높은 정밀도와 강력한 제어기능의 ‘ServoBelt Rotary Stage’
병 제조 작업에서 검사는 단순한 품질 관리를 넘어 생산성 문제 등 그 이상의 의미를 갖는다. 기술자가 성형 기계와 툴링이 제대로 작동하는지 확인하기 위해 병의 무게와 치수 데이터를 수집하는 데 몇 시간을 소비할 수 있기 때문에 생산성과 직결된다고 할 수 있다.
Avid Corporation은 20년 이상의 역사를 가진 회사로, 이러한 품질 데이터 수집을 용이하게 만드는 시스템을 구축했다. 품질 작업의 처리량과 정확 성을 높여주는 다양한 자동화 및 반자동 비전 검사 시스템이 그것이다.
이러한 시스템 중 일부는 병 벽 두께, 병목 프로파일 및 무게를 측정한다. 다른 시스템은 최적의 충전 높이를 설정하고 모니터링하는 데 도움이 되는 부피 측정을 자동화한다. 뿐만 아니라 병이 될 플라스틱 프리폼의 매개변수와 중량을 검사한다.
Avid의 시스템을 통한 검사 생산성 향상은 극적인 효과를 가져올 수 있다.
회사의 공동 설립자이자 사장인 Jonathan Strater는 “하이 캐비테이션 프리폼 툴(high-cavitation preform tool)의 출력을 측정하는 데 수작업으로 최대 5 일이 걸릴 수 있다. 그러나 통합 컨베이어와 픽 앤 플레이스 기능을 갖춘 Avid 의 고도로 자동화된 시스템은 약 6시간 만에 작업을 완료할 수 있다”고 말했다.
정확도 측면에서도 이 시스템은 수작업 측정과 관련된 측정 오류를 제거 한다. 완전 자동화 또는 부분 자동화 여부와 관계없이 Avid의 비전 시스템은 일반적으로 치수 측정 시 0.0004인치 이내, 무게 측정시 0.1그램 이내의 정확도와 반복성을 제공한다.
▲ ServoBelt Rotary 제품은 두 가지 다른 through hole(쓰루 홀) 크기를 제공한다.(SBR 50의 경우 50mm, SBR 100의 경우 100mm)
WTS 1000 시스템
Avid의 최신 측정 시스템은 완전히 새로운 방식으로 병에 접근한다. 이전 시스템이 주로 벽 두께에 초점을 맞추었다면, 새로운 WTS 1000 시스템은 병의 바닥 두께를 측정하기 위해 병의 바닥으로 빛을 비춘다.
작업자는 각 반자동 측정 주기를 시작할 때 병을 WTS 1000의 회전 스테이지에 올려 놓는다. 스테이지는 병을 정지된 두께 측정기 위에서 회전시켜, 여러 번의 측정을 통해 전체 바닥의 두께 맵을 생성할 수 있다.
Avid는 재료 효율성이 뛰어난 Amcor의 PowerFlex 병 디자인과 함께 사용할 수 있는 시스템을 개발했다. 이 디자인은 기존의 핫필(hot-fill) 페트병에 있는 구조 패널과 리브를 없애는 것이 특징이다.
Jonathan Strater는 이 독특한 테스트 시스템을 설계하고 구축할 때 몇 가지 모션 시스템 과제를 해결해야 했다. 첫 번째는 병과 광원을 수용할 수 있을 만큼 큰 through hole이 있는 회전 스테이지를 찾는 것이었다. 두번째는 커스텀 모션 컴포넌트를 사용할 수 없는 짧은 개발 주기와 관련된 문제였다. Bell Everman의 ServoBelt Rotary는 양쪽 모두에서 긍정적인 기여를 했다.
Jonathan Strater는 “이 시스템에 적합한 회전 스테이지를 찾는 것은 그렇게 간단하지 않았다. 모션 컴포넌트를 제작하는 회사 들이 많음에도 불구하고 모든 전통적인 웜 기어 구동 유닛이 병바닥에 빛을 방해하지 않고 충분한 through hole 클리어런스를 제공하지 못했다. 거의 대부분이 중심에 3/4인치 구멍이 있었는 데, 이는 우리가 하려는 작업에는 너무 작았다”고 말했다.
Strater는 직접 구동 로터리 모터도 검토했지만 이 용도로 사용하기에는 너무 크고 무겁고 비싸다는 것을 알게 됐다. 그러던중 Strater는 ServoBelt Rotary를 발견했다. 높이가 2.39인치에 불과한 낮은 프로파일과 4인치의 대형 through hole을 갖춘 ServoBelt Rotary는 레이저 게이지가 전체 병 바닥을 선명하게 촬영할 수 있게 해준다.
범용 마운팅 기능을 갖춘 ServoBelt는 WTS 1000 프레임에 몇분 만에 간단히 볼트로 고정할 수 있다. 또한 모터, 컨트롤러, 앰프가 통합된 Animatics 스마트 모터와 ServoBelt를 쉽게 연결할수 있다. Strater는 “실제로 1시간 30분 만에 전체 모션 시스템을 가동하고 실행할 수 있었다”라고 말했다.
자료제공: Bell Everman(www.bell-everman.com)
