고무사출성형용브러시로봇 을 효과적으로 제어하고 스스로 상태 모니터링하여 운용할 수 있게 하려면 무엇이 필요할까?

 

열가소성 사출 성형과 달리 고무 및 실리콘 사출 성형에서는 완성된 부품을 일반적으로 이젝터 대신 스트리핑 또는 브러싱 장치를 사용하여 금형에서 떼어낸다. 오스트리아 회사 ‘로보틱스 자동화기술’ 은 금형에서 탄성 부품을 자동으로 빠르게 제거하기 위한 브러시 시스템의 개발 및 생산을 전문으로 하며 10년 이상 유럽의 유명 사출 성형 기계 제조업체와 성공적인 OEM 파트너쉽을 유지하고 있다. 고객 맞춤형 생산 외에도 Robotix는 최근 새로운 ‘RB-800-S-CNC’ 브러시 로봇의 유통을 시작했다.

 

 

 

완전히 자율적인 새로운 Robotix Automatisierungstechnik 사의 "RB-800-S-CNC" 브러시 로봇은 고무 및 실리콘 사출 성형 부품을 빠르게 제거하는 데 사용된다.

 

 

 

표준화된 Euromap67 인터페이스를 통해 전자동화 장치는 모든 제조업체의 사출 성형 기계와 결합될 수 있으며, 신규 설치뿐만 아니라 기존 기계의 현대화에도 적합하다. 프로젝트를 구현하기 위해 잘츠부르크 자동화 제조업체인 SIGMATEK(시그마테크)가 합류하여 제어, 서보 드라이브 및 모터, 운영 장치, 시각화, 기계 간의 연결 및 플라스틱 기술의 많은 응용 분야 노하우 - 자동 브러시 마모 모니터링을 포함한 노하우까지 단일 소스로 제공했다.

‘로보틱스 자동화기술’의 관리 파트너인, 요하네스 레멜 엔지니어는 1997년 개인사업자로 시작했다. 그는 엔지니어링 회사에서 처음으로 계획 및 건설 서비스를 제공했으며 플라스틱 산업을 위한 특수 기계 건설 분야에서 빠르게 발판을 마련했다. 그는 “고성능 직렬 사출 성형기는 단편적인 솔루션일 뿐이다. 맞춤형 그리핑 시스템과 절단 스테이션, 분리 또는 준비 시스템과 같은 주변 장비를 사용하여 고객별 제품에 적응하면 생산성이 향상된다”는 것을 곧 알게 되었다. 이러한 이유로 완성된 완전한 솔루션이 시장에서 요구되고 있다.”라고 2000년에 Robotix Automatisierungstechnik을 설립한 Johannes Lemmel이 설명한다. “당시 우리는 턴키 시스템을 개발하고 제조하기 시작했습니다. 오늘날 우리는 로봇 솔루션에 중점을 둔 자동화 산업의 완전한 솔루션을 위한 파트너라고 생각합니다. 의료 기술, 자동차, 소비재 등 우리의 고객 기반은 매우 다양합니다.”

첫 번째 제품은 약 10년 전에 소개되었다. Robotix는 유명한 현지 고무 사출 성형 기계 제조업체와 함께 금형에서 구성 요소를 부드럽게 제거하는 브러시 시스템을 개발했다. 고무 및 실리콘 산업에서는 부품 및 스프루(Sprue) 제거에 이젝터를 사용하지 않는다. 대신 회전하는 브러시와 실린더가 사용된다. 그 이후로 Robotix는 너무 작아서 대량 생산을 지향하는 다른 기계 제작업체에게는 매력적이지 않은 틈새시장을 제공했다. Johannes Lemmel은 “고무 대 플라스틱 비율은 약 1:10입니다. 이 비율은 원자재에서 사출 성형기 판매 대수에 반영됩니다.”라고 설명했다. “틈새는 우리 회사 규모에 이상적입니다. 또한 주요 사출 성형기 제조업체가 오스트리아와 독일에 있기 때문입니다.”

 

 

 

 

“제어, 드라이브, 시각화 또는 통신 인터페이스에 관계없이 플라스틱 산업에 대한 포괄적인 전문 지식을 갖춘 SIGMATEK은 단순히 우리에게 완벽한 파트너입니다.”- Robotix Automatisierungstechnik의 매니징 파트너인 Ing. Johannes Lemmel

 

 

 

브러시 시스템

 

Robotix 브러시 시스템은 사출 성형기의 요구 사항과 크기에 따라 최대 4개의 수직 축으로 다양한 구성으로 사용할 수 있다. 직선 스트립 또는 각진 나선형 브러시, 고무 또는 실리콘 임팩트 스트립에 관계없이 Klosterneuburg에 위치한 기계 제작업체는 부드럽고 빠른 구성 요소 제거를 위한 광범위한 모듈식 브러시 헤드 시스템 분야에서 거의 모든 엘라스토머 제품에 적합한 솔루션을 제공한다. Johannes Lemmel은 생산성 잠재력을 지적하면서 “마무리된 구성 요소를 도구에서 더 빨리 제거할수록 새 부품을 더 빨리 생산할 수 있다. 항상 데드 타임을 최소화하는 것이 중요하다. 과거에는 많은 브러쉬 장치가 공압 또는 유압으로 구동되었다. 그러나 최근 몇 년 동안 전기 서보 드라이브와 에너지 효율성이 더욱 중요해졌다. Johannes Lemmel은 “지금까지 우리는 주로 새로운 고객별 장비를 위해 OEM 파트너에게 브러시 로봇을 납품했었다.”라고 말한다. “그들 중에는 Maplan, Battenfeld, Engle 및 Arburg와 같은 잘 알려진 많은 사출 성형 기계 제조업체가 있다. 우리는 그들의 글로벌 판매 및 서비스 네트워크에 참여하여 유럽뿐 아니라 미국과 중국에도 솔루션을 제공합니다.” 브러시 시스템의 지속적인 기술 개발과 무엇보다도 전기 드라이브의 높은 효율성 덕분에 개보수는 Robotix에게 점점 더 흥미로운 주제다.

Johan Lemmel은 “새로운 기계를 장착하는 것 외에도 개보수 사업에 집중하고 싶습니다.”라고 밝혔다. “그러나 이를 위해서는 제어 기술 측면에서 브러시 로봇을 자율 단위로 더욱 발전시킬 필요가 있었다. 표준 인터페이스(특히 Euromap67을 통해)를 통해 이 인터페이스를 제공하고 예를 들어 노후된 공압 솔루션을 대체하는 기존 사출 성형기에 연결될 수 있다.” 현재까지 Robotix는 브러시 시스템을 특정 제어 아키텍처에 각각의 사출 성형기를 직접 통합했다.

 

‘최고의’ 파트너가 on board

 

Johannes Lemmel은 사출 성형 기계용 로봇 및 주변 장치 제조업체에서 이전에 일하면서 잘츠부르크 자동화 제공업체인 SIGMATEK와 혁신 역량에 대해 이미 잘 알고 있었다. “우리 의견으로는 이 분야에서 시장 리더를 확보할 수 있었다. SIGMATEK는 우리 응용 분야에 정확히 맞는 포트폴리오와 무엇보다도 사출 성형 분야에서 수십 년의 경험을 바탕으로 한 노하우를 보유하고 있다. 우리에게는 제어, 서보 드라이브 및 모터, 작동 장치 및 완성된 소프트웨어 구성 요소를 포함한 시각화와 같은 원스톱 쇼핑이 모두 하나의 소스에서 이루어졌다. 결과를 기다리는 시간은 길지 않았다. Upper Austrian의 시스템 통합업체 Getronix와 함께 자동화 솔루션은 몇 주 안에 준비되었다. 새로운 자율 브러시 로봇의 제품명인 ‘RB-800-S CNC’는 이미 시범 고객사에서 수개월 간 일상적인 사용에 대한 적합성을 입증하고 있다.”고 말했다. “자동화 측면에서 Euromap67 인터페이스를 통한 기계 제어 시스템 연결을 포함하여 모든 것이 처음부터 제대로 작동했다.”라고 Johannes Lemmel은 말한다. 그는 파트너 선택에 확신을 갖고 있다. “SIGMATEK가 우리 업계에서 정확히 이 정도 수준의 완벽함으로 알려져 있기 때문에 우리는 그 무엇도 더 이상을 기대하지 않았다.”

 

 

 

 

브러시 로봇은 IP54 보호 및 안전 비상 정지 스위치의 8.4인치 터치스크린이 있는 SIGMATEK의 모바일 조작 패널 ‘HGT 835’를 통해 작동된다. ‘EDGE2-Technology’ 프로세서는 올인원 ‘Lasal(라살)’ 엔지니어링 시스템으로 생성된 시각화도 처리한다.

 

 

사용된 기술 패키지

 

SIGMATEK에서 Robotix는 풍부한 리소스를 활용했다. 특히 콤팩트한 모듈식 ‘S-DIAS’ 제어 및 I/O 모듈은 브러시 로봇의 스탠드에 다축 서보 드라이브 ‘DIAS Drive 300’처럼 편안하게 잘 맞았다. “서보가 냉각판 모델에 사용되었다. 열은 로봇의 베이스 프레임을 통해 발산됩니다. 고무 및 실리콘 부품을 제거하는 동안 때때로 많은 증기가 생성되어 시간이 지남에 따라 팬 필터가 막힐 수 있기 때문에 팬이 없는 설계는 우리에게 유리했다.”라고 Johannes Lemmel이 애플리케이션에 대해 자세히 설명한다. “또한, 우리는 매우 콤팩트하게 제작할 수 있으며 별도의 제어 캐비닛이 필요하지 않았다. 모든 SIGMATEK 구성 요소는 매우 견고하고 진동의 영향을 받지 않았다. 비록 PLC가 사출 성형의 선형 로봇에서 오랫동안 일반적이었던 기계에 직접 위치했지만.” 각 사출 성형기의 제어 시스템과의 통신은 표준화된 Euromap67 인터페이스를 통해 설정된다. 2채널 안전 비상 정지는 동일한 인터페이스에서 실행되므로 기계에서 비상 정지가 트리거되면 브러시 시스템도 안전하게 종료된다. 브러시 로봇은 IP54 보호 등급의 8.4인치 터치 스크린이 있는 모바일 조작 패널 ‘HGT 835’를 통해 조작할 수 있다.

‘EDGE2-Technology’ 프로세서는 제어 시스템 및 드라이브의 모든 프로그래밍과 마찬가지로 올인원 ‘Lasal’ 엔지니어링 시스템으로 생성된 시각화도 처리한다. 콤팩트한 드라이브 시스템 ‘DIAS Drive 300’은 최대 3개의 축을 제어하도록 설계되어있다.

 

 

SIGMATEK의 다축 ‘Dias-Drive 300’ 서보 드라이브는 팬 없이 냉각판으로 작동한다. 이는 설치 공간을 절약할 뿐만 아니라 유지보수 비용도 절약할 수 있다.

 

 

 

이 특별한 경우에는 3개의 서보 모터가 사용된다. 하나는 수직 축을 이동하고 다른 두 개는 브러시 회전을 위한 것이다. “매우 우수한 서보 특성, 고효율 및 낮은 발열이 서보 드라이브의 특징입니다.”라고 Johannes Lemmel은 확인한다. “현대식 서보 기술은 빠르고 정확한 이동을 가능하게 하여 생산 시간을 단축하고 생산성을 높일 수 있으며 이전 공압 솔루션보다 훨씬 더 에너지 효율적입니다. 우리, 특히 개보수 사업에서는 이것이 결정적인 판매 포인트입니다.” 정교한 소프트웨어를 통해 제품별 프로그램(4개의 표준 템플릿)을 생성하고 제품 변경 사항을 신속하게 로드할 수 있다.

 

 

 

 

SIGMATEK의 견고하고 콤팩트한 모듈식 ‘S-DIAS’ 컨트롤러와 I/O 모듈은 브러시 로봇 스탠드에 다이렉트로 잘 맞추어질 수 있다.

 

설정 및 마모 모니터링

 

새 브러시 도구를 설치할 때 이전 값 결정을 기반으로 작동 장치를 통해 가압력, 속도, 수직 속도와 같은 다양한 기본 매개 변수가 먼저 설정된다. 시각화는 매개변수 변경과 그 효과를 직접 보여준다. PLC는 결정된 최적의 도구 설정을 영구적으로 저장한다. Johannes Lemmel은 상태 모니터링의 특별한 기능을 자랑스럽게 지적한다. 브러시는 마모될 수 있으며 이는 완제품과 브러시 구성에 따라 크게 다를 수 있다. 브러시의 수명은 이에 따라 몇 주에서 1년 이상까지 다양하다. SIGMATEK의 도움으로 구현된 자동 브러시 마모 모니터 덕분에 브러시 수명 주기의 끝이 다가오고 있음을 즉시 보여주고 유지보수 간격을 최적화할 수 있다. 이 솔루은 마모가 증가함에 따라 변하는 모터 토크 측정을 통해 작동한다. 제품에 따라 고객은 특정 임계값을 정의할 수 있다. 이 값에 도달하면 제어 장치는 경고 메시지를 보내거나 이를 운영자에게 표시한다.

 

 

 

시각화를 통해 활성 프로세스 동안 모든 관련 브러시 도구 매개변수를 설정, 최적화 및 모니터링할 수 있다.

 

 

 

동등한 파트너십

 

구현된 브러시 마모 모니터는 SIGMATEK의 정교한 모듈식 시스템 아키텍처가 제공하는 다양한 옵션 중 하나일 뿐이다. Johannes Lemmel은 다음과 같이 요약한다. “플라스틱 산업에서 SIGMATEK은 단순히 우리에게 완벽한 파트너입니다. 우리는 영업 엔지니어인 Stefan Mingler에서 SIGMATEK의 개별 애플리케이션 엔지니어와 시스템 통합업체 Getronix에 이르기까지 매우 혁신적이고 헌신적인 팀을 만났습니다. 우리는 모든 면에서 최고의 지원을 받았습니다. 그것이 내가 진정한 만능 패키지라고 부르는 이유입니다.”

 

INFOLINKs: www.sigmatek-automation.com I www.robotix.at I www.getronix.at

 

Austromatisierung 2021 7월호 발췌/ 자료제공: 서보스타,