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이 글의 목적은 작업자 접근 감지용 라이트 커튼의 안전거리 계산 방법과 설치·배치 기준을 현장에서 바로 적용할 수 있도록 체계적으로 정리하는 것이다.
1. 작업자 접근 감지 라이트 커튼의 역할
라이트 커튼은 여러 개의 적외선 빔으로 보이지 않는 안전벽을 형성하고, 작업자 신체가 이 영역을 통과하면 즉시 위험 기계의 동작을 정지시키는 비접촉식 방호장치이다.
특히 작업자 접근 감지용 라이트 커튼은 프레스, 사출성형기, 산업용 로봇 셀, 팔레타이저, 컨베이어 출입구 등에서 작업자가 위험구역에 접근하는 순간을 검출하여 기계가 위험 상태에 도달하기 전에 정지시키는 역할을 한다.
접근 감지 목적의 라이트 커튼을 안전하게 사용하기 위해서는 다음 네 가지가 핵심이다.
- 기계가 완전히 멈추는 시간(정지시간)을 정확히 파악하는 것
- 정지시간에 맞는 최소 안전거리(S)를 올바르게 계산하는 것
- 계산된 안전거리 이상으로 라이트 커튼을 배치하는 것
- 우회·무력화가 불가능하도록 배치와 주변 구조물을 함께 설계하는 것
주의 : 라이트 커튼은 “설치만 되어 있다”는 사실 자체가 안전을 보증하지 않는다. 정지시간 측정과 안전거리 계산이 잘못되면 고급 장비를 설치해도 치명적인 협착·끼임 사고가 발생할 수 있다.
2. 관련 기준과 설계 개념 개요
작업자 접근 감지 라이트 커튼의 설치·배치는 일반적으로 다음과 같은 국제·국내 기준의 공통 개념을 따른다.
- 기계 방호장치 배치 시, 작업자의 접근 속도와 기계의 정지시간을 고려해 최소 안전거리를 산정한다.
- 라이트 커튼의 해상도(분해능, d)와 검출 대상(손·팔, 신체 접근, 다중 빔 여부)에 따라 침입거리 보정값이 달라진다.
- 수직 설치, 수평 설치, 다중 빔(2·3·4빔) 설치에 따라 빔 높이와 안전거리 식이 달라진다.
- 라이트 커튼 자체뿐 아니라 안전 릴레이/안전PLC, 접촉기, 제동기 등 전체 시스템의 정지시간을 함께 고려한다.
이 글에서는 실무자가 이해하기 쉽도록 국제 표준에서 사용하는 기본 수식을 바탕으로, 현장에서 바로 적용 가능한 형태로 재구성하여 설명한다.
3. 안전거리 계산 기본 개념
3.1 안전거리(S)의 정의
안전거리 S는 라이트 커튼의 검출면과 실제 위험점(프레스 금형, 롤러 물림점 등) 사이의 최소 거리이다. 이 거리는 기계가 정지하는 동안 작업자가 계속 이동한다고 가정하고 계산한다.
일반적인 기본식은 다음과 같이 표현한다.
S = K × T + C
S : 최소 안전거리 (mm)
K : 인체 접근 속도 (mm/s)
T : 전체 정지시간 (s) = 라이트 커튼 응답시간 + 기계 정지시간
C : 침입거리 보정값 (mm)
3.2 인체 접근 속도 K 값
일반적으로 다음 값을 사용한다.
- K = 2000 mm/s : 손·팔이 수평으로 빠르게 들어가는 경우(상지 접근 기준)
- K = 1600 mm/s : 사람이 걸어서 위험구역으로 이동하는 경우(보행 속도 기준)
접근 감지용 라이트 커튼은 보통 전신 또는 상지 접근을 대상으로 하므로,
- 손/팔이 직접 위험점으로 들어갈 수 있는 경우 → K = 2000 mm/s 우선 적용
- 출입구처럼 걷는 동작 위주 접근인 경우 → K = 1600 mm/s 적용
주의 : 기계의 위험점이 이동하거나, 공정 특성상 작업자가 뛰거나 몸을 숙여 돌진할 수 있는 등 접근 속도가 더 빨라질 수 있다고 판단되는 경우에는 보수적으로 K 값을 높게 잡아야 한다.
3.3 전체 정지시간 T 산정
T는 다음 두 부분의 합이다.
- t₁ : 라이트 커튼의 응답시간(감지 → 출력 OFF까지)
- t₂ : 기계가 실제로 완전히 멈출 때까지의 시간
따라서,
T = t₁ + t₂ 실무에서는 다음과 같이 절차를 진행하는 것이 좋다.
- 라이트 커튼 카탈로그 또는 매뉴얼에서 최대 응답시간 t₁ 값을 확인한다.
- 정지시간 측정기(Stop Time Meter) 또는 고속 카메라를 이용하여 기계 정지시간 t₂를 최소 연 1회 이상 실측한다.
- 측정값 중 가장 큰 값 또는 충분한 여유를 둔 값으로 T를 설정한다.
3.4 침입거리 보정값 C
C는 검출 해상도와 설치 방식에 따라 달라지는 값으로, 라이트 커튼의 첫 번째 빔이 차단되었을 때 이미 신체 일부가 위험점에 어느 정도 들어가 있다고 보는 거리를 의미한다.
- 손·팔 검출용(해상도 d ≤ 40 mm) 수직 설치의 전형적 식 예
C = 8 × (d − 14) (단, C ≥ 0, d는 mm) - 접근 감지용(전신/다리 검출, 해상도 50~90 mm 또는 2·3·4빔) 수직 설치의 전형적 값 예
- C ≒ 850 mm (팔과 상반신이 이미 들어온 길이를 보수적으로 반영)
주의 : 라이트 커튼 제조사 매뉴얼에는 해상도·빔 구성별로 권장되는 C 값이 표로 제시되는 경우가 많다. 현장에서는 표준 수식으로 개략 계산한 뒤, 반드시 제조사 매뉴얼의 권장 값을 우선 적용해야 한다.
4. 접근 감지용 라이트 커튼 설치 유형
4.1 수직 설치(출입구·전면 접근 차단)
가장 일반적인 방식으로, 프레스 또는 로봇 셀 전면에 라이트 커튼을 수직으로 세워 작업자의 접근을 차단한다.
- 손·팔 위주의 접근 : 해상도 14~30 mm 수직 설치
- 전신 접근(출입구 차단) : 해상도 50~90 mm 또는 2·3·4빔 구성 수직 설치
출입구 접근 감지용 다중 빔 라이트 커튼의 전형적인 빔 높이 예시는 다음과 같다.
| 빔 개수 | 빔 높이(바닥 기준, mm) | 특징 |
|---|---|---|
| 2빔 | 하단 400, 상단 900 | 간헐 출입, 위험도 낮은 공정에 제한적으로 사용 |
| 3빔 | 하단 300, 중간 700, 상단 1100 | 다리~상체 대부분을 안정적으로 검출 |
| 4빔 | 하단 300, 중간1 600, 중간2 900, 상단 1200 | 몸 숙임·기어들기 등에 대한 검출 능력 향상 |
4.2 수평 설치(위험구역 바닥 감시)
작업자 발 또는 장비가 위험구역 바닥을 통과하는 것을 감지하기 위해 수평 방향으로 설치하는 방식이다. 접근 경로가 명확하고, 위에서 숙여 들어가는 상황이 거의 없는 공정에서 사용한다.
- 장점 : 바닥 센서나 안전매트보다 설치 자유도가 크고, 청소·오염에 강한 편이다.
- 단점 : 사람이 몸을 숙여 위로 넘어가면 검출하지 못할 수 있어, 보통 고정 가드와 조합하여 사용한다.
4.3 복합 구성(라이트 커튼 + 고정가드 + 인터록)
실제 현장에서는 다음과 같은 복합 구성이 가장 많이 사용된다.
- 전면 : 라이트 커튼(수직 설치) – 작업자 접근 감지
- 측면·후면 : 고정 방호울 또는 인터록 도어
- 상부 : 넘어 들어오는 동작 방지를 위한 울타리 또는 높이 제한 구조물
이렇게 해야 라이트 커튼 아래로 기어들거나, 측면 틈을 통해 우회 접근하는 경우를 차단할 수 있다.
5. 안전거리 계산 절차(실무 적용 단계)
5.1 계산 절차 개요
작업자 접근 감지 라이트 커튼 배치를 설계할 때는 다음 순서를 따르는 것이 좋다.
- 기계의 위험점(위험구역) 정의
- 접근 경로와 방향(전면, 측면, 후면, 상부)을 파악
- 필요한 라이트 커튼 해상도와 빔 구성을 선정
- 라이트 커튼 응답시간 t₁, 기계 정지시간 t₂를 확보
- 접근 속도 K 값 선택(손/팔 또는 보행)
- 침입거리 보정 C 값 결정
- 수식 S = K × T + C로 최소 안전거리 계산
- 계산된 S 이상으로 라이트 커튼 설치 위치를 설정
- 우회·무력화 가능성 검토 및 구조물/가드 보완
- 시험 운전 및 정지거리 재확인, 기록 보관
| 단계 | 내용 | 산출물 |
|---|---|---|
| 1 | 위험점 정의 및 접근 경로 분석 | 위험구역 스케치, 접근 방향 도식 |
| 2 | 라이트 커튼 선정(해상도, 빔수, 설치 유형) | 사양서, 설치 개략도 |
| 3 | 정지시간 측정(t₁, t₂) | 정지시간 측정 기록서 |
| 4 | K, C 값 결정 | 계산 시트 상 입력값 |
| 5 | S 계산 및 설치 거리 결정 | 도면상 설치 위치, 치수 기입 |
| 6 | 시험 운전 및 검증 | 시험 결과서, 사진 기록 |
5.2 예시 1 – 전신 접근 감지(출입구, 3빔 라이트 커튼)
가정 조건은 다음과 같다.
- 적용 공정 : 산업용 로봇 셀 출입구
- 라이트 커튼 : 3빔, 출입구 접근 감지용, C = 850 mm 적용
- 응답시간 t₁ : 0.02 s
- 기계 정지시간 t₂ : 0.10 s (정지시간 측정기 결과 중 보수값)
- 접근 속도 K : 1600 mm/s (보행 속도 기준)
계산은 다음과 같다.
T = t₁ + t₂ = 0.02 + 0.10 = 0.12 s
S = K × T + C
= 1600 × 0.12 + 850
= 192 + 850
= 1042 mm
결과 : 최소 안전거리 S ≥ 1042 mm 이므로, 라이트 커튼 검출면은 위험점으로부터 1.1 m 이상 떨어져 설치한다.
5.3 예시 2 – 손·팔 접근 감지(프레스 전면 수직 라이트 커튼)
가정 조건은 다음과 같다.
- 적용 공정 : 기계프레스 전면 작업구
- 라이트 커튼 : 해상도 d = 30 mm 수직 설치
- 응답시간 t₁ : 0.01 s
- 기계 정지시간 t₂ : 0.09 s
- 접근 속도 K : 2000 mm/s (상지 접근)
먼저 C 값을 계산한다.
C = 8 × (d − 14) = 8 × (30 − 14) = 8 × 16 = 128 mm T, S 계산은 다음과 같다.
T = t₁ + t₂ = 0.01 + 0.09 = 0.10 s
S = K × T + C
= 2000 × 0.10 + 128
= 200 + 128
= 328 mm
결과 : 최소 안전거리 S ≥ 328 mm 이므로, 라이트 커튼은 금형 위험점으로부터 0.33 m 이상 떨어져 설치한다.
주의 : 실제 계산에서는 라이트 커튼 제조사에서 제공하는 전용 계산 소프트웨어 또는 표를 함께 사용하여 값이 일치하는지 검증하는 것이 좋다. 또한 도면상 치수는 계산값보다 여유를 두어 10~20% 정도 크게 잡는 것이 안전하다.
6. 배치 설계 시 주요 고려사항
6.1 우회·무력화 방지 설계
라이트 커튼 설치 후에도 아래와 같은 방식으로 우회·무력화가 발생할 수 있다.
- 하단 빔과 바닥 사이 공간으로 기어들어가는 경우
- 상단 빔 위로 몸을 숙여 넘어가는 경우
- 측면에서 손을 뻗어 위험점에 접근하는 경우
- 라이트 커튼 일부를 반사판·판넬로 가려 빔이 도달하지 않게 만드는 경우
이를 방지하기 위한 설계 원칙은 다음과 같다.
- 하단 빔 높이를 300 mm 이하로 낮추고, 필요 시 바닥 측에 보조 가드를 설치한다.
- 상단 빔 높이를 1100~1200 mm 이상으로 설정하고, 위험점 높이가 더 높을 경우 상부 고정 가드를 추가한다.
- 측면에는 절단·절곡된 가드 패널을 설치하여 손을 돌려 넣을 수 있는 틈을 최소화한다.
- 라이트 커튼 주변에 반사판, 광택 배관, 거울, 강화유리 등이 위치하지 않도록 배치하거나, 제조사 지침에 따라 반사 영향 거리를 확보한다.
6.2 바닥 상태와 단차, 피트(pit) 고려
라이트 커튼 설치 높이는 바닥에서부터의 거리로 정의되므로, 바닥 단차나 피트가 있는 경우 다음을 고려해야 한다.
- 피트 내부에서 올라와 작업할 수 있는 경우, 피트 바닥을 기준으로 한 빔 높이도 검토한다.
- 자재가 통과하는 계단형 구조물 주변에는 접근 가능 모든 위치를 기준으로 안전거리를 재검토한다.
- 지게차나 카트가 통과하는 통로 부근에서는 라이트 커튼 빔과 충돌 방지를 위해 보호프레임을 설치한다.
6.3 이동식 설비와 작업자 동선
이동식 테이블, 작업대, 자재 대차 등으로 인해 실질적인 접근 경로가 변경될 수 있다. 대표적인 문제는 다음과 같다.
- 대차를 라이트 커튼 안쪽에 두고 작업자가 그 위를 넘어 위험점에 접근
- 높은 작업대가 라이트 커튼 일부 빔을 가려 사각지대를 생성
따라서 다음 조치를 권장한다.
- 라이트 커튼 내측에는 이동식 설비·적재물을 두지 않도록 레이아웃을 고정한다.
- 부득이하게 두어야 하는 경우, 그 위치까지 포함하여 최소 안전거리와 우회 가능성을 재평가한다.
- 수시로 위치가 바뀌는 설비는 바닥 마킹, 앵커 고정 등으로 동선을 고정하는 것이 좋다.
7. 대표 배치 예시와 설계 포인트
7.1 프레스 전면 접근 감지
- 프레스 전면에 해상도 14~30 mm 라이트 커튼을 수직 설치한다.
- 양측과 후면은 고정 가드 또는 인터록 도어로 차단한다.
- 프레스 슬라이드 스트로크에 따라 정지시간을 측정하고, 그 값으로 S를 계산하여 라이트 커튼와 금형 앞단 거리치를 도면에 표시한다.
- 양수조작 버튼(dual palm button)을 사용한다면, 라이트 커튼이 해제된 상태에서 양수 조작만으로 접근이 가능하지 않도록 버튼 위치를 충분히 뒤로 배치한다.
7.2 로봇 셀 출입구 접근 감지
- 출입구 폭에 맞춰 3빔 또는 4빔 라이트 커튼을 설치하고, 빔 높이는 300~1200 mm 범위로 배치한다.
- 로봇 작업 공간의 가장 가까운 위험점까지 거리를 측정한 뒤, S 계산 결과와 비교하여 라이트 커튼 위치를 결정한다.
- 출입구 옆에 수동 리셋 버튼을 설치하여, 라이트 커튼 차단 후에는 작업자가 위험구역 밖으로 완전히 나와 리셋하도록 한다.
- AGV 등 물류장비가 출입구를 통과하는 경우, 별도의 muting 센서 구성과 안전 논리를 설계해야 한다.
7.3 컨베이어 투입/배출부 접근 감지
- 컨베이어 측면이나 하부를 통해 접근 가능한 경우 수평 라이트 커튼 또는 안전매트와 조합하여 위험구역 전체를 커버한다.
- 자재 투입구에는 고정 가드와 라이트 커튼을 조합하여, 손만 넣을 수 있는 크기의 개구부인지 여부를 검토한다.
- 컨베이어 롤러 물림점과 라이트 커튼 사이 거리를 S 이상 확보하고, 컨베이어 높이에 따라 상하로 우회 가능성이 없는지 확인한다.
8. 전기·제어 설계 시 체크 포인트
- 라이트 커튼 출력은 반드시 안전 릴레이 또는 안전PLC의 이중 채널 입력에 연결한다.
- 안전 릴레이 출력은 기계 구동용 주 접촉기/모터 브레이크 등 안전 관련 출력소자에 이중으로 연결한다.
- EDM(External Device Monitoring) 기능을 사용하여 접촉기 용접 등 고장 상태를 감시한다.
- 자동 재기동을 금지하고, 라이트 커튼 차단 후에는 항상 수동 리셋 절차를 거치도록 논리를 구성한다.
주의 : 라이트 커튼이 OFF 상태에서 기계가 재시동되는 논리는 절대 허용해서는 안 된다. 유지보수·조정 작업을 위해 라이트 커튼을 일시 무력화해야 하는 경우에는 별도의 LOTO 절차와 감독 하에서만 수행해야 한다.
9. 일상 점검 및 정기 검증
라이트 커튼은 전자장치이지만 결국 “소모품”에 가까운 부품이다. 따라서 다음과 같은 점검 체계를 유지해야 한다.
| 점검 항목 | 점검 내용 | 점검 주기 |
|---|---|---|
| 전원·표시등 상태 | 전원 ON, 에러 표시 없음, 빔 차단 시 적색 표시 정상 작동 여부 | 매일 작업 전 |
| 차단 시험 | 테스트봉 또는 손을 이용해 빔 차단 시 기계가 즉시 정지하는지 확인 | 매일 작업 전 |
| 정지시간 검증 | 정지시간 측정기로 t₂를 측정하여 기준값 초과 여부 확인 | 연 1회 이상 또는 주요 수리 후 |
| 기계·가드 변경 여부 | 주변 레이아웃, 작업대, 대차 변경으로 접근 경로가 달라졌는지 확인 | 분기 1회 |
| 우회·무력화 흔적 | 테이프, 반사판, 임시 가림판 등 설치 여부 확인 | 수시 |
FAQ
Q1. 라이트 커튼 안전거리를 간단히 계산하는 실무 팁이 있는가?
정확한 값은 표준과 제조사 매뉴얼에 따라 계산해야 하지만, 실무에서는 먼저 정지시간 T를 보수적으로 잡는 것이 중요하다. 예를 들어 T가 0.1~0.12 s 정도로 측정되면, 전신 접근 감지용(K=1600, C=850)을 기준으로 대략 1.0~1.1 m 정도가 필요하다고 보고 설계한 뒤, 이후 자세한 계산과 도면 검토를 통해 값을 미세 조정하는 방식이 효율적이다.
Q2. 기존 설비에 라이트 커튼을 추가 설치할 때 가장 먼저 확인해야 할 것은 무엇인가?
가장 먼저 해야 할 일은 기계 정지시간 t₂를 실측하는 것이다. 기존 설비는 제동 성능이 노후되어 정지시간이 길어져 있는 경우가 많다. 정지시간을 알지 못한 상태에서 단순히 “설치 가능 공간”에 라이트 커튼을 세우면, 계산상 필요한 안전거리보다 가깝게 설치되어 방호 성능이 부족해질 수 있다. 따라서 정지시간 측정 → 안전거리 계산 → 설치 위치 검토 순으로 진행해야 한다.
Q3. 라이트 커튼과 안전매트, 레이저 스캐너 중 어느 것을 선택해야 하는가?
출입구처럼 접근 경로가 명확하고 직선적인 경우에는 라이트 커튼이 가장 단순하고 신뢰성이 높다. 작업자가 넓은 영역에서 자유롭게 이동하는 경우에는 안전매트나 레이저 스캐너가 더 적합할 수 있다. 다만, 라이트 커튼은 구조가 단순하고 오염·먼지 환경에 강하며, 비용·유지보수 측면에서도 유리한 경우가 많아, “주 접근 경로”에 우선 적용하고 나머지 영역을 다른 방호수단으로 보완하는 방식이 좋다.
Q4. 라이트 커튼 일시 무력화(바이패스)가 꼭 필요한 경우는 어떻게 관리해야 하는가?
금형 교환, 초기 셋업, 로봇 티칭 등 불가피하게 라이트 커튼을 해제해야 하는 경우가 있다. 이때는 작업허가서 발행, LOTO(에너지 차단) 시행, 감시자 배치 등 별도의 절차를 수립해야 한다. 또한 일시 무력화 스위치는 잠금 가능한 키 타입으로 하고, 사용 내역을 기록하여 남용을 방지하는 것이 바람직하다.