인쇄 분야에서의 1등급 완벽한 인쇄를 위한 '자동화의 완성'

[월간 무인화기술 9월호]

 

 

 

인쇄 분야에서의 1등급

완벽한 인쇄를 위한 '자동화의 완성'

 

B&R

제품 품질과 정밀도는 인쇄 산업의 핵심 특성이다. 특히 기계 라인 샤프트에서 전자 라인 샤프트 및 디지털 인쇄로의 전환으로, 제어 기술에 대한 수요가 급격하게 증가했다. 품질의 필수적인 수준은 완벽하게 구성된 컨트롤러와 사용되는 드라이브의 최대의 동기화를 통해 달성될 수 있다. B&R은 완벽하게 조율된 하드웨어 포트폴리오 및 인쇄 기계에 사용하기 위해 명확히 설계된 포괄적인 소프트웨어 라이브러리로 이 개발에 전문성을 제공하고 있다.

 

 

 

융통성 없는 결합 대신 고 정밀 동기화
과거, 인쇄 기계에서 수많은 드라이브 축들은 일반적으로 기계적 라인 샤프트에 의해 서로 연결되어 있었다. 오늘날, 축 동기화는 빠른 반응에 의해 드라이브 간에 고 정밀 네트워크를 사용하여 이루어진다. 실시간 이더넷 POWERLINK 프로토콜과 결합된 B&R의 ACOPOS 드라이브 시리즈는 각각의 인쇄 장치의 완벽한 협력을 보장한다.
서보 드라이브의 내부 인공지능 덕분에 가능한 축의 숫자는 거의 제한이 없다.
B&R 메카트로닉스 기술 개발 관리자인 Dr. Martin Staudecker는 “개별 인쇄 실린더의 동기화 속도는 인쇄 기계의 핵심적인 측면 중의 하나를 대표하며, 최종적으로 인쇄물의 품질을 결정한다. 이러한 정합 또는 장력 제어와 같은 모든 높은 수준의 제어 루프는 내부 축 제어 루프가 가능한 것과 다름없다”라고 언급한다.

 

특징 있는 정합 제어
정합 제어는 현대 인쇄 공정에서 결정적인 역할을 한다. 그 역할은 서로 개별적인 인쇄 이미지의 상대적인 위치를 동기화하는 것이다. 제어 루프는 정합 표시 감지, 실제 제어 알고리즘, 모션 제어 및 연관된 네트워크와 같이 4가지 주요 영역으로 나눌 수 있다. 업계에서 실제 상황을 보았을 때, 매우 혼합된 정황을 볼 수 있다.
인공 인터페이스를 통해 공급자 A의 축 드라이브는 공급자 B의 외부 정합 제어기와 통신한다. 이것은 유지보수 비용 증가와 제어 품질이 나빠졌을 때의 진단을 더욱 복잡하게 만든다.

 

단일 업체의 드라이브와 정합 제어
더 많은 유연성과 향상된 생산성에 대한 요구의 꾸준한 상승은 드라이브와 정합 제어 솔루션 모두를 제공하는 단일 공급 업체 중에서 B&R을 선택한 것이 합당하다는 또 다른 지표이다.
B&R의 자동화 도구, 자동화 스튜디오는 제어기, HMI 응용 프로그램, 드라이브 기술 및 제어 소프트웨어를 설정하고 프로그램하는데 사용된다. 이것은 완벽하고 균일한 시스템의 모든 장점을 사용자에게 제공한다.
빠르고 쉽게 시운전을 하고, 최적의 시스템 기능과 낮은 유지 보수는 B&R의 솔루션이 경쟁사에 비해 두각을 나타내게 만든다.
“우리는 우리의 고객들에게 고객과 고객의 기계 모두가 발전될 기회를 제공하며, 그것들을 가져가도록 하고 완전히 새로운 아이디어를 구현할 수 있게 한다. 결국, B&R은 기계를 최대한 활용하는데 필요한 지원을 제공한다”라고 Staudecker는 말한다.

 

최신의 기계를 위한 최신의 제어기 설계 방법
정합 제어 소프트웨어를 제공하는 것은 완전히 새로운 도전을 나타낸다.
“우리는 종래의 방법을 사용하여 진행할 수없는 새로운 분야임을 곧바로 인정했다”라고 Staudecker는 설명한다.
이것은 인쇄 공정을 처음부터 차례로 끝까지 분석하기위해 필요한 것, 물리적인 모델에 기초하여 기본 개념을 강화하는 것, 접근법을 입증하기 위한 시뮬레이션과 측정을 사용하고 궁극적으로 고급 모델 기반의 제어 설계 방법의 사용으로 이상적인 개념을 수립하는 것을 야기했다.
결론은 기계 동작에 특별히 적응된 지능형 정합 제어 개념이다 - 특히 가속 단계와 롤러를 변경할 때 - 전체 라인에 걸쳐 손상을 최소화하도록 유지하는 것이다.
이것을 진일보라고 여기는 것은, 오토-튜닝도 마찬가지로 처리 및 시운전이 단순화되어 제어 블록에 통합되기 때문이다.

 

충분히 세련된 패키지를 위한 통합된 센서
B&R은 회사의 핵심 전문 기술 분야에 초점을 맞춘다.  이번 경우에는, 자동화와 인쇄 기계의 제어 분야이다.
“우리는 응용프로그램과 제어 소프트웨어뿐만 아니라 모션 제어, 분산 하드웨어 구조, POWERLINK를 통한 네트워킹 같은 사내의 거의 모든 것을 다룬다”라고 Staudecker는 설명한다.
이것은 우리가 정합 표시 감지를 위한 센서의 영역을 다루기 위해 함께하는 강하고 유명한 파트너를 가져가기로 결정한 이유이다.
SICK AG 회사와 협력하여, ATEX 인증을 받은 센서는 고 정밀 정합 표시 감지를 위해 개발됐다. 이 새로운 센서는 최대 분당 1,200m의 라인 속도를 처리할 수 있으며 끊어짐 없고 동기식으로 POWERLINK 인터페이스를 통해 정합 제어 루프안에 통합되어 있다.

 

미래의 디지털 인쇄 기술
최근 몇 년 동안 디지털 인쇄 분야의 계속되는 새로운 개발은 인쇄 기계 업계의 지속적인 긴장감을 유지시켜 왔다.
인쇄 공정과 인쇄 기판과의 상호 작용이 전통적인 인쇄 공정과는 상당히 다르기 때문에 정합 제어 방법의 변화가 기대될 수 있다.
“사실, 과거에 자신의 문제를 풀었고 현재 드라이브 기술과 정합 제어를 위해 적절한 솔루션을 제공할 수 있는 사람은 걱정할 필요가 없다. 이 산업 분야에서의 현재 B&R 고객들의 목록을 보면 우리가 이미 합리적인 길을 가고 있는 것이 확인된다”라고 Staudecker 씨가 말한다.

 

국제적인 업계 선두업체는 B&R을 신뢰한다
성공적인 양산 기계가 이미 인쇄 분야의 유명 제조업체에 의해 만들어 지고 있고, 전공정 및 후공정은 B&R 제어 블록과 매우 역동적인 드라이브 기술을 사용하여 얻을 수 있는 뛰어난 결과를 강조한다.

 

B&R 정합 제어 솔루션의 원리 구조(위)

정합 표시 감지와 정합 제어를 위한 통합된 B&R 솔루션의 일환인 사용자 화면 응용프로그램의 예제(아래)

요약정보 : 정합 제어
▶ 측면과 종단면의 정합을 위한 모델 기반의 제어 개념

▶ 인라인 인쇄기와 분리된 정합 오류

▶ 통합된 오토 튜닝

▶ 키 또는 연속적인 색상 제어를 위한 별도의 구성 옵션

▶ 가속 및 감속 단계에서의 고성능

▶ 정합 표시 감지를 위한 센서의 직접 통합

▶ 정합 표시 감지를 위한 센서 이외에는 추가 하드웨어가 필요 없음

 

Highlights
▶ 인쇄 기계 자동화를 위한 완벽한 패키지 - 단일 공급원에서 모든 것을 측면과 길이 방향 정합 제어를 위한 높은 정확도와 쉬운 구성이 가능한 소프트웨어 블록

▶ POWERLINK를 통한 드라이브 구성 요소의 최적 동기화  

▶ 통합 안전 기술 

▶ 단일 도구를 사용하여 모든 자동화 기술의 프로젝트 개발 및 진단 - B&R 오토메이션 스튜디오 

▶ 인쇄업계에서의 수 년 간의 경험