Hepco의 V 가이드 시스템: 식품 어플리케이션의 필수품

HepcoMotion - Hepco의 V 가이드 시스템: 식품 어플리케이션의 필수품

세계적으로 가장 큰 산업 중 하나인 식음료 산업은 영국 제조업 경제의 핵심 요소이다. 제빵산업, 육가공, 음료산업 및 유제품과 생선가공 등 다양한 분야로 이루어져 그만큼 범위가 넓고 수요가 많다.

모든 식품 제조 어플리케이션의 기본 요소는 시스템 내에서 부품을 어떻게 가이드 및 이송하는지에 대한 방법이다. 포장상자 제조나 프리-피딩(pre-feeding), 픽 앤 플레이스, 필링 등의 작업공정에 상관없이 모든 부품들은 공정간 이동이 되어야 하는데 이를 위한 선형이나 곡선형 운동을 제공해주는 것이 바로 가이드 시스템인 것이다. 구매가격만을 기준으로 할 경우, 많은 설계자들이 일반적으로 가장 선호하는 제품은 아마도 볼 레일일 것이며, 이 제품이 대다수 어플리케이션의 요구사항을 충족시켜주는 것도 사실이다. 하지만, 포장산업은 고속작동 및 짧은 주행 스트로크, 높은 생산처리율을 요구하는 매우 까다롭고 경쟁이 치열한 산업으로 악명이 높다. 따라서 시간당 다운타임 비용은 줄여주고 기계수명은 연장해줌으로써 시스템의 총 소유비용에 대한 원가절감 효과를 가져다 주는 Hepco의 V 가이드 시스템과 같은 대체품이 필요하다.

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V 가이드 시스템

Hepco의 V 가이드 시스템은 포장 제조업체가 직면한 문제점들을 해결해주기 위해 고안되었다. 따라서 최소한의 유지보수 비용 및 용이한 설치, 어떠한 작업환경에서도 원활한 작업수행이 가능한 솔루션들을 제공해 준다. 올해로 50주년을 맞은 Hepco는 그동안 쌓아온 수많은 다양한 경험치를 통해 식품 산업에 적절한 고속 및 정밀 솔루션을 제공하고 있다. Hepco의 V 가이드 기술은 서로 짝을 이루는 슬라이드와 베어링의 “V”홈에 대한 정밀한 기하학적 제어기능에 그 기초를 두고 있다.

이 기능은 베어링의 원주 바깥쪽 속도가 V홈 직경의 안쪽 속도보다 더 빠르기 때문에 자연스러운 와이핑 효과를 제공해준다. 그 결과 먼지나 이물질들이 베어링 끝부분 쪽으로 밀려나가 제거가 된다. 이물질 침투가 적은 부품들은 빠르고 쉽게 청소할 수 있어 청소주기가 빨라지고 그만큼 다운타임은 줄어든다.

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다운타임 최소화하기

다운타임 자체가 비용과 직결되기 때문에 식품 제조산업에 있어 다운타임은 반드시 극복해야할 큰 과제 중 하나이다. 기계가 가동되지 않는 매 순간도 이윤을 낼 수 있는 시간을 그만큼 잃고 있다는 뜻이다. 특히 식품 포장관련 어플리케이션은 정해진 일정 내에 높은 생산 처리량이 보장되어야 수익을 낼 수 있다.

다운타임은 계획에 따른 것이든 아니든 일단 비용이 많이 든다. 각 시스템의 시간당 다운타임은 산업 및 특정 제조업체에 따라 그 차이가 매우 크다. 식품 포장업계의 다운타임 비용이 시간당 £500 ~ £100,000까지 다양한데, 이는 장기적으로 보면 다운타임이 기업에 얼마나 큰 영향을 미칠 수 있는지를 확실히 보여준다. 이처럼 다운타임의 최소화가 많은 고객들이 풀어야 할 과제이지만, Hepco의 V 가이드 시스템은 최소한의 재윤활 간격, 편심 조정기능, 시스템 수명 연장 등의 장점을 통해 유지보수 시간을 단축해줌으로써 실질적인 여러 이점을 제공하고 있다.

윤활

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식품 산업이 요구하는 고속 및 높은 생산 처리량으로 인해, 마찰과 마모를 최소화하고 열을 분산시키며 부식을 방지함으로써 궁극적으로는 시스템의 총 수명을 연장하기 위해 윤활은 필수적이다. 볼 레일은 재순환 볼과 레일의 마모를 줄이기 위해 일정하고도 효과적인 윤활작업을 매우 중요시한다. 볼 레일의 경우 재윤활 주기가 Hepco의 V 가이드 시스템보다 훨씬 짧으며, 그만큼 잦은 유지보수 및 다운타임이 필요하다.

볼 레일의 재윤활 간격은 주어진 조건에 따라 다르겠지만 일반적인 제조업체의 경우에는 그 간격이 50km를 넘기지는 못한다고 명시한다. 이에 반해 V 가이드 시스템의 경우 재윤활 주기가 훨씬 길며 볼 레일보다 적은 양의 윤활유로도 효과적인 작동이 가능하여 귀중한 다운타임 및 비용을 줄여준다. 참고로 베어링 캡씰은 최대 주행거리 1000km 정도일 때 추가 윤활을 해주는 것이 일반적이다.

재윤활과 같은 일상적인 유지보수 작업을 위해 정기적으로 기계를 정지시킬 필요 없이 연속 작동이 가능한 시스템은 설계자와 생산 엔지니어 모두에게 높이 평가되고 있는 부분이다.

또한 V 가이드 시스템은 슬라이드와 V 베어링 사이의 접촉면에 직접 윤활유를 전달하는 자동 윤활 시스템을 사용할 수 있다. 예를 들어, Bosch Packaging Technology와 같은 고객은 수상경력이 있는 그들의 Kliklok의 Integrated Topload Cartoner (ITC: 상부 적재 방식의 통합 종이팩 제조포장기)에서 이 윤활 시스템을 사용하였다. 협소한 공간에서 실현할 수 있는 최고의 속도를 제공함으로써, 2.5m/s의 속도로 분당 최대 80개의 종이팩이 ITC에서 제작, 적재, 마무리 작업까지 가능하다. 높은 생산율이 핵심 요구조건이었으므로, 낮은 유지보수는 필수였다.

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이 시스템은 Beckhoff XTS 연장형 이송 시스템과 함께 쓰일 6m 길이의 GFX 가이드 시스템을 따라 3개의 베어링이 장착된 34 사이즈의 1-Trak 무버 총 10개가 사용되었다. 윤활은 Hepco의 통합 블리딩 윤활장치를 통해 식품 등급의 그리스가 분사되어 지속적으로 유지된다. 이는 시스템의 재윤활을 위해 기계를 정기적으로 정지할 필요가 없어져 다운타임은 줄고 효율성은 높아진다는 의미이다. 따로 떨어져 있는 윤활유 저장 캐니스터가 수명이 다하면, 트랙 시스템 운동 중에도 간단한 교체가 가능하다.

추가로 주목할 점은 볼 레일은 결국 블록 내의 윤활유가 바닥이 나게 될 것이고, 정기적으로 재윤활이 이루어지지 않을 경우 치명적인 고장으로 이어질 수 있다는 점이다. 치명적인 고장으로 이어질 경우 심각한 다운타임과 생산 손실, 교체부품 및 인건비 측면에서 상당한 추가비용이 발생하게 된다. 반대로, V 가이드의 유지보수를 소홀히 할 경우, 시스템은 비록 일부 제한적인 모드로 작동할 수 있겠지만, 볼 레일과 같은 재순환 기술 제품처럼 심각한 고장을 일으키지는 않는다.

시스템 수명

까다롭기로 유명한 포장 관련 어플리케이션들의 일반적인 예상 수명은 대략 10년가량이다. 비교적 깨끗한 작업환경일 경우, 일반적인 포장라인에서 사용되는 리니어 시스템은 이 기간 동안 한번쯤의 교체로도 충분하다. 하지만 볼 레일 시스템은 레일이 전혀 마모가 되지 않았다 하더라도 블록과 레일을 모두 교체해주어야 한다. 이는 블록과 레일이 서로 가깝게 짝을 이루고 있어 시스템이 일단 마모가 되고 나면 정상적인 교체부품도 견딜 수 없기 때문이다. 부속품 하나의 마모로 전체 시스템을 포기해야 하는 것은 비용이 많이 들 뿐만 아니라 낭비적이고 환경 면에서도 비친화적이다.

반면 Hepco의 V 가이드 시스템은 마모 징후가 나타나면 V 베어링의 편심 조정기능을 사용하여 발생된 유격을 빠르고 간단하게 제거할 수 있다. V 베어링은 계산된 수명이 다했을 때 전체 세트가 아니라 개별 부품 교체가 가능하므로, 아직 상태가 양호한 부품까지 불필요하게 폐기할 필요가 없다.

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부품 교체

부품 교체가 필요한 경우, 다운타임과 생산손실을 최소화하는 것이 필수적이다. Hepco의 일반적인 GV3 캐리지는 10분 이내에 교체가 가능한데 반해 볼 레일 시스템은 하나만 교체해도 대략 30분 가량이 걸린다. 이러한 시간 절약은 시간당 유지보수비용뿐만 아니라 다운타임 비용에도 영향을 미치기 때문에 유지보수 측면에서도 Hepco 의 시스템을 훨씬 더 매력적으로 만들어준다.

세척 작업

식품 생산라인에서는 청결이 가장 중요하므로 적당한 세척작업이 필수적이다. 일부 세척 공정은 물만 사용하지만 대부분은 기계부품에 추가적인 문제를 일으킬 수 있는 화학물질과 세제를 사용한다. 따라서 잦은 고압세척과 멸균작업으로 인해 부식의 위험이 높은 세척환경을 잘 견딜 수 있는 내부식성의 스테인리스 스틸 소재가 식품 산업에서는 선호된다.

SL2 PARALELL

식음료 가공산업에 관련된 회사들을 위한 Hepco V 가이드 시스템의 또 다른 핵심 장점 중 하나는 스테인리스 스틸 재질이 표준 주문사양이라는 것이다. 즉 Hepco의 SL2 스테인리스 스틸 리니어 가이드는 ‘높은 가격’으로 책정되어 있지 않고 납기가 더 길지도 않다. 더욱이, Hepco는 서로 혼합(믹스&매치) 사용이 가능한 다양한 스테인리스 스틸 및 내부식성 제품들을 공급하고 있어 위생적인 면이나 마모, 성능 면에서도 최적의 조합을 달성할 수 있다.

소음

마지막으로, 고속으로 작동하는 V 가이드 시스템은 베어링 내에서 원형운동을 하는 볼들이 서로 접촉하는 면이 매우 작아 레일보다 상대적으로 소음이 적다는 것이 또 다른 장점이다. 볼 레일의 재순환식 볼 배열 특성은 고속에서 상당한 기계적 소음을 유발한다. 포장 어플리케이션은 일반적으로 고속에서 작동이 되므로 건강과 안전, 소음공해가 절대적으로 중요한 경우에는 기계 부품의 소음수준이 종종 필수적인 고려사항이 되기도 한다.

V 가이드 기술은 전통적인 볼 레일 제품에 비해 수많은 설계 및 적용상의 이점을 가지고 있어, 고속 및 높은 생산량과 낮은 유지보수를 필요로 하는 식품산업 용도에 매우 적합한 기술이라고 하겠다. SL2 스테인리스 스틸 리니어 가이드 및 순환 운동을 위한 PRT2 링 가이드와 트랙, DTS 구동 트랙 시스템 및 다양한 벨트 구동 및 볼 스크류 작동기 등 수천 개의 개별 구성부품으로 이루어진 42개 이상의 주요 제품군을 갖춘 Hepco 제품은 사실상 모든 식품산업 요구사항을 충족시킬 수 있다. Hepco의 가장 최근 신제품인 Beckhoff XTS 이송 시스템을 위한 GFX 가이드 시스템도 즉석 제품변경 기능으로 대폭적인 생산율 향상을 요구하는 포장산업 분야 고객들에게 빠르게 채택되고 있다.

GFX 1TL

V 가이드는 까다로운 식품산업 작업환경에서 매우 효과적인 것으로 입증되었으며, 장기적인 유지보수 비용과 신뢰성을 고려할 때 다른 시스템에서는 흔히 볼 수 없는 최적의 솔루션을 제공해주는 제품으로 인정받고 있다.

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