자동 상단 라벨 부착기 - 평평한 병, 상자 및 파우치용

M 기계 소개

라벨링할 병은 병 컨베이어 트랙을 통해 이동됩니다. 포토일렉트릭 센서가 지나가는 병을 감지하고 신호를 보냅니다. 구동 시스템이 이 신호를 수신하고 라벨링 프로세스를 작동시킵니다. 텐션 시스템은 라벨 테이프의 적절한 장력을 유지합니다. 라벨은 인쇄를 위해 코드 기계를 통과하며, 포지셔닝 포토일렉트릭 센서가 라벨의 길이에 따라 위치를 감지합니다. 시스템이 일정 길이의 라벨을 뽑아내고, 라벨링 및 압착 부품의 도움으로 라벨이 자동으로 떼어져 나와 병의 지정된 위치에 매끄럽게 부착되어 전체 라벨링 과정이 완료됩니다.

기술 파라미터

자동 상단 라벨 부착기 - 평평한 병, 상자 및 파우치용

제품 개요

Ry-AHL은 제약, 식품, 화장품, 소비재 생산 라인에서 평면 및 직사각형 포장재에 사용하기 위해 설계된 자동 상면 라벨 부착 기계이다. 표준 모델은 분당 20개에서 100개의 라벨을 부착하며, 위치 정확도는 ±1 mm이다. 서보 구동 업그레이드 모델은 폐루프 위치 피드백을 통해 분당 120개의 처리량을 달성하고, 위치 정확도를 ±0.5 mm로 두 배 향상시킨다.

한 교대 내 여러 차례 제품 교체가 이루어지는 다중 SKU 환경을 위해 설계된 이 기계는 7인치 컬러 HMI 터치스크린에 최대 50개의 완전한 제품 파라미터 세트를 저장할 수 있다. 단일 레시피 재호출로 교체 시간을 일반적인 10~15분에서 3분 이하로 단축시켜, 연간 운영 시 회복되는 생산 시간으로 직접 이어진다.

기술 사양

표준 모델(Ry-AHL)

• 모델: Ry-AHL
• 라벨링 속도: 분당 20개에서 100개
• 위치 결정 정확도: ±1 mm
• 적용 가능한 제품: 원형 플라스틱 병(지름 20~100 mm, 높이 40~180 mm)
• 라벨 너비: 최대 110mm
• 라벨 롤 내부 직경: 75MM
• 라벨 롤 외경(최대): 350 mm
• 전원 공급: 220V, 50Hz, 단상
• 전력 소비: 0.7 KW
• 압축 공기: 0.6mPa
• 기계 무게: 250 kg
• 외형 치수(L × W × H): 1960 x 700 x 1600mm

서보 구동 업그레이드 모델

• 라벨링 속도: 분당 50~120개
• 위치 결정 정확도: ±0.5mm(클로즈드 루프 서보 제어)
• 적용 가능한 제품: 평면 병, 상자, 유연한 백, 캔 뚜껑, 직사각형 박스
• 라벨 폭 범위: 15~150mm
• 라벨 길이 범위: 15~200mm
• 제품 크기 범위(L×W×H): 30~250mm × 20~180mm × 10~200mm
• 컨베이어 속도: 분당 5~30미터(서보 제어, 조절 가능)
• 라벨 헤드 구동 방식: 절대 인코더 장착 서보 모터
• 레시피 저장: HMI 터치스크린에 최대 50개 제품 프로파일 저장 가능
• 전원 공급: AC 220V, 50/60Hz(110V 또는 380V 삼상 맞춤형 설정 가능)
• 전력 소비: 1.5 kw
• 압축 공기: 0.5~0.7MPa
• 기계 재질: 완전한 SUS304 스테인리스강(프레임, 컨베이어, 가이드, 하우징)
• 제어 시스템: 7인치 컬러 HMI 터치스크린을 탑재한 PLC
• 기계 무게: 약 280kg
• 외형 치수(L × W × H): 2400×900×1600mm

서보 구동 라벨 헤드: 엔지니어링 이점

업그레이드 모델은 표준 스텝퍼 모터를 서보 모터와 절대 인코더로 구성된 시스템으로 대체하여, 매 라벨 부착 주기마다 폐루프 위치 검증 기능을 제공한다. 이 아키텍처는 오픈루프 스텝퍼 시스템 대비 세 가지 측정 가능한 개선점을 제공한다.

1. 정확도 2배 향상: 위치 정밀도가 ±1mm에서 ±0.5mm로 향상된다. 규제 관련 텍스트, 용량 정보, 바코드를 포함하는 제약용 라벨의 경우, 이 개선은 완전한 생산 속도에서도 라벨 배치가 규정 준수 허용 범위 내에 유지되도록 보장한다.
2. 풀토크 작동: 서보 모터는 분당 0~120개의 속도 범위 전반에 걸쳐 정격 토크를 유지하므로, 고속 운전 시 발생하는 스텝퍼 모터의 토크 감소 현상을 방지한다. 이로 인해 고처리량 작업 중 라벨 미끄러짐 및 위치 오류가 방지된다.
3. 전자 캠 동기화: 서보 컨트롤러는 전자 캠 프로파일을 사용하여 라벨 공급을 컨베이어 위치와 실시간으로 동기화합니다. 이 동적 동기화 기능은 컨베이어 속도의 미세한 변동을 보정하여 벨트 위 제품 간 간격 불규칙성과 관계없이 일관된 라벨 배치를 보장합니다.

HMI 터치스크린 및 레시피 관리

7인치 컬러 HMI는 모든 기계 작동을 위한 중앙 제어 인터페이스 역할을 합니다. 레시피 관리 시스템은 컨베이어 속도, 라벨 길이, 공급 타이밍, 압착 압력 프로파일, 감지 임계값 등을 포함한 최대 50개의 완전한 제품 파라미터 세트를 저장할 수 있습니다. 작업자는 화면에서 한 번 터치만으로 저장된 레시피를 호출하면 기계가 자동으로 모든 파라미터를 조정하므로 수동 데이터 입력이 필요 없습니다.

HMI에 있는 USB 포트를 통해 레시피 백업, 기계 간 레시피 전송, 펌웨어 업데이트가 가능하다. 이 기능은 동일한 제품군을 처리하는 여러 대의 라벨링 기계가 함께 가동되는 생산 시설에서 특히 유용하며, 각 장치에 매개변수 세트를 새로 만들지 않고 복제하여 적용할 수 있다.

5단계 작동 원리

라벨링 공정은 정밀하게 조율된 5단계 순서로 진행된다.

1. 제품 감지: 광전 센서가 라벨링 스테이션보다 200 mm 앞쪽에서 각 제품의 선두 가장자리를 감지한다. 시스템은 실시간 컨베이어 인코더 피드백을 활용해 정확한 트리거 시점을 계산하며, 벨트 속도 변동을 자동 보상한다.
2. 라벨 박리: 라벨 롤은 모터 구동 공급 샤프트에서 풀려나온다. 라벨 웹은 박리 플레이트를 지나면서 배킹 재료의 진행 방향이 반전되고, 라벨이 라이너에서 분리된다. 서보 컨트롤러는 전자 캠 곡선을 적용해 박리 타이밍을 제품 도착 시점과 정확히 동기화한다.
3. 라벨 부착: 서보 구동 애플리케이터 헤드가 절대 인코더 위치 피드백을 통해 확인된 프로그래밍된 높이로 하강합니다. 라벨은 계산된 순간에 제품 표면과 접촉합니다. 하강 중 비정상적인 토크가 감지될 경우 사이클이 중단되고 경보가 작동하여 라벨 헤드나 제품 손상을 방지합니다.
4. 프로그래밍된 압착: 서보 제어 압착 메커니즘이 프로그래밍된 압력 곡선에 따라 압력을 가합니다: 초기 접촉 시 약 20퍼센트의 약한 압력, 0.1초에서 0.5초 간의 완전 압력 유지, 그리고 제어된 해제 단계입니다. 이러한 단계적 압력 곡선은 공기 방울을 제거하고 주름 없이 전체 표면에 완전히 부착되도록 보장합니다.
5. 라벨 부착 후 검사: 제품은 선택 사양인 검사 스테이션을 통과하며, 비전 카메라가 라벨 존재 여부, 위치 정확도, 바코드 등급, 텍스트 가독성을 검증합니다. 불량 제품은 공압식 배제 스테이션에 의해 분류되며, 검사 통계는 HMI에서 제품별, 배치별, 교대별, 결함 유형별로 기록됩니다.

완전 스테인레스 스틸 구조

서보 업그레이드 모델은 기계 프레임, 컨베이어 베드, 가이드 레일, 그리고 모든 하우징 패널을 포함해 전부 SUS304 스테인리스강으로 제작되었다. 이 재료 선택은 표준 모델에서 사용되던 알루미늄 합금 부품을 완전히 배제하여 식품·유제품·음료·제약 산업의 세정 환경에서 뛰어난 내식성을 제공한다. 스테인리스 구조는 이종 금속 접합부에서 발생하는 갈바니 부식도 방지하므로, 습하거나 화학적으로 공격적인 생산 환경에서도 구조 수명을 연장시킨다.

비전 검사 연동

서보 모델의 전용 PLC 디지털 I/O 채널을 통해 비전 검사 카메라, 바코드 검증기 및 OCR 시스템과 원활하게 통합할 수 있습니다. 기계는 실시간 검사 결과를 수신하여 공기압식 불량품 배출 스테이션을 자동으로 작동시켜 라인에서 부적합 제품을 자동으로 분류합니다. HMI는 제품별, 로트별, 교대별, 결함 유형별로 검출 통계를 기록하여 제약 산업의 추적성 및 데이터 무결성 요구사항을 충족합니다.

실제 환경에서의 적용 결과

서보 구동 모델은 여러 산업 분야의 실제 생산 환경에서 측정 가능한 성능 향상을 입증했습니다.

• 제약 OTC 라인(멕시코): 멕시코시티에 위치한 계약 제조업체가 1분당 110병의 고용량 OTC 포장 라인에 두 대를 도입하였다. 이 라인은 세 가지 병 규격으로 14개 SKU를 처리한다. 레시피 기반 교체 시간이 기존 12~18분에서 2.5분으로 단축되었다. 16개월간 연속 2교대 운영 기간 동안 이 라인은 총 1,400만 병을 처리하였으며 불량률은 기존 시스템의 0.15퍼센트에서 0.02퍼센트로 감소하였다. 공정 능력 지수(Cpk)는 1.67에 도달하였다.
• 다중제품 식품 라인(말레이시아): 쿠알라룸푸르 소재 식품 제조사가 250ml에서 1리터까지 네 가지 병 규격으로 22개 제품을 포장하면서, 12시간 교대 당 6~8회 전환을 달성하였다. 가동 초기 폐기물이 92퍼센트 감소하였다. 350mm 라벨 롤 용량 덕분에 롤 교체 주기가 기존 45분에서 75분으로 연장되었다. 순 라인 생산 능력은 약 18퍼센트 증가하였다.
• 화장품 수출 라인(아랍에미리트): 두바이 소재 화장품 수출업체가 분당 85개의 제품을 검사하는 비전 인스펙션 시스템을 도입하여 불량률을 0.012퍼센트(10만 개당 12개)로 낮췄으며, GCC·EU·아세안 등 여러 지역의 규제 기준을 동시에 충족시켰다. 통합 시스템 도입으로 컨베이어 라인 공간을 1.5미터 절약했고, ISO 22716 화장품 GMP 요건도 준수했다.

품질 보증 및 인증

각 장치에 대한 공장 수령 시험(FAT)에는 서보 모터 위치 정확도를 확인하기 위한 레이저 간섭계 측정, 부하 상태에서의 토크 모니터링, 전자 캠 검증, HMI 레시피 저장 테스트가 포함된다. 이 기기는 ISO 9001:2015 인증 하에 제조되며, 핵심 부품은 전 세계적으로 인정받은 산업 자동화 제조사에서 조달하여 예비 부품 확보 및 전 세계 기술 지원을 보장한다.

2년차 및 3년차를 대상으로 한 연장 보증 옵션을 제공하며, 이에는 정기적인 예방 정비 방문도 포함된다. 항저우 루이이 기계 기술 유한공사의 10명 규모 연구개발 팀은 전 세계 50개 이상 국가에서 설치된 장비로부터 수집된 현장 데이터를 바탕으로 플랫폼을 지속적으로 개선하고 있다.

문의하기

자세한 사양 정보, 서보 업그레이드 상담, 또는 다중 SKU 라벨링 애플리케이션에 대해 논의하려면 당사 제품 개발 팀에 문의하시기 바란다.

전화: +86-13868159610
이메일: [email protected]

작성자: 항저우 루이이 기계 기술 유한공사 제품 개발 매니저 사라 왕. 사라는 라벨링 기계 제품 라인을 총괄하며, 서보 구동식 포장 자동화 분야에서 12년의 경력을 보유하고 있으며, 아시아, 유럽, 북미 등 3대륙의 제약 GMP 시설에서 설치 검증을 완료하였다.