完全自動化バッグパレタイジングシステム：統合ロボットソリューション

2yrs + staff 1000+m² US$300,000,000+ China

I. ソリューションの概要

このソリューションは、袋詰め製品の効率的かつ完全自動化された移送システムを提供することを目指しています。従来の手動操作や半自動ロボット方式では、効率が低く、労働力が必要で、多くの安全上の危険があり、管理コストが高いといった問題があります。革新的なコンベアラインと知能ロボット技術を統合することで、「袋の傾け - 平坦化 - 減速停止 - パレタイズ待ち列 - ロボットによる把持」のステージから構成されるシームレスに接続されたシステムを設計します。これにより、パッケージング出口から指定された積み上げ場所までの袋詰め製品の完全自動化かつ知能化された移送を実現し、生産効率と安全性を大幅に向上させます。

II. 技術背景と設計目標

技術背景と既存の問題

現在、多くの工場における袋詰め製品の移送プロセスは、まだ手動労働または半自動設備に大きく依存しており、その中には根本的な欠点があります。従来のプロセスでは、通常、作業者が密封された袋をコンベアに乗せ、その後、作業者またはロボットが目的地でそれらを降ろして積み上げます。このアプローチには以下の核心的な欠点があります：

低い自動化度： 重要なステージで依然として手動介入が必要であり、全工程の自動化が妨げられます。
一貫した位置と姿勢の欠如： 袋は任意の角度でコンベアに配置されやすく、逸脱しやすいため、後続のロボットによる正確な把持が難しくなり、乱雑な積み上げとなります。
不均一な形状： 満たされた袋内の材料の分布が不均一であるため、直接積み上げると崩れやすくなります。安定性を確保するため、主要なステーションでの手動調整が必要となり、労働コストと管理の難しさが増します。
安全と効率のリスク： コンベアやロボットアーム近くでの手動作業は安全上のリスクがあります。さらに、生産サイクル時間が不安定であり、全体的な効率を向上させることが困難です。

設計目標

上記の課題に対処するために、このソリューションの設計目標は以下の通りです：

高度な自動化： 直接的な手動操作を必要としない合理的な構造の完全自動化移送システムを作成します。
正確な位置と姿勢制御： 袋がピッキングポイントに到達する際の一貫した安定した姿勢と位置を確保し、ロボット操作の基礎を築きます。
効率と安全性の向上： 最適化されたプロセスと協調制御によって移送効率を大幅に向上させ、危険な作業環境から人員を完全に排除します。
総合コストの削減： 労働力を大幅に削減することで、直接的な労働コストとその後の管理コストを低下させます。

III. システム構造と主要部品

システムはモジュール式設計を採用し、各部品が順次接続されて完全なクローズドワークフローを形成します。

全体レイアウト： システムは、順次「袋の傾けコンベア」、「平坦化コンベア」、「減速停止コンベア」、「パレタイズ待ち列コンベア」から構成されています。パレタイズ待ち列コンベアの末端には高性能の産業用ロボット（ロボットアーム）が配置されています。プロセスパスは：袋の傾けコンベア → 平坦化コンベア → 減速停止コンベア → パレタイズ待ち列コンベア → ロボットによる把持と積み上げ。
部品詳細：

袋の傾けコンベア

機能： 包装/密封機械からの立った状態の袋詰め製品を受け取り、「立っている」から「横になっている」姿勢への変更を完了します。
主要部品：

調整可能なバッフル： コンベアの上部に設置され、ベルト面に対して好ましくは60°の角度で設定され、高さ調整可能で、袋が傾くように接触および誘導します。
サポートプレート： 側面にあり、バッフルと協調して傾いた袋を受け取ります。
ガイドローラ： バッフルの後方にあり、袋の方向を調整し、次のステージへの滑らかな移行を確保します。

平坦化コンベア

機能： 袋を転がして内部の材料を再分配し、均等にし、局所的な膨らみを防ぎ、安定した積み上げのために準備します。
主要部品と特徴：

方形伝送ロール： 独自の設計により、袋が輸送中に転がり、材料の均等な分布を促進し、滑りを減少させます。
調整可能なガイドエッジ： コンベアの両側にある高さ調整可能なエッジは、袋の逸脱を効果的に防止します。
低速運転： 独立した周波数変換モーターによって制御され、傾けコンベアよりも大幅に速度が低く、十分な平坦化時間を確保します。

減速停止コンベア

機能： 袋の輸送速度を緩和し、輸送サイクルを安定させ、ロボットによるピッキングのための安定した待機状態を作ります。
主要部品： 両側に調整可能なガイドエッジを装備し、逸脱を防止します。

パレタイズ待ち列コンベア

機能： ロボットの「給料テーブル」として機能し、事前に処理された袋を正確にピッキングステーションへ輸送します。
主要部品： 両側に調整可能なガイドエッジを装備し、正確な中心位置を確保します。その末端は産業用ロボットに接続されます。

産業用ロボット（ロボットアーム）

機能： パレタイズ待ち列コンベアの末端に配置されています。カスタムエンドエフェクター（例えば、真空吸盤やメカニカルグリッパー）を使用して、袋を確実に把持し、プリセットプログラムに基づいて指定された位置（例えば、パレット、棚、または車両）に正確に配置します。

駆動と制御システム

独立した駆動装置： 各コンベアには独立した周波数変換モータードライブが装備され、正確な速度制御が可能です。
協調制御： 中央制御システムは各モーターの周波数を調整し、各コンベアセクションとロボットの速度を設定およびマッチングし、混雑や待ち時間なく滑らかで協調的な動作を確保します。

IV. システムワークフロー

自動ローディングと袋の傾け： 密封された立った袋が袋の傾けコンベアに入ります。前方に進む際に調整可能なバッフルに触れ、自然に側面のサポートプレートに傾き、横になる状態に変わります。
材料の平坦化： 袋が平坦化コンベアに入ります。低速運転と方形ロールの転がり作用により、内部の材料が再分配され、平坦かつ均等になります。
速度の緩和と位置決め： 袋が減速停止コンベアに入り、速度がさらに低下し、滑らかな減速と正確な位置決めが行われます。
位置決定、ピック待ち： 袋がパレタイズ待ち列コンベアに入り、その末端の指定されたピッキングポイントまで安定して移動します。
ロボットによる把持と積み上げ： 産業用ロボットが袋の位置を識別し、把持アクションを実行し、それを移動し、プリセットされた積み上げ位置または輸送車両に正確に配置します。
循環動作： 全てのプロセスは連続的に自動的に循環して動作し、タスクが完了するまで続きます。

V. ソリューションのコア優位性

エンドツーエンドの自動化、コスト削減、効率向上： 「インフィード - 整列 - 輸送 - パレタイズ」までの全工程の自動化を実現し、手動入力を大幅に削減し、直接的な労働コストと管理コストを低下させつつ、安定した生産サイクルを確保し、生産効率を大幅に向上させます。
正確なプロセス制御、信頼性の高い品質： 専門的な傾け、平坦化、減速停止の設計により、袋の姿勢の一貫性、材料の均等な分布、正確な位置決めを確保し、把持の難しさと不安定な積み上げの根本的な解決を図り、移送品質を改善します。
画期的な安全性の向上： 機械伝送部品近くでの作業者の操作リスクを完全に排除し、個人の安全性を根本的に保護します。
高い柔軟性、知能制御： 各モジュールは周波数変換モーターによって独立して駆動され、ロボットと同期する知能制御システムと組み合わせることで、システム動作パラメータを容易に調整し、異なる袋仕様や生産リズム要件に適応でき、強力な柔軟性を提供します。