3차원으로 전달

상품을 식별하고 표시해야 할 경우, 바코드는 비용 효율적인 다용도 솔루션이다. 그러나 이 광학적 검출방법은 공정 중에 라벨이 더러워지거나 손상이 생기면 판독이 어려워지거나 판독자체를 할 수 없게 된다. 이것은 오류 허용 오차가 매우 낮은 2D바코드에도 마찬가지이다.

여기에 대한 해결책으로 RFID(Radio Frequency Identification)를 사용할 수 있는데, 스위스 Hinwill에 위치한 Ferag AG는 Skyfall 컨베이어 시스템의 특수버전으로 실리콘 카트리지 충진, 분류, 포장에서 이 기술이 성공적임을 입증하였다. 운반 및 가공 시스템 개발과 제조를 전문으로 하는 스위스의 가족경영회사인 Ferag AG는 발루프의 입증된 산업용 RFID 기술을 사용하고 있다.

혁신적인 운반시스템은 다재다능하다.

내부 생산과 유통프로세스의 관리와 최적화에서 운반시스템은 중거리이동과 다양한 높이차이를 극복하고 단말기를 연결하거나 분리하며 충진, 분별 및 포장기능을 동시에 통합한다. 이 시스템은 자체 드라이브 없이 중력을 적절히 이용하여 자유낙하 구역을 통해 이동하게 한다. 에너지를 절약하고 필요한 드라이브의 수를 감소시킨다. 시스템은 500mm의 거리반경과 최대6°의 넓은 경사각을 가진 라인 레이아웃 덕분에 비교적 적은 면적만을 필요로 한다. 충진과 포장하는 장비를 위해 바닥에 비교적 많은 여유공간이 생긴다.

Skayfall로 배로 증가된 생산량

이 시스템은 또한 사용자의 특별요구사항을 충족한다. 즉 충전소와 배치 포장기 사이에 있던 기존의 병목현상을 제거한다. 이는 Skyfall이 카트리지의 운송뿐만 아니라 누적 버퍼도 처리함으로써 가능해졌다. Ferag사의 개발 매니저인Roberto Fenile가 설명하기를 “이 같은 방법을 통해 충진과 포장 공정의 속도차이가 보완될 수 있어 지속적으로 높은 시스템 출력이 가능하게 되었다. 기존방법과 비교하여 두 배의 생산능력을 발휘할 수 있게 되었습니다.”

운반시스템은 시간당 12,000카트리지를 생산하고, 관찰자가 움직이는 카트리지를 따라갈 수 없을 정도로 부드럽게 운행된다. 오버헤드 디자인의 핵심은 셔틀이라 불리는3차원 동역학과 롤러바디의 견고한 레일시스템이다. 여기에는 표면뿐만 아니라 양에서도 차별적인 실리콘 카트리지가 장착되어있다. 빈 카트리지는 저장창고로부터 가져온다. 운반하고 분류하는 공정의 마지막에서 일정량의 실리콘 구성으로 채워진 뒤, 배치포장기로 운반된다. 각각의 셔틀을 식별하는 신뢰할 수 있는 방법은 공정에 절대적으로 중요하다. 이는Ferag가 RFID를 기반으로 한 식별방법을 결정한 이유이기도 하다. 발루프의 세일즈 엔지니어인Rolf Werner는 “데이터캐리어가 실리콘에 의해 오염되었을 경우에도 안정적으로 작업을 할 수 있습니다.”고 강조하였다.

셔틀어댑터를 개별적으로 구성하고 해당 어플리케이션에 적용하는 것이 가능하기 때문에 Skyfall에 구현된 전송방식은 카트리지에만 국한되어 있지 않다. 또한 모듈러시스템은 연속컨베이어, 상향 및 하향컨베이어, 선적과 하역소, 주입구 및 배출 환승구와 같은 사용 가능한 표준요소로 필요한 만큼 확장할 수 있으며 새로운 환경에 적용될 수 있다.

높은 주기율로 신뢰할 수 있는 식별

센서와RFID전문기업인 Balluff(발루프)의 BIS M 산업 RFID 솔루션은 13.56 MHz의 주파수에서 작동된다. Rolf Werner는 “주기율과 견고함에 대하여 까다로운 요구를 맞출 수 있으며, 어려운 금속환경에서도 안정적으로 작업할 수 있습니다.” 고 시스템 특징을 설명하였다.

수동적인 데이터 캐리어와 결합한 이HF 솔루션은 평균 20mm의 인식 범위를 제공한다. 이는BIS M이 가까운 범위에서 부품 트래킹, 생산 관리를 위한 어플리케이션, 품질관리를 위한 추적에 이상적이다. 이와 같이 Ferag에서 시스템은 연속된 서류화 프로세스가 가능하며, 실시간으로 컨트롤러에 데이터를 제공하고 충진과 포장프로세스를 포함한 전체 자재흐름을 자동화한다. 전체 프로세스하는 동안 각각의 카트리지의 형태와 현 위치를 알 수 있다. 데이터 관리는 시스템의 중앙컴퓨터에서 실행하게 된다.

부품 라벨과 비슷한 36mm X 8mm X 5mm의 자가 접착제식OnMetal RFID 태그는 셔틀의 매우 고른 식별이 가능하다. 데이터캐리어는UID 코드(Unique Identification)라 불리는 메모리에 고정된 시리얼번호를 가지고 있기 때문에, 셔틀은 언제든지 분명하게 식별할 수 있다.

데이터캐리어는 국제ISO 표준 15693를 준수하고, 메탈표면에도10mm의 보편적인 판독범위를 제공한다. 이는Ferag사의 필수 요건중의 하나이다. 따라서 롤러바디의 중단 없는 탐지가 전체 자재흐름에 걸쳐 보장된다

UID는 파트번호BIS0140인 발루프RFID 시스템의 관형M16 판독/기록헤드에 의해 판독되며, 게이트와 같은 이동경로를 따라 관련된 모든 장소에 위치한다. 데이터캐리어는 수동적이며, 판독/기록헤드로부터 필요한 전원을 공급받는다. 이로 인해 배터리가 필요 없으며, 전자기기와 안테나는 태그에 통합된다.

맞춤 솔루션을 찾다

Roberto Fenjle 는 “기술은 올바른 시스템과 태그, 판독헤드 그리고 컨트롤러의 최적의 조합을 선택하는 것입니다. 우리는 발루프-스위스TecSupport에서 전문가Willi Brändli의 지원을 받았으며, 이 프로젝트완성을 위해 열심히 일했습니다.”고 언급하였다.

Willi Brändli는“데이터캐리어의 사이즈와 판독/기록헤드의 기하학적 구조가 중요한 역할을 합니다.” 라고 설명하였다. 또한 그는 “어플리케이션에서 생성된 HF 필드는 태그가 충분히 긴 영역에서 높은 속도로 판독할 수 있을 만큼 커야 합니다. 그러나 동시에, 감지프로세스에서 뒤따르는 라벨과 겹치지 않을 만큼 충분히 작아야 합니다. 이를 위해서는 많은 경험이 필요합니다”고 설명하였다.

Roberto Fenile은 계속해서 다음과 같이 말했다. “처음에는 다른RFID 제공사의 솔루션으로 시도했지만 이는 이러한 복잡한 요구사항에 잘 맞지 않았습니다. 그 뒤 우리는 다른 제조사와 시스템을 비교하게 되었고 개발자와 제조사로써 발루프는 제품을 잘 알고 있었으며, 표준제품에서 고객 요구사항에 맞게 개발하는 것을 주저하지 않았기에 발루프를 최종적으로 결정하였습니다.”  만족스럽게도 이 솔루션은 의심의 여지없이 발루프 제품라인의 표 준 컨포넌트를 사용하여 구현할 수 있었다.

식별과 감지를 위한 똑똑한“올-인-원” 솔루션

BIS V RFID컨트롤러에는 최대 4개의판독/기록 헤드가 연결 가능한 올-인-원 장치가 시스템에 내장되어있다. 판독헤드가 결합된BIS V RFID는 요구되는 높은 판독속도를 제공한다. 4개 포트로 필요한 컨트롤러의 수를 줄여, Ferag사는 투자비용을 크게 절약하였다. 비록Skayfall 사례에서는 필요하지 않았지만, 특수기능으로, 다른 기술(LF, HF 및UHF)을 사용하는 판독헤드를 연결할 수 있다.

RFID시스템의 시작과 컨트롤러의 조작은“Plug & Play” 와 같이 아주 쉽다. 판독/기록헤드는 플러그를 이용하여 컨트롤러 전면에 간단히 연결되고, 그 후에는 즉시 자동으로 감지된다. 각각의 포트에 있는 두 개의LED는 상태와 작동현황을 표시한다. 컨트롤러는 표준 주파수를 사용하기 때문에, Ferag시스템이 있는 전세계 어디서든지 사용할 수 있다. 추가로 메탈스타일의 소형 콤비컨트롤러는 모든 공통의 버스시스템에서 가능하다(Profibus, EtherCAT, CC-Link, Ethernet/IP, 그리고Profinet). 이 시스템에서Fera는EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)을 사용한다. IEC표준61158 개방형 프로토콜은 자동화기술에서 하드 또는 “소프트”의 실시간 요구사항에 적합하다.

컨트롤러의USB터미널은 소프트웨어 업데이트, 그리고PLC또는 컨트롤러가 필요 없는 빠른 시작을 위한 서비스 인터페이스로 쓰일 수 있다. “지능형” 콤비컨트롤러는 더 많은 기능을 제공한다- 추가센서 또는 액츄에이터도RFID프로세서 장치에 연결될 수 있다는 것이다. 액츄에이터는 장착된IO-Link 마스터 기능을 사용하여 구현된다. 이는 물체를 식별할 뿐만 아니라, 컨트롤러를 통해 트리거라이트베리어, 유도형 또는 용량성 근접 스위치 또는IO-Link 인터페이스가 있는 거리 또는 비전센서로부터의 시그널과 같은 추가적인 프로세스 정보를 획득하는 것을 가능하게 한다. 위의 기능들이 초기 요구사항이 아니더라도, 시스템은 차후 요구될 상황을 위해 잘 준비되어있다.