서보 프레스 최적화의 스마트한 길

10여 년 전 자동차 시장에서 서보 프레스의 사용이 폭발적으로 증가했던 때를 기억합니다. 서보 구동 프레스의 출현은 새로운 다중 모델, 다중 플랫폼 차량 생산 시설의 요구 사항과 이와 관련해 티어 공급업체에게 요구되는 요구 사항을 충족하기 위해 자본 효율성, 제조 유연성 및 품질을 개선해야 하는 필요성과 겹쳤습니다.

장비 제조 업체들은 기존의 플라이휠 클러치 기계 시스템을 서보 구동 설계로 대체하여 프레스 공장의 유연성과 성능을 높였고,

이후 오늘날까지 빠르게 발전해 왔습니다. 유연한 제조와 다중 모델 차량 생산이 일반화되었고, 경량 금속, 기타 새로운 복합재, 제품 구조 그리고 JIT(Just In Time) 및 JIS(Just In Sequence) 납품을 요구하는 생산 빌드 일정에 따른 정기적인 조정을 해결하기 위해 민첩성 향상에 대한 요구가 점점 커지고 있습니다.

프레스 부품 제조 업체나 서보 프레스 제조 업체가 이러한 트렌드를 따라잡으려면 어떻게 해야 할까요? 이는 제어 시스템 기능과 설계 철학에 달려 있습니다.

구성 가능 제어 시스템의 미학

서보 프레스가 시장에 출시되기 전에 장비 램의 모션은 스트로크 사이클 중의 일정한 모터 속도의 함수였습니다. 서보 기술이 등장하면서 스트로크 전체에 걸쳐 램 모션 프로파일을 구성할 수 있게 되어 소재 및 부품 구조의 요구 사항을 더욱 효과적으로 충족할 수 있게 되었습니다. 다시 말해, 프로세스의 모든 지점에서 램의 속도, 가속 및 위치를 독립적으로 제어할 수 있습니다.

복잡한 부품과 특수 최신 소재의 요구 사항에 따라 디지털 방식으로 모션 프로파일을 제어하면 프레스의 성능, 정밀도 및 “직행(first time through)” 품질을 향상시킬 수 있습니다.

또한 서보 기술은 기계적인 프레스 교체에 내재된 다양한 조정을 대체하여 민첩성을 향상시킵니다. 다이를 교체하는 것 외에도 레시피 기반 작업자 인터페이스를 사용하여 디지털 방식으로 수정을 완료하거나 MES 스케줄링 시스템에서 직접 수정을 수신할 수 있습니다.

개방형 설계를 통한 가능성 확장 

하지만 새로운 요구 사항이 발생할 때 서보 프레스를 얼마나 쉽게 지원할 수 있을까요?

제한된 수의 모션 프로파일을 제공하고 독점적인 "블랙박스" 기술에 기반하는 일부 제어 시스템에서는 지속적인 유연성을 확보하는 것이 어렵습니다. 애플리케이션 코드가 "잠겨"있기 때문에 조정하려면 일반적으로 제어 시스템 공급업체의 지원이 필요하기 때문에 추가적인 시간과 비용이 발생합니다.

최근에 우리는 기존 시스템에 대한 비용 효율적인 대안으로 개방적이고 구성 가능한 설계 개념에 기반한 스마트 서보 프레스 솔루션을 개발했습니다. 기성 제어 시스템 구성요소 및 기술에서 파생된 이 솔루션을 통해 사용자는 프로세서 메모리에 의해서만 제한되는 무한한 수의 모션 프로필을 구성할 수 있습니다.

모터 선택의 폭 확대. 맞춤화 향상. 

개방적이고 구성 가능한 설계가 중요한 만큼 서보 프레스 설계의 역학에 맞는 모터를 적용하여 성능을 극대화하는 것도 중요합니다. 그러나 일부 서보 프레스 제어 시스템은 구성 가능성뿐만 아니라 사용 가능한 모터 옵션에서도 경직되어 있습니다. 유일한 선택이 필요한 것보다 크거나 애플리케이션에 최적화되지 않은 모터뿐이어서 비용을 증가시키고 성능에 영향을 주며 기계의 에너지 효율을 저하시킬 수 있습니다.

반면에, 더욱 스마트한 서보 프레스 접근법을 선택하면 여러 모터 공급업체의 다양한 모터 유형을 사용할 수 있는 제어 솔루션을 구축할 수 있습니다.

또한 다양한 모터 옵션을 통해 애플리케이션에서 필요로 하는 정확한 토크, 속도 및 기타 특성에 따라 프레스를 훨씬 쉽게 조정할 수 있습니다.

프레스를 넘어서는 제어 통합

스마트 서보 프레스 솔루션은 로직, 모션 및 안전 제어에 단일 제어 플랫폼을 사용하여 장비 설계 속도를 높입니다. 또한 작업자들은 통합 플랫폼을 통해 안전을 포함한 모든 장비 이벤트를 더욱 효과적으로 모니터링할 수 있습니다.

안전 기능 측면에서 스마트 서보 프레스 솔루션은 프레스 이상으로 확장되어 스태커, 디스태커, 디코일러, 로딩 및 언로드 자동화 같은 FOL(Front Of Line) 및 EOL(End Of Line) 툴링을 포함할 수 있습니다. 이 장비는 소규모 애플리케이션에서 프레스를 실행하는 동일한 컨트롤러에 통합되거나 EtherNet/IP를 통해 프레스 컨트롤러와 연동 및 동기화될 수 있습니다. 따라서 FOL(Front Of Line) 또는 EOL(End Of Line) 툴링은 프레스 컨트롤러 프로젝트에서 동일한 고급 안전 모션 명령과 프로파일을 활용할 수 있습니다.

그 결과 작업자를 보호하고 운영 및 유지 보수가 더 쉬운 단일 통합 솔루션을 구축할 수 있습니다.

지속적인 최적화의 힘

서보 프레스는 자동차 제조 환경에서 수십 년 동안 작동할 수 있습니다. 스마트 서보 프레스 솔루션은 현재뿐만 아니라 장비의 긴 수명 주기 전체에 걸쳐 성능을 최적화합니다.

예를 들어, 스마트 서보 프레스는 예측 유지 보수 기능이 포함된 가변 주파수 드라이브 같은 스마트 장비의 기능을 활용할 수 있습니다. 또는 상태 모니터링 기능을 통합해 자산 활용과 성능을 향상시킬 수 있습니다.

또한 스마트 서보 프레스는 최첨단 분석 플랫폼과 머신 러닝을 이용해 성능 편차를 신속하게 파악하고 지속적인 개선을 보장합니다. 스마트 서보 프레스 제조 업체들은 증강 현실(AR)과 기타 최첨단 디지털 기술을 통해 유지 보수와 교육을 간소화하는 방법도 찾고 있습니다.

장비나 프로세스를 차별화하고 디지털 가치를 창출하는 방법은 당신의 상상력에 달려 있습니다.

스마트 자동차 제조를 지원하는 서보 프레스 솔루션에 대해 자세히 알아보십시오.