포장 자동화의 새로운 기준, 고효율 전동 모션 시스템
의료기기, 제약, 화장품, DIY 제품, 비식품 분야에서는 포장재의 지속 가능성과 생산 효율성을 동시에 요구하는 흐름이 강해지고 있다. 플라스틱 사용을 줄이면서도 높은 포장 속도와 안정적인 생산성을 확보해야 하기 때문이다. 이러한 요구에 대응하기 위해 독일 포장기계 제조 업체 IWK Verpackungstechnik GmbH(이하 IWK)는 카드-투-카드 블리스터 시스템(card-to-card blister system)인 ‘CABLIblue 870’을 개발했다. 이 장비는 재활용 가능한 판지 기반 포장재를 처리 하며, Festo의 전기 자동화 기술을 적용해 에너지 효율과 생산성을 높인 사례로 제시된다.
Challenge
지속가능한 포장재와 고속 생산을 동시에 요구
포장기계 분야에서는 순환경제 목표에 대응하기 위한 포장재 전환이 중요한 과제로 떠오르고 있다. 특히 의료기술, 제약, 화장품, DIY 제품, 비식품 분야에서는 견고한 포장과 높은 포장량을 유지하면서도 플라스틱을 사용하지 않는 재활용 가능한 소재 적용이 요구된다.
IWK는 이러한 요구에 대응하기 위해 재활용 가능한 판지로 구성된 블리스터 포장 시스템을 구현해야 했다. 그러나 지속가능한 포장재를 사용하는 것만으로는 충분하지 않았다. 포장 장비는 높은 처리 속도, 낮은 에너지 소비, 안정적인 핸들링, 작업자 편의성까지 함께 확보해야 했다.
특히 완성된 블리스터 팩을 안정적으로 배출하고, 포장재 매거진을 빠르게 보충하며, 장비 운전자의 작업 부담을 줄이는 것도 중요한 과제였다. 즉 CABLIblue 870 개발의 핵심은 친환경 포장재 대응, 생산성 향상, 에너지 절감, 인체공학적 운용성 확보를 하나의 장비 안에서 실현하는 데 있었다.
▲ CABLIblue 870은 Festo EMMS-ST 스테퍼 모터를 적용해 고속 포장과 저소음 운전을 구현한다.
Solution
Festo 전기 자동화 기반의 고속·저소음 포장 시스템
IWK는 CABLIblue 870에 Festo의 전기 자동화 기술을 적용했다. 핵심 구성요소는 Festo EMMS-ST 스테퍼 모터, OVEM 진공 발생기, EGC 및 ELCC 전기축이다.
CABLIblue 870은 Festo EMMS-ST 스테퍼 모터를 일관되게 적용해 중첩 동작을 구현한다. 이를 통해 각 구동부의 유기적인 연동이 가능해졌으며, 소음과 에너지 소비를 구조적으로 줄일 수 있도록 설계됐다. 또한, 완성된 블리스터 팩 배출에는 Festo의 EGC 및 ELCC 전기축이 적용된 핸들링 시스템이 사용되어 포장물을 안정적으로 이송·제거한다.
완성된 블리스터 팩 배출에는 Festo의 EGC 및 ELCC 전기축이 적용된 핸들링 시스템이 사용된다. 이 시스템은 완성된 포장물을 안정적으로 제거하는 역할을 한다. 또한 Festo의 OVEM 진공 발생 기는 전체 진공 시스템에 대해 공기 절감 기능과 모니터링 기능을 제공해 효율성을 높이고, 상태 모니터링을 통해 다운타임 저감에 기여한다.
작업자 편의성도 고려됐다. 포장재 매거진은 접근이 쉽고, 운전 중에도 빠르게 보충할 수 있도록 설계됐다. 이 영역에도 Festo EMMS-ST 스테퍼 모터가 적용돼, 그리핑 및 로딩 영역의 매거진을 장비 운전자 쪽으로 이동시킨다. 이를 통해 작업자는 포장재를 보다 쉽게 보충할 수 있으며, 작업 부담도 줄어든다.
▲ IWK의 CABLIblue 870에는 Festo의 EGC 및 ELCC 전기축 기반 핸들링 시스템이 적용돼 완성된 블리스터 팩을 안정적으로 배출한다.
Result
분당 22사이클의 포장 속도와 에너지 효율 개선
CABLIblue 870은 재활용 가능한 판지 기반 포장재를 처리하면서도 높은 생산성을 확보한 장비로 소개된다. Festo에 따르면 이장비는 분당 22사이클의 포장 성능을 달성했으며, 이는 업계 평균 대비 10% 빠른 수준이다. 또한 Festo EMMS-ST 스테퍼 모터 적용을 통해 장비 소음은 72dBA 미만으로 낮아졌고, 전체 장비의 에너지 소비 절감에도 기여했다.
진공 시스템에서는 OVEM 진공 발생기가 공기 절감 및 모니터링 기능을 제공한다. 이를 통해 진공 시스템의 상태를 확인하고, 다운타임을 줄이는 데 활용할 수 있다. 완성품 배출부에서는 EGC 및 ELCC 전기축 기반 핸들링 시스템이 완성된 블리스터 팩을 안정적으로 제거한다.
또한 포장재 매거진의 접근성과 보충 편의성이 개선되면서 작업 자의 운용 부담도 줄어들었다. 매거진이 작업자 쪽으로 이동하도록 구성된 구조는 장비 운전자의 인체공학적 작업 환경을 개선하는 요소로 제시된다.
IWK와 Festo의 협업은 국제적인 개발·조립 환경에서도 이뤄졌다. CABLIblue 870의 상당 부분은 태국 공장에서 개발 및 조립됐으 며, IWK 측은 Festo의 설치 부품 조달과 디지털 엔지니어링 도구, 태국 현지 프로젝트 엔지니어와의 협업이 원활했다고 설명했다.
Insight
친환경 포장, 자동화 효율이 관건
CABLIblue 870 사례는 포장기계의 지속가능성이 단순히 포장재를 바꾸는 문제에 그치지 않는다는 점을 보여준다. 재활용 가능한 판지 기반 포장재를 적용하더라도, 장비가 충분한 속도와 안정성을 확보하지 못하면 실제 생산 현장에서의 적용성은 제한될 수 있다.
이 사례에서 주목할 부분은 전기 자동화 기술이 지속가능성과 생산성 사이의 균형을 지원한다는 점이다. 스테퍼 모터는 고속 동작과 저소음 운전에 기여하고, 전기축 기반 핸들링 시스템은 완성품 배출을 안정화한다. 진공 발생기의 공기 절감 및 모니터링 기능은 에너지 효율과 다운타임 저감 측면에서 의미가 있다.
또한 포장재 매거진 접근성과 보충 편의성 개선은 자동화 장비에서 인체공학적 설계가 생산성과 직결될 수 있음을 보여준다. 지속 가능한 포장기계는 친환경 소재뿐 아니라, 에너지 소비, 유지보수 성, 작업자 편의성, 글로벌 협업 체계까지 함께 고려해야 한다.
CABLIblue 870 사례는 친환경 포장기계의 경쟁력이 소재 전환 만으로 결정되지 않는다는 점을 보여준다. 전기 자동화 기반의 고속 구동, 저소음 운전, 진공 모니터링, 작업자 중심 설계가 함께 구현될 때 지속가능성과 생산성을 동시에 확보할 수 있다.
자료제공: Festo(www.festo.com)
