제품 개요
준야오 JY-ZB600D는 3차원 형태 및 불규칙한 모양의 젤리 사탕 제품을 신뢰성 있게 포장하기 위해 특별히 설계된, 5축 서보 구동 방식의 고속 필로우 포장 및 플로우 랩핑 기계이다. 이 기계는 일반 원통형 제품용 래퍼로는 안정적으로 포장하기 어려운 제품에 적합하다. 절강성 타이저우에 위치한 싱준야오 인텔리전트 패키징 테크놀로지의 13,000m² 규모 생산 시설에서 설계 및 제조된 JY-ZB600D는 신제품 및 수공업 젤리 과자 시장의 글로벌 확장과 함께 급증한 포장 난제를 해결한다. 즉, 하트, 별, 알파벳, 숫자, 동물 등 다양한 복잡한 몰드 형상으로 제작된 제품은 표면이 고르지 않고 단면이 다양하며 컨베이어 벨트 위에서 일관되지 않은 방향으로 배치되기 때문에 포장 공정에 어려움을 겪는다. 원형 또는 직사각형 사탕을 위한 단순한 성형 콜러를 갖춘 기존 필로우 래퍼는 이러한 3차원 제품을 처리하기 어렵다. 불규칙한 형태로 인해 제품이 필름 튜브 내부에서 예측 가능한 위치로 안정적으로 고정되지 않기 때문에 중앙 정렬이 어긋난 실링, 필름 주름, 소매점 진열대에서 전문성이 부족해 보이는 외관의 완제품이 발생한다. JY-ZB600D는 이를 해결하기 위해 확장된 입구 개구부와 제품의 3차원 형상을 압축 없이 수용할 수 있도록 곡선을 따라 조형된 내부 채널을 갖춘 특수 성형 콜러를 채택하였다. 또한, 제품의 진입 방향을 제어하는 투입 시스템을 적용하여, 성형 콜러에 진입하는 각 3차원 젤리가 항상 일관된 자세로 들어가도록 한다. 예를 들어 하트 모양 젤리는 항상 끝부분이 아래를 향해 진입하고, 별 모양 젤리는 항상 한쪽 끝이 앞서도록 진입하게 된다.
JY-ZB600D는 분당 50개에서 600개의 생산 속도를 제공하며, 백 길이는 50mm에서 200mm까지 가능합니다. 이는 일반적인 젤리 포장기의 최대 백 길이인 120mm보다 넓은 범위로, 콤팩트한 둥근 젤리보다 축 방향 공간을 더 많이 차지하는 3D 젤리에 필요한 더 긴 백 크기를 수용할 수 있습니다. 이 기계는 총 5.5kW의 전력을 소비하며, 무게는 1000kg입니다. 이는 3D 젤리 전용 인피드 정렬 시스템과 특수 성형 콜러 메커니즘을 구현하기 위해 추가된 서보 모터 및 기계적 복잡성 반영된 결과입니다. 싱준야오(Xingjunyao)는 2014년 설립 이래 25개 이상의 국가에 포장 솔루션을 수출해 왔으며, JY-ZB600D는 신기한 모양의 과자들이 프리미엄 진열 위치를 차지하는 시장(특히 동남아시아, 중동, 유럽)의 젤리 제조사들로부터 얻은 엔지니어링 피드백을 반영하여 개발되었습니다. 이러한 시장에서는 개별 포장된 제품의 시각적 표현이 소비자의 소매점 구매 결정에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다.
주요 특징
1. 3D 제품 핸들링을 위한 5축 서보 협조 구동 시스템
JY-ZB600D는 각 주요 기계 축을 독립적으로 제어하는 5축 서보 모터 구조를 채택합니다. 서보 1은 방향 정렬 채널의 회전을 구동하여, 3D 젤리가 입구 자세를 결정하는 성형 채널을 통과하는 속도를 제어합니다. 서보 2는 공급 컨베이어를 구동하여, 성형 콜러로 진입하기 전 연속된 제품 간 간격을 조절합니다. 서보 3은 필름 공급 드럼을 구동하여, 백 길이를 결정하는 필름 웹 속도를 제어합니다. 서보 4는 종방향 실링 롤러를 구동하여, 연속 실링 압력 및 유지 시간을 조절합니다. 서보 5는 횡방향 실링 회전 나이프를 구동하여, 말단 실링 타이밍 및 절단 위치를 제어합니다. 이 5축 서보 구조는 기존 젤리 포장기에서 사용되던 3축 기계식 캠 시스템을 대체하며, 서로 다른 3D 제품 형상으로 전환할 때 운영자가 물리적 기어와 링크를 직접 교체해야 했던 고정된 기계적 축 간 관계를 해소합니다. 대신 모든 5개 축은 PLC 컨트롤러를 통해 동기화되며, 운영자는 HMI에서 제품 레시피를 선택함으로써 각 축의 속도, 타이밍, 위치를 조정할 수 있습니다. 이 과정은 캠 구동 기계에서 필요한 30~45분의 기계적 교체 시간에 비해 3분 이내로 단축됩니다. 또한 5축 서보 설계는 독자적인 적응 속도 기능을 가능하게 합니다. 즉, 방향 정렬 채널이 3D 젤리가 잘못된 자세로 진입했음을 감지하면(형상 인식 광전 센서로 검출), PLC가 공급 컨베이어 속도를 일시적으로 10~15% 낮추어 다음 제품이 자세를 바로잡을 시간을 확보한 후, 올바른 자세로 진입한 제품이 성형 콜러에 도달하면 다시 정상 속도로 복귀합니다. 이러한 적응 속도 보정 기능을 통해 일반 포장기에서 약 2~3% 수준이었던 잘못된 자세로 인한 불량률이 JY-ZB600D에서는 0.5% 미만으로 감소합니다.
2. 3D 형상용 확장 입구 구경을 갖춘 특수 성형 콜라
성형 콜라 — 평면 필름 웹을 제품 주위로 튜브 형태로 굴곡시키는 부품 — 은 3D 젤리 포장에서 가장 핵심적인 요소이다. 일반적인 베개형 포장기는 제품의 최대 단면에 맞춰 사각형 또는 타원형 입구 개구부를 갖는 성형 콜라를 사용하지만, 3D 젤리는 보다 복잡한 과제를 제시한다. 즉, 제품 길이 방향으로 단면이 달라지기 때문에(하트 모양 젤리는 상단 엽부에서 더 넓고 하단 끝부분에서는 더 좁음), 불규칙한 외형으로 인해 단순한 사각형 개구부는 젤리의 넓은 부분을 압축하거나 좁은 부분 주위에 과도한 필름 간격을 남겨, 일부 구간에서는 부풀어 오르고 다른 구간에서는 처지는 비균일한 백을 생성한다. JY-ZB600D는 제품의 최대 단면보다 20~30% 더 넓은 확장된 입구 개구부를 갖는 특수 성형 콜라를 사용하며, 이 개구부는 입구 지점에서 종방향 실링 라인까지 제품의 외형을 따라 형성된 곡선 내부 채널과 결합된다. 확장된 개구부는 3D 젤리가 필름 튜브에 압축 없이 들어갈 수 있도록 하며, 곡선형 채널은 필름을 젤리의 불규칙한 외형을 따라 부드럽게 안내하여, 과도한 필름 주름이나 제품 변형 없이 젤리의 형태에 정확히 부착되는 베개형 백을 생성한다. 각 3D 제품 형태에는 특정한 성형 콜라 곡선이 필요하며, JY-ZB600D의 성형 콜라는 신속 교체식 브래킷에 장착되어 있어 운영자가 서로 다른 3D 제품 유형 간 전환 시 5분 이내에 콜라를 교체할 수 있다. 준야오(Junyao)사는 하트, 별, 문자, 동물 윤곽 등 가장 흔한 3D 젤리 형태에 대응하는 표준 성형 콜라 곡선 라이브러리를 보유하고 있으며, 고객이 제공한 제품 도면 또는 실물 샘플을 기반으로 독특한 제품 기하학적 형태에 맞춘 맞춤형 곡선도 제작할 수 있다.
3. 형상 인식 센서를 통한 방향 제어 공급
비정형 모양의 젤리 사탕은 둥글거나 직사각형인 사탕과 달리 평평한 컨베이어 벨트 위에서 예측 가능한 방향으로 정렬되지 않습니다. 하트 모양 젤리 사탕은 성형 콜러에 도달할 때 끝부분이 아래를 향하거나 위를 향하거나 옆을 향할 수 있으며, 별 모양 젤리 사탕은 다섯 개의 뾰족한 부분 중 어느 하나가 선두가 될 수 있습니다. 이러한 방향 무작위성은 두 가지 문제를 야기합니다. 첫째, 밀봉된 비닐 봉지 내에서 제품의 외관이 조각마다 달라져 프리미엄 브랜드가 요구하는 시각적 일관성을 해칩니다. 둘째, 잘못된 방향으로 배치된 3D 제품은 한 축에서는 성형 콜러 개구부를 초과하지만 다른 축에서는 통과할 수 있어 기계 정지를 유발하는 막힘 현상을 일으킬 수 있습니다. JY-ZB600D는 이러한 문제를 해결하기 위해 방향 제어 기능을 갖춘 인피드 시스템을 채택하였으며, 이 시스템은 순차적으로 작동하는 세 가지 구성 요소로 이루어집니다. 첫 번째 구성 요소는 ‘모양별 분류 채널’로, 분류 트레이 표면에 가공된 좁은 홈으로서, 특정 3D 젤리 사탕의 원하는 방향과 정확히 일치하는 형상입니다. 젤리 사탕이 분류 트레이 위에서 회전할 때, 해당 채널 형상과 우연히 정렬된 사탕은 채널 안으로 미끄러져 들어가 올바른 방향으로 인피드 컨베이어를 따라 이동하게 되고, 정렬되지 않은 사탕은 채널을 지나쳐 트레이 위에서 계속 회전하다가 결국 적절한 방향으로 정렬될 때까지 반복됩니다. 두 번째 구성 요소는 분류 채널 출구와 성형 콜러 입구 사이에 위치한 ‘모양 인식 광전 센서’입니다. 이 센서는 이중 광선 구조를 사용하여 사탕이 통과할 때 그 실루엣을 감지하고, 측정된 실루엣 프로파일을 현재 적용 중인 제품 레시피에 저장된 기준 프로파일과 비교합니다. 실루엣이 일치하지 않으면, 즉 분류 채널을 통과한 후 사탕이 다시 올바르지 않은 방향으로 회전했음을 의미하며, 이 경우 센서는 PLC에 신호를 보내 위에서 설명한 적응 속도 보정 기능을 작동시켜 인피드 속도를 잠시 낮추어 다음에 올바른 방향으로 정렬된 제품이 우선 처리되도록 합니다. 세 번째 구성 요소는 성형 콜러 입구 바로 앞에 위치한 서보 구동 ‘방향 조정 바퀴’입니다. 분류 채널만으로는 100% 정확한 방향 정렬을 보장할 수 없는 젤리 사탕(예: O자나 X자처럼 거의 대칭적인 형상)의 경우, 이 방향 조정 바퀴가 부드럽게 회전시키는 힘을 가해 제품을 프로그래밍된 방향으로 정렬시킵니다. 이때 모양 인식 센서의 피드백을 활용하여 힘의 방향과 크기를 결정합니다. 이 세 가지 구성 요소가 결합된 효과로, 생산 속도 최대 600PPM에서 오방향 정렬률을 0.5% 미만으로 낮출 수 있으며, 방향 제어 기능이 없는 일반 포장기에서는 2~5% 수준입니다.
4. 3D 제품 포장용 확장된 백 길이 범위
3차원 젤리 제품은 원형 또는 평면 형태의 캔디보다 베개형 백 내부에서 더 많은 축 방향 공간을 차지합니다. 지름 25mm의 원형 젤리는 양 끝에 각각 15mm의 여유 공간을 확보한 60mm 길이의 백에 여유 있게 들어가지만, 불규칙한 윤곽을 가진 지름 35mm의 하트 모양 젤리는 상단 넓은 부위와 하단 좁은 끝부분 모두에 충분한 밀봉 여유 공간을 확보하기 위해 최대 길이를 고려해 90~100mm 길이의 백이 필요합니다. JY-ZB600D는 50mm에서 200mm까지의 확장된 백 길이 범위를 제공하므로 이러한 요구 사항을 충족시킬 수 있으며, 이는 표준 캔디 포장기인 JY-ZB1200의 45~120mm 범위보다 넓습니다. 이 확장된 범위는 서보모터 3에 의해 제어되는 더 긴 필름 공급 행정과, 최대 200mm 길이의 백도 밀봉 유지 시간을 줄이지 않고 처리할 수 있는 보다 넓은 크로스 실드 나이프를 통해 달성됩니다. 최대 백 길이 200mm에서는 기계가 분당 50개(PPM)의 생산 속도를 유지하며, 최소 백 길이 50mm에서는 속도가 분당 600개(PPM)까지 증가합니다. 백 길이와 생산 속도 사이의 관계는 선형 근사식으로 표현되며, 운영자는 다음 공식을 사용해 범위 내 임의의 백 길이에 대해 달성 가능한 속도를 추정할 수 있습니다: 속도 = 600 - (2.9 × (백 길이 - 50)). 단, 계산 결과는 최대 600PPM으로 제한되고 최소 50PPM으로 제한됩니다. 이러한 예측 가능한 속도-길이 관계를 통해 생산 계획 담당자는 비선형 속도-길이 곡선을 갖는 타 기계에서 발생하는 속도 추정의 불확실성을 제거하고, 실제 생산 일정을 수립하기 전에 계획된 3차원 제품 포맷에 대한 기계 출력률을 미리 산정할 수 있습니다.
5. 비점착 코팅 접촉면 및 빠른 세척 설계
3차원 젤리 제품은 일반 젤리 곰사탕과 동일한 끈적거리는 표면 특성을 가지며, JY-ZB600D는 JY-ZB800G용으로 개발된 비점착 코팅 기술을 계승하였다. 모든 제품 접촉 부위 — 성형 정렬 채널, 방향 조정 휠, 성형 콜러 내부 채널 및 공급 컨베이어 벨트 — 는 식품 등급 PTFE 개질 실리콘 비점착 층으로 코팅되어 표면 마찰 계수를 0.15 미만으로 낮추며, 8시간 연속 생산 후에도 끈적거리는 젤리 잔여물이 기계 표면에 부착되는 것을 방지한다. JY-ZB600D는 3차원 제품 제조 환경에서 요구되는 세척 전용 설계 기능을 추가하였다: 성형 정렬 채널과 방향 조정 휠은 일반 젤리 포장기의 평면 표면보다 기하학적으로 복잡하여, 평평한 닦개 천으로는 도달하기 어려운 채널 윤곽 및 휠 홈에 잔여물이 축적될 수 있다. JY-ZB600D는 이러한 문제를 해결하기 위해 정렬 채널 인서트와 방향 조정 휠을 신속 분리식 브래킷에 장착하여, 작업자가 2분 이내에 해당 부품을 분리해 싱크대나 스프레이 호스 아래에서 세척할 수 있도록 하였다. 동시에 평면 기계 표면은 젖은 천으로 닦아내는 방식을 채택하였다. 이처럼 복잡한 부품은 신속 분리식으로, 평면 표면은 닦아내는 방식으로 결합된 설계 덕분에 맛 또는 제품 형상 변경 간 완전한 세척 사이클을 12분 이내로 단축할 수 있으며, 이는 신속 분리식 부품 설계가 없는 기존 3차원 젤리 포장기에 비해 30~40분 소요되던 세척 시간을 크게 단축한 것이다.
6. 다국어 지원 HMI 및 3D 제품 모양 라이브러리
JY-ZB600D HMI 터치스크린은 영어, 중국어, 아랍어, 러시아어, 스페인어, 프랑스어, 포르투갈어를 지원하며, 모든 메뉴, 경보 코드, 매개변수 라벨이 운영자가 선택한 언어로 표시됩니다. 표준 작동 인터페이스를 넘어서, 이 HMI는 제품 형태별 방향 프로파일, 성형 콜라 설정, 정렬 휠 매개변수, 형태 인식 센서 기준 데이터를 저장하는 3D 제품 형태 라이브러리를 포함합니다. 운영자가 라이브러리에서 제품 형태(예: "하트 모양 젤리 사탕 35mm")를 선택하면 PLC가 자동으로 5개 서보 축 매개변수, 분류 채널 속도, 정렬 휠 미세 조정 방향 및 크기, 성형 콜라 개구부 설정, 형태 인식 센서 기준 프로파일을 모두 불러옵니다. 이러한 형태 라이브러리 방식은 기존 기계에서 3D 젤리 포장 시 필요했던 다중 매개변수 수동 설정 과정을 없애줍니다. 즉, 기존 기계에서는 운영자가 각 새로운 제품 형태마다 분류 트레이 속도, 공급 간격, 성형 콜라 치수, 밀봉 타이밍, 센서 보정을 별도로 조정해야 하며, 숙련된 운영자라도 이 작업에 20~30분이 소요됩니다. 현재 형태 라이브러리에는 20가지 표준 3D 젤리 형태에 대한 사전 프로그래밍된 프로파일이 포함되어 있으며, 운영자는 시각적 안내와 확인 절차가 포함된 단계별 설정 마법사를 통해 새 형태를 추가할 수 있습니다. 새로 추가된 프로파일은 향후 한 번의 터치로 바로 호출할 수 있도록 저장됩니다.
기술 사양
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