天津ENAKのパレタイジングソリューションは、多様な包装タイプに対する高効率スタッキングニーズをどのように満たすか？

食品メーカーは、紙板製段ボール箱からプラスチックバッグ、鋼製ドラム缶まで多様な包装を扱うが、ほとんどのパレタイザは単一フォーマット専用であり、別々の手作業ステーションを設置せざるを得ず、人件費が増大する。 天津ENAKオートメーション機器有限公司（Tianjin ENAK Automation Equipment Co., Ltd.）は、箱・バッグ・ドラム缶を同一機械上でスタッキング可能な交換式エンドエフェクタを搭載したユニバーサルパレタイザにより、この課題を解決します。 2012年に設立された中国のターンキーパッケージング業界のリーダーである天津ENAK社は、5kgのスナック用段ボール箱から200kgの化学薬品用ドラム缶までを一括して取り扱う多形式パレタイザーを提供しています。このシステムは、3つの手作業ステーションを1つの自動化セルに統合し、世界中で500件以上の導入実績があります。

単一形式パレタイザーが多SKU工場で失敗する理由

紙板製段ボール箱は圧潰を防ぐため真空吸着方式を必要とし、プラスチック袋は破れを防ぐためフォーク挿入方式を必要とし、鋼製ドラム缶は転倒防止のためクランプ圧力を必要とします。手作業による工場では、各形式ごとに専任チームを配置しており、各ステーションには8名の作業員が配置され、月給5,000元で10時間制シフトをローテーションしています。形式変更時には、工具交換およびレイヤーパターンの再プログラミングのため、生産が45分間停止します。

天津ENAKのパレタイザは、12kg～500kgの荷重範囲をカバーする汎用ロボットアームを採用することで、フォーマットごとの孤立した運用（フォーマット・シロ）を解消します。単一の機械が、朝のスナック紙箱、午後の小麦粉袋、夜の油ドラムなど、多様な生産品目を混在して処理可能であり、切替作業による停止時間を一切発生させません。オペレーターはタッチスクリーンから処理フォーマットを選択すると、エンドエフェクタが自動的に90秒で交換されます。この統合により、従来3チーム（合計24名）必要としていた人手を削減しつつ、すべてのフォーマットにおいて毎時480層という生産能力を維持しています。

交換可能なエンドエフェクタ：1つのアームに真空式フォークとクランプを搭載

天津ENAKのパレタイザは、クイックチェンジプレートに3種類のツーリング（真空グリッパー：紙箱用、フォーク挿入装置：袋用、ドラムクランプ：ドラム缶用）を装着可能です。ロボットアームは、空気圧ロック機構を用いて、完全なエンドエフェクタを90秒で交換できます。これは、手動でのツーリング交換（所要時間15分）と比較して大幅に高速化されたものです。真空システムは、300～500mmのパッド配列全体に0.8バールの吸引力を発生させ、紙板表面に痕跡を残さずに確実に保持します。

フォーク工具は、編組ポリプロピレン袋に100–150mmの深さで貫入し、25–50kgの小麦粉または飼料用サックを360°回転可能で持ち上げ、相互嵌合パターンを実現します。油圧式ドラムクランプは、210L鋼製ドラムに対して2–5トンの締付力を作用させ、±10mm以内の中心位置精度を確保し、最大1.5mの高さでの柱状積みを可能にします。天津ENAKエンジニアリング社では、各工具タイプについて50種類以上の一般的なパッケージフォーマットで検証試験を実施した上で出荷しており、初回運転時の成功率は98％を超えています。

ENAKマルチフォーマット工具仕様

 20種類の包装レシピ：自動レイヤーパターン最適化

天津ENAKのパレタイザは、一般的な食品包装の寸法および重量に対応する20種類のレシピを保存しています。小型スナック用段ボール箱（200×150×100mm）は、容積利用率を最大化するための交差ハッチパターンで積み上げられ、飲料用ケース（600×400×300mm）は周囲圧縮を伴う柱状積みが採用されています。25kgの小麦粉袋は90°回転により相互にかみ合い、摩擦によるグリップを生み出すことで、並列積みによる滑落故障（発生率18％）を防止します。

ドラム缶用レシピは円筒形荷物の不安定性を考慮しており、210Lドラム缶は3点接触のピラミッド積みで、手作業による限界高さ1.2mに対し、2.1mまでの積み上げを可能にします。ビジョンシステムが到着した荷物をスキャンし、最適なレシピを自動選択するか、あるいはカスタムフォーマットの場合にはオペレーターにアラートを通知します。複数SKU混載パレットでは、安定性の高い重いドラム缶を下層に、軽量の段ボール箱を上層に配置することで、高さプロファイルを活用してトラック積載効率を22％向上させます。

箱はつぶさず、袋は破らず、ドラム缶は滑らせない

段ボール箱はケースパッカーから毎分25個のペースで到着し、0.5秒以内の瞬時の真空吸引が要求されます。天津ENAK社製パレタイザーでは、アレイセンサーを用いて各段ボール箱の存在を検出し、軽量スナック包装の崩壊を防ぐため、必要なパッドのみを起動します。過剰真空保護機能により、吸引圧は最大0.6バールに制限され、小売店陳列用の印刷面が保護されます。

編み袋は不均一な織り密度によりグリッパーへの取り扱いが困難ですが、フォーク工具にはテーパー形状の歯が採用されており、120mmまで貫通して保持します。また、側面サポートにより2.5mの揚重中における揺れを防止します。小麦粉袋（重量10–50kg）には、縫い目破裂を防ぐための制御された下降速度が適用され、特に25kgのバルク包装を時速1200個処理する際には極めて重要です。鋼製ドラム缶の積み付けには正確な中心合わせが不可欠であり、油圧式クランプが直径500–680mmの範囲でジャワ間隔を自動調整し、汎用工具でよく見られる手動シム調整を不要とします。

複数SKUのパレタイズ：単一荷姿への段ボール箱・編み袋・ドラム缶の混載

現代の食品工場では、流通効率を高めるため、複数の製品タイプを混載したパレットを出荷しています。天津ENAK社のパレタイザは、基底層に安定性の高い200kgのドラム缶から始まり、中間層には25kgの袋詰め製品、最上層には軽量なスナック用段ボール箱というように、ハイブリッド積み付けを行います。ロボット搭載のビジョンシステムが到着するパッケージの種類を識別し、オペレーターの介入なしに、パレット作成中にエンドエフェクタを自動的に切り替えます。

層間移行アルゴリズムにより、重量配分が最適化され、フォークリフトによる転倒事故を防止します。ドラム缶層は、その上に袋詰め層が積み重ねられる前に15mm圧縮されることで、摩擦界面が形成されます。段ボール箱による最上層には、パレタイザの排出部直後にストレッチラップが施されるため、二次工程のラップステーションが不要になります。 天津ENAK社のプログラミング技術により、1.2×1.0×1.8mのトラック積載空間における容積充填率が最適化され、安定性を損なうことなく注文の集約を最大化します。 .

90秒での金型交換：多様な規格に対応した連続生産

手動工場では、段ボール用グリッパー、バッグ用フォーク、バレル用クランプなどのエンドエフェクター交換に毎週4～6時間の作業時間が失われています。天津ENAK社のパレタイザーは、カセット式マウント方式により、全ツーリング交換を90秒で完了します。ロボットアームは近接センサーと空圧式クランプを用いて、新しいエンドエフェクターをマスタープレートにドッキングさせます。オペレーターは隣接するラックにツーリングを事前にステージングしておくため、1日に3種類のフォーマットにわたる連続生産が可能になります。

サーボホームイング機能により、新しいツーリングが自動的にキャリブレーションされ、再稼働前にグリップ力、ストローク限界、およびセンサーからのフィードバックが検証されます。混合生産運転（段ボール2時間、バッグ3時間、バレル4時間）は中断されることなく実行され、レシピ切替はタッチスクリーンでの確認のみで完了します。これにより、手動による再構成に起因する28％の能力損失が解消され、フォーマットを横断した実効処理能力は、1時間あたり420レイヤーへと向上します。

力制御型ハンドリング：損傷ゼロの多様なフォーマット対応スタッキング

軽量スナック用段ボール箱は、0.7 barを超える真空圧の急上昇により潰れてしまい、一方で重量級ドラム缶は4トン未満のクランプ力では滑落します。天津ENAK社のパレタイザは、すべてのエンドエフェクタに6軸力・トルクセンシング機能を統合しており、2.5メートルのリフト中でも最適なグリップ力を維持します。段ボール箱への真空吸引圧は、リアルタイムのフィードバックに基づき0.4–0.6 barの範囲で自動調節され、段ボールの崩壊を防ぎつつ、滑りやすい表面でも確実に固定します。

バッグ用フォークは、充填重量の変動に応じて挿入深さを自動的に20–150 mmの範囲で調整し、編み目破れを防止します。ドラム缶用クランプは、3秒間で1–5トンの範囲で段階的に圧力を上昇させ、表面の凹凸に関わらずシリンダを±8 mm以内で正確に中心位置に定めます。衝突検出機能は、予期せぬ抵抗が検知された場合、50ミリ秒以内に動作を停止し、製品およびロボット部品双方を保護します（寿命は20,000時間）。

5分間マルチフォーマット障害復旧

段ボール箱への真空パッドの破損が検出されると、自動的にパッドが回転し、45秒以内に新鮮な接触面を稼働させます。バッグフォークの拘束は、逆方向の空気圧推進によって解除され、分解作業なしで95％の詰まりを解消します。バレルクランプの油圧系障害発生時には、機械式バックアップグリッパーが自動的に作動し、修理中でも60％の処理能力を維持します。Profinet通信の切断は、すべての工具タイプにおいて7秒以内に自動復旧します。

天津ENAK社統合型HMI（人機インターフェース）は、フォーマット別診断情報を表示します——段ボール箱用真空プロファイル、バッグフォークのトルク、バレルクランプの圧力——および手順付きの復旧手順を提供します。リモートEthernetサポートにより、マルチフォーマット関連の課題の87％を11分以内に解決します。すべての包装タイプにおける平均修理時間（MTTR）は4.2分であり、業界標準の26分と比較して大幅に短縮されています。

マルチフォーマット性能指標

 なぜ天津ENAK社のマルチフォーマットパレタイザーが3つのステーションを統合できるのか

天津ENAK社は、天津市においてユニバーサルパレタイザーを製造しており、交換可能なツーリング、安全システム、ストレッチラッパーを単一の責任体制で統合しています。 2012年に設立されたこの専門企業は、食品・飼料・化学分野において500件以上の導入実績を有し、グローバル展開に対応するISO／CE認証を取得しています。現地生産により、完成したセルを9週間以内に出荷します。

全エンドエフェクターおよびロボット部品には2年間の保証が適用され、複数サプライヤーによる統合リスクを完全に排除します。天津ENAK社のエンジニアは、工場受入試験（FAT）の際に顧客のSKUに応じた処理条件（レシピ）を最適化し、多様な包装仕様を含むポートフォリオにおいて初回運転成功率96％を達成しています。

著者について：マルチフォーマットパレタイズィングの専門家

李シニアエンジニア（天津ENAK自動化設備有限公司）。30件以上のターンキープロジェクトにおいて、10年以上にわたりユニバーサルパレタイザーの設計・開発を手掛けてきた経験を有し、グローバルメーカー向けに複数の手作業ステーションを単一の自動化セルへ統合してきました。天津ENAK社は、フォーマットごとの分断（フォーマットシロ）を完全に解消します。

ボックス、バッグ、バレルの混合ラインに合わせたマルチフォーマットパレタイザーの評価について、営業担当までお問い合わせください。3つのステーションが1つに統合されます。