공책, 명함, 화폐 등등, 한 장 한 장 쌓아 올려 만들어지는 제품은 높은 정밀도로 크기에 맞게 절단하는 것이 매우 중요하다. 이 일은 일반적으로 종이 절단기에서 수동으로 이루어진다. 고속의 작업 속도로 면도날 같은 칼날로 두꺼운 종이 더미를 자르는 이러한 기계에는 높은 수준의 안전 기술이 요구된다.
커터 바(cutter bar)가 몇 센티미터 높이의 종이 더미에 우아하게 파고들어 깨끗한 절단 자국을 남기고 종이를 자른다. 칼날이 원래의 자리로의 이동을 미쳐 끝내기도 전에 작업자는 다음 절단을 위해 종이 더미를 절단 위치로 밀어 넣는다. 그 동안 백 게이지(back gauge)는 절단 프로그램에서 정의된 다음 위치로 자동적으로 이동된다. 이것은 운전원에게 가장 위험한 단계이다. 운전원의 손이 바로 절단기 경로에 들어 있는 순간이기 때문이다. 만약 칼날이 잘못된 시점에 내려 온다면 심각한 부상이 뒤따르게 될 것이다. Schneider Senator의 전기 시스템 설계자인 Stefan Junker는 이렇게 강조한다. “이 프로세스 상태에 대해 절단기는 가장 높은 안전 범주인 Category 4 요건을 충족시킵니다.”
품질은 우연이 아니다
독일 북부 도시 Buchholz에 위치한 Schneider Senator는 65년 이상 최고 품질의 길로틴 종이 절단기를 제조해왔다. 이 회사는 1948년에 유압식 클램프와 기계식 블레이드 드라이브를 갖춘 고속 절단기를 세계에서 처음으로 선보였고, 1977년에는 세계 최초의 마이크로프로세서가 장착된 길로틴 절단기를 소개하였다. 이들은 2009년에 Gerhard Busch GmbH에 의해 합병된 이후 현재 폐기물 제거, 적재 및 번들링 기술이 통합된 완전한 단일 소스 라인을 공급할 수 있는 능력을 갖추고 있다. 상무이사인 Burkhardt Busch는 이렇게 설명한다. “우리 제품은 내구성이 탁월합니다. 어느 기계 부품 하나라도 우리 회사에서 만들어지지 않는 것이 없습니다. 그것은 고객이 기대하는 품질을 제공할 수 있는 유일한 방법이기 때문입니다.” Schneider Senator의 기계는 또한 에너지 효율과 소음 방출과 같은 분야에서도 뛰어나다. 절단 프로세스 자체는 별다른 비밀도 아니다. 종이 더미가 진동 테이블 위에 정렬되고, 그 다음에는 자동 또는 수동 방식으로 절단 구역으로 이동된다. 전체 더미에 걸친 균일한 절단을 보장하기 위해 유압 구동 방식의 클램프가 낱장 사이에 갇혀 있는 공기를 압력으로 몰아낸다. 칼날이 절단물을 자를 때 절단 결과의 품질은 일정한 속도와 압력을 유지할 수 있는 기계의 능력에 좌우된다. 이를 달성할 수 있는 능력은 Schneider Senator의 가장 중요한 영업 비밀 중 하나이다.
별화된 제품을 향한 일반적인 시장 동향은 종이 절단 분야에도 영향을 미친다. 보다 소규모의 인쇄 작업은 제조사로 하여금 그의 기계와 운전원 제어 장치에 보다 고도의 유연성을 설계할 것을 강요한다. Busch는 회상한다. “맥주 공장은 두세 가지 batch로 연간 공급할 라벨을 주문하곤 하였습니다. 하지만 이제는 상황이 달라졌습니다.” batch와 batch 간 얼마나 빨리 전환할 수 있는지, 얼마나 효율적으로 기계를 운영할 수 있는지, 절단 작업을 전체 인쇄 작업 흐름에 얼마나 손쉽게 통합할 수 있는지 등이 모두 중요한 요인이 되었다. 게다가 고객의 특정 요구사항을 따르다 보니 기계는 점점 더 그 목적을 위한 독특한 제품이 되어버리는 경향이 있다. 과거에 사용되던 단일 기판 컨트롤러는 근본적으로 그러한 종류의 유연성을 제공하는 데 적합하지 않았다. 그러므로 안전성, 모듈화 및 신회성에 대한 요건은 새로운 제어 시스템에 대한 규격에서 더욱 더 두드러지게 되었다. 통합되고 확장성이 갖춰진 안전 기술이 결여된 시스템은 검토 대상에도 들지 못한다. Schneider Senator가 그의 모든 기계 라인에서 새로운 제어 솔루션에 사용하고자 하는 바와 같은 장기적 가용성과 후방 호환성도 또한 결정적인 역할을 한다.
완벽한 솔루션을 제안한 B&R
결국에는, B&R에 의해 제시된 설계가 가장 적합하다는 것이 입증되었다. 통합된 스마트 안전 반응(Smart Safe Reaction) 기능 하나만으로도 안전 기능을 기계의 운전 상태에 동적으로 연계시키는 것을 가능하게 한다. 예를 들어 각 절단 후에 칼날이 출발 위치로 되돌아올 때 운전원은 안전하게 작업 공간 내에 도달할 수 있다. 지능형 안전 기술은 또한 유지보수에도 유리하다. 예를 들어 비상 정지 시에 칼날은 날카로운 날이 노출된 상태로 중도에 정지하는 대신에 안전하게 출발 위치로 되돌아간다. 따라서 운전원은 부상의 위험 없이 열린 작업 공간에서 오류를 바로 잡을 수 있다. 다양한 전기식 또는 유압식 블레이드 드라이브에 대한 전기 기계식 장치를 제작할 수 있다는 것은 단지 향상된 생산 효율 이상의 것을 제공한다. 또한 운전원으로 하여금 차후에 새로운 컨트롤러를 요구하지 않고도 솔루션을 확장할 수 있도록 한다.
“우리 회사의 신형 B&R 제어 시스템은 당사의 기능을 개발하고 핵심 능력을 확장할 수 있는 기회를 제공합니다.”
Burkhardt Busch, Schneider Senator 상무이사
새로운 소프트웨어와 HMI 설계
소프트웨어는 B&R 전문가들의 지원을 받아 모든 기계에서 실행되는 단일 버전의 프로그램을 허용할 수 있도록 처음부터 무의 상태에서 만들어졌다. Junker는 강조한다. “이것은 직원들로 하여금 시운전 중에 도움을 받지 않고 메모리 카드로부터 애플리케이션 프로그램을 설치할 수 있도록 합니다. 기계에서 해야 할 유일한 작업은 옵션 기기가 있는 경우에 그에 대한 설정을 수행하는 것뿐입니다.” 사용자들이 신형 PCC(Power Cutting Control: 파워 절단 제어)에서 주목하는 것은 현대식의 직관적 사용자 지침이다. 절단 프로그램은 기계에서 직접 혹은 사무용 PC 상의 동일한 그래픽 인터페이스를 사용하여 작동될 수 있다. 5인치 운전원 패널은 단순한 그래픽 요소들을 사용하여 명확한 오버뷰를 제공한다. 통합 서류는 그것이 어디에서 필요한지에 대한 추가적인 지원을 제공한다. Busch는 자신 있게 말한다. “이 제어 시스템은 사용자들에게 새로운 기능을 개발하는 데 집중할 수 있는 자유를 줍니다.” 의제의 최상위에는 대체 드라이브 개념과 인쇄소 데이터의 전체적 흐름에 대한 통합이 자리한다. 이러한 혁신은 Schneider Senator의 고객들이 Industry 4.0의 출범에 충분히 대비함을 보장한다.
