엘모모션컨트롤(Elmo Motion Control)은 시간당 6만개 이상의 라벨을 부착할 수 있는 라인 속도로 라벨 부착 및 뚜껑 봉함기계를 위한 선도적인 새로운 품질 성능을 제공한다. 이 회사는 기계 내에서 초고속으로 작동하면서도 라벨 부착 오류는 매우 적어 하이엔드 라벨 부착 및 뚜껑 봉합기계 분야의 대표적인 솔루션 제공업체로 자리매김하고 있다. 초고속으로 회전하는 플랫폼에서 하나의 솔루션으로 60개 이상의 통합된 모터 및 드라이브를 작동시키고, 슬립 링을 통해 고전력 및 고속 EtherCAT 통신을 전달하는 어려운 과제도 엘모모션컨트롤의 스마트한 솔루션과 고급 도구들을 이용해 신속하고 효율적으로 구현된다.

	뚜껑 봉함기계 구현에는 복잡한 ECAM 운동의 설계 및 실행이 필요하다.

개발시간 단축하는 엘모모션컨트롤 솔루션
신속한 병 라벨 부착 또는 뚜껑 봉함기계의 구현에는 복잡하고 동적인 ECAM 운동의 설계 및 실행이라는 어려움이 따른다. 이를 위해서는 악조건, 진동, 습기, 극한 온도환경에서 작동하는 수십개의 모터와 드라이브들이 달린 회전기계들에 대한 신속하고 정교하며 복잡한 제어를 할 수 있어야 한다.

또한, 슬립 링 미디어를 통해 신속하고 결정적이며 ‘신호적으로 무결한’ 민감한 통신에 대한 요건도 있다. 이를 위해서는 상당한 경험과 더불어 높은 수준의 전문 지식을 필요로 하는 시간, 즉 몇 주에 걸친 집중적인 작업이 필요할 수 있다.
엘모모션컨트롤에서 제공하는 첨단 모션 컨트롤은 구현 과정을 일반적인 엔지니어링의 수준으로 단순화시켜 개발시간을 상당히 줄여주며, 모션 컨트롤 설계 및 작업을 3일 미만으로 단축시킨다.

	GOLD WHISTLE 서보 드라이브들은 모터 내부에 통합된다.

혁신적인 솔루션
이 회사의 혁신적인 솔루션으로는 스마트한 지원 소프트웨어 도구와 통합형 모터가 있다.
우선 모션 개발과정을 단순화시키는 혁신적인 스마트 소프트웨어 도구 상자를 사용하는 데 있어, 그 첫 번째 그룹은 서보 튜닝, ECAM, 오류 매핑(Error Mapping), 네트워크 구성 등과 같은 EASII의 매우 중요한 부분으로서 일반적인 개발의 환경 설정 단계에서 사용된다.

두 번째 그룹은 개발자/프로그래머에 의해 수행되는 시간이 오래 걸리는 소모적인 프로그래밍 요구사항들을 단순화시키는 풍부하고 정교한 ‘모션 블록(EMBL : Elmo 고급 모션 블록)’, 라이브러리 및 기계 템플릿이다. 이들은 보통 기계의 공정 개발 단계에서 사용된다. 두 개의 그룹들은 가장 빠른 기간 안에 간단하게 구현하기 위한 목표를 달성하기 위해 상호 보완적이다.
‘단순성에 의한 인텔리전스’는 다영역 전문 구현 전문가들에 대한 필요를 없애줄 뿐만 아니라, 모션 컨트롤 성능을 극적으로 개선하고, 엔지니어링 리소스를 크게 절감하는 가운데 출시기간을 현저하게 단축시킨다.

	회전대는 고출력 소형 Elmo 듀엣(DUET) 60개로 구성된다.

한편, 통합형 모터(Integrated Motors)와 관련해 초소형 및 고효율, 매우 러기드한 디자인 고출력 GOLD WHISTLE 서보 드라이브들은 모터 내부에 통합된다. 이는 회전 컨베이어를 단순화시키며, 공간 및 무게를 현저하게 줄여준다. 또한, 케이블 연결을 EtherCAT 통신 케이블에 더해 DC 버스로만 국한시키기 때문에 전기 캐비닛 크기를 축소시킨다. 이러한 ‘케이블 연결 최소화’는 EMI 유도를 줄여주고 노이즈 면역을 향상시킨다.

초소형 통합 드라이브 및 모터
GOLD 서보 드라이브
극소형 인텔리전트 G-WHI 서보 드라이브는 기계적 부하의 비선형성을 극복함으로써 가장 넓은 대역폭과 가장 빠른 반응을 위해 완벽하게 조율돼 있다. 이를 통해 매우 빠르고 안정적인 작업, 매우 높은 효율 및 무오류 작업이 가능해진다.
마에스트로(Maestro)
60개의 서보 드라이브로 구성된 전체 오케스트라는 전체 ‘병 가공’ 과정을 제어 및 감독하는 마에스트로에 의해 수행된다. 마에스트로는 세계 정상급 다축 컨트롤러로, 복잡한 모션 시나리오를 정밀하게 실행한다. 조화로운 모션이 GOLD 서보 드라이브와 결합돼 작동하는 마에스트로에 의해 달성된다.

	EASII 고급 서보 제어

솔루션 특징
회전대에 위치한 60개의 축들은 고속 병 라벨 부착 및 뚜껑 봉함을 위해 이용된다. 병들은 기계에 자동적으로 공급된 후 회전대로 전달되며, 회전대는 첨단 통합 드라이브/모터 솔루션인 고출력 소형 Elmo 듀엣(DUET) 60개로 구성된다. 듀엣은 회전대의 제한된 크기로 인해, 이 기계에서 가장 중요한 부품으로서 회전대 위에 위치되며, 카메라 화상 캡처 작업 동안 회전의 고정밀성을 보장하기 위해 직접 커플링을 사용한다.

고전력 케이블과 직렬 Ether CAT 케이블만 듀엣 사이에 연결된다. 풍부한 EASII 도구들과 기능들을 통해 가장 빠른 속도, 정밀성 및 정확성을 제공하기 위해 드라이브를 조율하고 해당 서보 동작을 최적화할 수 있다. EASII 고급 서보 제어(Advanced Servo Control)는 어떠한 모터나 어떠한 기계의 서보 성능이라도 최적화를 극대화할 수 있도록 기능들을 통합한다.

자동 튜너(Auto Tuner)는 단 몇 분 내에 어떠한 기계적 장애라도 해결한다. 콤팩트 모터/고출력 드라이브 솔루션은 제한된 기계 공간에 최적화돼 있다. 해당 솔루션은 높은 분해능의 앱솔루트 엔코더를 이용해 높은 정밀성과 최고의 서보 제어 및 성능을 달성한다.
듀엣 솔루션은 회전대의 기계적 진동을 견딜 수 있도록 러기드한 구조여야 한다. 솔루션에 최소한의 케이블만 사용하기 때문에 외부 잡음에 대한 최소한의 영향, 낮은 EMI 및 RFI로 이어져 EtherCAT 직렬 통신 네트워킹에 의해 제어되는 다수의 축들에 대한 최고의 솔루션을 제공한다.

몇 분 내에 모든 것이 가능한 ECAM 빌더 도구
네 개의 고속 카메라가 기계의 정지 부위에 위치해 있는데, 병들이 카메라를 통과하면 스냅숏이 촬영돼 호스트 컴퓨터로 전송된다.
호스트 컴퓨터는 해당 화상 데이터를 처리한 후 이미지 처리 알고리즘을 이용해 정확한 라벨 위치를 계산한다. 병의 회전은 엘모모션컨트롤의 다축 컨트롤러인 마에스트로에 의해 제어되는데, 이는 최초 목표 라벨 부착 위치를 설정한 다음 ECAM 실행 동작이 시작되기를 기다린다.

마에스트로에서 실행되는 ECAM 기능은 이 기계의 동작에서 사용되는 핵심 기능들 중 하나다. 이 마에스트로를 이용해 ECAM을 작동하면 커다란 장점이 있다. 모든 보조(Slave)들은 DS-402 규격의 주기로 동기화되는 위치 동작모드로 작동한다. 마에스트로와 EASII는 최소의 ECAM 접점 수를 통해 부드러운 모션 궤도를 위한 높은 삽입 수준을 허용한다. 이는 신속한 동적 테이블 계산, 실행, 테이블 전환, 다층 토폴로지 구축, 가상 축 동기화, 그리고 구현 과정을 단순화시키고 촉진하는 수많은 관련된 고급 기능들을 가능하게 한다.

	고급 삽입 방법 중의 하나로 마스터 위치와 해당 위치 사이에 삽입하는 기능.

첨단 EASII, 즉 엘모모션컨트롤의 EMBL과 결합된 Elmo 애플리케이션 스튜디오(Application Studio) ECAM 도구인-Elmo의 모션 블록 라이브러리(Motion Block Libraries)는 단 며칠 내에 기계 수준을 운영 가능 수준으로 끌어올릴 수 있도록 ECAM 궤도의 매우 간단하고 신속한 설계 및 정밀한 시험을 가능하게 한다.
고급 삽입 방법들 중의 하나로 마스터 위치와 해당 위치 사이에 삽입하는 기능으로서 여러 보조(Slave) 위치들을 추가만 하면 된다. EMBL들은 일단의 EASII 고급 도구에 대한 보조로, 엘모모션컨트롤은 기계의 개발과정을 단순화시키는 여러 EMBL들을 개발했다. 예를 들어, 호밍(모든 DS-402 방법 등)을 비롯해 출력 비교(PEGS), 에뮬레이션, ECAM, PVT, 스플라인, 조이스틱 등이 있다.

이와 관련해 엘모모션컨트롤은 어떠한 비용 청구 없이 사용자들을 위한 새로운 EMBL들을 계속 개발 및 소개하고 있다. 이처럼 엘모모션컨트롤은 최적의 도구를 이용하고 최소의 엔지니어링 리소스를 투입함으로써 가장 짧은 출시기간을 보장하는 가운데 신속하고 지능적인 방법으로 전체 구현 과정을 실현한다.

FA Journal 편 집 국 (fa@infothe.com)

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