エグゼクティブサマリー
自動垂直パレット結束機は、パレットデッキの隙間またはコンベアローラーの隙間に頑丈なストラップランスを通し、垂直方向の周囲にストラップを張って、高周波摩擦溶接で両端を接合することにより、パレット積載物を固定します。構造的な固定は、試運転前に設定された 3 つの設計パラメータに依存します。ストラップの数と間隔、動的張力のマッチング (50 ～ 5,000 N)、および自動エッジプロテクターを使用したコーナー応力分布です。当社の自動システムは、1 時間あたり最大 55 パレット (パレット 1 枚あたり 2 本のストラップ) の処理速度に対応するように設計されており、幅 1,300 mm、高さ 1,800 mm までのユニット積載物に対応し、ストラップ 1 本あたり約 15 秒の乾燥サイクル時間で動作します。
動力付きローラーコンベアでパレットが搬入されると、光学式位置センサーが作動し、±5 mmの再現性でゼロ圧力ライン停止が行われます。一体型空気圧式サイドガイドがバラバラの層を直角に整列させ、パレットをアーチの中心線に対して中央に配置します。水平ストラップランスがパレットフォークの隙間を通り抜け、外周トラックを閉じます。高張力PPまたはPETストラップが閉じられたトラックを最大3.6 m/sの速度で通過し、荷物の形状に合わせて巻き取られ、高周波振動溶接で接合部がシールされる前に、フローティングシーリングヘッドによって制御された張力がかけられます。
目次
- ストラップの計画
- 垂直パレット結束データ
- ストラップの数と位置
- エッジプロテクターとテンション
- 一方向のストラップか、それとも交差ストラップか？
- パレットとランスのクリアランス
- 1シフトあたりに使用したストラップ
- 選択チェックリスト
- 安全性
- エンジニアリングに関するよくある質問
- 次のステップ
- 関連する読書
- ソース
ストラップの計画
張力のかかった垂直ストラップは、積み重ねられた製品層とパレットデッキ間の圧縮摩擦結合のみによって荷物の完全性を維持します。硬質シート材、木製パネル、構造用木材、および積み重ねられた段ボール箱は、滑らかなプラスチックまたは未処理の木製パレットデッキ上では静止摩擦係数が低く（µ ≈ 0.20～0.35）、ストラップで固定されていない荷物は、0.8gの輸送減速下で水平せん断を受けやすくなります（EN 12195-1 / EUMOS 40509規格による）。
PLCにプログラムされた結束レシピは、次の3つの変数を調整します。
- 幾何学的ストラップ分布パレットの長さに沿って間隔を空けることで、層の広がりやはみ出しを防ぎます。
- 緊張閾値：閉ループ張力を設定することで、下の段ボール箱が座屈することなく、層を確実に固定します。
- コーナー部の応力緩和バリア局所的な高圧による切り欠き部の裂け目を防ぐため、物理的なエッジアングルボードを挿入する。
この機械は最大50種類のパレット結束プログラムを事前にプログラムして保存でき、ラインバーコードスキャナーまたは上流のMES通信を介してレシピを自動的に切り替えます。
垂直パレット結束データ
| 仕様項目 | 工学的指標／標準値 |
|---|---|
| 最大積載高さ（パレットを含む） | ２０ mm |
| 最大積載幅 | ２０ mm |
| コンベアの作業高さ | 300～600mm（電動／スピンドル調整可能） |
| ストラップジョイント方式 | 高周波摩擦溶接（接合効率≧80%） |
| ジョイントシールの長さ | ２０ mm |
| 動的張力範囲 | 50～5,000N（無段階閉ループ電子制御） |
| ストラップ送り出し速度と引き込み速度 | 最大3.6m / s |
| 対応ストラップの種類 | ポリプロピレン（PP）またはポリエステル（PET） |
| ストラップの寸法 | 幅：12～16mmまたは19mm、厚さ：0.60～1.27mm |
| ストラップディスペンサーリールコア | 内径406mm×幅150mm |
| シングルストラップサイクルタイム | 約15秒（アーチの寸法と張力によって異なります） |
| 自動エッジアプリケーター（オプション） | 上端給紙方式。保護カバーの長さは50mm、120mm、または200mm。 |
| ヘッド構造の補強 | フローティングサスペンション（ストローク：±50mm、ストラップの張力バランス調整用） |
| ランス閉塞検出 | 赤外線レーザービームと誘導式機械式インターロックを統合 |
| 電源 | 380V/400V、三相、50/60Hz、総定格出力3.0kW |
| 制御ハードウェア | シーメンスS7-1200/1500 PLC、HMIタッチパネル、SEW駆動モーター |
ストラップの数と位置
パレットはコンベアフレームに沿って段階的に移動し、あらかじめ設定されたストラップステーションのオフセット位置で停止します。基本的な設計規則では、外周保持バンドをパレットの先端と後端から150～200mm以内に配置し、動的な膨張を抑制するために、中間ストラップピッチは600mmを超えることはほとんどありません。
| 荷重長さ（mm） | おすすめのストラップ | 先端部からのプログラムされたオフセット（mm） | おすすめアプリケーション |
|---|---|---|---|
| 1,000 | 2 | 150と850 | 頑丈な箱入り貨物、安定した均一な段ボール箱 |
| 1,200 | 3 | 150、600と1,050 | 標準EUR/GMAパレット、連結式木箱 |
| 1,200枚（バラバラのシート） | 4 | 150、450、750、および1,050 | 合板パネル、断熱ボード、薄板 |
| 2,000-2,400 | 4-5 | 200、700、1,200、1,700、および2,200 | 加工木材、建築用押出成形品 |
ストラップを1本追加するごとに、パレットの滞留時間が約15秒長くなります。ラインレイアウトの計算では、保持の剛性と生産ラインのタクトタイム（例：ストラップ2本＝サイクルタイム約30秒／最大処理能力約80パレット／時、ストラップ3本＝サイクルタイム約45秒／処理能力約55パレット／時）のバランスを取る必要があります。
エッジプロテクターとテンション
幅16mmの細いストラップに3,000～5,000Nの張力を加えると、4.0MPaを超える高い局所接触圧力が発生します。段ボール（破裂強度1.8MPa未満）や軟質の松材の場合、この局所的な切断作用により外側の製品が潰れ、寸法変化による張力低下が即座に発生します。
オプションの自動エッジボード装着装置は、張力をかける前に、ストラップ経路の下に頑丈なソリッドボード製コーナープロテクター（長さ50mm、120mm、または200mm）を配置します。
- 長さ50mm角の破損が局所的に発生する、頑丈な木製ブロック、レンガのパック、プラスチック製の箱。
- 長さ120mm標準的なRSC折りたたみ式カートン、紙袋、および軽工業用パネル。
- 長さ200mm低密度ハニカムボックス、脆い断熱材コア、および広範囲な表面応力分布を必要とする高光沢建築パネル。
Applied Strap Tension (T)
│
▼
┌───────────────────[Strap Band]───────────────────┐
│ │
│ ┌─── Edge Board Protector ───┐ │
│ │ (Distributes Peak Stress) │ │
▼ ▼ ▼ ▼
[Load Corner Surface: Contact Stress reduced from >4 MPa to <0.8 MPa]このシステムのフローティング式結束ヘッドは、張力調整時に±50mmの横方向の柔軟性を提供します。結束バンドの引き込み動作に合わせてヘッドが浮動することで、垂直方向の両側面と上面の両方で結束バンドの張力が均等になります。これにより、片側だけの張力スパイクが発生し、積み重ねられた柱がねじれたり、歪んだり、中心からずれたりするのを防ぎます。
一方向のストラップか、それとも交差ストラップか？
| 安定性およびプラント要因 | 縦方向のストラップのみ | クロスストラップ（90°交差） |
|---|---|---|
| 製品の形状 | 長尺のプロファイル、木製の板、硬質のシート | 複数SKUのパレット、非接着カートン、ドラム缶 |
| 横方向への広がりリスク | 中程度（全長にわたって抑制されているのみ） | X軸とY軸の水平方向に完全に含まれる |
| サイクルオーバーヘッド | 1回の通過：合計滞留時間30～45秒 | 90°回転インデックス付けにより、20～30秒のサイクルオーバーヘッドが発生します。 |
| 機械構成 | インライン固定ストラップアーチ | クロスターンテーブルまたはデュアルアーチセルを備えたインラインアーチ |
クロスストラップは、内部に支柱連結機構がないパレット積載物を固定します。パレットは垂直アーチを通過して一次横方向ストラップを締め付け、一体型空気圧式90°回転テーブルまたはクロストランスファーローラーテーブルに移送され、回転後、再びアーチを通過してクロスタイバンドを締め付けます。
パレットとランスのクリアランス
パレットの垂直結束には、伸縮式ストラップランスが通行できる十分なスペースが必要です。ランスは、パレットの桁、中央ブロック、または底板に衝突することなく、クリアランスウィンドウを通過できなければなりません。
Pallet Top Deck (Carrying Unit Load)
═════════════════════════════════════════════════════
[Block] Center Opening [Block]
█▀▀▀▀▀█ ┌─────────────────┐ █▀▀▀▀▀█
█ █ │ Lance Corridor │ █ █
█ █ │ Min: 90 mm High │ █ █
█▄▄▄▄▄█ └─────────────────┘ █▄▄▄▄▄█
─────────────────────────────────────────────────────
Conveyor Roller Surface Level- 標準EURパレット（1,200×800mm）フォーク穴の最小開口部は幅227mm×高さ100mmで、ランスの挿入に十分な許容範囲を確保します。
- 密閉型プラスチックパレット事前に設計されたランス通過トンネル、または甲板下の開放型ランナーが必要です。
- コンベヤインターフェースギャップデッキレベルより下のパレットの隙間を通してストラップを通す場合、ランスの経路はコンベアローラー間の専用の隙間（最小クリアスロット：60 mm）に合わせる必要があります。
すべてのシステムには、光学式ランスモニターとモータートルクセンシングが組み込まれています。パレットの位置が中心から15mm以上ずれた場合、または内部のボードがランスの経路を妨げた場合、ランスは120ms以内に瞬時に反転し、ランスの機械的な変形を防ぎ、HMIクリアパスアラームを発します。
1シフトあたりに使用したストラップ
ストラップの消費量を正確に推定することで、調達量とリール交換間隔を決定できます。ストラップループ1個あたりの外周長は、以下の式で計算されます。
L_strap = 2 × (H_load + H_pallet + W_load) + L_overlap + L_slack
どこ：
H_load：ユニット荷重の高さ（m）H_palletパレットデッキ構造の高さ（メートル）W_load: ストラップの軌跡に沿ったパレットの幅 (m)L_overlapシール重ね合わせ長さ（標準＝0.02m / 20mm）L_slackアーチ半径の調整および張力調整許容値（通常0.10m）
150mmパレット上に1,000mm（幅）×1,200mm（高さ）の基準荷重を載せた場合：
| パラメータチェックリスト | 計算プロファイル | 営業収益率 |
|---|---|---|
| ストラップループ1つあたりの直線長さ | 2 × (1.20 + 0.15 + 1.00) + 0.02 + 0.10 | ≈ 4.82メートル |
| パレット1枚あたりのストラップ数（3本） | 3×4.82m | ≈ 14.46メートル |
| シフト消費量（150パレット） | 150パレット × 14.46m | 約2,169メートル（2.17キロメートル） |
| リール交換間隔（PET 16 × 0.8 mm） | 標準1,500mコイルの収量 | 1リールあたり約103パレット |
| パレットあたりのサイクルストラップ時間 | ストラップ3本×15秒サイクル | 45秒間のライン滞留 |
選択チェックリスト
生産工程に合わせてインライン結束セルを構成するには、以下の6つの技術的チェックポイントを確認してください。
- 荷重形状: 最大および最小設置寸法（長さ×幅×高さ）とパレット総重量（kg）。
- 製品の剛性と脆弱性: 荷重変形能力により作動張力（50～5,000 Nの範囲）を決定します。
- パレット構造設計図フォークキャビティの寸法、ランナーの構成、デッキの張り出しを示す詳細な2D断面図。
- エッジ補強：コーナープロテクターの長さ（50、120、または200 mm）を決定するために、最上層の圧縮限界を評価します。
- 安定性仕様輸送ルートの厳しさに応じて、一方向平行結束と90°交差結束のどちらを使用するかを決定します。
- 統合境界コンベアベッドの高さ（300～600mm）、ローラーの直径／ピッチ、ライン通信プロトコル（Profibus、Profinet、またはドライ接点）、および1時間あたりの目標パレット数。
安全性
当社の自動結束システムは、CE機械指令の調和規格に準拠しています。
- EN ISO 12100：2010包括的なプラントリスク評価およびリスク低減手法。
- EN-415 8水平および垂直結束機を対象とした専用の安全規格。
- EN-415 10包装機械の統合およびモジュール式安全対策に関する一般要件。
- EN-60204 1電気安全、接地連続性、およびモーター制御回路。
高速ランスの移動、可動アーチアセンブリ、自動シーリングヘッド機構などの主要な危険箇所は、デュアルチャンネルタイプ4安全スイッチと連動する安全フェンスによって隔離されています。コンベアの投入口と排出口には、アクティブパレットブランキングミュート機能を備えたカテゴリ4/PL e光学ライトカーテンが採用されています。統合されたカテゴリ0緊急停止回路は、トリップ時に100ms以内にすべてのSEW駆動装置への電源供給を遮断します。
エンジニアリングに関するよくある質問
Q：高周波摩擦溶接は、金属プッシュシールと比べてどうですか？ A：摩擦溶接は、使い捨ての金属シールを使用せずに、20mm幅のストラップ接合部全体に均一な熱分子結合を形成します。これにより、親ストラップの引張強度の80%以上の接合効率を実現すると同時に、デリケートな製品を傷つけたり、工具の詰まりを引き起こしたりする可能性のある緩んだ金属部品を排除します。
Q：この機械は、異なるパレット形状間で張力を自動的に切り替えることができますか？ A：はい。シーメンスPLCは、ストラップの張力を事前に設定された生産レシピまたは動的なMESラインデータに直接リンクします。システムは、ラインを停止することなく、繊細なカートン（例：250N）から重いレンガの積み重ね（例：4,500N）まで、閉ループ張力を自動的に調整します。
Q: ランスに必要なパレット開口部の最小サイズはどれくらいですか？ A: ストラップランスには、パレットの配置公差とライントラッキングのばらつき（±10 mm）を考慮して、高さ90 mm、幅120 mmの最小断面開口部が必要です。
Q：PETストラップはPPストラップよりもどのような場合に選択すべきですか？ A：ポリプロピレン（PP）は、軽量物や屋内保管において費用対効果に優れています。重量物（板材、レンガ、金属押出材など）や長距離輸送には、引張弾性率が高く、構造クリープに対する耐性があり、温度変化下でも張力を維持できるポリエステル（PET）が必要です。
Q：摩擦溶接式結束ヘッドに必要なメンテナンスは何ですか？ A：週に一度、圧縮空気で結束バンドの残留物を清掃し、溶接タングの歯形を定期的に点検してください。シールユニットはモジュール式のサブアセンブリで構成されており、計画的なメンテナンスによるダウンタイムを最小限に抑えるため、15分以内に完全に交換できます。
次のステップ
- パレット図面、ユニット積載寸法、および目標シフト量をお送りください。 info@fhopepack.comまでご連絡ください。
- 当社のアプリケーションチームがランスのクリアランスを計算しますコンベアの統合レイアウトを設計し、最適なストラップピッチを検証します。
- 24時間以内に正式な提案書と線図を受け取ります。.
関連する読書
ソース
- FHOPE技術資料：垂直パレット結束機シリーズ
- EN ISO 12100：2010 機械の安全性 ― 設計に関する一般原則 ― リスク評価とリスク低減
- JP 415-8：2008 包装機械の安全性 ― 第8部：結束機
- JP 415-10：2014 包装機械の安全性 ― 第10部：一般要件
- JP 60204-1：2018 機械の安全性 ― 機械の電気機器 ― 第１部：一般要求事項
最終更新日： 2026年10月19日
