사출 성형은 경쟁이 치열한 시장이다. 매년 수백 개의 제조사가 약 100,000대의 사출 프레스를 공급하는 가운데, 기계의 성공 여부는 기술적 성능을 통한 차별화에 크게 좌우된다. 그러나 우진 플라임은 여기에 머무르지 않았다. 이 사출 성형 전문 기업은 B&R과 함께 동사의 DL 및 TE 시리즈가 또한 사용성, 시각화 기능 및 인간-기계 통신 측면에서도 또한 탁월성을 보장하고자 한다.
물뿌리개, 칫솔, 자동차 대시보드 등등 우리 생활의 모습을 결정하는 수많은 플라스틱 제품은 실제로 사출 성형 기술에 의해 그 모습이 만들어진다. 사출 성형기 내에서는 플라스틱 과립(顆粒)이 열에 의해 녹여지고 금형으로 사출된다. 플라스틱이 냉각되고 응고되면 부품을 기계로부터 꺼낸다. 사출 성형기는 반드시 다양한 요건의 집합을 충족시켜야 한다. 요건 중에는 결과의 품질이 재료가 사출되는 속도에 크게 좌우된다는 사실이 포함된다. 반복 정밀도 또한 절대적인 필수 사항이다. 기술 요건 이외에도, 에너지 효율성, 운전의 용이성 및 기계가 차지하는 공간과 같은 측면도 중요한 역할을 한다.
B&R과의 긴밀한 협조
1985년에 설립된 우진 플라임은 한국에서 가장 큰 사출 성형기 제조업체로서, 매년 2,700 대까지 생산한다. 우진은 금형의 주조와 기계 가공에서부터 기계의 최종 조립에 이르기까지 예외적으로 수직적으로 통합된 조직이다.
오래 동안 주로 아시아에서 활동하던 이 기업은 근년에 이르러 남북 아메리카와 유럽 시장으로 목표를 전환하기 이해 국제 전략의 방향을 다시 정립하였다. 우진은 2014년 가을에 연간 생산 용량 6,500대를 갖춘 면적 70,000 제곱 미터의 새 공장을 한국에 완공하였다.
이 회사는 2년 전에 오스트리아의 Leobersdorf에 R&D 센터를 개설하였다. 이 유럽 기지의 추가와 함께, 산업 제어와 IT 시스템 및 생산 데이터의 획득과 처리 같은 시스템 엔지니어링 요건이 전면으로 부상하였다. 유럽 표준을 회사 기준에 최적으로 통합하기 위하여, 오스트리아에 위치한 연구 개발 센터는 자체의 영업과 서비스 센터가 포함된 완전히 갖춰진 유럽 본부로 확장되었다.
완전한 솔루션을 위해 B&R에 의존하는 우진
우진과 B&R 사이의 협력은 전(全)전기식 TE 시리즈와 함께 2008년에 한국에서 시작되었다. 양사는 우진의 유압식 토글 클램핑(toggle-clamping) TH 시리즈의 개발에도 협력하였고 변형인 TH-S가 그 뒤를 이었다.
Leobersdorf에서 구현된 최초의 대규모 프로젝트는 높은 클램핑력(力) 요건을 위한 투 플레이튼(two-platen) 기계인 DL 시리즈의 재설계였다. “B&R은 그의 완벽한 솔루션으로 당사가 선택한 동반자가 되었습니다.” 우진 플라임의 유럽 본부 CEO Dietmar L. Morwitzer는 말한다. “B&R 제어 시스템은 플라스틱과 사출 성형에 대한 특정한 기술을 포함하여 언제나 고도의 기술을 갖추었습니다. 우리는 최고의 유럽 기준으로도 예술의 경지에 도달한 솔루션으로 국제 시장에서 전혀 새로운 수준의 고객들과 만나고 최고 기술을 갖춘 업체들과 경쟁할 수 있습니다.”
mapp View를 이용한 명확하고 직관적인 HMI
현재의 개발 노력은 우진의 전전기식 TE 시리즈와 유압식 DL 시리즈의 업데이트를 겨냥한 것으로 – 이들 두 기종에는 모두 이미 B&R 솔루션이 설치되어 있다. 기술적인 개선 외에, 여기에서 특별히 강조하는 것은 사용성과 웹 기반 HMI다.
기계 운전원은 때때로 엄청나게 복잡한 HMI 애플리케이션에 의해 압도당한다. 그러므로 솔루션은 문장 기반의 시스템보다는 사용하기가 훨씬 용이한 비주얼 기반의 시스템을 구현하는 것을 목표로 한다. 동시에, 시스템은 과거의 솔루션을 사용하여 가능했던 것보다 데이터의 해석과 처리를 훨씬 더 용이하게 만들어야 한다. B&R에 대한 요구는 명확하였다. 새로운 HMI 솔루션은 단순하고, 직선적이며, 바로 이해가 가능해야 했다.
OPC UA 및 웹 기반 HMI로 올바른 방향 설정
“우리는 처음부터 B&R과 함께 전혀 새로운 HMI 애플리케이션을 개발하게 되리라는 것을 알고 있었습니다. OPC UA 통신 프로토콜과 B&R의 새로운 웹 기반 HMI 솔루션으로, 우리들이 적어도 향후 20년 동안의 올바른 방향을 설정하였다는 것을 확신하는 바입니다.” 우진의 R&D 부장인 Richard Wagner는 말한다.
웹 기반 HMI 애플리케이션은 B&R의 mapp View를 이용하여 만들어졌다. “mapp View가 나오기 전에 HMI 애플리케이션은 내비게이션이 혼란스럽고, 사용자들은 특정 수치의 의미를 찾아보기 위해 때때로 사용자 매뉴얼을 참조해야 했습니다. 당시 우리 회사는 웹 기반의 새로운 HMI 솔루션을 사용하기로 내부적으로 결정을 내리고 있었고 – 그러다가 B&R이 그러한 작업을 이미 수행하고 있다는 것을 알게 된 것이지요. 시기가 우리에게 완벽했습니다.” Wagner의 말이다. 우진은 현재 mapp View를 이용하여 그의 알람 시스템을 수정 중이다. 이것이 특히 사용자에게 중요한 것은 기계의 백업 및 신속한 가동에 도움이 되기 때문이다.
새로운 드라이브 시스템: ACOPOSmulti
650 톤의 클램핑력을 갖춘 유압식 투 플레이튼(two-platen) 기계인 DL-A5 650은 3초 미만의 드라이 사이클타임(dry cycle time)을 갖는다. DL 시리즈에 표준으로 제공되는 서보 펌프는 기계 축을 따르는 작동에 대해서만 요구되기 때문에 에너지 소비를 낮추는 데 도움이 된다. 기계의 클램핑력 범위는 550에서 3,300 톤에 이른다. 새로운 기계 설계는 고속 사출을 위해 유압 저장 용기를 실린더 부근에 배치한 반면에, 펌프는 오일 탱크 가까이에 위치시켜서 유지보수를 위한 접근이 용이하게 하였다. 또한 운전원과 서비스 기사에 대한 접근성을 높이기 위해 수많은 다른 세부사항들이 최적화되었다.
TE 시리즈는 성능에 초점을 맞추고 설계되었다. 여기에는 동시적 작동 실행이 포함되는 데 이것은 전전기식 기계에서 명확한 장점이다. TE 기계는 콤팩트한 구조로 기계 점유 면적을 최소화하는 데 도움이 되는 ACOPOSmulti 서보 드라이브를 이용한다. 이들 기계는 자동차 부품 이외에도 의료 장치와 소비자 전자제품을 위한 컴포넌트를 생산하는 데도 이용된다.
통합 진단을 위한 B&R Automation Studio
B&R Automation Studio는 통합 개발 환경을 제공하며, 우진은 이것을 기계와 모션제어에서부터 통신과 HMI에 이르기까지 모든 곳에 이용한다. 이것은 시간뿐만 아니라 유지보수 비용도 절감한다. “B&R의 Automation Studio는 측정, 프로그래밍 및 진단을 위한 완벽한 도구이고 시간 절약 측면에서 커다란 장점을 제공합니다. 웹 기반의 HMI 애플리케이션을 작성하기 위해 Automation Studio 외부에서 개발 작업을 수행해야 하는 경쟁사 제품을 이용하려면 상당한 간접비용이 추가되었을 것입니다.” Wagner는 설명한다.
우진의 국제적 활동이 증가함에 따라, 특정한 서비스와 진단 업무를 기계 상에서 직접 또는 인터넷을 통한 원격 수행이 필요하게 되었다. “이 덕분에 훨씬 더 신속하고 용이하게 데이터를 검색하고 교환할 수 있게 되었습니다. 이것은 신형 컨트롤러의 가장 중요한 하이라이트 중 하나입니다.” Morwitzer는 전한다.
시작 블록부터: 인간–기계 소통을 위한 100%의 안전성
K 2016 전시회 이후에도, 우진은 다시 한 번 B&R에 관심을 기울일 것이며 – 이번에는 안전성이다. 최초의 프로젝트는 수많은 라이트 커튼 (light curtain)이 특징인 이 회사의 수직 사출 프레스 VH 시리즈로 시작될 것이다. 수직 기계에서, 전형적으로 운전원은 부품을 수동으로 기계에 배치하기 때문에, 직접적인 인간-기계 상호작용이 존재한다. 이것은, 자동 주기를 갖춘 기계와 비교할 때, 특히 운전원을 보호하기 위한 안전기술이 기계에 설치되는 것이 매우 중대하다는 것을 의미한다.
