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2차 포장 라인 구축으로 수제제품 생산의 유연성과 풍미 제공

유연한 단일 플랫폼 포장 솔루션, 수제 이탈리아 케이크의 세심한 취급과 민첩한 형상 전환 지원

Wyzwanie

  • Historic Italian bakery needed an upgrade path that balanced modern automation agility with delicate handling of its baked products

Rozwiązania

Wyniki

  • 공통 소프트웨어 환경
  • 로봇 작업대의 정밀함과 속도 요구사항을 충족하는 통합형 축 제어
  • 통합 모션을 갖춘 컨트롤러를 통해 업스트림 공정의 중단없이 신속하게 트레이 형상 전환 가능

이탈리아 발테리나의 모르베그노에서 1938년 설립된 가부세라(Galbusera)는 비스켓, 스낵, 크래커 등의 제과 제품을 생산하며 품질을 최우선으로 하는 기업입니다. 2014년 갈부세라는 오랜 세월 동안 밀라노의 대표적인 발효빵인 파네토네와 콜롬바 생산해 온 트레마리에(Tre Marie)인수하고 이 브랜드의 생산라인 현대화를 위한 투자 계획을 수립했습니다. 2018년 1월 이래로 트레 마리에의 파네토네와 콜롬바는 벨레소 벨리니에 위치한 새로운 공장에서 생산되어 왔습니다.

트레 마리에 제품은 오랜 시간과 섬세한 생산 과정이 요구되는 수제 제품이 가지는 고유한 풍미가 특징입니다. 칼부세라의 기술 디렉터 프랑코 론코니(Franco Ronconi)는 "파네토네나 콜롬바 하나를 생산하는데 72시간이 든다"며 공정이 고도로 자동화 되긴했지만 엔지니어들이 제품의 장인정신을 이어가고 있으며, 시간당 콜롬바는 1,800개, 파네토네는 2,200~2,400개를 만들어 포장을 한다”고 설명합니다.

도전과제

 갈부세라가 생산라인을 밀라노에서 새로운 공장으로 이동하는 과정에서 가장 공을 들인 부분은 발효 포장 공정이었습니다. 론코니는 “설치 후에도 지원을 제공할 수 있는 기술 공급업체를 모색하고 있었는데 라이브테크가 적절한 업체로 판명되었다”고 합니다.

 엔지니어링, 컨설팅 및 완전 포장 시스템 생산 전문업체 라이브테크는 파네토니와 콜롬바를 위한 2차 포장 공정을 위해 혁신적인 솔루션을 제안했습니다. 카드보드로 만든 형판으로 디스플레이 트레이를 형성하는 자동 포장 라인에 기반한 시스템이었습니다. 라인에는 포장된 제품을 트레이에 담는 로봇 3대가 포함됩니다.

 

 라이브테크(Livetech)지역 관리자 페데리코 스코르나이엔치는(Federico Scornaienchi)는 “이 디스플레이 트레이는 매장 직원이 디스플레이를 하기 위해 상자에 담긴 제품을 꺼낼 필요가 없는 대단히 스마트한 솔루션”이라며 "쿠베테( couvette)라 불리는 이 트레이는 제품을 즉시 확인할 수 있고 매장에 배치되는 즉시 최종 고객이 사용할 수 있기 때문에 배송업체와의 계약에 유리하며, 흥미로운 마케팅 도구가 될 수 있다"고 설명합니다.

 이뿐만 아니라, 2차 포장 공정에서, 이 새로운 솔루션은 기존에 갈부세라가 사용한 미국산 박스 대비 다양한 혜택을 제공합니다. 미국산 박스는 규격이 정해져 있지만, 새로운 트레이는 카드보드 형판으로 만들어져 다양한 형태의 트레이 모델을 만들 수 있기 때문에 훨씬 더 유연합니다. 또한 추가적인 바닥판과 칸막이가 필요하지 않기 때문에 2차 포장에 사용되는 소재를 절약할 수 있습니다.

 이를 통해 갈부세라는 2차 포장의 개념을 완전히 바꾸기로 했습니다. 프로젝트에서 라인의 민첩성과 관련된 가장 큰 해결과제는 갈부세라의 매장에 맞게 배치를 구현하고 펠렛 요구사항을 충족하는 것이었습니다. 스코르나이엔치는 “판매 단위와 펠렛 당 갯수를 그대로 유지해야 했다"고 설명합니다. 완제품을 취급하는 것 또한 라이브테크와 갈부세라가 해결해야 하는 또 다른 과제였습니다. 론코니는 “2차 포장 라인과 각 이송 단계에서 제품을 이동하는데 심각한 제약이 존재했다”며 “제품이 포장된 상태에서도 형태나 모양을 유지해야 했다. 마리에의 파네토니와 콜롬바는 높은 품질로 잘 알려져 있기 때문에, 고객들은 포장 단위에 상관없이 모든 제품에서 동일한 품질을 기대한다”고 설명합니다.

 로봇은 카톤에 담긴 제품을 트레이로 이동하는 것 이외에도, 매장 판매용으로 만들어진 액체형 제품을 이동해야 했습니다. 스코르나이엔치는 “액체가 포함된 제품의 경우, 파우치에 담겨 있기 때문에 이동할 때 카톤 박스에 포장된 제품보다 더 많은 주의가 필요했다. 처음에는 로봇이 작업자가 직접 수작업을 할 때처럼 섬세하게 작업을 수행할 수 있을까 걱정을 했다"고 합니다. 그는 “특수 그립 툴과 첨단 제어 설정 덕분에, 로봇은 제품을 섬세하게 다루어 두 경우 모두에서 제품의 품질을 유지할 수가 있었다”고 설명합니다.

솔루션

 라이브테크는 갈부세라가 트레이의 형상을 만들고 제품을 담아 닫을 수 있도록 다형상 라인을 설계했습니다. 첫 번째 스테이션에서는 카드보드로 형상을 만드는 자동 장치가 있습니다. 이 라인의 핵심인 3대의 로봇들이 주요 포장 기계에 연결된 컨베이어 벨트에서 정확한 수의 제품을 들어 올려 트레이에 담습니다.

 제품(케이스 또는 파우치)의 포장 단위에 따라 다른 그립 툴이 사용됩니다. 형상을 전환할 필요가 생기면, 로봇은 작업자 쪽으로 회전을 하고, 작업자는 그립 장비를 교체합니다. 그리고 난 후, 트레이는 중량 파라미터를 확인하는 칭량 스테이션으로 이동됩니다. 트레이에 올바른 수량의 제품이 담겨 있으면, 트레이는 다음 로봇 작업대로 이동을 하고, 로봇은 카드보드 형판의 가장자리에 접착제를 바르고 네개 면을 접어 경계를 형성합니다. 그런 다음, 상단에 다른 카드보드를 올려 제품을 덮고, 만들어진 트레이를 3개씩 쌓아 팔렛 스테이션으로 보냅니다.

라이브테크가 구현한 자동화 아키텍처는 로크웰 오토메이션의 Allen-Bradley® CompactLogix™ 1769-L36 컨트롤러 (PAC)에 기반합니다. 이 자동화 플랫폼은 공통 소프트웨어 환경을 사용하고 로봇 작업대의 정밀함과 속도 요구조건을 충족하는 통합형 축 제어가 포함되어 갈부세라 공장이 설치 및 기동 시간을 극소화하는데 도움을 주었습니다.

2대의 Allen-Bradley Kinetix® 5500 서보 드라이브가 컨트롤러에 연결되었고, Allen-Bradley Kinetix 단일 케이블 VPL 서보 모터 가 이 서보드라이브들에 연결되었습니다. Allen-Bradley PowerFlex® 525 가변속 인버터 1대, Allen-Bradley PanelView™ Plus7 그래픽터미널 1대, 그리고 다수의 Allen-Bradley POINT I/O™ 모듈로 통합아키텍처가 완성되었습니다.

  전원 시스템 역시 로크웰 오토메이션의1606 Series-XLS Switched-Mode 전원공급장치에 기반합니다. 스코르나이엔치(Scornaienchi)는 “로크웰 오토메이션과 라이브테크는 품질, 통합 및 사용의 편의성을 위해 각 애플리케이션에 올바른 기술을 선택해야 한다는 면에서 같은 가치를 추구한다”며 “CompactLogix 플랫폼은 유연한 다형상 라인을 구축하는데 도움을 주었다”고 말합니다.

품질, 통합 및 사용 편의성은 특정 애플리케이션에 적합한 기술을 선택할때, 로크웰 오토메이션이 공유하는 가치입니다. CompactLogix 플랫폼은 유연한 멀티포맷(Multi-Format)라인을 구축하는데 도움이 되었습니다.

결과

 라이브테크와 록크웰 오토메이션 덕분에, 갈부세라는 이제 제품의 품질을 타협하지 않고 보다 자동화된 2차 포장 공정을 보유하게 되었습니다. 론코니는 갈부세라의 프로젝트에서는 가치를 발하는 곳에 자동화가 적용되었다고 지적합니다. 그는 “작은 규모의 배치의 경우, 2차 포장은 여전히 수작업으로 이루어진다”며 "작업자들은 라인을 제어하고 감독할 수가 있다"고 말합니다.

 로크웰 오토메이션의 플랫폼은 2차 포장 라인의 유연성을 향상하는데도 도움을 주었습니다. 론코니는 “처음에는 트레이를 표준화하려고 했었지만 시스템을 개발하면서 생각이 바뀌어 포함될 제품의 수에 따라 트레이 바닥을 조정할 수 있는 유연한 솔루션을 선택했다”고 설명합니다.

 통합 모션을 제공하는 CompactLogix PAC는 작업자들이 업스트림 공정을 중단할 필요없이 형상을 보다 신속하게 전환할 수 있도록 해줍니다. 공정 전반에서 제품을 올바르게 보호 및 취급하는 것은 갈부세라에게 대단히 중요한 문제입니다. 라이브테크와 로크웰 오토메이션 덕분에, 이 이탈리아 기업은 콜롬바와 파네토니를 완벽한 상태로 고객에게 배송한다는 목표를 달성할 수 있었습니다.

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