까다로운 작업환경의 카펫 제조 공정에서 10년 이상 사용하면서도 별도의 유지보수가 필요 없는 최고의 솔루션임이 증명된 HepcoMotion의 GV3 소개

산업: 섬유

제품: GV3 – 리니어 가이드 시스템

Griffith Textile Machine Ltd (GTM)사의 Griffith 카펫 직조기에 쓰일 리니어 가이드는 먼지가 상당히 많은 환경 속에서 고도의 작업량에도 불구하고 최소한의 유지관리만을 필요로 하는 까다로운 조건들을 충족시켜야 하는 상황이었습니다. 이를 위해 GTM은 수년간 함께 일해본 적이 있는 리니어 모션 전문가인 HepcoMotion에게 적절한 리니어 모션 부품을 선정해 달라고 즉시 요청해 왔습니다.

Griffith사는 기술 섬유 기계 분야를 이끄는 혁신기업으로서, 30년 이상의 풍부한 경험을 바탕으로 카펫 기계 및 부품, 수동 직조기뿐만 아니라 3D 직조기나 복합소재 및 부직포용 특수 기계 등을 설계, 제조하고 있습니다. 또한 Griffith사는 호텔이나 박물관, 골프시설에서부터 레스토랑 및 공공주택에 이르기까지 좀더 고급스런 환경에서 쓰이는 액스민스터 카펫도 생산 중입니다. Griffith사는 자체 기계를 사용하여 연간 250,000 평방 미터의 주문형 카펫을 생산하고 있습니다.

이러한 수많은 기계들 중에서도 Hepco의 GV3 리니어 가이드가 사용된 기계는 바로 Griffith의 고속 카펫 직조기인 Fast AX2입니다. 폭이 4미터인 이 기계는 고품질의 값비싼 액스민스터(Axminster) 카펫을 생산합니다. 컴퓨터로 제어되는 이 기계는 카펫 겉면에 최대 12가지 색상의 울(양모)을 사용할 수 있으며, 패턴반복은 무제한으로 가능합니다. 이 직조기는 이전에 사용했던 기계들보다 생산량이 3배나 높습니다. Fast AX2는 24시간 내에 700m²의 카펫 생산이 가능하며, 현재 Griffith 공장에서는 이 기계 2대가 하루 24시간, 주 5일간 가동 중에 있습니다.

Fast AX2 기계에는 다양한 패턴과 디자인을 생산하기 위해 각기 다른 색상의 울 실을 개별적으로 선택하여 리프팅 시켜주는 자카드 패턴 기계장치가 장착되어 있습니다. 색상을 선택하는 자카드는 GV3 슬라이드 상에서 수평으로 실행됩니다. 4미터 기계를 따라 8개의 더블 에지 스페이서 슬라이드가 동일한 간격으로 배치되어 있으며, 캡씰이 장착된 16개의 캐리지 플레이트 (각 슬라이드당 2개의 캐리지)가 기계에 직접 장착되어 있습니다. 모터 구동형 샤프트에 연결된 GV3 슬라이드는 자카드를 130mm 앞뒤로 움직여 원하는 색상의 실을 선택하고 매 0.5 초마다 주기를 반복하여 패턴에 따라 색상을 선택하는 작업을 수행합니다.

Hepco의 핵심제품인 GV3는 다양한 종류의 자동화 및 리니어 어플리케이션을 지원하도록 설계된 우수한 V형태의 리니어 모션 제품입니다. 따라서 이번 사례에도 매우 이상적이었던 GV3는 내구성이 뛰어나고 안정적이며 유지보수 관리의 필요성이 적어 열악한 환경에서도 확실한 작동이 보장됩니다.

먼지가 많고 힘든 작업 환경

Griffith사는 이 기계를 선정할 때 여러 가지 문제들에 직면하였는데, 무엇보다 카펫 제작을 위한 환경적인 조건을 고려하는 것이 필수였습니다. 즉, 카펫을 직조하는 과정 중에는 기계적 손상을 유발할 수 있는 상당한 양의 먼지와 섬유가루들이 발생하게 됩니다. 이러한 먼지나 이물질들이 부품에 침투하거나 제품에 손상을 입힐 경우, 시스템에도 문제가 발생하여 기계가 작동을 멈추고 이로 인해 치명적인 오류가 발생할 수 있습니다.

즉 기계의 가동중지 시간이 길어질 뿐만 아니라 시스템을 통째로 바꾸어야 할 수도 있습니다. 하지만 GV3는 서로 짝을 이루는 슬라이드와 베어링의 V홈 사이의 엄격한 기하학적 제어기능을 장점으로 가진 V 가이드 시스템 덕분에 오히려 거친 작업환경에 매우 이상적인 제품입니다. 또한 이물질을 제거해주는 와이핑 기능으로 원활한 기계작동 및 신뢰성이 유지됩니다. 이러한 셀프 크리닝 기능은 슬라이드의 오염성분을 제거해 주는데, 이는 각종 카펫 섬유가루나 이물질이 가득한 작업환경의 Griffith사에게는 매우 주요한 장점으로 작용했습니다.

이러한 GV3의 견고한 구조를 입증해주듯, Fast AX2는 10년간 가동 중이지만 그 동안 베어링을 교체한 적이 한번도 없습니다. 또한 까다로운 작업환경에서도 별도의 유지 관리가 필요 없기 때문에 Griffith사는 불편한데다 비용부담도 큰 다운타임을 줄일 수 있게 되었습니다.

정확성 & 일관성 – 핵심 요구조건

이 어플리케이션의 근본적인 요구사항은 정확한 반복 가이드 기능이었습니다. 자카드는 최소한의 높이 편차 내에서 자유롭게 제 위치로 반복, 이동해야만 합니다. 베어링에 수직이나 회전 플레이가 조금이라도 발생할 경우, 높이 편차에 직접적인 영향을 주어 카펫의 품질 문제를 일으키게 됩니다. 하지만 GV3는 정밀 연마급 주행면으로 마찰은 적으면서 정확도는 매우 뛰어나 자카드의 부드러운 인덱스 기능을 제공해 줍니다.

속도 또한 매우 중요한 고려사항입니다. 자카드는 0.5초 안에 130mm를 움직이지만 그 속도가 매우 일정해야 합니다. 예를 들어, 베어링의 주행이 부드럽지 않으면 속도가 달라져 카펫에 잘못된 색상이 들어가게 됩니다. 하지만 Hepco의 V 가이드 시스템은 뛰어난 수준의 컴플라이언스 기술이 내장되어 있어 시스템의 전체 길이를 따라 일관적인 작동이 가능하므로 최적의 선택임을 보장해 줍니다.

윤활

V 기술의 핵심 포인트는 소량의 윤활유만으로도 슬라이드의 마모방지가 가능하며, 경우에 따라서는 윤활을 전혀 하지 않은 상태로도 작동이 가능하다는 것입니다. 이러한 특징은 Griffith 입장에서는 더욱더 큰 장점이었는데, 직물의 오염방지는 물론이고 이물질이나 섬유가루들이 윤활유로 인해 서로 엉겨 붙어 슬라이드에 쌓이는 것을 방지해 주기 때문입니다. 대신 펠트 와이퍼가 내장된 캡씰을 사용하여 효과적인 씰링 및 보호 기능뿐만 아니라 슬라이드의 이물질 제거 기능까지 제공하였습니다.

까다로운 작업 사이클 요구

Fast AX2의 작업 사이클은 하루 24시간, 주 5일을 원칙으로 대략 매주 250,000회에 이릅니다. 이를 10년 이상 가동 중이니 2천만회 이상 직조작업을 처리하고 있는데, 이 기간 동안 GV3 베어링은 한번도 교체된 적이 없습니다. 깨끗한 작업환경에서도 이토록 과도한 사이클은 무리가 되는데, 하물며 이번 어플리케이션처럼 거친 작업환경에서도 지금껏 우수한 작동을 이어가고 있다는 것은 다른 설명이 더 필요 없을 것입니다.

Fast AX2는 Griffith사에서 현재까지 10 년이상 작동 중이기도 하고, 또 Griffith사는 이 기계를 중국이나 남아프리카 공화국, 아부다비 등 전세계의 여러 나라에 있는 카펫 제조업체에 판매도 하였습니다.