오늘날에는 제품 설계가 급격하게 변화되고, 제조기술이 복잡해지며, 기업 간의 경쟁이 치열해지고 있다. 이러한 상황에서 하드웨어와 소프트웨어 통합을 통한 완전 자동화된 제어 시스템이 기계 산업의 경쟁력을 높일 수 있는 해결책으로 떠오른다. 기존의 제조업을 한 단계 고급화 할 수 있는 방법이기도 하다.
자료 | 어드밴텍케이알(www.advantech.co.kr)
시장에서는 혁신과 변화에 대한 요구가 점차 강해지고 있다. 이로 인해 기계 장비의 업스트림 제조사 및 공급업체들은 제품 제조시간 단축·보다 신속한 제품 디자인 변경·업계에서의 경쟁 등으로 인한 이윤 축소라는 압력을 무시할 수 없게 되었다.
건설·자동차·조선 등의 산업체에 철강을 공급하는 제철소는 선형절단 토치 방식을 사용하여 철강을 절단했다. 하지만 불규칙한 모양의 철강에 대한 수요가 증가함에 따라 정밀한 자동 동작관리 공정을 사용하여 보다 부드럽게 절단할 필요가 대두되었다.
섬유산업에서는 섬유를 대량으로 재단하여 옷을 만든다. 따라서 수동 재단에 의존하기보다는 컴퓨터 재단기를 활용해 정확한 처리 작업을 수행한다. 컴퓨터 섬유 재단기는 넓은 표면을 재단하거나 다량의 섬유를 동시에 재단해 작업효율과 제품 품질을 높일 수 있다.
빈센트 리 어드밴텍 중국지사 이사는 “과거의 제조방식은 속도와 수량에 중점을 두었으나, 현재는 제품의 품질을 높이고 인력과 시간 그리고 전체적인 운영비를 줄이는 생산방식이 기업들이 우수성을 확보하고 기업 경쟁력을 높이는 유일한 길이 되었다”고 말했다.
PC 기반 기술을 활용하다
전통적 제조 방식과 첨단 제조 방식의 차이는 무엇인가?
튜브 벤딩 제조를 예로 들어보자. 초기에는 튜브 벤딩기가 PLC를 사용해 기계를 제어했기 때문에 기본적인 프로세싱만을 제공할 수 있었다. 이러한 기계들은 반복적인 테스트 후 절차를 기록하여 이를 생산라인에 보내 제조에 활용하도록 하는 작업을 작업자의 판단에 의존했다. 작업자는 금속 파이프의 굴곡 각도 편차를 방지하기 위해 항상 적절한 조정을 해주어야 했다.
반면 뛰어난 그래픽 처리 기능을 제공하는 차세대 PC 기반 기술은 정확한 제어·복잡한 계산·대량 보관 등의 이점을 제공한다. 이를 통해 생산라인을 대량생산에 투입시킴으로써 품질과 생산능력 모두를 확보할 수 있다.
반복동작 제어에는 PC 기반 동작제어가 PLC 동작제어보다 정확도가 높다.
어드밴텍의 CNC 튜브 벤딩 자동 솔루션을 도입한 사례를 보자. 이 솔루션은 반복 정밀도가 최대 ±0.2°인 고품질 곡관을 제조할 수 있다. 제조된 금속 곡관은 허용오차 범위가 적다. 또 3차원 미리보기 기능을 제공하므로 가공변수를 입력한 후 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 적절한 튜브 벤딩 작업을 결정하기만 하면 된다. 튜브 테스트를 위해 공정을 일시 정지시킬 필요가 없어 튜브 벤딩 불량으로 인한 폐품 발생도 줄일 수 있다.
데이터베이스 기능을 제공하는 것도 PC 기반 장비의 또 다른 장점이다. 한 튜브 벤딩 공장에서 수만 가지에 달하는 튜브를 제조하는 경우도 있다. 이 경우 PLC는 저장용량이 작고 데이터베이스도 없어 공장관리와 운영에 불편하다. 반면 PC 기반 솔루션은 저장용량이 크고, 코드를 입력하기만 하면 이전의 튜브 벤딩 프로젝트를 확인할 수 있으며, 생산속도를 높일 수 있다.
새 기술을 도입하다
컴퓨터가 청사진을 트랙 동작으로 변환시키고, 이를 클램핑 헤드·플레임 건·섬유 재단기와 같은 프런트 엔드에 있는 여러 툴에 전송한다. PC 기반 애플리케이션을 활용해 설계 기능을 제공하지 못하는 구형 PLC 제어기를 대체할 수 있는 비결이다. 또한 수만 개의 제품을 반복 생산할 필요가 있는 경우에도 제품의 품질을 일정하게 유지할 수 있다. 이러한 시스템은 전통적인 제조업체를 고 정밀 제조사로 변화시킨다.
