의료·제약 제품을 위한 혁신 솔루션! MULTIVAC 패키징 라인에 6축 키네마틱스 적용
의료 및 제약 산업에서는 포장 공정의 정확도와 재현성이 중요하며, GMP 규정 준수는 필수적인 요소다. 최근에는 생산 효율성과 유연성을 동시에 확보하기 위한 자동화 기술이 요구되고 있다. 본 사례에서는 MULTIVAC의 RX 4.0 열성형 포장기와 Yaskawa 6축 로봇이 결합된 포장 라인을 살펴본다.
Challenge
고정밀 포장과 생산 유연성 요구 증가
독일 Wolfertschwenden에 본사를 둔 MULTIVAC Group은 제약, 의료 및식품 산업을 위한 애플리케이션 특화 포장 솔루션으로 명성을 쌓아왔다. 1961년에 설립된 이 회사는 약 7400명의 직원을 보유하고 있으며, 다양한 포장 기술과 자동화 솔루션, 라벨링 및 검사 시스템, 그리고 포장재까지 포트 폴리오를 구성하고 있다.
의료 및 제약 산업에서 민감한 제품을 포장할 때 요구되는 공정 정확도와 재현성에 대한 요구가 증가함에 따라 MULTIVAC은 고객, 시장, 그리고 법적 요구사항을 충족하는 열성형 포장기를 개발하게 됐다. 동시에 RX 4.0 장비는 처리 시간을 단축하고 생산 효율성과 유연성을 극대화하는 데 초점을 맞췄다.
▲ GMP 규정을 준수하는 RX 4.0 열성형 포장기는 의료기기 및 제약 산업에서 새로운 기준을 제시한다. (사진 출처: MULTIVAC)
Solution
6축 로봇 적용을 통한 공정 확장
이 포장기의 새로운 특징은 의료 및 제약 분야에 적합한 6축 로봇을 적용한 것이다. 이는 MULTIVAC이 외부 제품을 처음으로 도입한 사례다.
MULTIVAC의 수석 이사인 Wolfgang Buchenberg는 “기존 제품 포트폴리오를 고려할 때 자체적으로 6축 키네마틱스를 개발하는 것은 효율적이지 않다고 판단했으며, 이에 따라 Yaskawa의 로봇을 채택했다”고 밝혔다.
포장 공정은 다음과 같은 흐름으로 구성된다. 먼저 포장할 제품은 MULTIVAC 자체 개발 SCARA 로봇에 의해 열성형 포장기의 캐비티에 배치된다. 이후 RX 4.0 은 하부 필름과 상부 필름을 밀봉하는 공정을 포함한 나머지 1차 포장 공정을 수행한다. 상부 필름은 밀봉 전에 다색으로 인라인 인쇄되며, 이후 인쇄 품질을 시각적으로 검사한다. 마지막으로 완전 절단(full cut)을 통해 개별 패키지를 분리한다.
▲ MOTOMAN HD7은 열성형 포장기 출력부에서 패키지를 제거하고 이송한다. (사진 출처: MULTIVAC)
열성형 포장기 출력부에서는 절단 유닛에서 패키지가 직접 이송되며, Yaskawa 로봇에 의해 분리된다.
Wolfgang Buchenberg 수석 이사는 MOTOMAN HD7 적용을 통해 유연성 측면에서 결정적인 이점을 확보할 수 있다고 설명했다. 단일 픽과 다중 픽 방식 모두 지원되며, 데모 시스템에서는 5중 진공 그리퍼를 활용해 다수의 제품을 동시에 처리한다. 또한 이동 중인 컨베이어와 정지 상태 모두에서 작업이 가능하고, 6축 구조를 기반으로 다양한 위치 접근과 포맷 대응이 가능하다는 점도 주요 장점으로 꼽았다.
▲ 언로딩은 단일 픽 또는 다중 픽 방식이 가능하며, 데모 시스템에서는 5중 진공 그리퍼를 사용한다. (사진 출처: MULTIVAC)
MULTIVAC은 6축 로봇 도입을 위해 주요 제조사의 클린룸 로봇 제품군을 비교 분석했으며, 복잡한 요구 조건을 충족하는 솔루션 으로 Yaskawa의 MOTOMAN HD7을 최종 선정했다.
이 로봇은 Fraunhofer IPA와 협력해 개발된 유럽형 솔루션으로, 민감한 애플리케이션을 위해 설계됐다. 상위 모델인 MOTOMAN HD8과 마찬가지로 HD7은 ISO 5부터 최고 수준의 GMP Class A 까지 클린룸에서 사용할 수 있어 MULTIVAC의 요구 조건을 충족한다.
또한 MULTIVAC은 제어 기술과 통합 측면에서 Yaskawa를 선택했다. MotoLogix 소프트웨어 인터페이스를 통해 MOTOMAN 키네마틱스를 MULTIVAC의 제어 및 소프트웨어 플랫폼에 통합할 수 있으며, 이를 통해 전체 포장 라인을 단일 시스템으로 중앙 제어할 수 있다.
이와 함께 HD 시리즈는 케이블 및 연결부를 로봇 암 내부로 통합한 설계를 적용해 파티클 발생을 최소화하고, FDA 준수 설계를 통해 제약 및 의료 산업의 요구를 충족한다.
▲ MOTOMAN HD7은 최고 수준의 GMP Class A까지 클린룸에서 사용 가능하다. (사진 출처: MULTIVAC)
Result
공정 정확도와 생산 효율 동시 향상
RX 4.0 열성형 포장기와 6축 로봇의 통합을 통해 MULTIVAC은 제약 및 의료 분야를 위한 맞춤형 포장 솔루션을 구현했다.
이 솔루션은 1차, 2차, 3차 포장 애플리케이션 모두에 적용 가능하며, 임플란트, 카테터, 봉합사, 바늘과 같은 멸균 의료 제품과 주사기, 바이알, 앰플, 펜, 인젝터 등 다양한 제품을 안정적으로 포장할 수 있다. 또한 소량 생산과 대량 생산 모두에서 경제적이고 지속가능한 운영이 가능하다.
Wolfgang Buchenberg 수석 이사는 “이 라인과 엔드투엔드 센서 기반 포장 공정을 통해 공정 정확도와 재현성을 새로운 수준으로 끌어올렸다”고 밝혔다. 또한 “지속적인 데이터 수집과 분석을 통해 장비가 스스로 최적 운전 조건에 맞게 파라미터를 조정하고, 목표값에서 벗어날 경우 자동으로 보정한다”고 설명했다.
Insight
유연성과 데이터 기반 공정으로의 전환
이번 사례는 의료 및 제약 포장 공정이 단순 자동화를 넘어 유연성과 데이터 기반 제어를 중심으로 발전하고 있음을 보여준다. 특히 6축 로봇의 도입은 다양한 제품 포맷 대응과 공정 확장성을 확보하는 핵심 요소로 작용하며, 센서 기반 데이터 분석과 자동 보정 기능은 공정 품질과 안정성을 동시에 향상시키는 역할을 한다.
또한 간편한 조작, 빠른 전환, 최적화된 밀봉 공정과 같은 요소들과 결합되면서, 해당 시스템은 의료 및 제약 산업의 요구를 충족 하는 포장 솔루션으로 자리잡고 있다.
자료제공: YASKAWA(www.yaskawa.eu.com)
