적용분야

한 제조사는 정수 필터 생산 과정에서 가열 및 용접 공정을 모니터링할 수 있는 솔루션을 요청했습니다. 이 필터는 여러 개의 플라스틱 부품으로 구성되어 있으며, 적외선 방출기를 사용해 가장자리를 가열하고 용융시켜 서로 용접됩니다.

제조사에는 온도를 신속하고 정확하게 측정하고, 편차가 발생할 경우 가열 공정을 자동으로 조절할 수 있는 신뢰성 높은 온도 측정 시스템이 필요합니다. 또한 불량 제품을 정확하게 감지하는 것 역시 매우 중요합니다.

정수 필터의 제조 공정은 여러 단계로 나뉩니다. 먼저 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE)과 같은 열가소성 수지를 용융한 뒤 원하는 형태로 성형합니다. 이러한 부품에는 필터 하우징, 필터 요소, 연결 부위 등이 포함됩니다. 형상이 완성되고 냉각된 이후에는, 이 플라스틱 부품들을 하나로 결합하여 이음새 없는 방수 구조를 형성해야 합니다.

적외선 히터는 접합할 플라스틱 부품의 접촉면을 가열합니다. 이러한 비접촉 방식의 가열은 오염 위험을 최소화하고 균일한 가열을 보장합니다. 텅스텐 또는 카본 필라멘트를 사용한 석영 유리 튜브 형태의 적외선 방출기는 중적외선 영역(2~6 µm)의 적외선 복사를 발생시키며, 이는 플라스틱에 매우 효과적으로 흡수됩니다. 최적의 용융과 접합을 달성하기 위해 용접 이음부는 정확히 150 °C까지 가열되어야 합니다.

또한 가열 공정이 매우 빠르게 진행되어 수 초 내에 완료되기 때문에, 제조사에는 신속한 온도 측정 방식이 필요합니다.
가열이 부정확할 경우 누수가 발생할 수 있으므로, 온도 모니터링은 필수적입니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 제조사는 Optris의 소형 산업용 스팟파인더 카메라 Xi 400을 적용했습니다. 이 적외선 열화상 카메라는 OEM 응용 분야에 최적화된 장비입니다. Xi 400 적외선 카메라는 용접 영역의 신뢰성 있는 온도 기록, 빠른 온도 측정, 그리고 공정과의 원활한 통합을 통한 자동화 구현이라는 고객의 핵심 요구 사항을 충족합니다.

Xi 400 IR 카메라는 382 × 288 픽셀의 높은 광학 해상도로 온도 분포를 측정하며, 용접 이음부의 가열 상태를 실시간으로 지속적으로 모니터링합니다. 프레임 속도(80 Hz / 27 Hz)는 매우 짧은 시간 동안만 열리는 가열 도구의 특성상 중요한 빠른 온도 측정을 가능하게 합니다.

상부 금형용과 하부 금형용으로 각각 한 대씩, 총 두 대의 Xi 400 적외선 카메라가 여러 시스템에 설치되어 사용됩니다.
적외선 이미저에 통합된 모터 포커스 기능은 측정 영역을 정밀하게 기록할 수 있도록 보장합니다.

PLC는 아날로그 방식으로 데이터를 수집하며, 양품/불량 신호를 출력합니다. 이를 통해 온도 편차 발생 시 즉각적인 대응이 가능하고, 정확하게 용접된 정수 필터만 다음 공정으로 전달되도록 보장합니다.

가열 공정을 정밀하게 제어함으로써 불량 제품을 식별하고 선별할 수 있습니다. 이 과정은 공정 인터페이스를 통해 카메라가 생산 라인에 통합되어 완전히 자동화되며, 설비의 제어 시스템과도 간편하게 연결됩니다.

Xi 400의 빠른 측정 속도와 높은 정확도는 제조사의 효율성과 품질 관리 향상에 크게 기여합니다.

제조사는 Optris 적외선 카메라와 분석 소프트웨어 솔루션의 간편한 통합성과 다양한 기능을 통해 큰 이점을 얻을 수 있습니다.

최소한의 투자로도 제조사는 모든 과제를 효율적으로 해결할 수 있는 강력한 올인원 패키지를 제공받게 됩니다. 예를 들어, Optris의 Xi 카메라는 정수 필터 생산 공정과 전반적인 플라스틱 용접 공정을 크게 최적화합니다.

자동 핫스팟 감지 기능과 최대 80/27 Hz의 프레임 속도와 같은 기능을 통해, 측정 영역에 단 몇 밀리초 동안만 나타나는 대형 또는 복잡한 측정 표면에서도 핵심 온도를 신속하게 포착할 수 있습니다.

Xi 400은 382 × 288 픽셀의 높은 광학 해상도와 최대 390:1의 거리 대비 스폿 비율을 제공하여, 아주 미세한 온도 차이까지 정밀하게 감지할 수 있습니다. 또한 Xi 카메라는 50 mK의 높은 열 감도(NETD)를 갖추고 있어, 특히 정밀한 온도 측정을 가능하게 합니다. –20 °C에서 900 °C까지의 넓은 온도 측정 범위를 지원해 다양한 공정 요구 사항을 유연하게 충족할 수 있습니다.

모터 포커스를 탑재한 견고하고 컴팩트한 이미저는 까다로운 환경에서도 카메라가 안정적으로 작동하도록 보장합니다.

산업용 프로세스 인터페이스(PIF)와 같은 유연한 연결 옵션을 통해 카메라는 제어 시스템에 손쉽게 통합될 수 있습니다. 측정된 온도 데이터는 4–20 mA 신호로 PLC에 전달되어, 공정의 효율적인 자동화를 가능하게 합니다.