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통합진동(Oscillation) 흡수기능이 지원되는 드라이브 사용 고객(Dematic GmbH) 사례

드라이브 시스템의 확장 소프트웨어로 스태커 크레인(물류 창고) 장비의 성능 대폭 개선

VIBX가 비활성화(좌)된 경우와 활성화(우)된 경우의 이동 상태

사용자에게 특별한 고부가가치를 선사하기 위해 지멘스는 모듈식 Sinamics S120 인버터 시스템에 사용할 수 있는 소프트웨어로 진동 흡수 기능을 개발했다. 세계 굴지의 인트라 로지스틱스(Intralogistics) 및 물류 자동화 시스템 제조업체인 Dematic GmbH(오펜바흐)는 진동 흡수 기능 초기 개발 단계에 참여했다.

이 진동 흡수 기능은 광범위한 데마틱(Dematic) 사의 물류 창고 장비에 사용할 목적으로 개발됐다.

진동 흡수에 따른 효과

개방형 아키텍처 애플리케이션으로 구현된 VIBX(VIBration-EXtinction) 소프트웨어 솔루션의 주요 장점은 물류 창고 장비의 가속 또는 제동 과정에서 발생하는 스태커(mast) 진동을 줄여준다는 것이다. 진동 흡수 기능 덕분에 스태커(mast)가 정지하기까지 소요되는 시간이 감소한다. 이로써, 하역 장비가 더욱 빠른 시간 내에 랙에 진입해서 제품을 하역할 수 있다는 사실이 확실히 증명됐다. 그 결과, 평균 사이클 시간이 감소해 작업자는 더 짧은 시간 동안 더 많은 제품을 옮길 수 있다.

진동 흡수 기능이 탑재된 새로운 하역 장비는 감당해야 할 기계적 하중과 스트레스가 감소한 덕분에 더 가볍고 덜 견고하게 제작해도 무방하다. 장비 재질에 가해지는 스트레스 감소는 서비스 수명과 유지보수 관리에도 영향을 미친다. 장비 가동이 훨씬 더 원활하고 기존의 한계를 넘어서는 스태커(mast) 높이를 늘릴 수 있어, 궁극적으로 제품 비축 용량이 증가한다.

진동 흡수 기능은 동적 성능에도 긍정적인 영향을 미쳐, 하역 장비는 목표 위치를 훨씬 더 빠르게 찾고 그 위치를 더욱 정확하게 유지할 수 있다.

결론적으로, 이 기능을 사용하는 고객들은 획기적인 기능을 통해 괄목할만한 효과를 거두고 있다.

최대 높이 20m의 하역 장비용 Dematic RapidStore ML 20

추가 비용추가 비용 없이 고부가가치 실현

이 기능은 순수한 소프트웨어 솔루션, 즉 Sinamics S120 인버터 시스템용 CU320-2 컨트롤 유닛의 기본 위치 제어 모듈인 EPos의 확장 버전과 관련이 있다.

이 모듈에는 별도의 센서나 액추에이터가 필요하지 않다.

하역 장비 역시 기계적으로 어떠한 개조도 할 필요가 없다.

소프트웨어는 Sinamics 컨트롤 유닛의 펌웨어에 로딩된다.

고유 주파수와 댐핑의 파라미터만 설정하면 소프트웨어가 활성화된다. 뿐만 아니라, 특별한 경우가 아니라면 사전 설정된 댐핑 계수를 수정하지 않아도 된다. 적절한 고유 주파수를 찾는 방법도 간단하다. Starter 시운전 도구에 통합된 트레이스 기능을 이용하여 시간에 따른 속도와 실제 토크 값을 기록하면 된다. 그러면 이 값이 드라이브 시스템에 전송된다. 여기서 VIBX가 지령 입력값에 대한 필터 역할을 하며, 하역 장비의 가속 또는 제동 시 수반되는 저크와 진동을 최소화한 상태에서 신속한 기계적 동작을 보장한다.

최대 높이 10/14m의 하역 장비용 Dematic RapidStore ML 10/ML 14

실전 사용 검증

지멘스는 Dematic GmbH와 협력하여 기능 옵션을 실제 시스템에 탑재한 상태에서 집중적으로 테스트하고 조사했다.

Dematic의 하역 장비 개발 책임자 J?rg Cavelius은 “소형 부품 자동 창고에서 사용되는 Rapid Store ML 시리즈에 속하는 고속 하역 장비에도 VIBX를 채택할 예정입니다. 기본 왕복 방향을 기준으로 이 하역 장비의 최대 이동 속도는 6 m/s이고 가속도는 최대 5 m/s²입니다. 이 정도 수준이면 동급 최고의 속도입니다. 이 새로운 미니로드 시스템에는 모두 이 진동 흡수 기능을 탑재할 계획입니다”라고 말한다.

이 기능은 상대적으로 무거운 하중을 감당해야 하는 팔레트 기반의 적재 장비에도 적용할 수 있다. “이 진동 흡수 기능 덕분에 이 분야에서도 사이클 시간이 대폭 감소할 것으로 기대됩니다. 뿐만 아니라, 하역 장비와 물류 시스템의 기계적 설계비용도 절감할 수 있습니다.”

Sinamics의 VIBX를 사용할 경우, 사이클 시간이 대폭 감소해서 처리량이 5% 가량 늘어날 전망이다.

Sinamics 진동 흡수 기능의 장점

사이클 시간 감소

처리량 증가

별도의 하드웨어 불필요

기계적 수정 불필요

간편한 개조

동작 중인 기계 장비에 가해지는 스트레스 감소