공압

공압 시스템은 공기의 물리적 특성, 특히 그 압축성에 기반하여 작동한다. 공기는 무색, 무취, 무미의 기체 혼합물로, 쉽게 압축될 수 있고 팽창할 수 있는 성질을 지닌다. 이 압축성은 공압 에너지의 저장과 제어를 가능하게 하는 핵심 요소이다. 공기를 실린더나 탱크에 강제로 주입하여 압축하면, 공기 분자들이 더 좁은 공간에 밀집되면서 압력과 포텐셜 에너지가 증가한다. 이렇게 저장된 에너지는 밸브를 통해 제어되며, 필요할 때 팽창하면서 공압 실린더나 공압 모터와 같은 액추에이터를 구동하는 동력으로 변환된다.

공기의 또 다른 중요한 특성은 유체로서의 성질이다. 공기는 점도가 낮아 공압 호스와 같은 배관을 통해 저항 없이 쉽게 흐를 수 있으며, 시스템 내부 마찰로 인한 에너지 손실이 상대적으로 적다. 또한 공기는 온도 변화에 민감하게 반응하는데, 공기가 급격히 팽창할 때는 주변 열을 흡수하여 온도가 떨어지는 단열 팽창 현상이 발생할 수 있다. 이는 시스템에 서리가 생기거나 공기 중의 수분이 응결되는 원인이 되어, 공기 처리 장치를 통한 수분 제거가 필수적인 이유가 된다.

공압 시스템에서 사용되는 압축 공기는 일반적으로 공기 압축기를 통해 생성된다. 공기 압축기는 주변의 대기 공기를 흡입하여 그 부피를 강제로 줄여 압력을 높이는 장치이다. 가장 일반적인 유형은 피스톤이 왕복 운동을 하는 피스톤 압축기와 회전 운동을 이용하는 스크류 압축기가 있다. 생성된 고압의 공기는 리시버라고 불리는 압력 탱크에 저장되어 시스템의 수요 변동에 대응하고, 압축기의 빈번한 기동을 방지한다.

생성된 압축 공기는 직접 사용되기 전에 반드시 적절한 처리를 거쳐야 한다. 이는 공기 중에 포함된 수분, 먼지, 오일 미스트 등이 시스템 내부 구성 요소를 손상시키거나 고장을 유발할 수 있기 때문이다. 이러한 처리를 담당하는 장치를 통칭하여 FRL 유닛이라고 부르며, 이는 필터, 레귤레이터, 루브리케이터의 머리글자를 딴 것이다.

먼저 필터는 압축 공기 중의 고체 이물질과 응결수를 제거한다. 다음으로 레귤레이터는 시스템에 공급되는 공기의 압력을 사용 목적에 맞게 일정하게 조정 및 유지한다. 마지막으로 루브리케이터는 공기 흐름에 특수 공압 오일을 미스트 형태로 분사하여 공압 실린더나 공압 밸브와 같은 작동 기구의 내부 마찰을 줄이고 수명을 연장한다. 이렇게 처리된 깨끗하고 적정 압력의 윤활된 공기가 최종적으로 공압 액추에이터에 공급되어 선형 또는 회전 운동을 만들어낸다.

파스칼의 원리는 공압 시스템이 동력을 전달하고 증폭하는 근본적인 물리 법칙이다. 이 원리는 프랑스의 과학자 블레즈 파스칼의 이름을 따 명명되었으며, 밀폐된 공간의 정지해 있는 유체는 모든 방향으로 동일한 압력을 전달한다는 내용이다. 공압 시스템에서는 이 유체가 공기가 된다. 즉, 압축 공기가 공압 호스나 실린더와 같은 밀폐된 공간에 가해지면, 그 압력은 공기의 모든 부분과 용기의 모든 벽면에 동일하게 작용하게 된다.

이 원리는 공압 시스템에서 힘의 증폭을 가능하게 하는 핵심 메커니즘이다. 예를 들어, 서로 연결된 크기가 다른 두 개의 공압 실린더에 동일한 압력이 가해지면, 각 실린더의 피스톤이 받는 힘은 피스톤의 면적에 비례한다. 따라서 큰 피스톤은 작은 피스톤보다 더 큰 힘을 발생시킬 수 있다. 이는 유압 시스템의 유압 잭이나 브레이크 시스템과 같은 원리로, 상대적으로 작은 힘으로 큰 하중을 들어 올리는 데 활용된다.

공압 기술에서 파스칼의 원리는 공압 밸브를 통해 제어되는 압축 공기의 흐름이 액추에이터에 도달하여 선형 또는 회전 운동을 생성하는 모든 과정의 기초가 된다. 자동화 라인에서 공구를 구동하거나 클램프를 조이는 힘은 모두 이 원리에 의존한다. 또한, 시스템 내 여러 지점에 동일한 압력이 전달되어야 정확한 동기화 작동이 가능해지므로, 복잡한 제어 시스템 설계의 기본이 된다.

파스칼의 원리는 공압 시스템의 설계와 이해에 필수적이며, 그 간단하고 견고한 동력 전달 방식이 다양한 산업용 로봇과 조립 라인에 폭넓게 적용될 수 있는 이론적 토대를 제공한다.

공기 압축기는 공압 시스템의 핵심 에너지원인 압축 공기를 생성하는 장치이다. 대기 중의 공기를 흡입하여 체적을 줄이고 압력을 높이는 방식으로 작동한다. 공기 압축기는 크게 체적형과 속도형으로 분류되며, 체적형에는 피스톤이 왕복 운동을 하는 피스톤 압축기와 회전하는 로터를 사용하는 스크류 압축기, 베인 압축기 등이 있다. 속도형에는 터보 압축기가 대표적이다. 산업 현장에서는 연속적이고 안정적인 공기 공급이 필요하므로, 내구성이 뛰어나고 효율이 높은 스크류 압축기가 널리 사용된다.

압축 공기를 생산하는 과정에서 공기는 고온이 되며, 수분과 오염물질을 포함하게 된다. 따라서 대부분의 공압 시스템에서는 압축기 후단에 공기 처리 장치를 설치하여 냉각, 수분 및 오일 제거, 여과 과정을 거쳐 깨끗하고 건조한 공기를 공급하도록 한다. 압축기의 용량은 시스템의 공기 소비량과 필요한 작업 압력을 고려하여 선정하며, 일반적으로 공기 탱크를 함께 사용하여 수요 변동에 대응하고 압축기의 빈번한 기동을 방지한다.

공압 시스템에서 압축 공기는 공기 압축기에 의해 생성된다. 그러나 이렇게 생성된 압축 공기에는 수분, 먼지, 오일 미스트 등이 포함되어 있으며, 압력도 일정하지 않을 수 있다. 이러한 불순물과 변동은 시스템 내부의 공압 실린더나 공압 밸브와 같은 구성 요소를 손상시키고, 시스템의 효율성과 신뢰성을 저하시킬 수 있다. 이를 해결하기 위해 압축 공기를 정제하고 조절하는 장치가 필요하며, 이를 통칭하여 공기 처리 장치 또는 FRL 유닛이라고 부른다.

FRL은 필터, 레귤레이터, 루브리케이터의 세 가지 주요 장치를 조합한 것이다. 필터는 공기 중의 고체 입자와 응축수를 제거하여 청정한 공기를 공급한다. 레귤레이터는 시스템에 공급되는 공기의 압력을 일정하게 유지하도록 조절하여, 작동 장치가 설계된 압력에서 안정적으로 작동하도록 한다. 루브리케이터는 공기 흐름에 미세한 양의 윤활유를 분사하여, 시스템 내부의 운동 부위를 윤활하고 마모를 줄여 수명을 연장시킨다.

이러한 FRL 장치는 일반적으로 압축기에서 나온 공기가 공압 호스를 통해 각 작동 장치로 분배되기 직전, 시스템의 주 공기 라인에 설치된다. 때로는 특정 장치의 요구 사항에 맞추어 개별적으로 설치되기도 한다. 적절한 공기 처리는 시스템의 효율을 높이고, 구성 요소의 고장을 방지하며, 결과적으로 유지보수 비용을 절감하는 데 핵심적인 역할을 한다.

공압 실린더는 압축 공기의 에너지를 직선 운동으로 변환하는 핵심 액추에이터이다. 피스톤과 피스톤 로드로 구성된 간단한 구조로, 실린더 내부에 압축 공기가 유입되면 피스톤이 밀려나며 힘을 발생시킨다. 이 힘은 공기의 압력과 피스톤의 유효 면적에 비례한다. 공압 실린더는 작동 방식에 따라 단동형과 복동형으로 구분되며, 자동화 라인에서 물체를 밀고 당기고 들어 올리는 등 다양한 선형 구동 작업에 널리 사용된다.

공압 모터는 압축 공기의 에너지를 회전 운동으로 변환하는 장치이다. 베인 모터, 피스톤 모터, 기어 모터 등 여러 유형이 있으며, 각각 다른 토크와 회전 속도 특성을 가진다. 공압 모터는 전기 모터에 비해 폭발 위험이 적고 과부하에 강한 특징이 있어, 위험 환경이나 고출력이 요구되는 공구 구동에 적합하다.

공압 그리퍼는 공압을 이용하여 물체를 집는 엔드 이펙터이다. 병렬 그리퍼, 앵귤러 그리퍼, 베큠 그리퍼 등 다양한 형태로 존재하며, 산업용 로봇의 손 역할을 하여 정밀한 피킹 및 플레이스 작업을 수행한다. 공압 회전 액추에이터는 제한된 각도 내에서 회전 운동을 제공하며, 공작물의 클램핑이나 밸브 개폐 등의 동작에 활용된다. 이러한 다양한 액추에이터들은 제어 시스템의 지시에 따라 협력하여 복잡한 자동화 공정을 완성한다.

공압 밸브는 압축 공기의 흐름 방향, 유량, 압력을 제어하는 핵심 구성 요소이다. 이는 공압 실린더나 공압 모터와 같은 액추에이터의 작동을 정확하게 제어하여 원하는 기계적 운동을 만들어내는 역할을 한다. 공압 밸브는 그 기능에 따라 크게 방향제어밸브, 유량제어밸브, 압력제어밸브로 분류된다.

방향제어밸브는 공기의 통로를 열고 닫거나 흐름 방향을 변경하는 밸브이다. 가장 기본적인 형태는 스풀 밸브와 포펫 밸브가 있으며, 작동 방식에 따라 수동 밸브, 기동 밸브, 전자 밸브로 구분된다. 특히 솔레노이드에 의해 구동되는 전자밸브는 자동화 시스템 및 프로그래머블 로직 컨트롤러와의 연동에 필수적이다. 방향제어밸브는 포트의 수와 스위칭 위치 수에 따라 2-way, 3-way, 4-way, 5-way 등으로 표시되며, 공압 회로도에서 표준화된 기호로 나타난다.

유량제어밸브는 공압 호스를 통해 흐르는 공기의 양을 조절하여 액추에이터의 속도를 제어한다. 대표적으로 니들 밸브가 있으며, 일반적으로 한 방향으로만 유량을 제한하고 반대 방향으로는 자유롭게 흐르도록 하는 체크 밸브와 결합된 형태로 사용된다. 이는 공압 실린더의 전진 및 후진 속도를 독립적으로 제어하는 데 활용되어, 조립 라인에서의 정확한 위치 제어에 기여한다.

압력제어밸브는 시스템 내 특정 부분의 공기 압력을 조정하거나 제한하는 역할을 한다. 감압밸브는 공기 처리 장치에서 나오는 주 공기 라인의 압력을 사용 장치에 적합한 낮은 압력으로 조정한다. 릴리프밸브는 시스템 압력이 설정값을 초과할 경우 과잉 압력을 대기로 배출하여 시스템을 보호하는 안전 장치이다. 또한 시퀀스밸브는 설정된 압력에 도달했을 때만 다른 회로로 공기를 흐르게 하여 특정 작동의 순서를 제어한다.

공압 호스는 압축 공기를 시스템 내 각 구성 요소 사이로 전달하는 유연한 관로이다. 주로 합성 고무나 폴리우레탄 같은 재질로 만들어져 내구성과 유연성을 확보한다. 공압 피팅은 이러한 호스를 공기 압축기, 공압 실린더, 공압 밸브 등에 연결하고 분기시키는 데 사용되는 연결 부품을 총칭한다.

피팅의 주요 종류로는 호스 끝을 장비의 포트에 고정하는 콤프레샤 피팅, 두 개의 호스를 직선으로 이어주는 니플과 유니언, 흐름을 여러 방향으로 분기시키는 티 피팅과 엘보 등이 있다. 이러한 연결부는 공기 누출을 방지하기 위해 오링이나 테이퍼 나사산을 활용하여 밀봉된다.

공압 호스와 피팅을 선택할 때는 시스템의 최대 작동 압력, 공기의 유량, 사용 환경의 온도 및 화학적 조건을 고려해야 한다. 적절하지 않은 사양의 호스나 잘못된 조임 토크로 설치된 피팅은 공기 누출이나 호스 파열을 일으켜 시스템 효율을 떨어뜨리고 안전 사고의 원인이 될 수 있다.

따라서 정기적으로 호스의 마모 상태와 피팅의 조임 상태를 점검하고, 시스템에 맞는 올바른 규격의 부품을 사용하는 것이 안전과 시스템 신뢰성을 유지하는 기본이다.

공압 시스템은 여러 산업 분야에서 널리 사용되는데, 이는 뚜렷한 장점들 덕분이다. 첫째, 시스템의 구조가 비교적 간단하고 견고하여 내구성이 뛰어나다. 공압 액추에이터와 밸브는 구성이 단순하고 마모 부품이 적어 오랜 수명을 보이며, 거친 산업 환경에서도 신뢰성 있게 작동한다. 둘째, 에너지원인 압축 공기 자체가 폭발 위험이 적고 불연성이라는 안전한 특성을 지닌다. 또한 시스템에 과부하가 걸리더라도 공기가 압축되거나 누출될 뿐 구성 요소가 파괴될 위험이 낮아 본질적으로 안전하다는 특징이 있다.

작동 성능 측면에서도 장점이 있다. 공압은 유압에 비해 작동 유체의 점도가 낮아 실린더나 모터의 반응 속도가 매우 빠르다. 이는 고속 순환 작업이 필요한 자동화 조립 라인이나 빠른 개폐 동작이 요구되는 장치에 적합하게 만든다. 에너지 전달 매체인 공기는 사용 후 대기로 직접 배출될 수 있어 복잡한 환류 시스템이 필요 없으며, 이는 시스템 설계를 단순화하고 설치 공간을 절약하는 데 기여한다.

공압 시스템은 여러 장점에도 불구하고 몇 가지 명확한 단점을 지닌다. 가장 큰 문제는 압축 공기의 생산 비용이 상대적으로 높다는 점이다. 공기 압축기를 가동하여 고압의 공기를 생성하고 저장하는 과정에는 상당한 양의 전력이 소모되며, 이는 시스템의 전체적인 운영 비용을 증가시키는 주요 요인이다.

또한, 공압 시스템은 누설에 취약하다. 공기 호스, 피팅, 밸브 등 연결부에서 발생하는 미세한 누출은 에너지 손실을 초래하고 시스템 효율을 저하시킨다. 이러한 누출은 지속적인 비용 낭비로 이어질 뿐만 아니라, 시스템이 요구하는 작업 압력을 유지하는 데도 방해가 될 수 있다.

정밀한 제어 측면에서도 한계가 있다. 공기는 압축성이 있기 때문에 부하의 변화에 따라 실린더나 모터의 속도와 위치를 정확하게 제어하기 어렵다. 이는 유압 시스템이나 전기 모터에 비해 정밀한 속도 제어나 위치 결정이 필요한 응용 분야에 공압을 적용하는 데 제약을 준다.

마지막으로, 소음 문제를 무시할 수 없다. 공기 압축기의 작동음, 배기 시 발생하는 날카로운 소리, 그리고 고속으로 움직이는 액추에이터의 소음은 작업 환경에 소음 공해를 유발할 수 있다. 이는 작업자의 피로도를 높이고, 경우에 따라 추가적인 소음 저감 장치의 설치를 필요로 하게 만든다.

공압 회로도를 이해하고 설계하기 위해서는 표준화된 회로도 기호를 숙지하는 것이 필수적이다. 이러한 기호는 국제 표준화 기구나 각국의 규격에 따라 정해져 있으며, 구성 요소의 종류와 기능을 직관적으로 나타낸다. 기본적인 기호는 공압 실린더, 다양한 공압 밸브, 공기 압축기, 조절기, 필터 등을 표현하는 데 사용된다.

예를 들어, 단동 실린더와 복동 실린더는 사각형과 내부의 피스톤 막대 모양으로 구분하여 표시한다. 밸브의 경우, 방향 제어 밸브는 사각형 내부의 화살표와 선으로 유로의 연결 상태와 스풀의 위치를 나타내며, 솔레노이드, 핸들, 페달 등 다양한 작동 방식도 기호로 구분된다. 또한 유량 제어 밸브는 화살표 위의 사선으로, 압력 제어 밸브는 스프링과 화살표 조합으로 표현된다.

공기 처리 장치를 나타내는 기호도 중요한데, 에어 필터, 레귤레이터, 루브리케이터는 각각 특정한 도형으로 표시되어 FRL 유닛을 구성한다. 공압 모터나 공압 그리퍼 같은 다른 액추에이터들도 고유의 기호를 가진다. 이러한 기호들을 조합하여 전체 시스템의 공기 흐름과 제어 논리를 도식화한 것이 공압 회로도이다.

표준 기호를 사용함으로써 기술자들은 언어의 장벽 없이 설계도를 이해하고, 자동화 시스템의 공압 회로를 효율적으로 구성, 분석, 유지보수할 수 있다. 따라서 공압 기술을 활용하는 모든 제조, 로봇 공학, 물류 분야에서 이 기호 체계는 국제적인 공통 언어 역할을 한다.

공압 시스템에서 압축 공기의 흐름을 제어하여 액추에이터를 원하는 방식으로 작동시키는 회로를 공압 제어 회로라고 한다. 기본적인 제어 방식은 직접 제어와 간접 제어로 나뉜다.

직접 제어는 밸브를 직접 조작하여 실린더와 같은 액추에이터를 구동하는 가장 단순한 방식이다. 예를 들어, 레버나 버튼으로 작동하는 수동 밸브를 누르면 밸브가 전환되어 압축 공기가 실린더에 직접 공급되어 피스톤을 전진시킨다. 이 방식은 회로 구성이 간단하고 응답이 빠르다는 장점이 있으나, 조작하는 힘이 크거나 실린더의 크기가 클 경우에는 밸브를 직접 움직이기 어려워진다.

간접 제어는 작은 신호 공기를 이용해 큰 파워 밸브를 먼저 작동시킨 후, 그 파워 밸브를 통해 주 실린더를 구동하는 2단계 방식이다. 작은 힘으로 조작 가능한 파일럿 밸브를 먼저 작동시켜 신호 공기를 보내면, 이 신호에 의해 메인 밸브가 전환되어 큰 유량의 압축 공기가 주 실린더로 흐르게 된다. 이 방식은 조작력이 작아도 대형 액추에이터를 제어할 수 있으며, 복잡한 자동화 시스템에서 시퀀스 제어를 구현하는 데 필수적이다.

공압은 자동화 및 산업용 로봇 분야에서 핵심적인 구동 기술로 널리 사용된다. 공압 실린더와 그리퍼는 빠른 속도와 반복 정밀도를 요구하는 피킹, 배치, 조립 작업에 적합하여, 전자제품 조립 라인이나 자동차 부품 생산라인에서 부품을 이송하고 정확한 위치에 장착하는 역할을 수행한다. 특히 공압식 그리퍼는 구조가 간단하고 힘 조절이 용이하여 다양한 형태와 무게의 물체를 안정적으로 파지할 수 있다.

산업용 로봇의 관절 구동이나 엔드 이펙터 구동에 공압이 적용되며, 이는 로봇의 동작을 제어하는 중요한 수단이 된다. 공압 시스템은 과부하 시에도 구성 요소가 손상되기보다는 슬립 또는 정지하는 특성이 있어, 로봇이 사람과 협업하는 환경이나 예상치 못한 장애물과 접촉할 가능성이 있는 작업에서 안전성을 제공한다. 또한 전기 모터에 비해 폭발 위험이 적어 분진이나 인화성 물질이 존재하는 환경에서도 비교적 안전하게 사용될 수 있다.

그러나 공압을 이용한 구동은 정밀한 위치 제어나 복잡한 힘 제어가 필요한 고정밀 조립이나 가공 작업에는 한계가 있다. 이러한 경우에는 서보 모터를 이용한 전기 구동 방식이나 높은 힘 밀도를 가진 유압 구동 방식이 보완적으로 사용된다. 따라서 현대의 자동화 시스템과 산업용 로봇은 작업의 요구 사항에 따라 공압, 유압, 전기 구동 방식을 최적으로 조합하여 설계되는 경우가 많다.

제조 및 조립 라인은 공압 기술이 가장 광범위하게 적용되는 핵심 분야이다. 공압 실린더와 공압 모터는 다양한 자동화 장비의 핵심 구동부로 사용되어, 부품의 이송, 위치 고정, 프레스 가공, 나사 체결, 접착제 도포, 포장 등 수많은 공정을 빠르고 정확하게 수행한다. 특히 반복적인 선형 운동이 필요한 곳에서 공압의 빠른 응답 속도와 견고함은 생산성 향상에 크게 기여한다.

공압은 조립 공정에서도 필수적이다. 예를 들어, 자동차 조립 라인에서는 도어나 후드와 같은 대형 패널의 정밀한 위치 잡기와 용접, 또는 작은 전자 부품을 기판에 삽입하고 체결하는 데 공압 그리퍼와 회전 액추에이터가 활약한다. 이러한 공압 자동화는 인간 작업자의 노동 강도를 줄이고, 작업 품질의 균일성을 보장하며, 대량 생산 체제의 근간을 이룬다.

또한 포장 및 물류와 연계된 제조 라인에서도 공압은 중요한 역할을 한다. 제품을 컨베이어 벨트로 이동시키거나, 박스 성형, 제품 적재, 봉인, 라벨 부착 등 일련의 포장 공정을 자동화하는 데 공압 시스템이 널리 쓰인다. 공압의 과부하 시 안전하다는 특성은 제품이나 장비 자체를 보호하는 데 유리하다.

이처럼 제조 및 조립 분야에서 공압은 산업 혁명 이후 지속적으로 발전해 온 핵심 자동화 기술로, 빠른 속도, 신뢰성, 상대적 낮은 유지보수 비용 덕분에 현대 공장의 생산 라인을 구동하는 데 없어서는 안 될 존재이다.

공압 기술은 운송 및 물류 분야의 다양한 장비 구동에 핵심적으로 활용된다. 특히 공항의 수하물 처리 시스템이나 물류 센터의 자동화 창고에서는 공압 실린더를 이용한 분류 장치가 빠르고 정확하게 화물을 지정된 경로로 이동시킨다. 또한 컨베이어 벨트의 구동, 팔레타이저의 적층 작업, 도어 오프너의 개폐 등 반복적이고 힘이 필요한 작업에 공압 시스템이 널리 적용된다.

화물차나 버스 같은 상용 차량에서도 공압은 중요한 역할을 한다. 대형 차량의 공기 브레이크 시스템은 공압의 빠른 반응 속도와 높은 신뢰성을 바탕으로 제동력을 제공하며, 승객의 승하차를 돕는 에어 서스펜션 시스템은 차량 높이를 조절한다. 트럭의 적재함 덤프 기능이나 탱크로리의 배출 밸브 제어에도 공압 실린더가 사용된다.

항공 분야에서는 비행기의 랜딩 기어 작동, 플랩과 같은 제어면의 구동, 그리고 객실 문의 개폐에 공압 시스템이 종종 활용된다. 항구에서는 컨테이너의 잠금 장치나 크레인의 일부 보조 장치를 공압으로 제어하기도 한다. 이러한 적용은 공압 시스템이 폭발 위험이 적고 과부하 시 안전하게 작동한다는 장점을 바탕으로 한다.

공압 기술은 의료 및 식품 산업에서도 중요한 역할을 한다. 이들 분야는 청결도와 안전성에 대한 요구가 매우 높으며, 공압 시스템은 오일 미스트나 전기 스파크 없이 깨끗한 동력을 제공할 수 있어 적합하다.

의료 장비에서는 수술용 로봇 암이나 환자 침대의 위치 조정, 호흡 보조 장치, 치과용 핸드피스 등에 공압이 활용된다. 특히 수술실에서는 전기적 간섭이나 폭발 위험을 최소화해야 하는 경우가 많아, 공압 구동 방식이 선호된다. 또한 일회용 소모품을 사용하는 의료 기기에서도 무균 상태를 유지하며 정밀한 액체 이송이나 밸브 제어를 위해 미니어처 공압 컴포넌트가 사용된다.

식품 및 음료 산업에서는 포장, 병입, 분류, 이송 라인 등 다양한 공정에 공압 시스템이 적용된다. 예를 들어 병 뚜껑 조이기, 라벨 부착, 제품 계량 및 충전 등의 작업을 수행한다. 식품과 직접 접촉할 가능성이 있는 환경에서는 공압 실린더의 피스톤 로드에 특수 코팅을 하거나, 식품 등급 그리스와 호스를 사용하여 위생 기준을 충족시킨다. 이러한 위생 설계는 식품 안전을 보장하는 데 필수적이다.

공압 시스템을 안전하게 운영하기 위해서는 몇 가지 기본적인 안전 수칙을 준수해야 한다. 우선, 시스템을 작동하기 전에 모든 연결부, 특히 호스와 피팅의 상태를 점검하여 공기 누출이 없는지 확인한다. 누출은 에너지 손실을 유발할 뿐만 아니라, 느슨한 호스가 휘둘리며 인체에 위험을 줄 수 있다. 또한 시스템 내의 공기 압축기와 공기 탱크는 정격 압력을 초과하여 사용해서는 안 되며, 압력 게이지와 안전 밸브가 정상적으로 작동하는지 정기적으로 검증해야 한다.

작업 시에는 항상 적절한 개인 보호 장비를 착용하는 것이 필수적이다. 고압의 압축 공기는 피부를 관통할 수 있는 위험이 있으므로, 눈 보호구와 같은 장비를 사용해야 한다. 시스템을 수리하거나 구성 요소를 교체할 때는 반드시 에너지 고립 절차를 따라 공기 공급원을 차단하고, 시스템 내의 잔류 압력을 완전히 배출한 후에 작업에 착수한다. 이는 예기치 않은 장치의 움직임으로 인한 사고를 방지한다.

시스템 설계 및 설치 단계에서도 안전을 고려해야 한다. 긴급 정지가 필요한 장비에는 반드시 비상 정지 버튼이 설치되어야 하며, 공압 실린더와 같은 이동 부품 주변에는 충분한 안전 가드나 방호 장치를 마련하여 작업자가 접촉하는 것을 방지해야 한다. 또한, 공압 시스템에서 발생하는 소음 수준을 관리하기 위해 소음기를 설치하거나 장비를 덮개로 차폐하는 등의 조치가 필요할 수 있다.

공압 시스템의 안정적인 작동과 수명 연장을 위해서는 정기적인 점검과 예방 정비가 필수적이다. 일상 점검은 주로 시스템의 외관 상태와 기본 작동을 확인하는 것으로, 공기 압축기의 작동 소음과 진동, 공기 처리 장치의 드레인 배수 및 필터 교체 필요 여부, 그리고 공압 호스와 피팅의 누유나 손상 여부를 살펴보는 것이 핵심이다. 특히 공기 중의 수분과 오염물질을 제거하는 역할을 하는 공기 처리 장치는 시스템의 핵심 부품으로, 여과기와 레귤레이터, 오일러의 상태를 수시로 점검해야 한다.

예방 정비는 정해진 주기에 따라 시스템을 구성하는 주요 부품을 교체하거나 청소하는 체계적인 작업이다. 공기 압축기의 경우, 공기 필터 청소 또는 교환, 오일 교환(오일 윤활식인 경우), 그리고 압력 방출 밸브의 기능 점검이 포함된다. 공압 실린더와 밸브에서는 실링 부품의 마모 상태를 확인하고 필요시 교체하여 누설을 방지해야 한다. 이러한 정비는 예상치 못한 고장으로 인한 생산 중단을 막고, 에너지 효율을 유지하는 데 기여한다.

정비 기록을 체계적으로 관리하는 것도 중요하다. 각 부품의 교체 이력, 점검 시 발견된 사항, 그리고 다음 정비 예정일을 기록하면 장비의 상태를 추적하고 고장 원인을 분석하는 데 유용하다. 이를 통해 고장 패턴을 파악하고 부품 수명을 예측할 수 있어, 보다 효율적인 유지보수 계획을 수립할 수 있다. 결국, 철저한 일상 점검과 주기적인 예방 정비는 공압 시스템이 설계된 성능을 안정적으로 발휘하도록 보장하는 가장 기본적이면서도 효과적인 방법이다.