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지능형 생산관리를 위한 CNC 머신 툴 네트워킹 솔루션

2016-09-22
프로젝트 소개:
 
컴퓨터 수치 제어(CNC) 머신 툴 관련 기술은 수십 년간의 개발 과정을 거쳐 점차 성숙 단계에 접어들고 있습니다. 이로 인해 기계 공급업체들은 점점 치열한 경쟁을 벌이고 있습니다. 기계 공급업체가 냉혹한 가격경쟁에서 탈피하려면 어떤 전략을 구상해야 할까요? 비교 우위를 선점해 경쟁업체들을 따돌리고 업계 평균보다 높은 수익을 거두기 위한 최고의 전략은 바로 생산 제품을 차별화 하는 것입니다. 그러나 기존의 CNC 머신 툴은 대개 고정된 사용자 인터페이스만을 제공하고 사용자가 기능을 추가하거나 변경하지 못하게 하는 폐쇄형 컨트롤 시스템을 사용합니다. 결국 이로 인해 기계 공급업체가 2차 개발을 통해 장비 기능을 향상시켜 제품을 차별화 하기가 어렵습니다. 또한, 4차 산업혁명은 제품의 패턴을 바꾸고 있습니다. 제조업체들은 모두 자사의 독립형 자동화 장비를 네트워크화 된 지능형 공장 생산 시스템으로 탈바꿈하기를 원합니다. CNC 머신 툴은 중요한 생산 장비로 간주되기 때문에 기계 공급업체는 자사의 제품 생산 과정에 있어서 네트워크 모니터링 기능의 필요성이 매우 요구되었습니다. 
어드밴텍의 CNC 머신 툴을 위한 산업용 IoT 솔루션은 이더넷을 통해 CNC 머신 툴이 네트워킹 장비로 기능하도록 지원합니다. 동시에 기계 운용의 효율성을 최적화하는 생산관리, 지능형 모니터링, 절삭 툴 관리 및 기타 여러 종류의 애플리케이션 개발을 위해 장비 제공 업체에게 다양한 데이터 수집 모듈과 산업 등급의 패널 컴퓨터를 제공합니다. 각 업체의 관리자들은 다양한 기계 관련 정보 수집 목적으로 클라우드 플랫폼에 탑재된 WebAccess/CNC 소프트웨어를 활용하여 기기의 상태를 실시간으로 파악할 수 있습니다. 나아가 관리자들은 수집된 대량의 데이터들을심층적으로분석하여 생산 공정을 개선하여 스마트하게 생산 공정을 관리할 수 있습니다. 



시스템 요건:
대만의 한 공작 기계 제작 전문업체는 CNC 밀링 머신)과 머시닝 센터 제작을 전문으로 합니다. 이 업체는 항공우주 산업, 풍력 에너지, 자동차, 전자, 패널 및 다수 업계에서 저명한 기업으로, 세계의 많은 제조업체들은 이 회사가 생산하고 판매하는 고품질의 기계를 선호합니다. 하지만 이 업체조차 중국의 레드 서플라이체인(red supply chain-중국의 자국 완결형 공급망)의 부상으로 인한 엄청난 압박과 위협으로부터 자유롭지 못하였습니다. 해당 업체는 최근 경쟁이 가열된 시장에서 양질의 먹거리를 창출하기 위해 끊임 없이 혁신적인 연구 및 개발과 자사 제품의 기능을 향상시키기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 일례로 그 제조업체는 PC 기반 운영 플랫폼을 통해 컴퓨터에 데이터 수집 모듈을 추가하여 가속기와 온도 데이터 수집을 통해 가공품의 머시닝의 정확도를 향상시키고 절삭 진동과 스핀들 온도를 조절했습니다. 이로서 밀링 머신 중심점의 스핀들 모니터링 개발 완료를 가속화할 수 있었습니다. 이 업체가 계획 수립의 초기 단계에서 구상한 것은 산업 현장에서 사용되는 컴퓨터를 HMI로 채택하는 것이었으나 CNC 머신 툴 공장을 활용하는 것 이 더 많은 노력과 기술을 요한다는 판단을 내렸습니다. CNC 머신 툴 공장에서는 수증기와 유증이 가득한 환경이기 때문에 시설 업그레이드 주기가 빨라 장기간의 공급을 보장할 수 없다는 점이 판단의 근거였습니다. HMI를 새로운 밀링 머신 중심점의 표준부품으로 삼는다면, 향후 기계오작동이라는 문제가 발생할 수도 있습니다. 나아가 기계결함이나 오작동 발생 시 교체할 부품을 찾지 못하거나 또 다른 유지 보수 문제가 골칫거리가 될 수 있습니다. 결국, 해당 대만 업체는 이러한 판단에 근거하여 산업 등급 터치 패널 컴퓨터를 선택하기로 결정했습니다. 이러한 결정에는 신형 컴퓨터가 가진 크기 및 외관과 CNC 밀링 머신의 호환성도 고려하였습니다. 신형 컴퓨터가 문제 없이 CNC 밀링 머신에 적용되려면 크기와 외형이 기계 디자인의 특징 및 규모와 맞아야 하기 때문입니다. 이 CNC 기계는 해외로 수출되기 때문에, 국제 안전 규정 준수와 국제적 보증 제공도 필요합니다. 기계 성능 업그레이드 외에 그 회사는 기계 인터넷(Internet of Machine)의 플랫폼을 통해 고객에게 완벽한 턴키(Turnkey) 서비스를 제공하고자 했습니다. 따라서 이 회사는 포괄적 온라인 모니터링 소프트웨어를 통해 실시간으로 관리자만 접근할 수 있는 백엔드 관리 시스템에 사용자가 접근 가능한 프론트 엔드 기기에서 수집된 정보가 업로드 되는 환경을 조성하였습니다. 이를 통해 사용자들이 더욱 효율적으로 작업 현장에서 기계와 장비를 관리할 수 있게 되었습니다. 



시스템 설명:
프로젝트 요건에 따르면, Advantech의 CNC 머신 툴 네트워킹 솔루션은 단일 기계 데이터 수집과 공장 내에서 네트워크 가능 장비를 위한 하드웨어와 소프트웨어 제품을 제공했습니다. Advantech은 스핀들 모니터링을 위한 편리한 애플리케이션을 개발하하기도 했습니다. 또한, 다기능 데이터수집모듈 USB-4716과 고립형 다중 채널 열전대 모듈 ADAM-6018과 산업 등급 터치 컴퓨터 PPC-3100을 통합함으로써 장비 정보를 수집할 목적으로 개방형 플랫폼을 제공하였습니다. 기계 인터넷(Internet of Machine)과 관련하여 Advantech의 WebAccess/CNC 소프트웨어로 기계 개발자가 프로젝트 개발 시간을 단축했을 뿐만 아니라 육안으로 식별되고 정보와 관련한 지능형 생산 관리 시스템을 만들기 위해 쉽게 다양한 기기 데이터를 통합할 수도 있었습니다. 

가속도계 데이터와 스핀들 온도를 얻기 위해 USB-4716과 ADAM-6018을 사용하는 것 외에, HMI로서 PPC-3100은 기존 키보드와 팬리스(fanless) 디자인인 마우스를 교체하여 컴퓨터를 손상시키는 오일과 수증기 접촉을 피하기 위해 편리하고 사용자 친화적인 터치 입력 방식을 사용하는 등 기계 중심점(머시닝 센터) 개발자들이 원하는 탁월함을 보유하고 있습니다. 또한, PPC-3100은 해외에서 요구하는 안전 규정 준수를 위해 CB/CCC/BSMI/UL 국제 인증을 따라 제작되었습니다. PPC-3100는 기계 중심점(머시닝 센터)에 특별한 질감이 돌도록 제작된 회색-검정색 제품입니다. 또한, PPC-3100은 P65 정격이며 10.4인치 사이즈를 통해 뛰어난 방진 및 방수 보호 기능을 갖고 있기도 합니다. 기계의 디자인과 조화되는 외관 때문에 PPC-3100은 전 세계에서 성공적으로 판매되고 있습니다. 
브라우저 기반 SCADA 소프트웨어와 네트워킹 장비 플랫폼이 특유한 점인 Advantech의 WebAccess/CNC는 CNC 머신 툴에 실시간 모니터링 능력을제공합니다. 그것은 수많은 CNC 관리 기능(예: 아주 짧은 동안의 기계 상태, 머시닝 프로그램 관리, 장비 활용 분석, 파라미터 설정 보상, 유지 및 보수 정보 등)을 갖고 있을 뿐만 아니라 수많은 주된 CNC 네트워크형 컨트롤러 및 다양한 커뮤니케이션 프로토콜을 지원하는 동시에 CNC 머신 툴, I/O(입출력) 모듈, PLC(프로그래밍이 가능한 논리 컨트롤러), 기타 기저를 이루는 기기들이 모두 통일된 관리를 위해 이 원격 모니터링 플랫폼에서 포함할 수 있게 합니다. 
 

 

프로젝트 실행:

제품

설명

PPC-3100

Intel® Atom™ D2550 프로세서 가 탑재된10.4" 팬리스 패널PC

USB-4716

200 kS/s, 16-bit, 16-ch 다기능 USB 모듈

ADAM-6018

고립된8-ch DO가 있는 고립된 열전대 입력 Modbus TCP 모듈 I

WebAccess/CNC

웹 기반 HMI/SCADA 소프트웨어가 탑재된 CNC 머신 네트워킹 플랫폼,

 


 시스템 구성:


결 론 :
폐쇄형 시스템은 교차형 플랫폼처럼 다양한 방면으로 응용되지는 못한다는 한계를 가집니다. 그 시스템은 외부 영향 없이 지정된 기능 수행에만 집중하는 데는 적합합니다. 그러나 그러한 특성이 최첨단 연구 및 혁신 기회를 저해할 수도 있습니다. Advantech은 기초 데이터 수집이나 상위 관리 플랫폼을 위한 원스톱 쇼핑 통합 솔루션을 제공할 풍부한 하드웨어와 소프트웨어 제품을 보유하고 있습니다. 이러한 어드밴택의 제품은 CNC 머신 툴 제조업체가 기계 제품 차별화 설계를 하는 데 소중한 자양분이 되어줍니다. 저희 어드밴택은 고객 개개인을 위한 특별한 맞춤형 고객서비스를 제공합니다. 개발자들은 각 지사와 세계 어디에서나 누릴 수 있는 보증제도를 통해 개발자들이 적시에 프로페셔널한 기술지원을 받을 수 있습니다. 어드밴택과 함께라면 제조업체들 역시 혁신적 제품을 가지고 전 세계로 뻗어나갈 수 있을 것입니다.


더욱 다양한 머신 툴 네트워킹 솔루션을 알고 싶으시면, www.advantech.co.kr 또는 전화 080-353-9494~5로 문의하여 주세요.
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