컨베이어 시스템

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1. 개요

컨베이어 시스템은 다양한 산업에서 물품을 효율적으로 운반하기 위해 사용되는 기계 시스템이다. 컨베이어 시스템은 운반하는 물품의 종류, 형태, 무게, 운반 방식, 설치 환경 등에 따라 벨트 컨베이어, 롤러 컨베이어, 체인 컨베이어, 공압 컨베이어, 수직 컨베이어 등 다양한 종류로 나뉜다. 컨베이어 시스템은 제조업, 물류, 공항, 광업 등 광범위한 분야에서 활용되며, 물품의 안전한 운송, 설치 용이성, 다양한 형태와 무게의 물품 처리, 자동화 시스템과의 연동 등의 장점을 제공한다. 컨베이어 시스템의 효율적인 운영을 위해서는 정기적인 유지보수와 적절한 시스템 설계가 중요하며, 최근에는 스마트 팩토리 및 물류 자동화와 같은 기술과의 융합을 통해 더욱 발전하고 있다.

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컨베이어 시스템
개요
컨베이어 시스템의 기본적인 구성 요소
유형	벨트 컨베이어 롤러 컨베이어 오버헤드 컨베이어 수직 컨베이어 공압 컨베이어 스크류 컨베이어 진동 컨베이어 자동차 컨베이어 바켓 컨베이어 플렉시블 컨베이어
작동 원리
구동 방식	전동기, 유압, 공압 등
이송 방식	벨트, 롤러, 체인, 스크류, 공기압 등
주요 구성 요소
프레임	컨베이어 시스템의 지지 구조
벨트/롤러/체인	이송 물품을 지지하고 이동시키는 역할
구동 장치	벨트/롤러/체인 등을 움직이는 동력원 (모터, 감속기 등)
제어 장치	컨베이어 시스템의 속도, 방향, 정지 등을 제어
안전 장치	비상 정지 스위치, 과부하 방지 장치 등
컨베이어 벨트
재료	고무 가죽 플라스틱 금속
용도	벌크 자재 운반 패키지 운반 식품 운반 산업 자재 운반
컨베이어 시스템의 응용 분야
산업 분야	제조 광업 식품 가공 물류 공항
주요 응용	자재 운반 조립 라인 포장 라인 수하물 처리
장점 및 단점
장점	대량 이송 가능 자동화 용이 인력 절감 안전성 향상
단점	초기 투자 비용 발생 유지 보수 필요 고장 시 생산 중단 가능성
기타
관련 기술	자동화 로봇 공학 센서 기술 제어 공학
컨베이어 시스템 (영어)
영어 명칭	Conveyor system

2. 컨베이어 시스템의 종류

컨베이어 시스템은 운반하는 물품의 종류, 형태, 무게, 운반 방식, 설치 환경 등에 따라 다양한 종류로 나뉜다. 대표적인 컨베이어 시스템은 다음과 같다.

벨트 컨베이어: 벨트를 사용하여 물품을 운반한다.
롤러 컨베이어: 롤러를 이용하여 물품을 운반한다.
체인 컨베이어: 체인을 이용하여 물품을 운반한다.
스크류 컨베이어: 나선형 스크루를 회전시켜 분말이나 입자 형태의 물품을 운반한다.
공압 컨베이어: 공기의 압력을 이용하여 튜브를 통해 분말 형태의 재료를 운반한다.
수직 컨베이어: 자재를 시설의 다른 높이로 올리거나 내리는 데 사용된다.
진동 컨베이어: 건조 벌크 고체를 이송하는 데 널리 사용된다.
유연 컨베이어: 알루미늄 또는 스테인리스강으로 된 컨베이어 빔을 기반으로 하며, 저마찰 슬라이드 레일이 플라스틱 다중 굴곡 체인을 안내한다.

이 외에도 다음과 같은 다양한 컨베이어 시스템이 존재한다.^[1]

에어 역학 컨베이어
자동차 컨베이어
버킷 컨베이어
드래그 컨베이어
방진 컨베이어
전기 트랙 차량 시스템
오버헤드 I-빔 컨베이어
육상 컨베이어
제약 컨베이어
플라스틱 벨트 컨베이어
관형 갤러리 컨베이어
진공 컨베이어
워킹 빔
와이어 메쉬 컨베이어

2. 1. 벨트 컨베이어

벨트 컨베이어는 가장 일반적인 컨베이어 시스템 중 하나로, 벨트를 사용하여 물품을 운반한다. 경량 및 중량물 운반, 수평 및 경사 운반 등 다양한 용도로 사용된다.^[1]

2. 2. 롤러 컨베이어

롤러 컨베이어는 롤러를 이용하여 물품을 운반하는 장치이다. 주로 상자, 팔레트 등 평평한 바닥면을 가진 물품 운반에 적합하다. 중력식, 벨트 구동식, 체인 구동식 등 다양한 구동 방식이 있다.

라인샤프트 롤러 컨베이어가 유통 센터에서 상자에 담긴 제품을 운반하고 있다.

벨트 구동 라이브 롤러 컨베이어
체인 구동 라이브 롤러 컨베이어
중력 컨베이어
중력 스케이트 휠 컨베이어
라인샤프트 롤러 컨베이어
모터 구동 롤러 컨베이어

전동 구동 롤러(MDR) 컨베이어는 컨베이어 롤러 튜브 내부에 브러시리스 DC(BLDC) 모터가 내장된 구동 롤러를 사용한다. 단일 전동 롤러 튜브는 소수의 비동력 롤러에 기계적으로 연결되어 제어 가능한 구동 컨베이어 구역을 생성한다. 이러한 개별 구동 구역의 선형 모음은 연속적인 컨베이어 라인을 형성하기 위해 종단 간으로 배열된다. BLDC 모터가 장착된 구동 롤러의 기계적 성능은 일반적인 현대 창고 및 유통 애플리케이션에서 볼 수 있는 크기와 무게의 일반 사용 판지 상자를 운반할 때 적절하다. 일반적인 전동 롤러 컨베이어 구역은 약 35kg까지의 판지 품목을 처리할 수 있다.

중량물 롤러 컨베이어는 최소 226kg의 무게가 나가는 물품을 이동하는 데 사용된다. 이러한 유형의 컨베이어는 무거운 장비/제품을 더 쉽고 시간 효율적으로 처리할 수 있게 해준다. 많은 중량물 롤러 컨베이어는 최대 23m의 속도로 이동할 수 있다.

다음은 중량물 롤러 컨베이어의 종류이다.

중력 롤러 컨베이어
체인 구동 라이브 롤러 컨베이어
팔레트 축적 컨베이어
다중 스트랜드 체인 컨베이어
체인 앤 롤러 이송 장치

중력 롤러 컨베이어는 사용하기 쉽고 자동차 및 소매업과 같은 다양한 산업 분야에서 사용된다.

체인 구동 라이브 롤러 컨베이어는 단방향 또는 양방향 자재 처리에 사용된다. 크고 무거운 하중은 체인 구동 라이브 롤러 컨베이어로 이동된다.

팔레트 축적 컨베이어는 기계식 클러치를 통해 동력을 공급받는다. 이는 개별적으로 동력을 공급받고 제어되는 컨베이어 섹션 대신 사용된다.

다중 스트랜드 체인 컨베이어는 더블 피치 롤러 체인에 사용된다. 기존 롤러 컨베이어에서 이동할 수 없는 제품은 다중 스트랜드 체인 컨베이어로 이동할 수 있다.

체인 앤 롤러 컨베이어는 체인 구동 라인 롤러 컨베이어에 내장된 2개 이상의 스트랜드의 더블 피치 체인 컨베이어의 짧은 구간이다. 이들은 하중 아래에서 팝업되어 하중을 컨베이어에서 이동시킨다.

2. 3. 체인 컨베이어

체인 컨베이어는 체인을 이용하여 물품을 운반하는 컨베이어 시스템이다. 고온, 고하중 등 극한 환경에서 사용되는 경우가 많다.^[1]

2. 4. 스크류 컨베이어

나선형 스크루를 회전시켜 분말이나 입자 형태의 물품을 운반하는 장치이다. 곡물, 시멘트, 화학 물질 등 다양한 산업 분야에서 사용된다.^[1]

2. 5. 공압 컨베이어

공압 시스템은 수송관 또는 덕트(duct)를 통해 재료 혼합물과 공기 흐름을 운반하며, 이때 사용되는 관을 '수송 라인'이라고 한다. 플라이 애시(fly ash)와 같이 자유롭게 흐르는 분말 형태의 재료들이 공기 압력에 의해 튜브를 통해 이동한다. 공압 컨베이어는 캐리어 시스템 또는 희석상 시스템 중 하나이다. 캐리어 시스템은 은행 드라이브 스루 창구에서 사용되는 돈 교환용 공압 튜브처럼 한 진입 지점에서 한 출구 지점으로 품목을 밀어낸다. 희석상 시스템은 다양한 진입 및 출구 지점을 통해 재료를 안내하기 위해 푸시-풀 압력을 사용한다. 공기 압축기 또는 송풍기를 사용하여 공기 흐름을 생성할 수 있다.

고속 공기 흐름을 생성하는 데 사용되는 세 가지 시스템은 다음과 같다.

# 흡입 또는 진공 시스템: 파이프라인에서 생성된 진공을 활용하여 주변 공기와 함께 재료를 끌어당긴다. 이 시스템은 대기압보다 실질적으로 0.4atm~0.5atm 낮은 저압에서 작동하며, 주로 가볍고 자유롭게 흐르는 재료를 운반하는 데 사용된다.

# 압력식 시스템: 가압을 사용하여 재료를 한 지점에서 다음 지점으로 밀어낸다. 이 시스템은 한 개의 적재 지점에서 여러 개의 하역 지점으로 재료를 운반하는 데 이상적이다. 6atm 이상의 압력에서 작동한다.

# 조합 시스템: 흡입 시스템을 사용하여 여러 적재 지점에서 재료를 운반하고 압력 시스템을 사용하여 여러 하역 지점으로 전달한다.

2. 6. 수직 컨베이어

수직 컨베이어는 화물 리프트 및 자재 리프트라고도 하며, 취급 과정에서 자재를 시설의 다른 높이로 올리거나 내리는 데 사용되는 컨베이어 시스템이다. 산업 조립 공정에 적용된 예로는 자재를 다른 층으로 운송하는 것이 있다. 화물 엘리베이터와 외관이 유사하지만, 수직 컨베이어는 사람을 운송하도록 설계되지 않고, 자재만 운송한다.^[2]

수직 리프트 컨베이어는 평행 컨베이어의 인접한 표면을 동시에 위로 이동시키기 위해 두 개의 인접하고 평행한 컨베이어를 포함한다. 컨베이어 중 하나는 일반적으로 벌크 식품 품목을 운송하기 위해 간격을 두고 배치된 플라이트(팬)를 가지고 있다. 이중 컨베이어는 반대 방향으로 회전하지만, 동일한 벨트 속도를 보장하기 위해 하나의 기어 박스에서 작동한다. 컨베이어 중 하나는 다른 컨베이어에 피벗 방식으로 연결되어, 평행 컨베이어의 마주보는 표면에 접근하기 위해 부착된 컨베이어를 나머지 컨베이어에서 멀리 스윙할 수 있다.^[2] 수직 리프트 컨베이어는 수동 또는 자동으로 적재 및 제어될 수 있다.^[3] 거의 모든 수직 컨베이어는 수평 컨베이어와 체계적으로 통합될 수 있는데, 이는 이 두 컨베이어 시스템이 일관된 자재 처리 조립 라인을 만들기 위해 함께 작동하기 때문이다.

나선형 컨베이어와 마찬가지로, 포크를 사용하는 수직 컨베이어는 자재 하중을 연속적으로 운송할 수 있다. 이러한 포크를 사용하면 하중을 하나의 수평 컨베이어에서 다른 레벨의 다른 수평 컨베이어로 옮길 수 있다. 더 많은 포크를 추가하면, 더 많은 제품을 동시에 들어올릴 수 있다. 기존 수직 컨베이어는 동일한 방향으로 움직이는 자재 하중의 투입과 출력이 있어야 한다. 포크를 사용하면 서로 다른 방향으로 여러 조합의 서로 다른 투입 및 출력 레벨이 가능해진다. 포크가 있는 수직 컨베이어는 수직 분류기로도 사용할 수 있다. 나선형 컨베이어와 비교하여 포크가 있든 없든 수직 컨베이어는 더 적은 공간을 차지한다.

수직 왕복 컨베이어(VRC)는 또 다른 유형의 유닛 취급 시스템이다. 일반적인 응용 분야에는 층간 유닛 하중 이동, 여러 축적 컨베이어 작업, 오버헤드 컨베이어 라인 인터페이스가 포함된다. 운반할 일반적인 자재로는 팔레트, 자루, 맞춤형 고정 장치 또는 제품 랙 등이 있다.^[4]

2. 7. 진동 컨베이어

진동 컨베이어는 옆면이 위로 올라가 홈을 형성하는 견고한 이송 표면을 가진 기계이다. 위생, 세척 및 낮은 유지보수가 필수적인 식품 등급 응용 분야에서 건조 벌크 고체를 이송하는 데 널리 사용된다.^[1] 진동 컨베이어는 혹독하고, 매우 뜨겁고, 더럽거나 부식성이 강한 환경에도 적합하다. 새로 주조된 금속 부품을 이송하는 데 사용할 수 있으며, 이는 약 815.6°C까지 올라갈 수 있다. 이송 팬의 고정된 특성으로 인해 진동 컨베이어는 정렬, 선별, 분류 및 부품 방향 설정과 같은 작업도 수행할 수 있다. 진동 컨베이어는 특수 팬 모양을 사용하여 수평에서 45° 이상 각도로 재료를 이송하도록 제작되었으며, 평평한 팬은 대부분의 재료를 수평선에서 5° 경사로 이송한다.

2. 8. 유연 컨베이어

유연 컨베이어는 알루미늄 또는 스테인리스강으로 된 컨베이어 빔을 기반으로 하며, 저마찰 슬라이드 레일이 플라스틱 다중 굴곡 체인을 안내한다. 운반할 제품은 컨베이어 위 또는 팔레트/캐리어 위에서 직접 이동한다. 이러한 컨베이어는 장애물을 우회하여 생산 라인을 원활하게 유지할 수 있다. 다양한 수준으로 제작되며 여러 환경에서 작동할 수 있다. 식품 포장, 케이스 포장 및 제약 산업뿐만 아니라 월마트, K마트와 같은 대형 소매점에서도 사용된다.

2. 9. 기타 컨베이어

다음은 위에서 언급된 종류 외에 다양한 컨베이어 시스템이다.

자동차 컨베이어
버킷 컨베이어
드래그 컨베이어
전기 트랙 차량 시스템
오버헤드 I-빔 컨베이어
육상 컨베이어
제약 컨베이어
플라스틱 벨트 컨베이어
관형 갤러리 컨베이어
진공 컨베이어
워킹 빔
와이어 메쉬 컨베이어^[1]

3. 컨베이어 시스템의 활용 분야

컨베이어 시스템은 다양한 이점을 제공하기 때문에 광범위한 산업 분야에서 사용된다. 컨베이어는 자재를 한 층에서 다른 층으로 안전하게 운송할 수 있으며, 이는 인력으로 수행할 경우 힘들고 비용이 많이 든다. 거의 모든 곳에 설치할 수 있으며, 지게차나 다른 기계를 사용하여 자재를 이동하는 것보다 훨씬 안전하다. 모든 모양, 크기 및 무게의 하중을 이동할 수 있으며, 사고를 예방하는 데 도움이 되는 고급 안전 기능도 갖추고 있다. 유압, 기계식 및 완전 자동화 시스템을 포함하여 컨베이어 시스템을 운영하기 위한 다양한 옵션이 있으며, 개별 요구 사항에 맞게 설치할 수 있다.

컨베이어 시스템은 광업, 자동차, 농업, 컴퓨터, 전자, 식품 가공, 항공우주, 제약, 화학, 병입 및 통조림, 인쇄 마감 및 포장을 포함한 많은 산업 분야에서 일반적으로 사용된다.

3. 1. 제조업

컨베이어 시스템은 광업, 자동차, 농업, 컴퓨터, 전자, 식품 가공, 항공우주, 제약, 화학, 병입 및 통조림, 인쇄 마감 및 포장을 포함한 많은 산업 분야에서 일반적으로 사용된다.^[1] 콩 및 견과류와 같은 식품, 병 및 캔, 자동차 부품, 고철, 알약 및 분말, 목재 및 가구, 곡물 및 동물 사료 등 다양한 재료를 운반할 수 있다.^[1]

물류 처리 및 컨베이어 시스템 제조업체는 자동차, 제약, 포장, 다양한 생산 공장과 같은 산업에서 최대한의 성장을 보이고 있다.^[1] 휴대용 컨베이어 역시 건설 분야에서 빠르게 성장하고 있으며, 2014년까지 북미, 유럽 및 아시아 지역의 컨베이어 시스템 구매율은 더욱 증가할 것으로 보인다.^[1] 가장 일반적으로 구매되는 컨베이어 유형은 제품 마감 및 모니터링이 일반적으로 수행되는 포장 공장 및 산업 플랜트에서 라인샤프트 롤러 컨베이어, 체인 컨베이어 및 컨베이어 벨트이다.^[1]

3. 2. 물류 산업

물류 처리 및 컨베이어 시스템 제조업체는 자동차, 제약, 포장, 다양한 생산 공장과 같은 산업에서 최대한의 성장을 보이고 있다. 휴대용 컨베이어 역시 건설 분야에서 빠르게 성장하고 있으며, 2014년까지 북미, 유럽 및 아시아 지역의 컨베이어 시스템 구매율은 더욱 증가할 것으로 보인다. 가장 일반적으로 구매되는 컨베이어 유형은 제품 마감 및 모니터링이 일반적으로 수행되는 포장 공장 및 산업 플랜트에서 라인 샤프트 롤러 컨베이어, 체인 컨베이어 및 컨베이어 벨트이다. 상업 및 민간 부문에서는 공항, 쇼핑몰 등에서 컨베이어를 점점 더 많이 사용하고 있다.^[1]

3. 3. 공항

공항에서 컨베이어 시스템은 수하물 처리 시스템에 사용된다. 이는 승객의 수하물을 안전하고 빠르게 운반하는 데 필수적인 역할을 수행한다.

3. 4. 광업

컨베이어 시스템은 광업, 자동차, 농업, 컴퓨터, 전자, 식품 가공, 항공우주, 제약, 화학, 병입 및 통조림, 인쇄 마감 및 포장을 포함한 많은 산업 분야에서 사용된다. 컨베이어 시스템은 콩 및 견과류와 같은 식품, 병 및 캔, 자동차 부품, 고철, 알약 및 분말, 목재 및 가구, 곡물 및 동물 사료 등 다양한 재료를 운반하는 데 사용된다.^[1]

3. 5. 농업

컨베이어 시스템은 농업 분야에서 수확된 농작물, 사료 등을 운반하는 데 사용된다. 이를 통해 농업 생산성을 높이고 노동력을 절감하는 데 기여한다.^[1]

3. 6. 기타

컨베이어 시스템은 다음과 같은 장점들 덕분에 여러 산업 분야에서 널리 사용된다.

인력으로 자재를 운반하는 것보다 안전하고 효율적이다.
거의 모든 장소에 설치할 수 있다.
다양한 모양, 크기, 무게의 물품을 운반할 수 있다.
사고 예방을 위한 안전 기능이 포함된 경우가 많다.
유압, 기계식, 완전 자동화 시스템 등 다양한 옵션으로 제공되어 개별 요구 사항에 맞출 수 있다.

컨베이어 시스템은 광업, 자동차 산업, 농업, 컴퓨터 산업, 전자, 식품 가공, 항공우주, 제약 산업, 화학 산업, 병입 및 통조림, 인쇄 마감, 포장 등 다양한 산업에서 활용된다. 콩과 견과류, 병, 캔, 자동차 부품, 고철, 알약 및 분말, 목재, 가구, 곡물, 동물 사료 등 다양한 재료를 운반하는 데 사용된다.

컨베이어 시스템을 선택할 때는 운송, 축적, 분류 등 필요한 작동 방식, 자재의 크기, 무게, 모양, 적재 및 픽업 위치 등 여러 요소를 고려해야 한다.

4. 컨베이어 시스템의 유지 보수

컨베이어 시스템이 제품을 적시에 효과적으로 이동할 수 있도록 하기 위해서는 정기적인 검사 및 시스템 감사, 모터 및 감속기 모니터링, 주요 부품 재고 유지, 적절한 인력 교육 등이 필요하다.

컨베이어 시스템의 수명을 연장하려면 적절한 컨베이어 유형과 시스템 설계를 선택하고 정기적인 유지 관리 관행에 주의를 기울여야 한다. 적절하게 설계된 컨베이어 시스템은 유지 관리만 잘 된다면 오래 사용할 수 있다.

5. 컨베이어 시스템 산업 동향

대한민국 컨베이어 시스템 산업은 제조업 성장과 함께 꾸준히 발전해 왔다. 최근에는 스마트 팩토리 구축, 물류 자동화 등 4차 산업혁명 기술과 융합하여 고도화되고 있다. 특히 인공지능, 사물인터넷(IoT), 로봇 기술 등과 결합한 지능형 컨베이어 시스템 개발이 활발하게 이루어지고 있다.^[1]

물류 처리 및 컨베이어 시스템 제조업체는 자동차, 제약, 포장, 다양한 생산 공장과 같은 산업에서 최대한의 성장을 보이고 있다. 휴대용 컨베이어 역시 건설 분야에서 빠르게 성장하고 있으며, 2014년까지 북미, 유럽 및 아시아 지역의 컨베이어 시스템 구매율은 더욱 증가할 것으로 보인다.^[1]

가장 일반적으로 구매되는 컨베이어 유형은 제품 마감 및 모니터링이 일반적으로 수행되는 포장 공장 및 산업 플랜트에서 라인 샤프트 롤러 컨베이어, 체인 컨베이어 및 컨베이어 벨트이다. 상업 및 민간 부문에서는 공항, 쇼핑몰 등에서 컨베이어를 점점 더 많이 사용하고 있다.^[1]

참조

_[1] 웹사이트 Vibrating conveyor for bulk material conveying and dosing - Vibrating tube and pan feeders - PowderProcess.net https://www.powderpr[...] 2018-01-02
_[2] 웹사이트 Vertical Lift Conveyors http://www.freepaten[...] Freepatentsonline.com 2013-03-27
_[3] 웹사이트 Conveyors http://www.mhia.org/[...] 2005-07-16
_[4] 웹사이트 Vertical Lift & Reciprocating Conveyor Manufacturer | Industrial Kinetics https://www.iki.com/[...] 2019-08-30
_[5] 웹사이트 Walking Beam Conveyor by RoboShop Inc. https://www.youtube.[...]
_[6] 웹사이트 MODEL OF WALKING BEAM CONVEYOR https://www.youtube.[...]

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