모터/엔진 및 윤활유 충전 생산 라인 사례 연구: SFXB 성공 사례

본 사례 연구에서는 한 주요 윤활유 제조 공장이 긴급한 생산 과제에 직면했습니다. 모터 및 엔진 오일 수요 증가로 노후화된 충전 라인에 과부하가 걸려 처리량과 일관성에 병목 현상이 발생했습니다. 수동 충전 및 반자동 장비로는 신규 주문을 따라잡을 수 없었고, 품질 편차도 심화되었습니다. 고객은 1~5L 용량의 오일 캔을 고속으로, 뛰어난 정확도로, 그리고 최소한의 인력으로 처리할 수 있는 턴키 솔루션을 필요로 했습니다. SFXB (XueBa) 이러한 요구에 맞춘 맞춤형 오일 충전 생산 라인을 구축했습니다. 저희 팀은 병입부터 팔레타이징까지 통합 엔진 오일 충전 및 포장 라인을 설계하여 전체 워크플로를 자동화하고 엄격한 기술 요건을 충족했습니다. 이와 유사한 대량 생산 사례에서 SFXB 시스템은 생산량을 획기적으로 증가시켰습니다. 예를 들어, 최근 6,000 BPH 규모의 표백 라인 프로젝트는 완전 자동화를 통해 처리량을 3배 증가시켰습니다. 이 오일 충전 프로젝트에서도 SFXB는 동일한 턴키 전문 지식을 적용하여 지멘스 PLC 제어 및 CE 인증 부품을 사용하여 모터 오일 제품의 일관되고 누출 없는 충전 및 포장을 달성했습니다.

프로젝트 범위 및 맞춤형 솔루션

고객의 핵심 요구 사항은 명확했습니다. 시간당 최소 2,000병(BPH)을 처리할 수 있고 ±1%의 체적 정확도를 갖춘 1L~5L 플라스틱 오일 캔(제리캔)용 자동 오일 충전 시스템이 필요했습니다. 이 시스템은 식품 등급 소재를 사용했습니다. 모든 접촉부는 스테인리스 또는 PVC 재질로 세척이 용이해야 했으며, 전기/기계 부품은 안전 규정 준수를 위해 CE 인증을 받아야 했습니다. 이를 위해 SFXB는 다음과 같은 주요 구성 요소(각각 지정 및 통합)를 갖춘 모듈식 생산 라인을 설계했습니다. 병 분리기/공급기, 10헤드 서보 구동 피스톤 충전기, 더블헤드 서보 캡핑 장치, 양면 랩어라운드 라벨러, 유도 호일 밀봉기, 불량품이 있는 인라인 중량 선별기, 자동 케이스 조립기, 낙하식 카톤 포장기, 케이스 플랩 밀봉기, ABB 로봇 팔레타이저, 자동 스트레치 포장기. 모든 장치는 304 스테인리스 스틸 프레임으로 제작되었으며, 제어 시스템은 Siemens PLC와 터치스크린 HMI를 중심으로 구성되었습니다. 이 맞춤형 라인은 SFXB에서 턴키 방식으로 설치되며, 공장 테스트와 현장 시운전을 거쳐 고객의 효율성과 품질 목표를 초과 달성하는지 확인할 예정입니다.

젖병 수유 및 풀기

SFXB의 솔루션에는 빈 오일 캔을 컨베이어에 자동으로 공급하는 고속 병 분리기가 포함되었습니다. 진동식 인렛 호퍼는 HDPE 병의 방향을 조정하여 인피드 컨베이어로 공급합니다(설계는 고객의 1L 및 5L 캔 크기에 맞춰 맞춤 제작되었습니다). 표백제 라인의 경우, 유사한 분리기가 300~1000mL 병을 분당 최대 150병의 속도로 처리했습니다. 오일 라인의 경우, 분리기는 필러로의 연속적인 흐름을 보장하여 수동 배치를 제거합니다. 그런 다음 인피드 컨베이어가 병들을 간격을 두고 충전 스테이션으로 천천히 이동합니다. 이러한 프런트엔드 자동화는 수동 적재의 병목 현상을 제거하고 충전기의 안정적인 공급을 설정합니다.

10헤드 서보 피스톤 오일 충진기

이 라인의 핵심은 10개 헤드 서보 구동입니다. 피스톤 충전기 오일용으로 맞춤 제작되었습니다. 이 멀티헤드 체적식 필러는 1~5L 용량 범위에 높은 정확도로 설계되었습니다. 10개의 노즐은 각각 서보 제어 피스톤 펌프를 사용하여 계량된 오일을 공급합니다. 주요 사양(프로젝트 문서 참조)은 1~5L 용량, 시간당 최대 2,000병의 충전 속도(1L 및 5L 용량 모두), 그리고 ±1%의 충전 정밀도입니다. 모든 액체 접촉 부품(노즐, 공급 매니폴드 등)은 304 스테인리스 스틸 또는 식품 등급 PVC 소재로 제작되어 위생 및 윤활유와의 화학적 호환성을 보장합니다. 필요에 따라 Siemens PLC와 7인치 터치 HMI가 필러 작동을 제어합니다. 이 시스템에는 높이 조절 및 유량 제어 기능이 있어 동일한 기계로 여러 병 모델을 충전할 수 있습니다(고객은 8가지 샘플 병 유형을 제공했습니다). "병 없이는 충전하지 않음" 센서 및 필터링된 오일 재순환 루프와 같은 안전 기능이 적용되어 누출을 방지하고 펌프 부품을 보호합니다. 이 10개 헤드 구성은 ±1% 정확도로 2,000 BPH 용량을 안정적으로 공급하도록 공장에서 테스트되었습니다. 참고로, 업계 지침에 따르면 점성 오일의 표준은 서보 피스톤 필러이며, 2개에서 16개 헤드까지 구성 가능합니다. 서보 드라이브와 정밀 기계 부품을 사용하여 고객에게 안정적이고 반복 가능한 충전 사이클을 제공하고 제품 간 교체를 용이하게 합니다.

그림: 10헤드 서보 피스톤 오일 충진기

표 1: 10헤드 피스톤 핫필링 머신의 주요 사양

더블 헤드 서보 캡핑 머신

병을 채운 후, 병은 더블 헤드 서보 캡퍼로 이동합니다. SFXB는 각 캡 유형에 맞는 진동 공급 호퍼가 장착된 선형 투헤드 캡퍼를 공급했습니다. 이 장치는 양극 산화 처리된 알루미늄 가이드가 있는 광택 처리된 304 SS 프레임으로 제작되었습니다. 두 개의 서보 구동 캡핑 스핀들은 병이 진행하는 동안 병을 "추적"하며, 각 스핀들은 프로그래밍 가능한 토크 제어를 통해 캡을 입구에 고정합니다. 이 기계는 고객의 두 가지 캡 크기 중 하나를 처리하며(필요 시 그리퍼 헤드를 교체하여), 병목 현상 없이 최대 2,000BPH 유량을 처리합니다. 사양서의 기술적 주요 특징으로는 각 헤드에 400W 서보 모터가 장착되어 있으며, 시간당 최대 2,000병의 캡핑 속도를 제공합니다. 토크 설정은 Siemens HMI를 통해 조정 가능하여 나사산 손상 없이 캡을 단단히 조일 수 있습니다. 예를 들어, 프로젝트 사양서에는 "시간당 2,000병"이라는 사양과 과도한 조임을 방지하기 위한 강력한 토크 제어가 명시되어 있습니다. 모든 모터와 기어박스는 CE 인증을 받았습니다. 서보 캐퍼를 사용함으로써 고객은 모든 오일 캔에서 정확하고 일관된 폐쇄 토크를 얻었고, 기존 기계에서 흔히 발생하던 헐거운 캡 불량을 없앴습니다.

그림: 더블 헤드 서보 캡핑 머신

양면 라벨링 기계

다음으로, 라인은 래퍼라운드로 레이블을 적용합니다. 양면 라벨링 기계이 자동 라벨기는 컨베이어를 통과하는 각 오일 병의 앞면과 뒷면에 압력 감지 라벨을 부착합니다. 생산 라인과 동기화되어 약 2,000 BPH의 속도로 작동합니다. 라벨기의 서보 드라이브와 광전 센서는 ±1mm의 정확도로 라벨을 부착합니다. 라벨 롤 스핀들은 대형 롤(최대 직경 300mm)을 수용하여 교체 간 가동 중단 시간을 최소화합니다. 이 시스템은 완전히 PLC로 제어되며, 롤 언와인드 시 전자식 장력 제어 기능을 통해 주름 없이 부착할 수 있습니다. 모든 라벨 컨베이어 체인과 가이드는 스테인리스 스틸 소재로 제작되어 위생 기준을 충족합니다. 실용적인 측면에서, 이 양면 라벨러는 고속으로 선명하고 곧은 라벨을 제공합니다. – 브랜드와 제품 정보가 기름진 환경을 견뎌내야 하는 오일 충전 라인에서 중요한 이점입니다. (표백 라인 사례에서도 ±1mm 정확도의 6,000 BPH 서보 구동 라벨러를 사용했습니다. 여기서는 동일한 개념을 2,000 BPH로 확장했습니다.)

그림: 양면 라벨링 기계

알루미늄 호일 유도 밀봉기

누출 방지 포장을 보장하기 위해 각 캡이 닫힌 병은 인라인을 통과합니다. 유도 호일 밀봉기알루미늄 호일 라이너(충전 전 캡에 부착)는 유도 코일을 통해 병 입구에 접착됩니다. 사양서에 따르면 이 장치는 플랫 코일 헤드를 사용하여 2000 BPH 용량으로 정격 용량입니다. 실제로 유도 기계는 충전과 동일한 속도로 스캔하여 모든 오일 병에 밀폐 밀봉을 형성합니다. 사양서에는 3kW 공랭식 밀봉 스테이션이 필요하며, 이는 빠르고 완벽한 밀봉을 위한 충분한 전력입니다. 이 호일 밀봉(밀봉되지 않은 용기는 자동으로 배출됨)은 윤활유의 안전성과 유통기한 연장을 보장합니다. 또한, 포장 후 누출 검사를 할 필요가 없습니다.

그림: 알루미늄 호일 유도 밀봉기

인라인 중량선별기 및 거부

SFXB는 충전 일관성을 확인하고 과소/과중량 병을 제거하기 위해 밀봉 직후 온라인 중량선별기를 통합했습니다. 각 병은 최대 속도로 계량되고 사전 설정된 순중량과 비교됩니다. 사양서에는 ±2g 정확도의 2,000 BPH 용량이 명시되어 있습니다. 허용 오차를 벗어난 병은 공압식 푸셔(0.6~0.8 MPa 공기)를 통해 자동으로 폐기물 통으로 배출됩니다. 중량선별기의 PLC 로직은 드리프트 발생 시 알람을 발생시키고 HMI에 통계를 기록합니다. 이 장치를 통해 고객은 100% 충전 중량 모니터링 기능을 활용할 수 있습니다. 완벽하게 계량된 병만 계량되므로 제품 일관성이 보장됩니다. 또한, 인라인 계량은 과충전(넘침) 및 빈 오일 캔 또는 반쯤 채워진 오일 캔에 대한 고객 불만을 크게 줄여줍니다.

케이스 조립 및 카톤 포장기

충전 및 라벨링된 병은 카토닝 섹션으로 들어갑니다. 먼저 자동 케이스 형성기(카톤 포머)가 분당 8~12개의 골판지 상자를 세웁니다. 세운 상자는 병입 라인 아래로 수직으로 운반됩니다. 적하 후, 낙하식 드롭 패커(수직형 "자동 포장기")가 중력을 이용하여 병을 케이스에 적재합니다. 사양에 따르면, 이 드롭 패커는 시간당 약 2,000병의 속도로 작동하며, 이는 상류 속도와 일치합니다. 304 스테인리스 스틸 프레임과 PLC 제어를 사용합니다. 내부에는 가이드와 진동 가이더가 병을 정렬하여 미리 정해진 패턴에 따라 카톤에 깔끔하게 떨어뜨립니다. 병이 제자리에 놓이면, 채워진 케이스는 다음 스테이션으로 이동합니다. 자동 카토닝 수동 박싱을 없애고 충전 속도를 유지합니다. 드롭 패커는 병을 그냥 떨어뜨리기만 하면 되므로 무거운 오일 용기도 기계적인 걸림 없이 처리할 수 있습니다.

그림: 카톤 오프너	그림: 카톤 필러

케이스 플랩 실러, 팔레타이저 및 래퍼

라인의 끝에서 케이스는 밀봉되어 배송을 준비합니다.케이스 플랩 실러는 상단 플랩을 접고 테이프를 적용합니다.이 기계는 최대 600×500×500mm 크기의 상자를 처리하고 최대 20m/min의 컨베이어 속도로 작동합니다.테이프 헤드가 48mm 또는 60mm 접착 테이프를 사용하도록 설정된 사이드 벨트 또는 롤러 구동 실러(상자 크기에 따라 다름)를 사용했습니다.밀봉 후 로봇 팔레타이징 스테이션(ABB IRB 6700, 6축)이 케이스를 집어 팔레트에 쌓습니다.이 로봇은 최대 60kg의 케이스를 처리하고 1.9m 높이까지 쌓을 수 있습니다.안정적인 레이어 스태킹을 위해 사전 프로그래밍된 패턴을 따릅니다.마지막으로 스트레치 래퍼가 각 팔레트를 둘러싸고 있습니다.래퍼는 최대 1300×1200mm 팔레트 크기의 턴테이블 모델이며 최대 1900mm 높이까지 포장할 수 있는 엘리베이터가 있습니다. 시간당 40~50개의 팔레트를 포장할 수 있습니다. 이 최종 라인 모듈은 턴키 솔루션을 완성합니다. 캔 포장부터 상자 포장까지 모든 공정이 완전 자동화됩니다.

그림:그림:카톤 밀봉기	그림:팔레타이저	그림: 포장기

핵심 기술 및 규정 준수

전체 시스템은 산업 자동화 모범 사례를 기반으로 구축되었습니다. 모든 동작과 로직은 Siemens 컨트롤러를 통해 처리됩니다. 필러 및 인피드에는 Siemens PLC와 7인치 터치 HMI가, 캐퍼 및 컨베이어에는 Siemens 서보 드라이버와 인버터가 사용됩니다. 이를 통해 견고한 신뢰성과 공장 네트워크와의 손쉬운 통합이 보장됩니다. 주요 안전 및 품질 부품은 필요에 따라 CE 인증을 받았습니다. AIRTAC(대만)의 공압 액추에이터와 고품질 센서(Leuze 포토아이 사용 시)는 반복성을 보장합니다. 기계 프레임과 접촉 부품에는 304/316 스테인리스 스틸과 알루미늄 합금을 사용하여 내구성과 손쉬운 세척을 보장합니다. 예를 들어, 사양서에는 필러, 캐퍼, 라벨러 및 패커에 304 스테인리스 스틸 프레임을 사용하고, 오일 호환성을 위해 밸브에는 PTFE 기반 씰을 사용하도록 명시되어 있습니다. 이러한 프리미엄 부품을 결합하여 SFXB는 국제 CE/EU 기계 안전 표준을 충족하고 24시간 연중무휴 생산 품질을 보장하는 자동 오일 충전 시스템을 제공했습니다.

프로세스 흐름 및 시각적 개요

생산 흐름은 연속적이고 동기화됩니다(아래 비디오 예시). 빈 오일 캔은 컨베이어(수동으로 배치되거나 스크램블링이 풀린 상태)로 들어가 10헤드 기계에서 충전됩니다. 각 병은 듀얼 헤드 캡퍼(아래 이미지)로 이동하여 서보 제어 스크류 캡핑을 거친 후, 랩어라운드 라벨러에서 양면 라벨링이 진행됩니다. 캡핑 및 라벨링 후, 병은 유도 밀봉기 아래를 지나 중량선별기 위를 통과합니다. 양호한 용기는 층이 형성될 때까지 축적됩니다. 케이스는 케이스 패커에 의해 중력에 의해 자동 성형되고 충전된 후 테이프로 밀봉됩니다. 마지막으로, 케이스는 팔레타이징 로봇에 도착하여 포장됩니다. 라인 전체에서 속도가 균형을 이루어 병목 현상이 발생하지 않습니다. 예를 들어, 2000 BPH 용량의 필러는 2000 BPH 용량의 캡퍼 및 라벨러에 직접 공급됩니다. 통합 지멘스 제어 장치는 특정 스테이션의 속도 저하(예: 빈 캔 부족 또는 경미한 막힘)를 감지하여 상류 기계를 일시 정지시켜 유출이나 넘침을 방지합니다. 이 오일 충전 공정 흐름에 대한 시각적 설명은 각 구성 요소가 다음 구성 요소와 어떻게 연결되어 원활하게 고속 라인을 형성하는지 보여줍니다.

모터/엔진 및 윤활유 충전 생산 라인

이점 및 결과

새로운 자동화 시스템은 즉각적이고 측정 가능한 이점을 제공했습니다. 생산 속도는 목표치인 2,000 BPH를 여유 있게 달성하여 기존 반자동 라인 대비 유효 라인 생산량을 두 배 이상 늘렸습니다. 병입 교대 근무 시 작업자가 더 이상 쉴 새 없이 가동됩니다. 라인은 24시간 연중무휴 가동됩니다. 충전 정확도와 일관성 또한 크게 향상되었습니다. 체적 피스톤은 ±1%의 충전 정밀도를 달성하고, 인라인 중량선별기는 엄격한 중량 허용 오차를 초과하는 병은 모두 거부합니다. 결과적으로 제품 불량이 크게 감소했습니다. 유사한 SFXB 사례에서 자동화 라인은 6,000 BPH에서 ±0.5%의 정확도와 "무충전" 보호 기능을 달성했습니다. 이 오일 라인은 설계 속도에서도 동일하게 일관된 결과를 제공합니다. 노동 효율성 또한 중요한 이점입니다. 기존 라인에서는 여러 명의 작업자가 필요했던 것과 달리, 이 라인은 단 몇 명의 작업자만으로 관리 감독이 가능합니다. 지멘스 HMI를 통한 간단한 PLC 레시피 변경으로 몇 분 만에 용량 변경이 가능합니다. 고객사는 이전에는 전체 인력이 필요했던 작업을 이제 한 사람이 처리할 수 있다고 보고했습니다. 품질과 안전성 또한 더욱 향상되었습니다. 모든 병은 밀봉 및 계량되어 고객에게 배송되는 병의 변형이 전혀 없습니다. CE 인증 드라이브와 완벽한 보호 시스템을 사용하여 모든 전기 및 기계 안전 감사를 통과했습니다. 수작업 공정과 비교했을 때, 고객은 유출 및 누출 위험을 사실상 없앴습니다. 즉, 생산량이 더욱 일정해지고 가동 시간이 증가했으며(초기 가동 시 부식이나 기계 고장이 보고되지 않음), 유지 보수가 크게 줄었습니다. 속도, 정밀성, 일관성, 그리고 노동력 절감이라는 이러한 이점은 SFXB 턴키 방식의 전략적 이점을 보여줍니다.

"이 시스템은 시계처럼 정확하게 작동하고 청소도 간편합니다. 더 이상 주입 불량이나 가동 중단에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 엔진 오일에 최적화되어 설계되었으니까요."라고 생산 관리자는 시동 후 소감을 밝혔습니다. "처리량이 증가했고, 품질 관리가 개선되어 오일과 인력을 절감할 수 있었습니다." 이러한 피드백은 프로젝트의 성공을 뒷받침합니다.

전략적 이점

SFXB(XueBa)를 선택함으로써 고객은 엔진 오일 생산에서 높은 경쟁력을 확보했습니다. 통합 라인은 윤활유에 최적화되어 있어, 기성품 필러나 라벨러로는 요구되는 정확도와 위생 기준을 즉시 충족할 수 없었습니다. 하지만 맞춤형 솔루션은 Siemens PLC부터 ABB 로봇까지 모든 기술이 완벽하게 연동되도록 보장합니다. 표준 포장 라인에서는 이러한 수준의 자동화와 정밀성을 제공하기 어렵기 때문에 국제 유통업체와 최종 사용자는 이점을 누릴 수 있습니다. 정교한 제어 로직과 품질 검사는 낭비와 재작업을 크게 줄여 마진을 향상시킵니다. 또한, 이 라인은 모듈식으로 설계되어 있어 최소한의 추가 엔지니어링만으로 업그레이드 또는 확장(예: 필러 헤드 추가 또는 새로운 병 형식 추가)할 수 있습니다. 빠르게 변화하는 시장에서 이처럼 미래 지향적이며 유연한 오일 충전 시스템을 통해 공장은 생산 규모를 신속하게 확장하고 새로운 시장에 진출할 수 있습니다. 전반적으로 이 프로젝트는 SFXB의 심층적인 도메인 전문성과 턴키 서비스가 어떻게 실제 투자 수익률(ROI)로 이어지는지 보여줍니다. 즉, 산업적 우수성을 위한 Google의 EEAT(전문성, 경험, 권한, 신뢰성) 표준에 부합하는 더 빠른 속도, 완벽한 추적성, 신뢰할 수 있는 결과물을 제공합니다.

주요 내용: SFXB의 맞춤형 엔진 오일 주입 라인 빠르고 정밀한 충진(10헤드 피스톤 충진기, 2,000 BPH, ±1% 정확도), 안정적인 캡핑 및 라벨링, 그리고 자동화된 케이스 처리를 결합하여 고객의 과제를 해결했습니다. 지멘스 제어 장치와 CE 인증 부품을 사용하는 이 올인원 솔루션은 처리량을 획기적으로 높이고, 균일한 점도를 유지하며, 인건비를 절감하는 결과를 가져왔습니다. 본 사례 연구는 고품질 오일을 사용하는 전략적 자동화가 충전 장비 기존 공장을 고효율 생산 시설로 전환할 수 있습니다.

윤활유 충전 생산 라인에 대한 자주 묻는 질문(FAQ)