프레스 로드 모니터링 시스템
(Tonnage Monitoring System)
프레스(성형·단조·조립 프레스)의 하중을 실시간으로 계측·감시하는 프레스 로드 모니터링 시스템 가이드입니다. 직접식·션트방식 하중측정 원리, 스트레인게이지·압전 센서 선택 기준, 교정 절차부터 진동·온도 동시 계측을 통한 예방진단까지 소개합니다.
션트방식 스트레인 트랜스듀서
즉시 경보·정지 신호
상태진단까지 통합
원격 데이터 모니터링
프레스 로드 모니터링이란
프레스는 성형·단조·조립 등 다양한 공정에서 반복적으로 큰 하중을 가하는 설비로, 하중의 크기와 안정성이 제품 품질과 설비 수명을 좌우합니다. 프레스 로드 모니터링 시스템은 프레스 힘의 피크값뿐 아니라 힘이 공차 범위 안에서 구동되는지, 범위를 벗어나 기계적 손상 위험이 있는지를 상시 감시하고, 필요 시 시스템 정지 신호까지 전달하는 계측·제어 시스템입니다.
스트레인 센서 기반으로 프레스 로드를 실시간으로 계측·모니터링합니다.
하중이 설정 공차를 벗어나면 즉시 감지해 PLC·HMI로 경보·정지 신호를 전달합니다.
여러 물리량을 동시에 계측해 프레스 자체의 종합적인 상태진단이 가능합니다.
표준 TCP-IP 프로토콜로 운용자가 어디서든 데이터를 모니터링·분석할 수 있습니다.
장기간 축적된 하중·진동 데이터로 노후 프레스의 상태 진단 모니터링도 지원합니다.
계측된 프레스 로드를 PLC·HMI 등으로 실시간 전송해 제어 신호로 활용합니다.
프레스 하중 측정 방식 — 직접식 vs 션트방식
프레스 하중을 측정하는 방법은 크게 두 가지로 나뉩니다. 어느 경우든 센서와 앰프가 하중을 신속·정확하게 검출해 프레스 제어시스템으로 전달해야 하며, 내구성과 설치 편의성도 함께 고려해야 합니다.
타이로드(컬럼) 게이지 부착 상세 — 4-게이지 풀브릿지 구성
션트방식 하중측정은 실제로 프레스의 타이로드(Tie-rod) 또는 컬럼(프레임 기둥)에 스트레인 트랜스듀서를 부착해 구현합니다. 굽힘(벤딩모멘트) 성분을 제거하고 순수한 축방향 하중만 추출하려면, 로드 둘레에 4개의 게이지를 정확한 위치·각도로 배치한 풀브릿지 구성이 핵심입니다.
- 타이로드(또는 컬럼) 둘레 4방향(전면 0°·좌측 90°·후면 180°·우측 90°)에 게이지 1개씩 부착
- 4개 게이지를 풀브릿지로 결선 — 굽힘에 의한 (+)(−) 변형 성분이 서로 상쇄되어 순수 축방향(인장) 하중만 추출
- 대칭 배치 구조 자체가 온도 변화에 대한 자동 보상 기능도 함께 제공
- 접착형(Adhesive) 스트레인게이지로 충분하며, 별도의 용접형 게이지는 필요하지 않음
- 부착부 온도 조건 약 250~300°C까지 대응 가능
충격성 하중의 피크값을 실시간으로 계측·기록합니다.
4방향 신호를 개별 비교해 램 편심·금형 편심 등 불균형을 감지합니다.
사이클별 최대·최소 하중을 자동 기록해 피로 누적 이력을 추적합니다.
설정한 임계값을 벗어나면 즉시 이상으로 판단해 경보를 전달합니다.
스트레인게이지 방식 vs 압전(피에조) 방식
션트방식 하중측정에는 스트레인게이지 기반 트랜스듀서와 압전(피에조) 트랜스듀서가 함께 사용됩니다. 두 방식 모두 실무에서 널리 쓰이며, 설치 환경과 요구 성능에 따라 선택합니다.
| 구분 | 스트레인게이지 방식 | 압전(피에조) 방식 |
|---|---|---|
| 감도·설치 | 일체형 증폭 전자회로 결합 가능, 비교적 경제적인 구성 | 초소형·경량, 나사 하나로 간편 설치, 미세 변형까지 고감도 검출 |
| 장기 안정성 | 온도 드리프트가 적어 장시간 모니터링에 유리, 영구 변형 추이 감시 가능 | 매우 강성이 큰 부재·소형 변형 대상에 적합 |
| 벤딩모멘트 보상 | 대칭 배치·병렬 결선으로 굽힘 성분 상쇄, 축방향(인장·압축) 성분만 추출 | 설치 위치·방식에 따라 별도 보상 설계 필요 |
| 적합 용도 | 대용량·고성능 프레스의 비용 효율적 상시 모니터링 | 고강성 구조물의 정밀 하중 검출, 컴팩트한 설치 공간 |
※ 두 방식 모두 실제로는 다수의 프레스 현장에서 병행 적용되며, 요구 정확도·설치 환경·예산에 맞춰 선정합니다.
스트레인 트랜스듀서 교정(캘리브레이션) 절차
스트레인 트랜스듀서의 출력은 mV/V 단위의 상대값이므로, 실제 힘(N)으로 환산하려면 교정 과정이 필요합니다. 최소 2개의 하중 지점에서 출력을 측정해 감도를 계산하는 방식이 일반적입니다.
하중이 0인 상태에서 트랜스듀서의 출력 신호(mV/V)를 측정합니다.
교정에 사용할 기준 하중(반드시 최대 하중일 필요는 없음)에서 출력 신호를 측정합니다.
감도 = (기준하중 출력 − 영점 출력) ÷ (기준하중 − 영점하중)으로 계산해 힘-출력 관계를 확정합니다.
두 지점의 힘·출력 값 쌍을 앰프에 입력하면 자동으로 스케일이 설정되는 방식이 널리 쓰입니다.
교정 후에는 반드시 시스템에 재하해 표시값을 재확인하며, 실제 사용 하중 부근에서 교정할수록 정확도가 높아집니다.
로드·진동·온도 동시 계측을 통한 예방진단
프레스 로드 모니터링 시스템의 가치는 하중 계측에만 있지 않습니다. 로드 채널과 함께 진동·온도·압력 채널을 동시에 계측하면 프레스 자체의 상태를 종합적으로 진단할 수 있습니다.
하중이 설정 공차 범위를 벗어나는지 상시 감시하고, 위험 수준에서는 즉시 정지 신호를 전달합니다.
진동을 시간 이력으로 계측해 베어링 마모·유격에 의한 이상 진동을 조기에 감지합니다.
냉각 시스템의 온도값을 모니터링해 과열로 인한 이상을 사전에 파악합니다.
하중·진동·온도 데이터를 기록·저장해 제품 품질 이력과 설비 트렌드를 관리합니다.
장기간 축적된 데이터로 노후 프레스의 열화 추이를 진단해 정비 시점을 판단합니다.
표준 이더넷 TCP-IP로 운용자가 사무실·원격지에서도 실시간 데이터를 확인할 수 있습니다.
씨앤디테크 프레스 모니터링 시스템
씨앤디테크는 프레스의 하중·베어링 상태를 실시간으로 모니터링하는 기술을 개발·공급하고 있으며, 국내외 대형 프레스에 하중 모니터링·유지보수 모니터링 시스템을 공급한 실적을 보유하고 있습니다.
자주 묻는 질문
프레스 로드 모니터링 시스템 도입 상담
씨앤디테크는 프레스 하중·진동·온도·압력을 통합 계측하는 프레스 로드 모니터링 시스템을 국내외 대형 프레스에 공급한 실적을 보유하고 있습니다. 프레스 사양·측정 목적을 알려주시면 최적의 센서·앰프 구성을 제안드립니다.
관련 기술자료 → 스트레인게이지 원리·선정 · 커스텀 센서 제작 · DAQ 시스템 가이드 · 진동센서 원리·설치