[인더스트리뉴스 최정훈 기자] 덴마크 기계 제조업체 리파인피니싱(Refine Finishing, 이하 리파인)이 매우 소량의 다층 라벨 제품도 생산 가능하다고 자신하고 있어 디지털 프린트 라벨을 변환하는 세계 유수의 기계 공급 업체들의 관심이 집중되고 있다. 리파인은 백호프(Beckhoff Automation)의 TwinCAT Vision과 TwinCAT IoT 같은 PC 기반 제어를 기반으로 속도, 정확성, 지속가능성에 대한 업계 기준을 한층 끌어 올릴 수 있었다.

사진은 리파인 엔지니어 Erik Behrend, 리파인 창립자이자 CTO Bjarke Gerdes Nielsen, 백호프(Beckhoff Denmark) 지원 엔지니어 Rasmus Jensen이 성공적인 장기간의 협력 관계에 만족감을 표하고 있다. [사진=백호프]

지난 2013년 기업명 웨로시스(Werosys)로 창립된 리파인은 이제 디지털 프린팅 분야 선도 기업 닐페터(Nilpeter)와 어깨를 나란히 하고 있는 평가를 받고 있다. 제약, 화학, 식품 산업 분야 고객이 95% 이상을 차지한다. 리파인 창립자이자 CTO인 게르데스-닐센(Bjarke Gerdes-Nielsen)는 “자동화와 소프트웨어 측면에서 당사는 최고 옵션의 새로운 기계 설비를 갖추고 있다. 이들 솔루션이 인쇄 산업에 큰 이점을 제공하고 인더스트리 4.0을 달성할 수 있다는 것을 입증하고 있다”고 말했다. 리파인은 이 솔루션을 라벨 마무리 가공(피니싱)에 적용해, 이전의 인쇄 및 피니싱 비용뿐만 아니라 교정쇄에 필요한 막대한 양의 종이를 대폭 줄이는 성과를 도출했다.

고객들의 취향이 다양해지면서 작금의 인쇄 산업은 대대적인 변화을 겪고 있다. 적은 수량의 단기적인 주문이지만 고품질로 양산해야 하고 수익을 내야 하는 과제에 직면했다. 더욱이 수요에 따라 인쇄를 하므로 짧은 시간 내 일정에 맞게 생산돼야 한다. 신속하고 유연하게 주문을 처리할 수 있는 맞춤형 생산이 필요한 것이다.

이런 요구사항들을 맞추려면 훨씬 더 많은 소프트웨어와 자동화 설비가 필요하다. 하지만 이러한 맞춤형 생산에는 긍정적인 효과도 있다. 저장 용량이 덜 필요하며, 종종 몇 달이 걸리기도 하는 작업시간이 단축된다는 점이다. 

백호프 자동화 기술이 리파인이 라벨 피니싱 머신의 기준을 새로운 수준으로 업그레이드 시키는데 혁혁히 기여했다. [사진=백호프]

고성능 소프트웨어 기능 통해 더욱 진화된 기계

네덜란드 고객들을 위해 만들어진 리파인 첫 번째 피니싱 기계는 빌트인 비전 기술이 탑재된 스테인레스강 소재의 콤팩트한 기계이다. 외관상 핸들, 레버, 버튼이 노출되지 않아 심플하고 우아한 디자인을 자랑한다. 다양한 라벨 롤러의 설정이 백호프의 멀티 터치 컨트롤 패널 CP2916이나 웹브라우저, 태블릿을 통해 구성돼 외관이 깔끔하다. 이 기계는 디지털 프린트된 다층 라벨의 모든 피니싱 과정을 최대한 빠르고 정확하게, 교정쇄 낭비를 최소화 해 작업 수행할 수 있도록 고안됐다.

완전 자동화된 기계는 최신 기술, 최고의 속도, 정확성을 갖춰 고객의 작업 흐름을 최적화하는 데 주효했다. 과거에는 고객이 대략 6개월간 라벨 100만 개를 지속적으로 주문해야만 했다면, 이제는 소량으로 여러 번 나눠서 할 수 있기 때문에 단지 몇 주 전에만 생산 계획을 설정해도 된다. 이런 주문은 배송시간을 단축시켜 보통 하루만에도 배송이 완료될 수 있다. 빠른 전환, 빠른 착수, 소량 주문으로 보관기간은 줄어들고, 탁월한 융통성을 기반으로 낭비가 최소화된다. 게르데스-닐센은 “며칠이 아닌, 단 몇 시간 만에 기계를 작동시킬 수 있다. 또한 이 기계는 작업을 시작할 때, 즉 프루핑 작업을 하는 동안 종이 낭비를 대략 100m에서 약 1m로, 거의 100배 줄이는 놀라운 성과를 거뒀다. 소량 생산을 할 때는 폐기율을 낮게 유지하는 것이 관건이다. 기계는 모든 파라미터에 대해 경쟁력이 있어야 하며, 라벨을 훨씬 더 쉽고, 빠르고, 효율적으로 생산 가능하도록 만들어야 한다”고 말했다.

일반적으로 레버와 핸들을 사용하던 수동 설정이 제어 체계에 의해 자동으로 설정되니, 사용자 오류는 최대한 배제되고 보다 일관된 프로세스를 유지할 수 있다. 게르데스-닐센은 “더 이상 기계 작동이 유저의 실력에 좌우되지 않는다. 기계가 행하도록 프로그램 되지 않은 것은 억지로 작업하게 할 수 없고, 기계가 과부하에 걸리게 만들 수도 없다. 모든 것이 디지털화 됐고, 온라인과 실시간 원격 접속을 통해 제어를 감시하고 지원할 수 있다. 특히 펜데믹 시대에 큰 가치를 창출해 냈다”고 언급했다.

TwinCAT Vision과 IoT의 핵심적인 기능

다층 라벨 생산이 어려운 점은 각각의 시트를 층층이 정확히 겹치게 쌓여야 하는 것이다. 종이 두루마리의 인쇄 마크는 층들이 어떻게 위치되어야 하는지 보여준다. 제어기는 GigE 비전 카메라를 사용하는데, 이는 TwinCAT Vision을 통해 제어 시스템에 매끄럽게 통합돼 처음부터 모든 층이 올바르게 놓이도록 조정하며, 조정 후에 문제가 없는지 확인한다. 모든 작업은 소프트웨어 환경에서 PC 기반 제어를 통해 관리된다.

GigE 비전 카메라와 결합된 TwinCAT Vision은 Refine 기계에서 새로운 작업을 설정하고 시작할 때 교정쇄 낭비를 현저히 줄이도록 보장해준다. [사진=백호프]

이는 TwinCAT IoT를 통해 Microsoft Azure의 데이터와 연결하고 원격으로 기계에 액세스함으로써 프로그래밍 작업을 편리하게 한다. 객체지향프로그래밍은 또한 수동 프로그래밍의 필요성을 줄였다. 게르데스-닐센은 “리파인은 고객 요구에 완벽하게 부합하도록 기계를 조정할 수 있다. 그리고 이런 탄력성은 자사의 성공에 있어 매우 중요하다”고 했다.

리파인은 창립 시점부터 백호프와 협력해왔다. 게르데스-닐센은 “리파인을 시작한 것은 지능형 소프트웨어와 IoT를 기반으로 하는 기계를 개발하고 싶었기 때문이다. 백호프의 자동화 철학은 우리와 일치하며, 모든 측면에서 우리가 요청했던 거의 모든 것을 지원해 왔다. XFC 기술과 함께 PC 기반 제어는 다른 체계와 비교해 매우 정확하다”고 호평했다. 그는 “예를 들어, 다층 라벨을 쌓는 것에 있어 허용 오차범위 한계수준이 아주 낮아, 최대 허용 오차가 1/10 mm이다. 백호프 시스템은 이를 수행할 수 있으며, 요구사항을 빠른 속도로 충족할 수 있다. 기존 기계는 비슷한 어플리케이션에서 1분에 종이 50 m를 가공할 수 있는 반면, 리파인의 기계는 1분에 200m를 가공할 수 있다”고 언급했다.

PC 기반 제어에 적합하며, 광범위하고 보편적으로 통합 가능한 구성요소들은 부가적인 이점을 제공한다. 피니싱 머신에서 초소형 산업용 PC C6017은 I/O 레벨과 통신하면서 강력한 제어 컴퓨터의 역할을 수행한다. I/O 레벨은 EtherCAT 터미널과 뛰어난 실시간 기능을 갖춘 드라이브 기술(EL7031-0030 스텝 모터 터미널, AM8000 서보 모터를 갖춘 AX5000, AX8000 서보 드라이브)로 구성된다. 기계 세이프티 또한 TwinSAFE를 통해 표준 제어 기술과 즉시 통합된다. 게르데스-닐센은 “백호프 같은 혁신적인 싱글 소스 공급업체와 함께 할 수 있어서, 리파인 미래는 아주 밝다. 덕분에 다양한 새 상품과 프로토콜을 빠르게 리파인 모듈형 기계로 통합할 수 있다. 이런 탄력성은 엄청난 이점이다”고 언급했다.

[최정훈 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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