ケースパレタイザー: その仕組みと必要な場合

A ケースパレタイザー機(とも呼ばれます)ケースパレタイザーまたはボックスパレタイザー機）は、安全な輸送と保管のために、段ボールケース、箱、トレイ、木枠などの梱包商品を構造化された反復可能なパターンでパレットに積み上げるように設計された自動化されたエンドオブライン梱包システムです。{{0}{1}{0}{1}施設が必要とするもの自動ケースパレタイザー ライン速度が手作業の能力を上回っている場合（通常、1 分あたり 10 ～ 15 ケースを超えている場合）、反復疲労による損傷により人件費が高騰している場合、またはパレットの安定性が不安定で輸送中の損傷につながる場合。

--最終製品の梱包は、現代の製造、物流、加工工場において頻繁にボトルネックになっています。加工ラインや二次包装ラインは高速で動作することが多い一方で、手動パレタイジングでは全体のスループットが低下することがよくあります。専用の統合ケースパレタイザー機生産フローを安定させ、運用コストを削減し、流通チェーン全体で貨物の完全性を確保します。

このガイドでは、最新の内部メカニズムについて詳しく説明します。ケースパレタイザー自動構成と従来の労働力を比較し、重要な運用トリガーを評価し、段階的な実装計画の概要を示します。{0}}-

A ケースパレタイザー機は、上流のコンベア ラインから個々の箱やケースを受け取り、指定された層構成に整列させ、木製またはプラスチックのパレット上に配置するように設計された工業用アセンブリです。

これらの機械は、手動による持ち上げ、回転、積み重ねの代わりになります。システム アーキテクチャに応じて、次のような幅広い種類の二次パッケージを処理します。

• 段ボール輸送コンテナ（RSC およびダイカットボックス）-
• シュリンク-されたトレイとバンドル
• プラスチック製の箱とトートバッグ
• ペール缶、ドラム缶、硬質プラスチック槽

個別の二次パッケージからユニット化された出荷荷物への移行を自動化することで、自動ケースパレタイザー上流の生産能力に合わせて、制御された予測可能なスループット レートを確立します。

どのようにしてケースパレタイザー機機能を利用するには、その主要なサブシステムを調査することが不可欠です。-産業用パレタイザーは、速度と精度を維持するために機械、電気、空気圧の統合に依存しています。

1. インフィードコンベアおよび計量セクション

インフィードコンベアは、ケーシングまたはシーリングラインから入ってくるパッケージを受け取ります。これには、フォトアイ、近接センサー、ケース間の隙間を調整する計測ベルトが含まれています。{1}適切な間隔により、下流の回転機構が積み重ねを引き起こすことなく個々のボックスを操作できるようになります。-

2. ケースの方向とパターン形成ステーション

連結したパレット層を構築するには、ケースを特定の方向 (縦方向または横方向) に向ける必要があります。機械式バンプ ターン、ピン ターナー、または高速ロボット グリッパーが、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC) に保存されている事前にプログラムされたレイヤー レシピに従って、受け取ったパッケージを回転させます。-

3. 層形成・積層機構

ケースの完全な列または層が組み立てられると、転送ゾーンに移動します。

• 従来の高-/低-パレタイザー:スイープ アームを使用して、完成したケースの列を二分割エプロン プレートまたはスライド床に押し込みます。{0}}
• ロボットケースパレタイザー:バキューム プレート、メカニカル クランプ、ボトム サポート フォークなどの特殊なエンドオブアーム ツール（EOAT）--（EOAT）-を使用して、単一の箱、列、または全層を選択し、パレットに直接置きます。

4. パレットハンドリングおよびディスペンスシステム

自動システムには、空のパレットのスタックを保持するパレット マガジン (ディスペンサー) が組み込まれています。内部コンベアは、単一の空のパレットを積載ゾーンに自動的に割り出します。パレットが最大の高さに達すると、排出チェーン コンベアが完成した荷物をセルから自動ストレッチ ラッパーまたはバンド掛けステーションに向けて移動します。

5. 制御システム (PLC & HMI)

制御キャビネットには、メイン PLC、可変周波数ドライブ (VFD)、および安全リレーが収納されています。オペレータはヒューマン マシン インターフェース (HMI) タッチスクリーンを介してマシンと対話し、スタック パターンの選択、ライン速度の調整、診断アラームの監視、動作障害の解消を行います。

従来のスイープ型機械と多関節アーム システムでは機械設計が異なりますが、パレット化された荷物を構築する一連のプロセスは均一です。{0}

ステップ 1: ケースのインフィードとギャップの作成

上流の機器 (ケース シーラーやケース エレクターなど) は、密封された箱をパレタイザーのインフィード ベルト上に移送します。このシステムは、さまざまな速度で動作するインデックスベルトを使用して、連続するケース間に正確な物理的なギャップを作成します。

ステップ 2: オリエンテーションと行の構築

ケースがオリエンテーション ゾーンを通過する際、オーバーヘッド ストッパー、ターニング ピン、またはデュアル ベルト ディファレンシャル ターナーが指定されたボックスを 90 度回転させます。{0}}機械は、プログラムされたパターンに従って、回転した箱とまっすぐな箱を 1 列に配置します。

ステップ 3: レイヤーの組み立て

行が完了すると、プッシャー メカニズムによって行がレイヤ形成テーブルに進められます。{0}}システムは、完全なパターン層（負荷の安定性を確保するためのタイ行とエッジの位置合わせを組み込んだ）が形成されるまで、このプロセスを繰り返します。

ステップ 4: パllet の配置とインデックス作成

空のパレットはディスペンサーからスタッキングステーションに搬送されます。従来のハイレベルパレタイザーでは、エプロンプレートが開き、形成されたケース層がパレットまたは前のケース層上にスムーズに落下します。低レベルまたはロボットのセットアップでは、昇降プラットフォームまたはロボット アームが層が積み重なるにつれて徐々に負荷を下げます。

ステップ 5: 放電と負荷の固定

指定された数の層が配置されると、パレット全体が頑丈なローラーまたはチェーン コンベアを介してセルからインデックスされます。{0}}それはインラインストレッチラッパーに進み、貨物輸送中の荷物の移動を防ぐためにプラスチックフィルムが張力下で貼り付けられます。

正しいものを選択するケースパレタイザー利用可能な床面積、必要な速度、予算の制約、および積載量の特性によって異なります。

従来のローレベルケースパレタイザ-

低レベルの機械は、標準のコンベヤ高さ（床から約 800 mm ～ 1000 mm）でケースを受け入れます。層形成テーブル-はこの作業高さで層を構築し、ホイスト機構がパレットを上昇または下降させて後続の各層を受け取ります。これらのシステムは、すべての可動部品に地上からアクセスできるため、メンテナンスが簡単になります。

従来のハイレベルケースパレタイザー-

高レベルのマシンは、高いレベル（通常は床面から 2.5 メートルから 3.5 メートル）でケースを受け取ります。パターン形成前に、ケースは傾斜コンベアまたは垂直リフトによって持ち上げられます。レイヤーはエプロン プレート上に押し出され、エプロン プレートは静止したままですが、その下のパレットは段階的に下がります。--これらのユニットは、高速の瓶詰め、缶詰、日用消費財の作業を処理します。-

ロボットケースパレタイザー

ロボット システムは、中央セルに取り付けられた 4- 軸または 6 軸の産業用多関節ロボット アームを利用します。アームには、単一のケース、複数のケース、または全層をピッキングするように設計された多機能グリッパーが搭載されています。 ロボットケースパレタイザー 多用途性を提供: 1 台のロボットで最大 4 つの個別の生産供給を同時に処理し、ボックスを個別のパレットに配置できます。

工場管理者は、最終製品への投資を評価する際に、自動化テクノロジーと手作業の積み重ねを比較します。次の内訳は、次の主な違いを強調しています。ロボットパレタイザーと手動システムの比較.

1. スループットの速度と効率

• 手動システム:人間のオペレーターは、持続可能なベースで 1 分あたり 5 ～ 10 ケースを積み重ねることができます。ただし、肉体的な疲労、暑さ、重い積載量により、標準的な 8 時間のシフトよりも速度が大幅に低下します。
• ロボットシステム:産業用ロボットパレタイザーは、性能を低下させることなく毎分 15 ～ 40 ケースの連続速度で動作します。これらは連続シフトを通じて中断されることなく稼働し、プラントの OEE (総合設備効率) を最大化します。

2. 人間工学と職場の安全性

• 手動システム:手動でケースを積み重ねるには、継続的に曲げたり、ひねったり、重量物 (ケースあたり 10 kg ～ 25 kg) を持ち上げたりする必要があります。この環境は、産業上の筋骨格系損傷の高い割合を占めており、労働者災害補償請求や離職率の高さにつながっています。
• ロボットシステム:ロボットはすべての重労働を実行し、オペレーターをリスクの高い物理的な作業から完全に隔離します。{0}オペレーターは、監視、品質管理、フォークリフト操作の役割に移行します。

3. 荷重の安定性と積み重ね精度

• 手動システム:人間による配置により、レイヤーの直角度とエッジの配置にばらつきが生じます。ボックスが張り出していると、スタック強度が最大 30% 低下し、トラック輸送中に荷物が崩壊する危険性が高まります。
• ロボットシステム:サーボ-駆動の位置決めにより、ミリメートル未満の位置精度が保証されます。-層は正方形かつ垂直のままで、構造の完全性を最大限に高め、自動倉庫システム (AS/RS) との互換性のある寸法を確保します。

4. 運用コストと拡張性

• 手動システム:直接的な人件費は、賃金、福利厚生、保険、採用費用により年々増加します。生産規模を拡大するには追加の人員を雇用する必要がありますが、地域の人手不足ではそれが難しい場合があります。
• ロボットシステム:自動パレタイザーは初期資本支出が必要ですが、パレットあたりの運用コストが低く予測可能です。設備投資は時間の経過とともに償却されるため、生産量が増加すると総所有コスト (TCO) が削減されます。

続きを読む：《手動と全自動のロボットパレタイジングシステム: 総所有コストの評価

に投資する自動ケースパレタイザー施設内で明確な運用トリガーを特定する必要があります。プラントに次の条件が 1 つ以上ある場合は、自動化システムを導入することが正当化されます。

1. ライン速度が手動能力を超えている

上流の包装機械が毎分 12 ～ 15 ケースを超える速度で稼働すると、1 人の手動オペレーターではペースを維持できなくなります。ラインエンドの狭いエリアに 2 人目または 3 人目のオペレータを追加すると、混雑、安全上の問題、労働効率の低下が生じます。--アン自動ケースパレタイザーこれらのより高い回線速度をスムーズに処理します。

2. 離職率の高さと人手不足

世界中の製造拠点は、継続的な一般労働力不足に直面しています。ラインの最終段積みポジションでの離職率の高さは、頻繁な雇用コスト、新人研修の遅れ、人員不足による断続的なラインの停止につながります。

3. 傷害率と保険料の上昇

健康と安全の監査で、箱の積み重ねに関連する反復疲労損傷 (RSI)、腰部のストレス、または肩の疲労の増加が明らかになった場合、自動化が安全上の義務となります。リスクを軽減すると、労働者災害補償責任と規制遵守罰金が軽減されます。

4. 頻繁に起こる貨物輸送による破損

重量配分が不均一であったり、端が張り出していて不適切に積み重ねられたパレットは、輸送中に簡単にずれてしまい、箱が潰れたり、出荷が拒否されたり、高額な顧客チャージバックが発生したりすることになります。自動パレタイジングにより、輸送ストレスに耐えられる真っ直ぐでしっかりとしたスタックが保証されます。

5. 床面積の制限

手動パレタイジングエリアには、オペレーター用のスペース、ステージングテーブル、複数のパレット位置、フォークリフトの通行のための安全スペースが必要です。コンパクトボックスパレタイザー機または、協働ロボットのパレタイジングセルを使用すると、必要な床面積を 30% ～ 50% 削減でき、追加の生産設備用に工場スペースを確保できます。

手作業を自動化システムに置き換えることの実際的な影響を説明するために、工業製造工場における次の実際の実装を考えてみましょう。{0}

顧客の背景

ある地域の商業用潤滑剤製造会社は、5 リットルの液体容器を段ボール製の輸送用ケースに充填する 2 つの並行した梱包ラインを運用していました (ケースの総重量: 18.5 kg)。

• アップストリーム出力:合計のライン速度は 1 分あたり平均 22 件でした。
• 以前の操作:この施設では、ケースを標準パレットに手動で積み上げる作業を、シフトごとに 4 人のオペレーター (ラインごとに 2 人、毎日 2 シフトで実行) に依存していました。

主な課題

• 高い離職率:ケース重量が 18.5 kg と重いため、オペレーターの疲労が大きくなり、その結果、梱包部門の従業員の年間離職率が 45% に達しました。
• 製品の損傷:手動によるスタッキングが一貫していないため、貨物輸送中に荷物の移動が発生し、製品の破損による返品と顧客のチャージバックが月平均 6,500 ドル発生していました。
• スペースの制約:手動梱包エリアはステージングテーブル、パレット、手動台車で混雑しており、フォークリフトの走行レーン付近で安全上の危険が生じていました。

システムソリューション

この施設には、集中型のデュアルインフィードが統合されています。{0} ロボットケースパレタイザー 特徴：

1. 可搬重量 110 kg の 4 軸産業用多関節ロボット アーム 1 台。
2. 2 つのケースを同時にピッキングできるデュアルゾーン真空グリッド アーム ツール-。{1}}-。
3. 2 つの異なるローディング ステーションに供給する自動空パレット マガジン。
4. 統合された安全フェンス、ライト カーテン、インライン自動ストレッチ ラッパー。

運用結果 (導入後 12- か月の指標)

設置後、工場では両方の潤滑油ラインで手動で持ち上げる危険がなくなりました。再配置されたオペレータは、機械係およびフォークリフト運転手として訓練を受けました。パレット積載品質は、顧客の配送センターでの合格率 100% を達成しました。

最適なものを選択するケースパレタイザー機製品の仕様、プラントのインフラストラクチャ、財務目標を体系的にレビューする必要があります。サプライヤーの評価時には次の基準を使用します。

1. ペイロードとパッケージの特性

その後に渡されるすべてのケースの最小および最大の寸法、総重量、および材料特性を文書化します。

• 箱はテープ、ホットメルト接着剤、またはストラップで密閉されていますか?{0}
• ケースは軽量の単層段ボールでできていますか?-それとも重い二重段ボールでできていますか?{1}
• 上部のバキューム ピッカーではなく下部のサポート グリッパーが必要な{0}上部オープン トレイを扱っていますか?{1}

2. 目標とする回線速度と今後の成長

1 日の平均生産量ではなく、上流のピーク生産レートに基づいて、必要な 1 分あたりのケース数 (CPM) を計算します。選択したことを確認してくださいケースパレタイザー上流の包装機の処理を滞らせることなく、短期的な急増に対処できるよう、少なくとも 15% ～ 20% の速度バッファを備えています。{2}}

3. 工場レイアウトと天井高

利用可能な床の寸法、ドアアクセス開口部、および頭上の隙間を測定します。

• -高レベルのパレタイザーでは、高架の送り込みコンベアのためにかなりの頭上クリアランス（多くの場合 4 メートル以上）が必要です。
• 低レベルのロボット セルは標準的な工業用天井の下に収まりますが、メンテナンスやフォークリフトの出入りのために適切な周囲へのアクセスが必要です。

4. ソフトウェアの使いやすさとレシピの保存--

現代の製造では、頻繁な製品切り替えが必要です。システムの HMI に直感的なパターン作成ソフトウェアが搭載されていることを確認します。オペレータは、カスタム PLC コードを記述することなく、事前に保存されたレイヤー パターンを選択したり、新しいボックスの寸法を構成したりできる必要があります。-

5. 安全性の遵守とベンダーのサポート

パレタイザーのセルが地域の安全基準 (ANSI/RIA R15.06、CE、OSHA 要件など) に準拠していることを確認してください。機器メーカーが現地でのスペアパーツの入手可能性、リモート テレメトリ診断、およびフィールド サービス技術者のサポートを提供していることを確認します。

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