【PR】製造ラインの見直しならクボタ計装の液体充填機（全自動・半自動）
深刻な人手不足や充填作業の効率化が求められる現代の製造工場のなかで、充填作業の自動化による業界の高まりが報じられています。2020年に発表された「充填装置の市場調査レポート」（※）では、充填装置市場は2027年までに23,499.4百万ドルに達するとされ、さらなる成長市場として期待されています。
加速する充填機の自動化
消費者向けの低価格の製品（FMCG：Fast Moving Consumer Goods）と医薬品製造の企業数の増加は、工場の生産量の増加に焦点を合わせています。製造ライン全体を通しての充填装置の需要が高まっています。各工程における部品や消耗品の需要も高まり、生産量の増加への注目は、市場の成長を促進すると予想されます。日本でも中小企業の発展に焦点が注目を集めており、将来的に充填装置市場がより成長していくことが予想されています。
業界の課題
充填機の全自動化が加速する背景として挙げられるのは、手作業による作業効率の悪さが挙げられます。
まず手作業で充填を行う場合、当然ながら充填以外の作業はできません。充填に集中しなければミスにつながるため、同時に別の作業を行うことは不可能です。
また、充填量を安定させるためには熟練した技術が必要となります。人によっては充填量のばらつきが大きく、なかには製品として成り立たないものが出てくるリスクも高まるでしょう。さらに作業意識として多めに充填する傾向もあるため、両者を合わせると大きなロスにつながりかねません。
作業記録なども、人の手で行えば誤記入や記録そのものを忘れるなどの可能性は大きくなります。
このような問題を解決するために「増員」という策を講じるのが一般的かもしれません。しかし人手を増やすことによって、企業としての手間がより増大することも課題の一つとなっています。
省人化・歩留まり向上を実現する半自動化
手作業からの省人化
充填機の習得には時間がかかるため、作業者の熟練度によっては作業量にばらつきがみられてしまいます。充填機に容器をセットして起動するところまでを人が行う半自動化なら、その後の作業は精度の高い機器に任せられるうえ、1名で数台の運転が可能。省人化にもつながるほか、スキルによっては他の作業に携わってもらえるため人材の有効活用も見込めるでしょう。
過不足充填の改善
充填量の不足は企業の信頼に関わる一方で、過度の充填はコストの無駄を招きます。よって充填の過不足は、比較的重要な問題であるといえるでしょう。
作業者のスキルによって変化する手作業での充填を、半自動型の機器を使用した充填に切り替えることで精度が上がりれば、歩留まりの向上とコスト削減につながります。
データをデジタル管理
品質管理を行ううえで重要なのが、充填データを正確に記録することです。しかし手書きによる記入ミスや転記ミスは、対策を十分に講じたとしてもゼロにすることは不可能です。
半自動型の充填機器なら一部人手に頼るものの、充填データはデジタル化されています。正確に記録されたデータがあれば、品質管理はもちろんのこと分析・開発などにも役立つでしょう。
充填物の生産ラインでは、充填・ラベリング・キャッパ・コンベヤ・パレタイザなど多岐に渡る機械が使用されています。半自動的な液体充填機とは別で、各メーカーでも自動化・ファクトリーオートメーションの時代に応じて、生産ラインの一括管理を進めています。
クボタ計装の半自動充填機
半自動充填機の機種一覧
| 耐圧防爆型 | 非防爆型 | |
|---|---|---|
| 18L缶/20Lペール缶用 ショートノズル |
 KKC-20SKVG-EX型 |
 KKC-20SKVG型 |
| 18L缶/20Lペール缶用 ロングノズル |
 KKC-20LKVG-EX型 |
 KKC-20LKVG型 |
| 200Lドラム缶用 ショートノズル |
 KKC-200SKVG-EX型
 KKC-200SKVG-D-UP型
|
 KKC-200SKVG型 |
| 200Lドラム缶用 ロングノズル |
 KKC-200LKVG-EX型 |
 KKC-200LKVG型 |
引用元：クボタ計装公式HP（https://www.kubota-keiso.co.jp/products/filling/standard/）
半自動充填機は、空容器のセットと起動ボタンの押下のみ人の手で行います。大供給・小供給の2段階充填方式を採用し、高い精度での充填が実現可能です。
機器は主に以下のような部品で構成されています。
- 容器を乗せる台秤
- 重量指示計
- 充填ノズル
- 空気圧調整レギュレータ
これらの部品のうち主要機器であるロードセル式台はかり、指示計、充填ノズルは自社製です。ノズルには液体の性状によって、ショートノズルとロングノズルの使い分けが可能。液性にあったノズルを使用することで、適切な充填を目指せます。
半自動型液体充填機の導入事例
半自動型液体充填機は、作業者のスキルによって充填量にばらつきが見られるなど、コストの無駄が目立つ現場で導入され、歩留まりの向上に貢献しています。
また、機器の操作に人手が取られてしまう現場や、品質管理における充填データ記録の徹底を目指す現場において導入。その結果、省人化に伴う人材の有効活用や記録ミスの削減などに一役買っています。
半自動充填機KKC-20SKVGの導入事例
導入企業：アムテック株式会社
医療用除菌洗浄剤メーカー。製造工場新設時に、生産性向上や安定的な供給に向けてクボタ計装の液体充填機KKC-20SKVGを導入しました。
半自動充填機KKC-20SKVGの導入理由
充填精度の高さ
KKC-20SKVGはまず多量の液体を充填し、その後少しずつ液体を入れて調整を行うという2段階方式を採用し、±1/600～1/1000の精度を誇ります。
薬液への耐性
強酸性や強アルカリ性の薬液の場合、ノズルが金属だと腐食により不純物が混入してしまったり、劣化で充填精度が下がる可能性があります。KKC-20SKVGはフレームやノズルがSUS304のため、腐食や劣化しにくい設計となっています。
半自動充填機KKC-20SKVGの詳細
| 設置環境 | 非防爆地区 |
|---|---|
| 充填容器 | 18L缶、20Lペール缶など |
| 充填精度 | ±1/600～1/1000 |
| フレーム材質 | SUS304 |
| 充填ノズル材質 | SUS304、パッキン PTFE |
| 秤量 | 30kg |
| 充填能力 | 90～120缶/h |
省人化・生産性向上を実現する全自動化
さまざまな液種に対応し、0.2Lのペットボトルから1000Lのコンテナまで、要望に合わせて幅広い充填ラインの構築が可能なクボタ計装。塗料・表面処理剤・溶剤・潤滑油・界面活性剤・アルコール・香料・インクなどに対応し、危険な場所でも安心して使用可能な防爆型の指示計や台はかりを完備。泡立ちを軽減する充填ノズルや充填物に合わせてカスタマイズできる先端のラインナップも豊富に用意しているクボタ計装のライン連動型の全自動液体充填機・充填ラインの構築を紹介します。
全自動型液体充填機の導入事例
液体充填のみではなく、空缶投入、段バラシ、アンスタッカ、アンキャッパ、充填、キャップ供給機、キャッパ、ラベラ、十字梱包機、パレタイザまでの周辺装置を含めた製造ライン全てを設計した全自動型液体充填ラインの例です。全自動型は、容器投入から自動化できるため、増産対応や充填作業の効率化に適しています。
| ①段バラシ | 5段積みで業者から納入された18リットル缶の一番下の段の缶束を取り出すものです。2段目より上を持ち上げて一番下を取り出します。 |
|---|---|
| ②アンスタッカ | アンスタッカは結束バンドを切って、１缶ごとにばらします。アンスタッカの難しい点は、カッターを入れるスキマが極めて狭く、容器を傷付けないことですが、クボタは豊富な納入実績と経験から調整が可能です。 |
| ③アンキャッパ | 18リットル缶はキャップがないと中にゴミなどが入る恐れがあるので、仮キャップが取り付けられた状態で納入されます。この仮キャップを外す装置がアンキャッパです。 |
| ④キャップ供給機 | 充填後に取り付ける本キャップを供給する装置のことです。 |
| ⑤キャッパ | 充填後の容器にキャップを取り付けます。押し込み式やスクリュ式などキャップの種類によって、対応可能です。 |
| ⑥充填部分 | 充填部分は3つのコンベヤのレーンがあります。手前が空カンのレーン、真ん中が充填のレーン、奥が充填後の容器にキャップを取り付けるレーンです。充填が終了すると奥のレーンに容器を運び、キャッパで本キャップを取り付けます。この導入事例では、充填のレーンに４台の液体充填機を設置し、1時間あたり600缶の充填作業を実現しています。また、３種類の液種に対応するため、液種ごとの充填ホースとノズルを用意しています。簡単に分解ができる為、段取り替えもスムーズです。 |
| ⑦ラベラ | 容器にラベルを貼り付けます。 |
| ⑧十字梱包機 | PPバンドで結束する装置です。この導入事例では容器ひとつ、ひとつを十字にPPバンドで結束しています。 |
| ⑨パレタイザ | 自動で容器を積載する装置です。この導入事例の場合、タテ５缶ｘヨコ５缶ｘ２段積みを行っています。 |
クボタ計装の液体充填機の特徴
自社開発の
充填機器・重要部品
指示計、充填バルブ、ロードセル式台はかりといった重要な機器をクボタ自社開発。危険箇所でも使用可能な耐圧防爆型を取り扱う重量指示計や、液種によってショートノズルとロングノズルをカスタマイズできる充填ノズルもクボタならではのポイントです。洗浄時にも工具を使わずに分解や組み立てができる充填バルブは、現場でメンテナンスを担当者にとって嬉しい特徴となっています。
納入後も充実した
定期メンテナンス
導入1ヶ月後・3ヶ月後・6ヶ月後・12ヶ月後に実施する定期メンテナンスでは、運転時の生産運転立会いや不具合の確認、作業者・オペレーターへのヒアリングを実施。停止時にも各部の増締めやI/Oチェック、動作確認・試運転立会いなど豊富な項目をチェックしてくれます。
あらゆる課題を解決に導く
ワンストップ対応
計画段階から、提案・設計・構築、導入後のメンテナンスまで、充填ラインをトータルでサポートが可能。豊富な経験とノウハウを基にした精度の高い充填機器を軸に、作業工程をデジタルデータで管理することで手作業によるミスの軽減や防爆エリアから持ち運びができるポータブルなデータキャリアなど、導入先の求める機能を実現し、課題解決に導きます。
クボタ計装の食品液体充填機
クボタ計装では、食品の液体充填に適している「ロングノズル昇降式充填機 KC-W-20LKVG」を取り扱っています。
醤油や食用油、タレ、酒、果汁などを充填することができます。
容器は18L缶（一斗缶）とBIBに対応していて、BIBは内装を段ボールに入れたままでも充填可能です。
詳しい性能はこちらのページでご確認ください。
クボタ計装の企業情報
https://www.kubota-keiso.co.jp/
- 社名：株式会社クボタ計装
- 所在地：埼玉県さいたま市桜区西堀5丁目2番36号
- 営業拠点：東京、大阪、北海道、仙台、名古屋、広島、福岡、神奈川、兵庫、埼玉
- 設立：1968年
- 公式HP：https://www.kubota-keiso.co.jp/
