계장기술(PROCON)

신제품 디지털 트윈으로 단축한 개발 시간 Ruggli AG 패키징 실링 장비 레퍼런스

페이지 정보

작성자 최고관리자 댓글 0건 조회 938회 작성일 21-04-14 17:37

본문

6d3ee8c2d3a7fd2bd298d6107cf15172_1618389312_5515.png
디지털 트윈을 이용해서 Ruggli AG는 탐폰을 제조하기 위한 새로운 장비의 로터리 테이블을 가상으로 설계하고, 성능을 최적화할 수 있었다. 이로써 기계의 개발 속도가 빨라졌고, 시운전 또한 원활하게 진행되었다.

Ruggli AG의 최신 기계는 팔방미인이다. 이 장비는 생산품의 위생 보호를 위한 밀봉 작업에 사용되며, 밀봉 툴 동작부터 포장 밀봉에 이르기까지 모든 작업을 수행한다.

그 시스템은 많은 기능을 결합하고 있다. 제품 삽입에 도움이 되는 반조립품의 빈칸은 가이드 벨트를 타고 먼저 기계에 들어간다. 로봇은 원료의 방향을 정확히 인지해서 회전식 테이블 위의 금속 스파이크 위에 올려놓고, 이곳에서 대상 제품이 조립되고 열로 형성된다.

다음 기계는 완제품을 생산하며, 가열로 밀봉된 어플리케이터에 삽입한다. 그리고 마지막으로, 위생 제품은 튜브형 가방에 포장된다. 이 과정에서 여러 대의 카메라가 지속적으로 각 품질을 확인하고 불량품을 제거한다.

6d3ee8c2d3a7fd2bd298d6107cf15172_1618389364_2304.png

다기능 기계는 혼합 재료를 관리

이러한 유형의 기계는 50년 이상 고객 전용의 제조 기계를 개발 및 제작해온 Ruggli AG에서도 새로운 유형이다. 이 제품은 신제품이라는 것뿐 아니라, 다양한 기능의 높은 통합성과 재료의 가공 능력 덕분에 돋보인다.

독일 Koblenz에 있는 Ruggli의 40여 명의 직원들은 제조에서 커미셔닝, 판매 및 서비스에 이르기까지 고객의 모든 요구사항을 처리한다. Koblenz에 본사를 둔 이 회사는 유사한 성능의 시스템을 생산하는 거의 유일한 제조업체로서 전 세계로 제품을 출하하고 있다.

“새로운 주문에 대한 요구사항과 사양은 점점 더 복잡해지고 있는 반면, 시간 압박은 계속 증가하고 있습니다.”라고 “Ruggli AG”의 연구 개발 책임자인 Samuel Schuler는 말한다. “고객들은 종종 단 몇 달 안에 새 기계가 배달되기를 원하고, 거의 즉시 제품의 생산을 시작하기를 원합니다.”


디지털 트윈으로 시간의 압박을 극복

Ruggli와 Siemens는 개발 주기가 점점 짧아지는 과제를 해결하기 위해 디지털 트윈의 지원에 기대를 해본다. 응용프로그램을 제작하는 데 사용되는 회전식 테이블에는 경우에 따라 특정 충돌 가능성이 있다. 테이블 주위에 빈칸을 고정할 수 있도록 스파이크가 설치되었다. 테이블이 2초마다 앞으로 이동하며, 나중에 제품 위에 배치할 120개의 어플리케이터가 매 분마다 생산된다.

Ruggli의 개발자들이 기계설계를 마치자, Siemens는 회전식 테이블의 디지털 트윈을 만들 것을 제안했다. Siemens Digital Industries의 애플리케이션 엔지니어 Suy Siang Te는 “로터리 테이블의 움직임이 까다롭기 때문에 매우 철저한 테스트를 원했습니다.”라고 말한다.
시뮬레이션을 위한 NX Mechatronics Designer(MCD) 소프트웨어 도입을 위해 지멘스의 PLM 파트너의 전문가가 지원했다.

6d3ee8c2d3a7fd2bd298d6107cf15172_1618389399_7528.png

시뮬레이션으로 충돌 가능성 없애

Rggli에서 제공한 캐드 도면을 바탕으로 MCD에서 장비의 움직임을 재현하였다. 이러한 방법으로 엔지니어들은 계산된 사이클 주기가 실제로 충돌 없이 시스템에 적용될 수 있고, 안정적으로 장비를 구동할 수 있을지 검증하는 것이 가능했다. 게다가 이 과정에서 관련된 세 명의 소프트웨어 엔지니어들은 동시에 함께 작업하는 것이 가능했다.


디지털 트윈은 복잡한 프로세스도 시뮬레이션

디지털 트윈의 사용은 여러 요소가 결합된 복잡한 작업에 대해서도 매우 훌륭한 선택이었다. 기계 부품의 이면을 반영한 시뮬레이션의 파트는 시각적으로 결과를 반영하여 기능 구현 확인을 할 수 있도록 한다. 이러한 요소는 결국 여러 개발 요소와 인원들의 의사소통을 간결화할 수 있다.

가상의 테스트에서는 충돌에 대한 위험성 또한 검증할 수 있었다. 예를 들어 X축과 Y축의 움직임이 프로그래밍에서의 실수로 엉켜서 충돌을 야기하면, 즉시 시뮬레이션의 디지털 이미지에 반영되어 확인이 가능하고, 이러한 형태의 에러가 실제 장비에 적용되는 것을 사전에 차단할 수 있다.

6d3ee8c2d3a7fd2bd298d6107cf15172_1618389431_8937.png

전체 시스템에 대한 시각적 검증

장비의 기계적 부품에 대한 요소만이 디지털 환경에서의 검증 목표는 아니다. 인터페이스에 대한 부분과 제어기의 프로그램 그리고 안전 요소들 또한 디지털 트윈의 검증 대상이 된다. 프로그래머들은 모터와 라이트배리어 등 입력장치 신호와 함께 전체적 시스템의 검증을 디지털 환경에서 실시한다.

디지털 트윈이 없는 경우 장비 구성품들 사이의 상호작용은 장비 개발 단계에 있어서 매우 늦게 검증 가능하다. 디지털 트윈의 적용은 이러한 시간을 확연하게 단축할 수 있다. 장비의 개발 과정에서 깊은 인상을 받았다는 Schuler 씨는 이야기한다. “우리는 아주 초기 단계부터 지멘스의 솔루션을 도입했습니다. 그리고 그 결과로 매우 초기부터 선명한 목표와 책임을 설정하는 것이 가능했습니다. 우리는 언제나 개방적으로 상호 소통하는 것이 가능했고, 그 점은 매우 중요하게 적용되었습니다.”

디지털 트윈의 적용으로 20%의 개발 시간 절감

해당 장비의 개발 과정에서 디지털 트윈에 의한 개발 시간은 통상적인 경우에 비교하여 약 20% 절감되었다고 추산한다. 또한 디지털 트윈은 미래로의 발전 가능성을 제공한다. 왜냐하면, 가상 모델 상에서 좀 더 발전시켜 보고 싶은 기술들을 마음껏 미리 적용해 볼 수 있기 때문이다.

이제는 디지털 트윈 덕분에 예기치 않았던 불편한 놀라움을 겪지 않아도 된다. 제어기, 드라이브 그리고 새롭게 개발된 HMI 제품이 끊임없이 상호 적용되어 TIA Portal Soft ware에서 통합되고, 개발되며 운영된다. 만약 고객사에서 문제가 발생하더라도, 지멘스의 리모트 접속 기능으로 고객의 허가 하에 지원이 가능하다.

6d3ee8c2d3a7fd2bd298d6107cf15172_1618389462_7001.png 

적용된 기술들 그리고 Ruggli AG

모듈형의 빠르고 안정적인 SIMATIC S7-1500 제어기가 복잡한 장비의 다양한 기능에 적용되었으며, 모든 통신을 담당하였다. NX Mechatronics Concept Designer (MCD)는 전기, 기구 그리고 오토메이션 엔지니어에게 협업과 장비 시뮬레이션 기능을 제공하였다. 고객사 요구의 복잡한 모션 제어 기능을 위해 Sinamics S120 드라이브 제품이 사용되었다.

독일 Koblenz에 위치한 Ruggli AG 사는 위생 제품 생산을 위한 특수 장비의 개발 및 생산, 글로벌 유통을 담당하고 있으며, 1962년도부터 이 사업을 하고 있다.

https://www.siemens.com/s7-1500
https://www.industry.siemens.co.kr 

카테고리

카테고리
현재(2019~)

잡지리스트

잡지리스트

이달의 광고업체

이달의 광고업체