 브레이크의 정지 시간은 더 짧아 더 많은 보호 조치를 구현할 수 있습니다. 다음은 프레스 브레이크 안전에 대해 더 잘 이해할 수 있도록 준비한 영상입니다:

II. 잠재적인 프레스 브레이크 위험

프레스 브레이크 사용 중 발생하는 일반적인 부상에는 압착 부상과 기계의 작동 지점과의 접촉이 있습니다. 이러한 위험은 기계를 설정하고 조정하는 작업, 프레스 브레이크로 절곡하는 작업, 기계 막힘을 청소하는 작업, 기계에 윤활유를 바르는 작업, 유지보수 작업 등 다양한 활동 중에 발생할 수 있습니다.

다른 일반적인 위험에는 작동 중 풋 스위치나 풋 페달을 건드리는 경우, 절곡 중 압착되는 경우, 관련 부품을 제대로 닫지 않아 발생하는 부상이 있습니다. 또한, 백게이지에 손가락이 끼이거나 펀치와 다이를 교체하는 과정에서 부상을 입을 수 있습니다.

2.1 작업 지점에 대한 무방비 접근

프레스 브레이크의 주요 위험 중 하나는 작업자가 적절한 가드 없이 기계의 절곡 영역에 접근하는 경우입니다. 이는 심각한 압착 부상과 기계 작동 지점과의 직접 접촉을 초래할 수 있습니다. 이러한 사고를 예방하려면 모든 안전 가드가 제자리에 있고 제대로 작동하는지 확인하는 것이 중요합니다.

2.2 백게이지의 끼임 지점과 위험한 움직임

프레스 브레이크의 백게이지 시스템은 기계의 전면, 측면, 후면의 작업 지점과 함께 수많은 끼임 지점을 만듭니다. 이러한 끼임 지점은 작업자의 손이나 손가락을 끼이게 하여 부상을 입힐 수 있는 심각한 위험을 초래합니다. 또한, 소재를 위치시키기 위해 움직이는 백게이지의 위험한 움직임은 적절한 예방 조치를 취하지 않으면 심각한 부상으로 이어질 수 있습니다.

2.3 풋 스위치 및 풋 페달 사고

프레스 브레이크를 운전할 때 풋 스위치나 풋 페달로 인한 사고는 흔한 위험 요소입니다. 풋 컨트롤을 전략적으로 배치하고 보호하면 우발적인 작동을 예방할 수 있습니다.

2.4 유지보수 및 청소 위험

프레스 브레이크의 정기적인 유지보수와 청소는 필수적이지만 위험할 수 있습니다. 막힘 제거, 부품 윤활, 일반적인 관리와 같은 작업은 작업자를 부상에 노출시킬 수 있습니다. 엄격한 유지보수 절차를 따르고 적절한 보호 장비를 사용하면 이러한 위험을 줄일 수 있습니다.

2.5 펀치와 다이 교체

프레스 브레이크에서 펀치와 다이를 교체하는 것은 또 다른 흔한 위험 요소입니다. 올바르게 수행되지 않으면 움직이는 부품이나 무거운 구성품으로 인해 부상을 입을 수 있습니다. 안전 도구와 절차를 사용하고 적절한 교육을 받는 것이 이 과정을 안전하게 수행하는 데 필수적입니다.

2.6 사례 연구

1. 손가락 압착 사고

다음과 같은 상황을 상상해 보십시오: 숙련된 프레스 브레이크 작업자가 큰 작업물을 가공하고 있습니다. 그는 각 굽힘이 정확하고 정밀하게 이루어지도록 작업에 집중하고 있습니다. 그러나 상상도 못한 일이 발생합니다. 라이트 커튼이나 압력 센서와 같은 적절한 안전 장치가 없어서 작업자의 손가락이 실수로 다이 영역에 들어가 상부 다이에 의해 눌려 골절과 조직 손상이 발생합니다.

2. 작업물 튀어나옴

또 다른 흔한 위험은 다이에서 작업물이 우발적으로 튀어나오거나 날아가는 것입니다. 이는 적절한 지지 장치 없이 큰 작업물을 굽힐 때 더 자주 발생합니다. 작업자가 큰 금속판을 굽히고 있는데, 충분한 지지가 없어서 프레스 브레이크의 램이 빠르게 내려올 때 작업물이 거대한 스프링처럼 다이에서 갑자기 튀어나와 작업자의 머리를 때려 심각한 외상을 입히는 상황을 상상해 보십시오.

Ⅲ. 360° 위험 구역 마스터하기 — 예기치 못한 치명적인 공격

대부분의 프레스 브레이크 작업자는 다이 바로 아래의 “작업 지점”에만 전적으로 집중합니다. 이는 이해할 수 있지만, 동시에 중요한 맹점을 드러냅니다. 산업 안전 분석에 따르면 심각한 부상의 최대 83%가 기존 안전 장치로 보호되지 않는 영역에서 발생합니다. 진정한 위험은 당신 주변 360도에 존재하며, 시야 밖의 맹점과 예기치 못한 방향을 포함합니다. 이러한 숨겨진 위험을 인식하고 통제하는 것이 반응적 방어 에서 능동적 예방.

으로의 첫 번째 전환을 의미합니다.

3.1 위험 지점 1: “자재 휘어 오름” — 작업물이 무기가 될 때.

굽힘 과정에서 판금은 항상 협조적이지 않습니다. 특히 길고 얇은 판을 성형할 때, 지지되지 않은 끝부분이 굽힘이 형성되면서 갑자기 강하게 위로 휘어 오를 수 있습니다. 이 현상은 ‘자재 휘어 오름’ 또는 ‘슬래핑’이라고 하며, 작업물 자체를 위험한 투사체로 바꿉니다. 작업자가 잘못된 위치에 서 있다면 판금이 얼굴, 가슴 또는 상체를 강하게 때려 심각한 둔상, 골절 또는 치명적인 부상을 초래할 수 있습니다.

3.1.1 그 뒤에 숨은 물리학: 탄성 에너지와 처짐이 만드는 숨겨진 위험.

‘자재 휘어 오름’의 비밀은 물리학의 기본 법칙, 특히 에너지 보존에 있습니다. 채찍을 휘두르는 모습을 상상해 보십시오: 팔에서 발생한 에너지가 파동 형태로 채찍을 따라 전달됩니다. 채찍이 가늘어지면서(질량이 감소하면서) 에너지를 보존하기 위해 파동은 급격히 가속되고, 결국 끝에서 음속 폭발을 만들어냅니다.

1. 에너지 입력: 프레스 브레이크는 엄청난 에너지를 가하며, 이는 전체 판재로 전달됩니다.
2. 질량 변화: 굽힘이 진행됨에 따라 자유롭게 움직이는 판재의 끝이 짧아지고—유효 질량이 급격히 감소합니다.

이는 최종적으로 판재 끝이 초기 속도의 몇 배, 심지어 수십 배 속도로 흔들릴 수 있음을 의미하며, 치명적인 부상을 초래할 수 있는 강력한 충격력을 발생시킵니다. 고강도 강재는 굽힘 과정에서 더 많은 탄성 에너지를 저장하며, 파단이 발생하면 파편이 파편탄처럼 튀어나올 수 있습니다.

3.1.2 방어 전략: 안전한 위치 “골든 트라이앵글”과 적절한 지지 기술

“재료 휘어 오름”을 방지하려면 올바른 위치 선정과 충분한 지지가 필수입니다.

• “골든 트라이앵글”에서의 안전한 위치”: 판재가 위로 휘어 오르는 경로에 절대 직접 서지 마십시오. 가장 안전한 위치는 기계 측면, 판재의 움직임과 평행한 위치—휘어 오름 구역 밖입니다. 이렇게 하면 휘어 오름이 발생하더라도 판재가 당신을 치지 않고 시야를 가로질러 지나갑니다. OSHA는 작업자 교육에서 휘어 오름 관련 위험을 포함하여 작업물 자체에 특화된 위험을 다루도록 의무화하고 있습니다.
• 작업물 지지 시스템: 안전한 수동 취급 한계를 초과하는 크거나 무거운 판재를 처리할 때, 신체 힘만 의존하는 것은 매우 위험합니다. 대신 판재 지지 암이나 판재 팔로워를 사용하십시오. 이 장치들은 작업물과 동기화되어 움직이며, 굽힘 전 과정에서 지속적이고 안정적인 지지를 제공하여 휘어 오름을 효과적으로 제거합니다. 자동화 라인에서는 로봇 암이 가장 안전한 해결책입니다.

3.1.3 [삽화] 재료 휘어 오름 궤적과 안전한 작업자 위치 안내

위험 구역 (빨강): 굽힘 지점 바로 앞의 영역은 “재료 휘어 오름”의 주요 충격 경로입니다. 작업자의 머리와 몸통이 완전히 노출되는 구역으로, 이곳에 서는 것은 반드시 금지해야 합니다.

안전 구역 (초록): 기계 측면에 위치하며, 판재의 움직임과 평행합니다. 이 위치에서는 휘어 오름 궤적 밖에서 굽힘 지점을 명확히 관찰할 수 있습니다.

3.2 위험 지점 두 번째: “백게이지 끼임” — 조용한 압착 위협

백게이지는 굽힘 정밀도를 보장하는 중요한 구성 요소이지만, 빠르게 움직이며 조용한 위험 요소이기도 합니다. 기계 뒤와 측면에 위치하여 작업자가 종종 간과하는 여러 끼임 및 압착 지점을 형성합니다.

3.2.1 숨겨진 위험: 작업물, 공구, 백게이지 사이의 감춰진 끼임 지점

백게이지의 위험은 자동화와 예측 불가능성에 있습니다. 다단계 프로그램 동안, 각 굽힘 후 자동으로 위치를 재조정하며 빠르고 조용하게 움직입니다. 작업자가 조정, 스크랩 청소, 점검을 위해 뒤나 측면으로 손을 뻗으면, 움직이는 백게이지와 프레임, 공구, 작업물 사이에 손이 끼어 심각한 압착 부상을 입을 위험이 있습니다.

3.2.2 방어 전략: 안전한 프로그래밍 관행 및 운영 프로토콜

• 안전한 프로그래밍: 백게이지의 이동 경로를 최적화하여 불필요하게 길거나 빠른 움직임을 줄입니다. 최신 CNC 시스템은 프로그래머가 “안전 이격 거리”를 정의할 수 있도록 하여, 공작물을 뒤집거나 제거할 때 충분한 간격을 확보합니다.
• 엄격한 손 넣기 금지 규칙: 명확한 운영 규칙을 시행합니다 — 기계가 작동 중일 때는 어떤 경우에도 작업자가 기계의 후면이나 측면에 손을 넣어서는 안 됩니다. 모든 조정은 기계가 완전히 정지된 상태에서만 수행해야 합니다.
• 물리적 후면 장벽: 기계 뒤에 안전 펜스나 광 커튼을 설치하고 이를 안전 회로에 인터록합니다. 사람이거나 물체가 후면 위험 구역에 들어가면 기계가 자동으로 정지하도록 해야 합니다. 이것이 가장 신뢰할 수 있는 공학적 제어 방법입니다.

3.3 위험 지점 세 번째: “측면 위험” — 간과되는 주변 위협

전면과 후면 외에도, 프레스 브레이크의 측면에는 종종 협업 오류나 환경적 요인에서 비롯되는 잠재적 위험이 숨겨져 있습니다.

3.3.1 위험 원인: 협업 실패, 파편 비산, 장비 간섭

• 팀 작업 위험: 대형 공작물 작업에 두 명 이상의 작업자가 필요한 경우, 협업 오류가 주요 위험 요인이 됩니다. 가장 흔한 사고는 한 작업자의 손이 아직 위험 구역에 있는 상태에서 다른 작업자가 실수로 풋 페달을 작동시킬 때 발생합니다.
• 재료 파편 비산: 취성이 있는 재료(코팅 시트나 고경도 합금 등)를 절곡하거나 결함이 있는 공구를 사용할 경우 날카로운 파편이 고속으로 튀어나와 눈이나 노출된 피부에 심각한 위험을 초래할 수 있습니다.
• 장비 간섭: 부주의하게 놓인 공구 카트, 스크랩 통, 또는 인근 장치가 이동을 방해하여 작업 중 걸림이나 충돌 사고를 유발할 수 있습니다.

3.3.2 방어 전략: 명확한 안전 구역 표시, 측면 가드 및 보호 스크린 적용

• 측면 가드의 의무적 사용: 프레스 브레이크 양측에 이동식 인터록 측면 가드를 설치하는 것은 측면에서 위험 구역에 인원이 진입하는 것을 방지하는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다. 가드가 열리면 기계는 안전한 저속으로만 작동하거나 완전히 정지해야 합니다.
• 안전 구역 정의: 바닥에 노란색 경고선과 같은 눈에 잘 띄는 색상을 사용하여 작업자의 안전 작업 구역, 자재 배치 구역, 부품 회전 구역을 명확하게 표시하십시오. 이는 방해 없는 통로를 보장하고 주변 환경으로 인한 간섭 위험을 제거합니다.
• 전용 이중 작업자 제어 장치: 두 사람이 함께 작업해야 하는 기계의 경우, 동기화된 양손 또는 양발 제어 시스템을 설치하십시오. 이 시스템은 기계가 작동하기 전에 두 작업자가 각각의 시작 버튼을 매우 짧은 시간 간격(보통 0.5초) 내에 눌러야 하며, 이를 통해 두 사람이 안전한 위치를 유지하도록 보장합니다.

3.4 사례 검토: “자재 채찍 효과”로 인한 중상 사고 심층 분석”

사고: 2023년 3월, 호주 퀸즐랜드의 한 금속 가공 공장에서 치명적인 사고가 발생했습니다. 숙련된 작업자가 유압 프레스 브레이크로 두께 10mm의 고강도 강판을 절곡하던 중 판이 절곡선에서 갑자기 파단되었습니다. 부서진 조각이 기계에서 강하게 튀어나와 작업자의 가슴을 가격했고, 즉시 사망에 이르게 했습니다.

심층 분석:

1. “채찍 효과” 위험을 넘어: 이 사고는 “자재 채찍 효과” 위험의 극단적인 형태, 즉 “자재 방출”을 보여줍니다. 고강도 강(HSS)은 일반 저탄소강보다 훨씬 더 많은 탄성 잠재 에너지를 저장합니다. 절곡 시 가해지는 힘이 재료의 연성 한계를 초과하면, 부드럽게 변형되는 대신 갑작스럽게 파단되며, 저장된 막대한 에너지가 순간적으로 운동력으로 방출됩니다.
2. 공기 절곡의 공정 위험: 이 작업에서는 “공기 절곡” 기법을 사용했으며, 공작물은 펀치 끝과 다이의 두 어깨만 접촉합니다. 이 방법은 높은 범용성을 제공하지만 내부 응력 제어가 약합니다. 고강도 재료에 사용될 경우 갑작스러운 파단 위험을 크게 증가시킵니다.
3. 치명적인 인지적 맹점: 공장 경영진과 작업자 모두 연성이 높은 강을 다루는 데 익숙했기 때문에 고강도 강의 독특한 물리적 특성을 과소평가했습니다. 이들은 심각한 파단 및 방출 위험을 예상하지 못했고, 위험이 낮은 재료에 맞춰 설계된 표준 작업 위치와 보호 장치를 계속 사용했습니다.

이 비극적인 교훈은 다음을 강력히 상기시킵니다: 공작물에 내재된 잠재 에너지를 결코 과소평가하지 마십시오. 재료 특성에 대한 깊은 이해, 적절한 공정 및 공구 선택, 그리고 항상 안전한 작업자 위치를 유지하는 것이 360° 위험 구역을 완벽히 제어하는 핵심입니다.

IV. 안전 보호 장비

4.1 프레스 브레이크용 적외선 라이트 커튼 보호

적외선 라이트 커튼 보호 장치는 프레스 브레이크에서 흔히 사용되는 안전 장치입니다. 라이트 커튼은 처음에는 제품 테스트 장비로 설계되었으나 이후 기계 보호용으로 개조되었습니다.

라이트 커튼은 위험 구역에 사람의 접촉을 방지하는 광전 유도 장치입니다. 유압 프레스 브레이크의 공구 근처에 설치할 수 있으며, 발광기와 수광기로 구성됩니다. 안전 시스템이 허용하는 최소 크기보다 큰 물체가 빛 평면을 차단하면 프레스 브레이크가 멈춥니다.

라이트 커튼 안전 시스템은 안전 모니터링 릴레이와 마그네토 스타터에 연결될 수 있으며, 기계 제어 회로의 일부입니다. 적외선 빔을 통해 밀폐된 보호 구역을 형성하여 작업자와 주변 사람을 보호합니다.

작업자의 손과 같은 물체가 작업 구역을 통과하면 프레스 브레이크는 절곡을 멈추거나 해당 물체가 제거될 때까지 작업을 계속하지 않습니다. 라이트 커튼의 LED 발광기와 수광기는 물체를 감지하고 빛 평면이 차단되면 출력 신호를 보냅니다.

그러나 라이트 커튼과 프레스 브레이크 사이의 안전 거리는 불확실하며 설치 방식, 유형, 라이트 커튼의 비상 제동 기능에 따라 달라질 수 있습니다. 또한 잘못된 신호를 받을 가능성도 있습니다. 절곡 공정.

광 커튼은 프레스 브레이크와 함께 사용되는 일반적인 보호 장치로, 위험 구역에 사람의 접촉을 방지하기 위해 설계된 광전 유도 장비의 일종입니다. 적외선 빔을 통해 공구 근처에 밀폐된 보호 구역을 형성하여 작동합니다.

작업자의 손이 작업 구역에 들어가면 프레스 브레이크는 절곡을 멈추거나 손이 제거될 때까지 작업을 계속하지 않습니다. 광 커튼은 작업 구역에 있는 사람뿐만 아니라 그 근처에 있는 사람도 보호합니다. 광 커튼과 기계 사이의 안전 거리는 적용 분야, 광 커튼의 종류, 그리고 기계의 정지 성능에 따라 달라집니다.

광 커튼 시스템은 안전 모니터링 릴레이와 마그네토 스타터에 연결되어 있으며, 기계 제어 회로의 일부입니다. 작업자나 다른 물체가 광 평면을 차단하는 것을 감지하면 출력 신호를 시작합니다.

또한, 광 커튼은 펀치가 공작물을 절곡하기 전에 시스템을 자동으로 닫는 기능을 가지고 있습니다. 또한, 절곡 스트로크를 멈추지 않고 계속할 수 있는 플로팅 블랭크 기능도 있습니다.

프레스 브레이크 양쪽에서 광 커튼이 발사하는 적외선 빔은 동기화되어 평행하게 유지됩니다. 광 커튼은 프로그램 가능형 또는 비프로그램 가능형일 수 있습니다.

프로그램 가능형 광 커튼은 공작물의 플랜지를 프로그램에 입력하여 공작물이 차단하는 광선을 취소하고 램이 정지 없이 상사점에 도달할 수 있도록 합니다.

비프로그램 가능형 광 커튼은 간섭 광선을 취소할 수 없으며, 작업자가 광 커튼을 닫아야 할 수도 있어 위험을 초래할 수 있습니다.

마지막으로, 매우 작은 부품을 절곡할 때 작업자는 부상 위험이 더 크며 수동으로 조정해야 합니다. 이는 작업자가 작업 구역 앞에 있을 때 광 커튼이 작동하지 않음을 의미합니다.

능동 광학 보호 장치(AOPD)는 위험 구역에서 손과 손가락을 감지합니다. AOPD의 가장 큰 장점은 작업자가 작은 부품을 금형 가까이에서 손으로 잡아야 하는 작업에 적합하다는 것입니다. AOPD의 가장 큰 이점은 작업자가 금형 가까이에서 부품을 다루면서 풋스위치를 사용해 기계 사이클을 작동할 수 있다는 점입니다.

4.2 양손 제어 장치

양손 제어 장치는 손 부상을 방지하는 효과적인 도구입니다. 두 개의 수동 제어 버튼이 있는 수직 제어 장치로 구성됩니다. 기계를 시작하려면 작업자가 두 제어 버튼을 동시에 눌러야 합니다.

버튼이 눌리지 않으면 기계는 프레스 브레이크 작동을 중지합니다. 두 버튼을 수동으로 눌러 유지하면, 금형이 특정 위치에 도달했을 때 기계가 멈춥니다.

이 시점에서 작업자는 공작물을 공급하고 수동 제어 버튼 대신 풋스위치를 사용하여 공작물 절곡을 시작할 수 있습니다.

양손 제어 장치는 작업자가 펀치와 다이 사이의 작동 지점에서 안전한 거리에서 공작물을 공급할 수 있도록 하여, 펀치와 다이에 의해 손이 다치는 것을 방지합니다.

이 프레스 브레이크 안전 장치의 목적은 작업자의 손이 접촉 지점에 들어가는 것을 방지하여 부상의 가능성을 줄이는 것입니다.

4.3 방호 울타리

OSHA의 정의에 따르면, 방호 장치는 사람이 그 위로, 아래로, 통과하거나 주변으로 손을 뻗을 수 없도록 해야 합니다. 방호 장치는 두 가지 중 하나의 측정 기준—OSHA 방호 개구 기준 또는 ANSI/CSA 방호 개구 기준—을 충족해야 하며, 작은 손이 어떤 개구부를 통해 충분히 깊게 들어가 다치지 않도록 해야 합니다.

프레스 브레이크의 측면 방호 장치는 기계 양쪽에 위치한 이동식 장벽입니다. 이러한 방호 장치는 작업자가 작업 구역에 들어가거나 양쪽에서 후방 게이지에 손을 뻗는 것을 방지하여 손이 다치는 것을 막습니다.

후방 가드는 기계의 후방 접근을 차단하여 작업자가 후방 게이지와 접촉하는 것을 방지합니다. 프레스 브레이크의 하우징과 인터록 프레스 장벽도 안전 거리에 배치하여 기계 손상과 인원이나 물체로 인한 작업자 부상을 예방할 수 있습니다.

4.4 설치 도구

도구 설치 중에는 도구가 예기치 않게 떨어져 작업자의 손을 치거나 기계 램이 갑자기 움직이는 등의 잠재적인 위험이 있습니다.

도구나 기타 장비를 설치하기 전에 램을 닫힌 높이 위치에서 잠그고 가장 높은 위치로 올려야 합니다. 관련 스위치를 끄기 전에 다른 도구를 설치하는 동안 위치를 조정하는 것도 필요합니다.

4.5 프레스 브레이크 톤수에 관한 안전 규칙

프레스 브레이크의 톤수는 금속판의 두께와 제작되는 굽힘의 형태 및 크기에 따라 결정해야 합니다. 이 정보는 프레스 브레이크 톤수 기계에 부착된 표에서 확인할 수 있습니다.

과도한 톤수 사용은 작업자에게 위험을 초래하고 작업물과 기계 모두에 손상을 줄 수 있으므로 피하는 것이 중요합니다. 최대 톤수에 도달했을 때 작업물의 길이는 너무 짧아서는 안 되며, 작업대 길이의 최소 3분의 1 이상이어야 합니다.

Ⅴ. 삼중 보호 시스템 구축 — 단일 장치 안전에서 종합 방어로의 진화

단일 안전 장치에 의존하는 것은 사방에서 총알이 날아다니는 전장에서 방탄조끼 하나만 입는 것과 같습니다 — 모든 방향에서 보호할 수 없습니다. 진정한 안전 전문가들은 이미 지점 기반 보호에서 다차원 방어로 전환했습니다. 엔지니어링 및 기술적 제어, 물리적 격리 장벽, 관리 및 행동 제어로 구성된 삼중 안전 시스템을 구축하는 것이 무사고 작업장을 향한 유일한 길입니다. 이 세 가지 층은 점진적이면서도 상호 보완적이며, 깊이 통합된 안전 구조를 형성합니다.

5.1 제1방어선: 엔지니어링 및 기술적 제어 (기계가 사람을 보호하도록 강화)

이는 인간의 행동이나 판단에 의존하지 않고 근본적으로 위험을 작업자로부터 분리하기 때문에 가장 효과적이고 신뢰할 수 있는 안전 장벽입니다. 핵심 개념은 기계가 작업자를 적극적으로 보호할 만큼 지능적으로 만드는 것입니다.

5.1.1 주류 보호 기술의 대결: 라이트 커튼 vs. 레이저 보호 vs. 물리적 가드

적절한 보호 기술을 선택하는 것이 제1방어선의 기초입니다. 시장에서 제공되는 세 가지 주류 솔루션은 각각 장점과 한계를 가지고 있으며, 서로 다른 생산 시나리오에 적합합니다.

5.1.2 기술 선택 가이드: 구매 전 반드시 물어야 할 5가지 핵심 질문

잘못된 선택은 자원 낭비뿐 아니라 잠재적인 안전 위험을 초래합니다. 투자 전에 반드시 팀이 다음 질문을 논의하고 답변했는지 확인하십시오.

1. 우리가 주로 가공하는 제품 유형은 무엇입니까? 작은 부품으로 근접 수동 취급이 필요한가요, 아니면 원격 작업에 적합한 대형 판재인가요? (이는 AOPD의 유연성이 필요한지, 라이트 커튼의 넓은 범위가 필요한지를 결정합니다.)
2. 우리의 생산 속도 요구 사항은 무엇입니까? 효율성이 핵심 지표입니까? (AOPD는 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 반면, 물리적 보호 장치는 이를 감소시킬 수 있습니다.)
3. 우리가 운영하는 장비의 종류와 제작 연도는 무엇입니까? 기계의 제동 성능(정지 시간)이 레이저 보호를 지원할 만큼 충분히 빠른가요? (구형 기계는 물리적 가드나 양손 제어로 제한될 수 있습니다.)
4. 작업자의 숙련도는 어느 정도인가요? 그들이 고급 안전 시스템을 사용하고 교정할 수 있는 능력을 갖추고 있나요? (AOPD는 라이트 커튼보다 더 복잡한 설정이 필요합니다.)
5. 우리의 예산은 얼마이며—더 중요한 것은 효율성과 궁극적인 안전에 얼마나 투자할 의향이 있는가입니다. (AOPD는 초기 비용이 더 높지만, 효율성 향상과 낮은 사고율로 인해 장기적으로 더 높은 ROI를 제공하는 경우가 많습니다.)

5.1.3 최첨단 인사이트: AI 비전 안전 시스템이 “손”과 “작업물”을 구분하는 방법”

프레스 브레이크 안전의 다음 혁신은 이미 도착했습니다. Pilz의 PSENvip와 Lazer Safe의 BendShield 기술로 대표되는 AI 비전 안전 시스템은 “능동적 보호”의 의미를 재정의하고 있습니다. 단순한 광선 차단에 의존하는 대신, 이 시스템은 전체 작업 영역의 실시간 고해상도 영상을 캡처합니다. 그 핵심에는 다음과 같은 기능을 가진 딥러닝 AI 알고리즘이 있습니다:

• 형태학적 인식: 인간의 손이나 손가락과 금속 작업물 사이의 형태, 색상, 질감 차이를 정밀하게 구분합니다.
• 동적 추적: 손과 작업물의 움직임 궤적과 속도를 실시간으로 모니터링합니다.
• 위험 예측: 알고리즘이 손의 궤적이 닫히는 다이에 교차할 가능성이 있다고 판단하면, 기계에 속도를 줄이거나 정지하도록 선제적으로 명령합니다.

실질적으로 이는 AI 시스템이 작업물이 위험 구역 내에 머물 수 있도록 허용하면서도, 인체 부위로 인한 실제 위협에만 반응할 수 있다는 의미입니다. 따라서 복잡한 작업 시나리오에서 기존 라이트 커튼과 레이저 보호의 본질적 한계를 극복하며 안전성과 생산성의 이론적 결합을 달성합니다.

5.2 두 번째 방어선: 물리적 장벽 (위험을 손이 닿지 않는 곳으로)

공학적 제어가 일시적으로 실패하거나 사용할 수 없는 경우—예를 들어 유지보수 중—물리적 장벽은 두 번째 강력한 방어선 역할을 합니다. 원리는 단순하지만 강력합니다: 단단한 물리적 구조물로 사람과 위험을 분리하기.

5.2.1 설계 원칙: 조절 가능한 가드, 투명 보호판, 소재 지지 프레임의 올바른 구성

• 인터록된 측면 가드: 기계 양쪽에는 안전 회로와 인터록된 견고한 패널이 장착되어야 합니다. 가드를 열면 기계는 즉시 정지하거나 안전한 저속(≤10 mm/s)으로만 작동해야 합니다. 이는 작업자가 측면에서 위험한 후방 게이지 영역에 들어가는 것을 효과적으로 방지합니다.
• 투명 보호 방패: 폴리카보네이트와 같은 고품질 투명 소재를 사용하여 시야를 확보할 수 있는 방패를 제작합니다. 이는 시야를 가리지 않으면서 작업자의 보호를 보장하여, 시야 불량으로 인한 위험을 줄여줍니다.
• 재질 지지 프레임: 긴 시트의 경우, 전면 장착식 높이 조절 지지 프레임이 필수입니다. 이는 “재질 휘두름”을 방지할 뿐만 아니라 작업자와 공작물 사이의 물리적 장벽 역할을 합니다.

5.2.2 배치 원칙: 비상 정지 버튼의 최적 배치와 양손 제어 장치의 최소 안전 거리

• 비상 정지 버튼(E-Stop): 이는 단순한 정지 버튼이 아니라 시스템의 “핵심 트리거”입니다. 배치는 ISO 13850 표준을 준수해야 합니다.
  • 항상 손이 닿는 위치: 작업자가 서 있을 수 있는 모든 위치에서 비상 정지 버튼에 즉시 접근할 수 있어야 합니다. 이는 메인 콘솔뿐만 아니라 후면 및 측면 제어 박스를 포함합니다.
  • 높은 가시성: 비상 정지 버튼은 눈에 띄는 노란색 배경에 빨간색 버섯 모양 버튼이어야 합니다.
• 양손 제어 장치의 안전 거리: 양손 제어 장치를 사용할 때는 배치가 매우 중요합니다. 위치는 OSHA의 안전 거리 공식에 부합해야 합니다. Ds = K × T, 여기서 Ds 는 최소 안전 거리를 나타내며, K 는 손 이동 속도(일반적으로 1.6 m/s)이고, T 는 기계의 총 정지 시간을 의미합니다. 이는 한 손이 버튼에서 떨어진 후 기계가 멈추기 전에 위험 구역에 도달할 수 없도록 보장합니다.

5.3 세 번째 방어선: 관리 및 행동 통제(사람이 위험을 피하도록 역량 강화)

이것은 가장 기본적이지만 종종 간과되는 보호 수준입니다. 이는 명확한 규칙, 표준화된 절차, 그리고 깊이 뿌리내린 안전 문화를 기반으로 합니다. 목표는 인간의 행동을 규제하고 위험을 사전에 회피하도록 장려하는 것입니다.

5.3.1 구역 표시: 안전, 주의, 위험 구역을 명확히 정의하기 위한 색상 코드 사용

색상 코드 기반의 구역 관리는 안전 의식을 강화하는 매우 효과적이고 저렴한 방법입니다.

• 녹색 안전 구역: 작업자가 서서 기계를 조작하는 주요 구역입니다.
• 노란색 주의 구역: 자재 보관, 공작물 회전, 또는 보조 장비 사용 구역입니다. 이 구역에 들어갈 때는 주의력을 높여야 합니다.
• 빨간색 위험 구역: 기계 본체가 차지하는 구역—특히 후방 게이지와 측면 영역입니다. 기계가 작동 중일 때는 절대 들어가지 마십시오.

명확한 바닥 표시는 작업자의 공간 인식을 은밀하게 형성하고 안전에 대한 본능을 강화합니다.

5.3.2 안전 프로토콜: 단일/이인 작업 및 특수 조건에 대한 표준 작업 절차(SOP) 수립 및 시행

세부적인 SOP는 행동 통제의 근간 역할을 합니다. 시동부터 종료까지 모든 단계를 포함해야 하며, 특수 상황에 대한 비상 계획도 포함해야 합니다.

• 시동 체크리스트: 매일 전원을 켜기 전에 모든 안전 장치(예: 라이트 커튼, 레이저 가드), 비상 정지 버튼, 유압 시스템이 정상 작동하는지 확인합니다.
• 이인 작업 프로토콜: 주 작업자는 발 페달을 조작하고, 보조 작업자는 양손을 지정된 안전 위치에 두고 명확한 음성 명령으로 의사소통해야 합니다.
• 특수 조건 절차: 금형 교체, 유지보수, 또는 걸림 제거와 같은 고위험 비표준 작업 시에는 엄격한 Lockout/Tagout(LOTO) 절차와 특수 작업 절차를 시행해야 합니다.

이 세 가지 방어층—장비, 환경, 사람—은 점진적이고 중복된 안전 고리를 형성합니다. 단일 방어층의 실패는 다른 층이 보완하여 사고 가능성을 최소화합니다.

Ⅵ. 프레스 브레이크 안전 기준 및 규정

6.1 미국 기준

미국 산업안전보건청(OSHA)은 기계식 또는 유압식 프레스 브레이크에 대한 구체적인 기계 방호 규정을 두고 있지 않습니다. 그러나 이러한 기계는 일반적으로 일반 의무 조항(General Duty Clause) 1910.212에 따라 분류되며, 이는 기계로 인한 알려진 위험으로부터 작업장 운영자 및 기타 직원에게 충분한 보호를 제공하지 못하는 경우를 다룹니다.

일반적으로 업계에서는 ANSI 프레스 브레이크 표준인 ANSI B11.3(안전 접근 지침)과 ANSI B11.19(설계 표준)와 같은 산업 안전 기준을 따릅니다.

6.2 국제 기준

ISO 13849-1:

• ISO 13849-1은 기계 제어 시스템의 안전 관련 부품 설계 및 평가를 위한 전 세계적으로 인정받는 표준입니다.
• 이 표준은 성능 수준(PL), 을 정의하며, 이는 잠재적 위험의 심각성, 노출 빈도, 피해 회피 가능성에 따라 안전 기능의 신뢰성을 분류합니다.
• 2023년 개정판에는 안전 관련 소프트웨어 통합을 위한 최신 지침과 요구 성능 수준을 결정하기 위한 보다 정밀한 위험 매개변수가 포함되어 있습니다.
• 이 표준은 기계를 수출하거나 전 세계적인 안전 확보 모범 사례를 채택하는 제조업체에 특히 중요합니다.

전 세계적 중요성:

• 많은 국가가 ISO 13849-1을 기능 안전의 기본 기준으로 채택하고 있어, 여러 지역에서 운영하는 조직에 필수적입니다.
• ANSI B11.3과 ISO 표준 간의 조화를 통해 전 세계 프레스 브레이크 안전 확보 관행의 일관성을 보장할 수 있습니다.

Ⅶ. 프레스 브레이크의 종류와 안전 고려사항

프레스 브레이크 작업자를 보호하는 방법은 여러 가지가 있으며, 이는 구체적인 상황에 따라 다릅니다. 최신 CNC 프레스 브레이크의 경우, 광 커튼(light curtain) 및 기타 감지 장치와 같은 안전 기능을 설치할 수 있습니다.

그러나 오래된 기계식 프레스 브레이크에는 이러한 옵션이 없습니다. 이런 경우, 작업자의 손이 작업 지점에 도달하지 못하도록 풀백 장치와 구속 장치를 사용합니다. 풀백 장치는 작업자가 기계에 연결된 손목 스트랩을 착용하도록 요구하며, 기계가 작동되면 작업자의 손이 작업 영역에서 당겨져 나옵니다.

새로운 절곡 작업을 시작하기 전에, 작업자는 풀백 장치를 육안으로 점검하고 금형에 간섭하지 않도록 조정해야 합니다. 구속 시스템은 고정 장치와 손목 스트랩을 사용하여 작업자의 손을 고정함으로써 작업 지점에 접근하지 못하게 합니다.

작업자는 자신을 위험으로부터 더 잘 보호하기 위해 다양한 절곡기 종류에 대해 명확히 이해해야 합니다. 다음은 일반적인 절곡기 안전 기능과 주의사항입니다.

7.1 기계식 프레스 브레이크

안전 기능:

• 기계식 가드: 기계식 프레스 브레이크에는 움직이는 부품과의 우발적인 접촉을 방지하기 위해 물리적 가드가 장착되어 있는 경우가 많습니다.
• 비상 정지 버튼: 전략적으로 배치된 비상 정지 버튼은 프레스 브레이크 작업자가 비상 상황에서 신속하게 기계를 멈출 수 있도록 합니다.
• 양손 조작 장치: 이 기계들은 일반적으로 양손을 사용해야 작동되므로, 우발적인 작동 위험을 줄여줍니다.

안전 고려사항:

• 정기적인 유지보수: 모든 기계 부품을 정기적으로 점검하고 유지보수하여 고장을 방지하십시오.
• 작업자 교육: 작업자는 기계식 프레스 브레이크와 관련된 특정 안전 절차에 대해 철저히 교육받아야 합니다.
• 작업 공간 정리: 작업 공간을 장애물 없이 깨끗하게 유지하여 걸려 넘어지는 위험을 방지하고 원활한 작업을 보장하십시오.

7.2 유압식 프레스 브레이크

안전 기능:

• 유압 과부하 보호: 이 기계들은 손상을 방지하고 안전한 작동을 보장하기 위해 과부하 프레스 브레이크 보호 시스템이 장착되어 있습니다.
• 광전자 안전 커튼: 광전자 안전 커튼은 기계 주변에 안전 구역을 형성하여, 해당 구역이 침범되면 작동을 중지합니다.
• 압력 릴리프 밸브: 이 밸브들은 유압 압력을 관리하여 잠재적인 과압 상황을 방지합니다.

안전 고려사항:

• 유압유 관리: 최적의 성능과 안전을 위해 유압유의 수준을 정기적으로 점검하고 유지하십시오.
• 누출 감지: 안전과 환경에 모두 위험을 초래할 수 있는 유압유 누출 징후를 주의 깊게 살피십시오.
• 올바른 잠금/태그아웃 절차: 정비 중에는 기계의 우발적인 작동을 방지하기 위해 엄격한 잠금/태그아웃 절차를 따르십시오.

7.3 서보-전동 프레스 브레이크

안전 기능:

• 정밀 제어 시스템: 서보-전동 프레스 브레이크는 절곡 과정에서 정밀한 제어를 제공하여 오류와 사고의 위험을 줄입니다.
• 자동 차단: 이 기계들은 이상이나 안전하지 않은 상태를 감지하면 자동으로 전원을 차단할 수 있습니다.
• 안전 인터록: 안전 인터록은 모든 안전 조건이 충족되지 않으면 기계를 작동할 수 없도록 보장합니다.

안전 고려사항:

• 전기 안전: 전기적 위험을 방지하기 위해 모든 전기 부품이 적절히 절연되고 유지 관리되었는지 확인하십시오.
• 소프트웨어 업데이트: 최신 안전 기능과 개선 사항을 활용하기 위해 기계의 소프트웨어를 정기적으로 업데이트하십시오.
• 운전자 숙련도: 운전자는 서보 전동 프레스 브레이크의 특정 안전 기능과 운전 프로토콜에 대해 잘 숙지해야 합니다.

이러한 안전 기능과 고려 사항을 이해하고 구현함으로써 운전자는 사고 위험을 크게 줄이고 다양한 종류의 프레스 브레이크를 사용할 때 더 안전한 작업 환경을 보장할 수 있습니다.

Ⅷ. 자주 묻는 질문

1. 프레스 브레이크 운전자를 보호하기 위해 어떤 안전 장치와 기능이 제공됩니까?

기계식 및 인터록 장벽 가드와 같이 움직이는 부품과의 접촉을 방지하는 여러 안전 장치가 프레스 브레이크 운전자를 보호합니다. 라이트 커튼과 레이저 빔 가드, 예를 들어 고급 시스템인 DSP 레이저 보호, 는 안전 구역이 침범되면 작동을 중지합니다.

양손 제어는 우발적인 작동을 줄이며, 자동 스트로크 정지 시스템은 끼임을 방지합니다. 비상 정지 버튼은 기계를 신속하게 멈출 수 있게 합니다. 이러한 기능은 위험을 최소화하고 운전자 안전을 보장합니다.

2. 프레스 브레이크 사용 시 안전과 생산성을 어떻게 균형 있게 유지할 수 있습니까?

현대 프레스 브레이크 사용 시 안전과 생산성을 균형 있게 유지하려면 고급 안전 장치, 효율적인 작업 흐름, 정기적인 유지보수를 통합해야 합니다. 라이트 커튼, 존재 감지 장치, 기계식 가드, 비상 정지, 양손 제어는 작업을 방해하지 않고 안전성을 높입니다.

효율적인 공구 관리와 인체공학적 설정은 설치 시간을 줄이고 피로를 완화합니다. 정기적인 유지보수, 운전자 교육, OSHA 및 ANSI 표준 준수는 안전하고 생산적인 작업을 보장합니다. 이러한 실천은 안전과 생산성의 균형을 달성합니다.

VIII. 결론

프레스 브레이크를 보호하기 위해서는 정기적인 유지보수가 필요하며, 작업 시 안전 장비를 착용해야 합니다. 프레스 브레이크에는 적절한 안전 장치와 명확한 경고 표지가 장착되어야 하며, 이는 운전자를 안전하게 보호할 뿐만 아니라 최대 생산성을 달성할 수 있습니다.

프레스 브레이크 제조업체는 고객에게 운전 교육 자료를 제공해야 합니다. 고용주는 운전자에게 전문적인 사전 운전 교육을 제공하고 프레스 브레이크 운전에 대한 엄격한 규칙을 마련해야 합니다.

ADH 머신 툴은 금속 가공 산업의 안전 솔루션을 전문으로 합니다. 라이트 커튼에서 레이저 스캐너까지, 우리는 귀하의 프레스 브레이크 또는 금속 가공 작업을 위한 안전 솔루션을 제공합니다. 프레스 브레이크 운전은 복잡한 작업이며, 안전 고려 사항에 특별한 주의를 기울여야 합니다.