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ケーススタディ

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グラム・イクイップメント社は、俊敏で柔軟な多軸包装ソリューションを生み出す

アイスクリーム業界の大手機械メーカは過酷な生産環境向けの最先端の包装ソリューションを設計

과제

  • グラム・イクイップメント社は、そのマシンとラインソリューションの開発における業界と消費者の需要に対応する必要があった。

솔루션

결과

  • GCSは、毎分最大660の製品を処理でき、各レイヤで最大4つの異なる製品フレーバーを使用可能
  • マルチ製品/マルチカートン機能
  • 設置面積が小さい
  • 既存の製造施設に適合する柔軟な設計
  • 単一プロトコルのインフラは配線を減少

背景

デンマーク南部に位置するグラム・イクイップメント社は、2014年にグラム・イクイップメント社とWCBアイスクリームの合併によりポジションを強化した、アイスクリームのための機器を生産する世界有数のメーカの1つです。

世界中に300人以上の従業員を擁し、デンマークと米国にオフィスを構える同社は、柔軟な統合ソリューションを求めているアイスクリーム生産者やその他の食品加工会社に、完全にオーダーメイドの生産ラインを提供しています。

これらの特別に設計されたソリューションは、個々の組立ラインから完全な生産プラントまでのアプリケーションをカバーし、成形、押出、充填、ラッピング、パッキング用の機器、冷凍庫、原料フィーダ、再製造およびアップグレードキットを含みます。取り扱う製品の形式には、スティックアイス、コーン、サンドイッチ、バルク、カップ、デザート/ケーキなどがあります。

俊敏性と柔軟性の高いストレージ、生産、包装ソリューションの導入を検討しているお客様が増えている中、グラム・イクイップメント社は常に業界の最新の生産需要や消費者からの製品需要に対応できるよう、製品範囲を拡張および進化させる方法を模索しています。

柔軟性と俊敏性を提供するように設計されたそのようなマシンの1つが、同社のGCSです。GCSは、自動梱包ソリューションのラインナップの最新製品であり、フレックス・ピッカー・ロボットを使用して、驚異的な柔軟性と速度で製品をカートンに配送します。この新しいマシンの中心は、Allen-Bradley®のオートメーション、モーション、安全ソリューションです。

グラム・イクイップメント社は、OEMプログラム参加者としてのロックウェル・オートメーションのPartnerNetwork™プログラムのメンバーです。ロックウェル・オートメーションのOEMプログラムのメンバーは、製造メーカがビジネスの俊敏性を向上させ、生産性を最適化し、ビジネスパフォーマンスを向上させるのに役立つ高品質で革新的な機械と設備を提供することへの取り組みを実証しています。これらのPartnerNetworkメンバーは、ロックウェル・オートメーションの製品、テクノロジ、業界の専門知識を使用することで、エンドユーザがサステナビリティ(持続可能性)と安全コンプライアンスの目標を達成するのにも役立ちます。

課題

GCSマシンは、特にアイスクリームの包装用に開発されました。動作時には、前のグラム製造機からコンベアーに供給された個別に包装されたアイスクリームを受取り、所定の数とパターン(色/フレーバーのミックス)を段ボール箱に入れます。

オートメーションソリューションは、さまざまな製品フレーバーの自動バランシング、さまざまなマルチフレーバーパックの同時生産、さまざまなパックパターンの同時生産、さまざまなパック/カートンサイズとパターンフォーマット間の簡単な切換えなど、多くの機能を最小限の介入で制御する必要があります。これらはすべて、上流と下流のプロセスにボトルネックを引き起こさない速度で実行する必要があります。

パッキング形式には、1つのフレーバー/2レイヤ、2つのフレーバー/2レイヤ、4つのフレーバー/1つのレイヤ、4つのフレーバー/2つのレイヤ、および異なるフレーバーの垂直または水平に交互配置された製品を含めることができます。

このタイプの製品/パッケージの多様性と速度には、オートメーションとモーションの基盤のすべての面の非常に緊密な統合、ならびに安全システム、ライン内の他のオートメーション資産およびプラントの企業向けソリューションとの効果的な相互運用性が必要です。

ソリューション

グラム・イクイップメント社のセールス&マーケティング担当副社長であるアンデシュG.トルベンセン氏によると、「このマシンは、生産ラインの他のグラム機器マシンと可能な限り効果的に統合するように設計されているため、Allen-Bradleyの製品に基づくオートメーションおよびモーションソリューションを開発することを決定しました。特に運用統合、スペア、メンテナンスに関して、他のラインと同じ制御システムを使用することには多くの利点があることがわかりました。」

GCSは、制御ソリューションの中核にAllen-BradleyのControlLogix®プログラマブル・オートメーション・コントローラ(PAC)を搭載しています。GCSシステムに搭載されているロボットの数(2または4)に応じて制御軸の数は異なりますが、最大のGCSシステムには、31のAllen-BradleyのKinetix® 5700サーボドライブ制御の軸と、6つのAllen-BradleyのPowerFlex® 525 可変周波数ドライブ制御の軸があります。

デルタロボット(XYZ移動)ごとに3台のサーボドライブが使用され、追加のドライブがツールの回転に使用されます。カートンキャリアには2台のサーボドライブが使用され、2台はカートンアウトレットに、2台はボックスストップに使用されます。4台のサーボドライブは、ポケットコンベア上の製品の動きを提供し、別の4つは製品の送り込みに、4台はプルノーズ(製品の落下)に使用されます。6台のPowerFlex可変周波数ドライブは、カートンの送りと製品の受取りに使用されます。

制御基盤を完成させるのは、EtherNet/IP™で実行される安全ソリューションであり、Allen-Bradleyの安全POINT I/O™が取付けられたGuard ControlLogixを活用します。これは生産ラインで最大の柔軟性とモジュール性を実現する必要がある場所にローカルに配置できます。PowerFlexとKinetixドライブの両方ともEtherNet/IP上で通信し、CIP Safety™機能を活用します。安全データは、モーションおよび制御データと同じワイヤとIPアドレスを使用して送信されます。これは、システム全体の配線を削減するのに役立つ基盤です。

結果

グラム・イクイップメント社は、業界の知識、技術的専門知識、およびロックウェル・オートメーションの高度なオートメーション、モーションおよび安全ソリューションの導入と組み合わせた高度な機械設計機能の結果として、各層に最大4つの異なる製品フレーバーを備え、毎分最大660製品を処理できる高性能マシンを開発しました。

スティック、バー、サンドイッチ形式を扱うことができるライン設計は、既存の生産設備に適合するのに十分な柔軟性があり、その小さな設置面積は、限られた貴重な工場の不動産を効率的に活用します。

グラム・イクイップメント社はロックウェル・オートメーションのOEMパートナです。トルベンセン氏は次のように説明します。「当社のパートナステータスに関して最も重要な利点は、ロックウェル・オートメーション組織内の関連専門家へのアクセスです。特別なトレーニングへのアクセスも重要であり、私たちは確かに過去にこれを使用しました。私たちはロックウェル・オートメーションでの作業経験を楽しんでおり、その輸出サポートは不可欠です。実際、そのグローバルサポートにより、確かに競争上の優位性を生み出すことができました。また、プログラミングや製品開発の際にロックウェル・オートメーションの専門家と積極的に協力しています。」

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