カートン製造機

段ボール箱組立機の紹介

段ボール箱組立機とは？

段ボール箱組立機は、段ボール箱を使用する包装ラインの前工程で使用される自動化設備です。あらかじめ所定の形状に裁断・罫線加工された平らな段ボールシートを取り出し、シートを開いて各面を折り曲げ、設定された寸法に合わせて箱状に成形します。構成によっては、段ボールシートの供給システムやコンベヤ、後工程の包装設備などと連携させることで、連続した包装ラインを構築することも可能です。これにより、手作業による箱組立工程を大幅に削減するとともに、箱成形工程の安定化と作業効率の向上を実現できます。

では、段ボール箱組立機はどのような仕組みで動作し、どのような種類があり、製造現場でどのように活用されているのでしょうか。以下では、CNC VINAとともに、段ボール箱組立機について詳しくご紹介します。

段ボール箱組立機の仕様

自動段ボール箱組立機の特徴

安定した生産量の包装ラインに適しています： 本機は、連続的な処理速度が求められる生産ラインや、箱組立工程における手作業を削減したい現場に適しています。

さまざまな箱サイズに対応： 機械の設計に応じて、あらかじめ設定された作業範囲内で、複数のサイズの段ボール箱を処理できます。

オペレーターの直接的な作業負担を軽減： オペレーターは主に、段ボールシートの供給、各種パラメータの設定、機械の稼働状態の確認、異常発生時の対応などを行います。各箱を手作業で組み立てる必要がないため、作業負担を軽減できます。

包装ラインへの組み込みが可能： 生産ラインの要件に応じて、コンベヤ、ケースシーラー、製品供給システムなど、各種の自動化設備と接続して使用できます。

段ボール箱組立機を導入するメリット

包装工程の効率と生産性を向上： 段ボール箱の組立は、包装ラインの初期工程の一つです。箱の開梱、折り曲げ、成形工程を自動化することで、包装資材の準備時間を短縮するとともに、後工程へ安定して箱を供給できます。コンベヤやその他の包装設備と連携させることで、包装工程全体の作業をより効率的に連動させることも可能です。

人員と手作業を削減： 平らな段ボールシートを一枚ずつ手作業で開いて折り曲げる代わりに、オペレーターは主に、段ボールシートの供給、各種パラメータの設定、設備の稼働状況の監視などを行います。これにより、繰り返し作業の負担を軽減し、包装工程における人員をより効率的に配置できます。

作業環境を改善し、スペースを有効活用： 箱組立工程を自動化することで、包装エリアにおける手作業を削減し、未成形の段ボールシートや組立前の箱が作業スペースに分散して置かれる状態を抑えられます。適切なレイアウトを採用すれば、コンベヤや関連設備と組み合わせて配置することができ、包装ライン全体のスペースを効率的に活用できます。

段ボール箱の品質と形状を安定化： 本機は、あらかじめ設定された機構とパラメータに基づいて、段ボールシートの開梱、折り曲げ、成形を行います。これにより、手作業と比較して、組み立て後の箱の寸法や形状をより均一に保つことができます。安定した形状の段ボール箱を使用することで、製品の投入、包装、封函、コンベヤ搬送などの後工程もスムーズに行えます。

箱サイズの変更に柔軟に対応： 機械の設計によっては、ガイド、折り曲げ、位置決め機構などを調整することで、さまざまなサイズの段ボール箱に対応できます。運転条件や機械構成を変更できるため、同一設備で複数の製品サイズを処理でき、新しい箱サイズごとに専用設備を導入する必要性を抑えられます。

包装ラインの安定稼働をサポート： 自動包装システムでは、設備そのものの性能だけでなく、メーカーによる保証、保守・メンテナンス、技術サポートも重要な要素です。定期的なメンテナンス体制、適切な交換部品の供給、トラブル発生時の技術サポートを整備することで、設備停止時間を短縮し、生産計画への影響を抑えながら、長期的な安定稼働につなげることができます。

段ボール箱組立機の種類

自動段ボール箱組立機

自動段ボール箱組立機の動作原理

オペレーターは、平らな状態の段ボールシートを機械の供給部にセットし、箱のサイズに応じて必要なパラメータを設定します。機械を起動すると、供給機構が段ボールシートを一枚ずつ取り出し、成形位置まで搬送します。続いて、段ボールシートを開き、各面を折り曲げながら、設定された寸法に合わせて段ボール箱を成形します。機械の構成によっては、箱の底面を折り込んだ後、テープなどの方法で固定してから次の工程へ搬送します。1サイクルの成形が完了すると、段ボール箱はコンベヤへ移送され、製品供給、包装、封函などの後工程へ搬送されます。

前後工程の設備と接続することで、自動段ボール箱組立機はPLC、センサーおよび関連する制御システムを介して信号を相互にやり取りできます。これにより、段ボールシートの供給、箱の組立、次工程への搬送までを同一の生産ライン内で連動させることが可能です。

自動段ボール箱組立機の運転手順

運転前の準備

機械を起動する前に、電源、制御システム、モーター、空圧システム、アクチュエーター、センサーなど、設備の構成に応じた各部の状態を確認します。機械周辺は常に整理整頓し、設備の可動範囲に障害物がないことを確認してください。オペレーターは、工場の安全規定に従った適切な保護具を着用し、設備を稼働させる前に非常停止機能を含む安全機能が正常に作動することを確認します。

段ボールシートを機械にセット

平らな状態の段ボールシートを、設備の取扱説明書に従って、ストック部または供給部に正しい向きでセットします。メーカーが規定する積載量や収納容量を超えないようにするとともに、供給機構が各シートを安定して取り出せるよう、段ボールシートを整えてセットする必要があります。真空吸着方式を採用している機械の場合は、運転前に吸着パッド、配管およびエア供給状態を確認します。

箱のサイズに応じたパラメータ設定

機械の構成に応じて、HMIから各種パラメータを設定するほか、ガイド、折り曲げ位置、位置決め機構などの機械部品を調整します。段ボール箱のサイズを変更した場合は、各機構の位置を再確認し、連続運転を開始する前に試運転を行います。必要な各種設定値は、必ずメーカーが定める範囲内で設定してください。

起動および稼働状況の監視

取扱説明書に従った手順で機械を起動します。運転開始直後は、段ボールシートの供給、箱の開き、折り曲げ、成形などの工程を確認し、各機構が正常かつ安定して動作していることを確認します。異常な音が発生する、段ボール箱が詰まる、シートが正しい位置に供給されない、各機構の動作にずれが生じるなどの異常を確認した場合は、安全手順に従って機械を停止し、原因を確認してください。非常停止ボタンは、安全上の危険が発生するなど、緊急性のある状況において使用してください。

半自動段ボール箱組立機

使い方：​

作業者は、次の図に示すように、平らなボール紙シートを開き、機械の支持位置に保持します。

作業員がボタンを押して機械を起動すると、機械の下部 2 つの翼が折りたたまれます。次に、作業者はサポートバーに沿ってボックスを引き出し、テープを貼り付けます。

作業者がボタンを押すと、機械が両側のコンベアベルトにテープを自動的に貼り付け、箱を整形して移動させます。

メカにテープ（オレンジ）を貼り、カット完了です。

ベルトコンベアに乗って別の機械/作業に進みます。

半自動段ボール箱組立機は、中程度の生産量で、一定レベルの自動化を求める企業に適しています。特に、完全自動の箱組立ラインを導入する段階にはまだ至っていない場合に有効です。設備の設計範囲内でさまざまなサイズの段ボール箱に対応でき、箱組立における手作業を大幅に削減するとともに、成形工程の安定化にもつながります。一方で、設備の構成によっては、段ボールシートの供給、箱の作業位置へのセット、各種パラメータの調整、次工程への箱の搬送など、一部の工程でオペレーターによる作業が必要となります。そのため、半自動段ボール箱組立機を選定する際には、実際の生産量、使用する箱サイズの種類、オペレーターの作業範囲、既存の包装設備との連携性などを総合的に検討する必要があります。

自動段ボール箱組立機の動作原理

オペレーターは、平らな状態の段ボールシートを供給部にセットし、箱のサイズに応じて必要なパラメータを設定します。機械を起動すると、供給機構が段ボールシートを一枚ずつ取り出し、成形位置まで搬送します。その後、段ボールシートを開き、各面を折り曲げながら、設定された寸法に合わせて段ボール箱を成形します。 機械の構成によっては、箱の底面を折り込んだ後、テープなどの方法で固定してから次工程へ搬送します。成形サイクルが完了すると、段ボール箱はコンベヤへ移送され、製品供給、包装、封函などの後工程へ搬送することができます。

前後工程の設備と接続した場合、自動段ボール箱組立機はPLC、センサーおよび関連する制御システムを介して信号を相互にやり取りできます。これにより、段ボールシートの供給、箱の組立、次工程への搬送までを同一の生産ライン内で連動させることが可能です。

自動段ボール箱組立機の運転手順

運転前の準備

機械を起動する前に、電源、制御システム、モーター、空圧システム、アクチュエーター、センサーなど、設備の構成に応じた各部の状態を確認します。機械周辺は常に整理整頓し、設備の可動範囲に障害物がないことを確認してください。オペレーターは、工場の安全規定に従った適切な保護具を着用し、設備を稼働させる前に停止機能を含む安全機能が正常に作動することを確認します。

段ボールシートを機械にセット

平らな状態の段ボールシートを、設備の取扱説明書に従って、ストック部または供給部に正しい向きでセットします。メーカーが規定する積載量や収納容量を超えないようにするとともに、供給機構が各シートを安定して取り出せるよう、段ボールシートを整えてセットする必要があります。

真空吸着方式を採用している機械の場合は、運転前に吸着パッド、配管およびエア供給状態を確認します。

箱サイズに応じたパラメータ設定

機械の構成に応じて、HMIから各種パラメータを設定するほか、ガイド、折り曲げ位置、位置決め機構などの機械部品を調整します。段ボール箱のサイズを変更した場合は、各機構の位置を再確認し、連続運転を開始する前に試運転を行います。必要な各種設定値は、必ずメーカーが定める範囲内で設定してください。

起動および稼働状況の監視

取扱説明書に従った手順で機械を起動します。運転開始直後は、段ボールシートの供給、箱の開き、折り曲げ、成形などの工程を確認し、各機構が正常かつ安定して動作していることを確認します。異常な音が発生する、段ボール箱が詰まる、シートが正しい位置に供給されない、各機構の動作にずれが生じるなどの異常を確認した場合は、安全手順に従って機械を停止し、原因を確認してください。非常停止ボタンは、安全上の危険が発生するなど、緊急性のある状況において使用してください。

段ボール箱組立機のメンテナンスと管理

定期的なメンテナンスは、段ボール箱組立機の安定した稼働を維持し、部品の摩耗や不適切な清掃による設備停止を抑えるために重要です。メンテナンスの頻度は、設備の構成、稼働時間、実際の工場環境などを考慮して設定する必要があります。空圧システムを使用する機械では、メーカーが指定する基準に従って、エアの品質および供給圧力を確認します。水分、油分、異物などを多く含むエアは、バルブ、シリンダーなどの空圧部品に影響を及ぼす可能性があります。また、シリンダー、配管および各接続部についても、折れ、亀裂、エア漏れ、詰まりなどの異常がないか定期的に確認する必要があります。真空吸着機構を使用している場合は、吸着パッドを定期的に清掃・点検し、紙粉や異物などが表面に付着していないことを確認します。吸着パッドに摩耗や気密性の低下が見られる場合は交換し、段ボールシートを安定して供給できる状態を維持します。フィルター、エアドライヤーやドレンセパレーターなどのエア処理機器についても、メーカーの指示に従って点検、清掃、ドレン排出などを行う必要があります。さらに、設備の構成に応じて、ベルト、吸着パッド、カッター、ガスケット、ガイド機構、駆動部品など、摩耗する可能性のある部品を定期的に点検します。摩耗、亀裂、変形、動作不良などの兆候が確認された場合は、技術仕様に従って適切な処置または部品交換を行ってください。

オペレーターおよび保全担当者には、機械の起動・停止手順、基本的なトラブル対応、安全上の注意事項などについて適切な教育を実施する必要があります。清掃やメンテナンスを行う前には、必ず設備を停止し、電源を遮断するとともに、安全手順に従って空圧システム内の残圧を抜いてください。

適切な周期で点検・メンテナンスを実施することは、設備の安定稼働を維持するだけでなく、生産中に発生するトラブルのリスクを低減することにもつながります。

段ボール箱組立機は、段ボールシートの開梱、折り曲げ、成形工程を自動化することで、手作業を削減し、包装資材の準備工程を安定させる設備です。生産量、使用する箱サイズの種類、自動化レベルなどに応じて、企業は半自動または全自動の段ボール箱組立機を選定し、実際の生産条件に適した設備構成を構築できます。設備を選定する際には、段ボール箱のサイズや形状、処理速度、既存ラインとの連携性、導入コスト、運用コスト、メンテナンス要件、安全機能などを総合的に検討することが重要です。特に自動包装ラインでは、設計段階から箱組立機と前後工程のコンベヤや各種設備との連携性を確認しておくことで、稼働開始後に発生する問題を抑えることができます。

産業用自動化システムの設計・統合に関する経験を持つCNC VINAでは、各企業の製品特性、段ボール箱の仕様、生産量、実際の運用条件などに応じて、段ボール箱組立機の構成をご提案しています。導入段階で適切な設備構成を選定することは、現在の生産ニーズに対応するだけでなく、将来的な生産能力の拡張やラインのアップグレードを円滑に進めることにもつながります。

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