완벽한 포장을 위한 민첩한 로보틱스

완벽한 포장을 위한 민첩한 로보틱스

로보틱스 통합과 관련된 도전과제를 해결하면 생산 라인을 간소화하고 로보틱스와 자동화 투자로부터 최고의 가치를 확보할 수 있습니다.

로봇이 공장 및 시설을 가동하는 제어 시스템과 통합된 것을 상상할 수 있습니까? 통합 로보틱스는 로봇을 제어하는 단일 라인 또는 셀 컨트롤러로 정의됩니다. 이는 서보 모터, 드라이브, 학습 펜던트, I/O 등 전용 로봇 컨트롤러와 관련된 하드웨어 부품의 필요성을 줄일 수 있습니다.

 통합 로보틱스 기술은 장비를 설계하고 작동시키는데 획기적인 유연성을 제공합니다.이러한 방식으로, 단일 컨트롤러를 사용해 다수의 로봇을 제어하고 운영 효율성을 향상시키며 통합을 간소화할 수 있습니다.

통합 로봇 제어는 장비 성능을 향상시키고 유지보수 비용을 절감해주는 동시에 제조 유연성과 성과 향상 등의 혜택을 제공합니다. 유구한 역사를 가진 이탈리아의 한 제과업체는 민첩한 로봇이 사용되는 유연한 포장 라인의 제작을 의뢰했습니다. 그 결과, 제품의 품질을 유지하며 더 큰 유연성을 확보할 수 있게 되었습니다.

 

갈부세라의 파네토네와 콜롬바를 위한 2차 포장 솔루션은 카드보드로 만든 형판으로 디스플레이 트레이를 형성하는 다형상 라인입니다. 이 라인에는 포장된 제품을 트레이에 담는 전용 로봇 세 대가 포함됩니다.

고품질 이탈리아 케이크

식품 제조업체에게 품질 유지는 대단히 중요한 문제입니다. 이탈리아 발테리나의 모르베그노에서 1938년 설립된 갈부세라(Galbusera)는 품질을 최우선으로 하며 비스켓, 스낵, 크래커 등의 제과 제품을 생산하는 기업입니다. 2014년 갈부세라는 오랜 세월 동안 밀라노의 대표적인 발효빵인 파네토네와 콜롬바를 생산해 온 트레 마리에(Tre Marie)를 인수하고 이 브랜드의 생산라인 현대화를 위한 투자 계획을 수립했습니다. 2018년 1월부터 트레 마리에의 파네토네와 콜롬바는 벨레소 벨리니에 위치한 새로운 공장에서 생산되고 있습니다.

 트레 마리에는 수제 베이커리의 고유한 풍미로 잘 알려져 있습니다. 칼부세라의 기술 디렉터 프랑코 론코니(Franco Ronconi)는 "파네토네나 콜롬바 하나를 생산하는데 72시간이 소요된다"며 공정이 고도로 자동화되긴 했지만 엔지니어들이 제품의 장인정신을 이어가고 있으며, 시간당 콜롬바는 1,800개, 파네토네는 2,200~2,400개를 만들어 포장한다”고 설명합니다.

 

카드보드로 만든 형판이 다양한 트레이를 형성합니다. 세 대의 로봇은 컨베이어 벨트에서 제과 제품을 들어서 올바른 수의 디스플레이 트레이에 위치시킵니다.

민첩한 로보틱스

갈부세라가 생산라인을 밀라노에서 새로운 공장으로 이동하는 과정에서 가장 공을 들인 부분은 발효 포장 공정이었습니다. 효모는 이스트나 베이킹 파우더와 마찬가지로 반죽의 발효를 촉진하는 요소입니다.

엔지니어링, 컨설팅 및 포장 시스템 생산 전문업체 라이브테크(Livetech)는 파네토네와 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 세 대가 포함됩니다.

라이브테크의 지역 매니저 페데리코 스코르나이엔치는(Federico Scornaienchi)는 “이 디스플레이 트레이는 매장 직원이 디스플레이하기 위해 상자에 담긴 제품을 꺼낼 필요가 없는 대단히 스마트한 솔루션”이라며 "쿠베테(couvette)라 불리는 이 트레이는 제품을 바로 확인할 수 있고 소매 매장에 배치되는 즉시 엔드유저가 사용할 수 있기 때문에 배송업체와의 계약에 유리하며, 흥미로운 마케팅 툴이 될 수도 있다"고 설명합니다.

뿐만 아니라, 2차 포장 과정은 기존에 사용된 과정들보다 더 유연합니다. 표준 규격의 기존 박스들을 사용하는 것이 아니라, 카드보드로 만든 형판으로 디스플레이 트레이를 성형하기 때문입니다. 또한 추가적인 바닥판과 칸막이가 필요하지 않기 때문에 2차 포장에 사용되는 재료를 절약할 수 있습니다.

공통 소프트웨어 환경

로봇은 카톤에 담긴 제품을 트레이로 이동하는 것 이외에도, 매장 판매용으로 만들어진 액상 제품을 이동해야 했습니다.

스코르나이엔치는 “파우치에 담긴 제품의 경우 이동할 때 카톤 박스에 포장된 제품보다 더 많은 주의가 요구되기 때문에 처음에는 로봇이 작업자가 직접 수작업할 때처럼 섬세하게 작업을 수행할 수 있을까 걱정했다” 며 “특수 그립 툴과 첨단 제어 설정 덕분에, 로봇은 제품을 섬세하게 다루어 두 경우 모두에서 제품의 품질을 유지할 수가 있었다”고 말합니다.

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 세 대의 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 회전하고, 작업자는 그립 장비를 교체합니다. 그런 다음, 트레이는 중량 측정소로 전달되며, 여기서 무게를 확인합니다. 트레이에 올바른 수량의 제품이 담겨 있으면, 트레이는 다음 로봇 작업대로 이동하고, 로봇은 카드보드 형판의 가장자리에 접착제를 바르고 네 개 면을 접어 경계선을 형성합니다.

그런 다음, 상단에 다른 카드보드를 올려 제품을 덮고, 만들어진 트레이를 세 개씩 쌓아 팔렛 스테이션으로 보냅니다.

이 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 줄이는데 도움을 주었습니다.

Allen-Bradley Kineti® 5500 서보 드라이브 네 대가 컨트롤러에 연결되었고, Allen-Bradley Kinetix 단일 케이블 VPL 서보 모터가 이 서보 드라이브들에 연결되었습니다. Allen-Bradley PowerFlex 525 가변속 인버터 한 대, Allen-Bradley PanelView Plus7 그래픽 터미널 한 대, 그리고 다수의 Allen-Bradley POINT I/O 모듈로 아키텍처가 완성되었습니다.

고품질, 자동화된 포장

갈부세라는 이제 제품 품질에 영향을 주지 않고, 보다 자동화된 2차 포장 공정을 보유하게 되었습니다. 론코니(Ronconi)는 갈부세라의 프로젝트에서는 가장 큰 가치를 제공하는 곳에 자동화가 적용되었다고 설명합니다. 그는 “작은 규모 배치의 경우, 2차 포장은 여전히 수작업으로 이루어진다”며 "작업자들은 라인을 제어하고 감독할 수가 있다"고 말했습니다.

새로운 자동화 플랫폼은 또한 2차 포장 라인의 유연성을 향상시키는데도 도움이 되었습니다. 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 보호하고 취급하는 것은 대단히 중요한 문제로, 이제 갈부세라의 고객은 콜롬바와 파네토네를 완벽한 상태로 즐길 수 있게 되었습니다.

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