속도와 확장성의 한계 테스트
고속 포장 라인의 열 밀봉 패키지는 항상 냉각 시간이 충분하지 않다. 씰이 손상되지 않은 상태에서 가해지는 힘에 견딜 수 있는 능력을 핫택(hot tack) 씰 강도라고 한다. 차세대 RDM 테스트 기계는 B&R 하드웨어와 소프트웨어를 사용하여 핫택 테스트 프로세스를 빠르고 간단하게 처리한다.
(사진) RDM Test Equipment의 HT-2PC 머신
지난 35년 동안 RDM Test Equipment는 제조 및 포장업체에 공급하는 필름 생산업체 및 기계제작업체가 사용하는 핫택 테스트 기술의 선두주자로 자리매김했다.
포장된 식품 및 의약품의 밀봉이 완벽하지 않으면 판매에 적합하지 않으며, 최악의 경우 소비자의 건강을 위협하게 된다. 따라서 씰 무결성은 폐기물을 최소화하고, 비용이 많이 드는 반품 및 리콜를 방지하는 필수적인 요소이다. 열 밀봉 포장의 경우는 처음 몇 초간의 시간이 중요하다. 고속 라인은 포장재가 완전히 냉각되기 전에 패키지를 밀어낸다. 이러한 힘에 견디는 씰의 능력을 핫택(hot tack)이라고 한다.
마찰, 두께, 인장 강도와 같은 핵심 특성과 함께 핫택은 RDM Test Equipment의 HT-2PC와 같은 기계를 사용하여 테스트된다. 최신 세대의 핫택 테스트 기계의 경우 RDM은 B&R 자동화 기술을 통해 프로세스를 더 빠르고 쉽고 신뢰할 수 있도록 했다.
자동 적재 및 공급
기존의 핫택 실 강도 테스트는 각 필름 샘플을 수동으로 기계에 적재해야 하는 느린 프로세스였다. 숙련된 작업자가 샘플을 잘라 기계에 적재하고 제거하면서 다음 샘플을 적재하는데 몇 분이 걸리지만, 실상 테스트 자체에 걸리는 시간은 몇 초에 불과했다.
새로운 기계에서의 적재 및 공급 프로세스는 B&R PLC에 의해 제어되고 인덱싱된다. 적재 오류 가능성을 줄이는 것 외에도 동일한 길이의 필름에 대해 연속해서 여러 테스트를 수행할 수 있다. 터치 스크린 사용자 인터페이스를 작동하는 것은 스마트폰이나 태블릿에서 음악 재생 목록을 만드는 것과 유사하다. 여러 테스트를 쌓아 놓는 방식을 통해 빠르고 순차적인 테스트를 수행하게 된다.
환경 친화적인 대안
이 기계는 전통적인 탄화수소 플라스틱부터 새로운 친환경 대체재에 이르기까지 다양한 필름 타입을 처리할 수 있다. 또한 동일한 재료에 대해 최대 40개의 테스트를 수행할 수 있다. 수동으로 샘플을 자르고 적재하는데 걸리는 시간은 매우 짧다.
자동화된 적재 및 시퀀스 인덱싱은 테스트 프로세스에서 작동자와의 상호작용 작업을 줄인다. 이렇게 하면 실수로 샘플을 잘못 적재하는 것과 같은 작업자 오류가 없다. 또한 결과가 바뀌는 것을 방지하고, 정확한 데이터를 자동으로 측정하고 보고한다.
(사진) 새로운 기계의 적재 및 공급 프로세스는 B&R PLC에 의해 제어되고 인덱싱된다. 적재 오류 가능성을 줄이는 것 외에도 동일한 길이의 필름에 대해 연속해서 여러 테스트를 수행할 수 있다.
데이터 가시성과 연결성
인텔 Atom CPU가 탑재된 15″ 스윙 암 Panel PC는 투명하고 사용자 친화적인 작동을 위해 윈도우 스타일의 인터페이스를 사용하며, B&R Automation Studio 소프트웨어 솔루션은 테스트 프로세스에서 요구하는 복합한 알고리즘을 쉽게 관리한다. Hypervisor 소프트웨어는 윈도우 또는 리눅스를 B&R의 자체 리얼타임 운영체제와 함께 실행할 수 있다. 이는 컨트롤러와 HMI PC를 하나의 디바이스에서 결합할 수 있다는 것을 의미한다. 이 시스템은 산업 표준인 OPC UA 통신을 사용하여 기계와 외부 디바이스 또는 데이터 기록 및 분석 시스템간의 연결성을 제공한다.
또한 이 소프트웨어는 테스트 결과와 보다 효율적인 상호작용 기능을 제공한다. 예를 들어, 핫택 테스트를 수행한 후 소프트웨어는 추세 분석 그래프를 제공한다. 이를 통해 작동자는 두개의 극단적인 온도 사이에서 필름의 열 밀봉 특성을 상세하게 파악할 수 있다. 온도, 압력 및 지속시간과 같은 프로세스 변수를 정밀하게 제어하면 재료 사양, 포장 기계 속도 및 밀봉 무결성 사이의 최적 균형이 가능하다.
B&R의 자동화 솔루션은 핫택 테스트를 매우 간단하고, 유연하게 만들어 준다. 결과는 CSV나 PDF 파일 또는 인쇄된 테스트 보고서로 볼 수 있으며, 원시 데이터는 OPC UA를 통해 써드파티 소프트웨어 애플리케이션에 자동으로 전송할 수 있다. 프로세싱 및 리포팅에서의 자동화 증가는 더 많은 데이터를 더 짧은 시간에 더 높은 반복성으로 처리할 수 있다는 것을 의미한다. 이는 정교한 추세 분석의 가능성을 열어 주며, 작동자들에게 성능 데이터에 대한 향상된 통찰력을 제공한다.
간소화된 프로그래밍
B&R의 확장가능한 하드웨어 및 소프트웨어는 각 고객의 요구사항에 맞는 터치 스크린 크기를 사용할 수 있다. 특히 B&R의 mapp View 소프트웨어는 HMI 화면을 확장 가능하다. 소프트웨어를 다시 작성하지 않고도 디스플레이 크기를 변경하거나 가로에서 세로 포맷으로 쉽게 전환할 수 있다. RDM의 세일즈 디렉터인 필 닐(Phil Neal) 씨는 “사용자 관리 시스템, 알람 시스템 또는 모션 제어 시퀀스를 처음부터 작성하기 위해 코드를 작성하는 대신에 기성 mapp으로 간단하게 구성할 수 있었습니다.”라고 밝혔다. 또한 “복잡한 알고리즘을 쉽게 관리할 수 있어 개발자들이 기계 프로세스에 온전히 집중할 수 있었습니다.”라고 덧붙였다.
새로운 기계 설계에서의 핵심 요구사항은 진화하는 고객의 요구를 장비가 충족시킬 수 있다는 것을 보장해야 한다. 탄화수소 플라스틱 필름에 대한 새로운 대안들이 계속해서 개발되고 있다. 이에 대해서 닐(Neal) 씨는 “그러나 고객들은 이를 본격적으로 사용하기 전에 성능이 어떻게 되며, 고속 생산에서도 견딜 수 있는지를 정확히 알아야 합니다.”라고 설명했다.
B&R 기술의 안정성, 보안 및 반복성으로 새로운 RDM의 기계는 고객들이 더 짧은 시간에 더 많은 테스트를 수행한다. 이에 품질을 향상시키고 시장 출시 기간을 단축할 수 있었다.
