iTRAKにより機械装置メーカの切換え時間を最大50%短縮

課題

  • オプティマ社は、より柔軟で俊敏な包装ソリューションという市場に需要にお客様が対応できるようにする必要がありました

ソリューション

結果

背景

オプティマ不織布社はOPTIMA Packaging Group GmbH (オプティマ・パッケージング・グループ)のメンバーで、紙の衛生製品を包装する最先端技術を開発しています。

同社のシステムは、製品の取り入れから出荷のためのパレタイジングまで、自動化された包装工程のすべての範囲をカバーしています。同社の製品にはおむつ、衛生タオル、トイレットペーパー、ウェットティッシュなどがあります。

同社のソリューションは優れたフォーマットをさらに柔軟に対応できるようにして、ますます多様化する製品のバリエーションや国際市場の要件に応じて、小型パッケージからジャンボパックまでをすべて1つのマシンで処理することができます。

検査機能と二次包装機能が統合され、完全な自動化ラインが実現します。

オプティマ不織布社は、開発とプロジェクト計画に最先端のエンジニアリング技術を積極的に追求し、採用し、欧州の衛生製品のサプライヤであるインテジーナ・プロダクション社のために新しいおむつの袋詰め機/スタッカを開発しました。

新しいマシンは、ロックウェル・オートメーションの革新的なiTRAK®インテリジェント・トラック・システムを採用しています。

この技術を導入することにより、迅速な製品フォーマットの変更に柔軟性がもたらされたばかりでなく、機械の総合設備効率(OEE)も増加しました。

オプティマ・パッケージン・グループは、パートナレベルのOEMプログラム参加者としてロックウェル・オートメーションのPartnerNetwork™プログラムのメンバーです。

ロックウェル・オートメーションのOEMプログラムのメンバーは、メーカがビジネスの機敏性を高め、生産性を最適化し、ビジネスパフォーマンスを向上させるための高品質で革新的な機械と設備をお届けするというコミットメント示しています。

ロックウェル・オートメーションの製品、技術、および業界の経験を活用して、これらのPartnerNetworkメンバーはエンドユーザがサステナビリティ(持続可能性)と安全コンプライアンスの目標を達成することをお助けします。

課題

前世代の機械では、固定ピッチのパドルを使用して包装する製品を輸送し、グループ分けするのに長いベルトを使用していました。

この構成の場合、製品の切換え、特に製品サイズの切換えでは、新製品のサイズに合わせてベルトを調整するために大規模な再エンジニアリングを必要としました。

独立している場合はこれらの切換えはそれほど長くかかりませんでしたが、シフトにつき4~5回の変更が必要になるとすぐに累積ダウンタイムが増加しました。

新しいマシンは、ロックウェル・オートメーションの革新的なiTRAK®インテリジェント・トラック・システムを採用しています。

ソリューション

すでに95%のマシンでロックウェル・オートメーションのAllen-Bradley®の製品の導入による恩恵を受けているため、iTRAKソリューションへの移行は、オプティマ社にとって自然な成り行きでした。

iTRAKソリューションは、ストレートパスとカーブパスで動作する複数のムーバで構成されています。これらはすべて独立して制御でき、固定ピッチのベルトシステムの限界を直ちに解消します。

その高度に革新的な機能は、直線と回転の動きの両方を兼ね備えているため、生産スループットを向上させ、メンテナンスおよび全体のマシンサイズを小さくして、この場合は機械の切換え時間を短縮できる柔軟性のある完全統合ソリューションになります。

iTRAKシステムはRockwell Automation®のIntegrated Architecture® (統合アーキテクチャ)ソリューションの一部で、このソリューションは、マシンの主な機能の大半を作動させ、制御するために使用されます。

オートメーションの基礎の中心は、Allen-BradleyのPanelView™ Plus 7オペレータインターフェイスと連携して動作するAllen-BradleyのControlLogix®プログラマブル・オートメーション・コントローラ(PAC)です。

iTRAKサーボソリューションに加えて、マシンには多くの従来型のサーボモータと、Allen-Bradleyの Kinetix® 6000多軸サーボドライブが搭載されています。

これらのサーボソリューションは、おむつをパックに押し込むこと、ステーション間で製品を動かすベルトを駆動すること、ターンテーブル、2つの製品圧縮ステップ、製品の位置決め、バッグの溶着、バッグの抽出、および搬出コンベアへの最終移動を行なうなどの多くのステップと機能に使用されます。

EtherNet/IPネットワークによって、マシン全体の配線が削減され、工場やオフィスの通信システムと簡単に統合できるになり、コネクテッドエンタープライズに簡単にアクセスできるようになります。

動作中、個々の不織布製品は、スタッカによって製造機械から取り出され、次いでカウントされ、標準シーケンスにグループ分けされます。

高速スタッカは、プッシャが袋詰め機に接続されたハンドリングユニットに個別の製品スタックを移す前に最初の圧縮ステップを提供します。

スタックは再び圧縮され、裏返しされ、層または列のいずれかとして配置され、袋詰め機に移送されます。

袋詰め機では、ホイルバッグが供給され、製品スタックはメインの圧縮プロセスに送られます。

プッシャはこれらの製品スタックをiTRAKシステムに装填し、そこでiTRAKムーバを使用して個々に移動して位置決めし、バッグに押し込みます。

次にバッグは密閉され、二次包装などのさらなる処理のために送られます。

結果

オプティマ社の業務執行取締役であるオリバー・レブストック氏は以下のように説明しています。「この機械は不織布製品の包装における現在の技術的可能性の最先端を表しています。」

インテジーナ社はこの新しい高速ストッカ設計により1分間に最大1,600の製品を処理できるようになり、ストッカの送りでの以前のボトルネックを解消しました。

「動作では、インテジーナ社はフォーマット切換え時間が明らかに短縮され、フォーマットの1回の切換えごとに15分の短縮(50%の削減)が得られました」と、レブストック氏は続けます。「輸送用カセットは、より厚いまたはより薄いおむつへの変更または異なる製品数の変更に応じて調整されます。」

輸送カセットはHMIから単独で調整されるため、生産中に行なわれます。さらに、この間に、カセット内の製品を安定させるための締め付け機能が維持されています。

レブストック氏は以下のように詳しく説明しています。「シンプルなフォーマットの変更は、シフトごとに1回のフォーマット変更しかない場合であっても総合設備効率(OEE)は向上します。しかしながら、多くの不織布会社ではより頻繁なフォーマット変更が報告されており、1つのシフトにつき4回変更を行なうことはもはや稀ではありません。この場合、迅速な切換えにより大きな時間節約の利点をもたらすことになるのは明らかです。」

ロックウェル・オートメーションのアカウントマネージャであるヘルムート・クラスコによると、iTRAKソリューションによりベルト駆動式のインフラにあった限界がすべてなくなりました。

「そして、もしラインを伸ばしたいのであれば、さらに多くのムーバを追加するだけで延長することができます。以前は、製品のサイズやパッケージの形式を変更するには、複数の機械的な調整が必要でした。iTRAKを使用すると、これはHMIからの入力を介してPACによって自動的に行なわれます。」

エンジニアとロックウェル・オートメーションのGOTC (グローバルOEMテクニカルコンサルタント)の協力を得て、加速と減速プロファイルや、圧縮ステップを含むアプリケーションの特定の要求に合わせてiTRAKの動作を最適化するために、重要な研究とiTRAKシステムのチューニングが行なわれました。

ロックウェル・オートメーションのGOTCは、パートナの機械装置メーカ(OEM)の製品および技術の採用を担当し、分野ごとの専門技術コンサルティングを提供するために、ロックウェル・オートメーションの製品、技術、およびシステムアーキテクチャに関する深い知識とともに、業界とアプリケーションに関する幅広い分野の知識を有しています。

インテジーナ・プロダクション社のテクニカルディレクタであるクラウス・ウルリッヒ氏は以下のように説明します。「オプティマ社の以前の包装システムは長年使用されており、社内で非常に高く評価されています。この新しいマシンに関する私たちの期待はすべて達成されました。マシンは予定通りにやってきて、わずか数日ですぐに動作可能になりました。」

最初の設置の経験があったため、2番目のラインを立上げるのにかかった時間はわずか1週間に短縮されました。

ウルリッヒ氏は次のように続けます。「当社は、お客様が異なる種類の包装、積み重ね、および内容を必要とする市場の課題に直面しているため、迅速に対応し、より迅速な切換えを実現する製造ソリューションを導入する必要があります。

私たちは新しいソリューションを見つけなければなりませんでした。また、マシンスループットを向上させるために必要な柔軟性も備えています。オプティマ社の旧ソリューションはスピードが制限されており、チェーンを使用するだけでは高速化できませんでした。この新しいiTRAKベースのマシンは大きな違いを生み出しています。

当社は現在、包装プロセスを高速で実行しながら、お客様の要求する包装の品質を達成しています。現在、マシンは1年間稼働しており、結果は非常に有望です。」

私たちは非常に短時間で上記の性能要求を達成しました。さらに高速化し、ラインでさらに多くの量を実行する潜在能力がまだあります。

「私たちは特に、IoTとインダストリ4.0に関連してコネクテッドエンタープライズのコンセプトに関心を持っています。

インフラがより密接に接続されているということは、バリューチェーンにおける当社と他の人々との間の双方向コミュニケーションがさらに効率化をもたらすことを意味します。

すぐに実行できるリアルタイムの製造データの収集は大きな利点であり、当社の包装の稼動をさらに向上させるのに役立つでしょう。」

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。