VIPパッケージング社がロボット・パレタイジング・ソリューションで他を圧倒

VIPパッケージング社がロボットを使用したソリューションを提供

課題

  • 完全に自動化された新しいパレタイジング、紐掛け、および延伸ラインを実装し、生産性の向上や人件費の削減、労働安全衛生要件への準拠を促進すること

ソリューション

結果

  • 人件費の削減 – 自動ソリューションにより、人件費を大幅に削減
  • 安全ゾーン制御 – 統合安全を提供し、プラントの1つのゾーンのみをシャットダウンしている間、他のゾーンにおける稼働継続を実現 保守の際、特定のコンポーネントにアクセス可能 生産のダウンタイムを最小化
  • 一貫した品質管理 – 自動化された品質管理システム
  • 魅力的なROI – パレタイジングラインの自動化により、人件費の削減、品質管理、および運用コストの削減が実現 資金回収期間(ROI)はわずか2年程度

安全、オートメーションおよび制御を統合した革新的なソリューションを活用し、世界最高レベルの包装材メーカ向けに、完全に自動化された新しいパレタイジングラインを設計

製造プラントにおけるパレタイジングは常に、生産効率や安全対策など、さまざまな運用上の課題を伴います。これは、VIPパッケージング社のような、オーストラリアおよびニュージーランド圏有数のプラスチック/スチール包装材メーカとなればなおさらです。

VIPパッケージング社は、押出ブロー成形および射出延伸ブロー成形による、高密度ポリエチレン(HDPE)製、ポリエチレンテレフタラート(PET)製、および低密度ポリエチレン(LDPE)製のボトルを製造しています。

今回当社が支援を提供したのは、食品飲料やパーソナルケア製品、家庭用消費財、産業用化学製品向けの包装ソリューションを製造している同社の生産施設です。

オーストラリアとニュージーランドの有名家庭用品メーカの多くを顧客に抱えるVIPパッケージング社は、革新と品質、サステナビリティを追求しています。

このプラントの生産ラインでは主に、シャンプーや洗濯洗剤用のボトルのパレタイジングが行なわれています。VIPパッケージング社は、手作業の最小化による生産効率の向上を目指し、マシナリー・オートメーション・アンド・ロボティクス(MAR)社にパレタイジング生産ラインの自動化ソリューションの提供を求めました。

ハンズフリーのパレタイジング

VIPパッケージング社のプラントでは、輸送に先立ち、お客様の元に直接輸送しやすいよう事前に指定された形式で包装用ボトルがパレットに積載されます。ボトルは、500ミリリットルから2リットルまでさまざまなサイズがあり、輸送中に動かないよう、透明なプラスチック製のストレッチ包装が施された状態で配送されます。

労働安全衛生規格への準拠、生産性の向上、および人件費の削減は、いずれもVIPパッケージング社にとって重要な優先事項でした。VIPパッケージング社の硬質容器担当ゼネラルマネージャであるジェフ・ビスカヤ氏は次のように述べています。「競争力を維持するには明らかに人件費の削減が必要であり、そのためには高容量ブロー成形機の下流における検査や包装、パレタイジングを自動化しなければなりませんでした。」

このプロセス全体において、自動化の恩恵を享受できるパレタイジングラインは主に3本ありました。

具体的には、パッケージハンドリング、パレットハンドリング、そしてストレッチ包装です。まず取り組むべき課題は、パレタイジングライン全体を自動化でき、コスト削減だけでなく品質管理と安全の強化も実現できるシステムの設計でした。VIP社のシステムの動作を研究したMAR社は、完全に自動化されたシステムを提案しました。これは、3台のロボット、パレットディスペンサ、ツインシャトル、3台のビジョンシステム、完全に自動化されたヒューマン・マシン・インターフェイス(HMI)、パレットの自動紐掛けシステム、パレットのストレッチ包装機を含み、そのすべてがロックウェル・オートメーションのモータ・コントロール・センタ1台で一元制御されるというものでした。

VIPパッケージング社のプラントでは、プラスチックボトルがコンベアで絶え間なく搬送されており、パレタイジングラインでロボットがこれをつまみ上げてパレットに積載します。各積載層に定められたボトルの数は、センサを使用してカウントされます。1つの層の積載が完了すると、層をなしているボトルの上にロボットがプラスチック製のスリップシートを載せます。

パレットが一杯になるまでこのプロセスを繰返した後、ボトルが動かないよう、ロボットが最上部に木製薄板を載せます。マシーナリー・オートメーション・アンド・ロボティクス社のプロジェクトマネージャであるマーブ・シラジ氏は次のように述べています、「パレタイジング工程を効率的に行なうには、ロボットアームのグリッパや爪の設計が肝心でした。」

同氏はさらに続けます。「プラスチックボトルを立てる際は、正確な方向や配置を徹底する必要がありました。1本が倒れて定位置を逸脱すれば、ドミノ倒しのように何百本ものボトルが倒れ、危険が生じて人員の動員を強いられます。しかも、そのパレットは丸ごと却下対象となってしまいます。」

パレットに積載されたボトルの破損や転倒を防ぐため、積載完了後のパレットは自動的に透明なプラスチックで包装されます。その後、各パレットはシャトルシステムで発送所へと搬送され、空のパレットが返送されます。

完全な制御

制御および安全システムの統合が重視されるという点はあらゆる自動システムに共通していますが、パレタイジングラインでは1人のオペレータが制御を行なうため、完全な統合が特に不可欠です。そこで、コンベアおよびロボット・パレタイジング・システム全体に対する効果的なモータ制御を実現するためPowerFlex® 4Mドライブが採用され、その制御にはCompactLogix™が使用されました。

ロックウェル・オートメーションの機械装置メーカ(OEM)アカウントマネージャであるハリシュ・アフジャは次のように述べています。「ロックウェル・オートメーションのコンパクトな機械制御プラットフォームは、機械や安全アプリケーションをプラント全体の制御システムに統合するにあたり、費用効率に優れた手段を提供します。安全、モーション、ディスクリート、ドライブの各機能が1台のコントローラに統合されているため、このアプリケーションに最適な選択肢となっているのです。」

オペレータワークステーションには、使いやすいPanelView™ Plus 1000タッチスクリーンが採用されています。このヒューマン・マシン・インターフェイス(HMI)は操作が簡単なうえ、豊富な設定オプションを備えています。このHMIには、システムの始動・停止機能を対象とする中核的制御のほか、コンベアの手動制御、ロボットグリッパの手動制御、シフト生産データ、エラーレポートの作成、ロボット制御、および保守・清掃の際のアクセス制御に関するプログラミング機能が含まれます。

「システムのプログラミングはシンプルでわかりやすく、あらゆる形状やサイズのボトルに対応しています。また、制御プラットフォームには統合安全システムが含まれているため、オペレータの安全も強化されました」と、ビスカヤ氏は説明しています。

自動システムへの移行に際してはオペレータの安全が最優先課題であったため、これを念頭に置き、システムには監視が不要な6つの安全ゾーンが設定されました。プラントには24時間年中無休での稼働が必要なエリアもあるため、VIPパッケージング社にとって信頼性の確保とダウンタイムの最小化は非常に重要でした。そこで、特定の機械に使われている特定のコンポーネント(経時的な摩耗が想定されるもの)へのアクセスが可能なラインが設計・構築されました。これなら、定期保守の際にプラント全体をシャットダウンせずに済みます。

新しいソリューションを設置する際は、一般的に既存システムを一定時間にわたってシャットダウンする必要がありますが、このプロジェクトではそのシャットダウン時間を最小限に抑えるとともに、新ソリューション始動時の問題発生リスクを軽減することが目標でした。これを達成するため、新しいシステムの設置前に、施設外で綿密なテストが実施されました。

「ダウンタイムのリスクを最小限に抑えるため、設置前に、サイクルタイムやその他のパラメータも含め、システム全体のテストが施設外の工場で行なわれました。そのおかげで設置作業は円滑に進みました。それこそがこのプロジェクトにとって非常に重要だったのです」と、ビスカヤ氏は語っています。

一貫した品質管理

卓越したパフォーマンスを発揮し、なおかつ顧客企業における差別化やブランド力強化を促進する包装ソリューションに定評があるVIPパッケージング社には、優れた品質管理の維持が不可欠です。ビスカヤ氏には、品質管理システムを自動化することで、質の高い包装ソリューションに対する評価を維持し、同時に人件費を削減できるという確信がありました。

「MAR社の協力を得て、さまざまなボトル不良を特定・却下するためのビジョンシステムを統合することができました。この自動品質管理システムは人的手段よりも一貫性が高いため、各パレットに付随する人件費の節約によりコストを削減でき、包装材の廃棄も低減できました」と、ビスカヤ氏は述べています。

なお、この自動システムの効果的な動作を確認するため、システムをモニタし、多数のボトルが連続して不合格になった場合にはアラーム音を発してオペレータに警告するよう、HMIシステムがプログラムされています。

有意義な節約

「今でも、この新しい自動システムの多くのメリットに日々気付かされています。まず重要な要件をすべて満たし、人件費の削減と同時に品質管理および安全の強化を実現してくれました。さらにこのソリューションは、プラント運用に長期的にかかるベースコスト自体を下げることに成功し、当社の生産性と競争力を高めてくれています」と、ビスカヤ氏は言います。

こうして、パレタイジングラインの自動化により、人件費の大幅な削減、品質管理、および運用コストの削減が実現しました。資金回収期間はわずか2年程度であるため、VIPパッケージング社はその後長年にわたってこのソリューションの恩恵を受け続けることができます。

お問い合わせ

当社の仕事は優れた知識とサービスを通じて、自動化の設計と導入をお手伝いしその投資が生かされるようサポートすることです。