네덜란드에 본사를 둔 엔지니어링 회사의 대표 중 한 명인 바우케 반 덴 아커(Bauke Van den Akker)와 그의 동료인 루렌스(Lourens)는 엔지니어 중 한 명입니다. 루렌스는 공식 명칭은 '바스켓 로딩/언로딩 기계(basket loading/unloading machine)'이며, 이 흥미로운 네덜란드 기술 작품이 목적지인 코트디부아르까지 긴 여정을 시작할 때 문서에도 이 명칭을 사용할 것이라고 설명합니다. 아폴로 엔지니어링의 고객은 전 세계에서 왕성한 활동을 하기 때문에 인도네시아나 뉴질랜드가 목적지가 될 수도 있었을 것입니다.
이름에서 알 수 있듯이 이 기계는 바스켓을 적재하고 하역하는 데 사용됩니다. 바스켓은 캔으로 채워져 있으며, 내용물은 위생적으로 오래 보관하기 위해 멸균 처리해야 합니다. 멸균은 오토클레이브의 고압과 증기를 사용하여 이루어집니다. 이 과정이 완료되면 오토클레이브에서 캔이 담긴 바스켓을 제거하고 캔을 내립니다.
이전에는 최종 고객이 바스켓과 캔을 수작업으로 처리해야 했습니다. 각 캔의 무게는 내용물을 포함해 약 1kg이며, 바스켓에는 크기에 따라 최대 400개의 캔을 담을 수 있으며, 중간 시트를 사용하여 서로 겹쳐서 쌓을 수 있습니다. 고객은 이 지루한 공정을 자동화할 수 있다고 생각했고, 이전에 아폴로 엔지니어링(Apollo Engineering)과 좋은 경험을 쌓은 바 있어 이 과제를 맡겼으며, 그 결과 자동 바스켓 적재/하역 기계가 탄생했습니다.
본 모듈형 기계에서는 캔이 컨베이어 벨트를 통해 자동으로 공급됩니다. 캔은 스토퍼에 부딪히며 전체 층을 채울 수 있을 만큼의 캔이 모이면 새로 들어오는 캔은 멈춥니다. 그런 다음 모인 층은 스마트하게 숨겨진 솔레노이드 플레이트에 도달할 때까지 계속 이송되어 정렬됩니다. 수직 이동을 위해 Festo 공압 실린더를 사용하는 솔레노이드 플레이트는 전체 레이어를 픽업하여 '준비된' 바스켓의 중간 플레이트에 놓습니다. 캔 층은 다시 중간 시트로 덮여 있으며, 진공을 사용하여 집어 올려져 내립니다. 바스켓이 가득 찰 때까지 이 과정을 반복합니다.
중간 시트의 '진공 취급(vacuum handling)'을 위해 이 시스템에는 통합 IO-Link® 진공 센서로 진공 수준을 능동적으로 모니터링하는 OVEM 진공 발생기가 장착되어 있습니다. 공기 절약 기능은 설정된 진공 수준에 도달하는 즉시 압축 공기를 차단합니다. 이를 통해 압축 공기 소비를 최소화하여 기존 진공 발생기에 비해 최대 80%까지 절감할 수 있습니다.
바스켓에 캔이 채워지면 바스켓은 체인 컨베이어로 이동합니다. 이렇게 하면 다음 바스켓을 넣을 공간을 확보할 수 있습니다. 하지만 채워진 바스켓을 오토클레이브로 옮겼다가 다시 꺼내는 것이 끝이 아닙니다. 프로젝트 설계 단계에서 아폴로 엔지니어링은 가득 찬 바스켓을 끄는 것은 큰 노동력이 필요하기 때문에 이러한 이송을 신중하게 고려했습니다. 그리고 전기 구동식 교차 브레이스(cross-brace)의 형태로 이에 대한 해결책도 찾아냈습니다. 교차 브레이스는 바스켓 로딩/언로딩 기계에서 오토클레이브까지 최대 5개의 상호 연결된 바스켓으로 구성된 '기차'를 운반할 수 있습니다. 멸균 과정이 끝나면 교차 브레이스가 바스켓을 다시 설치 장소로 가져옵니다.
기계를 통해 캔을 바스켓에 삽입하는 것 외에도 두 번째 기능은 캔을 다시 제거하는 것입니다. 이 작업은 시스템의 반대쪽에서 수행되며 단계가 역순으로 실행됩니다. 세부 구조는 다르지만 실제로는 기능적으로 동일한 두 개의 모듈이며, 그 사이에 빈 바스켓을 보관할 수 있는 중간 수납 공간이 있습니다.
아폴로 엔지니어링은 모듈식 설계를 선호하지만, 바우케 반 덴 아커는 대부분의 설계가 다른 작업에 사용하기 위해 어느 정도의 맞춤혈 설계가 필요하다고 인정합니다. 하지만 그는 또한 이로 인해 모듈을 더 쉽게 구축할 수 있다고 강조합니다. 분산형 입/출력 신호 처리의 적용은 모듈화를 위한 브레이스와 직접적으로 관련이 있습니다. 루렌스는 이 접근 방식을 절대적으로 지지하며 내부적으로도 이 접근 방식을 지지합니다. "이 프로젝트를 위해 설치해야 하는 컨베이어 시스템을 보면 원격 입/출력를 포함한 모든 구성 요소를 간단히 플러그인하고 연결할 수 있을 때 얼마나 더 좋은지 알 수 있습니다. 모든 것을 준비한 다음 플러그를 꽂기만 하면 끝입니다."
"이로써 케이블을 많이 절약할 수 있습니다."라고 바우케 반 덴 아커는 설명하며, 루렌스는 "우리는 항상 어떻게 하면 디자인을 최대한 단순하게 유지할 수 있는지 자문합니다."라고 덧붙입니다 센서는 유선으로 연결해야 하는데, 이 문제를 해결할 수 있는 방법이 없었는데 Festo의 CPX AP-I이 그 역할을 해냈습니다."
아폴로 엔지니어링은 항상 Festo의 CPX 밸브 터미널을 많이 사용해 왔습니다. 모듈식 아키텍처를 통해 버스 노드, 원격 I/O 및 밸브를 단일 모듈식 구성 요소로 통합할 수 있습니다. 즉, 이러한 밸브 단자는 중앙 집중형 및 분산형으로 사용할 수 있으며 입력, 출력 및 공압 액추에이터와 같은 모든 장치를 직접 연결할 수 있습니다. 하지만 이것이 '바스켓 로딩/언로딩 기계'에 가장 적합한 기술일까요?
이 애플리케이션을 위해 Festo는 아폴로 엔지니어들에게 새로운 분산형 I/O 플랫폼 CPX AP-I을 소개했으며, 이 플랫폼은 Festo의 I/O 모듈과 분산형 밸브 터미널을 모든 공통 제어 아키텍처에 유연하고 확장 가능하게 연결해줍니다. CPX-AP-I 기술을 사용하면 기계의 크기와 레이아웃에 맞는 모듈식 분산형 설계가 가능합니다. 루렌스는 다음과 같이 덧붙입니다. "예를 들어 CPX AP-I을 사용하면 두 개의 디바이스를 가지고 한 디바이스에는 4개의 센서를, 다른 디바이스에는 2개의 센서를 연결할 수 있습니다. 기계에 걸고 조립식 케이블에 연결하기만 하면 끝입니다." 바스켓 로딩/언로딩 머신의 VTUG 밸브 단자에도 CPX-AP-I 플랫폼과 동일한 내부 AP 버스가 있어 시스템에 간편하게 문제 없이 통합할 수 있습니다.
바우케 반 덴 아커는 분산형 CPX AP-I 플랫폼이 아폴로 엔지니어링의 업무 방식을 어떻게 지원하는지도 잘 알고 있습니다. "실제로는 전원 공급 장치를 연결하고 연결하기만 하면 됩니다. 필요한 I/O 단자와 밸브 단자를 사용하여 아폴로 엔지니어링에서 셋업하는 동안에 기계의 다양한 작업을 완벽하게 준비할 수 있습니다. 해당 현장의 배선이 최소화됩니다."
"이는 Apollo와 Festo의 상호 신뢰가 얼마나 큰지 보여줍니다."라고 루렌스는 설명합니다. "공급업체와 비즈니스를 하는 것도 중요하지만 사람과 비즈니스를 하는 것도 중요합니다." 반 덴 애커는 다음과 덧붙입니다. "우리는 Festo의 직원들과 긴밀하게 협력하고 있으며, 이는 우리에게 매우 중요한 일입니다. 우리는 훌륭한 지원을 받고 있으며 그들은 항상 우리를 기꺼이 도와주고 기꺼이 우리를 찾아옵니다."
이것이 바로 루렌스의 말처럼 규모가 크지 않아 신속하게 대응할 수 있는 아폴로 엔지니어링에 Festo가 딱 맞는 이유입니다. 공급업체는 이러한 속도를 따라잡을 수 있어야 합니다. "그리고 제품도 훌륭합니다."라고 바우케 반 덴 아커는 웃으며 덧붙입니다. "우리는 항상 고객이 우리와 함께할 수 있도록 일을 잘 하려고 노력합니다. 고객은 품질을 요구하며, 저희는 우수한 브랜드와만 협력하여 고객에게 품질을 제공합니다. Festo가 그 좋은 예이며, 브랜드 관계자와의 좋은 소통에 감사드립니다. 최고 수준의 서비스입니다."
분산형 IO 시스템 CPX-AP-I을 사용하면 Festo의 입/출력 모듈과 분산형 밸브 터미널을 EtherCAT®, PROFINET, PROFIBUS 및 이더넷/IP를 통해 모든 일반 제어 시스템(PLC 시스템)에 유연하고 확장성 있게 연결할 수 있습니다. 단일 버스 노드에서 최대 79개의 제품을 상호 연결할 수 있으므로 상당한 비용을 절감할 수 있습니다. 다양한 모듈은 IP65/IP67 등급으로 최대 50미터 간격으로 배치할 수 있으며, 모두 실시간 통신이 가능합니다. 적합한 기계 아키텍처로 비용을 절감하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.
VTUG 밸브 블록과 같은 밸브 단자는 통합이 용이하며 그 위에 있는 PLC가 변경되더라도 공압 제어 체인이 동일하게 유지되도록 합니다. IO-Link Master를 AP 기술에 통합할 수도 있습니다. 이를 통해 시운전 및 진단을 위해 IO-Link®를 통해 지능형 구성 요소와 실시간으로 통신할 수 있습니다(예: 이 애플리케이션에 사용된 OVEM 진공 발생기). Festo Automation Suite용 플러그인을 사용할 수 있으며, Festo의 IoT 게이트웨이 CPX-IOT를 통해 클라우드 시스템과 상태 데이터를 교환할 수 있습니다. 다음 문서에서 원격 I/O의 기본 사항에 대해 자세히 알아보세요: 원격 I/O란 무엇인가요?