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[케이스스터디] Beckhoff, 70여개 서보축 고정밀 동기화로 실시간 제어
PC 및 EtherCAT 기반 서보 드라이브 기술로 고효율 생산라인 구현
스페인 북부에 위치한 젊고 역동적인 자동화 기업, Mitec Enginy는 정교하고 강력한 생산기술의 걸작을 선보였다. 핵심 요소는 총 67개의 서보축을 캠 기능으로 동기화하는 혁신적인 모션 제어 시스템이다. 이를 통해 탄생한 생산라인은 와이어를 투입, 절단, 굴곡 가공해 스프링을 생산하며, 최종 제품인 쥐덫을 대량으로 생산할 수 있다. 1 개의 제품 생산에 소요되는 시간은 단 1.5초로, Beckhoff는 서보 모터 기술에 더해 CX2062 임베디드 PC 및 TwinCAT 소프트웨어를 통해 필요한 제어 성능을 제공했다.

[인더스트리뉴스 최종윤 기자] Mitec Enginy는 2006년 이후 전 세계 고객들을 대상으로 애플리케이션 별 자동화 시스템을 개발하고 시험해 왔다. 엔지니어링 기업으로 Mitec Enginy는 지속적으로 산업 공정 자동화에 중점을 두며 혁신을 추구해 왔다. 다양한 종류의 기계 설비 현대화 및 종합적 솔루션을 구현하는 데 헌신한 기업이다.

최종 생산 제품은 다소 작은 크기지만, 쥐덫 생산 라인 자체의 규모는 실로 방대하다. [사진=Mitec Enginy]

Albert Gratacos 대표이사는 “Mitec Enginy는 항상 최신 기술을 반영하려 노력하고, 이를 통해 고객이 가진 자동화 문제를 해결하기 위한 최적의 솔루션을 제공하고자 한다”면서, “Beckhoff와의 긴밀한 협력관계 역시 이를 위한 중요한 요소 중 하나”라고 밝혔다.

서보 드라이브 기술로 기계 장치를 대체

Albert Gratacos 대표는 “자동화는 현재 그저 당연한 것으로 받아들여지고 있다”면서, “80년 전에는 기계식 구동장치가 일반적이고, 모터로 작동하며 기어, 크랭크 샤프트, 캠으로 연결되는 구조였다”고 말했다. 이어 그는 “이러한 발명이 현재까지도 혁신의 기반이 돼 주고 있다”면서, “현재는 이러한 기술이 3D CAD, CNC 가공, 소프트웨어로 대체됐고, 기계적 구성요소는 다축 서보 동작으로, 서보 동작은 소프트웨어를 통해 좀 더 높은 신뢰성과 유연성을 갖추고 제어할 수 있게 됐다”고 말했다.

Albert Gratacos 대표는 가장 최근의 프로젝트인 쥐덫 생산 라인이 이러한 개념을 잘 나타내 주는 예라고 설명했다. 그는 “고객은 경쟁력 확보를 위해 생산라인의 현대화가 필요했다”면서, “처음에는 약 70개의 서보축을 정확하게 동기화시킨다는 개념이 말도 안 되는 것처럼 보였지만, 최종적으로 복잡한 가공 과정을 처리하기 위해 적절한 솔루션이었음이 입증됐다”고 전했다. 덧붙여 “이러한 시스템을 구현할 수 있었던 것은 Beckhoff의 PC 기반 제어 기술 덕분”이라고 강조했다.

Beckhoff에서 제공하는 67개의 AM8000 시리즈 서보 모터를 사용해 다수의 역동적 동작 시퀀스를 구현하고 있다. [사진=Mitec Enginy]

CX2062 임베디드 PC는 중앙 컨트롤러의 역할을 수행하며, 여기에는 61개의 AX51xx 및 AX52xx 서보 드라이브와 67개의 AM80xx 서보 모터가 사용된다. 소프트웨어 측면에서는 캠 기능(TF5050 TwinCAT 3 NC Camming)이 적용된 TwinCAT 3를 통해 모터 시퀀스의 정확한 동기화가 이루어진다. 더불어 필요한 모든 안전 기능(STO, SOS, SS1, SS2)은 자동화 시스템 TwinSAFE 및 Safey over EtherCAT을 통해 직접 구현되고 있다. Beckhoff 스페인의 영업 엔지니어인 Lluis Moreno는 “이 설비는 매우 고도화된 기계 장치로 최신의 자동화 기술이 집약됐다”면서, “강력한 서보 드라이브 기술과 EtherCAT 네트워크 기능으로 무장한 이 장비는 오직 한 대의 PC인 CX2062에서 원활한 조율이 가능하다”고 설명했다.

복잡한 솔루션 대응을 위한 강력한 팀

Albert Gratacos 대표는 Mitec Enginy의 성공을 가능하게 한 또 다른 중요한 요소는 복잡한 자동화 솔루션의 구현을 위해 조직된 팀에 있다고 밝혔다. Albert Gratacos 대표는 “모든 기계 및 전기 설계, 프로그래밍, 자동화 설비 조립은 회사 내에서 자체적으로 이뤄진다”면서, “동시에 기계, 전기, 프로그래밍 분야의 전문가들이 긴밀히 협력해 혁신적인 자동화 솔루션을 구축할 수 있었다”고 밝혔다.

Lluis Moreno 엔지니어도 상호 신뢰를 바탕으로 하는 강력한 협업 관계의 중요성을 강조했다. Lluis Moreno 엔지니어는 “Mitec Enginy는 Beckhoff 스페인과 다년간 협력을 통해 여러 고객의 복잡다단한 프로젝트를 여러 차례 성사시킨 바 있다”면서, “이들 프로젝트 중 상당수는 매우 특수한 솔루션으로 이루어져 있다. 그럼에도 강력한 협업 관계를 구축해 수없이 많은 동작 하나하나가 매우 빠르고 정확하며 매끄럽게 진행돼 불필요한 응력이 기계요소간 전가되는 상황이 전혀 발생하지 않도록 구현했다”고 강조했다.

 

[최종윤 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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