協働ロボットパレタイザー大全｜メリット・特徴から導入ポイントまで解説

協働ロボットパレタイザーは、製造業や物流現場で高まるパレタイズ作業の自動化ニーズに対応する手段として注目されています。

パレタイズ作業は、製品や部品、食品、日用品などをパレットへ積み付ける工程です。段ボール箱をはじめとしたさまざまなワークが対象になります。

一方で、パレタイズ作業は重量物の持ち上げや繰り返し動作を伴います。そのため、作業者の身体的負担が大きく、人員確保も課題になりやすい工程です。

近年では、省人化や作業負担の軽減、生産ラインの安定稼働を目的に、協働ロボットパレタイザーの導入が進んでいます。

協働ロボットパレタイザーとは

ワークを自動で積み付けるシステムです。協働ロボットを用いて、ワークをパレットへ配置します。対象となるワークは、段ボール箱、コンテナ、袋物、ケースなどです。

主な構成は、協働ロボット本体、ロボットハンド、ロボット架台です。さらに、パレットガイド、操作画面、安全機器などを組み合わせます。現場条件に応じて、コンベアやカメラを追加します。バーコードリーダーやバッファ装置を組み合わせる場合もあります。また、品種情報を扱うために、上位システムと連携するケースもあります。

基本的な動作はシンプルです。供給されたワークをロボットが受け取ります。その後、設定された積み付けパターンに沿って配置します。

ただし、適した機器構成は現場によって変わります。ワークの種類、重量、積み付け高さなどが関係するためです。そのため、対象ワークや現場レイアウトに合わせた検討が重要です。

協働ロボットパレタイザーで解決できる現場課題

パレタイズ作業を人手に頼る場合、人手不足、作業スピードのばらつき、積載効率の限界が課題になります。協働ロボットパレタイザーは、これらの課題を改善する手段として有効です。

人手不足

パレタイズ作業は、ワークの持ち上げや積み付けを繰り返す作業です。そのため、作業者の身体的負担が大きい工程です。特に重量物を扱う場合、腰痛や疲労の蓄積につながりやすくなります。これによって、長期的な問題である欠勤や人員定着の悪化を招く可能性があります。

また、少子高齢化により人材確保が難しくなる中、パートや高齢者が主力となる現場も少なくありません。さらに、採用や教育にもコストがかかります。そのため、人手に依存した積み付け作業は、生産の安定性を損なう要因になります。

協働ロボットパレタイザーを導入することで、作業者は常時積み付けを行うのではなく、監視、段取り替え、パレット交換、異常対応などの作業に回りやすくなります。

サイクルのばらつき

人による積み付け作業は、作業者の熟練度や体力、疲労度によってスピードが変わります。そのため、時間帯や人員構成によって処理能力にばらつきが出やすくなります。

一方、協働ロボットパレタイザーなら、サイクルタイムや処理数を数値として把握します。そのため、作業効率の見える化が可能です。稼働データをもとに、供給方法や積み付けパターンの改善にもつなげられます。

また、ハンド設計によっては1回の動作で複数個を持つことも可能です。人より単純な動作速度が遅い場合でも、複数個持ちによって全体の処理効率を高められる場合があります。

物流コスト

人手による積み付けでは、安全に作業できる高さに限界があります。高く積もうとすると、作業者の負担が増え、荷崩れや落下のリスクも高まります。

そのため、人手作業ではトラックの荷室高さを十分に活かしきれません。結果として、1パレットあたりの積載数が少なくなる場合があります。積載数が少ないと、同じ出荷量でもパレット枚数や輸送便数が増え、物流コストの増加につながります。

例として、パレット高さ150mm、ワーク高さ250mm、1段あたり6個積みの場合で考えます。すると、人手で1,500mmまで積む場合は5段、弊社のPalletizer Rで2,000mmまで積む場合は7段積みが可能です。

この例では、1パレットあたりの積載数が30個から42個となり、約40％増加します。実際の積載数はワークサイズや重量、荷崩れ防止条件によって変わりますが、積み付け高さを活かせることは物流効率の改善につながります。

協働ロボットパレタイザーのメリット・特徴

前章では、人手による積み付け作業の課題を整理しました。人手不足、作業サイクルのばらつき、積載効率の限界は、多くの現場で共通する課題です。

協働ロボットパレタイザーは、これらの課題を改善する手段として有効です。ここでは、協働ロボットパレタイザーの一般的なメリットと特徴を紹介します。

標準的なパッケージで導入イメージをつかみやすい

協働ロボットパレタイザーは、標準パッケージとして検討しやすい点が特徴です。ロボット本体、ハンド、架台、安全機器などが基本構成に含まれます。そのため、導入に必要な機器や運用イメージを把握しやすくなります。

人手作業では、作業者の確保や教育が必要です。また、人によって作業スピードや積み方に差が出る場合もあります。

標準パッケージを活用すれば、作業内容を設備側に置き換えやすくなります。その結果、パレタイズ作業の自動化を具体的に検討しやすくなります。

オーダーメイドで現場条件に合わせやすい

パレタイズ作業は、現場ごとに条件が異なります。ワークの形状、重量、サイズ、流れ方は現場によって変わります。

また、設置スペースや人の動線も同じではありません。そのため、標準パッケージだけでは対応しきれない場合があります。たとえば、米袋のような不定形ワークでは、専用のハンド設計が必要になることがあります。限られたスペースに設置する場合は、ロボットやパレットの配置も重要です。

オーダーメイド対応により、ハンド、周辺機器、安全対策を現場に合わせられます。これにより、既存ラインに合わせた現実的な自動化が進めやすくなります。

省人化・作業負担の軽減につながる

人が積み付けを行う場合、持ち上げ作業を何度も繰り返します。重量物を扱う現場では、腰や腕への負担が大きくなります。疲労が蓄積すると、作業効率や生産の安定性にも影響します。

協働ロボットパレタイザーを導入すれば、積み付け作業をロボットに任せられます。作業者は、監視、段取り替え、パレット交換などに回りやすくなります。これにより、人手不足への対応と作業負担の軽減を両立しやすくなります。また、ロボットは一定の動作を繰り返せます。

そのため、人による作業サイクルのばらつきも抑えやすくなります。

省スペースで既存ラインに導入しやすい

協働ロボットパレタイザーは、省スペースで導入しやすい点も特徴です。大型の専用パレタイザーと比べて、設備をコンパクトにまとめやすいためです。既存の包装ラインや出荷工程の近くにも配置しやすくなります。人手作業では、作業者の立ち位置や通路の確保が必要です。

さらに、仮置き場や製品置き場が広がる場合もあります。協働ロボットパレタイザーを導入すれば、作業スペースを整理しやすくなります。

また、限られたスペースでも積み付け高さを活かせる場合があります。これにより、1パレットあたりの積載効率向上も期待できます。

iCOM技研の協働ロボットパレタイザーの特徴

iCOM技研では、協働ロボットパレタイザーを標準パッケージとして展開しています。代表的な製品に、i Palletizer Sとi Palletizer Rがあります。

どちらも、パレタイズ作業の省人化や作業負担軽減を目的としたシステムです。
ここでは、iCOM技研製品の特徴を紹介します。

標準パッケージをベースに検討しやすい

iCOM技研の協働ロボットパレタイザーは、標準パッケージをベースに検討できます。そのため、初めてロボット導入を検討する現場でもイメージしやすい構成です。ロボット本体だけでなく、ハンドや安全機器も含めて検討できます。

また、積み付け作業に必要な周辺機器も合わせて相談できます。人手作業からロボット化へ移行する際は、設備構成の分かりやすさが重要です。

標準パッケージがあることで、導入範囲や必要な検討項目を整理しやすくなります。

高積みによる積載効率の改善を狙える

iCOM技研のパレタイザーは、高積みに対応した構成を検討できます。

人手では届きにくい高さまで積めるため、積載効率の改善が期待できます。積み付け高さを活かせれば、1パレットあたりの積載数を増やせる場合があります。

これは、物流コストの見直しにもつながります。たとえば、同じ出荷量でも、パレット枚数を減らせる可能性があります。また、トラックの荷室高さを活かしやすくなる場合もあります。省人化だけでなく、物流効率まで含めて検討できる点が特徴です。

現場条件に合わせた構成を検討できる

iCOM技研では、現場条件に合わせた構成検討が可能です。ワークの種類、サイズ、重量に応じて、ハンドや周辺機器を選定します。

段ボール箱だけでなく、コンテナや袋物なども検討対象になります。不定形ワークの場合は、把持方法や置き方の検討が重要です。

また、既存コンベアとの接続やパレット位置の調整も必要になります。こうした条件に合わせて、ロボット、ハンド、安全機器を組み合わせます。そのため、既存ラインを活かした導入を検討しやすくなります。

複数ライン・複数製品への対応を検討しやすい

多品種を扱う現場では、製品ごとの積み分けが課題になります。

iCOM技研では、複数ラインや複数製品を想定した構成も検討できます。製品ごとにパレットを分ける場合は、識別と積み付け先の切替が重要です。バーコードやカメラ、上位システムとの連携を組み合わせる場合もあります。

また、パレット交換中に前工程を止めない工夫も必要です。バッファや複数パレット構成を含めて検討することで、ライン停止を抑えやすくなります。

省スペースで導入しやすい

iCOM技研のi Palletizer Rは、省スペース性を意識したシステムです。限られたスペースでも、積み付け高さや対応範囲を広げやすい構成です。既存ラインの近くに後付けしたい現場でも検討しやすくなります。

大規模な設備改造が難しい現場では、省スペース性が重要です。ロボットの配置、パレット位置、作業者の動線を整理しながら導入を検討できます。これにより、人手作業のスペースを見直しながら、自動化を進めやすくなります。

協働ロボットパレタイザーの発展形｜移動式パレタイザー

協働ロボットパレタイザーには、固定式だけでなく、移動式という選択肢もあります。

移動式パレタイザーは、ロボット本体や架台、安全機器などを一体化し、必要なラインへ移動して使用する構成です。複数ラインでパレタイズ作業が発生する現場や、固定設備を置くスペースが限られる現場で有効です。

複数ラインで容易に共有

移動式パレタイザーは、複数ラインで共有しやすい点が大きな特長です。すべてのラインにパレタイザーを設置する場合、設備費や設置スペースが大きくなります。

一方で、移動式であれば、必要なラインへ移動して使用できます。稼働するラインが日によって変わる現場でも、柔軟に対応しやすくなります。

製品や出荷量に応じて使用場所を変えられるため、設備の稼働率を高めやすい点もメリットです。

既存ラインに後付けしやすい

移動式パレタイザーは、既存ラインへの後付けにも向いています。大規模なレイアウト変更をせず、既存コンベアや作業スペースに合わせて導入しやすいためです。固定式設備を設置しにくい現場でも、必要な工程から自動化を始めやすくなります。

また、将来的にライン構成が変わる場合でも、移動して使えるため、設備を活用し続けやすくなります。

まず一部のラインで効果を確認し、その後に対象工程を広げたい場合にも適した構成です。

移動式パレタイザーで注意すべきポイント

移動式パレタイザーは柔軟性が高い一方で、移動後の再現性が重要です。

ロボットの位置、パレットの位置、コンベアとの距離がずれると、安定した積み付けが難しくなります。そのため、移動後に正確に位置決めできる仕組みが必要です。

また、電源、エア、通信、安全エリアの接続方法も事前に確認する必要があります。移動先ごとに作業者の動線や安全範囲が変わる場合もあります。

そのため、移動式パレタイザーを導入する際は、単に移動できるだけでなく、移動先で安全かつ安定して使える運用設計が重要です。

協働ロボットパレタイザー事例紹介

協働ロボットパレタイザーのユーザー様導入事例やデモ動画のご紹介になります。

まとめ

協働ロボットパレタイザーは、人手で行っているパレタイズ作業の省人化や作業負担の軽減に有効なシステムです。

人手作業では、人手不足、サイクルのばらつき、積み付け高さの限界などが課題になりやすくなります。協働ロボットパレタイザーを導入することで、作業の安定化や効率化を図りやすくなります。また、標準パッケージを活用すれば導入イメージをつかみやすくなります。

一方で、ワーク形状や設置スペース、既存ラインに合わせたオーダーメイド対応も重要です。複数ラインで活用したい場合は、移動式パレタイザーも有効な選択肢になります。

導入を検討する際は、ロボット本体だけでなく、ハンド、安全機器、コンベア、カメラ、現場レイアウトまで含めて確認することが大切です。

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