오늘날 전선은 일상 생활에서부터 특수 산업까지, 다양한 영역에서 활용되고 있다. 특히 전력망과 통신망 등의 발전에 따라 가정용 전선, 소방용 케이블, 해저케이블, 초고압케이블 등 전선의 종류와 산업에서의 요구는 더욱 많아지고 있다.
01 신선 공정 : 로터리 엔코더
전선 제조공정에서의 첫번째 단계는 신선 공정이다. 전선은 수 많은 구리선 여러 가닥을 꼬아서 하나의 선으로 만들어지는데, 이를 위해서는 먼저 각각의 구리 선을 케이블의 사이즈에 맞게 늘려주고 배분하는 공정이 요구되며, 신선 공정은 바로 이를 구현하는 작업이다.
신선 공정에서는 중요한 포인트는 구리선 이동 속도를 제어하는 것이다. 로터리 엔코더는 신선 공정에서 구리선의 이동 속도를 제어할 수 있게 한다.
02 연선 공정 : 근접 센서와 펄스메타
신선 공정에 이은 다음 작업은 연선 공정이다. 연선 공정이란, 구리선 여러 가닥을 한 개의 선으로 모으고, 구리선 가닥들을 꼬아주는 공정이다. 연선 공정에서는 근접센서를 로터리 엔코더와 함께 활용하면 더욱 효과적이다. 구리선이 권취되는 보빈의 회전 속도 측정을 위한 도그 검출에 로터리 엔코더와 근접센서를 적용, 회전하고 있는 보빈의 날개 부분을 감지하고, 일정한 구간에서 보빈이 멈추도록 하는 위치 센싱이 가능해지는 것이다.
일례로 오토닉스의 고기능 디지털 펄스메타 MP5 시리즈는 구리 선이 권취되는 보빈의 회전 수와 속도를 측정하여 디지털 신호로 출력할 수 있다. 회전 수와 속도 측정 외에도 주파수, 절대 비율, 통과 시간 등 16가지 동작 모드로 측정이 가능하며, 50kHz의 고속 측정을 지원해 빠르게 권취되는 연선 공정에서 각종 속도 및 회전 수 등을 손 쉽고 효과적으로 측정한다.
03 절연 공정 : 근접 센서와 온도조절기
그 다음으로는 절연 공정 과정이 진행된다. 절연 공정은 전기가 불필요한 부분으로 흐르지 않도록 도체를 부도체로 지지하거나 둘러싸는 것으로, 쉽게 말해 구리 선에 피복을 입히는 과정이다. 절연 공정에서는 오토닉스의 원주형 정전 용량형 근접센서 CR 시리즈를 활용할 수 있다. CR 시리즈는 철, 금속, 플라스틱, 물, 돌, 분체 등 유전율을 갖고 있는 물체를 검출하는데 특화된 근접센서로, 레벨 및 위치 제어에 주로 사용된다. 절연 공정에서 CR 시리즈는 피복 원료를 압출기에 투입 시 원료 투입량을 검출하며 제어하는 역할을 할 수 있다.
04 원료 가열 : 고기능 온도조절기
압출기에 원료가 정상적으로 투입되었다면, 구리 선에 피복을 입히는 과정에서 원료 가열을 할 차례이다. 플라스틱 제조에 사용되는 원료인 펠릿이 섭씨 180-190도의 실린더 안에서 분해되고 녹여지게 되며, 액체화가된 펠릿을 압출기 속 실린더의 스크류가 일정한 속도로 밀어내며 구리 선과 만나게 되어 피복이 입혀진다.
이 공정에서 가장 중요한 요소는 펠릿을 녹이는 온도를 정확하고 정밀하게 제어하는 것이다. 오토닉스의 고기능 PID 온도조절기 TK 시리즈는 50ms의 고속 샘플링과 ±0.3% 표시 정도를 실현해 고정도의 온도 제어를 실현할 수 있게 한다. 특히 가열과 냉각을 동시에 제어할 수 있으며, 자동과 수동 제어 선택이 가능해 정밀함이 요구되는 온도제어에 최적화됐다.
05 냉각/건조 공정 : 압력센서
압출기를 통해 나온 피복이 입혀진 전선은 일정한 열과 압력을 받았기 때문에 쉽게 변형이 이루어질 가능성이 있다. 이러한 변형을 사전 예방하기 위해 순환되는 냉각수를 통해 1차적으로 열을 식히는 작업이 진행되며, 이후 수분을 제거하는 에어 분사 건조 과정이 진행된다.
에어 분사 시에는 압력의 제어가 필요하며, 이를 위해 디지털 압력센서를 활용할 수 있다. 오토닉스의 디지털 압력센서인 PSQ 시리즈의 경우, 현재 값과 설정 값을 동시에 표시할 수 있는 2단 디스플레이 디지털 압력센서로, 입력해 놓은 압력 값과 출력되고 있는 현재 에어 분사 압력 값의 차이를 한 눈에 알아볼 수 있게 해 오차를 손쉽게 제어할 수 있게 한다.
06 인쇄 공정 : 레이저마킹기와 포토센서
전선 제조 공정의 마지막 단계는 인쇄 및 완제품 이송 과정이다. 냉각과 건조 등의 절연 공정을 거친 피복 전선에 규격 및 인증마크, 제조사, 케이블 번호 등 제품의 가장 중요한 정보를 기입하면 공정이 완제품으로 완성된다.
오토닉스가 인쇄 과정의 자동화를 위해 제안하는 솔루션은 레이저 마킹기 ALF 시리즈이다. 레이저 마킹기 ALF 시리즈는 플라스틱은 물론 금속 및 비금속 재질에도 마킹이 가능한 제품으로, 블랙마킹이 가능할 뿐만 아니라 컴팩트한 사이즈로 설치가 용이해 생산 공정에 쉽게 적용할 수 있다.
07 이동 공정 : 포토센서
인쇄 과정을 마친 피복 전선은 다시 한번 권취의 과정을 거친 후 완제품 포장이 되어 이동하게 된다. 컨베이어 벨트 내 이송 시 포토센서를 적용하면 완제품을 검출하거나, 에어 실린더를 이용하여 이송 경로를 변경하는 과정이 한층 간편해진다.
오토닉스가 선보이고 있는 포토센서의 경우, 초소형부터 마이크로형 및 원주형 등 다양한 사이즈와 검출 거리로 컨베이어 벨트 내 포장 및 이송 공정에 적합하며, 다양한 검출체의 재질 및 종류에 따른 맞춤 선택이 가능해 공정 환경과 사용자의 편의에 따라 맞춤형 공정을 구현할 수 있게 한다.
