[첨단 헬로티]
전 세계적으로 프리미엄 초콜릿을 선도하고 있는 제조사의 품질 요구사항은 원료와 공정 프로세스뿐만 아니라 제품 포장까지 포함한다. 단 하나의 결함도 없이 완벽하게 포장된 초콜릿 바도 필수다. 잦은 포맷 전환도 도전의 한 부분이다. LoeschPack사는 LTM-DUO 2단계 폴드 포장기의 새로운 버전으로 이 도전을 품위 있게 해결했다. 즉, 고정 장치로 자동 부품 교체 감지 및 입증된 발루프의 RFID로 포맷 전환 부품을 시도한 것이다.
▲ 사진 1. 혁신적인 포장 콘셉트는 초콜릿 바를 위한 2단계
LTM-DUO 폴딩 포장기계로 구현될 수 있다.
사용자는 포맷 전환에서 극도로 짧은 세트업 시간과 개선된 유연성으로 많은 혜택을 가진다. LoeschPack사의 마케팅 매니저인 Christoph Krombholz는 “포장기계는 모든 요소들이 각자 맞는 장소에 있을 때까지 작동하지 않는다. 이러한 기능은 배치 오류를 방지한다”고 말했다. 이 새로운 솔루션은 2017년 Interpack에서 처음으로 선을 보였다.
LTM-DUO 2단계 폴드 포장기는 초콜릿바를 위해 특별히 계발됐다. 이 최첨단 장비는 고성능 요구사항과 함께 포장타입, 재료 또는 포장 사이즈와 관련하여 특별히 높은 유연성을 요구할 때 항상 최우선적으로 선정된다. 이는 뛰어난 제품 품질을 제공하고 정밀하게 밀봉된 포장 형태를 원할 때는 특별한 제품 보호를 제공한다. 이러한 포장 형식은 정밀한 포장과 고급스러움, 그리고 깨끗한 포장 양식과 함께 개선된 외형으로 나타난다. 운행과 제품 공급 부분을 엄격하게 분리한 이 시스템의 콘셉트는 운행, 청소, 그리고 유지보수에 대한 우수한 접근성으로 높은 위생 수준을 보장한다.
이 시스템은 다목적용으로 최상이다. 즉, 다양한 포장 타입을 최대 2가지 포장 재료로 구현할 수 있다. 생물 고분자 물질 포장 필름도 진행될 수 있다. 서클 주기가 최대 분당 215bar인 LTM-DUO는 매우 빠르므로, 시현 목적으로 속도가 감소된다면 참관객은 복잡한 순서들을 따를 수 있다. 그러면, 다중 복합단계 중 첫 번째 단계에서는 속 포장, 두 번째 단계에서는 겉 포장으로 전반적인 패키지가 매우 정밀하게 종이 또는 판지로 완성되는 방식에 놀라게 된다.
▲ 사진 2. 모든 포맷 부품이 자동으로 감지되고 태그를 기반으로 식별된다.
정밀 운행
도전 과제는 시스템 내에서의 다양한 이동인데, 높은 속도에서 각각 상호작용이 필요하다. 그러므로 엄격하게 조정되며 절대적인 신뢰성으로 이루어져야 한다. LoeschPack사는 중앙 주축을 사용하는 기계식 캠 제어 드라이브와 공급 전송과 같은 서보-드라이브 이동의 조합을 이룬다. 중앙 윤활 기능이 있는 메인 샤프트는 어셈블리가 고속에서도 메인 드라이브와 함께 모든 움직임과 결합된 상태를 엄격하게 조정하며, 양전자에 의해 구동될 수 있게 유지하는 특별히 계산된 프로파일로 강화된 기계식 캠을 특징으로 한다.
Krombholz는 “기계의 사용은 복잡하고 동일한 움직임이 늘 있으며, 오랜 세월 동안 높은 안전장치 작동 또한 요구된다. 장비의 평균 90%는 전 세계 수출용이기에 이러한 요구사항 역시 우리의 장비에도 적용된다”고 말했다.
▲ 사진 3. 소형 데이터 캐리어는 포맷 부품의 후미진 곳까지 완벽하게 고정된다.
몇 분 이내의 완벽한 포맷 변경
장비를 최대 활용하고 유연성을 확보하기 위해서는 빠른 포맷 변경이 필수이다. LoeschPack사는 다루기 어려운 메뉴 세팅과 조정 없이도 새로운 레시피, 바 사이즈 및 재료를 조정할 수 있기에 고정 장치가 있는 포맷 파트로 결정했다.
Christoph Krombholz는 “특별한 기술적 지식은 요구되지 않는다”며, “양입 렌치는 작업자가 설치자의 도움 없이도 몇 분 이내에 부품들을 조이고 교체할 수 있는, 작업자에게 꼭 필요한 툴이다. 이는 시간을 절약하고 높은 품질의 프로세스를 보장한다”고 말했다.
틀린 조정에 의해 생긴 편차는 포장 에러 또는 기계 멈춤과 같은 에러를 주도할 수 있기에 사실상 제거된다. 포맷 부품은 일반적으로 카트에서 분리된 채 기계에 제공된다. 이는 종종 차이점이 경미하고 육안으로 구별하기 어렵기 때문에 올바른 개요를 제공하고 혼동을 방지하게 된다. 또한, 짧은 다운타임으로 인해 처리량이 실질적으로 증가한다.
▲ 사진 4. 레벨 표시기와 비슷하게 SmartLight는 진행사항을 시각화 한다.
RFID를 이용한 자동 교체 부품 감지
발루프의 BIS U고주파 산업용 RFID 시스템은 교체해야 하는 부품을 자동으로 감지하고 식별하는 것을 보장한다. 부품 식별을 위해 메탈 라벨을 붙이는 대신, 접촉 없이 ID를 읽는 RFID 데이터 캐리어가 사용되어 UHF 판독/기록 헤드가 마모되지 않는다.
발루프의 산업 매니저인 Christine Hanke는 “조준 라인이 없거나 라벨이 더러워도 작동한다”고 설명했다.
BIS U 산업용 RFID 시스템의 주요 요소는 프로세서 유닛, 원편광을 지닌 한 개 또는 그 이상의 UHF 지향성 안테나, 그리고 이미 언급한 물체 식별용 트랜스폰더이다.
▲ 사진 5. UHF 안테나는 단일 판독으로 범위에 있는 데이터 캐리어를 감지한다.
기계 제어 장치는 자동으로 정보를 평가하고, 이에 상응하는 저장된 동작을 인식하고, 사용자에게 능동적으로 지원한다. IO-Link 인터페이스를 갖춘 LED 표시 라이트인 발루프 SmartLight는 변경될 때 가시적인 진행을 위해 색을 바꾸기에 꽤 먼 거리에서도 볼 수 있다. 이를 위해 이 SmartLight는 자유롭게 선택 가능한 라이트 강도로 다양한 범위의 색상을 제공한다. 이 시스템은 교체해야 하는 모든 부품들이 적절한 장소에 배치되거나 수리되었을 때만 가동된다. 이는 맞지 않은 부품으로 가동되어 발생하게 되는 기계 위험성을 예방한다.
▲ 사진 6. 한 번에 최대 4개의 안테나가 프로세서에 연결할 수 있다.
발루프의 Christine Hanke는 “SmartLight의 특별한 특징은 실질적으로 다루기 힘든 하드웨어 구성없이도 제어장치의 요구사항에 유연하게 적응할 수 있다는 것이다. 이는 시그널 타워 빛을 형성하기 위해 서로 다른 색깔의 모듈을 번거로운 방식으로 결합하는 것을 방지한다”고 말했다.
▲ 사진 7. IO-Link 마스터는 SmartLight를 자동화 시스템에 연결한다.
동시에, IO-Link 마스터를 통해 제어장치를 연결하는 것은 플러그-앤-플레이 설치 및 편리한 파라미터 세팅으로 오류 없는 작동 등과 같은 많은 유형의 IO-Link 장점들이 가능하게 된다.
발루프 UHF 시스템은 시스템 설계 속으로 자연스럽게 통합된다. 특히 7.1×3.1×13.1mm의 소형 데이터 캐리어는 완벽한 평면이며 돌출 없는 포맷 부품에 부착될 수 있다. UID code(Unique Identification)이라 불리는 고정된 시리얼 번호가 메모리에 있기에, 트렌스폰더가 메탈 표면에 부착되어 있어도 포맷 부품을 언제든지 분명하게 식별하게 된다. 이는 LoeschPack사의 중요한 요구사항 중 하나였다.
▲ 사진 8. POS에서 완벽한 외관을 위한 고품질의 판지 라벨
수동 데이터 캐리어는 UHF 판독/기록 헤드로부터 전원을 얻기에 그 자체에 전원 공급이 필요하지 않아 배터리도 필요 없다.
전자장치 및 안테나는 태그 속으로 통합되어 있다. 패시브 태그와 함께 UHF 솔루션은 최대 6미터의 범위와 높은 인식 신뢰성을 제공한다. 시스템은 데이터를 대량 수집이 가능하기에, 안테나 범위에서 교체 가능한 모든 부품을 공간적 방위에 상관없이 효율적으로 읽을 수 있다.
바코드와 같은 이전의 식별 방법과 비교할 수 있는 또 다른 신기술은, 태그에서 각 부품의 유효 수명과 같은 데이터를 판독할 수 있다는 것이다. 또 효율적인 배치를 위해 이 정보를 지속적으로 업데이트한다.
▲ 사진 9. 유연한 기계는 다양한 포맷을 제시한다.
▲ 사진 10. 고객은 포장 재료의 선택에 큰 유연성을 가진다.
발루프의 RFID 솔루션은 주파수 860~920MHz에서 운영되고, 글로벌 표준인 ISO 18000-6C뿐만 아니라 EPC Gen2 Class 1도 준수하기 때문에, 발루프 BIS U RFID 시스템과 함께 LTM-DUO는 글로벌 용도로 잘 갖추어지게 되었다. 추가적으로, 이 솔루션은 국제 표준 인터페이스를 사용하기에 기존에 설치된 장비에서도 큰 수고 없이도 개조될 수 있다.
글 Detlef Zienert 발루프
