Beckhoff의 보편적이면서 모듈식으로 구성된 제품 포트폴리오

Special  Report
메이저급 3대 포장 솔루션 기업들의 사업전략

"Beckhoff의 보편적이면서 모듈식으로 구성된 제품 포트폴리오로, 모든 포장 기계를 위해 정밀하게 확장 가능한 제어 솔루션을 만들 수 있어"

잦은 변화에 쉽게 적응할 수 있는 더 작고, 더 유연한 기계로의 발전이 포장기계의 추세

트라이텍 이명복 부장

- Beckhoff는 포장 어플리케이션에서 어떤 솔루션들을 제공하고 있나.
▲Beckhoff의 PC 및 EtherCAT 기반 제어 기술은 전체 포장 라인뿐만 아니라, 충전 및 성형에서부터 밀봉, 라벨링, 재포장 및 팔레타이징에 이르기까지 개별 포장 기계의 전 과정을 자동화하는데 이상적으로 적합하다.

Beckhoff의 TwinCAT 자동화 소프트웨어뿐만 아니라, 산업용 PC, I/O 터미널 및 드라이브 기술의 보편적이면서 모듈식으로 구성된 제품 포트폴리오로, 컴퓨팅 파워, 복잡성 및 비용적인 측면에서 모든 포장 기계를 위해 정밀하게 확장 가능한 제어 솔루션을 만들 수 있다.

- Beckhoff는 대표적인 PC 베이스 컨트롤 업체다. PC 베이스 제어 기술은 포장 어플리케이션의 자동화에 어떤 이점을 제공하나.
▲Beckhoff의 개방적이고 보편적인 제어 기술은 높은 구현 비용 없이도 기계 제조사들이 새로운 기능을 통합하고, 기계가 다양하고 매일 변화하는 수요에 맞출 수 있도록 도와준다. 예를 들면, PLCopen 및 OMAC-PackSoft 컴포넌트, Visual Studio, Matlab/Simulink 또는 C/C++의 사용뿐만 아니라, 상황 모니터링 및 로봇공학의 통합을 포함한다.
Beckhoff의 개방성에 대한 또 다른 중요한 장점은, ERP 수준에서 수직적으로든 아니면 다른 제어 시스템에서 수평적으로든, 개방형 인터페이스나 게이트웨이를 통해서 최종 사용자의 생산 환경에 대한 포장 기계의 간단한 통합이다.

포장라인을 위한 Integrated & PC 베이스 컨트롤 기술

- 현재 포장산업의 기술 트렌드는 어떠한가.
▲관련 자료에 따르면, 세계 인구는 10년 내에 80억 명을 초과할 것으로 전망된다. 포장산업은 포장 음식 및 약품을 필요로 하는 수많은 사람들뿐만 아니라, 특히 삶의 수준을 높이고자 하는 신흥개발도상국의 바램으로부터 이익을 얻게 될 것이다. 수송 중 제품을 보호하기 위한 방법과는 별도로, 현대 포장은 훼손, 오염 및 부패로부터 음식과 의약품을 보호하기 위해 매우 중요하다.
이런 이유로, 포장산업은 가까운 미래에 성장산업이 될 것이며, 그처럼 되기 위해서는 효율적이면서 고성능의 포장기계를 필요로 할 것이다. 또한, 다양한 시장 및 소비자의 요구는  각각의 타깃이 될 것이며, 이는 포장의 다양성을 증가시킨다. 이런 요구를 충족시키기 위해서, 포장기계는 훨씬  더 큰 유연성을 필요로 할 것이다. 간단하게 말해서, 포장기계 제조의 추세는 잦은 변화에 쉽게 적응할 수 있는 더 작고, 더 유연한 기계로 향하고 있다.

- Beckhoff의 XFC(eXtreme Fast Control Technology)는 포장기계의 중요한 트렌드 가운데 하나인 유연성에 어떤 도움을 줄 수 있나.
▲XFC 기술은 100us보다 짧은 입출력 응답속도로 초고속 PC 기반 제어를 가능하게 한다.
Beckhoff의 XFC 기술은 매우 정밀한 공정 제어를 가능하게 하며, 이는 포장 어플리케이션에서 원료의 사용을 최소화한다.
높은 유연성에 대한 요구를 고려하면, 소프트웨어 기반 제어 기술로서 PC 제어는 하드웨어 집약적인 솔루션과 비교했을 때 요구되는 제품이나 포장 변경을 아주 단순화시킨다.
EtherCAT 및 특히 XFC는 포장 산업에서 요구되는 속도 및 정밀성의 관점에서 거대한 이점을 제공한다.
XFC는 현대의 산업용 PC, EtherCAT 프로토콜, 초고속 EtherCAT 터미널 및 TwinCAT 자동화 소프트웨어로 구성된 최적화된 제어 및 통신 구조에 기반한다. 완벽히 통합되고 포괄적인 이 시스템은 100us 이하의 I/O 응답시간을 가능하게 해주며, 따라서 새로운 공정 최적화의 가능성을 열어 준다. EtherCAT 및 정밀 고속 제어 기술은 기존 기술보다 포장이 더 정확하고 더 적은 원료로 생산되도록 해준다. 게다가, 포장되는 제품의 최소 필링(filling) 수준은 더 정확하고 반복적으로 충족될 수 있다. 최종 고객들에게는 큰 이점을 그리고 기계 제조사에게는 더 나은 매출을 제공하면서, 특히 고 용량 포장제품에서 엄청난 비용을 절약시켜준다.

Beckhoff 포장 솔루션

-지난해부터 트라이텍에서 마케팅에 주력하고 있는 XTS(eXtended Transport System)는 어떤 시스템인가.
▲XTS는 Beckhoff가 출시한, 지금까지 경험하지 못한 새로운 리니어 시스템이다. 이는 하나의 서클 안에서 움직일 수 있는 드라이브 시스템으로, 품질 및 성능이 입증된 로터리 및 리니어 드라이브 시스템의 이점들을 결합했으며, 전형적인 리니어 모터 원리를 확장한 것이다. XTS 모터는 구동부와 피드백 측정 모듈이 하나의 어셈블리 안에 완벽하게 통합되어 있으며, 하나 이상의 무버(Mover)는 임의의 경로 상에서 최대 4m/s 속도로 이동이 가능하고, 최대 100N의 힘을 발휘할 수 있다.
이 XTS는 드라이브 기술에 근본적인 변혁을 일으키고 있으며, 이 신제품의 출시로 완벽하게 새롭고 공간 절약적인 장비 설계가 가능하게 됐다.
XTS의 장점을 설명하면, 우선 XTS는 사용상의 제한이 거의 없다. 무버는 가속, 정지, 위치 및 동기 제어가 가능하며, 서로 그룹을 지어 협력할 수도 있다. 오실레이션 및 백래쉬, 기구적인 파티클 및 마모가 없이 정밀한 위치제어가 가능하다. 그리고 이를 유지하기 위한 비용이 거의 없다.
또, 이 XTS는 하나의 서클 형태로 무한경로를 구성할 수 있는 구조이며, 이송 작업을 수행하는 무버의 수는 제한이 없다. 또한, 모듈화된 구조로 어플리케이션에 간단하게 적용할 수 있으며, 많은 공간이 필요하지 않다. 이는 결국 엔지니어링 및 조립, 유지보수 비용이 낮아짐을 의미한다.
특히, 비싼 기계를 쉽게 사용자가 정의할 수 있는 소프트웨어로 대체할 수 있다. 이는 더 큰 유연성에 대한 요구를 충족시킬 수 있다는 의미다.
병 만드는 공장을 예로 들어보자. 기존의 공장에서 필러(filler)가 결함이 있을 때, 기계는 완전히 셧다운 해야 한다. 예를 들어, 한밤중에 유지보수 기술자가 없거나 예비 부품이 없다면, 전체 생산 변화는 손실이 될 수 있다. 그러나 XTS를 사용하면 소프트웨어 조정을 통해 이러한 문제를 쉽게 해결할 수 있다.
XTS는 병을 결함 있는 필러로 운송하는 것을 간단하게 중지시킨다. 이것은 전체 생산성을 감소시키지만, 밤에 발생한 생산 변화는 80 퍼센트를 여전히 유지할 수 있게 한다.
XTS의 또 다른 큰 이익은 기계 설치에 필요한 공간이 상당히 감소된다는 것이다. 예를 들어 초콜릿 캔디 바를 포장하는데 요구되는 가속 및 감속 컨베이어 벨트를 보면, 그 가능성이 아주 명백하다. 캔디 바가 꾸러미를 밀봉하기 위한 동기화된 기계에 이송되기 전에 캔디 바 사이의 일정한 거리를 유지하기 위해서, 기계적으로 복잡하고, 공간을 많이 차지하며, 따라서 값비싼 벨트가 요구된다. 동기화된 무버와 XTS 덕분에, 컨베이어 벨트는 필요 없으며, 따라서 비용 및 설치 공간이 상당히 감소한다. 최대 50 퍼센트까지 더 작은 기계로, 고객은 더 많은 기계를 배치하기 위해 새로운 생산 영역을 만들 필요가 없거나 절약된 공간을 사용할 수 있다.
XTS를 이용하면 생산 제품의 종류, 크기 및 이송 간격에 매우 자유롭기 때문에, 생산 제품의 변경 작업과 안전화 시간을 최소로 줄일 수 있다. 따라서 XTS는 향후 소량, 다품종화 되는 패키징 분야에서 최고의 솔루션으로 부상할 것으로 예상된다.

-순수한 데이터 전송 속도 이외에 EtherCAT의 다른 이점이 있나.
▲EtherCAT의 분산 클락 및 시간 스탬플링(stampling) 기능은 중요한 이점들을 제공한다. 포장이 아주 중요한 종이 및 필름 처리 영역에서, 이 기술들은 더 빠르고 더 정확한 프린트-마크(print-mark) 인식을 가능하게 해준다. 이것은 궁극적으로 더 작고 더 빠르며 더 정확한 기계의 제작을 가능하게 해준다. 물론, 레이블은 포장에서 값비싼 구성요소이다. 정밀하고 고품질로 이것이 적용되면, 전체 제품의 가치가 상승한다.
이 두 가지 고성능 EtherCAT 기능은 종종 긴 포장 조립라인에 있어서 특히 중요하다. 이전 이벤트, 심지어 더 긴 프로세스에 대한 아주 정밀한 반응은 타임-스템프(time-stamp)로 보완된 분산 클락 및 프로세스 데이터 덕분에 가능하다. 이것은 모두 동기적으로 작동해야 하는 5개에서 20개의 서보 축을 가진 전형적인 포장 기계에서 특히 효율적이다. 여기서, EtherCAT의 분산 클락 및 시간-스탬프 기능은 상당한 이익을 제공한다.

eXtreme Fast Control Technology(XFC)는 매우 정밀한 공정 제어를 가능하게 하며, 따라서 포장 어플리케이션에서 원료의 사용을 최소화한다.

-로보틱스 및 Safety, 비전 및 IT 분야외의 연결에서 Beckhoff의 경쟁력은 무엇인가.
▲Beckhoff 시스템은 PC 기반 제어시스템으로서, 앞서 얘기했듯이 ERP 수준에서 수직적으로든 아니면 다른 제어 시스템에서 수평적으로든, 개방형 인터페이스나 게이트웨이를 통해 최종 사용자의 생산 환경에 포장 기계의 간단한 통합을 이룰 수 있다.
또한, EtherCAT 통신 시스템을 기반으로 한 SIL 3 수준의 Safety 기능을 통합할 수 있다. 이와 더불어 델타 로봇과 같은 로보틱스 시스템을 하나의 시스템에 통합 관리할 수 있는 플랫폼을 제공하고 있다.

-Beckhoff에서 최근 출시된 신제품이나 기술로는 어떤 것들이 있나.
▲포장 산업은 드라이브 기술에 많은 영향을 받는다. Beckhoff는 고성능 서보모터를 포함하는 광범위한 솔루션 포트폴리오로 이 시장에서 유리한 위치에 있다. Beckhoff는 최근 두 가지 신제품을 출시했다.
두 가지 제품이란 EL7201 서보모터 터미널 및 One Cable Technology (OCT)로서, 이 제품들은 매우 다이내믹한 위치결정 작업을 위한 아주 소형의 솔루션을 제공한다.
EL7201은 표준 12 mm 너비의 터미널 하우징으로 200 와트까지 모터의 전체 서보 드라이브를 통합한다. 이 솔루션은 설치 공간 및 비용을 줄여줄 뿐만 아니라, 배선 및 시운전을 매우 단순화시킨다. 배선에 관해서 말하면, EL7201-0010 서보모터 터미널 버전은 표준 모터 케이블에 전원 및 피드백 시스템을 결합한 혁신적인 OCT를 지원한다. 모터와 컨트롤러 측의 케이블 및 커넥터가 제거될 수 있기 때문에, 재료 및 시운전 비용이 상당히 줄어든다. AM8000 시리즈의 매우 다이내믹한  서보모터에서도 해당 OCT 옵션을 제공하며, 네임플레이트(인코더에 모터의 모든 정보를 저장) 덕분에 더 쉬운 시운전이 가능하다. 이 외에도 서보모터 터미널의 작동을 위한 보완적인 AM8100, 고관성의 어플리케이션에 적합한 AM8500 및 스테인리스 스틸 ‘위생 디자인’으로 된 AM8800이 있다.

XTS는 비싼 기계를 쉽게 사용자가 정의할 수 있는 소프트웨어로 대체할 수 있다.

-지금 얘기한 위생 디자인 포트폴리오에는 어떤 제품들이 있나.
▲Beckhoff는 엄격한 위생 및 클린룸 요구사항을 충족시키는 광범위한 스테인리스 스틸 제어 솔루션을 제공한다. 고품질 스테인리스 스틸, 틈 없는 인클로저(enclosure) 하우징 디자인 및 플러시(flush)를 탑재한 터치 패널을 특징으로 하는 CP77xx 및 CP79xx뿐만 아니라, 제어 패널 및 패널 PC 시리즈 CP62xx와 CP66xx, CP69xx는 IP-65 요구조건에 따라 디스플레이 및 제어 디바이스에서 사용하기에 특히 적합하다.
드라이브 기술 분야에서, Beckhoff는 IP 69K 보호등급으로 분류되며, EHEDG 클래스로 인정받은 이미 언급한 AM8800 서보모터 시리즈를 가지고 있다.
AG2800 시리즈스테인리스 스틸 유성 기어박스를 추가하면 위생 디자인 부문에서 전체 드라이브 축을 제공한다.
마지막으로, EQxxxx EtherCAT 박스 모듈은 스테인리스 스틸 하우징을 가지고 있으며, 많은 것을 요구하는 환경의 I/O 인프라에 이상적이다.

-포장 산업을 타깃으로 한 트라이텍의 시장 확대전략은 무엇인가.
▲Beckhoff는 이미 전 세계적으로 포장 산업에 있어서 다양한 어플리케이션을 성공적으로 수행했다. 이러한 Beckhoff의 기술적 노하우를 바탕으로, 국내 포장 분야에서도 점차 레퍼런스를 확대해 나가고자 한다. 특히, 포장 산업에 다양하게 적용할 수 있는 XTS를 기반으로 시장 수요를 조사해, 적용 가능성이 있는 어플리케이션을 적극적으로 발굴해 나가고 있다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - Beckhoff의 보편적이면서 모듈식으로 구성된 제품 포트폴리오