ハンドリングロボット購入者ガイド: ペイロード、リーチ、軸の選択

2026 年には、パレタイジングとマテリアルハンドリングの自動化は、予算が最も豊富な最大規模の工場だけのものではなくなります。食品、飲料、物流、消費財を扱う中堅メーカーは現在、産業用パレタイジング ロボットを標準装備として導入しており、最初からシステムのサイズを正しく設定すれば、成功を収めています。

私は SZGH で 10 年以上、数十カ国のバイヤーが自社の生産ラインに適したハンドリング ロボットを見つけるのを支援してきました。私が最も楽しんでいる電話は、生産マネージャーがレイアウト、製品構成、スループット目標について説明してくれる電話です。そして 30 分以内に明確な仕様が得られます。私が最も難しいと感じる電話は、誰かがすでに購入したロボットが必要なグリッパーに対してサイズが小さかったり、倍幅のパレットスタックの隅に手が届かなかったりする場合のフォローアップです。

この パレタイジング ロボット購入者向けガイドは 、私が毎週答える実践的な質問を中心に構成されています。積載量の計算方法、リーチをパレット レイアウトにマッピングする方法、4 軸アームと 6 軸アームのどちらが必要か、グリッパーの選択方法、システム投資の合計が実際にどのようになるかなどです。当社を含むサプライヤーに相談する前に、これをチェックリストとして使用してください。

ハンドリング vs. パレタイジング vs. ピックアンドプレイス: アプリケーションの定義

産業用パレタイジング ロボットの仕様を評価する前に、ロボットにどのようなタスクを実行させるかを正確に把握する必要があります。 3 つのカテゴリは重複していますが、設計上の優先順位が異なります。

マテリアル ハンドリング ロボット は、部品、アセンブリ、またはパッケージをある場所から別の場所に移動するために使用される汎用アームです。機械の積み込みと積み降ろし、コンベア間での品目の移送、または包装ラインへの供給などです。彼らはシフトを通じて多くの異なる製品の形状や重量を扱うことがあります。ここで重点を置くのは、汎用性と再現性です。

パレタイジング ロボット は、マテリアル ハンドリングの特殊なサブセットです。彼らの仕事は反復的です。バッグ、ケース、トレイなどの一貫したパッケージを選択し、それを定義された層パターンでパレット上に高速で 1 日 8 ～ 24 時間置きます。スループットとペイロードの耐久性は、手首の器用さよりもはるかに重要です。これが、ほとんどのパレタイジングロボットが 6 軸ではなく 4 軸設計である理由です。

ピックアンドプレイスロボットは 積載量よりも速度を優先します。デルタ スタイルおよびスカラ ロボットは、軽量アイテムの場合は 1 分間に数百回のピッキングを実行できますが、5 ～ 10 kg より重いカートンやパレットの高さの積み重ねには適していません。

私がクライアントと新しいアプリケーションに取り組むとき、クライアントがスペインの瓶詰め工場を運営しているのか、カナダの冷凍食品配送センターを運営しているのかにかかわらず、私が最初に尋ねる質問は次のとおりです。「このタスクは一貫した SKU で繰り返されるのでしょうか、それとも変化しますか?」一貫した繰り返しはパレタイジング ロボットを指します。可変性と柔軟性は、一般的なハンドリング ロボット (おそらく 6 軸) を指します。要件が混在している場合は、両方が必要になる場合があります。

軸構成のより詳細な比較については、に関する投稿を参照してください。 6 軸ロボットと 4 軸ロボットの決定.

パレタイジング時の積載量の計算: 製品重量 + グリッパー + 安全率

ペイロードのサイズを小さくすることは、この業界で私が目にする最も一般的でコストのかかる間違いです。購入者は、製品の重量 (たとえば、小麦粉 20 kg の袋) に注目して、定格 25 kg または 30 kg のロボットを選択します。その後、試運転中に、必要な真空グリッパーの重量が単体で 8 ～ 12 kg であることがわかります。ロボットは現在、各サイクルで定格能力以上で動作しているため、磨耗が促進され、保証が無効になります。

の正しい式は パレタイジングロボットのペイロード計算 次のとおりです。

必要なロボット可搬質量 = (製品重量 + グリッパー重量) × 1.15 安全係数

作業例:

• 製品: セメントまたは動物飼料の 20 kg 袋

• グリッパー: デュアルプレート真空グリッパー、8 kg

• 合計：28kg

• 安全率 1.15 の場合: 28 × 1.15 = 32.2 kg

• 正しい選択: 少なくとも 50 ～ 60 kg の定格を持つロボット、またはグリッパー交換のためのヘッドルームが必要な場合は、 B1500-C-4 (ペイロード 100 kg)

なぜ 1.0 ではなく 1.15 なのでしょうか?安全係数は、加速および減速中の動的荷重、時間の経過に伴うグリッパーコンポーネントの摩耗、および製品重量がバッチごとに異なる可能性を考慮しています。特に食品と飲料では、充填重量の許容誤差により、「20 kg」のバッグが実行によっては 21.5 kg に達する可能性があります。食品生産におけるパレタイジングロボットアプリケーションの詳細については、当社の投稿を参照してください。 食品および飲料用のパレタイジングロボット.

パレタイズロボットの最大可搬質量はどれくらいですか? SZGH B シリーズの最大ユニットは 300 kg に達します。 B3100-G-4 。業界レベルでは、大手メーカーの特殊な重量積載パレタイザーは 500 kg を超える場合がありますが、これらはカタログ購入ではなくエンジニアリング プロジェクトです。ケース、バッグ、ドラム缶、バケットなど、最終ラインのパレタイジング用途の大部分では、100 ～ 300 kg クラスのロボットが全範囲をカバーします。

ロボットの選択を最終的に決定する前に、必ずエンドエフェクターのサプライヤーにグリッパーの重量仕様をリクエストしてください。まだグリッパーの設計を評価している場合は、控えめなプレースホルダーとして 12 ～ 15 kg を追加してください。

リーチと作業範囲: パレットのレイアウトをロボットの仕様にマッピングする方法

ペイロードはサイジング方程式の半分にすぎません。ロボットは製品に対して十分な強度を備えていても、アームが短すぎるためにパレットの隅を見逃してしまう可能性があります。これは、ロボットが 2 つのパレットを同時に処理するダブル パレット ステーションや、ロボットが遠くだけでなく高いところにも到達する必要がある高ベイ スタッキングの場合に特に重要です。

私がすべての新規クライアントに対して使用するリーチ計算式は次のとおりです。

必要なリーチ = ロボットベースの中心からパレットの最も遠い隅までの距離 + 150 ～ 200 mm のバッファ

作業例:

• ロボットベースは、並べて配置された 2 つの 1200 × 1000 mm ユーロパレットの中央に配置されています

• 組み合わせパレット幅: 2400 mm;ロボットベースが中心にあるため、外側の端まで 1200 mm

• パレットの奥行きの半分を追加: 500 mm

• 奥の隅までの直線距離：約1300mm（ピタゴラス計算）

• 175 mm バッファを追加: 必要なリーチ ≈ 1475 mm → 1500 mm リーチのB1500-C-4 が最小適合です。 B2100-F-4はより快適なマージンを提供します 2100 mm の

バッファはオプションではありません。これは、生産時にロボットがアームの最大伸長の 100% で動作しないという事実を説明しています。そうすることで関節に負担がかかり、精度が低下します。最大リーチの 80 ～ 90% で動作することが実用的なスイートスポットです。

垂直方向のリーチ も同様に重要ですが、見落とされがちです。完成高さ 2200 mm までパレットを積み重ねる場合、ロボットはベースを固定したまま最上層に到達するために垂直ストロークが必要です。評価しているロボットの動作範囲図で、水平到達距離と最大高さの両方を確認してください。

マルチパレット ステーション (インフィード コンベア、2 つのパレット ポジション、および合紙ディスペンサー) の場合は、指定する前に、縮尺に合わせてレイアウトを描き、ロボット アームの半径をマークすることを常にお勧めします。これには 30 分かかり、最も一般的なレイアウト エラーが排除されます。

4 軸と 6 軸のハンドリング ロボット: 速度、柔軟性、コストの比較

これは、の中で最もよく受ける質問です 資材運搬ロボットの選択ガイド。4 軸が必要ですか、それとも 6 軸が必要ですか?

正直な答えは完全にアプリケーションによって異なります。そして、ほとんどのパレタイジング アプリケーションでは 6 軸は必要ありません。

4 軸パレタイジング ロボット (多関節、手首の向きが固定) は、最終ラインのケースや袋のパレタイジング専用に設計されています。 SZGH B シリーズの 4 つのモデルはすべて 4 軸です。利点は明らかです。

• 速度: 軸が少ないほど、計算オーバーヘッドが減り、パス計画が高速化されます。 4 軸パレタイザーは通常、標準的な層パターンで 1 時間あたり 1,200 ～ 1,500 サイクルを達成します。

• ペイロード効率: ロボットの定格ペイロードの多くは、重い 6 軸リスト アセンブリのサポートではなく、製品に当てられます。

• コスト: 4 軸パレタイジング ロボットは、通常、同等のリーチの 6 軸アームよりも 20 ～ 35% 安価です。

• プログラミングのシンプルさ: レイヤー パターンは、フルモーション プログラマではなく、パレタイジング ティーチ ペンダント インターフェイスで定義されます。ほとんどのライン スーパーバイザは、数時間以内に新しい SKU を追加できるようにトレーニングできます。

6 軸ロボットは 、経路の途中で製品を 90 度回転させたり、特定の部品の向きを必要とする機械に積み込んだり、上流プロセスから異なる向きで到着する不均一なカートンを処理したりするなど、手首の向きを変える必要があるアプリケーションを処理するのに合理的です。ラインでピッキング、検査、ラベル付け、配置も行うロボット (マルチタスク セル) が必要な場合、6 軸が最適なプラットフォームです。

パレタイジングロボットのサイクルタイムはどれくらいですか? 標準リーチで 25 kg のケースをパレタイズする 4 軸ロボットの場合: 1 サイクルあたり 8 ～ 12 秒、または 1 時間あたり 300 ～ 450 サイクルが予想されます。より高速な 4 軸ユニットでは、1 サイクルあたり 6 ～ 8 秒を達成します。 1 台のロボットは 1 サイクルあたり 10 秒で、1 時間あたり 360 ケースを処理します。これは、ほとんどの単一ラインの消費財用途には十分です。の専用投稿をご覧ください。 6 軸と 4 軸のロボットのトレードオフ。 完全な並列解析における

パレタイジングロボットとガントリーシステムのどちらを選択すればよいですか? ガントリー システム (オーバーヘッド レール上のデカルト ロボット) は、作業範囲が非常に大きくて長方形である場合 (倉庫の通路など)、および可搬質量が非常に重くて均一である場合に優れています。多関節パレタイジング ロボットは、パレット領域がコンパクトで固定ベースからアクセスできる場合、設置の柔軟性、床面積、コストの面で優れています。リーチが 3100 mm 未満のほとんどの最終工場用途では、多関節アームの方がより良い投資となります。

グリッパーの選択: 真空、機械および混合 SKU ハンドリング ソリューション

グリッパーは、ほとんどのパレタイジング システム設計が成功するか苦労するかのどちらかです。ロボット アームは汎用プラットフォームです。グリッパーは実際に製品に触れるシステムの一部であり、特定の包装タイプ、表面、重量に合わせて設計する必要があります。

真空グリッパーは 、密封されたカートン、箱、および平らな上部の袋に最も一般的な選択肢です。吸盤は製品の設置面積に合わせたパターンで配置されています。利点: 穏やかな接触、速いサイクルタイム、SKU ごとの機械的な調整は必要ありません。制限事項: 真空グリッパーは、多孔質の包装 (オープンウィーブ袋、農産物トレイ、メッシュバッグ)、非常に曲面な表面、または外側に湿気のある製品ではうまく機能しません。

機械式クランプ グリッパーは 、対向するパドルまたはフィンガーを使用して製品を側面または底面から掴みます。ドラム缶、バケツ、扱いにくい形状のカートン、上面が平らでないアイテムに適しています。その代償として、可動部品の増加、空気圧またはサーボ作動、設置面積の拡大など、複雑さが増します。

2026 年には、混合 SKU の取り扱いの 要件がますます高まっており、特に 1 つのロボット セルで複数の製品ファミリーを実行している配送センターでは顕著です。最も実用的なソリューションは、ハイブリッド グリッパー (機械的に調整可能なフレーム上の真空カップ) と、SKU を識別してグリップ パラメーターを自動的に調整するビジョン システムを組み合わせたものです。 1 つのロボット アームで複数の SKU をパレット化できますか? はい、グリッパーの設計が設置面積の範囲に対応しており、ロボット コントローラーに各 SKU の視覚ガイド付きピッキング ルーチンがある場合は可能です。プログラミングへの投資は高くなりますが、10 を超える SKU ファミリを実行している施設では運用の柔軟性が大幅に高まります。

私のアドバイス: グリッパーの見積もりをリクエストするときは、常に最も重い SKU と最も幾何学的に難しい SKU を同時に指定してください。最初から両方の極端な設計を行う方が、後からグリッパーを改造するよりもはるかに安価です。

安全性と統合: フェンシング、ビジョン システム、ラインの互換性

ロボットアームだけではパレタイジングシステムとして機能しません。周囲の安全インフラ、ライン統合、およびソフトウェアも同様に重要であり、これらは総プロジェクトコストのかなりの部分を占めます。これについてはセクション 8 で説明します。

物理的なフェンスとガードは、 依然としてほとんどの産業用パレタイジングセルの基本的な安全基準です。一般的なセルの周囲には 3 面に安全定格のフェンスがあり、パレットの取り外しのために安全に連動した入場ゲートが付いています。レーザー スキャナとエリア センサーは、ハード フェンスの代替または補完として使用されることが増えており、フォークリフトやオペレーターが完全な非常停止なしで速度を落とした状態で進入できる共同ゾーンが可能になります。

ビジョン システムは 、パレット位置確認 (パレットの配置が変動する場合に便利)、混合 SKU ラインの SKU 識別、およびレイヤー完了検証の 3 つの領域で機能を追加します。エントリーレベルの 2D ビジョン システムは、ほとんどの均一 SKU アプリケーションには十分ですが、システム コストに 3,000 ～ 8,000 ドル追加されます。デパレタイズまたは完全に混合された SKU セルの 3D ビジョンには、15,000 ～ 40,000 ドルの追加料金がかかる可能性があります。

ライン互換性 とは、ロボット セルが上流および下流の機器と通信する必要があることを意味します。少なくとも、ロボット コントローラーには、インフィード コンベア (製品準備完了信号) およびパレット コンベア (パレットフル信号) へのドライコンタクト I/O 接続が必要です。最新の設備では、プラント PLC との緊密な統合のために EtherNet/IP または PROFIBUS が使用されています。当社が完全なシステムを提供する場合、統合ラダー ロジックと試運転サポートを提供します。ただし、ロボット アームのみを調達する購入者は、この統合作業に時間を割く必要があります。

認証要件は市場によって異なります。北米の設置では、UL 認証と ANSI/RIA R15.06 への準拠が標準です。欧州の設置では、CE マーキングと EN ISO 10218 への準拠が必要です。 産業用ロボットの CE および UL 認証 について、購入前に確認すべき事項と、当社の投稿について説明します。 「中国から産業用ロボットを調達する」では、 中国のサプライヤーにどのような書類を要求すべきかを説明しています。

SZGH Bシリーズ ハンドリングロボット比較表

SZGH Bシリーズの4モデルはすべて4軸多関節パレタイジングロボットです。これらは、SZGH CNC システムに基づく共通の制御アーキテクチャを共有しています。これは、製品ファミリー全体でのトレーニング、スペアパーツ、プログラミング知識の伝達を意味します。

適切なモデルの選択:

• B1500-C-4 — ほとんどの最終ラインの食品および飲料のパレタイジングのエントリ ポイント: シングル パレット ステーションで 25 kg のケース、正味重量 50 kg までの袋。その 1500 mm のリーチは、標準的なユーロパレットの単一ステーションを快適なマージンでカバーします。これは、1 分あたり 5 ～ 20 件のスループット範囲でお客様に出荷される最も一般的なモデルです。

• B2100-F-4 — より長いコンベアの送り込みをカバーする必要がある作業や、ダブル パレット ステーションの整備が必要な作業では、2100 mm のリーチと 165 kg のペイロードを組み合わせることで、より重いドラム缶やバルク バッグを処理できます。私は最近、カナダの食品流通会社がダブル パレット ステーションで 40 kg のペール缶に対応するこのモデルを構成するのを手伝いました。リーチが重要であることがわかりました。

• B2300-E-4 — ペイロード密度が制約となる場合（重いカートン、ドラム缶入りの化学物質、充填された IBC ライナー）、210 kg の定格と 2300 mm のリーチにより、生産エンジニアは最大のフレームにステップアップすることなく、重量のあるグリッパーや大きなパッケージの設置面積に余裕を得ることができます。

• B3100-G-4 — B3100 は当社最大のパレタイジング ロボットで、可搬重量 300 kg、リーチ 3100 mm です。これは、コンクリート製品、袋入り鉱物、飲料のマルチパックなどの高処理量の重工業向けに設計されており、1 台のロボットで広い作業範囲をカバーし、大きなグリッパー アセンブリを妥協することなく処理する必要があります。

すべての B シリーズ ロボットには、SZGH ティーチ ペンダント、パレタイジング パターン ソフトウェア、および標準 I/O インターフェイスが付属しています。 CE マーク付きユニットは欧州市場で入手可能です。 UL 準拠に関する文書はご要望に応じて提供されます。国際輸出市場向けの中国製ロボットの評価に関するガイダンスについては、当社の 中国から産業用ロボットを調達するためのガイド.

システムの総予算: ロボット + グリッパー + コンベヤ + 設置

初めて購入する人に私が伝えている最も重要な現実の 1 つは、 ロボット アームは通常、システム投資全体の 40 ～ 60% にすぎないということです。 残りの 40 ～ 60% は、グリッパー、コンベヤ、安全インフラストラクチャ、電気統合、プログラミング、および試運転です。ロボットの見積書を受け取り、それをシステムコストとして扱う購入者は、プロジェクトが当初予算の 1.7 倍から 2.2 倍になると常に驚きます。

中型の単一ロボットのパレタイジング セルの現実的な予算の内訳は次のとおりです。

これらの範囲は、より単純な単一 SKU の食品/飲料セルと、より複雑なマルチパレットまたは視覚誘導システムの間の変動を反映しています。この範囲はすべてを網羅しているわけではありません。一部のプロジェクトでは、敷地の準備、土木工事、オペレーターのトレーニングにさらにコストがかかります。

コストを最も確実に範囲の上限に押し上げる要因は、ビジョン システムを必要とする混合 SKU グリッパー、長いまたはカスタムのコンベヤ レイアウト、サードパーティ インテグレータによって用意された CE または UL 認証パッケージ、およびコミッショニングに長時間の移動が必要なリモート サイトです。

最も効果的にコストを削減できるものは何でしょうか?

1. セルの単一 SKU の標準化 (ビジョン システムと複雑なグリッパー設計を排除)

2. 完全に置き換えるのではなく、アダプタ接続を備えた既存のコンベヤインフラストラクチャを使用する

3. パレタイジング パターン ソフトウェアと統合ドキュメントを標準で提供する SZGH のようなロボット メーカーを選択し、インテグレータの時間を削減する

4. 出荷前の工場受け入れテスト（FAT）段階でコミッショニングをスケジュールし、オンサイトでのデバッグ時間を短縮します

初めてのパレタイジング プロジェクトを評価する購入者には、個別のコンポーネントの見積もりではなく、完全なシステムの見積もりをリクエストすることをお勧めします。これが、正確な総コストを把握し、コンポーネント インターフェイスが適切に指定されていることを確認する唯一の方法です。の投稿を参照してください 中国から産業用ロボットを調達します。 RFQ に含めるべき内容の詳細なチェックリストについては、

よくある質問

パレタイズロボットの最大可搬質量はどれくらいですか?

標準カタログのパレタイジング ロボットの可搬質量は 50 kg ～ 500 kg です。 SZGH B シリーズの最高重量は 300 kg です。 B3100-G-4 。ほとんどの最終製品の消費財、食品、物流アプリケーションでは、100 ～ 210 kg のロボットが実用的な要件の全範囲をカバーします。

パレタイジングロボットに必要な到達距離はどのように計算すればよいですか?

ロボットのベースの中心から、整備が必要なパレット領域の最も遠い隅までの直線距離を測定し、150 ～ 200 mm のバッファを追加します。パレットの最大スタック高さに対して垂直方向の到達距離を常に確認してください。

1 つのロボット アームで複数の SKU をパレット化できますか?

はい。ビジョンガイド付きハイブリッド グリッパーとマルチパターン教示データベースを備えたロボットは、単一セルで複数の SKU フットプリントとレイヤー パターンを処理できます。プログラミングへの投資は高くなりますが、その結果、数分で製品を切り替えることができる柔軟なセルが実現します。

パレタイジングロボットのサイクルタイムはどれくらいですか?

一般的な 4 軸パレタイジング ロボットは、ペイロード、リーチ、および経路距離に応じて、ピック アンド プレイス サイクルあたり 6 ～ 12 秒を達成します。 1 サイクルあたり 10 秒の場合、スループットは 1 時間あたり約 360 サイクルになります。

パレタイジングには 4 軸または 6 軸のロボットが必要ですか?

均一 SKU のエンドオブラインパレタイジングの場合、4 軸ロボットはより高速で、より安価で、プログラムも簡単です。複雑な向き、機械の負荷、またはマルチタスクセルのために手首の回転が必要な場合は、6 軸ロボットを選択してください。

パレタイジングロボットとガントリーシステムのどちらを選択すればよいですか?

多関節ロボット アームは、コンパクトなセル、柔軟なレイアウト、作業範囲が半径 3100 mm 以内に収まるアプリケーションに最適です。ガントリー システムは、非常に大きな長方形の作業領域や非常に重い均一な荷重に適しています。ほとんどの工場フロアのパレタイジングセルには、多関節 4 軸ロボットが正しい選択です。

パレタイジング システムのサイズを決定する準備はできましたか?

2026 年には、「パレタイジング ラインを自動化する必要がある」から「ロボットが生産を実行している」までの道のりは、これまでよりも短くなり、アクセスしやすくなります。ただし、それは仕様が最初に正しく行われた場合に限ります。このガイドで説明するペイロードの計算、リーチ マッピング、軸選択の決定は基礎となります。これらを正しく行うと、プロジェクトの残りの部分が予想どおりに構築されます。

SZGH では、私のチームが生産エンジニアや工場マネージャーと直接連携して、発注前に仕様を検証します。当社は、ロボット アームの価格だけでなく、レイアウトのレビュー、サイクル タイムの見積もり、グリッパー、コンベア、統合範囲を含むシステム全体の見積もりを提供します。

現在、パレタイジングまたはマテリアル ハンドリング アプリケーションを評価されている場合は、レイアウトと製品仕様を喜んで検討し、お客様のラインに適切な B シリーズ構成をお勧めします。

パレタイジングアプリケーションに関するご相談については、こちらまでお問い合わせください。