Hilscher: 성공 사례: 로봇 분야에서의 POWERLINK-EtherNet/IP 프로토콜 변환

로봇을 기존 자동화 환경에 통합하려고 하는데 서로 다른 언어(프로토콜)를 사용한다면, 어떻게 해야 할까요? 그런 경우에는 일종의 ‘번역기’, 즉 게이트웨이를 사용하여 안전한 데이터 전송을 보장하면 됩니다. 본 애플리케이션에서는 오스트리아의 로봇 전문 기업 More Robots가 Hilscher의 netTAP 게이트웨이를 활용해 POWERLINK에서 Ethernet/IP로의 통신을 구현하였습니다.

More Robots는 설립된 지 1년 남짓밖에 되지 않았지만, 이미 다양한 애플리케이션 분야에서 전문성을 인정받으며 활발히 활동하고 있습니다. 이는 More Robots가 고품질 산업용 로봇과 협동 로봇은 물론, 컨설팅과 교육까지 아우르는 360도 통합 서비스를 제공하기 때문입니다. 예를 들어, 이송(pick & place), 기계 가공 보조(machine tending), 소재 가공, 접착, 연마, 용접, 포장 또는 팔레타이징과 같은 특정 작업이나 애플리케이션에 어떤 로봇이 적합한지 추천하는 것도 여기에 포함됩니다.

오스트리아 안스펠덴(Ansfelden)에 위치한 이 스타트업은 예비 부품, 기술 지원, 교육 등에 관한 질문에도 해답을 제공합니다. More Robots는 일본 제조업체인 Kawasaki 로보틱스의 로봇에 주력하고 있으며, 이 로봇들은 탑재하중이 2kg ~ 1,500kg인 다양한 애플리케이션에 폭넓게 활용될 수 있습니다. More Robots가 선택한 또 다른 파트너는 중국의 JAKA Robotics입니다. 1kg에서 40kg까지의 탑재하중, 다양한 작업 반경, 6축 구성으로 이루어진 JAKA의 소형 경량 협동 로봇은 최대한의 안전성과 정밀성을 목표로 설계되었습니다.

즉, JAKA 및 가와사키 로봇의 오스트리아 내 젊은 판매 파트너인 More Robots는 이러한 로봇들을 기존 생산 환경에 통합하는 데 있어 모든 질문에 답할 준비가 되어 있습니다. More Robots의 기술 관리자인 마르쿠스 회르텐후버(Markus Hörtenhuber)는 로봇 공학 분야에서 다년간의 경험과 업계 지식을 보유한 노련한 베테랑입니다. 또한, 그는 이전 프로젝트에서 Hilscher 제품을 사용한 경험이 있습니다. ““하지만 오스트리아에서 열린 박람회에서 Hilscher 오스트리아 지사장인 셀림 쿨이치(Selim Kuljici)를 우연히 만나게 되었고, 그는 거의 무심코 NT 100-RE-EN 게이트웨이에 대해 이야기해주었습니다,”라고 회르텐후버는 당시 Hilscher 오스트리아 지사장과의 대화를 회상합니다. “하지만 불과 일주일 뒤에 이 게이트웨이가 꼭 필요하게 될 줄은 그때는 전혀 몰랐습니다.”

A white JAKA robot with red accents on a table with a laptop display in the bottom left corner.

A white Kawasaki robot in a production environment. On the right side are the logos of Ethernet POWERLINK and EtherNet/IP on white background.

얼마 지나지 않아, More Robots의 전문가 회르텐후버(Hörtenhuber)와 그의 팀은 새로운 프로젝트를 맡게 되었습니다. 이 프로젝트에서는 Kawasaki 로봇이 기계에서 물체를 집어 컨베이어 벨트 위의 지정된 지점에 놓는 작업을 수행했습니다. 이전에는 이 작업을 수동으로 진행했습니다. 기계적 핸들링은 문제없었지만, 실제 문제점은 따로 있었습니다. 로봇을 기존 자동화 환경에 통합해야 했던 것입니다. 고객은 기계 및 셀 컨트롤러로 B&R사의 PLC를 사용하고 있었습니다. 따라서 로봇의 통신 버스로는 POWERLINK가 선택되었습니다. 그러나 Kawasaki 컨트롤러는 기본적으로 EtherNet/IP를 사용하기 때문에, 공장 출하 시 POWERLINK는 지원되지 않습니다. 선택 사양인 확장 카드는 CC-Link, DeviceNet, EtherCAT, PROFINET에서만 사용할 수 있습니다.

“이론적으로는 상당한 노력을 들이면 Kawasaki 로봇의 컨트롤러를 B&R 컨트롤러에 통합할 수 있었겠지만, 사용자 입장에서는 잘 작동하고 있는 컨트롤러에는 가능하면 손을 대지 않고 싶어 합니다.”라고 셀림 쿨이치(Selim Kuljici)는 설명합니다. “이러한 경우에는 서로 다른 산업 자동화 네트워크 간의 데이터 변환을 수행하는 게이트웨이를 사용하는 것이 훨씬 수월합니다. 특히 단일 연결일 경우에는 더욱 그렇습니다.”

A man sits in front of a table with two robots on it. In front of him is a laptop and on his right side lays a red gateway device.

이러한 게이트웨이는 필드버스, 이더넷, 실시간 이더넷 또는 이들의 혼합 여부에 관계없이 어떤 형태의 데이터든 매우 경제적으로 손쉽게 변환해줍니다. 이로써 장치와 플랜트 컴포넌트를 기존 구조와 시스템에 효율적으로 통합할 수 있으며, 네트워크 구간 간의 신뢰성 있는 연결도 가능합니다. 쿨이치(Kuljici)의 경험에 따르면, 이 분야는 점점 더 확장되고 있다고 합니다. “당사의 폭넓은 게이트웨이 포트폴리오는 모든 상황에 적합한 솔루션을 제공합니다. 간단한 용도에 맞춘 비용 효율적 장치부터, 까다롭고 개별적인 변환 작업을 위한 유연한 고급 장치까지 모두 포함됩니다. 저에게 있어, 통신에서 불가능한 일은 없습니다.”

그리고 바로 이 믿음을 바탕으로 회르텐 후버(Hörtenhuber)는 Hilscher에 협력을 요청했습니다. “산업 박람회에서의 만남을 계기로 가장 먼저 떠오른 건 역시 Hilscher였습니다.”라고 Hörtenhuber는 확인합니다. “게다가 이전 직장에서 진행했던 프로젝트들에서도 Hilscher와의 협업 경험이 매우 좋았습니다. 그래서 게이트웨이를 활용한 구현이 원활히 이루어질 것이라 확신했고, 만약 문제가 발생하더라도 Hilscher의 지원을 신뢰하고 기대할 수 있었습니다.”

이 프로젝트를 수행할 때 가장 먼저 떠오른 것이 바로 Hilscher였습니다. 이전에 진행했던 프로젝트들에서도 Hilscher와의 협업 경험이 좋았기 때문입니다. 따라서 이번에도 netTAP 게이트웨이를 활용하면 작동이 원활하게 이루어질 것이라는 확신이 있었고, 문제가 발생하더라도 Hilscher의 기술 지원을 믿고 의지할 수 있다고 생각했습니다.

마르쿠스 회르텐 후버 (Markus Hörtenhuber)

기술 매니저

More Robots GmbH

그리고 이후: B&R 컨트롤러의 POWERLINK를 가와사키 컨트롤러의 EtherNet/IP에 연결하기 위해, Hilscher의 실시간 이더넷 게이트웨이인 NT 100-RE-EN이 시스템에 추가되었습니다. Hilscher의 netTAP 제품군에 속한 이 고급형 게이트웨이는 하위 실시간 이더넷(Real-Time Ethernet) 네트워크를 다른 이더넷 시스템에 통합하거나, 반대로 통합하는 역할도 수행합니다. I/O 데이터의 변환 시간은 10ms 미만이며, 메모리 카드를 통한 로딩으로 수 초 내에 장치 교체가 가능하고, USB를 통한 진단 및 구성 인터페이스도 제공됩니다.

이 애플리케이션에는 Hilscher 포트폴리오 중 더 많은 기능을 갖춘 대안 솔루션으로, 후속 게이트웨이인 netTAP 151-RE-RE를 사용할 수도 있습니다.

게이트웨이를 통합하는 데 필요한 노력은 최소화되었습니다. “가동하는 데 하루도 채 걸리지 않았던 것 같고, 그마저도 특별히 어려운 점은 없었습니다,”라고 회르텐후버는 회상합니다. “netTAP 게이트웨이의 기반이 되는 netX 제품군과 Hilscher의 플랫폼 개념에 익숙했던 것이 확실히 도움이 되었습니다. 이로 인해 애플리케이션 구성 및 연결이 매우 수월해졌습니다.”

A man in a wihite shirt and white gloves holds a red and black device with three Ethernet ports in his right hand. With his left he holds something. There are many machine parts all around.

이러한 접근 방식은 More Robots의 고객에게도 신뢰를 주었습니다. 적은 비용과 간편한 애플리케이션을 고려하여, 고객은 이미 자사 시스템에 추가 로봇을 통합하는 방안을 검토하고 있습니다.

More Robots의 전문가들 또한 이미 한 발 앞서 나가고 있습니다. “카와사키 로봇에 대한 테스트의 일환으로, 우리는 아시아 시장의 선두주자인 JAKA 로봇에서도 실시간 이더넷 게이트웨이를 테스트해 보았습니다.”라고 회르텐후버는 말합니다. 이는 고객과의 논의 과정에서 이러한 유형의 로봇을 다양한 네트워크에 유연하게 통합할 수 있는지, 그리고 그 방식에 대한 질문이 제기되었기 때문입니다. 이번 경우에는 EtherCAT 하위 장치로의 통합이 그것이었습니다. “이 경우에도 EtherCAT 하위 장치인 Hilscher 게이트웨이를 JAKA 컨트롤러의 표준 Modbus TCP/IP에 연결하는 과정이 빠르고 원활하게 이루어졌습니다.”라고 회르텐후버가 전합니다. “이는 향후 프로젝트에서 이러한 요구가 발생할 경우, 고객에게 적절한 솔루션을 자신 있게 추천할 수 있다는 것을 의미합니다.”

이 솔루션은 Kawasaki 및 JAKA 로봇에서 기본으로 제공되는 표준 버스 시스템에만 국한되지 않습니다. “저희는 고객이 선호하는 PLC에 연결하기 위해 다른 버스 시스템용으로도 이 게이트웨이 솔루션을 자신 있게 추천할 수 있습니다.”라고 회르텐후버는 결론지었습니다.