에너지 소비량이 적고 재생 가능한 자원으로 구동될 수 있는 모션 제어 시스템은 에너지 효율적인 장비의 핵심이며 지속 가능한 기업 전략의 일부입니다.

디지털 전환

오늘날 제조업체들은 일상생활에서 디지털 자동화 및 정교한 사용자 인터페이스를 활용하고 있으며, 산업 시스템에서도 동일한 디지털 기능을 기대합니다. 기업들이 운영 방식을 디지털로 전환함에 따라 실질적이고 확실한 이점을 얻고 있습니다.

기기에 내장된 센서는 온도, 위치, 하중 및 마모를 실시간으로 지속적으로 추적합니다. 모니터링, 자동 구성 및 진단 기능과 대시보드에 표시되는 수집된 공정 데이터는 운영자가 확신 있고 정보에 입각한 의사 결정을 내리는 데 필요한 통찰력을 제공합니다. 연결된 모션 제어 시스템을 통해 운영자는 생산 성능, 에너지 사용량 및 신뢰성을 분석할 수 있습니다.

대시보드를 통해 이러한 인사이트에 접근함으로써 제조업체는 운영을 더 잘 제어하고 지속적으로 개선하여 궁극적으로 생산성을 향상시킬 수 있습니다.

시장 경쟁

인력 부족과 공급망 문제로 인해 기업들이 경쟁력을 유지하는 것이 그 어느 때보다 어려워졌습니다. 게다가 산업 제조의 디지털 전환과 이를 주도하는 첨단 기술 덕분에 이러한 기술에 투자하는 기업들은 운영을 크게 최적화할 수 있게 되었습니다.

변화하는 시장 요구에 민첩하게 대응하고 고객 수요를 안정적으로 충족하여 시장을 선도하기 위해서는 그 어느 때보다 민첩성이 중요합니다. 제조업체는 기계 가동 중지 시간을 최소화하고 생산량을 극대화해야 하며, 연결형 하이브리드 자동화 솔루션을 도입하면 기계의 신뢰성과 가동 시간을 향상시킬 수 있습니다.

에너지 사용을 최적화하고 운영 효율성을 높이며 업계 경쟁력을 유지하기 위해 기업들은 완벽한 모션 제어 패키지를 찾고 있습니다. 이러한 요구를 잘 이해하는 선도적인 기술 공급업체들은 서보 드라이브, 모터, 전기 액추에이터는 물론 공압 장치까지 결합한 다양한 첨단 통합 솔루션을 개발해 왔습니다.

OEM 업체들은 고객의 가장 큰 요구와 우려 사항에 더 잘 부합하고 이를 해결하는 기계 설계에 하이브리드 자동화 시스템을 통합할 수 있는 중요한 기회를 가지고 있습니다.

자동화 및 현대 기계 설계

기업들이 어려움을 극복하고 생산량을 늘리는 한 가지 방법은 더 작고 정교한 기계를 생산 라인에 통합하는 것입니다. 크기가 작아지면 동일한 생산 공간에 더 많은 기계를 설치할 수 있으며, 첨단 모션 제어 기술을 통해 조립부터 최종 제품 검사에 이르기까지 더욱 정밀한 작업을 자동화할 수 있습니다.

제조업체들은 또한 다음과 같은 기능을 갖춘 모션 제어 기술을 모색하고 있습니다. 낭비를 방지하기 위한 향상된 정확도, 생산량 증대를 위한 단축된 사이클 시간, 그리고 작업자가 버튼 하나로 기계 프로그램을 변경할 수 있도록 하는 뛰어난 위치 유연성. 이러한 기능을 갖춘 기계를 사용하면 더 짧은 시간에 더 많은 생산량을 달성하고, 지속 가능성을 개선하며, 비용을 절감할 수 있습니다.

공압식, 전기식 또는 하이브리드 모션 제어 방식 선택 방법

다양한 모션 제어 솔루션이 출시되어 있어 어떤 것을 선택해야 할지 혼란스러울 수 있습니다. OEM 업체들은 언제 전기식 모션 제어를 사용하고, 언제 공압식 모션 제어를 사용하며, 언제 두 가지 모두를 사용할까요?

모션 솔루션을 선택할 때 고려해야 할 요소와 문제점이 많습니다.

1. 해당 제품들이 애플리케이션의 성능, 유연성 및 정확성 요구 사항을 충족합니까?
2. 초기 운영 비용과 지속적인 유지 보수 비용은 얼마입니까?
3. 그것들은 기계의 에너지 효율에 어떤 영향을 미칩니까?
4. 모션 제품은 다른 기기들과 어떻게 통합될까요?
5. 데이터를 수집하고 기기 상태를 분석할 수 있습니까?
6. 그것들이 기계 설계 과정을 더 쉽고 빠르게 만들어줄까요?
7. 새로운 기술을 익히는 데 걸리는 시간은 얼마나 되나요?

공압식 및 전기식 모션 제어는 적용 분야의 요구 사항에 따라 각각 뚜렷한 장점을 가지고 있으며, 경우에 따라 둘 중 하나 또는 둘 다를 활용할 수 있습니다. 어떤 적용 분야에서는 어떤 방식이 가장 적합한지 명확합니다. 컨베이어에서 상자를 밀어내는 간단한 메커니즘에는 공압 실린더가 가장 적합합니다. 그러나 이 상자들을 컨베이어의 여러 라인이나 위치로 분류해야 하는 경우에는 다중 위치 제어가 가능한 전기 액추에이터가 필요합니다.

더 복잡한 응용 분야에서는 어떤 방식을 선택해야 할지 불분명할 수 있습니다. 이는 두 가지 방식을 모두 사용하는 것이 응용 분야에서 가장 큰 이점을 가져다줄 수 있음을 보여주는 한 가지 예입니다. 전기 기계식 실린더는 공압 커넥터를 통해 압축 공기를 사용하여 충전 시 밀봉 공기를 공급할 수 있습니다. 조립 시스템에서 전기식 선형 다축 시스템은 공압 그리퍼를 사용할 수 있습니다. 또한 수직 방향으로 작동하는 전기식 선형 축은 무게 보정을 위해 공압 실린더를 사용할 수 있습니다.

크로스 기술 자동화를 통해 OEM 업체는 동일한 애플리케이션에서 공압 및 전기 모션 제어 기술의 상호 보완적인 강점을 활용하고 그 이점을 고객에게 제공할 수 있습니다.

각 기술의 강점을 살펴보면서 어떻게 함께 활용할 수 있는지 더 잘 이해해 봅시다.

공압식 동작 제어

공압식 동작은 압축 가스를 사용하여 메커니즘에 물리적인 힘을 가해 필요한 움직임을 생성하는 방식입니다. 공압 솔루션은 하드웨어, 설계 및 설치 측면에서 견고한 작동을 제공하는 것으로 입증되었으며, 일반적으로 서보 시스템에 비해 업그레이드 시 교체해야 할 부품 수가 적습니다.

공압식 동작 제어의 가장 잘 알려진 예는 내부 피스톤이 있는 실린더로, 이는 직선 운동을 생성합니다. 이러한 이유로 공압은 종종 메커니즘을 완전히 확장하거나 수축시키는 데에만 적합한 이산 동작 기술로 여겨지는 경우가 많습니다.

하지만 모션 제어 기술 공급업체들의 지속적인 혁신 덕분에 가능한 범위가 넓어졌습니다. 예를 들어, 쿼터턴 액추에이터를 사용하면 연속적인 회전 운동을 구현할 수 있습니다.

센서와 유량 제어 장치를 사용하여 작동을 모니터링하고 최적화할 수 있으며, 차압 제어를 통해 장비가 연속적인 공압 위치 제어를 구현할 수 있습니다. 비교적 소형의 전기 공압식 온/오프 솔레노이드 밸브 또는 모듈레이팅 위치 제어 밸브를 사용하여 일정한 배압에 대해 제어된 압력을 가합니다.

작업자는 버튼과 스위치를 사용하여 수동으로 위치를 제어하거나 프로그래밍 가능 로직 컨트롤러(PLC) 또는 루프 컨트롤러를 사용하여 자동으로 위치를 제어할 수 있습니다.

전기식 동작 제어

서보 모터와 결합된 전기 액추에이터는 고속, 정밀한 정확도 및 효율성이 뛰어나며, 전기를 회전 또는 직선 운동으로 변환하여 동작을 구현합니다. 이러한 폐루프 시스템은 일반적으로 공압식 동작 제어 방식보다 모션 컨트롤러, 서보 드라이브, 모터 및 피드백 센서와 같은 더 복잡한 구성 요소와 설계 방식을 포함합니다.

각 서보 모터는 명령 신호를 따라 원하는 기능을 수행하는 하나의 드라이브와 연결되어 있으며, 정확한 위치 제어, 정밀한 각속도 및 다양한 가속도 프로파일을 제공할 수 있습니다. 이러한 폭넓은 기능을 통해 서보 시스템은 로봇 팔부터 연속 회전 컨베이어에 이르기까지 다양한 응용 분야에 위치 제어 기능을 제공할 수 있습니다.

서보 드라이브와 컨트롤러는 마이크로프로세서 장치이므로 높은 수준의 내장 기능을 갖추고 있으며 대시보드에 로컬 및 원격 진단 및 데이터 로깅 기능을 직접 제공할 수 있습니다.

PLC 및 기타 컨트롤러를 서보 모션 시스템에 연결하면 OEM 업체는 더욱 정교한 모션 제어 및 동기화를 구현할 수 있습니다. 특수 기능에는 서브마이크론 수준의 반복 정밀도를 갖춘 고정밀 위치 제어, 전자식 캠 제어 및 전자식 기어 제어가 포함되며, 기계 가공, 로봇 공학 및 제조 장비와 같은 가장 복잡한 응용 분야에 유용하게 활용될 수 있습니다.

예를 들어, 포장 라인은 기계식 캠 디스크에서 전기식 캠 디스크를 사용하는 서보 모션 시스템으로 업그레이드할 수 있습니다. 기계식 디스크를 사용하여 포맷을 변경하는 것은 복잡하고 시간이 많이 소요되며 오류 발생 가능성이 높지만, 전기식 캠 디스크를 사용하면 버튼 하나만 누르면 기계 전환이 가능합니다. 이는 시간을 절약하고 정확도를 높이며 불량률을 최소화하고 비용을 절감합니다.

하이브리드 모션 제어

전기공압 하이브리드 자동화 시스템은 제조업체가 각 특정 기능에 적합한 기술을 적용하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 지속 가능성, 위치 유연성, 정밀도, 안정성, 저소음 작동, 연결성 및 모니터링이 가장 중요한 경우 전기식 모션 제어가 큰 이점을 제공합니다. 반면, 공간 제약이 있거나, 견고한 작동이 요구되거나, 신속한 설계, 설치 및 시운전이 필요한 경우에는 공압식 모션 제어가 최적의 선택입니다.

대부분의 제조 시설의 생산 라인에는 다양한 유형의 OEM 장비가 포함되어 있으며, 제품은 이송 및 적재 컨베이어를 따라 기계 사이를 이동합니다. 이러한 라인은 공압식 및 전기식 선형 운동을 통합할 수 있는 많은 기회를 제공합니다.

예를 들어, 일반적인 음료 포장 생산 라인은 다음과 같은 기능을 포함합니다: 병 스트레치 블로우 성형, 병 충전 및 캡핑, 이송 및 적재, 병 라벨 부착, 충전 및 라벨 검사, 병을 상자에 포장, 팔레트 적재 및 수축 포장. 스트레치 블로우 성형, 상자 접기 및 접착제 도포는 모두 공압 구동의 이점을 활용하며, 충전 및 라벨링 장비 내에서 병을 이송하고 위치시키는 작업은 서보 모터 구동의 이점을 활용합니다.

단순 이송 컨베이어와 팔레타이징 시스템은 두 가지 형태의 구동 방식을 모두 활용할 수 있습니다. 컨베이어는 전기 모터로 구동할 수 있고, 제품 정지 장치와 게이트는 공압 구동 방식으로 작동할 수 있습니다. 대량 상자 취급은 공압으로 가능하며, 보간 및 미세 위치 조정은 서보 모터를 사용하여 제어할 수 있습니다.

하이브리드 자동화 시스템의 장점

주요 모션 제어 기술 공급업체들은 이제 전기식, 공압식 또는 하이브리드 모션 제어를 포함하는 통합 솔루션 패키지를 제공합니다. 이러한 포괄적인 솔루션은 현장 수준의 지능형 장치, 모션 제어, 기계 제어 및 분석 기능을 특징으로 합니다.

공압식 옵션은 공압 실린더, 밸브 시스템, 컨트롤러, 분석 기능 및 게이트웨이를 통한 대시보드를 포함하며, 전기식 옵션은 전기식 선형 액추에이터, 서보 모터 및 드라이브, 컨트롤러 및 게이트웨이를 통한 대시보드를 포함합니다. 두 기술 모두 대시보드를 제공하지만, 데이터는 서보 드라이브에서 직접 확인할 수 있으며 공압 시스템은 센서 추가가 필요합니다.

이처럼 완벽하게 통합된 솔루션은 OEM과 고객 모두에게 많은 이점을 제공합니다. 하이브리드 자동화 시스템은 이미 설계 및 조립이 완료되어 있기 때문에 조달, 개발 및 시운전 과정을 간소화할 수 있습니다. 그렇지 않은 경우, OEM은 구성 요소를 개별적으로 조달하고 직접 설계 및 매칭해야 합니다. 이는 시간이 더 오래 걸리고 공급망이 복잡해질 뿐만 아니라 크기 문제도 야기할 수 있습니다.

하이브리드 자동화 시스템은 OEM 업체가 다양한 제품 유형을 생산할 수 있는 기계를 설계하고, 전환 시간을 최소화하며, 시간이 지남에 따라 변화하는 요구 사항을 충족할 수 있도록 유연성을 제공합니다. 많은 기업이 운영 비용을 절감하면서 생산량을 늘려야 한다는 지속적인 압력에 직면하고 있는 상황에서, 이러한 시스템은 생산 시간을 단축하고 기계 활용률을 높이며 장비 수명을 연장하는 데 도움이 될 수 있습니다.

모션 제어 전자 재구성 기능을 통해 작업자는 동작 프로파일을 실시간으로 변경할 수 있으며, 일부 시스템은 미래 지향적인 설계를 바탕으로 현재 또는 미래 세대 기계에 구현할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. 고객에게 최고의 유연성을 제공하려면 광범위한 적용 분야를 포괄하는 매우 다재다능한 전기 액추에이터를 탑재한 시스템을 선택하십시오.

경쟁력 유지 외에도 하이브리드 자동화 시스템은 제조업체의 지속가능성을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 시스템은 기계 효율을 높이고 불량률을 줄여 자원 소비와 비용을 절감합니다. 에너지 효율성 향상은 지속가능성 목표 달성을 더욱 용이하게 하며, 비용 절감은 총 소유 비용을 줄여줍니다. 높은 반복성과 균일성을 위해서는 최고의 신뢰성과 정확성을 제공하는 전기 선형 모션 시스템을 선택하는 것이 중요합니다.

향상된 유연성, 효율성 및 성능

OEM 업체는 다음과 같은 주요 애플리케이션 요소를 평가하여 하이브리드 자동화 시스템이 애플리케이션에 도움이 될지 여부를 판단할 수 있습니다.

1. 에너지 소비량,
2. 운영 비용
3. 직책 유연성,
4. 정확도,
5. 진동 및 소음
6. 자본 지출(CAP-EX)
7. 연결성,
8. 크기,
9. 설치 및
10. 시운전 시간 및 내구성.

원하는 결과를 달성하는 데 가장 적합한 솔루션을 선택하려면, 다양한 기술 포트폴리오와 규모 옵션을 갖춘 모션 제어 및 디지털 전환 전문 파트너와 협력하는 것이 매우 중요합니다. 이러한 파트너는 OEM 업체가 솔루션을 구축하고 장기적인 지원을 받을 수 있도록 지원합니다.

하이브리드 자동화 시스템을 사용하면 기업은 성능, 유연성, 지속 가능성, 연결성 및 비용 중 하나를 선택할 필요가 없습니다. 정밀하고 강력한 선형 이동, 변화하는 생산 요구 사항을 충족하는 유연성, 생산을 극대화하는 데이터 및 인사이트, 최적화된 에너지 소비 및 낮은 총 소유 비용 등 모든 것을 누릴 수 있습니다.