오늘날 제조 플랜트와 기계 설비는 많은 공간을 차지한다. 그러나 이 설치공간의 극히 일부만이 생산 프로세스 자체에 기여한다. 제조 플랜트의 많은 공간들이 제품을 운반하는데 사용된다. 이제 낡은 한계에서 벗어나 새로운 생산성의 시대를 준비해야 할 때이다.

프로세스 스테이션 사이에서 제품을 운반하는 방법에는 컨베이어 벨트, 로터리 테이블, 캐러셀 등 여러 가지 방법이 있다. 그러나 이러한 것들은 모두 생산 프로세스 자체에 기여하지 않는다는 공통된 취약점이 있다. 이들은 귀중한 바닥 공간을 차지하고 있으며, 단위 면적당 전체 생산량을 가로막는다.

B&R 메커트로닉스 전문가인 Dario Rovelli 씨는 “기계설비와 장비 제조업체에게 제품 수송은 필요악입니다.”라고 말했다. 기존의 제품 수송 시스템은 기계의 유연성을 해치는 공간을 많이 차지한다는 것 외에도 비용이 많이 든다는 단점이 있다.

헨리 포드의 대량 생산의 돌파구는 컨베이어 벨트와 엄격한 생산주기의 관리였다. 한때 생산성을 최고조로 끌어 올렸던 것이 이제는 걸림돌이 되고 있다. Rovelli 씨는 “소규모 배치, 짧은 라이프사이클, 개인화 증가 등의 요구사항을 충족시키기 위해서는 엄격한 순차 생산의 족쇄를 제거해야 합니다.”라고 강조했다.

기존의 리니어 제품 수송 모델을 해체하면 다차원의 생산 공간이 만들어진다.

트랙 시스템을 통한 유연성 확장

최근 몇 년 동안, SuperTrak(수퍼트랙)과 ACOPOStrak(아코포스트랙) 같은 새로운 기술들이 생산에서의 유연성을 크게 향상 시키고 있다. 각 제품을 독립적으로 움직일 수 있으며, 프로세스 스테이션에서 모션 제어 축으로도 사용할 수 있다. 또한 제품 흐름을 최대 속도로 분할하고 통합하는 것도 가능하다.

B&R의 Rovelli 씨는 “트랙 시스템은 비동기식 프로세스를 동기화함으로써 중요한 이정표를 만들었습니다.”라고 설명했다. 즉 생산성은 더 이상 가장 느린 프로세스 스테이션의 속도에 의해 제한받지 않는다. 느린 스테이션에 여러 인스턴스를 추가함으로써 생산성을 급격하게 향상시킬 수 있다.

대량 맞춤화

“트랙 시스템은 경제적으로 지속 가능한 방식으로 대량 맞춤화를 수행할 수 있습니다.” Rovelli 씨의 말이다. 각 제품에 동적으로 적응해야 하는 명확한 프로세스 시퀀스가 있는 경우 트랙시스템은 필요한 유연성을 제공한다. 그러나 시퀀스가 지속적으로 변경되는 애플리케이션도 있다. 이러한 애플리케이션은 완전히 자유로운 생산 흐름을 요구한다.

Rovelli 씨는 “제조 담당자들은 여러해 동안 제품 수송의 리니어 모델을 완전히 없애고, 다차원적인 제조 공간을 만들기 위해 노력해 왔습니다. 이는 각각의 제품이 엄격한 시퀀스 생산 흐름에 얽매이지 않고, 스테이션 사이를 독립적으로 이동하는 것입니다.”라고 설명했다.

자기 부상 기술은 6차원 자유도로 제품을 운반하고 조작할 수 있도록 한다.

비접촉, 무소음, 정밀도

그동안의 희망사항이 현대의 자기 부상 기술로 현실화 되었다. 마치 보이지 않는 손에 의해 움직이는 것처럼, 셔틀이 표면 위를 자유롭게 날아다니면서 모든 방향으로 가속과 기동을 능숙하게 수행한다. “이 기술이 실제로 작동하는 것을 처음 보았을 때부터 저는 완전히 매료되었습니다.”라고 Rovelli 씨는 밝혔다. “이것은 비접속, 무소음이며, 매우 정확합니다. 저는 이것이 향후 수년간 제조업의 새로운 세계를 형성하는데 중대한 영향을 미칠 것이라고 즉시 깨달았습니다. 자기 부상이 산업 애플리케이션에서 중대한 이점을 제공할 수 있는 지점까지 발전했습니다.”

공작물을 운반하는 ACOPOS 6D 셔틀은 CNC 경로를 따라 이동할 수 있어 가공 툴을 견고하게 장착할 수 있다.

제조업의 미래

이러한 비전을 가진 B&R은 자기 부상 기술을 자사의 자동화 시스템에 완전히 통합했다. ACOPOS 6D는 엄격한 리니어 생산에서 개방적인 적응형 제조 공간으로의 전환을 예고한다. Rovelli 씨는 “이것은 제조, 조립, 포장 방식에서의 새로운 혁신을 의미합니다.”라고 말했다.

인더스트리4.0과 산업용 사물인터넷(IIoT)에 대한 논의에서 항상 빠지지 않는 것은 스스로 생산 프로세스를 통해 스스로 경로를 찾아가는 제품에 대한 콘셉트였다. B&R의 Rovelli 씨는 “그것은 종종 헛된 꿈으로 치부되어 왔지만, 이제 우리는 그 비전을 현실로 바꾸는 기술을 갖게 되었습니다.”라고 강조한다. ACOPOS 6D를 사용하면 하나의 기계가 서로 다른 제품을 동시에 제조하는 것이 가능하다. 각 제품은 실제로 필요한 스테이션까지 자체 경로를 탐색한다. “우리는 지금 군집 생산 (swarm production)의 탄생을 보고 있는 것입니다.”