パレタイズロボットが生産効率を向上させ収益成長を牽引する仕組み

ロボットパレタイズは産業オートメーションで最も急成長しているセグメントの一つです。パレタイズロボットが収益増と生産向上にどう貢献するか学びましょう。

パレタイズとは、包装品をある場所から取り、整然とパレット上に積み上げるプロセスです。通常、製品が長期保管や出荷へ移される前の生産プロセス最終段階です。ロボットパレタイズはこのプロセスをロボットで自動化することです。

多くの大量生産施設が自動パレタイズソリューションを必要としています。本記事では以下のトピックを通じてロボットパレタイザーの基礎を議論します：

• ロボットパレタイズの業界
• パレタイズプロセス自動化のメリット
• 自動化すべきタイミング
• パレタイズに使用されるロボットタイプ
• エンドオブアームツーリングの重要性
• 追加考慮事項とロボットパレタイズ導入の始め方

ロボットパレタイズの業界

幅広い業界の製造業者がロボットパレタイズソリューションを必要としています。一般的な業界：

• 食品・飲料
• プラスチック
• 化学
• 医薬品
• 小売

本質的に、ほとんどの大量生産メーカーはロボットパレタイザーの候補です。これらの業界では製品を箱詰めすることが多く、箱はパレットに載せフリートで卸出荷されます。パレタイズは自動化対象となりやすい標準的タスクです。手作業タスクのどの特徴が自動化可能か？ 詳細はこちら：産業用ロボット：全業界向けロボティクスNo.1ガイド。

パレタイズプロセス自動化のメリット

パレタイズプロセスは通常、生産ラインの最末端に位置します。これにより製品フロー維持のクリティカルなフェーズとなります。ここでのボトルネックは施設全体の最大スループットを制限します。だからこそ、このプロセス自動化を検討することが重要です。手作業パレタイズには以下のリスクと制限があります：

• 速度
• 怪我のリスク
• ペイロード容量
• 作業時間の一貫性
• 品質パレットの繰り返し精度

これらの制限が、パレタイズプロセス自動化時にビジネスに最大インパクトをもたらします。これらのメリットが貴社の生産プロセス効率や品質を大幅に改善すると思われますか？ そうなら自動化検討の時です。ロボットは手作業オペレーターより速く、強く、耐久性があり、信頼性が高いです。これらのメリットは貴社ビジネス詳細に基づき固有の金銭的価値を持ちます。

自動化すべきタイミング

プロセスが今日手作業なら、いつ自動化すべきかどう判断すればよいでしょうか？ 生産のクリティカルな部分なので、自動化可能なあらゆる領域で検討すべきです。ポテンシャルファインダーツールが、貴社ビジネスに基づき施設内で最も価値ある自動化プロジェクトを特定するのを支援します。製造業者がパレタイズプロセス自動化に踏み切るいくつかの事例：

• 更多スループットが必要
• 労働コスト削減が必要
• 床面積をより効率的に活用したい
• 職場怪我が発生している

スループット

これらの課題のいずれか単独でも、このタスク自動化の正当化理由になり得ます。スループットはほとんどの製造オペレーションの収益に大きく影響します。部品増は貴社とビジネスの収益増を意味します。手作業オペレーターがロボットパレタイザーの速度に敵わないという事実はシンプルな結論を導きます。ロボットパレタイザーは製造ライン末端で最大潜在スループットを提供します。これによりボトルネック削減と運用効率向上を実現します。

労働コスト

施設にロボットを導入する主要理由は労働コスト削減です。高い初期費用はかかりますが、ロボットは時間をかけて回収します。業界標準では、良いROIで6〜18ヶ月程度です。ビジネスモデルにより範囲は広がりますが、長期的にはロボットが自己投資を回収し続ける事実は変わりません。

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床面積

製造施設には作業実行のための限られたスペースしかありません。このため成長するビジネスは独自の課題に直面します。限られたスペース内でスループットを最大化するのは効率の問題です。ロボットはこの課題に対するエレガントなソリューションになり得ます。手作業員再配置は、追加のスペース消費要素除去を意味することが多々あります。追加機器やエルゴノミクス配慮などです。自動パレタイズシステムは貴社固有スペースにカスタム設計可能です。これによりパレタイズプロセスに割り当てられたエリアを最大効率で活用できます。

職場怪我

パレタイズ作業は重いパッケージを怪我につながる動きで扱うことが多々あります。一般的な怪我には筋肉疲労と関節痛があります。これらの怪我は日次生産に深刻な影響を与えます。最低でも痛みでオペレーターの作業速度が低下します。怪我が重篤化すればリハビリが必要になり、労働力再配分で生産維持を図るため効率低下を招きます。国の法律により、職場怪我は罰金と賠償金につながる可能性もあります。これら懸念はロボットパレタイザー導入で解消できます。

明らかにロボットは手作業オペレーターのように怪我や疲労を経験しません。病欠や休憩も不要です。ロボットパレタイザーはパレタイズ作業を、手作業では不可能なより良い効率で継続稼働させます。施設でパレタイズ作業の職場怪我を経験しているなら、この作業自動化を真剣に検討することが不可欠です。

ロボットパレタイズが適さないケース

しかし、自動パレタイズソリューションがすべてのオペレーションの答えではありません。何が貴社にとってそうさせるでしょうか？ 施設内にパレタイズより生産インパクト大の他プロジェクトがあると判断されるかもしれません。一部メーカーはこのプロセス自動化につながる生産量を持っていません。地域により労働賃金がオペレーションに大きく影響しない場合もあります。また、パレタイズセルは高額投資になり得ます。一部メーカーにとっては現在のROI計算ではコストが高すぎるかもしれません。貴社ビジネスの詳細を考慮し、パレタイズ作業自動化が適切か判断することが重要です。

パレタイズに使用されるロボットタイプ

パレタイズは複数のロボットタイプで実行可能なシンプルな用途です：

• 6軸ロボット
• 協働ロボット
• デルタ
• SCARA
• ガントリーまたは直交

6軸ロボットと、やや劣るものの協働ロボットがパレタイズロボット市場の大半シェアを占めます。他ロボットタイプはそれほど多くありません。一般的にこれら他タイプはスペシャリティタスクで使用されます。例：デルタロボットは優れた速度だがリーチとペイロードが限られるため、ほとんどのパレタイズタスクでは見られませんが、小型パッケージ・高速・大量パレタイズでは良い選択肢になり得ます。しかし、リーチ・速度・ペイロードの組み合わせで6軸ロボットがパレタイズタスク最大シェアを占めています。

エンドオブアームツーリングの重要性

パレタイズロボットの主要特徴はユニークなエンドオブアームツーリング（EOAT）です。EOATはロボットが資材と係合するメカニズムです。例：6軸ロボット先端の真空吸着カップ。作動時、この空気圧デバイスでロボットが箱をピックアップできます。箱が適切な位置に達したら、システムが空気圧システムに真空停止を指示し、ロボットが箱を「離す」ことができます。

パレタイズ用EOATには空気圧吸着デバイス、メカニカルグリッパー、電磁石が含まれます。EOATは複数パッケージ同時ピックアップにスケール可能です。これによりエンドユーザーはパレタイズ作業をピーク効率で最適化する方法を見つけられます。

ほとんどのロボットインテグレーターはEOATオプションを提供します。HowToRobotのRFQツールでサービスとコンポーネントの複数サプライヤーオファーを迅速に取得できます。

追加考慮事項

ほとんどのパレタイズ作業はロボット統合で改善できます。しかし、完全なパレタイズソリューションには他コンポーネントもあります。これらには：

• 安全装置
• 段取り替え（チェンジオーバー）
• パレットコンベアとモバイルロボット
• ロボットトランスファーユニット（RTU）

あらゆるロボットソリューションと同様、安全は用途で最優先事項です。安全装置には：

• 安全ケージ
• センサー
• 安全スキャナー
• ライトカーテン

パレタイズ用途の性質上、安全は成功運用の最優先事項です。パレタイズロボットは高速で高ペイロード能力を持つことが多く、この組み合わせはワークエンベロープ内のオペレーターにとって危険です。安全装置と適切なリスク軽減で、ロボットによる職場怪我の可能性を制限できます。

パレタイズロボットは施設内の異なるタイプパッケージに対応できるよう構築できます。これには箱のサイズ、形状、重量等に応じた異なるタイプのEOAT使用が必要な場合があります。ロボットパレタイズシステムは、これらのツールチェンジ（チェンジオーバー）を自動で処理するよう設計可能です。これによりメジャーな遅延なしで生産プロセスを迅速かつ効率的に継続できます。

パレットコンベアは、満載・空パレットを積み込みゾーンへ出し入れするために使用される追加デバイスです。モバイルロボットもより柔軟で堅牢な能力でこの目的で使用できます。これら追加機械をパレタイズロボットとペアリングすれば、パレタイズプロセスを更なる自動化できます。これによりスループットと効率が更なる向上する可能性があります。

ロボットトランスファーユニット（RTU）は据置型ロボットを直線移動させるシステムです。パレタイズロボットとペアリング時、このシステムでロボットリーチを延長できます。これによりパレタイズロボットソリューションの柔軟性と拡張性が向上します。

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