종이백 생산에 다양성을 주다

1925년 미국 위스콘신(Wisconsin)주에서는, 설계 엔지니어이며 독일 이민자인 Herman Gustave Weber씨가 그의 고객들에게 보다 우수한 종이 봉지 제조 기계를 만들어 줄 방법을 연구하고 있었다. 그는 기존 기술에 만족하지 않고, 강건하면서 조작이 쉽고 보다 생산적인 기계를 설계하기로 마음먹었다.

그 결과, 그는 다양한 사이즈의 자동 개방 방식(S.O.S.) 스퀘어 보텀(square bottom) 종이 봉지 제조 기계를 시장에 공개했다. 이 기계는 식품 산업이나 의류 산업 등 광범위한 산업 분야에서 사용되는 가방을 생산한다. 오늘날, HG Weber는 북 아메리카 시장 내 선두주자이며 S.O.S. 종이 봉지 제조 기계의 세계적인 주요 공급업체이다.

제공. B&R 산업자동화, www.br-automation.co.kr

종이백 제조 기계

미국 위스콘신주의 Kiel이란 작은 도시에서, HG Weber & Co., Inc.는 종이 및 필름의 인쇄 및 전환 기계, 그리고 주로 종이 봉투의 생산 기계를 제조한다. 이 회사의 생산 라인은 일정 사이즈 및 변경 가능한 사이즈의 S.O.S. 봉투 기계, 인라인 플렉소(flexographic) 인쇄기, 라미네이터 (laminator), 그 밖에 관련 전환 장비로 구성되어 있다.

전환 장비에는 종이와 같은 원자재를 완제품으로 전환시키는 데 사용되는 모든 기계가 포함된다. HG Weber의 기계는 종이 뭉치를 적절한 사이즈로 자르고 종이 봉투를 만들기 위해 그 가장자리를 접합하는 작업을 한다.

B&R 기술로 증가된 생산성

봉투 제조업체들은 항상 수익성을 증가시키면서 다운타임(downtime)과 인건비를 줄이는 방안을 모색 중이다. 최근 몇 년 간, 그들은 보다 빠른 가동 속도와 보다 신속한 전환 시간을 갖춘 한층 효율적인 자동화 기계를 추구하는 쪽으로 기울어 왔다.

고객의 새로운 요구에 부응하기 위해서, HG Weber는 기계의 새로운 제어 솔루션을 구현하기로 결정했다. “우리는 현재와 미래의 니즈에 가장 적합하다고 여겨지는 수많은 제어 플랫폼을 충분히 조사했습니다.”라고 전기 엔지니어인Pat Kiel씨가 설명한다.

“많은 심사숙고 끝에, 우리는 B&R을 선택했습니다. B&R의 하드웨어는 우리 기계의 모듈성과 성능 요구조건에 매우 적합한 사양을 갖추고 있습니다. 무엇보다도 이것은 매우 비용 효율적인 패키지입니다. B&R 하드웨어의 범용적인 능력으로, 우리가 보유한 가장 기본적인 기계에서부터 가장 복잡한 다축(multi-axis) 기계에 이르는 모든 기계에 매우 진보된 자동화 기술을 적용할 수 있었습니다.”

B&R 기술의 도움으로, 이 회사는 전체 기계 라인에 걸친 제어 시스템을 간소화하였으며 기존 기계 설계 상의 조정 및 전환 시간을 향상하고 safety 기술이 적용되도록 기계를 업그레이드시켜주는 자동화 부분의 진보를 이루었다.

B&R Power Panel – 고성능에 콤팩트한 사이즈

B&R Power Panel은 시각화 및 제어에 사용하기 위해 선정되었다. 이 판넬에는 강력한 Intel® Atom™ 프로세서가 장착되어 있어 빠른 처리 속도와 고해상도의 그래픽을 제공할 수 있으며 이 모든 기능이 콤팩트한 사이즈와 비용 효율적인 형태 인자로 가능하다. HG Weber는 POWERLINK로 통신하는 분산 X20 I/O 모듈을 사용함으로써 고객의 설비 현장에서 기계의 배선 작업과 스타트업(startup) 시간을 상당히 단축시킬 수 있었다.

지능적 safety 기술

그 다음으로 다뤄져야 할 것은 오래된 hardwired safety 솔루션을 업그레이드하는 것이었다. HG Weber는 배선을 줄이고 기계 설치 도중과 이후의 트러블슈팅(troubleshooting) 시간을 향싱시키기 위해 통합 B&R safety 기술을 구현했다.

표준 I/O 모듈과 safe I/O 모듈을 결합한 것은 상당한 이점을 가져왔다. 예를 들어, 각각의 I/O 모듈은 만약 생산 공정에서 문제 발생시 나머지 생산 라인에 지장을 주지 않고 서로 독립적으로 체크되어 제거될 수 있다.

Kiel씨에 의하면, “safety 부분에서의 이러한 진보는 우리로 하여금 모든 기계 상에 safety 프로세서와 safety I/O를 제공하는 비용을 효율적으로 만들어 주었습니다. 우리는 고객들에게 보다 빠른 배선이 가능할 뿐더러 더 안전하고 유연한 기계를 공급할 수 있으며, 이 기계는 또한 기존의 hardwired safety 시스템을 보유한 기계보다 트러블슈팅이 쉬워집니다.” B&R의 ACOPOS와 ACOPOSmulti 모션 제품들 또한 기계의 모듈성과 성능을 한층 향상시키기 위해 적용되었다.

Automation Studio로 단축된 개발 시간

HG Weber는 기존의 제품을 향상하고 고객의 변화하는 니즈에 맞추기 위한 새 제품을 개발하는 쪽으로 계속해서 노력해 왔다. 모듈식 소프트웨어 플랫폼인 Automation Stuio는 기계 오퍼레이터에게 보다 나은 지원을 하기 위해 사용된다.

일반 개발 환경(HMI, PLC, 모션, safety)의 사용을 통해, 재사용이 가능한 코드와 향상된 기능, 그리고 소프트웨어가 기계 효율성을 향상시키고 개발 시간을 상당히 줄이는 데 기여한다.
Kiel씨는 “기본 혹은 고급 HMI, 모션, 기계의 제어 코드를 하나의 공통 데이터베이스를 사용하는 단일 개발 툴로 작성 가능하다는 것은 굉장한 장점입니다. 우리는 또한 Automation Studio의 소프트웨어/하드웨어 분리 기능으로부터 혜택을 얻었습니다. 이것은 우리로 하여금 전체 하드웨어 설정에 걸쳐 코드를 재사용할 수 있도록 합니다. 소프트웨어 플랫폼을 하나만 사용함으로써 시간을 크게 절약할 수 있습니다.”라고 설명했다.

HG Weber는 이러한 모듈식 솔루션으로부터 얻은 이점으로, 기존의 장비를 업그레이드하고 기계를 보강하는 사후 서비스 지원 제공에 집중할 수 있게 되었다. 이에 따라 고객들은 추가적으로 기계에 투자할 필요가 없어지면서 비용을 절약하게 되었고, 초기 구매 기간과 기계의 전체 수명주기에 걸쳐 유연성과 안정성을 얻게 되었다.

HG Weber & Co., Inc.
www.hgweber.com

산업: 종이 봉투 제조 기계 및 부대용품

위치: 미국 위스콘신주 Kiel

아이씨엔 매거진 2012년 09월호