사출 성형 기계는 가장 일반적으로 플라스틱 재료를 미리 형성된 금형에 용융 및 주입하여 플라스틱 제품을 생산한다. 다른 제조 방법에 비해 사출 성형기의 장점은 생산을 위해 최소한의 마무리 작업만 필요하다는 것과 재사용을 위해 조각들을 녹여서 재활용 할수 있다는 것이다. 플라스틱으로 만든 각종 생활 용품 및 용기의 증가와 함께, 사출 성형 기계 생산은 꾸준히 성장하고 있다.
MILACRON LLC는 서반구에서 가장 큰 제조 업체이며, 특히 중대형 사출성형기계로 잘 알려져 있다. 기계의 생산 제조의 범위는 자동차 부품에서 수술용 기구 및 칼, 물통 뚜껑, 휴대폰 하우징과 같은 소비재에 이른다.
서보 펌프 기술, 모션에서 출발
에너지 절약에 중점을두고, MILACRON는 서보펌프 사출성형기계의 라인을 개발했다. 기존의 유압 기계 방법에 비해 서보 펌프를 사용하여 제공하는 에너지 절감과 낮은 유지 보수의 장점이 이러한 회사의 움직임에 중요한 결정요소가 되었다.
중대형 서보 펌프 기계의 생산성을 극대화하기 위해 자동화 파트너를 찾고 있었고, MILACRON사는 검증된 최신기술을 가지고 있는 회사를 필요로 했다.
“우리는 15 년 이상 B&R과의 긴밀한 협력을 하고 있었고, 앞선 모션 제어 기술 때문에 이 프로젝트에 그들을 파트너로 결정했습니다.” 라고 MILACRON의 글로벌 유압 기계 제품 매니저인 Brian Bish는 설명한다.
속도와 토크, 압력유지는 MILACRON사의 서보펌프 사출성형기계 라인에 사용되는 제품 결정에 중요한 요소였다.
이러한 큰 기계는 장시간 동안 동작하도록 설계되어 있으므로, 안정성 및 연속성은 중요한 설계의 요구사항이었다. 게다가, 기계는 여러 전원 공급 장치에 쉽게 적용될수 있어야 한다. B&R의 ACOPOSmulti 서보 드라이브 시스템은 이러한 기준을 충족했다.
ACOPOSmulti의 모듈형 디자인으로 사용자는 기계 크기와 캐비닛 공간을 줄일수 있으며, 쉽게 드라이브를 확장할 수 있다. MILACRON의 서보 펌프 기계들은 각각의 기계 사양에 의해 결정되는 펌프의 수에 맞는 여러 모듈식 드라이브를 사용한다. 이러한 유연성으로 조립은 쉬워지며 , 통합 DC 버스 연결의 사용으로 배선은 줄어든다.
그린 머신
ACOPOSmulti의 DC 버스는 입력 전압에 상관없이 일정한 수준으로 유지되어, 서보모터의 성능은 입력전원 전압의 변동에 의해 영향을 받지 않는다. 또한 일반적으로 그리드에서 열로 낭비되는 에너지를 다시 회생시켜주어, 고객의 에너지 비용을 줄여줄수 있어서 MILACRON사는 매우 “친환경”적인 기계를 만들 수 있다.
ACOPOSmulti의 “약화 계자(field-weakening)” 기술의 특징은 B&R앰프가 모터의 속도-토크 곡선을 변경할 수 있게 한다. 이것은 같은 토크 출력을 유지하면서 시스템이 더 빠른 속도로 모터를 구동시킬 수 있게한다.
서보 드라이브에 설계된 뛰어난 냉각 컨셉은 MILACRON이 각 기계에 적절한 냉각 방식을 선택할 수 있게 한다. 이 경우에는 관통형(feed-through) 옵션이 선택되었다. 이 솔루션을 사용하여, 제어 캐비넷에서 발생하는 열을 최소화하였다.
열 폐기물은 외부 열 교환기를 통해 주변 환경에 방출되므로, 제어 장치에 팬이나 공기 조절기가 필요 없어진다. 그 결과로, 기존의 서보 드라이브 보다 유지보수가 적어지고, 비용을 절감시켜준다.
서보 시스템은 필요에 따라 유압 오일을 제공하며 실질적으로 오일 냉각의 필요성을 줄이고, 열의 불필요한 발생을 방지한다. 결국에는, 유압 부품 및 오일의 수명이 향상된다. 또한 시스템은 제어 회로에 사용되는 유압 밸브의 수를 줄일 수 있다.
POWERLINK를 통한 정확성
ACOPOSmulti에서 서보 펌프 제어 루프는 제어 시스템에 독립적으로 빠른 반응 시간으로 동작한다. B&R 클로우즈드 루프 제어는 기존의 방법에 비해 사이클 일관성과 반복성을 매우 향상시켜준다.
서보 펌프 사출 성형 기계의 통신 골격은 이더넷 POWERLINK이다. 이 실시간의, 정확한 네트워크 표준이 없었다면, MILACRON의 어플리케이션에 필요한 동기화 및 정밀도를 달성할 수 없었을 것이다. POWERLINK는 진단 보고와 유지 보수 지연을 줄일수 있게 도와준다.
2012 년 말에, MILACRON사는 중대형 서보펌프 사출성형기계 Maxima G 서보 시리즈를 발표했다.
“우리 기계의 새로운 라인에 대한 압도적인 반응은 믿을 수가 없었습니다. 고객은 생산성 증가 및 감소된 에너지 비용을 지속적으로 보고합니다.” 라고 Bish가 덧붙인다. “산업 플라스틱 프로세스 최적화에 풍부한 경험을 가진 B&R을 신중히 고른것과 같이 우리는 많은 기대를 하고 있습니다.” ©
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아이씨엔 매거진 2013년 11월호
