로봇의 도움을 받아 장미를 심는 일은 벌써 오래 전부터 가능했습니다. 하지만 Aventec 설립자인 존 반 드 벤(John van de Ven)은 이 기술을 한 단계 더 발전시켰습니다. 그는 훼스토를 파트너로 삼아 최신 기술과 혁신을 활용하고 있습니다. 그리고 VTUX 밸브 터미널은 여기에 딱 맞는 제품입니다.
전기 엔지니어인 반 드 벤은 로봇과 이미지 처리에 매우 익숙하며 Aventec과 함께 다양한 공정 자동화 프로젝트를 실현하고 있습니다. 2013년 아벤텍 초창기에 반 드 벤은 주로 중간 프로젝트 관리 업무를 맡았습니다. 오늘날 그는 온실 원예를 주제로 많은 것을 개발하고 있습니다. 지금은 없어진 전 직장의 고객들이 그에게 문의를 해 왔고 얼마 지나지 않아 그는 화분 장미를 재배하는 기계로 한창 일하게 되었습니다. 이 기계들은 몇 년 동안 운용되어 왔기 때문에 정비 및 수리가 시급한 상태였습니다. 초기 검토 후, 그 이상의 기능이 필요하다는 것이 밝혀졌고 반 드 벤은 개발에 착수했습니다.
“이 절단 기계의 연속성을 보장하기 위해, 기계는 새로운 구성 요소로 개조되어야 했습니다. 사용된 부품 중 상당수는 이미 사용 수명이 다한 상태였습니다. 그리고선 훼스토 CPX-E plc 플랫폼으로 제어되는 최신 서보 기술로 기계를 재설계하기로 결정했습니다. 최신 이미지 처리 시스템과 함께 말이죠.” 고객이 앞으로도 오랫동안 신뢰할 수 있는 빠르고 안정적인 기계를 만들기 위해 많은 부품을 처음부터 다시 프로그래밍해야 했습니다.
납품 관리를 개선하고 향후 기계의 안정성을 높이기 위해 그는 직접 기계를 제작하기로 결정했습니다. 복잡성에 대한 이해를 돕기 위해 기계가 정확히 어떤 기능을 하는지 간략하게 설명하겠습니다. 라인이 시작하는 곳에서 장미 가지를 수작업으로 운반 시스템에 겁니다. 각 삽수는 홀더에 걸려서 처리 셀 중 하나로 운반됩니다. 거기서 그들은 비전 시스템 앞에 위치하며, 180도로 회전하여 3D 스캔을 생성합니다. 이로 인해 최적의 삽수가 생성됩니다. 그런 다음 로봇이 이를 크기에 맞게 자르고 새 화분에 직접 심습니다. 이 모든 일은 매우 빠른 속도로 매우 정확하게 이루어집니다. 4개의 '커팅 스테이션'을 갖춘 전체 기계는 시간당 최대 5,200개의 꺾꽂이 가지를 자르고 심을 수 있습니다.
반 드 벤은 기계를 개발하면서 훼스토와 접촉하게 되었습니다. “처음부터 다양한 영역을 선택하고 통합하는 데 도움을 받았습니다. 돌려서 자르는 것이 가장 흥미로운 부분입니다. 훼스토의 구성 요소로 이를 어떻게 구현할 수 있는지 알아보기 위해 장미 가지와 그 홀더를 델프트(Delft)에 있는 훼스토 개발 센터로 보냈습니다. 일주일 후 개발팀으로부터 최신 결과가 담긴 비디오를 받았습니다. 저는 일주일 만의 발전 정도에 놀랐습니다! 그런 다음 훼스토 구성 요소로 테스트 모듈을 구축하기 시작했고 모듈을 직접 볼 수 있도록 고객을 초대했습니다.”
반 드 벤은 단일 공급업체에서 최대한 많은 구성품을 조달하고자 합니다. “가능하면 훼스토를 사용합니다. 그렇지 않아 문제가 발생할 경우, 공급업체가 서로를 비난할 위험이 있습니다. 그 결과 피해를 보는 것은 바로 최종 고객입니다. 이제 모듈에는 훼스토의 리니어 가이드와 공압 장치, PLC, HMI 및 밸브 터미널이 포함됩니다. 이제 새로 개발한 모듈로 전체 기계를 업그레이드하여 가동에 들어갔습니다. 이미지 처리를 위해 계산 처리 능력이 필요하므로 각 모듈에는 자체 PLC가 있습니다. 메인 제어 시스템에는 HMI와 새로운 밸브 터미널을 사용했습니다. 기계 개발 과정에서도 훼스토의 제품 개발은 평소대로 계속 진행되어 최신 HMI로 전환할 수 있었습니다. 그때까지 이전 세대에서 해오던 작업을 새 세대로 옮기는 일은 의외로 쉬웠습니다. 플랫폼은 훨씬 더 빨라졌고 구조는 그대로 유지했습니다.” 이 과정에서 반 드 벤은 훼스토의 지원이 매우 유용하다는 것을 알게 되었습니다. “훼스토는 특정 솔루션에 대한 필요성을 고려합니다. 공압으로도 기능을 수행할 수 있는데 왜 스테퍼 모터를 사용해야 할까요?”
반 드 벤이 장미 꺾는 기계에 사용하는 가장 특수한 구성품 중 하나는 훼스토의 새로운 VTUX 밸브 터미널입니다. 훼스토의 예뢴 홀트(Jeroen Holt)가 이 밸브 터미널 기술에 대해 자세히 설명합니다. “이 터미널의 특별한 점은 분산형 및 중앙형 기계 설치에 모두 적합하다는 것입니다. 이 경우, 이 컨트롤러는 분산형입니다. 이 터미널은 별도의 제어 캐비닛에 보관할 필요 없이 IP 보호 등급 덕분에 개방된 공간에도 간단히 설치할 수 있습니다. 또한 이전 제품보다 설치 공간이 훨씬 작은 매우 컴팩트한 제품으로 설계상 큰 이점을 제공합니다.” 반 드 벤이 분산형 제어 시스템을 사용하기로 결정한 이유는 무엇보다 배선 수고가 줄어들어 “연결 지점이 있는 센서에 더 가까이 다가갈 수 있고”, 제어 캐비닛의 IO가 줄어들어 제어 캐비닛의 공간이 줄어들고 따라서 제어 캐비닛에서의 작업도 줄어든다는 점 때문이었습니다. "케이블을 교체해야 하는 경우에도 클레비스를 통해 캐비닛으로 들어갈 필요 없이 VTUX 터미널로 바로 연결할 수 있습니다."
반 드 벤은 초기 개발 과정에서 VTUX의 이전 모델인 VTUG로 작업했다고 말합니다. “이 제품은 알루미늄 베이스 플레이트가 있고 개별 부품으로 분해할 수 있습니다. 이러한 후속 개발을 통해 VTUX는 밸브 터미널의 미래가 될 것입니다."라고 그는 고개를 끄덕입니다. “이 VTUX는 더 다양하고 가벼워졌습니다.” 내부 직렬 소켓 덕분에 최대 128개의 밸브 기능을 할당할 수 있습니다. “모든 밸브와 모든 센서를 개별적으로 연결할 필요가 없습니다. 에어, 전류 및 통신 터미널에 한 번씩 갑니다. 이전에는 모든 것을 수용하기 위해 두 개의 제어 캐비닛이 필요했지만 이제는 캐비닛 하나로 충분합니다. 분산형 제어 시스템 덕분에 모든 것이 서로 독립적으로 운영될 수 있습니다.”
반 드 벤에 따르면 가장 큰 부가가치는 시간 절약입니다. “작업 시간을 절약할 수 있어 구매 비용이 매우 빠르게 상각됩니다.” 홀트와 반 드 벤은 데이터 통신에 대한 정보도 언급하고 싶었습니다. 새로운 훼스토 자동화 플랫폼 CPX-AP-A는 구성 요소 간 빠르고 오류 없는 IO를 위한 다양한 통신 옵션과 확장된 진단 기능을 제공합니다. 홀트: “예를 들어 센서 중 하나에서 케이블이 끊어지면 끊어진 지점을 즉시 확인할 수 있습니다.” 또한 “모든 태그가 VTUX로 판독되므로 사용자가 직접 할당하기만 하면 됩니다.”라고 그는 설명합니다. 반 드 벤은 기계당 9개의 새로운 밸브 터미널을 사용합니다. 각 장미 커팅 모듈에는 터미널이 상단에 하나, 하단에 하나 그리고 본체에 하나 있습니다.
속도는 필요한 힘과 스트로크에 결정적인 영향을 미치는 경우가 많습니다. 하지만 더럽고 먼지가 많은 환경에서 작업하기 때문에 실린더의 오염도 고려해야 합니다. VTUX의 IP 67 등급은 이러한 적용 분야의 작동 조건에서 중요하고 결정적인 요소입니다.
반 드 벤은 2023년 11월 VTUX의 첫 고객 중 한 명이었습니다. “훼스토가 이런 제품을 개발한다면 바로 사용하고 싶지는 않을 것 같습니다. 에슬링겐(Esslingen)에 있는 공장에 가본 적이 있습니다. 모든 것이 얼마나 철저하고 광범위하게 테스트되는지 보면 훼스토 팀에 대한 전적인 신뢰가 생깁니다.” 홀트와의 협업도 매우 순조롭게 진행되고 있습니다. “제가 필요한 것을 보여주면 예뢴이 방법을 제시합니다. 우리는 함께 기계 전체를 살펴봤습니다. 그런 다음 무엇을 할 것인지 함께 결정하면 그가 답변과 추가적인 정보를 가지고 돌아옵니다. 우리는 10년 후에도 기계가 여전히 작동하기를 원하기 때문에 사용 수명을 예상하는 것이 중요하며, 예뢴은 새로운 개발에 대해 우리와 함께 고민하고 있습니다.” 홀트도 동의하며 고개를 끄덕입니다. “남의 생각을 이해하는 것이 정말 중요하며, 전체 프로세스를 파악한 다음 솔직한 질문을 통해 기본적인 아이디어부터 시작합니다. 저는 그렇게 하는 걸 좋아합니다.”
반 드 벤은 만족스러워합니다. “전체 프로세스 속도를 높이기 위해 자체 알고리즘을 개발했습니다. 이를 위해서는 기존 시스템보다 더 많은 계산 처리 능력이 필요했습니다. 그리고 그 이상의 성과를 거두었습니다. 또한 동시에 실행되는 두 개의 고유한 프로세스를 분리하고 싶었습니다. 이를 위해 PLC에 각각 고유한 코어가 있는 두 개의 대기열이 있습니다. 사이클 타임은 여전히 중요하며 앞으로도 계속 중요할 것입니다. 현재 4밀리초를 달성했으며 2밀리초를 목표로 하고 있습니다.”
Aventec은 기계를 설계, 제작 및 운용하는 기계 엔지니어링 회사입니다. 원예용 자동화 솔루션을 전문으로 하는 Aventec은 기술 솔루션을 개발하고 설계, 프로토타입 제작, 엔지니어링부터 시운전까지 전기적, 기계적, 소프트웨어 측면에서 이를 구현합니다.
네덜란드 헤이쉬(Heesch)에 위치한 자체 정비소에서 Aventec은 고객에게 종합적인 지원을 제공하는 데 필요한 모든 전문 분야를 제공합니다.