KOBELCO의 타이어 성능시험 향상

일본의 한 타이어제조업체, 로크웰오토메이션의 통합 아키텍처 도입을 통해 개발비용40% 절감

◀ KOBELCO는 타이어의 균일성과 외형 구조를 검사하는데 사용되는 타이어 균일성 검사 기기를 개발하기 위해 로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처를 사용했다.

Kobe Steel Ltd., 일명 KOBELCO는 잘 알려진 일본의 선도적인 강철 제조업체이다. 또한 이 회사는 혼합기, 가류기(curing presses) 그리고 타이어 시험기기를 포함해 타이어와 고무 제조업체를 위한 산업용 장비를 생산한다.

일명 TUM(Tyre Uniformity Machines)이라고 하는 이러한 타이어 시험기기는 생산된 각 타이어의 균일성과 외형 구조를 검사한다.

일반적으로, 시험기기는 반드시 제한된 시간 내에 타이어를 시험해야 한다. 시험기기가 다양한 타이어 사이즈를 위해 종종 툴 처리 또는 림(rim) 변경을 필요로 하기 때문에 이 같은 시험을 수행하는 것이 쉽지 않다. 기존의 전통적인 기기에서의 림 변경은 수동으로 이루어져 일반적으로 15~20분 정도 소요된 후에야 완료된다.

진입 컨베이어, 중앙 구간 그리고 출구/마커 컨베이어로 구성되는 KOBELCO의 TUM은 툴 변경 시간을 96% 단축 시켰다. 림 변경은 자동식 림 변경 기능으로 단 30초 만에 완료되었다.

이전에, 이 회사는 여러 판매업체를 통해 각각 공급된 컨트롤러와 동작 장치로 제어 아키텍처를 사용해오고 있었다. 그러나 최근 이 회사의 중요 고객이었던 Goodyear Dunlop의 제안서는 두 가지 중요한 비즈니스 조건을 명시하였다. 그것이 바로 일본과 아시아 시장을 넘어 기기를 판매하는 것은 물론, 로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처(Integrated Architecture) 제어 솔루션을 사용하는 것이다.

KOBELCO의 엔지니어들이 로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처를 사용해 본 적이 없었기 때문에, 이들은 예상하지 못한 문제점에 봉착하게 되었다. 특히, 엔지니어들은 `Load Control Loops(부하가 루프를 제어한다는 개념)` 그리고 별도의 시동 시간이 필요한 컨트롤러, 컴퓨터와 동작 컨트롤러간의 고속 통신이 그들이 원하는 결과를 달성하지 못할 것이라는 우려를 가지고 있었다.

그러나 현재, 로크웰 오토메이션의 OEM 팀은 KOBELCO와 함께 협력하여, TUM 솔루션을 개발하기 위한 지원 서비스를 제공하고 있다. OEM팀은 RSLogix 5000 소프트웨어에서 구동하는 ControlLogix 프로그래머블 자동화 컨트롤러(PAC)에 기반한 통합형 솔루션을 권고했다. 이 제어 솔루션에는 Kinetix 6000 디지털 서보 드라이브, MPL 저관성 모터, PanelView Plus 작업자 터미널(Operator terminal)과 RSLinx OPC 서보에서 구동하는 FactoryTalk View Machine Edition HMI 소프트웨어가 통합되어 있다. SIL-3 레벨 안전성, EtherNet/IP, ControlNet 그리고 SERCOS 인터페이스 역시 구성에 포함되었다.
 
기존의 전통적인 모션 제어 시스템이 여러 개의 컨트롤러와 프로그래밍 패키지를 필요로 하는 반면, Kinetix 통합 모션 솔루션은 단 하나의 제어 및 소프트웨어 패키지로 모든 개별, 드라이브 및 동작 제어 기능을 수행한다. 모션 제어 기능은 ControlLogix PAC 그리고 RSLogix 5000 프로그래밍 소프트웨어 모두에 내장되었다. RSLogix 5000에는 명령 및 조건 관리를 위한 SFC 등과 같은 다국어 프로그래밍 기능 그리고 토크 모터 제어를 위한 FBD 기능이 포함되어 있다.

또한, 로크웰 오토메이션의 OEM 팀은 부하 제어 알고리즘을 위한 속도 제어 대신 토크 모터 제어를 사용할 것을 권고했다. 로크웰 오토메이션의 통합 모션 장치는 KOBELCO 엔지니어들이 단지 루프 제어 파라미터만을 조정하여 동일 위치 루프에서 위치 제어로부터 토크 제어로 전환할 수 있도록 해 준다.

연삭 위치결정을 위해, 로크웰 오토메이션은 매회 KOBELCO의 자체 소프트웨어로 업데이트 되는 강력한 캠 프로파일 기능을 권장했다. 통합된 모션 솔루션은 연속 캠 프로파일 변경 내용으로 캠 위치를 확보했다.

로크웰 오토메이션의 통합 아키텍처 제어 솔루션을 구축함으로써, KOBELCO는 배선 시간을 20% 단축시켰고, 설치 시간은 30% 절감되었으며 개발 시간은 40% 단축되었다. 이 회사는 기존 시스템에의 통합 및 가동(시운전), 부하 제어 및 연삭 제어 부문의 효율성을 구현했다.

예를 들어, RSLogix 5000 소프트웨어는 사용과 설치가 간편하다. 모듈형 프로그램 구조와 결정적인 모션 취급 기능은 어플리케이션의 관리와 재 사용성, 디버깅 그리고 진단을 손쉽게 수행할 수 있으므로, 제조 기계의 선적 사이클을 가속화시킨다. 이외에도, 로크웰 오토메이션의 위치 토크 솔루션은 벤치마크 성능을 3초 이내에 60%까지 끌어올렸다(부하 제어 /- 18N 변동). 또한, 연삭 제어의 경우, 위치 결정 캠은 이전의 방식에 비해 높은 정확도의 연삭력을 제공했으며 전반적인 연삭 작업 시간을 단축했다.