- 영양 보충제 생산 시설에서 민첩성과 효율성을 높인 DCC Automation의 턴키 솔루션

DCC Automation은 식품 산업을 위한 재료 취급 장비, 시스템 및
컨베이어의 제조업체(시스템 통합 업체)로 2차 포장 솔루션을 전문으로 한다.
도전 과제

1) 솔루션 설계에 대한 협업적 접근 방식
제조 환경 전반에 걸쳐 수익성은 항상 생산 효율성과 연관되어 있다. 그러나 식품 및 음료 산업에서 시스템은 종종 뛰어난 처리량뿐만 아니라 한 제품에서 다음 제품으로 빠르게 전환할 수 있는 민첩성을 달성해야 한다.
장비 제조업체이자 시스템 통합 업체 DCC Auto mation은 맞춤형 1차 및 2차 포장 솔루션과 자재 취급 장비, 컨베이어 및 턴키 시스템을 통해 업계 요구 사항 충족을 목표로 한다. 이 회사는 Rockwell Auto mationⓇ PartnerNetwork™ 프로그램의 일원이다.
DCC Automation 담당 디렉터인 호리아 사울리안(Horia Saulean)은 “우리의 모든 솔루션은 파트너십에서 시작된다. 우리는 고객과 협력하여 고객의 요구 사항을 이해하고 최고의 가치를 제공하는 솔루션을 개발하며, 점차적으로 이러한 솔루션에는 로봇공학이 포함된다”고 말한다.
이 회사의 협업적 접근 방식과 로봇 응용 전문 기술을 통해 한 영양 보충제 제조업체는 새로운 케이스 포장 솔루션으로 DCC Automation을 선택했다.
 

2) 뒤쳐지는 노후 시스템 성능
기존 케이스 포장기는 이 회사의 베스트셀러 제품을 취급하는 제조사의 고속 라인에서 작동했다. 장비에는 케이스 조립과 케이스 포장이 모두 포함되었고, 두 개 제품의 크기를 수용하기 위해 두 개의 케이스 패턴을 실행했다.
반자동화된 시스템은 빠르게 수명이 줄어드는 여러 컨트롤러와 컨베이어에 의존했으며, 교대 근무 시마다 최대 10%의 다운타임을 겪었다.
또 제품 사이즈에 맞춰 시스템을 한 제품에서 다른 제품으로 전환하는 데 40분에서 45분이 소요되었다. 전환은 교대 시마다 한두 번 필요하지만, 시스템은 올바른 매개변수를 유지하기 위해 지속적인 조정이 필요했다.
마지막으로, 제품을 쌓을 공간이 거의 없는 하나의 소형 기계에 케이스 조립 및 포장 기능이 결합되었다. 결과적으로 시스템은 라인 최전선에서 요구되는 분당 25개 케이스의 처리량을 달성할 수 없었다. 대신 2~3명의 작업자가 수동으로 옆면에 케이스를 포장하며 작업을 지원했다.

솔루션

1) 로봇공학으로 보완된
보다 효율적인 디자인
DCC Automation은 기존 장비의 성능 문제의 핵심을 신속하게 식별했다. 또 구식 제어 시스템도 문제의 일부였고, 기계의 기본 설계도 마찬가지였다.
사울리안은 “많은 솔루션이 케이스 설치와 포장을 하나의 기계에 결합하지만, 일반적으로 고속 응용 분야에서는 다른 접근 방식을 취한다”고 설명했다. 또한 “우리는 제품 축적을 위한 더 많은 공간을 만들기 위해 두 기술을 분리한다”고 덧붙였다.
이 경우 케이스 조립기는 방의 다른 부분에 배치되었다. 필요한 팩 패턴에 따라 제품을 축적한 다음, 효율적인 다중 스트림으로 분할할 수 있다.
픽 앤 플레이스 기능을 위해 DCC 오토메이션은 2차원 델타 로봇을 선택했다.
사울리안은 “온 머신 로봇은 엄격한 기계적 솔루션보다 훨씬 더 많은 가능성을 열어준다”고 말했다.
“시스템은 완전히 형성된 팩 패턴과 완전히 세워진 케이스를 보여주고, 로봇은 완전한 포장 패턴을 선택하고 배치합니다.”
포장된 케이스를 검사하고, 상단을 밀봉 후 팔레타이저로 보낸다.

2) 훌륭한 통합 제어
또 로크웰 오토메이션 플랫폼에서 작동하는 턴키 솔루션은 Allen BradleyⓇ Compact GuardLogixⓇ controllers, KinetixⓇ servo drives, Motors, Factory TalkⓇ View HMI 소프트웨어를 기반으로 한다. 이 시스템은 EtherNet/IP™ 네트웨크에서 통합된다. 또한 DCC Automation은 설계 프로세스 초기에 Emulate3D™ software를 사용하여 시스템 기능을 시뮬레이션한다.
DCC Automation은 모든 기계 작업에 로크웰 오토메이션 플랫폼을 사용했다. 별도의 로봇 제어 플랫폼이 필요하지 않았다. 통합된 기계 제어는 설계 및 통합을 용이하게 하며, 하나의 시스템만 이해하고 지원해야 하는 사용자를 위해 기계 작동 및 유지 관리를 단순화한다.
사울리안은 “우리는 표준 구성 요소를 사용하고, GuardLogix 컨트롤러에서 안전 기능을 포함한 모든 작업을 수행할 수 있는 로크웰 오토메이션의 제어 모델을 완전히 수용했다”고 말한다. 또 “이 접근 방식은 무한한 효율성을 제공한다”고 덧붙였다.

결 과

1) 효율성 중심의 미래
DCC Automation의 고객은 새로운 케이스 패커를 도입하였고, 가동 중지 시간과 전환 프로세스를 크게 개선했다.
제조업체는 추가적인 수동 케이스 포장 작업을 제거했다. 원래 작업에 할당된 작업자는 다른 중요한 임무에 재배정되었다.
인상적인 이점에도 불구하고 DCC Automation은 향후 시스템에 더욱 민첩성과 효율성을 추가하기 위해 고객과 지속적으로 협력하고 있다.
사울리안은 “이것은 1세대 기계였다”고 말한다. 또 “시스템을 전환하려면 운영자가 수동으로 조정해야 한다. 앞으로 엄격한 레시피 중심의 자동화 프로세스로 전환하기를 희망한다”고 밝혔다.
한편, DCC Automation은 기존 공압 작동 중 일부를 서보 구동 기술로 교체할 계획이다. 효율성을 더욱 높이기 위해 회사는 새로운 클라우드 지원 HMI 시각화 플랫폼인 FactoryTalk Optix™으로 마이그레이션하고 있다.

본고는 로크웰 오토메이션 2024년 3월호 고객뉴스레터(Case Study)의 내용이다.