自動ケース包装機: 二次包装完全ガイド

自動製函機は二次包装のキーマシンです。これは、密封、ラベル貼り、パレタイジング、および出荷の前に、完成品を輸送用ケース、カートン、トレイ、または陳列箱に積み込むように設計されています。

食品、医薬品、医療機器、化粧品、日用化学品、工業製品などのメーカーにとって、一次包装と箱詰め後の手作業でのケース梱包が大きなボトルネックになる可能性があります。オペレーターは、製品をグループ化し、ケースを開け、製品をケースに入れ、数量を確認し、ケースを閉じて、下流の処理に移動する必要があります。生産速度が向上するにつれて、手作業による梱包は一貫性のない梱包パターン、労働力への依存、製品の損傷、トレーサビリティの制限につながる可能性があります。

自動ケース包装機は、メーカーがフロントエンド包装プロセスと最終物流プロセスを接続するのに役立ちます。箱詰め機、フローラッパー、パウチ包装機、ボトル充填ライン、ラベル貼付システム、重量チェッカーから製品を受け取り、必要な梱包パターンに従って自動的にグループ化してケースに積み込むことができます。

このガイドでは、自動ケース包装機とは何か、その仕組み、一般的なマシンタイプ、主要な設計ポイント、および適切な二次包装ソリューションの選択方法について説明します。

自動箱詰め機はケース詰め機とも呼ばれ、製品を外箱や輸送用ダンボールに詰めるのに使用されます。通常、一次包装後または箱詰め機の後に取り付けられます。

ケース梱包業者は、次のような多くの製品形式を処理できます。

• 完成したカートン

• ボトル

• 瓶

• ポーチ

• 小袋

• フローラップ製品

• トレイ

• 浴槽

• バッグ

• 同梱品

• 医療機器のカートン

• 毎日の化学薬品ボトル

• 食品箱

この機械は、通常のスロット付きケース、ラップアラウンド ケース、トレイ、すぐに棚に並べられる包装、陳列用カートンなど、さまざまなケース スタイルに合わせて構成できます。生産要件に応じて、機械ローディング、サーボローディング、ガントリーローディング、デルタロボットローディング、または協働ロボットローディングが使用される場合があります。

完全な包装ラインでは、ケースパッカーはケースエレクター、カートンシーラー、ケースラベラー、重量チェッカー、視覚検査システム、およびパレタイザーと接続されることがよくあります。

二次梱包は単に商品を大きな箱に詰めるだけではありません。これは、輸送、保管、小売での取り扱い、トレーサビリティ、および最終的な顧客エクスペリエンスに影響します。

適切に設計された二次梱包プロセスは、次のことに役立ちます。

• 手作業による梱包作業を軽減

• 梱包パターンの一貫性を保つ

• 輸送中に製品を保護する

• ケースの密封品質を向上させる

• バッチとコードのトレーサビリティをサポート

• 生産データと物流データを接続する

• 製品取り扱い時のダメージを軽減する

• 製品のパレタイジングと出荷の準備

大量生産の場合、ケース梱包は手作業が集中することがよくあります。フロントエンドマシンが自動で稼働する場合でも、完成品をケースに詰める作業にはオペレーターが必要になる場合があります。このような状況では、自動ケース包装機がライン全体をより連続的にするのに役立ちます。

作業プロセスは、ケースのスタイル、製品の種類、速度、梱包パターンによって異なります。ただし、一般的なケースの自動梱包プロセスには次の手順が含まれます。

1. 製品供給

2. 製品の間隔と方向

3. 製品のカウントとグループ化

4. ケースの組み立てまたはケースの位置決め

5. 製品の積み込み

6. ケースの閉鎖と封印

7. 検査と不合格

8. ラベル貼りまたはパレタイジングへの排出

各ステップは上流および下流の機器と同期する必要があります。

製品は上流の機械からケース包装機に入ります。これらは、箱詰め機、パウチライン、充填ライン、包装機、ラベル貼付機、または重量チェック機から供給される場合があります。

製品供給システムには通常、次のものが含まれます。

• コンベヤーベルト

• ガイドレール

• 製品センサー

• 間隔をあけるための装置

• タイミングベルト

• 車線分離帯

• アキュムレーションコンベア

• 拒否確認センサー

供給セクションは製品の流れを制御する必要があります。製品が近づきすぎると、グループ化システムが失敗する可能性があります。製品が不規則に到着する場合、ケース梱包業者はバッファリング、インデックス作成、または視覚ガイドによる修正が必要になる場合があります。

繊細な製品の場合、インフィードコンベアは衝突と圧力を軽減する必要があります。カートンの場合、ガイド レールはカートンの角や印刷面を傷つけることなくスムーズな動きをサポートする必要があります。

ケースに積み込む前に、製品を正しい方向と間隔で並べる必要があります。方向は最終的な梱包パターンによって異なります。

例えば：

• カートンは直立するか平らに置く必要がある場合があります

• ボトルを列に並べる必要がある場合があります

• ポーチは重ねたり重ねたりする必要がある場合があります

• トレイをマトリックスにグループ化する必要がある場合があります

• 積み込む前にカートンを回転する必要がある場合があります

このセクションでは、機械ガイド、回転装置、サーボ ベルト、レーン ディバイダー、ストッパー、ロボットが使用される場合があります。目的は、すべての製品が正しい位置でグループ化エリアに入るようにすることです。

製品の方向性は、展示用のパッケージ、小売用のパッケージ、目に見えるラベルや印刷されたコードを使用したパッケージの場合に特に重要です。

ケース梱包機は、必要なケース数と梱包パターンに従って製品をグループ化します。このステップでは、各ケースに入る製品の数とそれらの配置方法が決まります。

一般的なグループ化方法には次のものがあります。

• レーン累積

• サーボインデックス

• 空気圧停止

• 機械的な照合

• ピックアンドプレイスのグループ化

• ロボットによるグループ化

• マトリックス形成

• スタック形成

梱包パターンの例は次のとおりです。

• 2×3

• 3×4

• 4×5

• 多層スタッキング

• カートンを並べて配置

• ボトルの列の配置

• トレイローディングパターン

グループ化システムは、ケースのサイズと製品の寸法に一致する必要があります。パターンが安定していない場合、荷重により製品のズレやケースの変形、数量不正確が発生する可能性があります。

多品種生産の場合、ケースパッカーはさまざまな製品数やケース形式に合わせてレシピを調整できる必要があります。

機械の構成に応じて、ケースは自動的に成形されることも、成形済みのケースとして供給されることもできます。

一部のケースパッカーには、統合されたケース組立システムが含まれています。フラットケースのブランクは、積み込む前に選択され、開かれ、成形されます。これにより、別個のケースエレクターの必要性が減り、ラインをよりコンパクトにすることができます。

多くの最終ラインシステムでは、別個のケースエレクターが空のケースを形成し、それらをケースパッカーに供給します。この設計は、ケース成形速度、ケース サイズ範囲、またはライン レイアウトによって独立した機械が必要な場合に適しています。

トレイ、ディスプレイボックス、または特殊なカートンの場合、ケースはあらかじめ成形された状態で提供される場合があります。ケースパッカーはケースを積み込みステーションに配置し、製品の積み込みを待ちます。

ケースの品質は重要です。段ボールの品質が低い、折り目が不均一である、接着接合部が弱い、またはケースの寸法が正しくない場合は、成形、積載、および封止に影響を与える可能性があります。

製品のローディングは、自動ケース包装機の中核機能です。積載方法は、製品タイプ、ケースのスタイル、速度、梱包パターンによって異なります。

トップロードケース梱包では、製品を上からケースに詰め込みます。この工法はカートン、ボトル、トレイ、パウチ、食品などに広く使用されています。これは、機械的なピックアンドプレース、ガントリー ロボット、デルタ ロボット、または協働ロボットによって実行できます。

トップロードパッキングは柔軟性があり、多くの製品形式に適しています。

サイドロードケース梱包では、製品を横からケースに押し込みます。この方法は、製品がすでにグループ化されており、ケースまたはカートンに水平に挿入できる場合によく使用されます。

サイドロード梱包は、特定のカートン製品、マルチパック、および通常の形状の品目に適しています。

ロボットケース梱包業者は、ロボットを使用して製品をピッキングし、ケースに入れます。ロボットの種類には、デルタ ロボット、多関節ロボット、ガントリー ロボット、協働ロボットなどがあります。

ロボットによるケース梱包は、製品の位置が異なる場合、柔軟なパターンが必要な場合、または丁寧な取り扱いが必要な場合に役立ちます。将来的に製品の切り替えが予想される工場にも最適です。

機械的な積み込みでは、プッシャー、プレート、または搬送機構を使用して、グループ化された製品をケースに積み込みます。定期的な製品や安定した生産形態に適しています。

製品サイズ、ケースサイズ、梱包パターンが固定されているか、限られた範囲内で変更される場合、機械システムはコンパクトで効率的になります。

アーム先端ツールまたはローディングヘッドは製品と一致する必要があります。一般的なグリップ方法には次のようなものがあります。

• 真空吸盤

• メカニカルクランプ

• ソフトグリッパー

• フォーク型グリッパー

• マルチヘッドピッキングツール

• レイヤー選択ツール

カートンの場合、グリッパーはカートンの表面を傷つけないようにする必要があります。ボトルの場合は、不安定な傾きを避けてください。パウチまたはソフトパックの場合、輸送中に製品の形状を維持するために真空プレートとサポートプレートが必要になる場合があります。

製品を積み込んだ後、ケースを閉じて密封する必要があります。クローズ方法はケースのタイプによって異なります。

一般的な封止方法には次のようなものがあります。

• テープシール

• ホットメルト接着剤によるシーリング

• フラップ折りたたみ

• タックインクロージング

• トレイカバー

• 蓋を閉める

通常のスロット付きケースの場合、上部のフラップは折りたたまれ、テープまたは接着剤で密閉されます。ラップアラウンドケースの場合、ケースブランクが製品グループの周りを包み込み、接着剤で密封されます。小売用ケースの場合は、開閉のしやすさと棚の陳列のしやすさを考慮した開閉設計を行う必要があります。

ケースの密閉品質は輸送の安全性に影響します。フラップの折り方が正しくない、テープの貼り付けが弱い、接着剤の接着が不十分、またはケースが変形していると、取り扱い中にパッケージの破損が発生する可能性があります。

自動ケース梱包ラインには、ケースの積み込みの前後に検査システムを組み込むことができます。これらのシステムは、パレタイジングまたは出荷に入る前に、各ケースが正しく梱包されていることを確認するのに役立ちます。

一般的な検査項目は次のとおりです。

• 商品数の確認

• ケースの存在検出

• ケース開封確認

• 製品積載確認

• ケース重量検査

• バーコードまたはQRコード認証

• ラベルの存在検出

• フラップ閉まり検査

• テープまたは接着剤の確認

• 確認を拒否する

医薬品および医療機器の包装では、トレーサビリティのためにカートン コードとケース コードをリンクする必要がある場合があります。食品や日用化学製品の場合、ケースの重量検査とケースのラベルの確認が重要になることがよくあります。

欠陥のあるケースが見つかった場合、システムはパレタイジング前にそのケースを拒否できます。これにより、間違ったケースが倉庫や出荷に入るのを防ぎます。

密封と検査の後、完成したケースは下流の装置に排出されます。

一般的なダウンストリーム マシンには次のものがあります。

• ケースチェッカ

• 印刷して貼るラベラー

• バーコード認証システム

• ケースシーラー

• パレタイザー

• ストレッチラッパー

• 倉庫エリアへのコンベア

排出セクションは、ケース重量、ライン速度、パレタイジング要件、工場レイアウトに従って設計する必要があります。

ケースパッカーがパレタイザーに直接接続されている場合、ケースの向きと間隔を制御する必要があります。これは、パレタイザーが安定したパレット パターンを作成するのに役立ちます。

ロボット包装機は、ロボットを使用して製品をピッキングしてケースに入れます。柔軟な梱包、複数の製品形式、不規則な製品の流れ、および丁寧な取り扱いが必要な用途に適しています。

カートン、パウチ、ボトル、トレイ、その他の完成品に使用できます。ビジョン システムを使用すると、ロボットは製品の位置を識別し、ピッキングの柔軟性を向上させることができます。

ラップアラウンドケースパッカーは、平らな波形ブランクを製品グループの周りに巻き付けます。コンパクトなケース包装と強力な製品保持が必要な製品によく使用されます。

このタイプは、製品の周囲にケースブランクを形成できるボトル、缶、カートン、およびマルチパック製品に適しています。

RSC ケースパッカーは、製品を通常のスロット付きケースに詰め込みます。ケースは、一体化されたケース正立システムによって、または別個のケース正立装置によって形成され得る。装填後、ケースが閉じられて密封されます。

物流や倉庫では通常のスロット付きケースが一般的であるため、RSC ケース梱包は広く使用されています。

トップロードケースパッカーは製品を上からケースに詰めます。多くの業界に適しており、機械式ピッカー、ガントリー システム、デルタ ロボット、または協働ロボットと連携できます。

サイドロードケースパッカーは、製品を横からケースに押し込みます。ケース内に水平方向に押し込むことができるグループ化された製品に適しています。

協働ロボット包装機は、低速から中速のアプリケーションまたは柔軟な包装ラインに使用できます。生産スペースが限られている場合、製品の切り替えが頻繁である場合、またはコンパクトな自動化ソリューションが好まれる場合によく選択されます。

実際の安全設計は、ロボット、グリッパー、製品の重量、速度、および地域の安全評価によって異なります。

箱詰め機とケースパッカーは、異なる包装段階で使用される別の機械です。

箱詰め機は、製品を小さな折りたたみ式カートンに詰め込みます。ケースパッカーは、完成品または完成したカートンを大きな輸送用ケースに梱包します。

典型的な行は次のようになります。

1. 一次包装

2. 製品供給

3. 自動箱詰め

4. コード検査または重量チェック

5. 自動ケース梱包

6. ケースの封止

7. ケースのラベル付け

8. パレタイジング

たとえば、医療機器は最初に UDI 検証を使用して小さなカートンに梱包される場合があります。次に、いくつかのカートンがグループ化され、配送ケースに積み込まれます。ケースにはケースラベルが付けられ、トレーサビリティのためにカートンコードにリンクされる場合があります。

食品の場合、カートナーは個々の品目を小売用カートンに梱包し、ケース梱包者はそれらの小売用カートンを流通用の出荷ケースに積み込みます。

サプライヤーは、まず製品のサイズ、重量、形状、表面素材、安定性を理解する必要があります。硬いカートン、柔らかいパウチ、丸型ボトル、壊れやすいトレイでは、異なる取り扱い方法が必要です。

重要な製品詳細には次のものが含まれます。

• 製品寸法

• 製品重量

• 製品の材質

• 製品の方向性

• 表面状態

• 脆弱性

• 1ケースあたりの商品数

• 上流出力速度

ケースのデザインは機械の構造に影響を与えます。通常のスロット付きケース、トレイ、ラップアラウンド ケース、ディスプレイ ケースでは、異なる成形方法と閉鎖方法が必要です。

次の情報が必要です。

• ケースの長さ、幅、高さ

• ケースの図面

• ケース素材

• 板厚

• フラップ構造

• 開く方向

• シール方法

• 完成ケース重量

梱包パターンは、それぞれのケースで製品がどのように配置されるかを定義します。これにより、グループ化システム、ローディングヘッド、ロボットの経路、およびケースのサイズが決まります。

例としては、単層パターン、多層パターン、直立パッキング、フラットパッキング、混合配向パッキングなどがあります。

目標速度は、実際の運用ニーズに基づく必要があります。これは、上流の生産量、製品のグループ化時間、ロボットのピッキング能力、積載パターン、ケース形成速度、および下流の設備の影響を受けます。

ライン設計では各機械間の速度バランスが重要です。上流の製品の流れが不安定である場合、または下流のパレタイジングにバッファがない場合、高速ケースパッカーは適切なパフォーマンスを発揮できません。

複数の SKU を扱うラインの場合は、切り替えを考慮する必要があります。調整可能なガイド レール、クイックチェンジ グリッパー、レシピ管理、サーボ位置決め、明確な HMI 設定により、オペレーターのミスを減らすことができます。

規制された業界や高額な製品の場合、ケース包装機に検査機能やトレーサビリティ機能が必要になる場合があります。これには、バーコードの検証、ケースのラベル印刷、重量チェック、およびカートンからケースへの集計が含まれます。

利用可能なスペースはマシンの選択に影響します。直線レイアウトが必要な路線もあれば、U 字型または L 字型レイアウトが必要な路線もあります。コンベヤの高さ、ケースの流れの方向、オペレータのアクセス、メンテナンススペース、パレタイジング位置をすべて考慮する必要があります。

適切な自動ケース梱包ソリューションを設計するには、次の情報を準備してください。

• 製品名

• 製品のサイズと重量

• 製品の写真や図面

• 製品指向の要件

• 上流のマシン速度

• 商品の到着状況

• 製品が壊れやすいか、変形しやすいか

• ケースタイプ

• ケース寸法

• ケースの図面

• 段ボール仕様

• シール方法

• ケースサンプルがあれば

• 最終的なケース重量

• 1ケースあたりの商品数

• 梱包パターン

• レイヤー配置

• 目標速度

• SKU の数

• 切り替え頻度

• 必要な自動化レベル

• 上流の機器

• 下流側の機器

• 利用可能なレイアウト

• ケースラベルの要件

• パレタイジング要件

• トレーサビリティ要件

• 電圧と空気供給

この情報により、サプライヤーは最適な積載方法、機械のレイアウト、グリッパーの設計、および制御構成を評価できます。

多くの工場では、次の問題が発生したため、ケースの自動梱包を検討しています。

• 高い労働力を必要とする

• ケースごとの製品数が一貫していない

• 不安定なパッキングパターン

• 手作業による製品の損傷

• 上流のマシンの速度に追いつくのが難しい

• 製品とケース間のトレーサビリティが限られている

• 長時間勤務時のオペレーターの疲労

• オペレータ間でのパッキングのばらつきが大きい

• 手動梱包ステーションのためのスペースが不十分

自動ケース包装機は、製品の流れ、ケースのスタイル、梱包パターンが適切に設計されている場合、これらの問題を軽減できます。

自動ケース包装機は、カートン、ボトル、瓶、パウチ、トレイ、袋、バンドル製品、およびその他の多くの完成品を処理できます。ローディングシステムとグリッパーは製品の特性に応じて設計する必要があります。

カートナーは製品を小さな小売用カートンに梱包します。ケースパッカーは、完成品または完成したカートンを輸送と保管のために大きな輸送ケースに梱包します。

はい。多くの包装ラインでは、カートン詰め機からの完成したカートンは、グループ分けと積み込みのためにケース包装機に直接転送されます。

ロボットケース梱包は、特に製品や梱包パターンが変更される場合の柔軟な用途に適しています。ただし、最終的な設計は、製品のサイズ、速度、ケースの形式、グリッパーの実現可能性に依存します。

一般的なケースのスタイルには、通常のスロット付きケース、ラップアラウンド ケース、トレイ、ディスプレイ ケース、すぐに棚に並べられるパッケージなどがあります。マシンの構造は、選択したケース形式と一致する必要があります。

はい。プロジェクトの要件に応じて、バーコード検証、ケースラベル検査、重量チェック、およびカートンからケースへの集計を統合できます。

トップロードケース梱包は、上から取り出して設置する製品に適しています。サイドロードケース梱包は、ケースに水平に押し込むことができるグループ化された製品に適しています。選択は、製品の形状、ケースのデザイン、梱包パターン、および速度によって異なります。

はい、多くのケースパッカーは、定義された範囲内でさまざまなケースサイズに合わせて調整できます。頻繁に切り替えを行う場合は、レシピ制御、調整可能なガイド、およびクイックチェンジグリッパーをお勧めします。

自動ケース包装機は、二次包装と最終工程の自動化の重要な部分です。完成品や小売用カートンを出荷用ケースに接続することで、メーカーが手作業の梱包作業を削減し、梱包の一貫性を向上させ、製品を保護し、ラベル付け、パレタイジング、出荷用のケースを準備できるようになります。

最適なケース梱包ソリューションは、製品の特性、ケースのスタイル、梱包パターン、速度、検査要件、工場のレイアウト、下流の統合によって異なります。このため、ケースパッカーの選択は、機械の価格や理論上の速度だけに焦点を当てる必要はありません。製品の供給からケースの排出までの完全なプロセスを評価する必要があります。

SieracTech は、食品、医薬品、医療機器、化粧品、日用化学品、産業用途向けに、自動ケース包装機と完全な最終製品包装ソリューションを提供しています。お客様の製品サンプル、ケース図面、梱包パターン、目標速度、レイアウト要件に応じて、生産ライン向けの実用的な二次梱包ソリューションの設計をお手伝いします。

自動ケース梱包プロジェクトを計画していますか?製品形式、ケースのスタイル、梱包パターン、最終工程の自動化レイアウトについては、SieracTech にお問い合わせください。