고성능 제빵 애플리케이션에서 검증된 ‘유지보수 제로’ 액추에이터 DLS4

HepcoMotion

영국인이 가장 선호하는 음식 중 하나가 빵이다. 영국 제빵시장은 식품산업에서 가장 큰 시장 중 하나이며, 따라서 관련 시장 수요에 부응하기 위한 현대적인 기술이 필요하게 됐다. 높은 수요를 따라잡기 위해서는 식품가공 산업이 효율적이어야 한다. 이는 곧 모든 업무가 대부분 자동화되어야 한다는 것을 의미한다. 시스템의 자동화를 위해서는 필수적인 공정을 수행하는 작은 부품들이 많이 필요하다. 이러한 구성 요소가 없으면 자동화 자체가 불가능하다.

영국 대형 제빵업체에 도입된 ‘DLS4 벨트 구동 액추에이터’

David Wood Foods사는 영국에서 규모가 매우 큰 소매상들을 위한 제빵업체이다. 전체 생산과정의 첫 단계인 재료의 계량과 배합에서부터 발효, 굽기, 냉각 및 컷팅과 포장에 이르기까지의 모든 공정이 완전 자동화되어 있다.
  

David Wood Foods사는 현재 일주일에 420kg가 넘는 빵을 매일 생산하고 있다. 이들의 생산라인은 유지보수와 뛰어난 품질이 절대적으로 중요하다. 제빵 영역 이외에도, David Wood Foods사는 영국 전역에 고급 음식 및 프리미엄급 패스츄리나 수제 빵 등을 공급하고 있다. 워낙 경쟁이 치열한 시장이지만 뛰어난 효율성을 갖춘 시설들로 최고의 경쟁력을 확보하고 있다.

식품산업용 생산라인의 필수적인 요소 중 하나가 액추에이터다. David Wood Foods사는 벨트로 구동되는 리니어 모듈과 AC 모터/인버터 패키지, 서보모터에 사용될 소형 유성 감속기 등으로 이루어진 HepcoMotion의 DLS4 벨트 구동 액추에이터를 사용하고 있다. DLS4 벨트 구동 액추에이터는 정기적인 물 세척과 건조작업이 필요한 식품 및 포장산업의 핵심 요구 조건인 부식방지 옵션도 가능하다.
  

David Wood Foods사의 생산라인 중 3가지 핵심 영역에서 DLS4 제품이 총 10대가 사용되었다. 그 중 2대는 빵을 오븐에 넣는 작업에 사용되었고, 4대는 냉각기에 넣고 빼는 작업용으로, 나머지 4대는 포장구역에서 빵을 배달용 바구니에 넣는 작업에 사용되었다. DLS4 제품은 V 가이드 기술을 사용하여 오랜 수명과 유지보수 작업이 거의 필요 없을 정도의 높은 신뢰도를 제공한다.

핵심 공정에 사용된 DLS4 액추에이터

DLS4 셋트는 컨베이어 상에 놓여있는 빵 트레이를 200°C 이상의 고온에서 작동하는 오븐으로 이동시켜주는 푸셔 암(pusher arm)에 연결되어 있다. 오븐 가까이에서 작업하는 만큼 고온에 적합한 복열 베어링이 사용되었다.
또한 극도로 높거나 낮은 온도에서의 작동을 위해 진공 및 고온용 베어링도 사용 가능하다. 빵은 한번에 32개씩 옮겨져 20분 이상 오븐에서 구워진다. 액추에이터는 일주일에 7일, 매일 24시간동안 매 30초마다 이러한 공정을 반복한다. 제로 백래쉬 시스템인 DLS4는 어플리케이션이 필요로 하는 뛰어난 반복도와 정확도를 제공한다.

Hepco DLS4의 또 다른 장점은 최대 표준품 규격인 8m 이내에서는 원하는 mm 길이 단위대로 지정이 가능하다는 것이다. 이는 표준 스트로크 길이를 설계할 필요 없이 생산라인에 맞게끔 스트로크 길이를 지정할 수 있기 때문에 큰 유연성을 제공한다. 이러한 특징은 다양한 스트로크 설정이 쉽게 가능하므로 David Wood Foods사에게도 커다란 장점으로 작용하였다. 또한 Hepco의 DLS 모듈은 긴 스트로크 요건을 충족하기 위해 접합 셋트로도 공급 가능하다.

오븐에서 구워진 빵은 냉각기로 옮겨져 냉각용 랙에서 2시간 동안 회전된다. 냉각공정은 빵 제조 과정의 핵심 부분으로서 빵의 아랫부분에 수분이 생겨 축축해지는 것을 방지해준다. David Wood Foods사는 한 번에 약 9kg의 빵을 냉각기에서 작업한다. 단일 모터와 병렬로 작동하며 푸셔 암에 부착된 한 세트의 DLS4는 22개의 빵을 랙에 밀어주고, 또 다른 한 세트의 액추에이터는 빵을 랙에서 컨베이어로 밀어주어 컷팅과 포장작업 구역으로 이동시켜준다.

빵부스러기와 먼지 고민 해결한 V 가이드

다른 식품산업용 시스템과 마찬가지로 David Wood Foods사도 빵부스러기와 먼지들로 인한 문제를 안고 있었다. 먼지나 부스러기의 파편들이 밀폐형 리니어 모션용 부품들 사이에 낀다거나 해를 끼칠 경우, 시스템이 멈추게 될 수도 있기 때문이다. 이는 치명적인 고장을 초래할 수 있으며, 과도한 다운타임을 감수해야 하거나 시스템을 통째로 교체해야 하는 사태로 이어질 수도 있다.

DLS4는 슬라이드와 베어링의 ‘V’면 사이에서 엄격한 기하학적 제어가 가능한 V 가이드 시스템 덕분에 거친 작업환경에서도 매우 이상적인 작동이 가능하다. 즉, 이물질을 밀어내는 와이핑 기능으로 고장 없는 기계작동을 보장한다. 이 셀프-클리닝 기능은 슬라이드의 오염을 예방할 수 있으므로 많은 양의 빵부스러기에 노출되어 있는 David Wood Foods사의 작업환경에서 장점으로 작용한다.

전체 생산 시스템 안에서는 작은 부품이지만 기능만큼은 핵심적이라고 할 수 있는 것이 액추에이터이기 때문에 그만큼 별도의 유지보수가 거의 없어야 한다. 시스템의 한 부분이 고장나면 전체 생산라인이 영향을 받는다. 더욱이 일주일에 420kg이라는 대량의 작업을 처리하는 시스템이라면 갑작스러운 유지보수 작업으로 인한 생산량의 손해는 분명 상당할 것이다.

유지보수 작업의 최소화 달성

Hepco V 가이드 시스템의 큰 장점은 재윤활 간격이 길다는 것이다. 가령, Hepco의 캡씰 윤활간격은 1000km이므로, 100~150km마다 재윤활을 해주어야 하는 볼레일에 비교해보면 다운타임과 비용을 대폭 절약해준다.
이러한 긴 재윤활 간격은 매달 해왔던 유지보수 관리의 필요성을 없애주어 David Wood Foods사에게는 매우 큰 장점으로 여겨졌다. 즉, 지난 12개월 동안 DLS4에 이루어진 유일한 유지보수 작업은 재윤활이 전부였다. 이렇듯 캡씰을 사용할 경우 시스템에 적절한 윤활상태를 유지해주고 효과적인 보호 기능도 제공해 줌으로써 유지관리 비용을 절감할 수 있다.
  

Hepco는 최소한의 다운타임 및 서비스 작업으로 David Wood Foods사가 그들의 생산라인을 연속적으로 가동할 수 있게 해주었다. DLS4에 마모 징후가 보이더라도 간단하고 신속한 보수가 가능하여 생산시간에 큰 영향을 미치지 않았다.
V 베어링에는 편심 조정기능이 있어 발생된 유격을 빠르고 간단하게 제거할 수 있다. 또한 V 베어링의 계산된 수명이 다하면 전체 세트가 아닌 개별 교체가 가능하여 그만큼 시간과 비용이 절약된다. 한 예로, 약 10년간 가동 중인 DLS4의 경우 그 동안 베어링은 단 한 번도 교체하지 않아도 된다.

추운 겨울이 다가올수록 맛있는 빵과 곁들여 우리 마음속까지 그 온기를 느끼게 해줄 따뜻한 스프나 스튜에 대한 수요가 급속히 증가할 것이다. 이러한 높은 수요를 충족시켜주기 위해 Hepco의 DLS4는 잔고장이 없는 완벽한 솔루션을 지속적 으로 제공해줄 것이다.

자료 제공: HepcoMotion(www.hepcomotion.co.kr)