Beckhoff

 

 

사진: Labplas Canada

 

 

 

캐나다 제조사 랩플라스(Labplas)는 멸균 샘플링 백과 액세서리를 고객 맞춤형으로 생산하는 것을 전문으로 하여, 자체 생산 기계를 개발한다. 랩플라스는 생산 기계를 PC 기반 제어로 재설계하여 생산성을 높일 수 있었고, 백에 악세서리를 수동으로 삽입하는 픽 앤 플레이스 로봇도 통합할 수 있었다.

 

 

 

랩플라스(Labplas)는 1987년 설립 이후 기하급수적으로 성장했다. 이 회사는 퀘벡 Sainte-Jullie 지역에 본사를 두고 있으며 식품, 농업, 환경, 수의학, 제약 산업 종사자들을 고객들로 하여 서비스를 제공한다. 랩플라스는 살균 샘플링 백, 테스트 키트, 환경친화적 생분해성 백을 제공하는 업체이다. 요구되는 품질 규격에 관심을 가지는 것은 무균 샘플링 산업 제조업체에게 매우 중요한 일이며 샘플링 백은 실험실에서의 실험을 위한 샘플링 스펀지, 식품, 의약품 또는 유기물들을 운반하고, 오염으로부터 반드시 보호해야 한다.

랩플라스만의 차별화된 셀링 포인트는 개별 고객들의 니즈를 충족시킬 수 있다는 것이다. 그러므로, 이 회사는 최첨단 제조 기술을 설계, 구축하고 구현한다. 랩플라스는 맞춤형 머신라인으로 몇 번의 전환 없이 다양한 소재, 다양한 크기(3인치 폭에서 33인치 폭)의 백을 맞춤 제작할 수 있다. 랩플라스의 총괄 책임자인 Benoit Brouillett는 “우리는 이러한 제품을 위한 세계 최고의 기술 플랫폼 중 하나를 보유하고 있다고 생각하지만, 우리는 자동화를 통해 우리의 기업 민첩성을 유지하면서 더 높은 요구 처리량을 달성할 수 있도록 지속적으로 개선하고 있습니다.”라고 말한다.

 

픽 앤 플레이스 로봇과 TwinCAT Kinematic Transformation 소프트웨어를 이용하여 샘플링 세트 조립을 자동화하고, 6배 더 빠르게 만들 수 있다. 사진: Labplas Canada

 

 

모듈식 제어 기술로 생산 증대

 

추가적으로, 최근 몇몇 MM(랩플라스의 장비) 시리즈 생산라인을 재설계하는 동안 랩플라스는 처리량, 반복성을 개선하고 품질 보장을 하기 위해 로봇과 GigE 카메라를 구현했다. 그러나 랩플라스의 핵심은 그 어떠한 기계의 업그레이드에서든 제어 플랫폼을 구성요소 수준까지 신중하게 고려하여, 맞춤형 제품을 생산할 수 있을 만큼 다용도로 유지되도록 하는 것이다.

랩플라스는 조립 기술을 업그레이드해 샘플링 백을 만들고 스펀지, 천, 숟가락, 가위 등 샘플링 부속품을 기존의 수동 공정 대신 로봇 팔로 삽입하는 것을 목표로 했다. 라인의 설계 업그레이드를 달성하기 위해, 랩플라스는 다양한form-fill-seal을 고려했고 이 장비를 6축 델타 로봇과 통합하는 새로운 방법을 설계했다.

리포트 및 프로세스 개선을 위한 데이터를 수집하는 동안, 모든 구성요소가 cross-vendor간 통신의 문제없이 실시간으로 함께 작동해야 했다. 이 재설계는 처리량을 증가시켜주며, 운영자와 유지보수 담당자가 한 라인에서 다른 라인으로 이동하는 것을 좀 더 쉽게 만들어 줄 것이라 여겨지고 있다. 랩플라스는 이전 업체의 PLC는 로봇 및 기타 요구사항을 지원할 수 없었기 때문에, 새로운 자동화 관련 사업 파트너로 Beckhoff를 선택했다. 구현기간 동안, Beckhoff 지역 영업 매니저(Area Sales Manager) Ted Sarazin의 지휘 하에 랩플라스의 R&D 부서장 Christian Fontaine와 그가 속한 팀은Beckhoff Canada의 어플리케이션 엔지니어 및 지원 엔지니어들과 협력했다.

 

기계 업그레이드는 Beckhoff 지역 영업 매니저(Area Sales Manager)인 Ted Sarazin과 랩플라스 팀 간의 협력으로 이뤄졌다: (왼쪽부터) R&D부서 매니저 Christian Fontaine, 프로젝트 매니저 Chafik Echehab, 자동화 프로젝트 관리자 Christian Roy, Guillaume Faucher.사진: Labplas Canada

 

 

강력한 드라이브 기술로 생산성 증대

 

Beckhoff의 TwinCAT3 자동화 소프트웨어와 드라이브 같은 하드웨어는 기계 재설계에 큰 영향을 줬다. 랩플라스는 현재 15개 라인에 걸쳐 로봇을 사용하며, 픽 앤 플레이스 로봇과 다른 모션 축에는 동적 어플리케이션(AX5000 EtherCAT 서보 드라이브로 제어)을 위한 AM8000 서보모터가 장착된다. 이것들은 전원과 피드백을 하나의 케이블로 결합해 배선을 줄이는 OCT(One Cable Technology)를 이용하여 드라이브에 연결된다. 또한, 랩플라스는 STO(Safe Torque Off)와 SS1(Safe Stop 1)이 내장된 TwinSAFE 드라이브 카드를 포함하기로 했다.

Sarazin은 “TwinCAT Kinematic Trasformation을 사용하면 통합된 동적 사전 제어로 인해 고속 및 가속에서도 고정밀 이동이 가능합니다. 그러나 가장 중요한 것은, 강력한 TwinCAT 제품군을 통해 Codian 로봇뿐만 아니라 전체 기계 라인을 실시간 제어할 수 있다는 것입니다.”라고 말했다.

 

 

실시간 통신 및 데이터 수집을 위해 EtherCAT 터미널이 직접 연결된 강력한 CX2030 임베디드 PC는 메인 라인 컨트롤러 역할을 하며, AX5000 서보 드라이브는 여러 라인에서 로봇의 AM8000 서보 모터를 정밀하게 제어한다. 사진: Labplas Canada

 

 

모든 요구사항에 따라 확장 가능한 산업용 하드웨어

 

엔지니어 및 운영자는 CP-Link 4, CP29xx 컨트롤 패널(One Cable Display Link를 통해 Din 레일에 장착되어 CX2030 임베디드 PC에 연결되는 컨트롤 패널)을 통해 MM 기계와 상호작용한다. 이 강력한 PC 기반 컨트롤러는 듀얼 코어 Intel Core i7 프로세서 PC를 특징으로 하며, 라인의 메인 머신 컨트롤러 역할을 한다. Fontaine은 “예를 들어, MM9 반복에서 소형 임베디드 컨트롤러는 델타 로봇 5축 1대와 3축2대와 함께 7축의 모션으로 복잡한 기계를 구동하는 데 필요한 처리 능력을 제공해야 하며, 품질 모니터링 및 잠재적인 자가 치유 소프트웨어를 위한 CPU 대역폭 또한 여전해야 합니다.”라고 이야기한다. 또한, Beckhoff 컨트롤러는 랩플라스가 품질관리를 위해 구현하고 있는 맞춤형 AI 솔루션을 포함하여 타사 소프트웨어(Window 환경에서 실행되는)를 위한 손쉬운 설치와 충분한 처리 능력까지 제공한다.

16개의 채널을 갖춘 Beckhoff 공간 절약형 HD EtherCAT 터미널은 센서, 밸브, 터미널 카드, solid-state relays(SSRs) 및 기타 기계의 디바이스와 연결된다.

 

매우 역동적인 AM8000 서보모터는 AX5000 서보 드라이브와 결합되어 로봇에게 뛰어난 반응성을 제공한다. 사진: Labplas Canada

 

생산성 및 유연성 향상

 

개방형 PC 기반 솔루션을 구현함으로써 업그레이드된 각 라인은 1년 미만의 ROI를 달성했다. 랩플라스는 기계 유연성을 높여 몇 번의 전환없이 더 많은 사이즈를 생산했다. 또한, 품질관리를 위한 프로세스를 강화하고 로봇공학을 사용하여 고품질 공정을 빠르게 완료할 수 있도록 하였다.

랩플라스는 품질규격의 향상뿐만 아니라 처리량을 늘림으로써, 재설계된 기계에서 평균 25%의 생산성 향상을 달성했다.

 

 

 

링크:

www.labplas.com

www.beckhoff.com/plastics

 

사진: Beckhoff Automation

 

저자:

James Figy, 컨텐츠 수석 매니저, Beckhoff Automation USA

 

연락처:

Beckhoff Automation Co., Ltd.

www.beckhoff.com/kr

info-kr@beckhoff.com