중량선별기 작동 원리: 동적 계량(Dynamic Weighing) 시스템 구조 | dalpack.com
중량선별기 작동 원리:
동적 계량(Dynamic Weighing) 시스템 구조
우리가 일상에서 쓰는 저울은 물건을 올려놓고 가만히 기다려야 합니다. 하지만 1분에 수백 개의 제품이 쏟아져 나오는 공장에서는 어떻게 멈추지 않고 무게를 잴까요? 움직이는 제품의 하중을 0.1초 만에 낚아채는 '동적 계량'의 비밀을 파헤쳐 봅니다.
기초 원리 파악 후, 실제 현장에서 장비를 세팅하고 오차를 제어하는 실무 노하우가 필요하시다면 중량선별기 실무 가이드 (종합편)를 통해 전체적인 그림을 확인하십시오.
1. 정적 계량(Static) vs 동적 계량(Dynamic)
일반적인 전자저울은 정적 계량(Static Weighing)을 합니다. 물건이 저울 위에 올라간 뒤 완전히 정지하여 저울판이 안정을 찾을 때까지(안정화 시간) 기다렸다가 수치를 읽습니다.
반면, 중량선별기는 컨베이어 벨트를 타고 고속으로 지나가는 제품을 멈추지 않고 측정하는 동적 계량(Dynamic Weighing)을 수행합니다. 모터의 진동, 공기의 흐름, 벨트의 마찰 등 온갖 노이즈 속에서 순수한 제품의 무게 곡선을 순간적으로 수학적 필터링을 통해 계산해 내는 고도의 기술입니다.
2. 중량선별기의 핵심: 3단 컨베이어 벨트 구조
표준적인 중량선별기는 역할을 분담하는 3개의 분리된 컨베이어 벨트로 구성되어 있습니다. 이 3개의 벨트가 완벽하게 조화를 이루어야 정확한 계량이 가능합니다.
1 인피드 컨베이어 (In-feed Belt)
"제품의 간격을 벌리고 속도를 맞추는 준비 단계"
전단 설비(예: 포장기, 충전기)에서 불규칙하게 쏟아져 나오는 제품을 받아들입니다. 인피드 벨트는 다음 단계인 계량대 벨트보다 속도를 약간 빠르게 혹은 느리게 설정하여, 제품과 제품 사이의 간격을 강제로 벌려줍니다. 계량대에 두 개의 제품이 동시에 올라가는 더블 에러(Double Error)를 막기 위한 필수 장치입니다.
2 계량 컨베이어 (Weighing Belt)
"실제 무게를 측정하는 심장부"
이 벨트의 하단에는 정밀 하중 센서인 로드셀(Loadcell)이 장착되어 있습니다. 제품이 벨트 위에 완전히 올라탄 순간부터 벨트를 벗어나기 직전까지의 아주 짧은 시간(수백 밀리초) 동안 수천 번의 하중 데이터를 샘플링(Sampling)합니다.
3 배출 및 리젝터 컨베이어 (Out-feed / Reject Belt)
"합격품은 통과, 불량품은 분리"
계량대를 통과한 제품이 진입하는 마지막 벨트입니다. 계량대에서 계산된 결과값이 '정상(OK)'이면 그대로 통과시키고, 기준치 초과/미달(Over/Under)로 판정되면 벨트 옆에 장착된 리젝터(Rejector, 배출 장치)가 작동하여 제품을 라인 밖으로 밀어내거나 불어냅니다.
3. 어떻게 노이즈를 걸러내고 무게를 맞출까?
제품이 계량 벨트를 지나갈 때 로드셀이 감지하는 신호는 깔끔한 직선이 아닙니다. 진동 때문에 그래프가 위아래로 심하게 요동치게 됩니다.
- 광전 센서(Photo Sensor) 트리거: 제품이 계량대에 진입하는 순간을 광센서가 포착하여 제어기에 "지금부터 무게를 재라!"는 신호를 보냅니다.
- DSP (디지털 신호 처리): 요동치는 파형 데이터 속에서 컨베이어 자체의 진동, 공장 바닥의 진동 주파수를 소프트웨어 필터가 깎아냅니다 (Active Floor Vibration Cancellation).
- 이동 평균 및 연산: 가장 안정적인 구간의 데이터를 추출하여 평균을 내고 최종 중량값으로 확정합니다. 이 모든 연산이 제품이 벨트를 통과하는 0.1초 찰나에 이루어집니다.
무거운 박스부터 초정밀 알약까지, 제품에 따라 로드셀의 원리도 달라집니다. 장비의 성능과 가격을 결정하는 핵심 부품의 차이는 스트레인 게이지 vs EMFR 로드셀 비교 가이드에서 자세히 다룹니다.
