생산 현장에서의 자동화 제조혁신을 위한 다양한 솔루션 소개
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IO-Link 대응 FA 기기 제1탄 출시
오므론은 IoT화의 제1탄이 되는 생산 현장용 범용 센서로서, IO-Link 대응 광전 센서 ‘E3Z’, 컬러 마크 광전 센서 ‘E3S-DC’ 시리즈, 근접센서 ‘E2E’, ‘E2EQ’ 시리즈 및 IO-Link 마스터 유니트 ‘GX’, ‘NX’ 시리즈를 지난 7월부터 동시 발매했다. 이번 IO-Link 대응 센서의 발매는 10만 사양에 이르는 폭넓은 공장자동화용 제어기기(FA 기기)에 각종 정보 통신 기능을 탑재해 FA와 ICT를 융합하는 것으로 생산 설비의 스마트화를 실현하고자 했다.
IO-Link는 국제표준규격 IEC 61131-9에 규정된 센서나 액추에이터와 I/O 터미널 간의 통신을 위한 표준 기술이다. 일본 대기업 자동차 메이커에서도 공장의 IoT화를 위한 표준 네트워크로서 EtherCAT과 함께 도입이 결정돼, 전 세계의 공급 업체에 기기의 사용이 추천되고 있다.
현재, 제조업체는 다품종 소량 생산과 글로벌 최적지 생산의 흐름이 가속하는 가운데, 생산 설비의 가동률 향상과 고품질인 제품을 안정적으로 생산하기 위해서 생산 라인이나 설비의 IoT화에 대한 요구가 계속 증가하고 있다.
이러한 가운데 오므론은 높은 시장점유율을 자랑하며 생산 현장의 곳곳에서 활용되는 광전 및 근접센서에 ON/OFF 신호뿐만 아니라 수광량 등의 정보를 가시화할 수 있는 IO-Link를 탑재해 IoT화했다.
이번에 출시하는 IO-Link 대응 센서는 개체 ID 확인 기능과 오므론의 독자적인 이상 검지나 상태 모니터링 기능을 탑재해, 생산 현장에서 경영 과제인 설비의 다운 타임을 단축, 돌발적인 결함 빈도의 감소, 절차 변경의 효율성 향상을 실현한다. 설비의 안정적 운영에 필수적인 각종 데이터를 마스터 유닛을 통해 EtherCAT 경유로 PLC 등 상위의 컨트롤러에서 수집하고 생산 설비의 스마트화 실현에 공헌한다.
일괄 기입 등 기능 통해 운용 효율성 강화
이번에 오므론에서 동시 발매를 알린 IO-Link 대응 센서는 개별 ID 식별로서, 센서의 오접속이나 미접속, 설치 오류 등의 점검이 용이하다. 또한, 상위 컨트롤러에서 전용 명령어를 사용해서 다수의 센서에 일괄 기입을 할 수 있기 때문에, 초기 공정·작업 교체 시간을 대폭 절감할 수 있다.
뿐만 아니라 센서 배선 케이블의 단선·합선 등의 이상 발생시 이상 부분 및 현상을 상위 컨트롤러에 실시간으로 통지한다. 이를 통해 설비 정지의 원인 규명이 용이해져, 최단 시간에 복구를 가능하게 한다.
근접센서는 장치 부품의 마모 및 진동으로 센서의 검출 위치가 바뀌는 것에 의한 오류 검출이나 고장이 발생하기 전에 검출 상태를 통지해 돌발적인 설비의 결함 발생을 줄일 수 있다.
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| 컬러 마크 광전 센서 E3S-DC | ||
한편, 오므론은 식품이나 음료품의 생산 현장에서 포장재에 인쇄된 컬러 마크(필름 포장재의 종이를 재단 위치를 나타내는 표적)를 검출하기 위한 ‘컬러 마크 광전 센서 E3S-DC 시리즈’와 ‘컬러 화이버 앰프 E3NX-CA 시리즈’를 출시했다.
‘E3S-DC’와 ‘E3NX-CA’는 지금까지 검출이 어려웠던 광택 포장재나 색상차가 적은 컬러풀한 포장재의 컬러 마크를 안정적으로 검출함과 동시에 생산 설비의 출시나 유지보수 시간을 단축하고 포장 공정의 생산성 향상에 기여하고 있다.
식품이나 음료 제품 업계에서는 소비자 요구의 다양화에 따라 매일 새로운 제품이 개발되며, 제품을 포장하는 포장재의 재질이나 디자인이 다양화되고 있다. 이러한 가운데 생산 현장에서는 안정적으로 설비를 가동시키기 위해서 여러 가지 포장재의 컬러 마크를 안정적이고 쉽게 감지할 수 있는 센서가 요구돼 왔다.
그래서 오므론은 고객 기업들의 협력 아래 다양한 조건 하에서도 ‘색상 차이’를 안정적으로 검출할 오므론 독자적인 센싱 기술과 알고리즘을 탑재한 ‘E3S-DC’와 ‘E3NX-CA’를 개발했다. ‘E3S-DC’와 ‘E3NX-CA’는 다양한 포장재의 컬러 마크를 안정적으로 검출함과 동시에, 포장재의 로트 변경에도 설정을 최적화해 설비의 안정적인 운영에 기여한다.
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| 컬러 화이버 앰프 E3NX-CA | ||
이번에 출시한 제품은 다양한 기능을 내포하고 있다. 반사율이 높은 광택 포장재에서는 센서의 수광량이 포화하지 않도록 센서의 설치 각도를 조정할 필요가 있었지만, 새로운 컬러 마크 센서에서는 수광 범위가 큰 폭으로 확대돼 간단 설치로 알루미늄 증착의 광택 포장재를 포화하지 않고 안정적으로 검출할 수 있다.
디자인이 컬러풀해지면, 컬러 마크와 디자인 부분(바탕)의 색 차이가 적게 되는 일이 있어, 컬러 마크 오류 검출의 원인이 되고 있다. 새로운 컬러 마크 센서에서는 높은 S/N 비율로 색상 차이가 적은 컬러풀한 포장재에 대해도 같은 계열 색상의 미묘한 색 차이를 확실히 검출한다.
포장재의 로트마다 인쇄색의 편차가 발생해 컬러 마크 오류 검출에 의한 다운 타임이 발생하고 있었으나, 새로운 컬러 마크 센서에는 컬러 마크 및 바탕의 RGB 정보를 상위 기기에 전송하고, 정량화할 수 있는 기능을 탑재했다. 포장재 인쇄색 격차에 의해 발생하는 컬러 마크의 오류 검출과 다운 타임 절감에 기여한다.
오므론은 생산 현장에 있어서의 ‘제어 진화(Integrated)’, ‘지능화(Intelligent)’, ‘사람과 기계의 새로운 협조(Interactive)’의 자동화 제조업 혁신을 위해 더욱 노력하고 있다.
FA Journal 이 서 윤 기자 (fa@infothe.com)
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