[Beckhoff 기자간담회] 새로운 차원의 이송 시스템 플라잉 모션 XPlanar 출시



백호프 오토메이션 (Beckhoff Automation)은

지난 10월 14일 서울 가산동에 위치한 본사 라운지에서

플라잉 모션(Flying motion) XPlanar의 제품 소개를 위한

기자간담회를 개최했다.

XPlanar는 부유식 평면(planar) 무버를 기반으로 평면 타일 바닥을 자유롭게 이동할 수 있는 새로운 차원의 이송 시스템으로, 제품 이송 분야에서 탁월한 유연성을 통해 제조 공장 및 기계설계를 간소화하고 성능을 높일 수 있는 제품이다.

기자간담회 진행사진

백호프 코리아의 유기석 지사장은 인사말을 통해 “코로나19의 영향으로 올해 예정돼 있던 대대적인 XPlanar 로드쇼 행사가 취소돼 아쉬운 마음이지만, 이번 간담회를 통해 업계 혁신적인 이 제품을 소개할 수 있게 돼 다행” 이라고 소감을 밝혔다. 그는 또 “부양하는 모터인 Planar 모터는 현재 대부분 자동화 업체들에서 관심을 가지고 대응하고 있지만 실제 제품으로 출시된 경우는 백호프가 처음”이라고 밝히며 “올해 4분기에는 한국에서도 정식 출시될 것으로, 독일을 비롯한 유럽 쪽에서는 식품 및 제약 산업 위주로 테스트 베드가 진행 중이며, 한국에서는 이미 우리가 많은 고객을 확보하고 있는 반도체나 디스플레이 산업 위주로 공략할 방침” 이라고 설명했다.

XPlanar

비접촉 움직임을 위한 free-floating무버

자동화 및 모션 전문가로서 백호프는 확장된 평면 모터 시스템으로 드라이브 기술의 새로운 벤치마크를 수립하고 있다. Free-floating 평면 무버는 원하는 레이아웃으로 배치할 수 있는 평면 타일 위로 최대 4㎧의 속도로 저크와 접촉 없이 이동한다. 무버는 전자기력에 의해 일정 거리를 유지한다. 평면 타일에서 생성된 자기장을 이동함으로써, 무버의 정밀하고 매우 동적인 위치 지정을 가능하게 한다.

결과적으로 레이아웃 및 아키텍처의 유연성을 최대화하고 위치 결정의 유연성을 극대화하며 기계 및 설비를 최적으로 단순화한다.

운송물품으로부터의 오염물질은 설비 전체에 퍼지지 않아, 액체는 넘치지 않게 운반될 수 있고, 마찰로 인한 마모 및 탄소 배출은 제거된다.

XPlanar 시스템은 일반적인 기계 제조, 식품 및 의약품 산업, 진공 및 청정실 등 모든 곳에서 고유한 가치 제안을 가진 새로운 드라이브 개념을 나타낸다. 적절한 표면 마감으로 평면 모터시스템을 위생 설계 버전으로도 사용할 수 있다.

XPlanar application example

유연한 플로어 및 트랙 레이아웃

XPlanar 타일은 필요에 맞게 배치 가능하다. 바닥 배치 방식으로 되어 있어 처리 스테이션 사이의 거리를 짧게 유지하고 버퍼 영역을 수용할 수 있는 공간을 제공한다. 바닥 크기 및 기하학적 구조는 개별 요구 사항에 맞게 구성할 수 있다.

또는 XPlanar 타일을 긴 선형 트랙에 배치할 수 있다. 이러한 설치유형은XPlanar를 매우 유연한 운송 시스템으로 만든다. 대기 영역을 만들기 위해 특정 구간을 따라 타일을 추가로 배치할 수 있으며, 추월을 허용하고 혼잡을 피하기 위해 고속 트랙 차선을 쉽게 추가할 수 있다. 무버는 바깥쪽에서 같은 트랙을 따라 이동 및 복귀할 수 있다. 애플리케이션 유형에 따라 원형으로 이동하는 무버가 요구 사항을 충족하기에 더 적합할 수 있다. 타일 구성은 이러한 종류의 모션 프로파일을 지원할 수 있다.

XPlanar fair demo

모든 방향으로 모든 지점에 도달

백호프 평면 무버는 ‘all-rounder’라는 수식어를 가질 정도로 애플리케이션에 따라 다양한 형식으로 사용할 수 있다. 개별 무버는 충돌 없이 매우 동적으로 이동할 수 있으며 시스템에 자유롭게 위치할 수 있다. 또한 들어올리기, 내리기, 누르기, 기울이기 또는 회전과 같이 이동하는 동안 운송된 상품 및 생산과 관련된 움직임이 자연스럽게 가능하다.

평면 모터 시스템은 무버들이 타일위로 이동하면서 수평으로 사용된다. 무버는 최대 5㎜까지 높이 변화가 가능하며, 액체 운반 및 취급을 위해 5˚ 기울이기도 가능하다. 특히 무버는 수직으로 또는 거꾸로(오버헤드) 움직일 수 있기 때문에 애플리케이션의 범위는 훨씬 더 다양하다. 단일 무버는 최대 6㎏의 페이로드 이동이 가능하며, 그룹화되면 더 큰 부하를 움직일 수 있다.

다양한 크기의 무버들은 다양한 하중에 적합하게 선택할 수 있다. 사용가능한 범위는 작고 가벼운 무버에서 페이로드를 위한 대형 무버까지 다양하다. 평면 타일에서 서로 다른 무버유형을 동시에 움직일 수 있다.

XPlanar flexible flat layout

식품 및 제약 산업에서의 유연한 사용

XPlanar는 기계 공학의 새로운 차원의 유연성을 열었다. 이는 시스템이 6개의 축에 있는 무버의 다차원 위치 결정 능력과 타일의 개별 배열을 결합시키기 때문에 가능하다.

또한 무접촉 공정은 기계적 마모가 없고 입자가 방출되지 않는 경우 소음이 발생하지 않는다. 모든 표면은 매끄럽고, 세척이 용이하며, 모든 애플리케이션 요구 사항을 충족하도록 코팅할수 있다. 무버와 타일의 수는 자유롭게 선택할 수 있다.

XPlanar stage of extension 3 fully automated track calculation

위치 피드백이 통합된 평면 모터

평면 타일은 고도로 통합되어 있으며 모든 관련 기능을 통합한다. 무버의 위치는 타일에 의해 감지된다. 전원 공급장치는 출력 단에 전원을 공급한다. 슈퍼플랫 코일은 이동 자기장을 생성한다. EtherCAT G는 산업용 PC에 광대역 연결을 설정한다. 타일은 기계 측면의 캐리어 구성에 직렬로 연결할 수 있다.

타일에는 무버 회전이 가능한 타입과 불가능한 타입 두 가지 종류가 있으며, 세척에 용이한 유리, 위생적 디자인의 스테인리스 스틸 또는 플라스틱 마감 처리된 클린룸과 제약 및 식품 산업에서 사용 가능하도록 자유로운 표면 선택이 가능하다.

기자간담회 진행 사진

기자간담회 진행 사진

최대한의 설계 유연성을 위한 최소 구성 요소

백호프는 PC 기반 제어 기술의 전문가로서 모든 XPlanar 시스템의 최대 성능을 보장하기 위해 최적으로 일치하고 확장성이 뛰어난 다양한 하드웨어와 소프트웨어 구성요소를 제공한다.

이는 TwinCAT 제어 소프트웨어로 시작하는데, 이 소프트웨어는 경로 최적화와 충돌 회피뿐만 아니라 PLC에서로봇, 비전, 측정 기술 및 IoT에 이르는 모든 다른 기계 기능을 중앙 플랫폼에 통합한다.

애플리케이션은 광범위하고 확장 가능한 백호프 산업용 PC에서 실행된다. 고성능 필드버스 EtherCAT G는 고속통신을 지원한다.

APS900x

기하학 및 애플리케이션에서 뛰어난 유연성

24×24㎝ 형식의 평면 타일은 애플리케이션에 맞게 정밀하게 조정되는 임의의 기하학적 트랙 구조를 형성하는데 사용할 수 있으며, 타일 바닥의 크기와 모양은 단순히 다른 타일(예: 직사각형, L자 또는 고리형)을 조합하여 자유롭게 크기를 조정할 수 있다.

무버의 개수도 자유롭게 선택할 수 있으므로 애플리케이션에는 제한이 거의 없다. 공정 스테이션에서의 개별 배치, 클린룸 및 진공에서의 충돌 없는 움직임, 제품 흐름에서의 추월, 제품흐름 분할, 정지 및 이동, 오염된 영역사이 등 제품 운송의 모든 형태가 가능하다.

모든 평면 무버와 타일은 세척에 용이하고 오염물질이 발생이 없으며 시스템은 소음과 입자 배출 없이 작동한다. 동시에, XPlanar 시스템은 지속적인 소프트웨어 기반 경로 최적화를 통해 최대의 효율성으로 작동한다.

XPlanar 소프트웨어: 커미셔닝 및 트랙 관리

XPlanar 소프트웨어는 초기 커미셔닝을 빠르고 간단하게 한다. 시스템을 스캔하고, 마우스를 사용하여 모듈의 형상을 구성하고, 무버를 식별하며, TwinCAT에서 자동으로 링크한다.

작동 중에도 소프트웨어는 이동 위치의 계산, 정확한 위치 제어, 모니터링 및 진단을 수행한다. 각 무버는 축번호 및 XYZ 좌표뿐만 아니라 3개의축의 회전각도 α, ß 또는 γ로 애플리케이션 소프트웨어에 의해 식별된다. 전류 소비량, 지연 오류, 온도 및 기타 여러 유용한 정보 항목은 진단을 단순화하고 제품의 무게 측정과 같은 추가 기능의 통합을 가능하게 한다.

이 무버의 모션은 TwinCAT 소프트웨어에 의해 제어된다. 이 시스템은 3개의 확장단계에서 서로 다른 수준의자동화를 지원한다.

1단계의 무버는 간단한 모션 명령으로 사전 정의된 2D 경로에서 이동할 수 있다. XTS 시스템의 모든 기능을 사용할 수 있다. 또한, 무버를 들어 올리거나 내릴 수 있다.

2단계는 다른 2D 경로를 정의할 수 있다. 무버들은 변경된 경로로 이동 가능하다. 1단계의 모든 기능을 포함한다.

마지막으로 3단계는 완전히 자동으로 계산되는 경로로, 애플리케이션 소프트웨어는 ‘이동 구역1’ 또는 ‘대기구역 B’와 같은 명령을 전송한다. 소프트웨어는 경로의 최적화, 충돌 회피, 에너지 절약 운영 및 혼잡 방지와 같은 다른 모든 작업을 실행한다. 2단계의모든 기능을 포함한다.

스타터 키트: 신속한 도입을 위한 완벽한 기능

고 객 들 은 현 재 A P S 9 0 0 0 과APS9001의 두 가지 버전으로 제공되는 스타터 키트를 사용하면 쉽게 적용이 가능하다. 모든 필수구성요소를 포함하는 완전한 기능의 패키지가 제공되고 있다.

2×3 평면 타일, 3×4 평면 타일, 무버 4개, 소프트웨어가 설치된 산업용PC가 있다. 평면 타일은 사전에 조립되어 캐리어 프레임에 설치된다. 전기 부품과 IPC는 제어 캐비닛에 설치된다.

클린룸에서 조립라인까지 모든 애플리케이션에 최적화

평면 모터 시스템의 가능한 적용범위는 구성 가능 범위가 가변적인 만큼 광범위하다. XPlanar는 진공 및 클린룸내 사용성 때문에 까다로운 위생 요건을 가진 제약 및 식품 산업의 모든 제품운송 업무에 이상적이다.

자동화된 실험실에서 샘플을 안정적으로 취급하고 제품을 오염된 영역 내부 또는 외부로 이동시키는 것과 마찬가지로 정렬과 오더피킹 작업은 상당히 단순화된다. 기계와 플랜트는 더 작은크기로 설치 면적을 줄일 수 있다.

즉, XPlanar의 사용으로 생산 속도및 효율성이 상당히 향상된다.

PC 기반 제어: PLC, 모션 제어, 비전, IoT, M2M 등을 위한 범용 플랫폼

백호프는 자동화 환경에서 업계 표준 신호를 빠르게 처리할 수 있는 능력을 앞세워 뛰어난 고객중심과 솔루션전문성을 통해 끊임없이 새로운 애플리케이션 분야를 개척하고 있다.

XPlanar는 처음부터 모듈화 된 백호프 자동화 포트폴리오에서 다양한 가능성을 제공하면서 제품 운송의 새로운 시대를 예고하면서 스테이지를 대체할 수 있을 것으로 보고 있다.

XPlanar는 XTS 시스템의 입증된 핵심기능과 통합되어 있기 때문에 동기화, 캠플레이트 기능, 충돌 방지 및 광범위한 진단 기능이 포함될 것이다.

[출처] FA VISION 11월호

[원본] https://www.beckhoff.com/media/downloads/press/2020/korean/2020.11_favision_xplanar_press_conference_k.pdf