Beckhoff 자동화 기술은 Refine이 효율성과 탄력성 측면에서 라벨 피니싱 머신의 기준을 새로운 수준으로 업그레이드시킬 수 있게 해준다. © Beckhoff

덴마크의 기계 제조업체인 Refine Finishing은 불과 몇 년 만에 디지털 프린트 라벨을 변환하는 세계 선두의 기계 공급 업체들 사이에서 인정받고 있다. Beckhoff의 TwinCAT Vision과 TwinCAT IoT 같은 PC 기반 제어 장치를 갖추어 속도, 정확성, 지속 가능성의 기준점을 새로운 수준으로 높인다. 이제 매우 소량의 다층 라벨도 수요에 따라 생산이 가능해졌다.

모든 기계 및 작업 관련 설정은 CP2916 컨트롤 패널을 통해 구성되거나 주문 관리를 통해 MES/ERP에서 바로 불러온다. © Beckhoff

2013년, Werosys라는 이름으로 세워진 Refine Finishing은 이제 디지털 프린팅 분야를 선도하는 기업인 Nilpeter와 어깨를 견주고 있다. 특히 제약, 화학, 식품 산업의 고객이 95% 이상이다. Refine 창립자이자 CTO인 Bjarke Gerdes-Nielsen은 다음과 같이 말했다. “Refine은 자동화와 소프트웨어의 면에서 최고 옵션의 새로운 기계 설비를 갖추고 있습니다. 인쇄 산업에서도 인더스트리 4.0을 달성할 수 있으며, 큰 이점을 제공한다는 것을 증명하고 있는 것입니다” 이 기계를 라벨 마무리 가공(피니싱)에 적용하여, 이전의 인쇄 비용과 피니싱 비용뿐만 아니라 교정쇄에 필요한 막대한 양의 종이(작업을 시작할 때 품질 통제를 위해 시행되는 시험 인쇄를 위한)를 줄이는 데에 집중하고 있다.

전반적으로, 인쇄 산업은 현재 대대적인 변화를 겪고 있다. 적고 단기적인 주문은 수익성이 있어야 하고, 고품질로 만들어져야 하며, 수요에 따라 인쇄를 하므로 짧은 시간 내에 일정에 맞게 생산되어야 한다. 이로 인해 긴급한 주문 요구를 처리할 수 있는 맞춤형 생산이 필요하다. 이런 요구사항들을 맞추려면 훨씬 더 많은 소프트웨어와 최대 자동화 수준의 설비가 필요하다. 하지만 이러한 맞춤형 생산에는 긍정적인 효과도 있다. 저장 용량이 덜 필요하며, 종종 몇 달이 걸리기도 하는 작업시간이 줄여진다는 점이다.

GigE 비전 카메라와 결합된 TwinCAT Vision은 Refine 기계에서 새로운 작업을 설정하고 시작할 때 교정쇄 낭비를 현저히 줄이도록 보장해준다. © Beckhoff

고성능 소프트웨어 기능을 통해 더욱 진화된 기계

네덜란드 고객들을 위해 만들어진 Refine의 첫 번째 피니싱 기계는 빌트인 비전 기술이 탑재된 스테인레스강 소재의 콤팩트한 기계이다. 외관상 핸들, 레버, 버튼들은 보이지 않으며, 심플하고 우아한 훌륭한 디자인을 자랑한다. 다양한 라벨 롤러의 설정이 Beckhoff의 멀티 터치 컨트롤 패널 CP2916이나 웹브라우저, 태블릿을 통해 편리하게 구성되어 있기 때문에 깔끔한 외관이 가능할 수 있었다. 이 기계는 디지털 프린트된 다층 라벨의 모든 피니싱 과정을 최대한 빠르고 정확하게, 교정쇄 낭비를 최소화하여 수행할 수 있도록 디자인되었다.

Refine에 따르면 완전히 자동화된 기계는 최신 기술, 최고의 속도, 정확성을 갖춰 고객의 작업흐름을 최적화한다. 과거에는 고객이 대략 6개월간 라벨 백만개를 지속적으로 주문해야만 했다면, 이제는 소량으로 여러 번 나눠서 할 수 있기 때문에 단지 몇 주 전에만 생산계획을 설정하면 된다. 이런 주문은 배송시간을 단축시켜 보통 하루만에도 배송이 완료될 수 있다. 빠른 전환, 빠른 착수, 소량 주문으로 보관기간은 줄어들고, 탁월한 융통성을 기반으로 낭비가 최소화된다. Gerdes-Nielsen은 다음과 같이 말했다. “며칠이 아닌, 단 몇 시간 만에 기계를 작동시킬 수 있습니다. 또한 이 기계는 작업을 시작할 때, 즉 프루핑 작업을 하는 동안 종이 낭비를 대략 100m에서 약 1m로, 거의 100배를 감소시킬 수 있습니다. 소량 생산을 할 때는 폐기율을 낮게 유지하는 것이 아주 중요합니다. 기계는 모든 파라미터에 대해 경쟁력이 있어야 하며, 라벨을 훨씬 더 쉽고, 빠르고, 효율적으로 생산 가능하도록 만들어야 합니다”

일반적으로 레버와 핸들을 사용하던 수동 설정이 제어 체계에 의해 자동으로 설정되니, 사용자 오류는 제거되고 보다 일관된 프로세스를 확립하게 된다. Bjarke Gerdes-Nielsen은 다음과 같이 말했다. “더 이상 기계 작동이 유저의 실력에 좌우되지 않습니다. 기계가 행하도록 프로그램 되지 않은 것은 억지로 작업하게 만들 수 없고, 기계가 과부하에 걸리게 만들 수도 없습니다. 모든 것이 디지털화 되어있고, 온라인과 실시간 원격 접속을 통해 제어를 감시하고 지원할 수 있습니다. 특히 COVID-19 시대에 큰 가치를 창출해냈습니다”

Refine Finishing, 엔지니어, Erik Behrend, 창립자이자 CTO, Bjarke Gerdes Nielsen, Beckhoff Denmark, 지원 엔지니어, Rasmus Jensen(왼쪽부터)이 성공적인 장기간의 협력 관계에 만족감을 표시하고 있다. © Beckhoff

TwinCAT Vision과 IoT의 핵심적인 기능

다층 라벨 생산이 어려운 점은 각각의 시트를 층층이 정확히 겹치게 쌓아야 하기 때문이다. 종이 두루마리의 인쇄 마크는 층들이 어떻게 위치되어야 하는지 보여준다. 제어기는 GigE 비전 카메라를 사용하는데, 이는 TwinCAT Vision을 통해 제어 시스템에 매끄럽게 통합되어 처음부터 모든 층이 올바르게 놓이도록 조정하며, 조정 후에 문제가 없는지 확인한다. 모든 작업은 소프트웨어 환경에서 PC 기반 제어를 통해 관리된다. 이는 TwinCAT IoT를 통해 Microsoft Azure™의 데이터와 연결하고 원격으로 기계에 액세스함으로써 프로그래밍 작업을 편리하게 한다. 객체지향프로그래밍은 또한 수동 프로그래밍의 필요성을 줄였다. Gerdes-Nielsen은 다음과 같이 설명했다. “Refine은 고객의 요구에 완벽하게 부합하도록 기계를 조정할 수 있습니다. 그리고 이런 탄력성은 Refine의 성공에 있어 매우 중요합니다”

과거 Werosys였던 Refine은 창립했을 시점부터 Beckhoff와 협력해왔다. Gerdes-Nielsen은 다음과 같이 덧붙였다. “제가 Refine Finishing을 시작한 것은 지능형 소프트웨어와 IoT를 기반으로 하는 기계를 개발하고 싶었기 때문입니다. Beckhoff의 자동화 철학은 Refine과도 일치하며, 모든 측면에서 우리가 요청했던 거의 모든 것을 지원해 주었습니다. XFC 기술과 함께 PC 기반 제어는 다른 체계와 비교해 매우 정확합니다. 예를 들어, 다층 라벨을 쌓는 것에 있어 허용 오차범위 한계수준이 아주 낮아, 최대 허용 오차가 1/10 mm입니다. Beckhoff 시스템은 이를 수행할 수 있으며, 요구사항을 빠른 속도로 충족할 수 있습니다. 기존 기계는 비슷한 어플리케이션에서 1분에 종이 50 m를 가공할 수 있는 반면, Refine의 기계는 1분에 200 m를 가공할 수 있습니다”

PC 기반 제어에 적합하며, 광범위하고 보편적으로 통합 가능한 구성요소들은 부가적인 이점을 제공한다. 피니싱 머신에서 초소형 산업용 PC C6017은 I/O 레벨과 통신하면서 강력한 제어 컴퓨터의 역할을 수행한다. I/O 레벨은 EtherCAT 터미널과 뛰어난 실시간 기능을 갖춘 드라이브 기술(EL7031-0030 스텝 모터 터미널, AM8000 서보 모터를 갖춘 AX5000, AX8000 서보 드라이브)로 구성된다. 기계 세이프티 또한 TwinSAFE를 통해 표준 제어 기술과 즉시 통합된다. Gerdes-Nielsen은 다음과 같이 요약했다. “Beckhoff 같은 혁신적인 싱글 소스 공급업체와 함께 할 수 있어서, Refine의 미래는 아주 밝습니다. 덕분에 다양한 새 상품과 프로토콜을 빠르게 Refine의 모듈형 기계로 통합할 수 있습니다. 이런 탄력성은 엄청난 이점입니다”

링크

www.refinefinishing.com

www.beckhoff.com/twincat-vision

www.beckhoff.com/twincat-iot

연락처

Beckhoff Automation Co., Ltd.

www.beckhoff.com/kr

info-kr@beckhoff.com