ロボットケースパッカーが生産に「革命を起こす」

模倣チーズの製造業者は、複数のケース サイズの真空パックとフレキシブル バッグのケース包装を手動からロボットに切り替え、1 つのシステムを使用して 4 つのラインの製品を処理します。

最近の熟練労働者と非熟練労働者の両方の労働力不足は、多くの包装会社で自動化の大きなきっかけとなっており、オレゴン州オレゴンシティのリサナッティ・フーズもそのうちの 1 つです。 食品製造会社のジェフ・ライサック社長が語るように、彼の地元の州では、最低賃金率の上昇によってこの課題はさらに悪化している。

「人件費が上昇しているため、オレゴン州では最低賃金が半年ごとに引き上げられています」と彼は言う。 「2020年までにはおそらく時給15～18ドルくらいになるでしょう。」 これにより、同社はケース梱包作業のロボットによる自動化に目を向けざるを得なくなった、と彼は言います。これにより、同社は人件費を節約できるだけでなく、生産性と梱包品質も向上することができました。

リサナッティは、ピザ業界向けに模造モッツァレラを提供するわずか 2 社のうちの 1 つとして、フィル ライサックとノーマ ライサックによって 1976 年に設立されました。 現在、家族経営のこの企業は、大豆、米、アーモンドを原料とした、健康を重視した高級ベジタリアンチーズの代替品の製造に重点を置いています。 リサナッティは、チャンク、シュレッド、スライスを自社の名前で提供しているほか、3 つのプライベート ブランド ブランドにも提供しており、食品サービス会社、材料として食品メーカー、米国の 6,000 店舗以上、コロンビア州の数百店舗に製品を供給しています。 。

ライザック氏によると、その差別化点は使用するプロセスであり、その結果、伝統的な乳製品チーズにはるかに近いコクと感触を持つ製品が得られるという。 「世の中には良い製品を作る会社がたくさんあります」と彼は言います。 「当社の製品の質感とプロファイルでは、ほとんどの競合他社よりも優位性があると信じています。」

幅広い顧客と製品タイプを考慮して、同社はいくつかのパッケージ形式を扱っています。 卸売向けには、冷凍バルクチーズ用の 30 ポンドのバッグインボックス形式と、生または冷凍のシュレッド製品用の 4 ポンドおよび 5 ポンドのバッグインボックス パックを提供しています。 小売面では、リサナッティはシュレッド チーズの 8 オンスおよび 12 オンスのパウチと、12、18、および 24 カラットの箱に入った真空パックされた 8 オンスの塊を提供しています。 細断された製品の袋には事前に印刷が施されており、塊には機械で貼り付けられるラベルが付けられます。 リサナッティでは、同梱されたソイチェダースライス製品も提供しています。

同社には 1 つの製造ラインと 5 つの包装ラインがあります。 リサナッティがケース梱包を自動化する前は、このプロセスは手動で行われており、オペレーターは別の製品を梱包するたびに、各梱包ラインの最後で機器を分解してセットアップする必要がありました。 これには、さまざまなパッケージ形式や構成に対応するためにケースエレクター、シーラー、およびラベラーを交換する必要があり、このプロセスには 1 時間から 1 時間半かかる場合がありました。 Lisac の試算によると、同社は異動により週に最大 15 時間の生産性が失われています。 また、製品によっては作業に必要なオペレーターの数も変わります。 たとえば、8 ポンドの袋を 30/分で梱包するには 2 人のオペレーターが必要ですが、8 オンスの製品を 70/分で梱包するには 4 人のオペレーターが必要でした。

「私たちは何年もケースパッカーを探していましたが、1 つだけ購入してすべてのラインをそれに入れることができるほど多用途のものが見つかりませんでした」と Lisac 氏は言います。 「世の中にあるほとんどの機器は、サイズごとに綿密なセットアップが必要で、非常に多くの時間と多くの調整がかかります。」

もう一つの欠点はコストでした。 「私たちは過去に包装ラインの自動化を検討しましたが、財政的にそれを正当化できませんでした」とライザック氏は言います。 2017 年、人件費が制御不能になったため、リサナッティ氏は自動化を本格的に検討する以外に選択肢はないと感じました。

装置に対する要件としては、設置面積が小さいこと、さまざまな製品、パッケージ形式、ケース サイズに対応できる柔軟性、および 120/分までの速度が挙げられます。 Fallas Automation の販売代理店である Garrett Packaging Systems の社長である Curt Garrett 氏の推薦により、リサナッティ氏は Fallas のロボット ケース梱包システムである R700 Adabot を選択しました。

R700 Adabot は、単一のオートメーション コントローラーを使用して最大 4 つのロボット セルを操作できるモジュラー システムです。つまり、「ボット」を「追加」します。 Lisanatti の目的では、システムが必要な速度を満たしながらも、まだ 75% ～ 85% の容量で動作し、成長の余地があることを保証するために、Double Adabot、つまり 2 台のデルタ ピック アンド プレース ロボットを選択しました。 「後でさらに速度が必要になった場合は、別のロボットを購入するだけで済みます。これにより、時間とお金の節約になります」と Lisac 氏は言います。

ケースパッカーは 4 つの包装ラインからの製品を処理し、各ラインのアウトフィードコンベアが 1 つのメインインフィードコンベアに供給します。 「メインインフィードに供給するコンベアは互いに重なり合っており、どのラインが機械に供給されるかを決定するために上げるか下げるブリッジがあります」とライザック氏は説明します。 「現在では、すべての異なる製品を同時に機械に供給することはできませんが、15 分以内に 1 つのラインを停止し、次のラインを立ち上げることができます。」

ケースのサイズは 8 x 11 x 3 インチから 11 1/2 x 17 x 13 インチまであります。Lisac 氏によると、あるケース サイズから別のケース サイズに切り替えるには、ケース梱包業者のユーザー インターフェイスでプログラムを選択し、4 つまたは 5 つの箱サイズを調整する必要があります。そしていくつかのレールとストップを移動します。

印刷済みフィルムを使用するシュレッドラインを除き、各包装ラインには独自のラベラーが設置されています。 製品が梱包され、ラベルが貼られると、金属探知機、重量チェッカーを通って、Adabot に運ばれます。 ここでは、セル内の先頭、つまり最初のロボットが待機中のケースに製品の半分を充填し、その後、ケースが後続のロボットに搬送され、後続のロボットが残りの製品を積み込みます。 たとえば、12 カラットのケースの場合、最初のロボットが 6 パックを積み込み、2 番目のロボットが残りの 6 パックを積み込みます。

ロボットのアーム先端ツールは、特にリザナッテの製品とパッケージに適合するように設計されたシリコン製吸盤が取り付けられた真空ホースです。 「特に当社の製品にとって、ツールの選択は非常に重要でした」と Lisac 氏は言います。 「私たちは正確なサイズにカットするのではなく、正確な重さを販売しています。つまり、チーズハープに通すときに、州の重みに影響されないように、一定量のチーズを配らなければなりません。したがって、8 オンスのブロックはすべて形状が一定していません。

「そのため、ラベルの配置や適切なインデックス付けに問題が生じます。パック同士がぶつかって曲がってしまうからです。もう 1 つの問題は、塊状の製品が加熱されてフィルムを形成する真空機で梱包されることです。パッケージが完成するまでは 1 日か古いものなので、角はまだ非常に敏感です。そのため、Falas が提供するすべてのコンベアとロボットの吸盤は、製品をかなり丁寧に扱わなければなりません。そうしないと漏れが発生します。角をへこんだり引っ掻いたり、パッケージを落としたりすると、すぐに拒否されます。なぜなら、私たちは経験から、それがリークになるだろうと勝手に思い込んでいるからです。

「フレキシブルバッグは実は扱いやすいのですが、荷物を積むのが難しいのです。かなり頑丈なので、折り曲げて移動しても問題ありませんが、荷物を積むとケースの中に曲がって落ちてしまいます。そのため、Adabot がパウチをケースに積み込む際には、正確なピックアンドプレースが必要となります。

「包装機に柔軟な袋と固い塊のチーズの両方を処理させるのはかなり困難でした。すべての異なる包装を容易にするために、いくつかの異なる吸盤を用意する必要がありました。」 しかし、2017 年 6 月に Adabot の使用を開始して以来、Lisanatte は 3 つの製品に 1 つのヘッドを使用し、5 ポンドのバッグを実行する場合にのみヘッドを交換する方法を学びました。

Lisac が自動化の決定に満足していると言っても過言ではありません。 同氏によると、これにより会社の生産システム全体が「革命」されたという。まず、毎回新しいシステムを解体してセットアップする必要がなく、ある製品のケース詰めから別の製品への移行が容易になったという。 このため、同社は必要に応じて短期間の生産も柔軟に行うことができます。 たとえば、機械の故障や時間の制約により注文を完了できない場合、リザナッテは注文書を満たすためだけに戻って 15 分から 1 時間ラインを稼働させ、その後別の製品に切り替えることができます。 。

また、自動化の追加により 5 人のオペレーターがラインの他のエリアに異動することになり、製品に対する注目が高まることで品質管理の向上につながったと Lisac 氏は述べています。 同氏はさらに、「実際、今は人々のモチベーションが少し高まっています。肉体労働をする必要がなくなったからです。監視したり、物事を観察したり、ロボットと連携して作業したりできるようになりました。これは素晴らしいプロセスでした。」と付け加えました。

Lisac は、人間ではなく機械に製品を梱包させることで、品質も 30% ～ 40% 向上したと推定しています。 機械が最大限の能力で稼働することを保証するために、Lisanatte はパッケージ化された製品を完全に収容できるようにケースのサイズを大きくしました。 これにより、漏れ率が低下し、充填率が向上し、ケース重量の不良品が減少しました。

また、ライザック氏は、機械のスピードと多機能性、そしてロボットが会社を節約したお金と労働力により、リサナッテはその節約だけで 18 か月以内にシステムを返済できるだろうと述べています。 彼はさらに、「目に見えないものがもう 1 つあります。ファラスと協力するまでは、それがどれほど素晴らしいかは実際にはわかりません。彼らは私に、私の生産ラインにターンキーのケースパッカーを提供することを約束してくれました。そして文字通り、私たちはほぼ 10 時で稼働していました。」電源を入れた最初の週にこれほどの速度が出るのは前代未聞です。

「私はこの仕事を 37 年間やっています。たくさんの機械を購入しましたが、誰もがターンキーだと断言します。そして、言っておきますが、私は 37 年間でターンキーを見たことがありません。私たちは常にそうしなければなりません」 「動作しないもの、または何かが間違っているものを修正します。この装置は納品され、セットアップされ、最初の 1 週間でほぼ高速で動作しました。約 3 か月後、適切にダイヤルインした後、それが完成しました。」彼らが想像していた以上に、我々はそれによってより多くのスピードを得ることができました。」

ロボット工学特別レポートのパート I にあるすべてのケーススタディをご覧ください。