[인더스트리뉴스 김관모 기자] 1933년 일본에서 설립된 오므론(OMRON)은 산업자동화를 비롯해 전자부품과 헬스케어, 소셜 시스템을 3대 가치로 내세우는 대표적인 제조분야 대기업이다. 특히 독자적인 센싱과 컨트롤, 씽크(Think) 기술은 70여년의 노하우를 바탕으로 제조 분야의 생산성과 효율성을 높이는데 큰 역할을 해왔다. 최근 미국의 유명한 모션 컨트롤 제조사 델타 타우(Delta Tau Data Systems)를 인수해 고도의 자동화 기술을 통합함에 따라 더욱 고속고정밀의 CNC 컨트롤러를 만들어내고 있다.

사진 왼쪽부터 오므론의 NC와 PLC를 결합한 NJ500-5300, 초고속 소형 가공용 다축 모션 컨트롤러 CK3 시리즈 [사진=한국오므론제어기기]

NJ 시리즈, PLC와 NC를 결합해 복합가공의 성능 높인다

한국오므론제어기기가 자랑하는 CNC 컨트롤러는 PLC 기반의 NJ501-5300/NY532-5400과 다축 모션 컨트롤러인 CK3E, CK3M 등이다. 먼저 PLC 타입의 CNC 컨트롤러는 2017년 10월에 출시된 NC통합 컨트롤러다. 이것들은 오므론의 최상 PLC 기종 NJ에 NC 기능을 추가한 제품으로 NC 기능과 PLC 기능을 동일한 TASK에서 고속으로 동기제어 할 수 있다.

하나의 장비에서 여러 공정이 가능하도록 지원하는 복합가공 장치는 가공 및 주변 장치를 효율적으로 제어하고 성능과 생산성을 높이는 중요한 역할을 한다. 이 역할을 수행하는 NC 시리즈는 NC 기능 및 PLC 기능을 하나의 컨트롤러에서 처리함으로써 공정 사이를 빠르게 동기화 할 수 있으며, 장치의 택트 타임을 크게 단축한다.

한국오므론의 김영민 팀장은 “디지털 업계는 다양한 디자인과 라이프 사이클의 단축을 통한 빠른 대응이 필요하게 됐으며, 자동차 업계는 급속히 진행되는 디지털화, 정보화로 새로운 형상과 복잡한 형상의 부품이 점차 필요해지고 있다”며, “저렴한 부품을 대량, 고속으로 가공하는 장비가 필요해지면서 CNC 가공과 로딩, 언로딩을 할 수 있는 역할이 필요하며, NJ 시리즈가 그 역할을 수행하고 있다”고 설명했다.

NJ 시리즈는 가공과 로딩/언로딩을 포함한 장치 전체의 I/O제어가 고속, 고정밀도로 동기화 제어가 되며 Interlock 대기 시간 등 낭비되는 시간을 최소화해 가공, 로딩, 언로딩을 포함한 장치 전체 가공시간을 단축한다. 또한 CNC 제어에 필수적인 G코드 기능과, Look-ahead(예측 기능) 기능으로 곡선에서도 정속으로 제어해 안정 가공기능과 MCS(기계좌표계), WCS(워크좌표계) 등 다양한 좌표계 지원이 가능해진다.

아울러 모터 설정, 보정테이블 등의 각종 설정을 NJ PLC와 동일한 통합 개발 환경인 Sysmac Studio를 통해 진행하면서 설정 시간도 단축할 수 있다. 파라미터는 CAD/CAM 소프트웨어를 사용해 설정하기 때문에 설계도 한층 쉬워졌다.

김 팀장은 “스마트팩토리 발전에 있어서 I/O 및 PLC, CNC 가공에 진행중인 데이터를 상위 PC 또는 클라우드에 얼마나 안정적으로 빠르게 올려주느냐가 중요하다”며, “이를 위해서는 PLC에서 Filedbus를 통해 데이터를 전송해주는 방법도 중요하다. 이에 오므론의 NC 통합 컨트롤러는 EtherNET/IP를 통해서 PLC에서 처리하는 데이터를 전송할 수 있다”고 밝혔다.

NJ500-5300을 활용한 기계 사이클 공정. 사용자는 이 컨트롤러를 사용해 NC 및 PLC 기능을 고속으로 완벽하게 동기화할 수 있다. [자료=한국오므론제어기기]

CK3시리즈, 고속 다축 제어와 높은 자유도로 소형제품 가공도 실현

두 번째로 CK3E, CK3M는 프로그래머블 다축 모션 컨트롤러로서, 2015년에 델타 타우를 인수하면서 오므론이 개발한 범용 모션 컨트롤러다. 델타 타우가 개발한 ‘Prorammable Multi Axis Controller(이하 PMAC)’는 고속 연산 능력으로 초고속 응답 성능이 요구되는 정밀 리니어 모터 구동제어나 나노미터 위치 제어 등 첨단 생산 기술 현장에서 높은 평가를 받아왔다.

PMAC은 △초고속 서보 사이클 연산에 의한 고정밀도 다축 동기를 제어하며, △C언어/전용언어/G코드를 사용해 높은 기능 개발 자유도로 창조적인 제어 프로그램을 창출하고, △오므론을 비롯한 다양한 타사 제품을 연결할 수 있다. 이 PMAC을 기반으로 오므론은 자체 기술인 ILO-S(Input, Logic, Output+Safety)을 접목해 모션 컨트롤러 내의 Sub Program으로 G,M,T,D 코드를 구현했다.

김 팀장은 “CNC 컨트롤러는 절삭, 가공 등을 중심으로 발전했지만, 최근 3D 프린터와 치아가공기의 시장이 발전되면서 소형의 사이즈가 주요 이슈가 되고 있다. 따라서 소형 제어반에 적합한 소형의 제품들이 수요가 늘어나고 있다”며, “CK3E는 170.9(W)×130.4(H)×28.6(D)mm의 소형 사이즈로 최대 32축, 250㎲의 고속제어 능력을 지녔다”고 설명했다. 따라서 “보정테이블, 기구학 해석(KINEMATICS) 등의 기능을 통해 정밀 곡면과 곡선 가공이 가능해 복잡한 형상의 가공도 실현할 수 있으며, 전용 PC 구동 Software인 NC16을 통해 MMI(Machine Man Interface) 구현도 가능하다”고 덧붙였다. 아울러 이 제품은 기존 제품에 비해 1/4 정도 크기의 공간을 절약할 수 있으며, EtherCAT 기반의 모션컨트롤러로 자유도가 높은 시스템을 구성한다.

CK3M 역시 반도체 제조장비와 기타 최첨단 장비 제조업체에서 높은 평가를 받는 제품으로, 초고속 동기제어(최대 출력속도 50㎲/5축)와 고속 서보 사이클에 의한 고정밀 궤적 제어가 가능하다. 또한, 축은 아날로그 명령과 PWM으로 제어할 수 있어서 거의 모든 유형의 모터와 접속해 정밀한 기계작동을 구현할 수 있다. 또한, CK3M도 EtherCAT I/F를 탑재해 유연한 시스템 구성이 가능하다.

앞으로 한국오므론제어기기는 이 두 가지 버전의 CNC 컨트롤러를 중심으로 고정밀고속 가공 시장을 공략해나갈 계획이다. 아울러 오므론 본사가 진행하고 있는 장기 경영 비전 ‘Value Generation 2020’의 목표를 달성하기 위해 제어 진화와 지능화의 자동화를 위한 제어 플랫폼 개발에도 집중하겠다는 각오다.

[김관모 기자 (news@industrynews.co.kr)]

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