30년 이상에 걸쳐 Xin Hang Cheng은 하이엔드 의약품 가공 기계를 개발해 왔다. 가장 최근에 개발된 연질캡슐검사 설비의 경우 Beckhoff의 PC 기반 제어 및 TwinCAT 3를 사용하여 PLC, 모션제어, 머신비전, HMI 기능을 하나의 통합된 제어 플랫폼으로 관리할 수 있게 되었으며, 그 구조도 단순화하는데 성공했다.

 

 

 

Xin Hang Cheng이 개발한 검사 솔루션은 연질 캡슐에 존재하는 흠을 확실하게 인식하고 제조 공정에서 결함이 없는 완성품 생산 보장 © Xin Hang Cheng

 

중국은 수작업을 통해 약초 및 기타 천연 성분을 사용하여 의약품을 생산하는 유구한 전통을 가지고 있는데, Xin Hang Cheng(Beijing Xin Hang Cheng Technology Development Co., Ltd)은 고품질 의약품을 생산하는 기계를 개발함으로써 전통과 현대성 간의 가교를 구축하는 역할을 수행하고 있다. 중국 허베이 성의 랑팡 시에 위치하며 혁신 기술을 보유하고 있는 Xin Hang Cheng은 연질 캡슐화 기계 분야에서 굉장한 경쟁력을 갖추고 있다.

연질 캡슐은 다양한 절차를 통해 액체 성분이 충진되지만, 비타민제와 같은 값비싼 내용물이 젤라틴 재질의 보호 껍질 안에 안전하게 밀봉되도록 하기 위해 그와 같은 작업은 항상 한 번에 수행된다. 연질 캡슐은 사용 편의성과 소화성 때문에 제약, 화장품, 식품 보조제 시장에서 보편적으로 사용된다. 최종 검사에서는 다양한 색상 및 형태로 생산되는 캡슐의 외관 정상 여부에 대한 확인과 표면에 함유물 또는 이물질과 같은 흠이 있는 제품의 선별 작업이 수행된다.

Xin Hang Cheng은 중국 최초의 완전 자동 고속 연질 캡슐화 기계와 고효율 자동 컨베이어형 연질 캡슐 건조기를 개발했다. Xin Hang Cheng은 항상 새롭고 혁신적인 기술을 갖춘 어플리케이션에 중점을 두고 “무한 혁신”이라는 R&D 철학을 준수해 왔다. 또한 2015년부터 Beckhoff의 PC 기반 제어 기술과 자동화 소프트웨어 TwinCAT 3를 주요 제어 플랫폼으로 사용해 왔다. 2020년에는 중국 내 기업 중에서 연질 캡슐 검사 산업에서 TwinCAT Vision을 적용하고 고도의 통합 제어 솔루션을 도입하는데 성공한 최초의 회사가 되었다.

이 최신세대 검사장비를 활용하면 Beckhoff 소프트웨어 플랫폼을 사용하여 필요한 모든 기능을 TwinCAT HML, TwinCAT PLC 및 TwinCAT Vision을 통해 통합 환경에 원활하게 그리고 향상된 수준으로 통합함으로써 제어 시스템 구조를 대폭 단순화할 수 있다. 간단한 구조와 강력한 제어 인텔리전스, 속도 및 정확성을 지닌 Beckhoff의 제어 솔루션은 2021년 중국 국제 제약 기계 박람회(CIPM)에서 무역 전문가들에게 소개되었을 때 폭넓은 관심을 끌었다.

 

 

 

TwinCAT Vision 및 TwinCAT HMI를 통해 구현된 고도의 통합 연질 캡슐 검사 기계 © Beckhoff

 

TwinCAT을 통한 머신비전 기능의 통합

 

TwinCAT Vision은 모든 머신비전 기능을 런타임에 직접 통합한다. 이미지 처리 및 논리 제어 기능을 동일한 엔지니어링 플랫폼에서 프로그래밍하기 때문에 태스크 사이클이 이미지 처리 코드의 고정 리프레시 횟수와 일치할 수 있도록 보장한다. 또한 선택된 하드웨어 플랫폼이 결과적인 제어 사이클 타임 요건을 충족한다. 이 경우, Intel® Xeon® CPU(12 코어) 및 별도의 그래픽 카드가 장착된 CX2072 임베디드 PC가 데이터 집약적인 이미지 처리 어플리케이션과 기타 제반 기능을 구현하기에 충분한 연산력을 제공한다.

머신비전 및 PLC 프로그램 둘 다 동일한 소프트웨어 플랫폼에서 실행되기 때문에, 두 어플리케이션 간의 통신에 추가적인 시간이 소요되지 않는다. 또한 모든 태스크가 TwinCAT 런타임의 실시간 환경 내에서 중단 없이 상호 작용하기에 기계의 이미지 처리와 선별 기능 간에 지연이 발생하지 않으며 따라서 높은 수준의 시스템 처리량을 보장한다.

연질 캡슐 검사 기계의 머신비전 기능에는 연질 캡슐 제품 내의 이상 색상, 이상 형상, 검은 반점 및 거품과 같은 결함을 감지하고 판단하는 기능이 포함된다. TwinCAT Vision 라이브러리가 이미지 사전 처리, 색상 구별, 외관 및 형상 분석, 반점 감지를 위한 준비된 펑션블록을 제공하고, 연질 캡슐 검사 기계의 요건을 충족한다. 오픈 템플릿 또한 고객 어플리케이션을 위한 개별 이미지 처리 기능을 개발하는 데 기여한다.

 

단일 HMI를 사용하는 머신비전 및 PLC

 

전통적으로 머신비전은 PLC와 다른 별도의 제어 시스템을 가진다. 조작 편의성을 위해 머신비전 시스템은 일반적으로 자체 오퍼레이터용 인터페이스를 갖추고 있다. 결과적으로 머신비전 시스템과 PLC 컨트롤러를 동시에 운용하기 위해서는 두 개의 별도 HMI가 필요하기 때문에 불가피하게 조작상 불편을 야기한다.

반면에 TwinCAT HMI의 경우 통합 PLC 및 이미지 처리 기능의 시각적 표현을 단일 사용자 인터페이스에 결합할 수 있다. 이 덕분에 엔지니어링 프로세스가 더욱 간소화된다. 아울러 기계에 두 개의 별도 제어 플랫폼 및 두 개의 디스플레이 디바이스를 사용할 필요가 없기 때문에 하드웨어 비용이 줄어든다. 이 경우 Beckhoff의 CP2919 멀티 터치 컨트롤 패널이 높은 수준의 조작 편의성을 제공한다.

 

 

 

강력한 CX2072 임베디드 PC가 올인원 제어 플랫폼으로 사용되는 Xin Hang Cheng의 고속 연질 캡슐 검사 기계 © Beckhoff

 

결론

이미지 처리 솔루션인 TwinCATVision은 PLC 및 HMI 기능과 완벽하게 통합될 수 있다는 점에서 전통적인 머신비전 솔루션과 차별화된다. 통합 설계 덕분에 시스템 아키텍처가 크게 단순화되고 사용자가 보다 유연하고 조작이 편리한 솔루션을 사용할 수 있다. TwinCAT 런타임에서 실행되는 비전 코드가 통신 지연 없이 PLC와 직접 상호 작용할 수 있어 제어기 자원의 효율적인 사용이 보장되고 사이클 타임이 개선된다. TwinCAT Vision은 보편적인 제어 엔지니어에게 익숙한 프로그래밍 언어를 통해 일반적인 비전 요건을 처리하기 때문에 머신비전 기능 개발에 따른 작업을 크게 줄여주고 프로그래밍 작업을 이미지 처리 전문가에게 의존할 필요성을 없애 준다.

하드웨어 비용 및 엔지니어링 간소화 관점에서의 복합적인 비용 절감 효과 덕분에 Xin Hang Cheng은 제약 시장에서 제조사들에게 경쟁력 있는 가격으로 고급 고속 검사 솔루션을 제공할 수 있다.

지속적인 PC 기술의 발전과 함께 Beckhoff의 PC 기반 제어 기술의 성능이 더욱 개선되고 새로운 비전 기능이 추가됨에 따라 TwinCAT Vision이 다양한 머신비전 어플리케이션 시나리오에서 점점 더 보편적으로 사용될 것이라고 Xin Hang Cheng은 믿고 있다.

 

 

링크:

http://sinagel.com/En

www.beckhoff.com/twincat-vision

 

연락처:

Beckhoff Automation Co., Ltd

www.beckhoff.com/kr

info-kr@beckhoff.com