고속의 대량 생산 솔루션을 제공하는 Beckhoff XTS 용 HepcoMotion GFX 가이드 시스템

최근 HepcoMotion에는 까다로운 포장 작업을 위한 고속이면서 대량 생산이 가능하고 유지 보수가 적은 어플리케이션 의뢰가 들어왔다. Kliklok의 ITC(Integrated Topload Cartoner, 상부 적재 방식의 통합 종이팩 제조 포장기)는 제품을 상부에서 적재하는 방식으로 종이팩이나 트레이를 제작하고, 포장이 끝난 제품을 자동으로 로딩하는 시스템이다. 제과나 베이커리, 쿠키 생산자에게 이상적인 ITC는 세 가지 기능을 하나로 통합시킨 솔루션으로, 이는 종이팩 제작에서 제품 로딩과 최종 포장 작업을 하나의 HMI를 사용하여 작업하는 방식이다. 이 시스템은 인체공학적인 설계로 설치 공간을 줄이고, 세 가지 작업에 대한 장비를 별도로 공급하여 다시 연동하거나 통합하는 기존의 방식이 필요 없게 되었다. 제조업체는 ITC가 설치 공간이 작은 솔루션에서 가능한 최고 속도를 유지하기 때문에 생산 공간을 줄이고 제품 생산량을 늘릴 수 있다. 이 새로운 시스템의 핵심 역할은 지능형 이송 시스템으로 종이팩을 제작하고 완제품으로 이송하는 모든 과정을 제어한다.

XTS 어플리케이션을 위한 Hepco의 GFX 가이드

HepcoMotion의 가이드 시스템인 GFX가 어플리케이션의 핵심 역할을 위해 Beckhoff XTS 연장형 이송 시스템에 사용되었다. HepcoMotion은 Beckhoff와 협력하여 Beckhoff XTS와 함께 사용할 수 있는 PRT2와 1-Trak 가이드 시스템의 특수 버전을 개발하였다. 이 옵션은 모션 프로파일과 내구성이 요구되는 까다로운 XTS 어플리케이션을 충족시키는 제품이다. Beckhoff XTS는 리니어 모터 기술을 사용하여 트랙을 따라 독립적으로 제어되는 무버를 구동한다. 이는 작업대에서 무버를 대기시킬 수 있어 유용한 기능이다. 각각의 무버는 다른 무버들과 무관하게 작업 스테이션에서 독립 제어와 정지가 가능하다. 각 작업은 서로 다른 시간이 소요되지만, 본 기능을 사용하면 작업시간이 느린 프로세스에도 영향을 받지 않기 때문에 이 제품은 Kliklok의 ITC에서 큰 장점으로 작용한다. Beckhoff XTS가 보장하는 위치 정확도는 식품을 종이팩에 넣는 작업에 중요한 요소이다. 각 무버의 운동은 독립적으로 제어되어, 위치 정확도를 유지하며 복잡한 고속의 운동 프로파일을 제공한다.

Beckhoff XTS 시스템은 Hepco의 특허받은 1-Trak 가이드 시스템을 사용한다. 3개의 경량형 베어링을 장착한 무버는 직선과 원호 섹션 그리고 클로소이드 곡선 전환 구간으로 이루어진 트랙을 따라 이동한다. 이러한 형태는 무버 운동을 유연하게 또한 타원형 모양의 ‘주행 트랙’에서 빠르고 부드러운 기계운동이 가능하다. 1-Trak 시스템은 Beckhoff XTS가 최상의 성능을 발휘하는데 필요한 강성과 정확도 그리고 정밀도를 제공한다.

일관된 품질과 오랜 서비스 수명을 제공해주는 강성

Hepco의 GFX 트랙 시스템이 주는 시스템의 강성은 Kliklok에게 가장 핵심적인 역할을 한다. 그중에서 종이팩 제작 모듈이 가장 큰 혜택을 받았다. 독립적으로 제어되는 무버에 직접 밀어 넣는 단일 서보 제어 플런저로 종이팩이 만들어진다. 이 공정뿐만 아니라 작업 마무리 공정과 로봇 로딩 모듈에서 특정 하중이 무버에 자연스레 적용된다. Hepco의 GFX 경화형 스틸 가이드 시스템은 Hepco의 정밀 V 가이드 기술력을 기본으로 트랙 주위를 따라 무버를 가이드 한다. 이를 통해 종이팩은 일관된 품질로 제작되고 처짐 현상을 방지되며 얼라이먼트를 잡아준다. 이번 어플리케이션과 같이 작업이 까다롭고 고속인 시스템은 종이팩의 일관성이 매우 중요하다. 따라서 오랜 내구성을 보장하여 다른 부품의 마모를 가져올 수 있는 하중이나 힘을 GFX가 견딜 수 있다.

적은 유지 보수는 까다로운 어플리케이션일수록 필수 조건이다

포장산업은 작업 내용이 어려운 것은 물론이고 경쟁이 치열하며, 기계가 원활하게 작동할 수 있도록 고품질의 부품을 필요로 하는 산업이다. 포장 어플리케이션들은 빡빡한 일정을 지켜야 하고, 수익성을 위해 뛰어난 제품 생산성이 보장되어야 한다. Hepco GFX 시스템은 이미 많은 테스트를 거쳐 성능이 입증된 Hepco의 PRT2 시스템 부품들을 사용하였으며, 이 시스템은 윤활이나 클리닝 작업에 대한 부담 없이 고속 또는 고효율을 요구하는 어플리케이션에서 일관된 성능을 보장하고, 기계의 고장시간이 현저히 감소되어 생산성이 극대화된다.

사이즈가 다른 종이팩에도 유연하게 적용 가능

본 어플리케이션의 이송 시스템에서 중요한 것은 바로 유연성이다. ITC는 스낵이나 베이커리와 같은 비닐포장 제품들은 물론이고, 쿠키나 크래커와 같은 롤포장 제품 그리고 프리미엄 초콜릿 바 같은 접이식 포장 제품 등을 모두 포장할 수 있는 제품이다. ITC는 다양한 사이즈의 종이팩을 사용할 수 있어야 하며, 사이즈가 서로 다르더라도 신속하고 효율적으로 취부할 수 있어야 한다. 이 이송 시스템의 무버는 서로 다른 사이즈의 종이팩들과 근접 또는 원거리로 이동할 수 있는 프로그램 설정이 가능하다. 또한, 시스템을 재설정하지 않고 이러한 작업들이 모두 가능하여, 결과적으로 생산시간을 줄이고 생산성을 높여준다.

ITC는 2.5m/s의 속도와 분당 최대 80개의 종이팩을 제작하고 적재하여 마무리 작업까지 가능하다. 시스템은 6m 길이의 GFX 회로를 따라 베어링 3개 장착형이며, 사이즈가 34인 1-Trak 무버 총 10개를 취부한다. 그리스 유가 Hepco의 통합 블리드 윤활장치를 통해 직선 슬라이드의 V 면에 직접 분사되어 트랙 시스템 윤활이 효율적으로 이루어진다.

종이팩 제작용 플런저 메커니즘을 제공해주는 Hepco 액추에이터

이 어플리케이션에는 Hepco의 DLS4 벨트 구동 리니어 액추에이터가 사용되었다. 700mm 길이의 빔에 긴 캐리지와 함께 고객 모터에 맞는 맞춤형 모터 연결 키트가 장착되어 종이팩 제작을 위한 수직 플런저 메커니즘을 제공한다. DLS4는 고속 작동과 높은 가속 그리고 고효율 작업이 가능하여 이번 어플리케이션에는 매우 이상적인 제품으로 인정받았다.

Bosch는 Beckhoff의 XTS와 Hepco의 GFX 가이드 시스템의 합작품을 통해 협소한 공간에서 최상의 속도를 자랑하는 혁신적인 제품을 개발하였다. Beckhoff XTS 용 Hepco의 GFX 가이드 시스템은 빠른 제품 체인지 기능을 통해 생산속도를 대폭 개선하여 이번 어플리케이션과 같은 포장산업에서 빠르게 채택되었으며, 다양성이 큰 다재다능한 제품으로 인정받았다.