パレタイジング・積み付けに使えるロボット

パレタイジングロボットの選び方

パレタイジングは、ロボット導入の入口として最も多い用途のひとつです。作業が単純で、繰り返しが多く、腰への負担が大きい。自動化の効果がはっきり出ます。

ただし「可搬 10kg、リーチ 1300mm あれば足りるだろう」で選ぶと、現場に据えてから困ることが多い工程でもあります。

最初に測るのは、箱ではなくパレットの高さ

見落とされがちなのが積み上げたときの最上段の高さです。

ロボットは、パレットの一番上に箱を置くとき、箱の高さぶん手先を持ち上げなければなりません。1200mm まで積むなら、手先は 1200mm + 箱の高さ + グリッパの厚み の位置に届く必要があります。垂直多関節ロボットは、高い位置と遠い位置を同時に狙うと可動範囲の端に来て、姿勢の自由度がなくなります。

対策は二つです。

昇降軸（リフト軸）と組み合わせる。 ロボットを昇降するコラムに載せ、高さはコラムが、水平方向はアームが担当します。パレタイジングで最も一般的な構成です。

専用のパレタイジングロボットを使う。 手先が常に水平を保つ 4 軸構造のものがあり、同じ可搬重量なら垂直多関節より安く、速く積めます。姿勢を変える必要がない作業では有力です。

可搬重量は「箱 + グリッパ」で考える

カタログの可搬重量は手先に付くもの全部の合計です。10kg の箱を扱うのに可搬 10kg のロボットを選ぶと、グリッパの重さぶん足りません。

吸着パッドは軽くて 2〜3kg、複数箱を同時に掴むツールなら 10kg を超えることもあります。箱の重さの 2 倍程度の可搬重量から検討を始めると外しにくいです。

加えて、カタログ値ぎりぎりでは加減速が鈍り、サイクルタイムが伸びます。速度が要件なら、さらに余裕を見ます。

サイクルタイムの見積もり方

「1 分間に何箱」で要件を出します。ライン側の流量から逆算してください。

注意点として、カタログの最高速度から計算した値は実機と乖離します。実際には次が積み上がります。

• コンベアから箱を検出して掴むまでの待ち
• 吸着の確立と解放（真空到達には時間がかかります）
• 段の切り替わりでの姿勢変更
• パレット交換の中断

要件がぎりぎりなら、SIer にシミュレーションを依頼してください。導入後に「1 割足りない」となると、打つ手がほとんどありません。

荷姿とグリッパ

グリッパの選定は、実はロボット選定より難しい部分です。

• 段ボール — 吸着が基本。ただし表面がざらついていたり、通気孔があると吸着力が落ちます。実物でテストしてください。
• 袋物 — 吸着では持てないことが多く、フォーク式やクランプ式になります。
• 重い箱 — 吸着だけでは落下リスクがあるため、下から支える爪を併用します。
• 混載 — 荷姿が毎回変わるなら、3D ビジョンと汎用グリッパが要り、費用は跳ね上がります。

サンプルを送って実機テストをしてもらうのが確実です。多くのメーカーや SIer がテスト設備を持っています。

安全の扱い

パレタイジングは、協働ロボットでも柵が必要になりやすい工程です。理由は単純で、扱っているものが重いからです。

アームが低速でも、10kg の箱が 1.5m の高さから落ちれば怪我をします。ISO/TS 15066 の接触力の閾値を満たしていても、ワーク自体の危険は消えません。

「協働ロボットだから柵なし」を前提に計画を立てず、リスクアセスメントの結果として決めてください。詳しくは協働ロボットは本当に安全柵なしで置けるのかにまとめています。

費用の目安

本体価格だけで判断しないでください。パレタイジングのシステム価格には、おおむね次が含まれます。

• ロボット本体
• 昇降軸またはコラム
• グリッパ（吸着ユニット、真空ポンプ含む）
• 架台・安全柵・エリアセンサ
• パレット供給／排出のコンベアや台車
• ティーチングと安全評価

本体価格の 2〜3 倍を見込むのが現実的です。システム価格の内訳は用語集にもまとめてあります。