協働ロボットで重量物のパレタイジングを自動化し安全性と生産性を向上

協働ロボットで進化するBob's Red Millの自動化

Bob's Red Millが、Columbia/OkuraのUR20搭載パレタイザー「miniPAL+」を導入し、パレタイジングを自動化した取り組みをご紹介します

概要

全粒穀物製品を手がける老舗メーカーのBob's Red Millでは、長年にわたり、協働ロボットによるパレタイジングの自動化を検討してきました。しかし、従来の協働ロボットでは、求める速度、可搬重量、リーチをすべて満たすことができませんでした。

その課題を解決したのが、ユニバーサルロボットの大型協働ロボットUR20です。UR20はBob's Red Millが求めるサイクルタイムを実現し、4人の作業者をパレタイジング作業から解放。人材をより付加価値の高い業務へ配置できるようになり、同社のさらなる成長を支えています。

自動化で事業成長を支えるBob's Red Mill

「健康的な食品を通じて、人々に喜びを届ける」。それが、オレゴン州ミルウォーキーに本社を置くBob's Red Millの理念です。

同社は1978年、ボブ・ムーア氏と妻のチャーリー氏が全粒穀物の製粉を始めたことからスタートしました。現在では700人以上の従業員を擁し、約30,000平方メートルの大規模な施設から、200種類を超える製品を米国、カナダ、アジアへ供給する企業へと成長しています。

「私たちは、2030年までにBob's Red Millの製品を食べる人の数を2倍にするという目標を掲げています。自動化は、その目標を達成するための重要な手段です」

そう話すのは、Bob's Red Millでエンジニアリングおよび製造部門を統括するニック・チャウ氏です。

同社では、コロナ禍をきっかけに人材確保が難しくなったことから、大規模な産業用ロボットによるパレタイジングの自動化を進めてきました。大型ロボットは生産量の多いラインでは効果を発揮したものの、設置スペースが限られる小規模なラインには適していませんでした。

「より限られたスペースに設置でき、作業者の近くでも運用できるロボットを求めていました」とチャウ氏は説明します。

しかし、協働ロボット市場を調査しても、パレタイジングに必要なリーチ、可搬重量、速度のすべてを満たす製品は見つかりませんでした。

転機となったのは、ユニバーサルロボットのパートナーであるColumbia/Okuraから、UR20をターンキーパレタイザー「miniPAL+」に搭載する計画を聞いたことでした。

Columbia/Okuraのインサイドセールススペシャリストであるパーカー・モリス・ピンソン氏は、次のように話します。

「私たちは以前からBob's Red Millと協力し、大型ロボットの導入を進めてきました。その経験から、UR20は同社の小規模な生産ラインに最適だと考えていました」

Bob’s Red Mill

業界食品

国アメリカ

従業員数 700~

使用したURロボット UR20

使用した周辺機器 Columbia/Okura miniPAL+

使用した周辺機器 Pally software from Rocketfarm

協働ロボットでパレタイジングを自動化した取り組み

Bob's Red Millが、手作業によるパレタイジングから協働ロボットによる自動化へ移行したプロセスと、その導入のポイントをご紹介します

短期間で導入できるminiPAL+が生産性向上に貢献

Columbia/Okuraの「miniPAL+」は、UR20、安全エリアスキャナー、レーダー、安全ガード、パレットジャック用ポケット、PIAB製CPT真空グリッパー、さらにRocketfarmのパレタイジングソフトウェア「PALLY」を組み合わせたターンキー型のパレタイジングシステムです。PALLYは、ユニバーサルロボットのUR+認証を取得しており、URとの高い親和性を備えています。

Bob’s Red Millでは、miniPAL+が納入されると、開梱から設置完了までわずか数時間で立ち上げることができました。

「従来の産業用ロボットでは設置に約1週間かかっていましたが、UR20ははるかに短時間で導入できました」と、エンジニアリングおよび製造マネージャーのニック・チャウ氏は話します。

現在、miniPAL+は最大で毎分14ケースのパレタイジングに対応できます。同社の現在の生産では毎分7～8ケースを処理していますが、今後は毎分10～12ケースへの増産を計画しています。

「最大毎分14ケースまで対応できるため、生産能力を高めるだけでなく、各段にスリップシートを挿入する工程を追加しても、十分な余裕を持って運用できます。」

また、UR20は20kgの可搬重量を備えているため、1箱あたり約1.8～4.5kgの製品を2箱同時に搬送でき、パレタイジングの効率向上にも貢献しています。

UR20の長いリーチで7軸リフトが不要に

ニック・チャウ氏は、より大型の協働ロボットを待ち望んでいましたが、実際にUR20を初めて見たとき、その1,750mmの長いリーチに驚いたと振り返ります。

「実機を見た瞬間、その大きさに驚きました。これなら私たちの求める生産能力にも十分対応できると確信しました。」

UR20の長いリーチにより、従来、小型の協働ロボットを用いたパレタイジングシステムで必要とされることが多かった、垂直7軸リフトの設置が不要になりました。

「高さ約81インチ（約2.1m）のパレットでも、UR20なら7軸リフトでアームを持ち上げることなく、パレット奥の隅までスムーズに届きます。7軸リフトを使用すると、その昇降動作がサイクルタイムに影響しますが、UR20なら直接目的の位置まで動けるため、より効率的にパレタイジングできます。」

省スペース設計と安全機能で生産性を向上

miniPAL+は、インフィードコンベアを接続するための開口部を背面に設け、残りの3方向を安全ガードで囲んだコンパクトな設計を採用しています。前面は大きく開放されており、作業者がセルへアクセスしやすい構造です。

セルには安全エリアスキャナーを搭載しており、作業者やフォークリフトが協働ロボットの動作範囲へ進入すると、自動的に速度を毎秒2,500mmから毎秒250mmまで減速します。また、万が一UR20が人や物に接触した場合でも、内蔵された力・トルクセンサーが異常を検知し、直ちに停止することで安全性を確保します。

パレタイジングの設定は、UR20のティーチペンダント上で動作するPALLYソフトウェアから行います。

「パレットパターンや箱のサイズ、レイアウトの設定方法を覚える必要はありますが、操作は非常にシンプルで使いやすいです。」

そう話すのは、Columbia/Okuraのインサイドセールススペシャリスト、パーカー・モリス・ピンソン氏です。同氏はBob's Red Millの4交代制で勤務するメンテナンスチーム全員のトレーニングも担当しました。

ニック・チャウ氏は次のように話します。

「さまざまな運用パターンを含めても、トレーニングは1人あたり45～60分程度で完了しました。今後はminiPAL+を使って何百種類もの製品切り替えに対応していく予定です。」

協働ロボットが作業者を付加価値の高い業務へシフト

Bob's Red Millは、従業員が会社の株式を保有する従業員所有企業です。そのため、生産性向上や事業成長の成果は、従業員にも還元されます。

ニック・チャウ氏は、現場でも新しい自動化技術が前向きに受け入れられていると話します。

「Bob's Red Millの従業員は、このパレタイジングシステムの導入をとても楽しみにしていました。会社が成長すれば、その成果を従業員全員で分かち合うことができます。自動化は事業の成長を支えるだけでなく、作業中のけがを減らし、誰もが安全に仕事を終えて帰宅できる環境づくりにもつながっています。」

miniPAL+の導入により、24時間稼働・4交代制の生産ラインでは、4人分のパレタイジング作業を自動化することができました。

「作業者は、一日中パレットを積み付ける単調な作業ではなく、品質検査など、より付加価値の高い業務に集中できるようになりました。」

こうしてBob's Red Millでは、協働ロボットによる自動化を通じて、生産性の向上だけでなく、作業者の負担軽減と業務の高度化を実現しています。

私たちは以前からユニバーサルロボットの協働ロボットに注目していました。CNC工作機械へのワーク供給をはじめ、さまざまな導入事例を見てきましたが、そのたびに使いやすさや豊富な実績に魅力を感じていました。導入後すぐに活用できる点も、大きな評価ポイントです。

Nick Chow, Engineering and Fabrication manager at Bob’s Red Mill

Bob's Red Millは、1978年にオレゴン州ミルウォーキーで、ボブ・ムーア氏と妻のチャーリー氏によって創業されました。小さな製粉会社としてスタートした同社は、現在では700人以上の従業員を擁し、約30,000平方メートル（約32万5,000平方フィート）の生産施設を構える企業へと成長しています。

Bob's Red Millは、Columbia/Okuraのターンキー型パレタイジングシステム「miniPAL+」を導入しました。 miniPAL+は、Universal Robotsの協働ロボット「UR20」をはじめ、安全エリアスキャナー、レーダー、安全ガード、パレットジャック用ポケット、PIAB製CPT真空グリッパー、そしてRocketfarmのパレタイジングソフトウェア「PALLY」を組み合わせたシステムです。

UR20は1,750mmの長いリーチを備えているため、Bob's Red Millでは、多くの協働ロボット用パレタイザーで採用されている垂直7軸リフトを使用せずにパレタイジングを行っています。 7軸リフトでロボットアームを上下に移動させる必要がないため、待機時間がなくなり、サイクルタイムの短縮にもつながりました。 Bob's Red Millでは、高さ81インチ（約2,060mm）まで8段積みのパレットを構築していますが、UR20は長いリーチを生かして最上段までスムーズに積み付けることができます。

作業者やフォークリフトがUR20の動作範囲内に入ると、安全エリアスキャナーがそれを検知し、協働ロボットは協働運転速度まで自動的に減速します。これにより、生産を停止することなく、miniPALシステムへ安全にアクセスできます。

miniPAL+には、RocketfarmがUniversal Robots向けに開発したパレタイジングソフトウェア「PALLY」が採用されています。 PALLYでは、パレットパターンの作成・管理を簡単に行えるほか、作成したデータをシステムへスムーズに反映できます。また、生産する製品の仕様やパレットパターンが変更になった場合でも、ダウンタイムを最小限に抑えながら柔軟に対応できます。

UR20は20kgの可搬重量を備えているため、Bob's Red Millでは2箱を同時に搬送する「ダブルピック」が可能です。これにより、サイクルタイムをさらに短縮し、生産性の向上につなげています。

協働ロボットを活用したパレタイジングシステムの導入により、Bob's Red Millでは、1日あたり4人分のパレット積み作業を自動化し、作業者を単調な積み付け作業から解放しました。

UR20の協働ロボットをminiPAL+へ組み込む作業は、わずか1日半で完了しました。

解決した課題：

作業者との協働を実現しながら、省スペースのパレタイジングセルを構築
多品種少量生産における頻繁な段取り替えに対応
パレットへの積み付け作業を自動化し、作業者の身体的負担を軽減

導入の決め手：

UR20の長いリーチ、高速動作、20kgの可搬重量
直感的に操作できるティーチペンダントにより、短時間で習得可能
1日あたり4人分の作業を付加価値の高い業務へ振り分け可能

協働ロボットが担う工程：

重量1.8～4.5kg（4～10ポンド）の全粒穀物製品の箱をパレタイジング

ユニバーサルロボットにお問い合わせください

数千の企業が協働ロボットを活用しています...

生産性を向上させる
変化する製品需要に適応する
従業員の幸福と定着率を改善する
労働力不足を補う