노드 드라이브시스템즈, 인하우스 도장 공정의 생산성 향상

노드 드라이브시스템즈(NORD DRIVESYSTEMS) 본사에서는, 여러 다양한 애플리케이션을 처리하는 기어드 모터와 드라이브 전자장치 등 탁월한 성능과 기능, 인텔리전스를 갖춘 노드 제품을 공장 전반에 걸쳐 회사의 강점을 보강하는데 활용하고 있다. 특히 노드 시스템이 오버헤드 컨베이어와 팬, 호이스트(Hoist)를 구동하는 최근 구축된 표면 코팅 설비도 이에 해당된다.

최근 확장되기 이전까지 2개만 사용되었던 4개의 도장 부스 중 현재 3개가 정기적으로 사용되고 있다.

독일 바르그테하이데(Bargteheide)에 위치한 노드 드라이브시스템즈 본사의 새로운 표면 코팅 설비는 기존 도장 부문 규모의 두 배에 이른다. 새로운 도장 부스는 도장 경화처리 및 패키징 스테이션을 위한 자동화된 하이 베이 웨어하우스

(High-Bay warehouse)로 총규모는 1,400m²에 이른다. 지능형 제어 시스템은 도장 작업의 소요시간을 평균적으로 절반으로 줄여주며, 어떠한 드라이브라도 조립 후 2시간 안에 도장 및 납품이 가능하다. 

고속 레인을 갖춘 도장 라인

노드 드라이브시스템즈는 거의 독점적으로 자체 생산된 부품으로 주문에 따라 각 드라이브 시스템을 구성한다. 애플리케이션별로 특화된 코팅 작업도 이 프로세스의 일부분이다. 현재 긴급 주문에 대한 고속 프로세싱이 이전보다 훨씬 용이해졌다. 지금까지 기어드 모터는 일반적으로 첫 번째 코팅이 적용된 다음, 대기열의 마지막에 복귀되었다. 새로운 컨베이어 시스템은 완벽하게 유연한 라우팅이 가능하기 때문에 경화처리 후, 우선순위의 제품들은 대기열을 뛰어넘어, 다음 도장 코팅 작업으로 즉시 이송이 가능하다. 또한 지능형 분류 알고리즘은 우선순위가 동등한 도장 작업을 최적의 코팅 시스템 및 쉐이드(Shade)로 그룹화시킨다. 이는 낭비 및 설치 시간을 감소시켜준다. 또한 도장 부스의 최신 필터 시스템은 오염을 최소화시켜 준다. 패킹 스테이션 또한 이송 시스템의 스마트 정렬 기능에 기반하고 있어, 각 패킹 스테이션은 특정 선적 모드를 처리하도록 지정이 가능하다. 

도장 작업은 보다 효율적으로 빠르게 처리가 가능하다. 

각각의 모든 작업에 적합한 드라이브

100개 이상의 드라이브가 새로운 설비에서 다양한 작업을 처리하고 있으며, 이러한 노드사의 드라이브 기술은 컨베이어, 호이스트, 배기장치 및 냉각 팬 시스템의 성능을 강화시켜 준다. 자체 모듈형 드라이브 프로그램에 기반하여 노드는 각각의 다양한 요건에 최적화된 솔루션을 구성했다. 고효율 헬리컬 베벨(Helical Bevel) 기어 장치 및 매우 높은 기어비를 가진 웜 기어박스(Worm Gearbox)가 모두 사용되었다. 성능 및 기능 요건에 따라 모터는 각기 다른 주파수 인버터 모델로 제어된다.

환기 장치

22,000m³/h의 환기량을 가진 4개의 팬이 도장 부스의 적절한 환기를 유지시켜준다. 이 팬 드라이브는 SK 200E 주파수 인버터 시리즈의 22kW 분산형 드라이브를 갖추고 있다. 제어 솔루션을 통해 대기모드가 가능하고, 측정된 공기 유량에 따라 모터의 속도를 조절함으로써 필터 오염을 적절하게 보상할 수 있다. 모든 노드사의 인버터와 마찬가지로, 이러한 드라이브는 스마트 에너지 절감 기능을 제공하는데, 자동으로 부분적인 부하를 감지하고, 이에 따라 모터의 에너지 소비를 감소시킬 수 있다. 인버터는 환기장치와 함께 옥상에 설치되기 때문에 IP66 유입방지 보호등급으로 설계되었다. 

오버헤드 컨베이어

이 설비 전반에 설치된 노드사의 모터 및 기어 장치는 무게가 수백 킬로그램에 이른다. 따라서 견고한 하드웨어가 필요하다. 오버헤드 컨베이어는 최고 분당 10m 속도로 동작하는데, 100개 이상의 부드럽게 동작하는 웜 기어드 모터가 장착되어 있다. 이 설비의 일부 구역은 위험구역(Ex zone 2)으로 분류되어 있다. 이 안에 설치된 14개의 드라이브는 캐비닛-설치형 SK 500E 시리즈 인버터로 제어된다. 다른 모든 드라이브는 모터 탑재형 SK 180E 타입 인버터를 갖추고 있다. 탁월한 가격대비 성능을 달성할 수 있도록 설계된 반면, 완벽하게 효율적 기능까지 보완하고 있는 SK 180E는 해당 애플리케이션에서 모든 간단한 처리 작업을 해결할 수 있도록 0.25 ~ 2.2kW의 모터 출력을 지원한다. 인버터와 함께 설치되는 기술 박스는 Profibus 인터페이스뿐만 아니라, 위치 데이터 및 제어 스위치 전송을 위해 다양한 센서 및 공압 인터페이스가 추가된다. 통합 드라이브 구성 기능뿐만 아니라 일관된 플러그인 커넥터 사용은 방대한 설비에서 드라이브 설치 작업을 간소화하는데 중요하다. AC 벡터 드라이브는 별도의 24V 제어 전압을 공급하기 때문에, 400V의 전원이 꺼진 상태에서도 Profibus를 통해 액세스가 가능하다.

호이스트 기술

이 설비는 건조 공간으로 하이 베이 스토리지를 갖추고 있으며, 자동 저장 및 검색 장치를 통해 모든 드라이브 부품들과 유연하게 액세스할 수 있다. 각 드라이브 장치는 각각 지정된 내용을 통해 검색이 가능하고, 오버헤드 컨베이어를 통해 도장 부스로 자동 이송된다. 자동 저장 및 검색 장치는 호이스트 및 드라이브를 위해 강력한 헬리컬 베벨 기어드 모터를 갖추고 있다. 화물을 픽업하는 망원경 지브(Jib)는 경량의 소형, 알루미늄 나선형 인라인 기어드 모터로 확장된다. 노드사는 호이스트 및 드라이브 축을 위해 위치 제어 루프를 구현했다. 즉, 타입 SK 545E 주파수 인버터는 동시에 절대 위치 데이터 및 증분식 모터 인코더의 신호를 처리한다. 그런 다음 자동 저장 및 검색 장치의 PLC에 의해 지정된 설정 값에 따라 위치를 자체적으로 조정하고, 다시 PLC로 도달된 위치에 대한 정보를 보고한다. 드라이브 전자장치는 속도 및 부드러운 가속과 제동(S 램프)을 제어한다. 이 애플리케이션에서는 Profinet 인터페이스가 PLC와 통신할 수 있도록 통합되었다. 

제어 시스템으로 센서 및 Profibus 통신과 손쉽게 연결할 수 있는 기술 박스

노드사의 새로운 도장-코팅 설비는 자동 컨베이어 및 웨어하우스 기술을 통해 도장 작업을 매우 유연하게 관리할 수 있다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 노드 드라이브시스템즈, 인하우스 도장 공정의 생산성 향상