라벨링 기기의 자동화

Allen-Bradley® Micro850® PLC

본 문서에서는 라벨링 기기에서 Micro850® PLC 를 이용해

장비제조업체의 엔지니어링 작업을 줄이고 생산성을

최대화할 수 있는 방법에 대해 알아봅니다.

2 | 라벨링 기기의 자동화

목차

요약 ................................................................................................................................... 3

소개 ................................................................................................................................ 4-5

도전 과제 ........................................................................................................................... 6

솔루션 및 이점 .............................................................................................................. 7-11

결론 ................................................................................................................................. 12

참고 사항 ......................................................................................................................... 13

3 | 라벨링 기기의 자동화

요약

기계 제조업체는 글로벌 경쟁과 급변하는 기술 가운데서 차별화해야 하는 과제를 항상 안고 있습니다.

제품 라벨링 분야에서는 인력 요구사항과 유지관리 비용은 낮춘 상태에서 높은 생산성, 일관된 신뢰성 및

제품 품질을 결합한 기기를 요구하고 있습니다. 또한 이 기기는

다양한 환경 조건과 다양한 생산 속도에서 다양한 제품 및 라벨

재료에 맞게 조정될 수 있도록 충분한 유연성도 갖추고 있어야

합니다.

비즈니스, 상업 또는 기술적인 관점에서 보더라도 로크웰

오토메이션은 기기를 디자인, 개발 및 제공하는 데 필요한 총

비용은 낮추고 고객 요구사항을 충족하는 솔루션 및 서비스로

라벨링 기기 성능을 개선할 수 있습니다.

로크웰 오토메이션에서는 여러분의 기기와 비즈니스 성과에

초점을 맞춘 포괄적인 접근방식을 찾고 있습니다.

"주문 대 주문(order-by-order)"으로 시작한 관계가 결국에는

상호 보완적인 비즈니스 관계로 발전할 수 있습니다. 로크웰

오토메이션은 여러분과 협력하여 기기의 수명 주기 내내 경쟁력 있는 이점을 제공하는 솔루션을

개발할 것입니다.

로크웰 오토메이션

Micro850®PLC 로 라벨리

기기의 설계, 개발 및 납품에

드는 총비용(Total Cost to

Design, Develop and

DeliverSM)을 줄이십시오.

디자인

디자인 생산성

확장 가능한 엔지니어링

확장성

글로벌 표준

리스크 평가

지속 가능한 디자인

개발

시장 출시 시간

효율적인 공급망

유연한 장비 모델

간단한 통합

디자인 최적화

제공

시운전

글로벌 서비스 및 지원

신뢰성 및 품질

기기 성능

4 | 라벨링 기기의 자동화

소개

포장형 제품의 수명에서 라벨은 중요한 역할을 합니다. 라벨링은 제품 포장 공정에서 중요한

부분입니다. 포장에 라벨을 붙일 수 없는 경우 제품을 식별하거나 배송할 수 없고 심지어 대부분

시장에서 제품 판매가 금지됩니다.

라벨처럼 라벨링 기기도 다양합니다. 라벨링 기기는 일반적으로 접착제 도포 용도의 요구사항에

따라 분류됩니다.

접착제가 필요한 경우:

o 감압식 라벨링 기기

o 속건성 접착제 라벨링 기기

o 수용성 접착제 라벨링 기기

접착제가 필요하지 않은 경우:

o 수축성 라벨링/슬리빙 기기

o 신축성 라벨링/슬리빙 기기

감압식 라벨링 기기는 박리지 또는 박리 필름의 릴 형태로 공급되며 접착제가 미리 부착되어 있는

라벨을 도포합니다. 감압식 라벨은 라벨이 일시적으로 망이나 통에 부착되어 있지만 포장에는

영구적으로 부착되도록 하는 여러 제조 단계를 거칩니다. 여러 유형의 도포기가 있지만 라벨을

망이나 뒷판에서 벗겨내고 이를 포장으로 이전시키는 기능을 모두 공유하고 있습니다. 접착제가

미리 부착되어 있는 라벨을 망에서 벗겨낸 다음에 라벨을 도포하는 방법은 몇 가지가 있습니다.

가장 간단한 방법은 앞 가장자리를 포장 위에서 문지르는 것입니다. 또다른 방법은 라벨을 포장으로

이전하기 전에 진공이나 다른 기계적 수단을 통해 라벨을 잡고 있는 도포기 드럼으로 이전하는

것입니다. 일반적인 속도는 초당 0.5m이지만 더 높은 속도도 가능합니다.

감압식 라벨링 기기의 기본 3부분은 다음과 같습니다.

- 라벨링 헤드: 해당 기능은 필요한 속도로 캐리어 테이프에서 도포기로 1개 라벨을 정확하게

제공하는 것입니다. 이 헤드는 모터로 작동하는 테이프 이전 방식입니다. 박리판에

도달하면 테이프에 있는 라벨이 공급됩니다.

- 도포기: 도포기의 기능은 필요한 속도로 제품에 라벨을 정확히 배치하는 것입니다.

- 제품 처리 시스템: 이 시스템의 기능은 라벨을 붙이기 위해 필요한 속도로 제품을 일관되게

배치하는 것입니다. 일반적으로 유도 장치가 있는 제품 컨베이어가 사용됩니다.

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사용자가 접착제를 사용할 필요가 없으므로 유지관리와 조작자 개입이 줄어들기 때문에 감압식

라벨링 기기를 점점 더 많이 사용하고 있습니다.

이 백서에서는 Micro850® PLC 를 라벨링 기기에 적용하는 방법에 대해 설명합니다. 이 솔루션에

대한 샘플 코드, BOM(Bill of Materials), 배선도 및 기타 정보가 제공되므로 장비 제조업체가 라벨링

기기를 신속하게 디자인, 개발 및 제공할 수 있게 도와줍니다. 샘플 코드는 감압식 라벨링 기기에서

테스트를 마쳤습니다. 샘플 코드 및 기타 정보는 다음 로크웰 오토메이션 샘플 코드 라이브러리에

있습니다. http://www.rockwellautomation.com/go/scMicro800

6 | 라벨링 기기의 자동화

샘플 코드는 분당 200 개 라벨의 속도와 ±1mm 미만의 붙이기 정확도를 가진 일반 유형의 감압식

라벨링 기기를 대상으로 합니다. 박리판 바로 뒤에 장착된 브러시는 라벨을 제공한 후 제품의

라벨을 닦아내는 라벨 도포기 역할을 합니다. 컨베이어 속도를 감지하고 라벨을 제품에 맞춰

정렬하는 인코더가 제품 컨베이어 모터에 부착되어 있습니다.

라벨링 기기의 작업 순서는 다음과 같습니다.

1. 제품이 제품 센서를 통과하면 컨트롤러에 신호가 전송됩니다.

2. 컨트롤러가 컨베이어 인코더 출력 펄스를 세기 시작합니다.

3. 인코더 카운트가 정의된 값에 도달하면 컨트롤러가 라벨링 헤드 모터를 시작합니다.

4. 라벨 센서가 라벨 사이의 간격을 찾는 동안 도포기가 제품에 라벨을 도포합니다.

5. 라벨 센서가 간격을 감지하면 라벨링 헤드 모터가 중지됩니다.

6. 시스템이 다음 제품을 처리할 준비가 됩니다.

기기에는 2 개의 추가 모듈이 있습니다. 하나는 라벨을 붙이기 전에 들어온 제품을 조정하는 제품

분리 장치입니다. 다른 하나는 붙인 라벨을 고정하기 위해 라벨링된 제품을 누르는 스폰지

휠입니다. 이 2 개 장치는 2 개의 VFD(Variable Frequency Drives)로 구동됩니다.

라벨링 헤드

제품 센서

라벨 센서

도포기를

솔질함

박리판

스폰지 휠 제품 분리 장치

컨베이어

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도전 과제

엔드 유저 및 기계 제작자는 다음과 같은 라벨링 기기를 기대합니다.

생산성: 기계가 최대한의 처리량을 제공하고, 폐기물을 최소화하며, 높은 품질의 제품을

생산하고, 가동 중지 시간은 최소화할 것을 기대합니다.

고성능: 다양한 기계 속도에서 늘어나는 라벨링 공차 요구사항을 충족하며 처리되는 원료의

가변성을 극복합니다.

유연성 및 확장성: 더 빈번해진 제품 및 라벨 자료의 변화에 적응하고, 전환 시간을

줄입니다. 추적, 인쇄 및 도포, 검사 및 불합격 처리 등을 포함한 고급 기능 및 기술을 통합할

수 있는 기능을 갖고 있습니다.

용이성: 사람의 개입을 최소화하고 쉽게 유지관리 및 작동이 가능합니다.

특히 기계 제작자는 다음과 같은 라벨링 기기를 기대합니다.

모듈성 및 확장성: 제품, 고객의 용도 및 현지 시장 수요에 따라 라벨링 기기

기능을조합하고 적용할 수 있어야 합니다.

표준: 최소한의 수정으로 쉽게 재배치할 수 있도록 라벨링 기기에 공통된 장치를 개발 및

문서화합니다. 기계 디자인 및 개발 시간을 단축합니다.

비용 효율성: 기계 통합, 기계/전기 관련 최적화 및 배선에 대한 비용을 줄입니다.

소프트웨어 개발 시간 및 유지관리를 절감합니다.

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솔루션 및 이점

Micro850® PLC 가 포함된 라벨링 기기 솔루션

이 솔루션에서는 이더넷을 통해 PanelView™ Component (PVc) HMI(Human Machine

Interface) 와 통신하는 24 포인트 Micro850® 컨트롤러가 사용됩니다. Kinetix® 3 서보

드라이브를 사용하여 PTO(Pulse Train Outputs)를 통해 Micro850® 컨트롤러와 인터페이스하는

라벨링 헤드 기계장치를 구동합니다. 3 개의 PowerFlex® 4 VFD(Variable Freqeuncy Drives)를

사용하여 컨베이어 및 유도 장치, 제품 분리 장치 및 스폰지 휠을 각각 구동합니다. 이들은

격리된 직렬 포트 플러그인을 통해 Modbus RTU 프로토콜을 사용하여 Micro850® 컨트롤러와

통신합니다. 인코더는 Micro850® 컨트롤러의 HSC(High Speed Counter)에 연결되어 있습니다.

• 모듈식 소프트웨어 디자인

• 고급 동작 제어

• 터치 프로브 / 등록

• 인터페이스의 다재다능함

• 높은 성능과 높은 유연성

PowerFlex® 4

Modbus RTU

PowerFlex® 4 PowerFlex® 4

제품 센서

라벨 센서

Micro850®

PVc

인코더 HSC

입력

이더넷

RS-485

출력

PTO

Kinetix® 3

제품 분리

장치

컨베이어 및

유도 장치

스폰지 휠 라벨링 헤드

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모듈식 소프트웨어 디자인

Allen-Bradley® Connected Components Workbench™ software 는 Micro800™ 컨트롤러

제품군, PowerFlex® 인버터, PanelView™ Component 그래픽 터미널 및 기타 Allen-

Bradley® 장치용 공통 프로그래밍 및 구성 소프트웨어입니다. Allen-Bradley® Connected

Components Workbench™ software 소프트웨어는 래더 다이어그램, 함수 블록 다이어그램

및 구조화 텍스트에서 프로그래밍을 지원합니다. 동일한 프로젝트에서 모든 프로그래밍

언어 조합을 사용할 수 있으므로 프로그래머는 당면한 작업에 가장 잘맞는 언어를 선택할

수 있습니다. 그리고 모듈식 코드 구조를 구현하도록 UDFB(User Defined Funtion Blocks)가

지원됩니다. 모듈식 코드를 한 번 개발하고 함수 블록 내에 캡슐화한 다음, 동일한

프로젝트나 다른 프로젝트 내에서 쉽게 다시 사용할 수 있습니다. 좋은 예는

PowerFlex®인버터를 사용하여 UDFB 를 구동하는 것입니다. 이 경우 Modbus RTU 메시지를

사용하여 프로그래밍하거나 이를 이해하지 못하더라도 Modbus RTU 에서 드라이브를 쉽고

빠르게 제어할 수 있습니다. 다양한 공급업체의 드라이브에 UDFB 인터페이스를 범용화할

수 있습니다.

고급 동작 제어

Micro850® PLC 는 스테퍼 및 서보 드라이브에 대해 PTO(Pulse Train Output)를 사용하는

동작 축을 최대 3 개까지 지원합니다. Allen-Bradley® Connected Components

Workbench™ software 소프트웨어에서는 구성을 지원하기 위해 그래픽 축 구성 화면이

제공됩니다. 위치에 대한 축이 사용자 정의 단위(예: mm, cm)로 정의되기 때문에 더 쉽게

프로그래밍이 가능합니다. Home, Move Velocity, Move Absolute 및 Move Relative 등을

포함한 MCFB(Motion Control Function Blocks)를 기반으로 하는 직관적인 PLC 를

사용함으로써 동작 제어 프로그래밍을 단순화할 수 있습니다.

10 | 라벨링 기기의 자동화

터치 프로브 / 등록

터치 프로브 기능은 내장된 하드웨어를 사용하여 고속에서 정확한 등록 위치를 캡처할 수

있습니다. 고속에서 정확한 위치 지정이 필요한 라벨링 기기 같은 용도의 분야에는 매우

유용한 기능입니다. 서보 드라이브의 등록 캡처와 비교하여 터치 프로브는 등록 후 거리

조정, 보다 엄격하고 직접적인 제어, 개선된 진단 및 모니터링 면에서 유연성을 제공합니다.

다음 오실로스코프 스크린샷에서는 라벨링 기기에 터치 프로브 기능을 구현하는 방법을

보여 줍니다. 녹색 신호는 라벨링 헤드 서보에 전송된 PTO(Pulse Train Output)이고, 파란색

신호는 터치 프로브 트리거 입력 역할을 하는 라벨 센서 출력입니다.

11 | 라벨링 기기의 자동화

- 컨베이어에서 입력 제품이 감지되면 HSC(High Speed Counter)가 컨베이어 인코더

펄스를 계산하여 제품 위치를 추적하기 시작합니다.

- 제품이사전에 정의된 위치에 도달하면 라벨링 헤드에 이동하라는 첫 번째 명령이

발행되므로(녹색 PTO 에서 "펄스를 서보에 전송"하라고 신호함), 현재 라벨을 제품에

정확하게 도포할 수 있습니다.

- 라벨링 헤드가 이동하면 라벨 센서(파란색 신호)의 저-고 이전을 통해 라벨의

가장자리가 감지되고 터치 프로브 함수가 가장자리의 위치를 기록합니다.

- 라벨 가장자리를 기준으로 한 보정 오프셋이 계산되고 두 번째 이동 명령으로 라벨링

헤드 서보에 전송됩니다(녹색 PTO 신호 "두 번째 Absolute Move 로 생성된 오프셋 수").

이 보정을 통해 헤드가 원하는 위치에 정지하게 되면서 다음 라벨을 정확하게 붙일 수

있습니다.

서버로 전송된 펄스

라벨 센서

출력(터치

프로브

트리거

입력)

두 번째 Absolute Move

에서 생성된 오프셋 수

라벨 가장자리 트리거

지점

트리거 지점의 기록된 위치

기록된 위치 + 오프셋

12 | 라벨링 기기의 자동화

Micro850® 인터페이스의 다재다능함

디지털 및 아날로그 입력/출력, 최대 6 개의 고속 카운터 입력 및 최대 3 개의

PTO(Pulse Train Output).

내장된 USB 프로그래밍 포트, 직렬 포트(RS232/485) 및 10/100 Base-T 이더넷.

내장된 직렬 포트(비격리형) 및 직렬 포트 플러그인(격리형) 모두에서 Modbus RTU

및 CIP 직렬 프로토콜 지원.

간단한 패널 보기 구성요소 HMI 연결을 위한 CIP 기호 지원이 포함된 이더넷/IP

프로토콜. HMI 및 컨트롤러에서 동일한 기호 태그 이름 사용 가능.

관리 컨트롤러의 데이터 수집 등 다른 HMI 및 RTU 애플리케이션에 연결하기 위한

Modbus TCP 프로토콜.

13 | 라벨링 기기의 자동화

높은 성능과 높은 유연성

플러그인 및 확장 모듈을 사용하면 기기 요구사항과 관련된 성능 및 기능을

선택하여 기기 비용을 최적화할 수 있습니다.

로크웰 오토메이션 및 Encompass™ 파트너로부터 최대 5 개의 플러그인(예:

디지털 I/O, 아날로그 I/O, 백업 메모리, 격리된 직렬 포트, SMS, 체중계 등)을

지원합니다.

고밀도 디지털 I/O 및 고정확성 아날로그 I/O 를 포함하여 최대 4 개의 확장 I/O

모듈 및 최대 132 개의 디지털 I/O 지점을 지원합니다.

등록 입력 기능이 결합된 터치 프로브 기능으로 정확한 위치 지정이 가능합니다.

높은 성능과 강력한 기능을 갖춘 Micro850® PLC 는 다른 기기뿐만 아니라 라벨링

기기에도 적합합니다.

솔루션의 이점

높은 성능: 제작 속도 및 라벨 재료가 다른 경우에도 터치 프로브 같은 Micro850® 고급

기능을 사용하면 붙이기 정확도를 최대한으로 유지할 수 있습니다.

시장 출시 시간 단축: 표준 기성품 구성요소, 공통 소프트웨어 도구 및 기존 템플릿을

사용하여 기기 제작업체의 시장 출시 시간을 단축할 수 있습니다.

용이성: 컨베이어 속도 자동 감지 및 라벨 공급 시작점 사전 구성 기능을 활용하여 제품

변경 및 기기 설정 시간을 줄일 수 있습니다.

14 | 라벨링 기기의 자동화

확장성: 필요한 기능만 선택하여 기기 비용을 최적화할 수 있습니다. Micro850®

제품군은 다양한 범위의 확장 모듈 및 플러그인을 제공하여 기기에 확장성과 유연성을

제공합니다.

유연성: Micro800 에서 제공하는 다양한 통신 옵션 및 모듈식 프로그래밍 구조를

사용하여 제 3 자 구성요소와 쉽게 기기를 통합할 수 있습니다.

15 | 라벨링 기기의 자동화

결론

라벨링 기기를 위한 Micro850® PLC는 뛰어난 가치의 성능이 포함되어 있습니다. 장비 제조업체는

Allen-Bradley® Connected Components Workbench™ software

소프트웨어를 사용하여 확장 가능한 모듈식 솔루션을 개발할

수 있습니다. 장비 제조업체는 기존 샘플 코드, 배선도, BOM

등을 활용하여 더 빠르게 기기를 디자인, 개발 및 제공할 수

있습니다.

Micro850® 라벨링 솔루션을 사용하는 장비 제조업체는 이전

솔루션과 비교하여 붙이기 정확도면에서 15% 정도

개선하였습니다.

Micro850® 솔루션은 기계 성능을 어떻게 최적화시켰을까요?

글로벌 솔루션 - 현지 납품

전 세계 어디서든지 로크웰의 고객 서비스

및 지원 네트워크는 고객 자동화 장비의

성능 및 활용을 최적화하는 데 필요한

기술과 리소스를 제공하여 고객의이

비즈니스 목표를 달성할 수 있도록

지원합니다.

연중무휴로 이용 가능한 전 세계 긴급

지원부서

80 개국 이상에 있는 사무실 및 대리점

35,000 개의 공식 대리점 및 파트너

전 세계 1,000 명의 서비스 엔지니어,

컨설턴트 및 프로젝트 관리자

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참고 사항

로크웰 오토메이션 영업소 또는 공식 대리점에 오늘 전화하거나 다음 웹사이트를 방문하십시오.

www.rockwellautomation/solutions/oem

Micro800 컨트롤러에 대한 자세한 정보를 보려면 다음 웹페이지를 방문하십시오.

http://ab.rockwellautomation.com/Programmable-Controllers/Micro800

Allen-Bradley, Connected Components Workbench, Kinetix, PanelView, PowerFlex 및 Total Cost to Design, Develop and DeliverSM은 Rockwell Automation, Inc.의 상표입니다.

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