自動包装ライン

最新の自動包装ラインは、製品包装のステップとセグメントを順番に実行するのに十分な数の自動機械を備えたラインです。生産および組立プロセスが最適なフローと効率で継続的に行われるようにします。梱包は、梱包機または商品を箱やパレットに積み込む産業用ロボットアーム（自動パレタイザー機）によって行うことができます。

従来の包装方法では、ほとんどの工程が手動で行われるか、汎用の半自動機械を使用して行われます。膨大な労力を消費します。ステージ間の移行のための無駄なダウンタイム。生産性が低く、特に各段階の品質、および出力製品全般の品質を管理することが困難です。

産業オートメーションチェーンでは、ワークショップや工場のレイアウトに従って各ラインの各位置に配置された作業者と機械（ほとんどが自動で、産業用ロボットアームと生産プロセス制御システムを組み合わせたもの）が参加者となります。各ワークショップは 1 つの製造ステップを実行します。ワーク、半製品、製品は自動コンベア上を連続的に移動しながら、ある段階を担当する部門から別の段階を担当する部門に物品を搬送します。最初の原材料から、チェーン内の部品を経て、製品が徐々に形成され、完成品は保証された均一な品質で自動的に包装されます。

自動包装ラインの重要なコンポーネント

自動包装ラインは、人手を介さずに包装プロセスを自動化するシステムです。これは商品製造および包装企業に広く適用されており、自動包装ラインは労働効率の向上、包装品質の向上、生産生産性の向上に役立ちます。以下は自動包装ラインにおける重要なコンポーネントの種類です。

自動包装機システム

カートン製造機

カートン正立機は、カートンを用いた包装ラインの第一工程で使用される自動機械です。このタイプの機械の役割は、平らなシート状のカートンを製品を入れるための箱に構築することです。

カートンシール機

自動および半自動カートン糊付け機は、カートンの上面、底面、または両面にテープを貼り付けるのに役立ちます。統合された蓋折りたたみ機構とボックスの側面と側面にテープが貼られており、ピンと張った丈夫で美しいラインが施されています。ライン内のラベル貼り、包装、バンド掛け、包装機と簡単に統合できます。

結束機

結束機は、製品の容器の梱包プロセス、つまり商品を箱に梱包した後に使用される機械の一種です。さらに、ベルトを製品に直接取り付けて複数の製品を固定し、取引に便利な製品のバッチを形成することもできます。結束機の仕事は、パッケージまたは製品の周りにストラップを結び付けることです。

シュリンク包装機

シュリンク包装機は、輸送または保管のために製品をパレットに包み、固定するために使用される自動装置です。これらの機械では、ストレッチ フィルムのロールを使用し、これを伸ばしてパレットに巻き付けて製品を所定の位置に保持します。

ストレッチ ラッピング プロセスでは、パレットをターンテーブルまたはコンベア ベルトに置き、回転しながらストレッチ フィルムを貼り付けます。フィルムは貼り付け時に機械的に引き伸ばされるため、パレット上の製品の形状にぴったりと追従し、強力で安定した荷重を生み出すことができます。

ロボットシステム、ロボットアーム

ロボットアームとは何ですか？

包装システムにおけるロボットアーム

ロボットアームは、包装システムにおいて、製品のピック＆プレース、仕分け、パレットへの積載、各工程間での製品搬送など、さまざまな作業を自動化することができます。プログラムによる自動制御により、繰り返し作業を高速かつ安定して行うことができるため、作業頻度の高い工程における手作業への依存を軽減できます。

生産ラインの要求に応じて、ロボットアームを単独の設備として使用することも、コンベヤ、包装機、ケースパッカー、供給システム、パレタイジングシステムなど、他の自動化設備と組み合わせて使用することも可能です。

各設備を連携させたシステムでは、ロボットが関連設備と信号をやり取りし、あらかじめプログラムされた工程に従って作業を実行できます。これにより、各企業の生産工程や製品特性に合わせた自動化システムを構築することが可能です。

包装システムにおけるロボットアームのメリット

包装工程の生産性向上：ロボットは、製品のピック、配置、仕分け、パレットへの積載などの作業を一定の速度で連続して行うことができ、生産ライン全体の処理能力向上に貢献します。

繰り返し作業の自動化：単純な繰り返し作業や、継続的な操作が必要となる工程を自動化することで、作業者の負担を軽減できます。

作業環境・安全性の改善：重量物の取り扱いや繰り返し作業、製品を継続的に搬送する作業などをロボットに任せることで、作業者が危険性のある工程へ直接接触する機会を減らし、安全な作業環境の実現に役立ちます。

運用コストの最適化：適切な工程を自動化することで、直接作業に必要な人員を削減し、長期的な人材・設備リソースの最適化につなげることができます。

作業時のばらつきを低減：ロボットはあらかじめ設定されたプログラムに従って動作するため、各サイクルにおける動作の安定性と作業の一貫性を維持できます。

長時間の連続運転に対応：適切に設計・導入されたロボットシステムは、生産計画に応じて長時間稼働させることができ、人の休憩時間などに左右されにくい安定した生産体制の構築に貢献します。

幅広い用途に対応：ロボットは、許容される可搬重量、リーチ、設備構成の範囲内でプログラムを変更することで、さまざまな作業に対応できます。

高いシステム統合性：ロボットアームは、カメラ、センサー、コンベヤ、PLCなどの各種自動化機器と接続することができ、複数の設備を連携させた一体型の包装システムを構築できます。

包装工程においてロボットはどのように使用されるのか？

ロボットを活用した包装システムは高い柔軟性を備えており、製品の特性や生産ラインの要求に応じて、さまざまな工程に導入することができます。ロボットは、製品のピック＆プレース、仕分け、包装、製品のケースへの投入、ケースのパレット積載、各工程間での製品搬送など、多様な作業を担当できます。高度な自動化が求められる生産ラインでは、ロボットアームをコンベヤ、センサー、カメラ、包装機、ケース成形機、ケース封函機、パレタイジングシステムなどと組み合わせて使用するケースもあります。

各設備はPLCや中央制御システムを介して信号を相互にやり取りすることで、製品の供給、処理、包装、次工程への搬送までを一貫して連携させることができます。ロボットの種類や統合方式を選定する際には、製品重量、必要な可搬重量、製品サイズ、サイクルタイム、リーチ、位置決め精度、設置スペース、既存生産ラインとの連携条件など、さまざまな要素を考慮する必要があります。

これらの条件を設計段階から適切に検討することで、生産ラインに適したロボット構成を選定し、導入後の運用上の問題を抑えることができます。

包装業界で使用される主な4種類のロボット

1. 多関節ロボット

多関節ロボットは、包装業界で最も一般的に使用されているロボットの一つです。人間の腕に似た複数の関節を持つアーム構造が特徴で、用途に応じてさまざまなエンドエフェクタ（ハンド）を取り付けることができます。例えば、製品を把持するためのグリッパーや、溶接作業を行うための溶接ガンなどを装着することで、製品の搬送・組立・溶接など、目的に応じた作業を自動化できます。

デカルト ロボット: 3 軸で動作するように設計されており、ロボットは上下および水平に移動できます。これらは、重量物を持ち上げたり積み重ねたりするために設計された大型ロボットです。

スカラ ロボット: 選択的コンプライアンス アセンブリ ロボット アーム (スカラ) ロボットは、人間の腕の動きをシミュレートするように設計されています。アームは Z 軸上で動作し、通常は生産ラインまたはコンベア上の所定の位置に固定されます。精度とスピードが必要な場合に最適です。

デルタ ロボット: 同時に動作するようにプログラムされた 3 セットのロボット アームで構成されているため、主にピック アンド プレース作業用に設計されています。

コンベアシステム

コンベヤシステム

コンベヤシステムは、自動包装ラインを構成する重要な設備の一つです。原材料、中間製品、完成品などを各工程間で搬送する役割を担います。 製品の特性、搬送物の重量、搬送距離、必要な搬送速度などに応じて、さまざまな仕様・構成のコンベヤを設計することができます。実際の生産環境やラインレイアウトに合わせて最適な搬送システムを構築することが重要です。包装ラインでは、コンベヤが各設備や作業ステーションをつなぎ、製品を連続的に搬送することで、手作業による製品移動を削減できます。さらに、センサー、PLC、ロボット、包装機などの各種設備と組み合わせることで、製品の供給、搬送、仕分け、工程間の受け渡しまでを自動化・連携することが可能です。これにより、包装ライン全体の処理能力を高めるとともに、各工程を安定して稼働させることができます。

自動包装ラインで使用される代表的なコンベヤには、ベルトコンベヤ、ローラーコンベヤ、モジュールコンベヤ、樹脂チェーンコンベヤなどがあります。製品の形状・重量、搬送速度、搬送方向、ライン構成などを考慮し、用途に適したコンベヤを選定します。必要に応じて複数種類のコンベヤを組み合わせることで、各工程間の搬送をスムーズかつ安定させることができます。

品質検査・品質管理システム

自動包装ラインでは、製品の品質を安定して維持するために、品質検査・品質管理システムが重要な役割を果たします。包装工程における検査設備は、製品の外観や数量、位置、形状など、あらかじめ設定された品質基準に基づいて製品を自動的に検査・判定するために使用されます。自動包装ラインでは、以下のような検査・品質管理設備が導入されています。

画像処理・マシンビジョンシステム

近年、画像処理技術やAI技術の進歩により、マシンビジョンシステムは自動検査のさまざまな用途で活用されています。カメラで撮影した画像を画像処理ソフトウェアで解析することで、人による目視検査に代わり、高速かつ安定した検査を実現できます。自動包装ラインにおけるマシンビジョンの主な用途には、以下のようなものがあります。

製品数量の自動カウント

AIを活用した画像処理システムは、製品や部品の非接触による自動カウントに適しています。画像認識技術を使用することで、トレーなどに並べられた製品を自動的に検出し、数量をカウントすることができます。あらかじめ登録した少数のサンプル画像をもとに、画像認識システムが製品の位置や形状を学習することで、カメラから見た角度や製品の向きが異なる場合でも、対象物を検出・認識できます。

また、製品表面の反射や内部の内容物による見え方の変化、透明なガラスや容器を通した光の屈折など、撮影条件による画像の変化にも対応できるシステムがあります。このような画像処理技術を包装ラインに導入することで、製品数量の確認を自動化し、目視によるカウント作業の負担を軽減できます。さらに、検査結果をPLCなどの制御システムと連携させることで、数量不足や異常が確認された製品を自動的に判別し、後工程へ送らないといったライン制御も可能になります。

バーコードの読み取りと検査:ビジョン システムと画像ベースのバーコード リーダーは、シンプルかつ強力なトレーサビリティ システムの主要コンポーネントとして機能します。データ マトリックス コードは、メーカー、製品 ID、ロット番号、有効期限、さらには固有のシリアル番号などの情報を保存できるため、多くのアプリケーションで標準として使用されています。

パッケージのシールを確認する: 食品および飲料のパッケージに汚染物質がないことを確認するには、シールの完全性が重要です。汚染、損傷、異物が原因で製品をリコールまたは返品すると、多額の費用がかかる可能性があります。ビジョンシステムを使用する場合のシール検査は難しいことで知られています

よく使われる製品

Q4Xシリーズ：レーザー距離センサー

柔軟で堅牢なレーザー距離センサーは優れた性能を発揮し、サブミリメートルの距離変化を検出できます。

ディスクリート、アナログ (0 ～ 10 V または 4 ～ 20 mA)、クリア オブジェクト、および IO-Link モデルで利用可能 最短 25 mm から最長 610 mm までの信頼性の高い検出範囲

距離に基づいてさまざまなターゲットの色、材質、表面を検出 FDA グレードのステンレス鋼を使用した頑丈なハウジングは IP69K 定格です. デュアル誘導モード (強度 + 距離) はエラー防止の用途に最適で、背面反射板を必要とせずに明確な物体を検出できます。

LMシリーズ：精密測定センサー

LM シリーズ高精度測定センサーは、直感的なユーザー エクスペリエンスを備えたコンパクトなデバイスでクラス最高のパフォーマンスと実際の安定性を実現します。

·        分解能0.002～0.004mmの正確な測定

·        応答速度0.5ms、サンプリングレート0.25msの高速応答

·        コンパクトなケースは狭いスペースにも収まるように設計されています

·        最高の熱的および機械的安定性

·        IP67 およびグレード 316 ステンレス鋼による化学的適合性

·        リモート監視およびセットアップ用のオプションのリモート センサー ディスプレイ (RSD)

·        IO-Link® によるインダストリー 4.0/IIoT、ディスクリート出力とアナログ出力を 1 つのモデルでサポート

iVu シリーズ: ビジョンセンサー

iVu および iVu カラー イメージング センサーは、部品のタイプ、サイズ、方向、形状、位置、色または色合いの変化を監視するために使用されます。

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オールインワン画像検査システム

カメラ、コントローラー、レンズ、照明を一体化したオールインワンソリューション

Vision Manager PCソフトウェア、内蔵タッチスクリーン、またはリモート操作により、数分で簡単に設定可能

複数のグレースケール・カラー画像処理ツールを使用し、1台で複数箇所の検査に対応

コンパクトで堅牢なIP67対応筐体を採用。赤、青、緑、白、赤外線、紫外線などのリング照明を内蔵したモデルも用意

Cマウントを含む交換可能なレンズに対応し、用途に応じた柔軟なシステム構成が可能

自動包装ラインのメリット

生産性・作業効率の向上

自動包装ラインは、包装工程を効率化し、生産性と作業効率を向上させるために設計されています。手作業による包装と比較して、より高速に包装作業を行うことができ、製品1個あたりの包装に必要な時間を短縮できます。また、包装工程を自動化することで、作業員が重量物の搬送や繰り返し作業に従事する機会を減らし、作業負担の軽減や労働災害リスクの低減にもつながります。

コスト削減と生産効率の向上

自動包装ラインを導入することで、企業は長期的なコスト削減を実現できます。初期導入時には、手作業による包装設備と比較して大きな設備投資が必要となる場合があります。しかし、長期的に見ると、必要な作業人員の削減や包装工程の効率化によって、導入コストを上回る効果が期待できます。自動化された包装システムでは、少ない人員で設備を運用できるため、人件費の削減につながります。

さらに、包装作業における人的ミスや包装資材の無駄を抑えることで、材料コストの削減も可能です。包装速度と生産効率が向上することで、生産計画や納期に合わせた安定した生産体制を構築しやすくなり、工場全体のコストパフォーマンス向上にも貢献します。

製品品質・安全性の向上

自動包装ラインは、包装作業を均一かつ高精度に行うことで、製品の品質と安全性の安定化に貢献します。製品の計量や充填、包装などの工程を自動制御することで、設定された量を正確に処理することができます。また、自動包装ラインには、自動検査システム、画像検査、バーコードスキャンなどの品質管理機能を組み込むことも可能です。

これにより、包装工程における異常や不良、数量違い、ラベルの不一致などを自動的に検出し、後工程へ流出することを防止できます。その結果、製品品質の安定化だけでなく、出荷後の返品やクレームのリスク低減にもつながります。

自動包装ラインの導入業界・用途

食品・飲料業界

食品包装

自動包装ラインは食品業界で幅広く導入されており、スナック菓子、シリアル、乳製品、冷凍食品、ベーカリー製品、飲料など、さまざまな食品の包装に使用されています。自動包装ラインを導入することで、食品を効率的かつ衛生的に包装できるため、製品の品質を維持しながら、安定した生産を実現できます。

また、包装工程の自動化によって人の手が製品に触れる機会を減らし、衛生管理の向上にも貢献します。

瓶詰め: 自動包装ラインは、ミネラルウォーター、ソフトドリンク、ジュース、アルコール飲料などの飲料の瓶詰めに一般的に使用されます。

製薬およびヘルスケア業界

医薬品包装: 自動包装ラインは、錠剤、カプセル、バイアル、アンプル、アンプル、ブリスターパックなどのさまざまな医薬品を包装することで、製薬業界で重要な役割を果たしています。これらのラインは、正確な計数、ラベル貼付、密封を保証し、医薬品の完全性と安全性を維持します。

医療機器の梱包: 自動梱包ラインは、注射器、カテーテル、手術器具、包帯、診断キットなどの医療機器の梱包に使用されます。これらのラインは、無菌包装と厳格な品質基準および規制への準拠を保証します。

お客様

美容製品: 自動包装ラインは、クリーム、ローション、シャンプー、香水、メイクアップアイテムなどの化粧品や美容製品の包装に使用されます。これらのラインにより、正確な充填、キャッピング、ラベル貼付、包装が保証され、製品の品質と美観が維持されます。

家庭用品: 自動包装ラインは、洗剤、石鹸、トイレタリーなどの家庭用品の包装に使用されます。これらのラインは、充填、密封、ラベル貼り、パレタイジングなどの作業を処理し、効率的な梱包と合理化された流通を保証します。

CNC VINA – 自動化・包装ラインの総合ソリューションパートナー

CNC VINAは、産業オートメーション分野で豊富な経験を持つエンジニアチームを擁し、各企業の実際の生産ニーズに合わせて、製造、加工、組立、包装などに対応する自動化ソリューションを提供しています。システム設計から設備レイアウトの構築、コンベヤ、ロボット、各種自動化設備の統合まで、サイクルタイム（Cycle Time）の最適化、各工程間の連携、ラインの運用条件を考慮したシステム設計を行っています。

設備の製作に入る前には、3Dシミュレーションによって設備配置を可視化し、設置スペースやレイアウトを確認するとともに、実際の運用方法を事前に検証することも可能です。これにより、実際の導入・設置段階で発生する仕様変更やレイアウト変更を抑え、スムーズな設備導入につなげます。

自動機、組立機、包装ラインの設計・製造において約20年の実績を持つCNC VINAは、個別工程の自動化から、複数工程を連携させた一貫した自動化ラインまで、幅広いソリューションに対応しています。製品の種類、生産量、必要な処理能力、運用条件などに応じて、最適な設備構成、レイアウト、そして自動化レベルを技術チームが提案します。

これまでに、国内外のさまざまな企業に対して自動化ソリューションを提供しており、Canon、Panasonic、SEWなどの企業との取引実績もあります。実際の生産現場における技術要件や運用ニーズに対応することで、長期的な協力関係の構築を目指しています。企業で自動包装ライン、組立ライン、製造自動化システムの導入をご検討の場合は、CNC VINAまでお問い合わせください。製品仕様や生産条件についてヒアリングを行い、現場の状況を確認したうえで、用途や生産要件に適した自動化ソリューションをご提案します。

会社情報

ベトナムCNCテクノロジー＆アプリケーション株式会社

工場：Sông Cùng工業団地、Đồng Tháp村、Đan Phượng郡、ハノイ市、ベトナム

オフィス：Rox Tower（Rox Center Goldmark City）136 Hồ Tùng Mậu通り、Bắc Từ Liêm区、ハノイ市、ベトナム

電話：+84.916 63 9355 / +84.915 74 4664

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メール：Sales01@cncvina.com.vn; Sales03@cncvina.com.vn