帮底装配技术进展

作者：Dulio Sergio    来源：Ringer

欢迎访问e展厅 展厅 2 服装/皮革/制鞋机械展厅 缝纫机, 绗缝机, 锁边机, 包缝机, 捆条机, ... 我们考虑给定工艺自动化时，所趋向的最明显考虑因素在于：投入更少的工人生产相同数量的鞋类。在此，“自动化=劳动力更少”。在劳动力成本高昂，同时雇用劳工越来越困难的制造鞋类的所有国家与地区，这一观点显得尤为重要。 虽然在劳动力充足且成本（仍然）极低的背景下领会这种观点不会那么深入，但是情况依然如此。事实上，即使在这些国家，也开始听到另一观点：“更多自动化 = 采用相同劳力开展更多生产”，即提供公司能够依赖的资源量，采用这些提供的资源可以实现生产改进。 最后，还有自动化的第三种解释，在自动化中越来越重要，趋向于采用克服手工生产质量持续性方面的大范围限制的方式识别：“更高程度自动化 = 更优质质量” 。这是谈论鞋类装配阶段所用设备（主要是鞋帮机器）时，我们要考虑的焦点。 这是指覆盖帮面与鞋底装配主要阶段和内底及外底处理的重要机器系列。实际上这些是开展制鞋操作（至少在更传统的制造技术方面是这样）。这一机器系列包括：前帮机、后帮机和腰帮机，而且还有鞋底和帮侧的擂平、起毛和上胶机。这种同类系列机器在帮底装配各步聚起着相互补充的作用，且都已有较新的数控版本。 制鞋在很大范围上包括四种操作顺序：前帮、后帮和腰帮、起毛以及上胶（虽然交织热处理的各种阶段）；这些操作需要大量劳力且精心操作，如果采用手工完成，需要浪费大量时间（或者使用大量资源），质量不均匀、高度依赖雇用人员的技术、经验水平，且人员疲劳造成不同程度的风险。企业今天需要达到的目标是成品质量（不考虑其绝对市场或价格定位），可以预测，持续一致并长时间维持，导致变化的因素越少，公司业绩越佳；使用自动化机器时，如果编程优良并仔细调整，则能够长时间以相当持续一致的方式重复工作（至少在保证操作原材料和半成品质量相应一致性时是这样），因此确保产品的质量“水平”持续一致，不受人为因素变化的影响。在此不妨一提关于这系列机器的几种创新。 粘接技术创新 该系列的所有机器必须以某些方式处理用于装配鞋类不同部件的各种类型粘接剂。直至不久以前，用于将大底粘接到鞋面其余部分的热塑性粘接剂（用于几乎所有型号的鞋帮机器）和液态粘接剂（水基或其它非水溶性溶剂）之间存在明确的界限。尽管热塑性粘接剂发展已有一定时间，提高了粘接性能，降低了激活时间并且改进了最终产品的机械挠性，但是，使用不同类型的两相粘接剂（在鞋类装配工艺中使用一种之后立即使用另外一种）对于形成均匀的工艺以及相同工艺中使用统一的物料和材质产生障碍。 不过，最近出现了新型号的鞋帮机（适用于鞋头以及后帮和后跟），采用液体和水基粘接剂（以及操作人员始终能够根据要求进行选择的经典热塑性树脂）操作；除了满足统一和标准化工艺需要以外，过渡到水基粘接剂还有其它优点：首先，鞋类更软、挠性更大，对于质量有利，更加强调鞋帮侧面和鞋跟外形， 安装鞋帮之后，余下材料可以更少，整体上说，下游工艺步骤更快和更简便。而且，在节能（不需加热熔化固体粘接剂，因此机器消耗的能源更少）、环境和工人健康（水基粘接剂无害和没有污染）方面也有积极因素。一种重要的创新优化融合了产品质量和工艺的持续性。 仍然与粘接剂应用相关的同样重要因素是绑帮和专用粘胶装置的转变，从传统的旋转刷子上胶机转变为喷嘴，后者能够克服转动刷子磨损和堵塞的问题（特别是在非连续生产中存在这种问题）且上胶受到更多控制且更佳剂量的保证程度更高。在制鞋工艺的这些早期和重要步骤切换到水基粘接剂，能够组合最有效的工艺和环境。 鞋帮机和鞋底处理机的创新 虽然这些机器代表着制鞋中鞋帮和大底安装阶段的一系列机器（从装楦即将鞋底安装到鞋帮上开始以及脱楦即从鞋上卸下鞋楦结束的一个阶段），但是，它们可以分为许多分系列，分别是： ★前帮机 ★后帮和腰帮机 ★擂平机（用于准备已经装楦的帮底，以开展其它操作） ★起毛机（用于已经装楦的鞋帮面底部与及侧部） ★上胶机（再次用于底部和帮侧） 虽然每种机器专用于制鞋的特定和明确阶段，因此采用特别的设计执行这一阶段。但是，它们具有不同的相似点（最现代的版本），我们能够作为一个系列来处理： ★要求操作人员开展作业，自始至终技术逐渐降低； ★高度自动化； ★配备高度先进的电子控制装置； ★可以编程，可以随时储存和调用程序； ★为了执行程序，需要获取鞋类一些相关外形的准确数字描述（工具路径）； ★编程也要求定义许多重要的工艺参数。我们现在将分析这些机器的通用性能的一些特点的相关性。 ◆自动化和控制 该系列的所有新一代系统配备带有用户界面的功能强大的电子控制装置，组合了有效性（可调整参数的数量和调整范围）和使用简便性；由于采用这些界面，可以微调构成机器的所有机械元件（从夹具位置编程、机器工作周期顺序和定时、上胶时间和速率再到鞋类位置调整）。这些都意味着机器在生产中一旦精确编程用于给定型号之后，可以自动重复该程序，对于给定批次的所有相同鞋类精确且持续一致。 ◆编程 所有最新一代机器可以编程， 即生产新型号时， 需要定义轨迹以及沿着其工作的加工路径，这些路径和轨迹是指： ★前帮机中随着后跟帮脚线移动的夹具位置 ★前帮或后帮和腰帮机中可编程粘接剂喷嘴移动的路径 ★后帮最后步骤将使用的鞋钉路径 ★擂平机器中锤子将移动的轨迹 ★起毛头或施胶头将移动的轨迹 在机器本身上面可以定义这些轨迹（但是也可以直接从鞋类CAD 3D设计获取）并作为独特的程序储存于其数控控制器的存储器内；为了降低编程量，机器的数控装置能够自行调整到将要生产的鞋类尺寸（一般能够自动检测正在加工的鞋类尺寸和调用所有相关数据）。另外，当某种识别系统（条形码或RFID标牌）内置于鞋楦内时，这些机器可以从其存储器自动检索将要执行的程序，不存在操作人员可能加载错误程序的风险。本质上讲，由于具有这种高水平的自动化和编程性能，操作人员能够聚焦于其技术不可替代的最重要功能（例如前帮的最初步骤）或者其监控和控制工艺（也意味着持续质量控制）极为关键的功能；因此执行手工任务的时间更少，将更多时间专注于监控工艺的质量，确保质量持续一致和可重复性。 ◆灵活性和适配性所述的许多机器使用各种类型的工具和夹具；前帮机处理鞋类由于款式和时尚原因而变化更多的部件，必须适配用于各种不同鞋形，因而特别使用各种工具和夹具。使用可编程上胶嘴，而不需要使用一种过去在更改型号时必须更换的典型设备（ 上胶的喷射组） 。 但这也取决于将要加工的鞋类类型，今天仍然必须更换的设备是：擦具，是一种特氟隆鞋头带（对于鞋类的整体质量十分重要）；对于特别尖的前帮形状，还有前面的夹具。采用可编程上胶喷嘴，已经向前迈出了重要的一步，并已经在设计擦具板中取得了进步，因此可以进行调整，以适用于广泛的不同鞋类型号；但是，该领域的限制仍然存在。专注于该领域的鞋机公司曾经（且仍然）参与能够克服这些障碍的更灵活制造解决方案的研究活动。 ◆生产力、适配性和快速设置 上述关于设备或机器灵活性的因素显然会影响生产力；事实上，每次更换工具需要停止机器进行设置；此类生产暂停可能对整体生产力具有或多或少的重大影响，取决于生产批次如何分散以及将要生产的型号的款式如何不同。任何情况下，设置操作（特别是在涉及更换设备时）方便和快速以便最低程度减小生产影响十分重要。 ◆单功能机器和多功能机器 该系统系列的趋势是将几种功能组合到单台机器，是从将腰帮和后帮集成于一台机器的历史性开始的一种进步，已经帮助减少加工周期中的操作数量以及使其更为有效。查阅这种技术的供应商提议的广泛设备可以看出，除了单用途单工作站机器（例如起毛、上胶和擂平机）以外，还有双工作站单操作系统以及在每一工作站中在其内执行不同操作（一般是起毛和上胶）的双工作站操作系统；另外还开发了真正的多用途“加工中心”，加工的步骤数量甚至更高（例如擂平、起毛和粘接）或者在鞋类的不同部位（侧面和底部）执行相同的加工步骤（例如上胶）。 从单一机器到组合机器存在优点，亦存在缺点：首先当然是更加简化，周期时间更短，更适合多步制造顺序，交织了等待和/或热处理的或长或短阶段。其次是降低了范围局限和生产线的整体复杂性，达到更快和更为简化的更佳工作周期（虽然存在需要更高采购投资的缺点）。任何情况下，在这些设备特殊供应商目录中，存在完全不同特性和性能的型号，因此不难找出鞋类制造商可能拥有的各种特定需要的正确解决方案。 ◆基于创新流程的机器 我们在此提供了最近开发的机器，这些机器以其它和原创方式执行该系列机器的典型工艺。值得记住的是“打粗起毛激光器”，就是执行已安装鞋楦的鞋面的鞋底打粗起毛机，不是使用“机械”工艺打磨鞋类材料的表层（以便渗入粘接剂），而是采用了使用充分功率的激光头操作的局部燃烧工艺。这种设备的第一种原型目前正在推向市场，显示打粗起毛工艺具有更高精确度和更佳控制的优点，除此之外，对鞋类的破坏性更小，速度更快。 以上描述的系统代表了该领域的“顶尖”技术，或说一流的技术，目前采用的是极度复杂和昂贵的机电设备。但是，鞋类机器生产商也可提供较低成本的型号和复杂性更低的技术。这些更为简化的机器系列能够以控制良好且严格监控的制造工艺帮助鞋类生产商制造优质产品，特别是那些专用于鞋头和后帮/腰帮，但没有相同水平的自动化和编程能力，却包括效率和生产力较高的型号的更复杂系统。 总之，技术创新中，自动化是一个方向。但高度自动化不仅是生产力提升的同义词，而且还要能确保重复性和质量水平可以预测并能保持持续一致，这是技术升级的主旨。

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