ソリューション設計への共同アプローチ
製造業では、収益性は常に生産効率と結びついています。しかし、食品&飲料業界では、並外れたスループットだけでなく、1つの製品から次の製品へ素早く移行するアジリティ(俊敏性)も、システムに求められることがよくあります。
機械メーカであり、システムインテグレータでもあるDCCオートメーション社は、マテリアルハンドリング機器、コンベア、ターンキーシステム(特注の一次および二次包装ソリューションを含む)により、この業界の要求に応えることを目指している。同社はロックウェル･オートメーションのPartnerNetwork™プログラムの一員です。
DCCオートメーション社のロボティックソリューション担当ディレクターであるホリア･ソーレアン氏は次のように述べています。「私たちのソリューションはすべて、パートナシップから始まります。私たちはお客様と協力してニーズを理解し、最も価値のあるソリューションを開発します。そのソリューションには、ロボティクスが含まれることが多くなっています。」
DCCオートメーション社の、その協力的なアプローチとロボットアプリケーションの専門知識により、ある栄養補助食品メーカが新しいケース･パッキング･ソリューションを採用しました。
時代遅れのシステムでは追いつかない
既存のケースパッカーは、同社のベストセラー製品を扱うメーカの高速ラインで稼働していました。その装置には、ケース立てとケース包装の両方が含まれていた。2つの製品サイズに対応するため、2つのケースパターンを稼働させていました。
この半自動化システムは、複数のコントローラとコンベアによって稼動していましたが、それらは急速に寿命を迎えつつあり、各シフトで最大10%のダウンタイムが発生していました。
さらに、ある製品サイズから別の製品サイズへのシステムの段取り替えには、40分から45分を要していました。また、切換えはシフトに1～2回しか行なわれませんが、システムが正しいパラメータを維持するために継続的な調整が必要でありました。
最終的に、ケースの組み立てと包装の機能が1台のコンパクトな機械にまとめられ、製品の集積スペースはほとんどなくなりました。その結果、このシステムでは、ライン前方で要求される毎分25ケースの処理能力を達成することができませんでした。そのかわりに、2～3人の作業員が横で手作業でケースを梱包することで作業をサポートしていました。
より効率的な設計をロボティクスで補完
DCCオートメーション社は、既存設備の性能問題の核心を素早く特定しました。旧式の制御システムが問題の一部でしたが、それだけではなく機械の根本的な設計にも問題がありました。
「多くのソリューションでは、ケースの組み立てと梱包を1台の機械に統合していますが、高速アプリケーションでは通常、異なるアプローチを取っています。2つの技術を分離することで、製品集積のためのスペースを確保するのです」と、ソーレアン氏は説明しました。
この例では、ケースエレクタは部屋の別の場所に置かれました。これにより、製品が集積され、必要なパックパターンに応じて効率的な複数の流れに分けられます。
ピック&プレース機能では、DCCオートメーション社は2次元デルタロボットを選択しました。
ソーレアン氏は次のように述べています。「オンマシンロボットは、厳密に機械的なソリューションよりも多くの可能性を開きます。このシステムは、パックパターンを完全に形成し、ケースを完全に立てた状態で提示します。ロボットは完全なパックパターンをピック&プレースします。」
梱包されたケースは検査され、上面が封じられ、パレタイザに送られます。
統一制御の美点
このターンキーソリューションは、Allen-Bradley®のCompact GuardLogix®コントローラ、Kinetix®サーボドライブとモータ、およびFactoryTalk® View HMIソフトウェアをベースとするロックウェル･オートメーションのプラットフォーム上で実行されます。このシステムは、EtherNet/IP™ネットワーク上に統合されています。また、DCCオートメーション社は、設計の初期段階でEmulate3D™ソフトウェアを使用し、システムの機能をシミュレーションして確認しました。
コントローラの機能により、DCCオートメーション社はすべての機械操作にロックウェル･オートメーションのプラットフォームを使用した。別のロボット制御プラットフォームは必要ありませんでした。統一された機械制御は設計と統合を容易にし、機械の操作とメンテナンスを簡素化します。
ソーレアン氏は次のように述べています。「当社はロックウェル･オートメーションの制御モデルを完全に採用しており、これにより標準コンポーネントを使用し、安全機能を含むあらゆることをGuardLogixコントローラで実行できるようになります。このアプローチにより、無限の効率が実現します。」
効率性を追求した未来
新しいケースパッカーの導入により、DCCオートメーション社のお客様はダウンタイムと段取り替えプロセスを大幅に改善しました。
さらに、この製造メーカは、補助的な手作業によるケース詰め作業を廃止しました。元々この作業に割当てられていた作業員は、他の重要な業務に配置転換されました。
DCCオートメーション社は、このような目覚しい成果にもかかわらず、今後もお客様と協力し、システムのアジリティと効率性をさらに高めていきます。
ソーレアン氏は次のように述べています。「これは第一世代のマシンでした。システムを切換えるには、オペレータが手作業で調整しなければなりません。将来的には、レシピ主導の自動化工程に移行したいと考えています。」
DCCオートメーション社はまた、既存の空気圧操作の一部をサーボ駆動技術に置き換える予定です。さらに効率を高めるために、同社は新しいクラウド対応HMI視覚化プラットフォームであるFactoryTalk Optix™に移行しています。
OEMソリューションについては、こちらをご覧ください。
公開 2024/01/31
