Beckhoff, CX5120 임베디드 PC에서 TwinCAT 3 제어를 통해 코팅기를 작동시키다 [FA VISION 2018년 1월]

3월 19, 2018

혁신적인 코팅 공정으로

포토크로믹 렌즈 시장에 혁명을 일으키다

- 트라이텍(PC Control-Beckhoff Automation)

단파 빛에 반응하여 자동으로 어두워지는 안경 렌즈는 미국에서 1960년대 중반에 발명되었다. 포토크로믹 공정은 렌즈 재료에 포함되어 있는 은염 분자를 사용하여 상당량의 가시광선을 흡수하는 중성 은 원자로 바꾸는 것이다. 오늘날, 소위 말하는 오가닉 포토크로믹 렌즈도 이용 가능하다. 두 제조 공정 모두 매우 복잡하고 비용이 많이 드는 작업이기 때문에 영국의 신생 회사인 Shyre Ltd.가 개발한 코팅 공정이 전통적인 방법에 비해 10분의 1비용으로 포토크로믹 렌즈를 생산할 수 있다는 것은 렌즈 생산 분야의 중요한 혁명을 의미한다.

1960년대에 최초의 포토크로믹 안경 렌즈가 출시된 이래 지금까지 이 분야는 소수 대기업이 주도해 왔다. Shyre가 개발한 코팅 기술로 이제 대형 안경 판매점이나 실험실은 고객을 위해 모든 종류의 재료로 만들어진 맞춤형 포토크로믹 렌즈를 생산할 수 있다. 값이 비싸고 이미 만들어진 포토크로믹 렌즈를 대량으로 보관해야 할 필요가 없어졌다. 이 기술의 개발자이자 Shyre Ltd.의 이사인 Lee Gough와 Dan Hancu는 비즈니스 개념을 설명한다. “렌즈 코팅을 위한 화학 공정을 개발하는 것이 가장 중요한 도전이었으며 두 번째 도전은 기계 설계와 관련이 있습니다.”

공정을 시작하기 위해 렌즈를 컨베이어 위에 올려놓으면 기계로 이송되어 5단계의 화학 세정 과정을 거쳐 건조된다. 그런 다음 코팅을 하는 딥핑 스테이션으로 이동한다. 마지막으로, 안경점은 코팅된 렌즈를 고객이 고른 프레임 크기로 자른다. Shyre가 개발한 공정은 전형적인 대기업 브랜드 포토크로믹 렌즈에 비해 1/10 비용으로 렌즈를 생산한다. 또 다른 이점으로, 전통적인 공정은 회색 또는 갈색으로 변하는 렌즈만을 생산하지만 이 코팅은 모든 색상 및 그라데이션에도 적용할 수 있다.

컴팩트한 컨트롤러가 필요한 코팅 솔루션

“2014년 버밍엄의 Drives & Controls Show에서 Beckhoff의 솔루션을 처음 보았습니다.”라고 창립자 Lee Gough는 회상한다. “처음에 우리에게 깊은 인상을 준 것은 Beckhoff 서보 모터의 OCT(One Cable Technology)였습니다. 우리는 드라이브가 기계에 통합되어야 했기에 컴팩트한 솔루션을 찾고 있었습니다. 제어 캐비닛 깊이가 20㎝면 되기 때문에 OCT의 AM8100 서보 모터를 구현함으로써, 우리는 많은 공간을 절약 할 수 있었습니다. 실험실 시설은 일반적으로 비싸고 공간이 매우 중요하기 때문에 이것은 결정적인 기준이었습니다.”

TwinCAT 3 자동화 소프트웨어을 실행하는 Intel Atom 프로세서를 갖춘 CX5120 임베디드 PC는 중앙 컨트롤러로 작동한다. CP2912 멀티터치 패널은 작업자와의 상호 작용 및 “레시피” 제어에 사용된다. 전면에 IP 65 보호 기능과 후면에 IP 20 보호 기능을 갖춘 이 패널은 이 애플리케이션에 이상적이다.

또한 Lee Gough는 제어 시스템의 유연성에 감탄했다. 유연성 덕분에 회사는 설계 단계에서 TwinCAT 2를 TwinCAT 3으로 업그레이드 할 수 있었다. “PC 기반 플랫폼의 연결성은 우리의 VPN 시스템에 직접 통합 될 수 있기 때문에 또 하나의 장점입니다.”라고 Gough는 말한다.

“안전한 전용 인터넷 인터페이스를 사용하여 우리는 Shropshire의 본사에서 고객을 직접 지원할 수 있습니다. 코팅 기계는 솔리드 스테이트 스위치와 센서, LED 조명, 브러시리스 모터 및 무급유 베어링과 같은 구성 요소가 포함되어 있어 유지 보수 및 다운타임을 최소화합니다. 또한 프로세스 전문가가 시스템에 저장된 데이터에 액세스하여 문제의 근원을 신속하게 파악하거나 원격으로 개선 사항을 제안 할 수 있어서 고객은 현장 방문을 기다릴 필요가 없습니다.”