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다축 머시닝센터의 유연한 미래

Platinum X3 3축 밀링 머신은 유니버셜 플래티넘 아키텍처를 적용한 Imes-Icore 사의 첫 번째 시스템이다.

Ethernet POWERLINK

실시간 이더넷 프로토콜인 POWERLINK는 밀링 머신에서 사용되는 스핀들과 같은 고속으로 제어되는 축을 제어하기 위한 최적의 지원을 제공한다. 100 Mbit/s 의 전송 속도와 +/- 100 ns의 동기화 정밀도는 하나의 네트워크를 이용하여, 제어로직, 로보틱스, CNC와 모션 제어를 조합해서 사용하는 것을 대단히 용이하게 만든다. 그리고 그것은 기존의 것보다 훨씬 높은 정밀도의 자동화 기계를 가능케 한다.

기계 제조사 Imes-Icore 사의 CEO인 Christoph Stark씨는 오늘날의 가장 최신식 밀링 머신조차도 자동화를 할 것이 더 많이 있다고 확신하고 있다. 그의 회사는 최근, 새로운 제어 솔루션의 방향을 B&R의 자동화 기술을 기반으로 하고, 그 첫 단계를 시작했다. 이 새로운 제어기의 첫 구현은 새롭게 디자인된 유니버셜 머신 아키텍처이며, 이것은 이미 Imes-Icore사가 다축머시닝센터에 적용하여 성공적으로 사용하고 있다.

Stark씨는 앞으로 해야 할 자동화에 대해서 이야기할 때, 복잡한 형상을 만들기 위해 워크피스를 리포지셔닝하지 않는 5축 머시닝 툴의 경향이 다가 아니라고 말한다.

“특히, 긴 밀링 시간을 필요로 하거나, 큰 배치 사이즈를 갖는 어플리케이션의 경우 생산 라인과 플랜트 수준의 시스템이 통합된 기계의 중요성이 더욱 대두되고 있습니다”라고 설명한다.

“그리고, 워크피스를 측정하고 인그레이빙하는 것과 같은 추가적인 기능들이 곧 요구될 것입니다.”

수년간 Imes-Icore사에서 성공적으로 사용된 플래티넘 시리즈와 같은 기존의 CNC 제어기들은, 이러한 기능을 갖고 있지 않았다.

“기존의 시스템은 효율성, 비용 효과 측면에서 바라보았을 때, 고객 맞춤식의 솔루션이 필요할 경우 개방성이나 유연성이 부족한 것이 사실입니다”라고 Stark씨는 더한다.

HMI의 디자인의 경우만 하더라도 기계 제조사나 그들의 고객사에 제공되는 고객맞춤의 가능성은 현저히 부족한 것이 사실이다.

완벽하게 재탄생하는 플래티넘 아키텍처(이것은 아마도 머신 툴을 완벽히 통합하는 토대로서 적합할 것이다)를 개발하면서, Imes-Icore 사는 그들의 자동화 솔루션 또한 개조를 할 수 있는 기회를 잡았다.

Imes-Icore 사는 Complex Profile과 3d 스트럭처를 사용하는 고객맞춤형 공작기계의 스페셜리스트다.

12주 안에 이루어지는 고객맞춤형 기계

“우리의 목표는 우리의 제어 기술의 모든 것을 완벽하게 마스터 하는 것입니다”라고 Stark씨는 말한다.

“그렇게 되기 위한 유일한 방법은 고객맞춤 솔루션을 빠르고 합리적인 비용으로 구현하고, 완벽한 시스템을 10에서 12주 안에 고객사에 납품을 하는 것입니다.”

이것을 이루기 위해서, 플래티넘 아키텍처는 그 자체적으로 자동화를 위해 개방성 및 유연성을 갖춰야 했고, 여기에 더하여 관리 또한 가능해야 했다.

“B&R은 그 범주안의 모든 것을 완벽하게 성공시켰습니다”라고 Stark 씨는 결론을 지었다.

“우리는 B&R에 매우 큰 감사를 하고 있습니다. B&R 은 파트너로서 최신 기술들을 선보였으며, 심지어 우리의 고객사의 이점을 주기 위해 우리의 솔루션에 많은 도움을 주었습니다.”

B&R의 지원에 힘입어, Imes-Icore 사는 각 기계에서 필요했던 제어 솔루션을 만들 수 있었으며, 또한 그것에 관한 전문적 지식도 빨리 모을 수 있었다.

3세대 Core i series 프로세서를 채택한 Automation PC 910은 복잡한 작업을 위해 최대의 컴퓨팅 파워를 제공한다.

자동화 구성 요소로서의 CNC

새로운 제어 솔루션은 B&R의 CNC 기능을 포함한 표준 패키지인 GMC 콘셉트를 기반으로 하여 만들어졌다. B&R은 머시닝이나 핸들링 프로세스에 동일하게 적용할 수 있도록 GMC 를 개발했다. 이 플랫폼에는 모션 제어, 시퀀스 제어, 드라이브와 세이프티 기술뿐만이 아닌, HMI 도 포함되어 있으며, 하나의 통합 시스템에서 많은 통신 인터페이스를 갖추고 있다.

하드웨어 컴포넌트와 해당하는 소프트웨어 기능들을 제공하는 이 플랫폼을 기반으로 한 표준 CNC 패키지는 전형적인 CNC 기계를 위한 필수요소이다.

고객 맞춤의 CNC 패널

15” 세로형 디스플레이 장치의 CNC 패널은 키보드와 기계 조작을 위한 키들을 포함하고 있으며, 여기에 더하여 핸드휠 장치까지 장착되어 있다. 또한 이 CNC 패널은 고객사의 요구 사항에 맞춰 고객맞춤을 할 수 있으며, 심지어 기계 제조사나 그들의 엔드유저의 요구사항에 맞춰 고객맞춤화 할 수 있는 특징을 갖추고 있다. HMI 어플리케이션과 프로그램된 소프트웨어 기능들이 포함되면서 개발 프로세스는 상당히 효율적으로 운영될 수 있다. 또한 이것은 기계 제조사의 필요에 의해 수정이 될 수도 있고, CNC 소프트웨어를 개방할 수도 있다.

제어와 HMI 어플리케이션을 실행하기 위한 플랫폼으로서, Imes-Icore 사는 B&R의 강력한 산업용 PC인  Automation PC 910 시리즈를 선택했다. 그리고 세이프티 기능이 통합된 SafeLOGIC 제어기 또한 선택했다. ACOPOSmulti 시리즈에 의해 동작하는 다이나믹한 모션 제어는 빠르고 실시간으로 운영되는 Ethernet POWERLINK로 네트워크가 구성되며, 심지어 세이프 및 표준 IO 모듈 또한 이 네트워크에서 제어기와  연결되어있다.

모든 액츄에이터를 위한 하나의 제어기

모듈화된 아키텍처는 다양한 종류의 기계들에 쉽고 빠르게 적용될 수 있다.

“우리는 스텝핑, 서보, 리니어 모터 등 모든 종류의 액추에이터를 제어하는데 있어 최소한의 소프트웨어 수정으로 가능하다는 것에 깊이 감사하고 있습니다”라고 Stark 씨는 말한다.

이 특징은 Imes-Icore사에게 필수적이다. 결과적으로 플래티넘 아키텍처는 고객들로 하여금 보통의 스핀들 드라이브나 리니어 모터를 자유롭게 선택할 수 있도록 디자인 되어졌다.

계층적인 구조를 갖는 축들은 경량화 되어있고, 매우 견고하며 최대 정밀도를 취한다. 이 축들은 충격으로 힘을 흡수하고, 수리를 위해 필요한 기계 정지시간을 최소화하도록 디자인 되어있다.

많은 기능성이 탑재된 B&R의 CNC 패널은 우아하게 디자인 되어 있고, OEM의 요구사항에 따라 쉽게 고객맞춤화 할 수 있다.

새로운 제어기는 필드에서 그 자체를 증명한다.

이미 필드에서 사용 중인 40대 이상의 밀링 머신은 B&R의 강력한 새로운 제어 솔루션을 특징으로 하고 있으며, 가격/성능 비율의 측면에서 압도적으로 긍정적인 효과를 나타내고 있고 이것은 더 이상 놀랄 일도 아니다.

하지만 Imes-Icore사는 여기서 안주하지 않는다.

“우리는 우리의 워터젯과 레이저 커팅머신에도 B&R의 제어기를 적용할 것입니다”라고 Stark 씨는 공표했다.

회사는 또한 개방형 CAD/CAM 소프트웨어를 통합하는 작업을 진행하고 있고, 향후 ERP 시스템도 통합할 계획이다.

자동화 사업에 대한 확장의 일환으로써, Imes-Icore사는 이미 레이저 인그레이빙 헤드를 개발하였고, 그것이 통합되어 있는 제어기도 함께 개발했다.