서보 기술은 픽-앤-플레이스 동작을 더욱 빠르고 더욱 정밀하게 만들어 준다. 통합된 모션과 모듈화된 프로그래밍은 이러한 디자인을 단순화시켜 준다. 예를 들어, 박스 로더는 다양한 모터, 센서, 메커니즘 그리고 컨트롤러를 사용해서 포장지나 상자에서 완성품을 운송한 다음 및 팔레트 및 선적 작업을 위해 제품을 케이스로 적재한다.
/편집부
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픽-앤-플레이스 기계는 소비재 산업 전반에 걸쳐서 다양한 애플리케이션에 사용된다. 각각의 작업에 전개되는 이러한 기계의 스피드와 정밀성은 생산성에 직접적으로 영향을 미치며, 궁극적으로는 순익과도 연관이 된다.
최근 서보 기술로 향상된 많은 제조업에서 픽-앤-플레이스 운전은 이러한 생산성을 두 배 이상이나 향상시켰다. 이와 유사한 증가는 모션-중심적인 컨트롤로의 변화에서도 볼 수 있다. 즉 모션, 로직, 그리고 HMI 기능의 통합이 바로 그러하다.
박스 로더
오늘날 산업 분야에 있어서, 가장 흔한 픽-앤-플레이스 기계는 바로 박스 로더(Box Loader)이다. 박스 로더는 포장지나 상자에서 완성품을 가져와 팔레트에 놓거나 선적을 위해 적재한다.
전형적인 박스 로더는 세가지 섹션 또는 단계로 이루어 진다. 첫 번째는 운송 컨베이어 및 벨트로부터 제품을 모은 다음에, 보다 쉽게 들어 올릴 수 있도록 제품을 정돈된 방식으로 모아 놓는다.
그 다음 섹션에서 픽-앤-플레이스는 제품을 케이스에 적재한다. 제품을 들어 올리거나 다음 케이스로 운반할 때에는 광전 센서(Photo Eye)가 X축 및 Z축을 알려주면서 다음 작업을 진행한다.
일단 케이스가 채워지면 기계에서 색인이 찍히고 그 다음 케이스가 놓여진다. 채워진 케이스는 테이핑이나 접착을 위해 디스펜서로 이동된 후, 마감되어 봉인된다.
전형적인 박스 로더는 세가지 섹션 또는 단계로 이루어 진다. 첫 번째는 운송 컨베이어 및 벨트로부터 제품을 모은 다음에, 보다 쉽게 들어 올릴 수 있도록 제품을 정돈된 방식으로 모아 놓는다.
그 다음 섹션에서 픽-앤-플레이스는 제품을 케이스에 적재한다. 제품을 들어 올리거나 다음 케이스로 운반할 때에는 광전 센서(Photo Eye)가 X축 및 Z축을 알려주면서 다음 작업을 진행한다.
일단 케이스가 채워지면 기계에서 색인이 찍히고 그 다음 케이스가 놓여진다. 채워진 케이스는 테이핑이나 접착을 위해 디스펜서로 이동된 후, 마감되어 봉인된다.
스피드에 대한 요구성
픽-앤-플레이스 디자인에서 주된 목표중의 하나는 스피드와 정밀성이다. 모션 시스템이 더욱 더 정밀하고 유연화될수록 그 시스템은 더욱 더 빠르고 효율적이게 된다.
컴팩트한 저관성 서보모터는 X축, Z축, 그리고 인피드(Infeed) 및 아웃피드(Outfeed) 모션 축을 빠르게 가속하고 감속할 수 있으므로 정밀성을 최대화하기 위해서, 픽-앤-플레이스 기계는 이러한 저관성 서보모터를 사용한다.
이러한 시스템을 위한 이상적인 하드웨어 플랫폼은 임베디드 모션을 장착한 프로그램 가능 컨트롤러이다. 전형적인 구성으로는 서보모터에 연결되어 광섬유 케이블을 통해 구동되는 세르코스(Sercos) 장착 모션 모듈로 이루어 진다.
스피드를 최적화하는 것 외에도, 이러한 접근법은 셋업을 단순화시켜주고 파워 공급 중에도(세르코스를 통하여) 드라이브를 자동으로 설정할 수 있게 해준다.
부드러운 운전
컴팩트한 저관성 서보모터는 X축, Z축, 그리고 인피드(Infeed) 및 아웃피드(Outfeed) 모션 축을 빠르게 가속하고 감속할 수 있으므로 정밀성을 최대화하기 위해서, 픽-앤-플레이스 기계는 이러한 저관성 서보모터를 사용한다.
이러한 시스템을 위한 이상적인 하드웨어 플랫폼은 임베디드 모션을 장착한 프로그램 가능 컨트롤러이다. 전형적인 구성으로는 서보모터에 연결되어 광섬유 케이블을 통해 구동되는 세르코스(Sercos) 장착 모션 모듈로 이루어 진다.
스피드를 최적화하는 것 외에도, 이러한 접근법은 셋업을 단순화시켜주고 파워 공급 중에도(세르코스를 통하여) 드라이브를 자동으로 설정할 수 있게 해준다.
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부드러운 운전
픽-앤-플레이스 디자인에서 또 다른 목표는 기계가 부드럽게 작동하도록 만드는 것이다. 제품에 대한 손상을 제거하고 기계적 수명을 늘리기 위해서는, 제품을 들어 올리거나 운송하는 과정이 부드러워야만 한다. 만약 모션이 운송 도중 불안해 진다면, 제품은 동작 중인 기구 팔에서 미끄러질 수 있다.
스피드와 기교를 최적화하는 가장 좋은 방법은 모든 모션 명령을 통합하고, 동시에 축을 동작시킬 수 있는 컨트롤러를 사용하는 것이다. 또한, 효과적이고 유연한 모션 제어는 기계와 프레임 조립 메커니즘의 기구적 수명을 연장시켜준다.
스피드와 기교를 최적화하는 가장 좋은 방법은 모든 모션 명령을 통합하고, 동시에 축을 동작시킬 수 있는 컨트롤러를 사용하는 것이다. 또한, 효과적이고 유연한 모션 제어는 기계와 프레임 조립 메커니즘의 기구적 수명을 연장시켜준다.
소프트웨어의 단순화
비록 픽-앤-플레이스 기구가 매우 단순하다 하더라도 픽-앤-플레이스는 많은 부품들이 모여서, 서로 역학적으로 복잡하게 얽혀있으므로 디자인 집약적일 수 있다. 하지만 PackML과 Make2Pack-Compliant 같은 프로그래밍처럼 템플릿(Template)과 스탠다드의 장점을 이용한 모듈 프로그램 기술은 프로그래밍의 시간과 비용을 절반으로 절약할 수 있도록 도와준다.
기계의 다른 섹션들을 상징하는 코드의 모듈에 기초한 체계적인 프로그래밍, 예를 들어 미리 완성된 HMI 템플릿과 스테이트(State) 모델과 같은 프로그래밍 사용은 프로그래밍 시간을 향상시켜줄 뿐만 아니라 유연성과 정확성 또한 향상시켜준다. 또한, 모듈이 작동에 필요한 모든 루틴과 로컬 태그(Local Tag)를 포함하고 있다면, 외부 태그로 자체 링크를 생성하여 태그 어드레스를 다시 쓸 필요가 없도록 각각의 프로그램을 완전히 재사용할 수 있게 만들어 준다.
기계의 다른 섹션들을 상징하는 코드의 모듈에 기초한 체계적인 프로그래밍, 예를 들어 미리 완성된 HMI 템플릿과 스테이트(State) 모델과 같은 프로그래밍 사용은 프로그래밍 시간을 향상시켜줄 뿐만 아니라 유연성과 정확성 또한 향상시켜준다. 또한, 모듈이 작동에 필요한 모든 루틴과 로컬 태그(Local Tag)를 포함하고 있다면, 외부 태그로 자체 링크를 생성하여 태그 어드레스를 다시 쓸 필요가 없도록 각각의 프로그램을 완전히 재사용할 수 있게 만들어 준다.
통합된 모션
최근 식품 업계에서의 기구 제작자들은 픽-앤-플레이스의 스피드를 향상시키기 위해 노력해 왔다. 이들의 목표는 하나의 인피드 대신에 두 개의 인피드를 사용한 접근 방식으로 분당 300개의 제품을 생산하는 것이었다.
하지만 두 위치에서 제품을 들어올린다는 것은 모션 시스템과 디자인을 복잡하게 만든다. 즉 모션을 컨트롤하기 위해, 하나의 수직 축 및 두 개의 수평 축으로 이루어진 세 개의 모션 축이 필요하다. 그래서 시스템 엔지니어는 모듈 프로그래밍 기법을 사용한 통합 모션 방식을 사용하기로 결정했다. 이렇게 함으로써, 엔지니어는 한 달이 걸릴 프로젝트를 2주 만에 완료했다.
하지만 두 위치에서 제품을 들어올린다는 것은 모션 시스템과 디자인을 복잡하게 만든다. 즉 모션을 컨트롤하기 위해, 하나의 수직 축 및 두 개의 수평 축으로 이루어진 세 개의 모션 축이 필요하다. 그래서 시스템 엔지니어는 모듈 프로그래밍 기법을 사용한 통합 모션 방식을 사용하기로 결정했다. 이렇게 함으로써, 엔지니어는 한 달이 걸릴 프로젝트를 2주 만에 완료했다.
출처 : 모션&컨트롤