[Beckhoff 제공] 스페인 회사 Packfeeder는 포장 산업을 위해 로봇이 작업하는 병 정렬 자동화 기계를 개발했다. Pickfeeder라고 불리는 이 기계는 Beckhoff의 XTS(eXtended Transport System)를 근간으로, 전환 작업 없이 유연하게 까다로운 분류 작업을 소화해 낸다.

바르셀로나 소재 글로벌 기업 Packfeeder는 병과 같은 용기들을 정렬하고 위치를 설정하는 시스템 공급기업이다. 이 기계는 병에 충전물을 충전해야 하는 화장품, 제약, 식품, 가정용 세제, 화학 산업에서 자주 사용된다. 2002년 Tomàs Mulet가 이 회사를 설립한 이후, Packfeeder는 엔드 유저에게 큰 부가가치를 줄 수 있는 혁신적인 기계 구현에 중점을 뒀다.

병 정렬 기계와 사용이 쉬운 멀티 터치 컨트롤 패널 앞에 선 Packfeeder CEO인 Ferran Martínez(오른쪽)와 Beckhoff Spain 영업 엔지니어 Lluís Moreno(왼쪽). [사진=Packfeeder]

이러한 컨셉으로 개발된 제품 중 하나가 Beckhoff의 도움으로 개발된 새로운 병 분류 시스템이다. Packfeeder의 CEO인 Ferran Martínez는 “혁신을 기본 목표로 삼으려면 우리의 비전을 공유하는 기술 파트너가 필요하다. 우리는 Beckhoff와 협력해 기술적 과제 해결을 위해 노력 중이다”고 말했다.

새로운 Pickfeeder 제품군은 매우 유연한 XTS를 활용함으로써 생산 라인을 기계적으로 개조하지 않고도 다양한 재료, 크기, 모양의 병들을 분류할 수 있다. 표준 기계의 각 병마다 일반적으로 필요한 특수 모양의 부품없이도, XTS를 델타 로봇과 함께 사용하면 Pickfeeder의 자동 전환 기능을 사용할 수 있다.

통합 시스템으로 높은 프로세스 효율성 제공

광범위한 정렬 어플리케이션을 위해 성능 요건에 따라 최대 4개의 델타 로봇으로 Pickfeeder(병 정렬 기계)를 구성할 수 있다. Beckhoff의 지능형 이송 시스템 XTS와 4축 델타 로봇의 결합은 자동 포맷 전환 외에도 최적의 처리량과 출구 컨베이어로의 매끄러운 이송 기능을 갖춘 다재다능한 기계라고 할 수 있다.

Pickfeeder 기계 제품군의 병 정렬 기계는 XTS (eXtended Transport System)와 최대 4 대의 델타 로봇을 결합한다. [사진=Packfeeder, 사진 작가 Ivan Raga]

Ferran Martínez는 “이 기계의 가장 중요한 혁신은 병들이 수직 상태로 있는 출구 컨베이어의 아웃피드 영역에서 수평 상태로 도착하는 인피드 영역을 분리하는 것이다. 중앙 기계 구성요소로서 XTS는 이러한 분리를 가능하게 했다”며, “기존 시스템은 로봇으로 이 두 단계를 수행한다. 그러나 델타 로봇을 사용해 수평 상태의 병을 잡게 함으로써 속도를 최대한 활용하면서, 비용 효율성을 누리고 있다”고 밝혔다. 

그는 이어서 “XTS는 로봇으로부터 병을 받아 수직상태로 세워 다음 기계로 이송하기 위해 컨베이어에 완벽하게 동기화된 이상적인 솔루션이다. 이러한 방식으로 병이 잘못 배치되거나 넘어지는 것을 방지할 수 있다. 또 다른 이점은 XTS를 비스듬한 곳에도 장착할 수 있다는 점인데, 이를 통해 시스템이 콤팩트하고 간단해졌다”고 거듭 강조했다.

Pickfeeder 기계에서의 유연한 XTS는 HepcoMotion의 GFX 가이드 레일, Packfeeder의 그리퍼(Gripper)가 사용된다. 이러한 혁신적인 기술 조합은 형태, 재료, 색상, 저항력(fragility)에 관계없이 광범위한 용기를 처리할 수 있는 범용 솔루션 개발의 기반이 되고 있다. 또한 충전 라인 내의 모든 포맷 변경은 멀티 터치 컨트롤 패널을 통해 쉽게 처리할 수 있다. Packfeeder에 따르면, 이 기능은 포맷 변경 시 여러 구성 요소를 바꿔야하는 기계식 정렬 시스템보다 매우 큰 이점을 제공한다고 한다.

개별적으로 제어 가능한 무버를 갖춘 XTS는 다른 병 포맷으로 빠르고 쉽게 전환할 수 있는 기능을 제공한다. [사진=Packfeeder, 사진 작가 Ivan Raga]

유연성 집중해야

각 로봇의 작동 속도를 높이는 것이 개발 프로젝트의 중요한 목표였지만, 주된 목표는 포맷을 자동으로 전환할 수 있는 능력에 있었다. Ferran Martínez는 “파트너와 고객의 일상적인 작업에는 용기의 구조, 색상, 재료, 질감, 정교함 측면에서 끊임없는 변화를 수용할 수 있는 최대의 기계 유연성이 요구된다. Pickfeeder 제품군은 처리량과 설치 공간 요구사항 간의 관계를 최적화하는 추가적인 이점을 통해 고객의 기대를 충족시켰다”고 설명했다. 예를 들어, 단일 로봇을 사용하는 가장 작은 모델인 Pickfeeder Single 100은 분당 120병 이상의 출력 속도를 구현할 수 있다. 이는 분당 70~80개의 병을 사용하는 기존 시스템에 비해 크게 개선된 것이다.

오늘날 산업에서 요구되는 기술이 매우 빠르게 변화하고 있기 때문에 인더스트리 4.0, lot size 1 실현, 설치 변경 시간이 0에 가까워지는 것 등의 개념들을 고려하지 않을 수 없다.

Ferran Martínez는 “Pickfeeder 제품군은 처음부터 이러한 요구사항을 염두에 두고 개발됐으며 지능형 이송 시스템 XTS를 통해 이러한 개념이 실현될 수 있었다. 이러한 성공적인 조합은 Packfeeder의 병 정렬 기술의 기능을 대폭 확장시켰다. 우리는 오랫동안 기계의 효율성과 유연성을 크게 향상시킬 수 없었다”고 했다. 

Beckhoff Spain의 기술영업 엔지니어인 Lluís Moreno는 “Packfeeder는 처음부터 XTS의 유연성과 전체 기계에서 PC 기반 제어의 이점을 높이 평가했다. 우리는 Packfeeder의 병 정렬 기계를 처음 봤을 때부터 엄청난 잠재력을 예측했다. 탁월한 유연성으로 일정하지 않은 병 크기와 모양을 정렬하는 기계로 포장 시장에 존재하는 기술 격차를 해소하는 것이 우리의 명확한 목표다”고 말했다.

[최정훈 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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