연질캡슐 검사 최적화 위한 ‘TwinCAT Vision’ 솔루션 활용
  • 조창현 기자
  • 승인 2023.01.12 18:04
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중국 Xin Hang Cheng, 백호프 솔루션으로 ‘통합 제어’ 실현

[인더스트리뉴스 조창현 기자] 30년 이상 ‘하이엔드 의약품 가공기계’를 개발해온 Xin Hang Cheng에서 최근 개발한 연질캡슐 검사설비에는 백호프(Beckhoff)에서 제공하는 ‘PC기반 제어 및 TwinCAT3’를 적용했다. 이에 ‘하나로 통합’된 제어 플랫폼에서 △PLC △모션제어 △머신비전 △HMI 기능을 관리할 수 있게 됐으며, 관리 등에 필요한 구조를 단순화하는 것에도 성공했다.

Xin Hang Cheng 검사 솔루션은 연질캡슐에 존재하는 흠을 인식하고, 제조 공정에서 ‘결함 없는’ 완성품 생산을 보장한다. [사진=Xin Hang Cheng]

일반적인 연질캡슐은 각 절차를 통해 ‘액체성분’을 충전하지만, 비타민제 같은 고가의 내용물에 대해서는 젤라틴 재질 보호껍질 내에 안전하게 밀봉되도록 하기 위해 충전작업을 ‘한 번’에 끝낸다. 최종검사 과정에서는 다양한 색상 및 형태로 생산되는 캡슐 외관의 정상여부 확인과 더불어 표면 함유물 또는 이물질이 묻는 등 흠이 있는 제품에 대한 ‘선별작업’을 수행한다.

Xin Hang Cheng은 새롭고 혁신적인 기술을 갖춘 애플리케이션에 중점을 두고 ‘무한혁신’이라는 R&D철학을 준수하며, 2015년부터는 백호프가 제공하는 PC기반 제어 기술과 자동화 소프트웨어 TwinCAT3을 ‘주요 제어 플랫폼’으로 활용하고 있다. 또, 2020년에는 중국 내 연질캡슐 검사산업 분야 관련 기업 중에서 ‘TwinCAT Vision’을 적용하면서 고도의 ‘통합 제어 솔루션’을 도입하는 것에 성공한 ‘최초의 회사’로 자리매김하게 됐다.

백호프 소프트웨어 플랫폼을 사용하면 △TwinCAT HML △TwinCAT PLC △TwinCAT Vision 등을 활용해 고객이 필요한 모든 기능을 향상된 수준으로 원활히 통합해 기존 제어시스템 구조를 큰 폭으로 ‘단순화’할 수 있다. 간단한 구조 및 강력한 제어 인텔리전스와 더불어 속도와 정확성을 지닌 백호프 제어 솔루션은 지난 2021년, 중국 CIPM에서 전문가들로부터 관심을 끈 바 있다.

‘TwinCAT Vision 및 TwinCAT HMI’를 통해 구현한 통합 연질캡슐 검사기계 [사진=백호프]

머신비전 ‘기능 통합’에 TwinCAT 활용

TwinCAT Vision은 모든 머신비전 기능을 런타임에 ‘직접 통합’한다. 이미지 처리 및 논리 제어 기능을 ‘동일한 엔지니어링 플랫폼’에서 프로그래밍하기에 태스크 사이클과 이미지 처리 코드 고정 리프레시 횟수가 일치할 수 있도록 돕는다.

또, 선택된 하드웨어 플랫폼이 결과적인 제어 사이클 타임 요건을 충족한다. 특히 인텔 Xeon CPU 및 별도 그래픽 카드가 장착된 ‘CX2072 임베디드PC’가 데이터 집약적인 이미지 처리 애플리케이션과 기타 제반 기능을 구현하는 것에 필요한 ‘연산력’을 제공한다.

아울러 머신비전과 PLC 프로그램 모두 동일한 소프트웨어 플랫폼에서 실행되기에, 애플리케이션간 통신에 추가적인 시간이 소요되지 않는다. 이에 모든 태스크가 TwinCAT 런타임 ‘실시간 환경’ 내에서 중단 없이 상호작용하며, 기계 이미지 처리와 선별기능간 높은 수준의 ‘시스템 처리량’을 보장할 수 있다.

연질캡슐 검사기계 내 탑재된 머신비전 기능에는 연질캡슐 제품 내부의 △이상색상 △이상형상 △검은 반점 △거품 같은 결함을 ‘감지 및 판단 기능’이 포함된다. TwinCAT Vision 라이브러리는 이미지 사전처리 및 색상구별과 더불어 반점 감지 및 외관·형상 분석을 위한 ‘펑션 블록’도 제공한다. 또, 오픈 템플릿을 통해 고객 애플리케이션을 위한 개별 이미지 처리 기능을 개발에도 도움을 준다.

CX2072 임베디드PC가 ‘올인원 제어 플랫폼’으로 사용되는 Xin Hang Cheng의 고속 연질캡슐 검사기계 [사진=백호프]

‘단일 HMI’ 사용하는 머신비전과 PLC

일반적으로 머신비전은 PLC와 다른 별도 제어 시스템을 갖추고 있으며, 머신비전 시스템에는 조작 편의성을 위한 자체 오퍼레이터용 인터페이스가 탑재된다. 상이한 구조의 머신비전 시스템과 PLC컨트롤러를 동시 운용하기 위해서는 별도 HMI 2개가 필요하기에 조작 과정에서 비효율성이 생길 수 있다.

백호프에서 공급하는 ‘TwinCAT HMI’는 PLC 및 이미지 처리 기능의 시각적 표현을 단일 사용자 인터페이스에 통합할 수 있어 ‘엔지니어링 프로세스’를 간소화한다. 또, 기계에 제어 플랫폼 및 디스플레이 디바이스를 각각 사용할 필요가 없어져 고객은 ‘하드웨어 비용’을 줄일 수 있다. 특히 백호프에서 제공하는 ‘CP2919 멀티 터치 컨트롤 패널’은 높은 수준의 조작 편의성을 제공한다.

기능 완벽 통합으로 솔루션 차별화

백호프는 이미지 처리 솔루션 TwinCAT Vision이 PLC 및 HMI 기능과 완벽히 통합될 수 있다는 점에서 기존 머신비전 솔루션들과 ‘차별화’됐다고 설명했다. 해당 솔루션은 통합설계를 통해 ‘시스템 아키텍처’를 단순화했으며, 사용자는 이전보다 조작이 편리하면서 유연한 솔루션을 사용할 수 있다.

현재 Xin Hang Cheng는 하드웨어 비용 및 엔지니어링 간소화를 통해 ‘복합적인 비용절감’ 효과를 냈으며, 제약시장에서 제조사들에게 ‘경쟁력 있는 가격’으로 고급 고속검사 솔루션을 제공할 수 있게 됐다.

한편, Xin Hang Cheng에서는 지속적인 PC기술 발전과 함께 Beckhoff 보유 PC기반 제어 기술이 가진 성능이 개선되고, 새로운 비전 기능이 추가되는 것에 따라 다양한 머신비전 애플리케이션 시나리오에서 TwinCAT Vision을 ‘보편적으로 사용’하게 될 것이라는 강한 믿음을 내비쳤다.


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