B&R, 콤팩트한 크린룸 성능 - Application

B&R(비앤드알산업자동화)의 SuperTrak에 기반한 공작물 이송 시스템은 콤팩트하고 안정적이고 크린룸 친화적이다. 많은 생산라인에서 생산 공정에 귀중한 유연성을 제공하는 동시에 생산량을 증가시킨다. PIA 오토메이션은 혁신적인 프로세스 모듈에서 트랙 테크놀로지를 통해 크린룸 내부와 외부 모두에서 의료기기를 조립한다.

PIA의 최신 프로세스 모듈은 특별히 화려해 보이지는 않는다. 핸들링 유닛이 장착된 표준 셀과 아이템을 이동하는 공작물 수송 시스템으로 구성되었다. 핸들링 유닛은 공작물 캐리어에서 작은 앰플을 집어 매거진 속에 집어 넣는다.

그러나 자세히 들여다보면, 흥미로운 세부사항들이 드러나기 시작한다. PIA에서 개발된 공작물 캐리어는 각각 두 개의 앰플을 잡고 셔틀에 고정된다. 셔틀은 서로 다른 시간과 속도로 시스템을 통해 독립적으로 이송한다. 그것들은 공작물 캐리어에서 골라 낼 각각의 앰플에 대해 어지러운 속도에 도달하고 방향을 바꾸고, 멈추고 위치를 잡는다.

PIA 프로세스 모듈은 잠재 고객을 위한 SuperTrak 시스템 및 모듈형 공작물 캐리어의 주요 이점을 입증하기에 완벽하다. 회전 인덱싱 테이블이나 벨트 이송시스템과 같이 견고한 연동방식을 사용하는 기존의 공작물 수송 시스템과 달리, 각각의 SuperTrak 셔틀은 고유한 이송 프로파일이 할당된다. 이는 각각의 셔틀에 개별적으로 제어되는 리니어 모터의 회전자에 해당하는 높은 등급의 영구 자석이 장착되어 있기 때문에 가능하다. 고정자는 셔틀이 이동하는 모듈형 레일 시스템을 형성하는 세그먼트에 통합된다. 각 셔틀에는 POM 플라스틱으로 만들어진 두개의 V자 휠이 있으며, 세그먼트 상단을 따라서 난 V자 홈을 통해 이동하여 셔틀을 트랙 주위로 안전하게 안내한다. 두 개의 롤러가 평평한 스테인리스 스틸 가이드를 따라 돌면서 측면 지지대를 제공하고 기울어짐을 방지한다.

셔틀은 개별적으로 제어되고 충돌 방지 장치가 장착되어, 각 프로세싱 스테이션에서 별도로 지시하는 추가 코드를 작성하지 않고도 대기하게 된다.

아주 작은 설치공간, 아주 적은 미립자 배출

최소한의 롤링 마찰만으로 4개의 롤러는 전체 SuperTrak 시스템에서 유일하게 움직이는 부품이다. 앰플은 서로 또는 이송시스템을 건드리지 않고 공작물 캐리어에서 부드럽게 수송된다. 독일 암벡(Amberg)에 있는 PIA 오토메이션의 헬스케어 역량 센터 의료부문 책임자인 Lothar Mehren 씨는 “결과적으로 공작물 수송 시스템의 서비스 주기가 아주 길어졌습니다. 또한 매우 적은 양의 미립자 물질만을 생성하므로 배기 시스템이 필요없습니다. 이러한 요소는 모두 SperTrak의 이점을 분명하게 말해 줍니다. 이 시스템은 프로세스 신뢰성을 향상시키기 위해 비용 집약적인 클린룸 어플리케이션에 구축이 가능합니다.”라고 밝혔다.

높은 비용이 수반되는 상황에서 컴팩트 머신 디자인은 크린룸 어플리케이션에서 최우선 순위이다. SuperTrak은 여기서도 두드러진다고 PIA 오토메이션의 Manual Falk 씨는 설명했다. “리니어 직접 구동 시스템은 각 스테이션에서 여러 위치에 높은 정밀도로 접근할 수 있도록 합니다. 즉, 하나의 동일 스테이션에서 여러 운송, 검사 또는 조립 단계를 통합하여 프로세스를 더욱 유연하게 만들 수 있습니다. 또한 트랙 어디에서나 동일한 고정밀도로 포지셔닝을 수행할 수 있기 때문에 곡선을 포함한 모든 트랙을 활용할 수 있습니다. 우리는 결국 사용 가능한 공간을 매우 잘 활용하게 되고, 프로세스 모듈은 어느 위치에서든지 추가하거나 생략할 수 있습니다. 이러한 요소를 종합하면, 우리는 훨씬 더 컴팩트한 머신을 만들 수 있습니다.”

SuperTrak 셔틀의 프로그램 가능한 이동은 변형 제품을 생산하거나 전환 시간을 단축하기 위해 동일한 셔틀에서 다양한 제품을 수송할 수 있다.

짧은 전환, 보다 유연한 프로세스

하나의 스테이션에 여러 개의 프로세스를 통합하면 필요한 공간이 줄어들 뿐만 아니라 시스템 생산성이 향상된다. Falk 씨는 “셔틀이 이동해야 하는 거리가 짧기 때문에 공작물 전환 시간이 다른 수송시스템에 비해 매우 짧습니다. 높은 속도, 높은 가속 및 감속 값에서 스테이션 간의 거리를 커버할 수 있습니다. 이것이 바로 시스템을 빠르게 만드는 것입니다.”라고 덧붙였다. 또는 추가적으로 동일한 유형의 여러 제품을 동시에 공작물 캐리어에 배치해 전환 시간을 절감할 수 있다. 타이밍 요구 사항에 따라 단일 스테이션에서 순차적으로 처리하거나 두개의 동일 스테이션에서 병렬로 처리할 수 있다.

공작물 캐리어에 여러 제품을 올릴 수 있는 충분한 공간이 있다면, 배치간에 어떠한 설정도 없이 두 개의 다른 제품이나 제품 변종을 처리하도록 라인을 설정할 수도 있다. 의료 기술에 대한 자격 요건은 한번만 수행하면 된다.

PIA의 meditec 프로세스 모듈에 있는 SuperTrak 수송 시스템은 복잡한 의료기기를 클린룸 내부와 외부에서 대량으로 조립할 수 있는 유연성을 제공한다.

견고하고 신뢰할 수 있는

PIA는 주로 프로세스 능력 검증과 높은 생산성을 위해 모듈을 설계해 왔기 때문에 트랙 시스템이 견고하고 신뢰할 수 있어야 했다. Mehren 씨는 “SuperTrak은 기술적으로 성숙했으며, 완전히 검증되었습니다.”라고 설명했다. Falk 씨도 또한 “SuperTrak는 독립적인 서브시스템으로 작동합니다. 따라서 우리는 더 높은 레벨의 플랜트 제어 시스템으로 작업할 것인지, 그리고 만약 그렇다면 어떤 시스템을 사용할 것인지 자유롭게 결정할 수 있습니다.”라고 SuperTrak 만의 결정적인 잇점을 설명했다.

B&R은 또한 시운전 및 구성을 위해 사용하기 쉬운 소프트웨어를 제공한다. 따라서 다른 시스템에서 요구하는 것과 같이 소스 코드를 조작할 필요가 없다. 이 소프트웨어는 OPC UA를 통해 검색할 수 있는 각 셔틀에 대한 정보를 제공하며, 상태 모니터링 및 예측 유지보수와 같은 기능에 쉽게 사용할 수 있다.

Lothar Mehren

PIA 오토메이션의 의료 부문 책임자

“공작물 수송 시스템을 위한 서비스 간격이 매우 길고, 배기 시스템이 필요없을 정도의 적은 미립자만을 생성합니다. 이러한 요소는 모두 SperTrak의 이점을 분명하게 설명해 줍니다. 이 시스템은 프로세스 신뢰성을 향상시키기 위해 비용 집약적인 클린룸 어플리케이션에 구축이 가능합니다.”

작업자와 고객 간의 높은 수용도

SuperTrak이 새로운 소프트웨어 아키텍처와 기존의 소프트웨어 아키텍처 모두에서 쉽게 통합이 가능하기 때문에 회사내에서 높은 수준의 수용성을 이끌었다. Mehren 씨는 “SuperTrak 기술과 B&R의 지원은 회사에서 가장 까다로운 직원들조차도 매우 긍정적인 반응을 보였습니다.”

의료기기 제조업체의 피드백은 처음부터 비슷하게 긍정적이었다. Mehren 씨는 “Pharmapack 2020에서 셀을 처음으로 공개 시연하면서, 우리는 즉시 고객들의 심금을 울렸다는 것을 직감할 수 있었습니다. 빠르고 유동적인 셔틀의 움직임과 조용한 운전은 첫인상을 각인했습니다.”라고 회상했다. 또한 열정은 첫인상을 넘어서는 성과로 이어졌다. 무역박람회 직후 SuperTrak 공작물 수송 시스템을 갖춘 솔루션의 첫 주문이 들어왔다. 이 시스템의 지속적인 성공으로 PIA는 이제 다음 Pharmapack 이벤트를 위한 프로세스 모듈의 확장을 계획하고 있다. 그 첫 번째 단계는 로봇과 라벨링 유닛을 추가하는 것이다.

“SuperTrak은 기존의 드라이브 시스템 선택을 완벽히 보완하고, 기대 이상의 성과를 제공합니다.”라고 Falk 씨는 정리했다. “PIA 그룹의 다른 사업부문들은 새로운 트랙 기술에 큰 관심을 보이고 있습니다. 거기에서 곧바로 첫번째 어플리케이션을 보게 되더라도 놀랄 일이 아닙니다.”