불필요한 기계 정지 방지: 판지 트레이 생산 공정에 사용되는 신호등 및 Sensor Integration Gateway

2022. 11. 29

요즘에는 플라스틱 대신 판지를 사용하는 것이 추세입니다. 프랑스 전문 회사 MATEK의 기계는 산업 분야에서 판지 트레이의 빠르고 효율적인 공급을 돕습니다. 이때 End-of-Line 기계의 전문 업체들은 SICK의 센서 솔루션을 사용합니다. 신호등 SLT, 중거리 센서 Dx35, Sensor Integration Gateway SIG200을 지능적으로 사용하여 생산성을 높이고 기계 작업자의 부담을 덜어줄 수 있습니다.

MATEK has been specializing in end-of-line machines and industrial equipment trading since 2015.
MATEK has been specializing in end-of-line machines and industrial equipment trading since 2015.

MATEK은 2015년부터 End-of-Line 기계와 산업 설비 거래에 전문화된 회사이며 예비품 공급부터 설치, 오류 해결, 머신 파크 개선과 정비에 이르기까지 일련의 서비스를 제공합니다. 왜냐하면 MATEK은 특히 포장 산업에서 기계의 특정 부품을 설계하는 과정도 도와주기 때문입니다. 몇 년 전에 이 회사는 판지 포장재 수요 증가에 대응하기 위해 판지 트레이에 볼륨을 줄 기계도 장만했습니다. 무엇보다 최신 유럽 지침도 플라스틱 포장을 줄일 것을 요구하기 때문입니다.

인체공학으로 기계 생산성 극대화

해당 기계는 판지 트레이 성형기입니다. 앞쪽에서 기계가 미리 절단된 판지를 로딩 용기에서 집고서 볼륨을 줄 준비를 한 후 접착제를 도포하고 모양을 잡아 완전히 접힌 트레이를 만듭니다. 이때 앞쪽에서 매거진를 채우고 끝부분에서 더미를 치울 작업자가 한 명 필요합니다. 두 스테이션은 서로 4미터 거리만큼 떨어져 있습니다. 작업자가 기계의 끝부분에 있으면 충전 용기를 볼 수 없습니다. 충전 용기가 비면 기계가 멈추고 오류가 발생해서 생산성이 극감합니다.

A signal lamp warns the operator to avoid unnecessary machine stops
기계의 이쪽 부분에서는 작업자가 판지 충전 용기를 볼 수가 없습니다.
A signal lamp warns the operator to avoid unnecessary machine stops
기계의 이쪽 부분에서는 작업자가 판지 충전 용기를 볼 수가 없습니다.

이 문제를 방지하기 위해 MATEK의 사장인 Mathieu Hartmann이 처음에 고려한 것은 특정 임계값 거리에서 기계를 질서 있게 멈출 거리 센서였습니다. SICK의 중거리 센서 Dx35는 여기에 딱이었습니다. 그러나 MATEK의 DNA에는 혁신 정신이 깃들어 있습니다. SICK 프랑스의 지역 세일즈 어카운트 매니저인 Emmanuel Renaud와 상의한 후에 애플리케이션을 더욱 개선할 수 있다는 결론이 나왔습니다. 불필요한 기계 정지를 막기 위해 신호등과 경고음으로 작업자에게 경고를 보내자는 것이었습니다.

The Dx35 mid range distance sensor from SICK initiates a proper machine stop at a certain threshold distance
The Dx35 mid range distance sensor from SICK initiates a proper machine stop at a certain threshold distance

단 3분이면 설정 완료

그래서 신호등 SLT가 프로젝트에 통합되었습니다. 21색 LED 덕분에 이제 단 하나의 장치로 많은 다양한 정보를 전달하고 조작자에게 다양한 임계값을 경고할 수 있습니다. 또한 신호등에는 중거리 센서 Dx35와 마찬가지로 IO-Link가 탑재되어 있습니다. 따라서 Emmanuel Renaud는 센서를 Sensor Integration Gateway SIG200과 연결하여 간편하게 구성할 것을 제안했습니다. 그 결과 단 3분이면 센서를 설정할 수 있습니다. “게이트웨이와 연결된 센서의 감지, 사각지대, 모든 매개변수에 접근할 수 있습니다. 당황스러울 만큼 간단하지요.” MATEK의 Mathieu Hartmann은 말합니다. 신호등이 연결된 후 10분 만에 칼럼의 색상 배리에이션을 설정할 수 있습니다.

레이저 거리 센서
어플리케이션에서 진가를 발휘합니다. 35m까지 유연하게 측정 또는 스위칭합니다.
Dx35
통합 제품
IO-Link를 이용한 스마트한 작동 상태 시각화
SLT
단순한 IO-Link 마스터 그 이상
SIG200
The SIG200 Sensor Integration Gateway can be used to connect signal lamps and the Dx35 mid-range distance sensor.
Sensor Integration Gateway SIG200은 센서 구성을 수월하게 합니다.
The SIG200 Sensor Integration Gateway can be used to connect signal lamps and the Dx35 mid-range distance sensor.
Sensor Integration Gateway SIG200은 센서 구성을 수월하게 합니다.

자세한 작동 방식

중거리 센서 Dx35는 위에 부착되며 기계 앞쪽에 있는 로딩 트레이의 판지 더미를 감지합니다. 그러면 신호등 SLT가 더미의 높이 정보를 작업자에게 제공합니다.

  • 파란색으로 깜빡임: 매거진이 꽉 참/넘칠 만큼 꽉 참 
  • 초록색으로 켜짐: 매거진이 100%임 
  • 100% ~ 50%에서 점차 노란색 방향으로 컬러 섹션 변화 
  • 노란색: 매거진이 50%임
  • 50% ~ 20%에서 점차 빨간색 방향으로 컬러 섹션 변화 
  • 빨간색에 음향 신호 추가(버저 모듈 Smart Light Buzzer SLB 사용): 20% ~ 18%
  • 18% ~ 1%에서 점점 더 빠르게 깜빡임
  • 1% 미만에서는 기계가 더 이상 판지를 집지 않지만 멈추지는 않음(불필요한 기계 재시작 방지) 
  • 이 수준에 도달한 경우 매거진을 채우고 버튼을 눌러 기계를 다시 시작하면 됩니다.

하지만 물론 생산성이 저해되지 않도록 1% 레벨이 되지 않게 해야 합니다.

기계 생산성 5퍼센트 향상

이렇듯 기계를 세밀하게 설정할 수 있는 것은 SIG200의 성능 덕분입니다. 제어기가 Sensor Integration Gateway에도 연결되어 있으므로 기계 정지 조건도 설정할 수 있습니다. “결과는 제 기대를 넘어섰습니다.”라고 Mathieu Hartmann은 말합니다. 이 토털 솔루션으로 생산 사이클이 안전해지고 기계의 생산성이 5% 향상되었습니다. 작업자는 충전 상태를 더 잘 제어하고 자신이 할 일을 편안하게 예측할 수 있습니다. 편의성과 인체공학은 작업자에게 동기를 부여합니다. 작업자는 또한 색상 설정에 능동적으로 참여함으로써 기계를 100% 신뢰하게 됩니다.

The SLT signal lamp reports information about the height of the stack back to the operator.
신호등 SLT 덕분에 작업자는 용기를 다시 채워야 할 때를 알 수 있습니다.
The SLT signal lamp reports information about the height of the stack back to the operator.
신호등 SLT 덕분에 작업자는 용기를 다시 채워야 할 때를 알 수 있습니다.

큰 신뢰 관계

이 프로젝트에서 성공의 열쇠는 특히 Mathieu Hartmann와 Emmanuel Renaud의 큰 신뢰 관계였습니다. 이러한 신뢰 덕분에 두 사람은 터놓고 의견을 교환하고 각자의 요구를 서로 이해할 수 있었습니다. 시연에서 SICK 솔루션이 보여준 간단함과 성능은 나머지 부분을 채웠습니다.

 

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