Wassermann Technologie가 시스템 통합 업체인 Becker Engineering과 공동으로 개발한 툴 터미널은 매우 콤팩트한 디자인과 뛰어난 유연성을 특징으로 한다. 이것은 대부분 Beckhoff의 개방형 및 모듈식 제어 기술로 구성되어 있어서 공작기계를 다양한 제어 시스템에 원활하게 연결할 수 있다.

Wassermann의 이 툴 터미널은 최대 3 개의 동심 드럼을 통합하므로 매우 콤팩트하다.
Copyright: Wassermann Technologie, Germany(사진. Beckhoff)

절삭 기술에 대한 수요가 증가하고 유연성 및 생산성 향상과 관련된 요구사항이 증가함에 따라 첨단 공작기계에 대한 필요성이 증가하고 있다. 독일 Fulda근처 Eichenzell에 있는 Wassermann Technologie GmbH의 전무이사인 Eberhard Hahl은 다음과 같이 설명한다. “혁신적인 툴 터미널은 현재 고객의 요구에 맞게 설계되었습니다. 툴 길이와 길이 분할, 툴의 개수, 툴 세척, 툴 홀더 및 RFID 툴 데이터 수집과 같은 모든 매개 변수를 자유롭게 구성할 수 있는 반면 툴과 툴 드럼의 직경만 미리 정의되어 있습니다. 가장 두드러진 특징은 매우 콤팩트한 디자인입니다. 그것은 툴 드럼을 나란히 배치하지 않고 하나의 축을 중심으로 서로 내부에서 작동되도록 함으로써 실현할 수 있습니다.”

독일 Leichlingen에 있는 Becker Engineering GmbH의 어플리케이션 소프트웨어 개발자인 Christoph Neuhaus는 다음과 같이 덧붙인다. “유연성이 높다는 것은 또한 다양한 공작기계를 다양한 제어 플랫폼에 통합할 수 있는 옵션을 의미합니다. PC 기반 제어의 개방성은 이 기능에 매우 중요합니다. 예를 들어 타사 소프트웨어는 Beckhoff 제어 하드웨어에서도 실행될 수 있으며 무엇보다도 개별 시스템의 툴 테이블에 쉽게 액세스할 수 있습니다.”

사진. Beckhoff

구조 및 사용의 유연함
동심원 구조의 툴 터미널은 어플리케이션 요구사항에 따라 하나 또는 둘 이상의 드럼이 서로 내부에서 작동하도록 구성된다. 툴은 통합 툴 교환장치가 있는 선형 장치로 처리된다. 후자는 드럼에 툴을 넣고 툴 버퍼 또는 기계의 툴 교환장치로 직접 가져간다. “툴 터미널은 최대 9,000 개의 툴을 위한 툴 관리를 제공하며 툴 관리를 위한 직접 매거진 및 툴 저장소로 사용하거나 기존 툴 매거진의 연장 또는 여러 공작기계의 중앙공급 매거진으로 사용하기에 적합합니다”라고 Eberhard Hahl은 말한다. Becker Engineering의 응용 소프트웨어 개발자인 Julian Becker는 지능형 보조 매거진으로서 터미널의 주요 이점을 설명한다. “툴 터미널은 완전히 자동으로 작동할 수 있습니다. 이를 위해 자체 툴 관리, 데이터베이스 및 순차 제어 시스템은 물론 공작기계와의 자체 인터페이스도 갖추고 있습니다. 또한 외부 보조 처리, 주변장치와의 인터페이스 및 툴링을 위한 통합 데이터 수집을 위해 툴 매거진 자체에 소프트웨어가 있습니다”라고 Becker는 말한다.

현대적이고 매력적인 디자인으로 푸시버튼 확장기능이 있는 Beckhoff CP3915 멀티 터치 제어판은 툴 매거진의 고품질 외관에 기여한다(사진. Beckhoff)

Hahl의 설명에 따르면 툴 터미널의 유연성이 높다는 것은 최종 고객이 상당한 비용 절감 효과를 얻을 수 있음을 의미한다. “툴 터미널에서 우리는 다양한 용도의 표준 매거진을 설계했으며 이는 우수한 가격 대비 성능에 반영되어 있습니다. 그러나 공작기계와의 개별 연결은 원할 경우 전적으로 고객 사양에 따라 실현될 수 있습니다. 툴 터미널은 두 가지 모델(최대 280개의 툴을 위한 S-Curve와 최대 570개의 툴을 위한 D-Curve)에서 표준으로 사용할 수 있습니다”라고 그는 말한다.

PC 기반 제어의 개방성은 툴 터미널이 타사 제어 시스템과 함께 공작기계에 연결될 수 있음을 의미한다(사진. Beckhoff).

개방적이고 확장가능하며 효율적인 제어 기술
Becker Engineering은 2014년부터 PC 기반 제어에 대한 경험을 쌓아 왔다. Christoph Neuhaus에 따르면 많은 이익이 있었다. “PLC 및 추가 고급 언어 응용 프로그램이 하나의 범용 멀티 태스킹 플랫폼에서 실현될 수 있다는 이점이 있습니다. 또 다른 장점은 높은 확장성입니다. 성능 요구사항이 증가하면 이 시스템을 통해 제어 프로젝트를 예를 들어 멀티 코어 프로세서가 장착된 장치와 같은 더 강력한 하드웨어로 간편하게 마이그레이션 할 수 있습니다.” 독일 Monheim에 있는 Beckhoff 영업 사무소의 Wilm Schadach는 다음과 같이 덧붙인다. “PC 기반 제어는 엔지니어링 및 디자인의 관점에서 완벽한 연속성을 제공합니다. 즉, 툴 데이터베이스는 PLC, 모션 제어 및 시각화 어플리케이션과 동일한 플랫폼에서 실행될 수 있습니다. 이는 전체 시스템 아키텍처의 주요 장점으로 입증되었습니다.” Becker에 따르면 Beckhoff의 PC 기반 제어 기술에 익숙해지는 것이 매우 간단했다. “일반적이고 표준화된 프로그래밍 언어를 지원함으로써 프로그래밍이 크게 간소화되었습니다.”

AM8000 시리즈의 서보 모터는 역동적이고 정밀한 모션 제어 시퀀스를 제공한다. 콤팩트한 디자인과 One Cable Technology를 통해 공간 요구사항 및 스타트업 타임도 단축된다(사진. Beckhoff).

Becker Engineering은 또한 TwinCAT ADS를 통해 다양한 데이터 통신 옵션의 혜택을 얻었다. “ADS는 고급 언어 어플리케이션에서 PLC 데이터에 쉽게 액세스할 수 있게 해줍니다. 반면에 PLC에서 편리하게 액세스할 수 있는 고급 언어로 ADS 서버를 쉽게 개발할 수 있습니다. 이러한 방식으로 툴 매거진과 공작기계 사이의 신뢰할 수 있는 데이터 전송은 예를 들어 작업 번호를 교환하거나 이전에 평가한 사용 데이터를 교환하는 것과 같이 거의 노력하지 않고도 이루어질 수 있습니다. 또한 향후 개발의 경우 필요한 업데이트를 신속하고 편리하게 로드할 수 있습니다. Industrie 4.0 솔루션은 ADS 통신을 통해 제공되는 클라이언트/서버 아키텍처로 실현될 수 있습니다”라고 Neuhaus는 말한다.

Christoph Neuhaus에 따르면 PC 기반 제어의 다른 중요한 측면은 현재 Windows 운영 체제의 가용성, 사용자 친화적 소프트웨어 업데이트 정책 및 추가 라이선스나 하드웨어 요구사항없이 사용할 수 있는 시뮬레이션 옵션이다. “전체 시스템을 자체 개발 PC에서 시뮬레이션할 수 있습니다. 예를 들어 모션 축을 시뮬레이션 축으로 변환하거나 소프트웨어 시뮬레이션 블록을 사용하여 하드웨어와 유사한 I/O 동작을 매핑할 수 있습니다”라고 그는 결론 짓는다.

편리하고 효율적인 모션 제어
최근에 구현된 두 개의 드럼이 있는 툴 터미널에서 총 5 개의 서보 축이 빠르고 정확한 툴 핸들링에 사용된다. 연관된 AX5000 서보 드라이브 및 AM8000 서보 모터는 TwinCAT NC PTP가 있는 CX2030 임베디드 PC로 제어된다. 또한, 2 개의 툴 드럼 각각에 하나의 회전축이 제공되고, 원하는 드럼 레벨에 도달하기 위한 수직축, 레벨에 도달하기 위한 수평축 및 이중 그리퍼를 위한 회전축이 제공된다. 이중 그리퍼의 공압 제어는 추가적인 자동화 작업이다. Eberhard Hahl은 다음과 같이 덧붙인다. “툴은 그리퍼 회전축을 통해 드럼에서 외부로 전달됩니다. 이것은 또한 중간 핸들링없이 기계의 매거진으로 직접 툴을 전달하기 위해 텔레스코픽 축으로 구현할 수도 있습니다.”

모션 제어 어플리케이션은 PLCopen 모션 블록의 도움을 받아 TwinCAT 소프트웨어로 구현되었다. Christoph Neuhaus는 실제로 다음과 같이 입증되었다고 말한다. “관련된 기능 블록을 사용한 모션 기능 프로그래밍은 매우 간단하고 시간을 절약할 수 있는 일이었습니다. Beckhoff 드라이브 기술의 또 다른 이점은 OCT(One Cable Technology)입니다. 어셈블리 및 재료 비용을 획기적으로 줄이고 소형 케이블 캐리어 체인을 사용할 수 있어 보다 컴팩트한 디자인이 가능합니다. 그 외에도 전자식 네임 플레이트는 스타트업 절차를 상당히 가속화합니다.”