[인더스트리 4.0 산업용PC] PC 기반 기술로 고정밀 제조…전통적 제조사 신속한 업그레이드 달성

2015.06.23 13:57:10

PC 기반 애플리케이션은 설계 기능을 제공하지 못하는 구형 PLC 제어기를 대신하는 데 사용할 수 있다. 그리고 수만 개의 제품을 반복 생산할 필요가 있는 경우에도 제품 품질을 유지할 수 있다. 이러한 시스템은 전통적인 제조업자에게 큰 도움을 주어 고정밀 제조사로 변화시킨다.

 


전통적인 제조공장을 소유하고 있는 Li씨는 국제 기계자동화 전시회를 참관하고 가장 먼저 완전 자동 수치제어장비 부스에 들렀다. 


컴퓨터로 3D 애니메이션을 보고 여러 얘기와 설명을 들으면서 그는 자동화 시스템을 사용하면 튜브 피팅류는 제조하기 전에 다양한 튜브 벤딩 시뮬레이션을 거칠 수 있고 컴퓨터에서 매개변수를 직접 편집 수정하여 튜브의 방향을 순환시킬 수 있다는 것을 알게 되었다. 


또한, 컴퓨터 시뮬레이션, 조정 및 테스팅을 한 후 수치제어 튜브 벤딩 기계가 설정값을 토대로 요구조건에 따라 다양한 종류의 튜브를 자동 대량생산할 수 있음을 알게 되었다. 


Li씨는 이렇게 하면 시간 노력이 절약되고 제품의 고품질이 보장될 수 있다는 가능성에 크게 고무되었다. 그는 회사로 돌아와 구매부에 이 솔루션을 평가하고 시장에서의 경쟁 우위를 높이기 위해 가능한 한 빨리 생산라인에 설치할 것을 요구했다.


혁신과 독창성을 통한 새로운 세대의 도전에 대응
 
과거 상품 부문, 화학산업 및 금속산업과 같은 산업 분야에서 기계는 자주 교체할 필요가 없었는데, 그 이유는 다운스트림 애플리케이션과 생산장비의 변경이 별로 없었기 때문이다. 


그러나 시장에서 혁신과 변화 욕구가 점차 강해짐으로 인해 기계 장비의 업스트림 제조사와 공급자들은 제품 제조시간의 단축, 보다 신속한 제품 디자인 변경 및 경쟁으로 인한 이윤 축소 압력을 처리하지 않을 수 없게 되었다.


어드밴텍 중국지사 벤트리 리 이사는 제조사나 장비 공급자들은 혁신과 창의적인 아이디어를 통해 급속도로 변하는 시장의 요구에 대응할 필요가 있다고 말했다. 


예를 들면, 건설, 자동차 및 조선과 같은 산업체에 철강을 공급하는 제철소는 선형절단 토치 방식을 사용하여 크기와 모양에 맞게 철강을 절단하곤 했으나, 요즘은 불규칙한 모양의 철강에 대한 수요가 증가함에 따라 정밀한 자동 동작관리 공정을 사용하여 보다 부드럽게 절단할 필요가 있다.


또 다른 예로 섬유산업에서는 섬유를 대량으로 재단하여 의복을 만들기 때문에, 수동 재단에 의존하지 않고 컴퓨터 재단기를 작동시켜 정확한 처리작업을 수행할 수밖에 없다. 컴퓨터 이용 섬유 재단기는 넓은 표면을 재단하거나 다량의 섬유를 동시에 재단할 수도 있기 때문에 작업 효율과 제품 품질을 향상시키는 데 있어 필수적인 도구가 되었다.


어드밴텍 Vincent씨는 “과거의 제조방식은 속도와 수량에 중점에 두었으나, 제품 품질을 향상시키고 인력, 시간 및 전체적인 운영비를 줄이는 생산방식이 기업들이 우수성을 확보하고 기업 경쟁력을 제고시키는 유일한 길이 되었다”고 말했다.


전통적 제조방식과 첨단 제조방식 차이는?
 
전통적 제조방식과 첨단 제조방식의 차이는 무엇인가? Li씨는 튜브 벤딩 제조를 예로 들면서 초기에는 튜브 벤딩기가 PLC를 사용해 기계를 제어하였기 때문에 기본적인 프로세싱 기능만 제공할 수 있었다고 말했다. 


따라서 이러한 기계들은 반복적인 테스트 후 정확한 절차를 기록하여 이를 생산라인에 보내 제조에 활용하도록 하는데 있어 여전히 작업자의 판단에 의존했다. 또한, 제조공정 중 작업자는 금속 파이프의 굴곡 각도 편차를 방지하기 위해 항상 주의를 집중하고 적절한 조정을 가할 필요가 있다.

그러나 뛰어난 그래픽 처리 기능을 제공하는 차세대 PC 기반 기술이 있으면 정확한 제어, 복잡한 계산 및 대량 보관과 같은 기능을 얻을 수 있다. 이렇게 하면 생산라인을 반복적인 대량생산에 투입시킴으로써 제품 품질과 생산 능력 모두를 확보할 수 있다.

Li씨는 “반복동작 제어에는 PC 기반 동작제어가 PLC 동작제어보다 정확도가 훨씬 높다. 어드밴텍 튜브벤딩 자동 솔루션을 채택한 적용사례를 예로 들어보자. 이 솔루션은 반복 정밀도가 최대 ±0.2°인 뛰어난 고품질 곡관을 제조할 수 있다. 또한, 제조된 금속 곡관은 허용오차 범위가 있는데 모양과 품질이 불균일한 문제점을 없게 한다”고 말했다.

어드밴텍의 CNC 완전 자동 튜브 벤딩기 제어 시스템은 3차원 미리보기 기능을 제공하기 때문에 실제 튜브를 사용하여 테스트할 필요가 없다. 여기서는 가공변수를 입력한 후 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 가장 적절하고 가장 부드러운 튜브 벤딩 작업을 결정하기만 하면 된다. 그러므로 튜브 테스트를 위해 공정을 일시 정지시킬 필요가 없어, 생산 전에 튜브 벤딩 불량으로 인한 폐품 발생도 줄일 수 있다.

데이터베이스 기능을 제공하는 것도 PC 기반 장비의 또 다른 장점이다. Vincent는 “고객들의 욕구가 다르기 때문에 튜브 벤딩 공장이 최대 수만 개 종류의 튜브를 제조하는 경우가 있다. PLC는 저장용량이 작아 고생하고 데이터베이스도 없어 공장관리와 운영에 불편하다. 그러나 PC 기반 솔루션은 많은 저장용량을 제공한다. 사용자는 코드를 입력하기만 하면 각 고객의 종전 튜브 벤딩 프로젝트를 확인할 수 있으며, 이로 인해 신규 생산의 속도를 높일 수 있다. 이는 제품을 가능한 한 빨리 만들 수 있다는 것을 의미한다”고 말했다.
 
신기술 도입 통해 신속한  업그레이드를 달성
 
컴퓨터가 청사진을 트랙동작으로 변환시키고 이러한 동작을 클램핑 헤드, 플레임 건 및 섬유 재단기와 같은 프런트 엔드에 있는 여러 툴에 전송할 수 있는 한, PC 기반 애플리케이션은 설계 기능을 제공하지 못하는 구형 PLC 제어기를 대신하는 데 사용할 수 있다. 그리고 수만 개의 제품을 반복 생산할 필요가 있는 경우에도 제품 품질을 유지할 수 있다. 이러한 시스템은 전통적인 제조업자에게 큰 도움을 주어 고정밀 제조사로 변화시킨다.

현재 어드밴텍은 기본 제어 기능을 제공하는 시스템을 공급하여 철강 절단 장비 공급자와 자동차 유리 절단 장비 공급자들이 기계를 업그레이드하는 것을 지원하고 이러한 시스템을 세계로 수출하기도 한다.


중소형 공장들도 설비를 업그레이드하고 싶어 하지만 어떻게 시작할지를 모른다. 따라서 어드밴텍은 고객의 요구에 따라 산업기계용 동작제어 전용 시스템과 소프트웨어 통합 솔루션을 공급하는 ‘솔루션 레디 패키지’를 출시하고 탁월한 실적을 보이고 있다. 예를 들면, 섬유가 주요 산업인 저장성의 후저우에서는 많은 섬유 재단기 공급자들이 어드밴텍 시스템을 사용하고 있다.


또한, 중국 최대의 튜브 벤딩 지역인 쑤저우의 장자강에서는 제조사 중 약 20%가 3차원 미리보기 기능이 특징인 어드밴텍의 완전 자동 튜브 벤딩기를 사용하고 있다.


Vincent는 어드밴텍이 하드웨어 분야에서 앞서가는 PC 기반 회사일 뿐만 아니라 장비 공급자와 함께 공동 소프트웨어 개발을 수행할 수도 있는 회사라고 이야기했다.

어드밴텍은 전 세계에 지역 서비스 센터 및 전문 서비스팀을 두고 제조사와 장비 공급자 모두에게 좋은 파트너가 되어 전통적인 제조방식을 고급 지능형 제조방식으로 신속히 업그레이드시켜 강력한 제조능력을 갖추고 미래의 도전에 대처할 수 있도록 효과적으로 지원하고 있다.


샤오징 유 _ 어드밴텍


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