• 전압 변동에 대한 내구성
• 플라스틱 부품 생산용 고가의 사출 성형 금형 손상 방지
• 짧은 시간 내에 매우 역동적이고 빠르며 정밀한 움직임 보장
• 효율적인 에너지 활용

• 전력 및 에너지 솔루션 시스템(PES)
  • MDP92A 시리즈의 중앙 급전
  • MOVI-DPS^®시리즈의 저장 유닛
  • MOVIDRIVE® 시리즈의 7개 드라이브 인버터^®
• 포털 구동, 회전, 이송, 플랩 및 적재 축용 서보 드라이브

• 운영 안정성 대폭 향상
• 높은 에너지 효율 – 에너지 소비량 절반으로 감소
• 시스템 내 부하 피크의 균형 조정
• 지속 가능한 에너지 개념
• 에너지, 전력망 사용 및 공급 설비 비용 절감
• 전력망 품질이 열악한 국가에서도 추가적인 보호 조치 없이 사용 가능

우리는 아침 식탁 위의 요거트 용기나 미국 대학 영화에 나오는 빨간색 음료 용기로 잘 알고 있는, 얇은 벽의 플라스틱 컵입니다. 식품 산업에서는 이 컵이 수백만 개씩 사용됩니다. 이 컵들은 사출 성형 공정을 통해 제조됩니다. 이 과정에서 식품 산업 특유의 대량 생산과 빠른 생산 속도는 생산성, 효율성 및 가동률에 막대한 요구 사항을 부과합니다. 사출 성형 설비에서 완성된 플라스틱 컵을 꺼내는 이송 기술 역시 이러한 기준을 충족해야 합니다.

브레멘에 본사를 두고 전 세계적으로 활동하는 로봇 운동학 전문 기업인 Ilsemann Automation은 이 과제를 위해다축 서보 구동 장치가 장착된 새로운 XYZ 포털을개발했습니다. 높은 동적 성능의 전진 및 후진 운동을 통해 이 배출 로봇의 구동 시스템은 매우 빠른 생산 속도를 보장합니다.

이 과정에서 개발자들에게 특별한 과제가 된 것은 하중 관리였습니다. 개발자들의 목표는 구동 기술이 에너지 소모가 큰 동작을 가능한 한 효율적으로 수행하도록 보장하는 것이었습니다. 이는 이상적인 조건뿐만 아니라, 전력 공급이 일정하지 않을 때도 마찬가지였습니다. 예를 들어 전압 변동 시나, 심지어 전력망 전체 고장으로 인한 고장 상황에서도 말이죠.

이 까다로운 과제를 해결하기 위해 Ilsemann은 엔지니어링 파트너를 영입했습니다. 바로 SEW-EURODRIVE의 구동 전문가들과 Power and Energy Solutions(PES)입니다. 이는 무엇보다도, 글로벌 기업으로서 모든 대륙의 일제만(Ilsemann) 고객들에게 지원을 보장할 수 있기 때문입니다. 또한, 당사의 지능형 전력 및 에너지 관리 시스템이 바덴뷔르템베르크 주로부터 환경상을 수상한 점도 한몫했을 것입니다.

식품 산업용 브레멘 포털 시스템의 ‘근력’은 포털 구동용 서보 모터와 또한 DC 중간 회로 연합에 배치된 회전, 접이식 및 적재 축용 서보 모터 구동 장치로, 이들은 DC 중간 회로 네트워크에 배치되어 있습니다.MDP92A 시리즈의 중앙 급전장치가 서보 모터의 에너지 공급을 담당하는 한편,7개의 MOVIDRIVE®^®구동 제어기 7대가 – 일종의 “신경계” 역할을 하며 – 제어 기능을 담당합니다.

플라스틱 가공 분야에서 높은 생산 속도를 달성하기 위해, 포털의 서보 모터는 큰 질량을 매우 빠르게 가속시키고, 사실상 즉시 다시 감속시킵니다. 이러한 높은 동적 성능으로 인해 에너지 소모량이 상당하지만, 제동 과정 중 발생하는 회생 제동 효과를 통해 구동 시스템은 투입된 에너지의 상당 부분을 회수합니다. 바로 여기에서 당사의 부하 관리 솔루션이 적용됩니다. Ilsemann사와의 협력을 통해 당사는MOVI-DPS^®시리즈의 EMF(Electromotoric Force, 기전력) 판형 콘덴서 one을DC 복합 시스템에 통합했습니다. 전자적으로 이 콘덴서는 전원 공급 장치와 구동 제어기 사이에 위치합니다.

방출되는 제동 에너지를 저항기를 통해 소모하는 대신, 메모리 모듈은 서보 드라이브에서 에너지를 흡수하여 가속 시 다시 드라이브에 공급합니다. 이러한 구조는 Ilsemann에 경쟁 우위를 제공하는 두 가지 막대한 이점을 지닙니다: 더 높은 운전 안정성 및 현저한 비용 절감을 향상된 에너지 효율과 부하 피크 제한을 통해 실현합니다.

인출 과정에서 핸들링 유닛은 플라스틱 사출 성형기의 작업 공간 안으로 직접 진입합니다. 기계가 다시 닫힐 때까지 이용 가능한 시간은 극히 짧습니다: 포털은 단 0.7초 만에 완성된 컵을 꺼내어이후 이송 벨트 위에 적재합니다. 배출 과정에서 전압 변동이 발생하면 서보 구동 장치가 제때 동작을 종료하지 못할 위험이 높아집니다. 요컨대, 핸들링 유닛이 사출 금형과 충돌하게 됩니다. 이로 인해 큰 고장이 발생하며, 분 단위로 생산 중단이 이어지면서 고장 규모는 계속 커집니다.

하지만 EMF(Electromotoric Force, 기전력) 판형 콘덴서는 그렇지 않습니다. 이 장치는 저장 버퍼에서 모터의 DC 회로에 전력을 공급합니다. 따라서 발생하는모든 전원 변동을 안전하게 상쇄하며 – 전력 공급이 완전히 중단되는 상황까지도. 이는 저장 유닛의 전기 용량 덕분에 가능합니다. 이 장치는 핸들링 유닛이 어떤 상황에서도 진행 중인 작업 주기를 완료할 수 있도록 설계되어있습니다. 따라서 고가의 사출 성형 금형과의 충돌은 완전히 방지됩니다. 이는 Ilsemann 고객사의 전원 공급 및 운영 안전성에 있어 분명한 이점입니다.

또한 SEW-EURODRIVE의 부하 관리 기능은 전력 소비 측면에서 뚜렷한 이점을 제공합니다. 측정 결과에 따르면 이 포털의 에너지 소비량이 절반으로 줄어든것으로 확인되었습니다. 그 이유는 구조의 효율성에 있습니다. 콘덴서는 배터리와 같은 역할을 하여 가속 시 모터에 부스트를 제공합니다. 또한 효율성이 매우 높아 제동 저항을 통해 운동 에너지를 방출할 필요가 없습니다.

그러나 에너지 소비 감소와 안전한 듀티 사이클만이 Ilsemann 고객에게 주는 유일한 이점은 아닙니다. 또한 시스템 내부의 중간 저장 장치를 통해 포털이 부하 피크를 제한함으로써고객에게 막대한 비용 절감 잠재력이 발생합니다. 이는 전력망 사용료 측면에서 큰 이점입니다. 비정상적인 부하 피크는 이 사용료를 단 몇 분 만에 어마어마한 수준으로 치솟게 만들기 때문입니다.

이에 대해, 연간 2,500시간 이상 킬로와트당 120유로를 지불하는 기업을 대상으로 한 계산 예시를 들어보겠습니다: 만약 15분 동안 전력 소비량이 100킬로와트 증가하면(예: 부하 급증으로 인해), 12,000유로의 비용이 발생합니다. 이는 Ilsemann 포털의 SEW-EURODRIVE 구축을 통해 효과적으로 해결되는 문제입니다.

또 다른 긍정적인 효과는 전력 공급 설비에서 나타납니다. 포털이 메모리를 통해 부하 피크를 처리하므로, 전력 공급 인프라는 일정한 양만 지속적으로 공급하면 됩니다. 따라서 이 인프라는 훨씬 더 간소하고 단순하게 구축될 수 있습니다.

첫 번째 고객 프로젝트에서 이러한 결과가 나타났습니다. 피크 부하는새로운 일제만 포털을 통해 기존 52 킬로와트에서 단 6 킬로와트로감소했습니다. 이에 따라 전원 공급의 접속 단면적을 16에서 2.5 제곱밀리미터로 줄일수 있었습니다.이 긍정적인 효과는 무정전 전류 공급원의 제거로인해 이 긍정적인 효과가 더욱 강화됩니다.결론적으로, 설치는 훨씬 더 간편해지고, 공간을 덜 차지하며, 비용도 절감됩니다.

これと 더불어 向上した運営安定性とエネルギー効率性を備えた SEW-EURODRIVE のエネルギーコンセプトは Ilsemann Automation に競争優位を提供し、ブレメンに本拠を置くこの企業は now 食品産業分野で世界的にこの優位を活かせるようになりました。