[B&R 제공] 제조산업에서는 다운타임이나 툴 변경없이 다른 제품에 적응하는 기계를 요구해 왔고, 오늘날 자동화 기술은 하나의 기계로 많은 다양한 제품을 만들 수 있다는 꿈을 실현시키고 있다. 혁신적인 산업 기계설비에 있어 핵심은 유연성이다. 제조회사에게 있어서 성공의 상당부분은 변화하는 시장 요구사항에 빠르게 대응하고, 단기간에 신제품을 시장에 출시하는데 달려 있다.

B&R의 매우 컴팩트한 새로운 서보 드라이브는 모듈형 기계 디자인을 위한 통합된 드라이브 솔루션으로 이상적이다. [사진=B&R]

완벽한 기계는 우리가 영화에서 평범한 자동차가 미래형 로봇으로 변신하는 것을 보는 것과 같은 속도와 편의성으로 적응해 나갈 것이다. 적응형 기계는 시장 출시 기간을 단축하고, 소규모 배치 사이즈와 개인맞춤형 제품을 더 수익성 있게 생산할 수 있다.

전통적인 기계는 일반적으로 하나의 특정 제품을 생산하도록 설계됐다. 이에 다른 특정 제품에 대한 수요가 높아지면 제조업체는 이를 생산하기 위한 새로운 기계를 필요로 한다. 소비자 수요의 급격한 변동에 대응할 수 있을 만큼 빠르게 새로운 설비를 얻을 수 있다 하더라도, 지속적으로 툴을 바꾸는데 많은 비용과 시간이 소모될 수밖에 없다.

더구나 바로 쓸모없게 될 기계들로 귀중한 설비공간은 가득차게 될 것이다. 해결책은 새로운 제품을 수용할 수 있는 유연한 기계뿐이다. 이를 위해서는 기계가 제어 캐비닛에 미치는 영향을 최소화하면서 언제든지 연결하거나 제거할 수 있는 모듈(자체 내장 메커트로닉스 유닛)로 구성해야 한다.

빠른 제품 전환

B&R의 드라이브 테크놀로지 빌프리드 게리(Wilfried Guerry) 제품 매니저는 “한 제품에서 다른 제품으로 빠르게 전환하기 위해서는 각 기계 모듈에 자체 통합 모션 제어 솔루션이 있어야 한다”고 말했다. 드라이브 솔루션은 기계 프레임에 직접 탑재돼 제어 캐비닛에 집중하기보다 기계 전체에 자동화를 분산시킨다. 모듈형 기계에 대한 이러한 분산형 접근방식은 제어 캐비닛에 필요한 하드웨어의 양을 줄이고 공간을 절약한다

게리 제품 매니저는 “아주 작은 제어 캐비닛을 사용할 수 있으며, 케이블 연결을 대폭 간소화해 매우 소형화된 기계를 얻을 수 있다”고 강조했다. 복잡한 캐비닛 냉각 시스템을 줄이거나 완전히 없애 버릴 수도 있다.

컴팩트한 ACOPOSmotor는 추가적인 서보 드라이브가 필요없으며, POWERLINK 네트워크에 쉽게 통합할 수 있다. [자료=B&R]

기계 프레임에 설치하기 적합

B&R의 ACOPOSmotor는 기계를 보다 유연하게 만드는 분산된 드라이브 기술 솔루션이다. 빌프리드 게리 제품 매니저는 “ACOPOS 시리즈의 컴팩트한 신형 서보 드라이브로 더 높은 유연성에 대한 기계제작자의 요구를 충족시킬 수 있는 완벽한 장비를 갖췄다”고 말했다.

단지 60x90mm에 불과한 IP65 등급의 모터 드라이브 조합은 기계 프레임에 설치하기에 아주 적합하다. 최대 350W의 성능 범위를 지원하며 50 마이크로초(μs)의 빠른 제어 루프를 가능하게 하는 통합 서보 드라이브를 내장했다. 게리 매니저는 “ACOPOSmotor는 다양한 제품에 쉽게 적응할 수 있는 기계 제작에 도움을 준다”고 설명했다.

빠른 가동 시간

최신의 제조 장비는 유연할 뿐만 아니라, 설치 및 작동이 신속해야 한다. 게리 매니저는 “전체 통합 기계에서 조차 납품 즉시 기본적인 플러그 앤 플레이 수준의 운영 준비 상태에 대한 요구가 증가하고 있다”고 전했다. 운송을 위해 기계를 분해하고 현장에서 재조립해야 하기 때문에 간단한 작업이 아니다.

하지만 소형 ACOPOSmotor 드라이브는 파워 서플라이와 POWERLINK 네트워크 통신을 함께 제공하는 하이브리드 케이블을 통해 연결한다. 이에 제어 캐비닛으로는 단 하나의 케이블만 연결하만 된다.

게리 매니저는 “B&R 제품은 하이브리드 케이블을 위한 두 가지 연결방식을 제공한다”면서, “특별한 점은 300도까지 자유롭게 회전할 수 있어, 설치하는 동안 큰 도움이 된다”고 설명했다.

새로운 ACOPOSmotor 기종은 고유한 300° 회전식 커넥터로 설치가 용이하다. [사진=B&R]

케이블, 최대 90%까지 줄여

ACOPOSmotor의 단일 케이블 솔루션을 사용한 단순화된 시동은 상당한 비용 절감을 제공한다. B&R은 전통적인 서보 드라이브에 비해 최대 90%까지 케이블의 양을 줄일 수 있다고 밝혔다. 또 추가적인 ACOPOSmotor 유닛은 데이지 체인으로 쉽게 연결할 수 있다. 케이블 연결에 필요한 시간과 인력 모두 줄일 수 있다는 뜻이다. 또 단순화된 케이블 연결은 오류 발생률도 줄여준다.

신용카드 크기에 불과, 모듈형 설계에 이상적

기계와 생산 프로세스를 지속적으로 개선하기 위해서는 먼저 기계로부터 사용 가능한 모든 데이터를 수집해야 한다. ACOPOSmotor를 사용하면 속도, 토크 및 전압 등의 모터 데이터를 실시간으로 조회해 클라우드에서 수집할 수 있다. 서보 드라이브는 OPC UA와 같은 통신 프로토콜을 사용해 엣지 디바이스를 통해 클라우드로 데이터를 보낸다.

처리된 데이터는 제품 품질을 최적화하거나 에너지 소비를 줄이기 위해 사용할 수 있다. 이렇게 비교적 작은 컴포넌트가 엄청난 차이를 만들 수 있다. 가장 작은 ACOPOSmotor는 신용카드 크기에 불과하다. 이 디바이스는 모듈형 설계에 이상적으로 적합하며, 커미셔닝을 간소화하고, 프로세스 데이터 수집을 허용함으로써 보다 컴팩트한 적응형 기계설비에 기여한다.

[최종윤 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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