치즈 블록을 필름으로 진공 포장하는 작업은 공정 자동화에서 가장 어려운 문제이기도 합니다. 기계 및 공장 제조업체인 TGW Robotics GmbH는 파이아브(Piab)의 조합구성 가능한 piGRIP® 진공패드와 고성능 진공이젝터의 도움을 받아, 안정적인 공정을 보장하는 그리퍼를 개발했습니다.
치즈 한 장이 아침에 브렉퍼스트 롤 위에 놓여질 때, 치즈는 그 시점에 도달하기까지 이미 상당한 수의 공정 단계를 끝낸 것입니다. 그러한 공정 단계 중 하나는 도매점과 소매점의 유제품 코너에서 즉시 판매가 가능한 치즈 블록을 포장하는 단계입니다.
오스트리아 벨스에 본사를 둔 TGW Logistics Group의 자회사인 TGW Robotics는 컨베이어 기술, 팔레타이징 및 디팔레타이징 시스템을 전문적으로 제작하고 있습니다. 로젠하임 근처의 슈테판스키르헨에 100명의 직원을 두고, 외부 고객에게 서비스를 제공하는 동시에, 모회사의 물류센터 시스템을 관리하고 있습니다.
고객별 치즈 취급 시스템을 보유하고 있으며, 롤러 컨베이어를 사용하여 숙성된 치즈 블록을 최대 25kg까지 팔레트에 놓인 숙성 상자에 담아 시스템으로 운반합니다. 상자는 기계식 그리퍼로 이송합니다. 고객사에서 이루어지는 추가 공정 흐름에 따르면 치즈는 나무 팔레트에서 플라스틱 팔레트로 적재되어 치즈를 얇게 자르는 등의 공정을 수행하는 클린룸 또는 화이트룸에서의 추가 공정을 위해 준비됩니다. 다른 고객은 이 단계를 통해 다양한 유형의 치즈를 원하는 양의 가루 치즈 생산 배합에 직접 공급하는 등의 작업을 수행합니다.
치즈는 수축 포장 후 진공 포장됩니다. 필름이 방금 진공 포장되었는지 아니면 이 공정 단계를 거친 지 시간이 좀 흘렀는지, 필름에 주름이 있는지 아니면 필름이 완전히 진공 처리되었는지에 따라, 자동 처리에 큰 문제가 발생할 수 있습니다. 모든 경우, 공기가 누출되는 일로 인해 또는 그리퍼가 치즈 블록을 제대로 들어올리지 못하는 경우 치즈 블록이 떨어질 위험이 있습니다.
이에 따라 진공패드와 진공발생기에 대한 요구사항도 매우 높아졌습니다. 대량 생산이 도입됨에 따라 필요한 성능과 원활하고 지속적인 공정이 보장되어야 합니다. 그와 동시에, 진공이젝터는 그리퍼에 직접 내장 통합되기 때문에 크기가 작고 무게가 가벼워야 합니다. 현재, 운영과 관련해 에너지 요구량을 최대한 낮춰야 하는 것은 자명한 사실인데, 파이아브(Piab)의 저에너지 3단계 COAX® 기술을 통해 이 요구사항을 가장 효율적으로 충족할 수 있습니다.
TGW는 안전한 공정을 위한 사전 인증을 적용했습니다. 1단계에서, 먼저 공기를 적절하게 흡입합니다. KENOS® 표면 그리퍼는 필름이 치즈 블록에 올바로 안착되었는지 확인합니다. 앞에서 설명한 자동 처리 과정에서의 문제 외에, 진공 처리 결함으로 인해 포장 손상이 일어나고, 그로 인해 제품 오염 문제가 발생할 수 있습니다. 이 제어 단계에서, 치즈는 파이아브(Piab)의 KENOS® 그리퍼를 사용해 들어 올려지는데, 이 그리퍼는 아랫면 전체에 부착된 테크니컬 폼 레이어와 진공 발생을 위한 해당 홈으로 이루어져 있습니다. 이 작업이 문제 없이 이루어지면, 광전자 센서는 치즈 블록 아래로 신호를 보낼 수 있게 됩니다. 그렇게 되면, 치즈 블록은 추가 공정 단계로 이동하게 되며 TGW 그리퍼를 사용하여 팔레타이징됩니다. 치즈 블록을 KENOS® 그리퍼로 들어 올릴 수 없고 치즈 아래에 조명 신호가 없으면 이 동작은 자동으로 거부됩니다.
TGW가 개발한 그리퍼는 원래 칩 백과 같은 비닐팩 처리용으로 개발된 립을 적용하여 조합구성 가능한 piGRIP® 진공패드와, 파이아브(Piab)의 특허 받은 멀티 스테이지 이젝터에 적합한 COAX® 기술 기반 고성능 진공펌프로 구성되어 있습니다.
TGW의 제작 엔지니어인 Maximilian Schaletzky는 “파이그립(piGRIP) 진공패드는 필름에 어떤 굴곡이 생기더라도 소프트 립을 통해 랩핑이 가능하기 때문에 우리의 응용분야에 아주 적합한 제품입니다. 그래서 치즈 블록을 안전하게 잡을 수 있습니다.”라고 설명합니다.
“우리가 파이아브(Piab)와 협력하게 된 이유는 폭넓은 포트폴리오를 통해 모든 작업과 요구사항을 충족할 수 있는 진공패드와 진공시스템을 정확히 제작할 수 있기 때문이었습니다. 그에 따라, 우리는 치즈 블록을 자동 처리하는 훌륭한 시스템으로 우리 고객들께 제품을 공급해 드릴 수 있습니다.”라고, Schaletzky는 계속 이어서 설명합니다.
독일의 로봇 그리핑 영업부서 팀장이자 파이아브(Piab) TGW 현장 전문가인 Sebastian Liebetrau는 이렇게 설명합니다. “이처럼 복잡한 경우, 우리는 그리핑 및 리프팅 분야 전문가로서 당사의 광범위한 포트폴리오에서 사전 선택을 한 후 고객 현장에서 실험을 통해 최상의 솔루션을 찾아냅니다.“
그리퍼는 모서리 레벨완충기에 추가 진공패드를 적용하여 다듬고, 이를 통해 치즈 블록의 개별 층 사이에 적절한 종이 소재 중간 레이어를 포장의 일부로 넣습니다. 이렇게 하면 직원이 수행하는 작업 중 한 단계가 줄어들고 장기적으로는 몸을 굽히는 신체적인 스트레스를 방지할 수 있습니다. 또한 외부 직원이 기계로 제어하는 공정에 개입할 필요가 없습니다.
