マルチレベルのパレタイジング統合: リフト システムとロボットを使用して、積み重ねられた箱をフロア間で移動

インストール中パレタイジングロボットシステム複数階建ての工場レイアウトを使用すると、大量の段ボール包装施設で、同期油圧リフター、連続垂直コンベヤ、モーター駆動の移送シャトル カーを使用して、加工ラインと高架積み込みドックの間で完成品を垂直に輸送できます。-統合された垂直エレベーター シャフトを介して 1 階の加工機械を 2 階のステージング プラットフォームに直接リンクすることで、プラント エンジニアは、貴重な 1 階の面積を犠牲にしたり、既存の倉庫インフラを変更したりすることなく、ラインの端のスタッキングを自動化できます。--

人口密集した工業地域での段ボール加工業務は、不動産の占有面積が限られているため、多階建ての施設にまたがって業務を行うことがよくあります。{0}これらの工場では、振動や構造負荷を吸収するために、フレキソ プリンター スロッターやロータリー ダイ カッターなどの重い変換装置--が通常 1 階に配置されています。逆に、原材料の保管場所、中継ヤード、またはトラック ベイは、二次高床または高架荷台に設置されることがよくあります。

重い波形の束や完成したパレットのスタックを垂直方向に移動するには、機械的に次のような明確な課題が生じます。

• エレベーター シャフトのボトルネック:標準的な貨物用エレベーターでは、オペレーターによる手動の入力、遅いドア サイクル、継続的なフォークリフトの積み込みが必要なため、高速路線では下流で深刻な渋滞が発生します。-
• 垂直安定性の危険性:緩い波形の束や背の高いパレット積みされた荷物を垂直に輸送すると、加速度曲線が正確に制御されていない場合、束の滑り、ボードの変形、またはスタックの崩壊が発生する危険があります。
• 構造上のペイロード制限:メザニンと上部のコンクリート床スラブには 1 平方メートルあたりの重量制限が厳しく、重機の配置には注意が必要です。

統合する産業用パレタイジングロボット 専用の垂直昇降機構を備えているため、こうした物流上の摩擦点が解消されます。手動のフォークリフト輸送や遅いバッチ式エレベーターに依存するのではなく、自動化された垂直統合により、生産フロア間の継続的な閉ループ フローが確立されます。-

自動垂直昇降が複数階の物流上の制約をどのように解決するかを評価するには、ベトナムのホーチミン市で操業する段ボール箱メーカー向けに設計された設備を検討してください。{0}

運用上のボトルネック

クライアントは、国内家電メーカー向けに重い二重壁の輸送用外装箱を製造する多層梱包工場を運営していました。{0}{1}この施設の主要な加工ラインは、-1 時間あたり 14,000 枚の速度で動作する高速-フレキソ フォルダー グルーラー-で、1 階に固定されていました。しかし、都市部の敷地境界のため、工場の主要な輸送用コンテナの積み込み場所は、生産ラインから 5.8 メートル上の 2 階に位置していました。

この施設は当初、2 台の手動貨物リフトとシフトごとに 4 人の専任の資材運搬作業員に依存していました。完成した段ボールの束がフォルダーグルアから出てくると、作業員が手作業で段ボールの束を台車に積み込み、貨物リフトに押し込み、2階まで乗り、積み込みドックの近くのパレットに箱を手作業で積み上げました。

このプロセスにより、重大な運営上の責任が生じました。

• スループットの制限:1 階の送出エリアが数分以内に最大収容能力に達したため、貨物リフトの待ち時間により生産ラインが頻繁に停止しました。{0}}
• 高い人件費:垂直手動ハンドリング プロセスの運営には 2 シフトで 8 人の作業員が必要で、高い労働コストと頻繁な疲労による負傷が発生しました。{0}}
• 製品の損傷:重い二重壁束を手作業で扱うと、エッジクラッシュ率が高くなり、損傷したアウターライナーボードのスクラップ率が 3.5% になりました。-

エンジニアリングソリューション

大規模な構造破壊を行わずに垂直輸送のボトルネックを解決するために、次の 3 つのコア システムを利用して、統合された垂直エレベーターとロボット スタッキング セルが設計されました。

1. 地上-階スタッキングセル:重労働-パレタイジングロボットアーム可搬重量 210 kg のユニットは、1 階のフレキソフォルダーグルアーのアウトフィードに設置されました。デュアルゾーンメカニカルクランプグリッパーを備えたアームは、統合された頑丈なローラーベッドに直接連結されたパレットの荷物を積み込みます。-
2. 耐久性の高い連続垂直エレベーター（CVE）:-密閉されたモーター駆動の垂直貨物ホイストがロボット セルに隣接して設置され、2 階のコンクリート スラブに切り込まれた強化された 2.2 m x 2.2 m の床貫通部を通過しました。-
3. 上層階のシャトル送迎トラック:12- メートルのモーター駆動のシャトル カー トラックが 2 階に設置され、エレベーターの排出ポートからコンテナ積み込み用のステージング エリアまで直接延びていました。

システムの実行と運用フロー

再設計された複数階建てのワークフローでは、完成した段ボールの束がフォルダーグルアを出て、1 階のロボットセルに入ります。-多関節アームが束を受け取り、層パターンの計算を実行し、高さ 1.8- メートルの完成したパレットスタックを構築します。

パレットの積み込みが完了すると、自動化されたシーケンスは次のように進みます。

1. 中央 PLC は、光電センサーを介して、垂直エレベータ キャリッジが静止しており、地上レベルで位置合わせされていることを確認します。
2. 完成した 1,100 kg のパレットは、電動チェーン コンベアによって水平にエレベータ キャリッジに移送されます。
3. -頑丈な空気圧クランプがパレットをキャリッジ内の所定の位置にロックし、垂直移動中の動きを防ぎます。
4. 可変周波数駆動（VFD）ホイストは、毎秒 0.8 メートルの滑らかな移動速度で荷物を 2 階まで垂直に 5.8 メートル持ち上げます。{0}}
5. 2 階に到着すると、エレベーターの安全ドアが開き、統合されたローラー コンベアがパレットを上部のシャトル カーに排出します。
6. シャトル カーはパレットの荷物を指定されたコンテナ積み込みドックに運び、そこで 1 人のフォークリフト オペレーターがパレットの荷物を直接出荷コンテナに積み込みます。

測定された財務および経営結果

このスペースに適応した垂直自動化戦略を導入することで、ホーチミン市の施設は下流業務を変革しました。{0}

• 完全なラインバランス:フレキソフォルダーグルアは 98% の稼働率を達成し、下流のアウトフィードの一時停止を完全に排除しました。
• 労働者のリダイレクト:8 人の肉体労働者全員が、より価値の高い機械操作と品質検査の役割に再割り当てされました。{0}
• スクラップの削減:手作業による製品の損傷は 3.5% から 0.1% 未満に減少しました。
• 投資の迅速な回収:機械一式の調達、海上輸送、構造床のコアリング、試運転を考慮すると、計算上の回収期間は 13.5 か月で達成されました。

シームレスな複数階の自動化を実現するには、水平コンベヤ トラックとの正確な位置合わせを維持しながら、高い構造負荷に対応できる垂直昇降ハードウェアを選択する必要があります。{0}

往復垂直リフト (RVL)

往復垂直リフトは、モーター駆動のチェーンまたはワイヤ ロープ ホイストと組み合わせた頑丈なガイド コラムを利用します。{0}{1}{2}パレットの荷物や束の束を、固定フロアストップ間で 2 方向の動きで上下に移動させます。-

• ペイロード容量:標準構成では、キャリッジあたり 500 kg から 2,500 kg 以上の荷重に対応します。
• レベリング精度:近接スイッチとレーザー距離センサーにより、床レベルの位置合わせが ±2 mm 以内に保証され、機械的な揺れがなくスムーズなパレット移動が可能になります。{0}
• 構造エンクロージャ:スチールメッシュまたはシートメタルのケーシングで完全に密閉されており、垂直移動中のオペレータのアクセスを防ぐ安全インターロックドアが装備されています。

連続垂直コンベヤ (CVC)

往復リフトによってタイミング遅延が生じる超高スループット操作の場合、連続垂直コンベヤは、連続的にループする高耐久ドライブ チェーンに接続された一連のプラットフォーム フライトを利用します。-

• 一定のスループット:連続上昇流で毎分最大 30 個の個別の束または小さなパレットを上昇させることができます。
• コンパクトな設置面積:傾斜ベルトコンベアや長いランプシステムよりも必要な床面積が大幅に少なくなります。
• 一方向の流れ:下から上へ、または上から下へ-}上から-専用の輸送経路に最適です。

重い段ボールの束やさまざまなサイズの外装ケースを高速で処理するには、特殊な末端工具（EOAT）が必要です。{{1}{2}ロボット アームは、急速な加速と減速サイクル中にずれないようにペイロードをしっかりと固定する必要があります。

デュアルゾーン空気圧クランプグリッパー-

空気圧クランプグリッパーは、平行なサイドプレートを使用して、波形束またはケース積載物の外端に対して制御された側圧を加えます。

• 比例圧力弁:オペレータが基板のグレードに基づいてクランプ力を調整できるようにし（例: 軽い E- フルート ボックスの場合は圧力を低くし、重い二重壁の輸送ケースの場合は圧力を高くする）、クラッシュ マークを排除します。
• 下部-サポート フラップ:空気圧サポート フィンガーは荷重の下に伸びており、アームの高速回転中に確実な垂直サポートを提供します。{0}

高流量真空マトリックスグリッパー-

真空スポンジ マトリックス グリッパーは、高出力の真空ブロワーを備えた高密度の逆止弁吸引ポートを利用しています。-

• パターンの多様性:機械工具を変更することなく、個々の箱、束全体の層、または波形トップキャップ シートを処理します。{0}
• セルフ-バルブ:カバーされていない吸引ポートは自動的に閉じ、フォームパッドの波形表面と接触する部分に完全な真空圧力が維持されます。

マルチレベルの自動化に投資するには、初期投資と長期的な運用コストのバランスを考慮する必要があります。-特殊なハードウェアを調達する-ケースパレタイザーまたは既設の-頑丈な垂直リフト-パレタイジングロボット 中国工場管理者が徹底的な総所有コスト (TCO) 評価を実施すれば、メーカーは大幅なコスト効率を実現できます。

システムレイアウト別の財務指標の比較

以下の表は、垂直および複数階建てのエンドオブライン包装作業を自動化するための投資とパフォーマンスのベンチマークの比較を示しています。{0}{1}{2}

を評価するとき、パレタイジングロボットの価格海外の機器サプライヤーからの提案の場合、プラント エンジニアは、見積書が垂直エレベータ シャフト エンクロージャ、床貫通部、連動安全ゲート、上位レベルのシャトル カー、リモート PLC 通信ハードウェアを含む、すべての二次統合コンポーネントをカバーしていることを確認する必要があります。{0}{1}{1}

垂直昇降ハードウェアを下流のロボット積み上げ装置と適切に統合するには、エンジニアリング チームは構造化された 4 段階の評価プロセスに従う必要があります。{0}}

ステップ 1: 構造解析と床荷重解析を実施する

重機を 2 階に設置したり、エレベーター シャフトの床貫通部を切断したりする前に、認定された構造エンジニアに相談してください。

• 上階のコンクリート スラブが、荷物を積んだシャトル カーや積み上げられたパレットからの動的な活荷重（通常は最小 1,500 kg/m2）に耐えられることを確認します。-
• 垂直エレベーターシャフトの床開口部に穴を開ける前に、構造床梁と張力ケーブルを特定します。
• すべてのレベルの頭上クリアランスが現地の機械の安全規定に準拠していることを確認してください。

ステップ 2: 垂直質量流量要件を計算する-

ピーク生産速度で垂直輸送が必要な材料の総量を決定します。

• バンドル、ケース、および完成したパレット積載量の合計時間当たり生産量を計算します。
• 積み重ねる前に個々の束を上昇させる必要があるか、または垂直に持ち上げる前に完全なパレット積荷を 1 階に構築する必要があるかを決定します。
• ピーク生産速度を少なくとも 25% の安全マージンで超える垂直ホイスト速度とエレベーター モーター ドライブ定格を選択してください。

ステップ 3: PLC 制御アーキテクチャと安全インターロックを統合する

マルチレベルの自動化システムには、隔離された建物ゾーン全体での機器の衝突や資材の詰まりを防ぐための統合制御システムが必要です。{0}

• Ethernet/IP または PROFINET 通信プロトコルを備えた集中型プログラマブル ロジック コントローラ（PLC）を設置して、ロボット アーム、垂直リフト キャリッジ、上位レベルのシャトル カーを同期させます。{0}}
• 水平または垂直搬送を開始する前に、すべての搬送境界に光学センサーを配置して荷物の位置合わせを確認します。
• すべてのフロアにわたる物理的な緊急停止 (E-) ボタンとセーフティ ライト カーテンを単一のマスター安全リレーに配線します。

ステップ 4: 工場受け入れテスト (FAT) と試運転を実行する

最終的な出荷と設置の前に、機器メーカーの施設で包括的な工場受け入れテスト (FAT) を実施します。

• お客様が用意した段ボール箱を使用して完全な運用サイクルをテストし、層パターンの実行、クランプ力、スタックの安定性を確認します。{0}
• 最大積載量条件下での垂直リフト停止位置合わせ、荷重移動シーケンス、緊急停止回復手順をシミュレートします。
• リモート PLC 診断アクセス モジュールを検証して、オフサイト エンジニアリング チームがインストール後にリモートでソフトウェア タイミングのトラブルシューティングを行えるようにします。{0}{1}

1,箱を1階のパレットに積み重ねるのと、個々の箱を持ち上げて上の階に積み重ねるのはどちらが良いでしょうか?

上層階の構造床の定格が許せば、一般に、完全なパレットを 1 階に構築することが推奨されます。地上階のスタッキングにより、主ロボット アームが強固なコンクリート基礎に固定され、振動や上階スラブの構造応力が軽減されます。-ただし、上層階の積載能力が制限されている場合は、軽量の垂直コンベヤを介して個々の束を上層のスタッキング セルまで持ち上げることができます。-。

2,停電時の垂直エレベーターの落下を防ぐ安全機構は何ですか?

産業用垂直リフトは冗長機械安全システムを利用しています。これらには、モーター-に取り付けられた電磁障害-ブレーキ、ケーブルの張力が失われた場合にガイド レールに機械的にロックされる頑丈な安全キャッチ ウェッジ、-ドアが開いている場合にキャリッジの動きを防ぐハードウェアの連動安全スイッチなどが含まれます。

3、複数階建てのロボット パレタイジング システムはどのように遠隔で保守されますか?{1}}

最新のシステムには、メイン PLC に接続された安全な VPN リモート診断モジュールが装備されています。上層階またはエレベーター シャフト内でタイミング障害やセンサーの位置ずれが発生した場合、エンジニアはリモートから安全にシステムにログインし、リアルタイム I/O ステータスを分析し、サーボ モーター パラメータを調整して、現地の保守技術者に解決策を案内することができます。-

複数階建ての工場レイアウトは、下流の包装ラインの近代化にとって乗り越えられない障壁ではなくなりました。{0}高性能多関節ロボット アームを連続垂直エレベーターや電動移送シャトルとリンクすることで、段ボール製造業者は複数のフロア レベルにわたるマテリアル ハンドリングを完全に自動化し、手作業による輸送のボトルネックを排除し、工場全体の生産性を大幅に向上させることができます。

複数レベルの施設のレイアウトの実現可能性を評価するには、今すぐ当社の技術エンジニアリング チームにお問い合わせください。{0}プラントの建築図面、床から床までの高さ、変換ライン出力レート、ターゲット パレットの仕様を提供していただければ、当社のチームがカスタム 2D/3D CAD レイアウト図面と、お客様のサイトに合わせた完全な技術的実現可能性分析を準備します。

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