制鞋中自动化缝制的挑战

作者：Sergio Dulio    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, ... 人们知道，缝合是制鞋中最复杂的阶段之一：将通常采用各种材料制成的形状复杂和很难装配的大量不同部件缝到一起进行装配，要求具有高超的技巧和大量的劳力。为了达到可以接受的产量以及正确计划工作，装配阶段被分为详细的加工步骤，每个步骤配备特定的操作人员。每个加工步骤有效处理从一个工作站到另一个工作站的部件并灵活管理整个工艺，是鞋类制造商在组织其缝制车间面临的典型挑战。 制鞋中的鞋面装配阶段通常称为缝合或缝制鞋面，是缝制车间的一种人力和技巧事务；虽然最常见和最常用的是平床缝纫机或立柱式缝纫机，它们是缝合的最初阶段最常使用的首要机器，后者用于鞋面缝制的最终步骤，但是，有大量机器可以用于将鞋面的几个部件组合在一起所需的不同步骤。尽管电器化控制已经取得技术进步和发展，但是，这些机器仍然具有一个世纪之前开发的架构类型，要求配备知道如何处理以及让将要缝合的部件移动到机器平台上和缝合操作的熟练工人；这就要求具备能力以及大量注意力，特别是在长期疲劳工作之后，疲劳感会分散或降低注意力。这些因素导致开发自动CNC缝合系统。 因此，自动化缝合不是一种新的理念：第一种所谓的CNC缝合机器出现的时间不到二十年，与首台NC控制的无模具切割台在前后相同时期开发。包括位居最著名公司之列的Orisol和Beta等公司的一系列开发者利用那些年代具有的令人印象深刻的进步电子和数字技术的优点，向市场推出了首批系统并开始了继续多年的发展路径。尽管NC切割和NC缝合几乎同时诞生，但是，显然，一方面自动切割现在是一种多么普通的技术，已经大量扩散，但是，在公司显示对这种技术的兴趣多年之后，缝合却显落后。我们将尝试解释其原因，同时评述这些机器正在经历的最近复兴。 分析之前，我们必须更精确地了解自动缝合如何工作；旨在解决的技术问题是把将要缝合的部件移动到针下和机器的工作空间之内。这种情况并不奇怪，因为夹住此类部件并以最大爱护和最高注意力将其沿着需要的缝合路径移动是工人确切需要具备的技巧；因此，目标是自动化工艺的这一特定步骤，从而消除此类任务的技术要求。各种自动缝合系统组合一个几乎标准的缝合头（平缝纫机上十分常见），其下的2轴XY系统遵循电脑定义的轨迹移动将要装配的部件。数字定义的路径在执行鞋类设计的数据时十分理想，可能使用采用的CAD/CAM软件包中的专用功能，我们确保将重复执行任务，具有较高的精确度和持续的准确度。对于最近向鞋类公司提供以及目前仍然提供的系统，就是这种情况；精确度和重复性是生产商想达到的主要设计目标，他们在这一任务中确实取得成功，至少在吸引许多公司投资此类技术方面取得了成功。 但是，也需要考虑其它方面。目标是持续一致的重复质量，但是质量必须足够优良，以替代相似的手动机器；在此，我们必须意识到存在两种可能限制。首先，部件只沿着两轴移动（XY机器），因此，一系列平直部分靠近弯曲路径；这是许多种机器中的常见做法但是，例如，如果您想想无模具切割台，您会立即注意到，切割头也面向切割路径，因此保持与轨迹相切（切割机一般采用至少三根控制轴：X轴和Y轴移动，切割头旋转）。然而，自动缝合机中并不是这种情况：部件装配没有方向，在质量严格的作业中，完全不能接受这种情况。 除此之外，现实并不总是符合理论和设计；可能必须纠正和调整理论缝合路径，以符合切割部件的实际情况满足其装配的路径，或者满足影响其特征和定位的其它因素；这是鞋类公司中以前（现在仍然在用）的一些自动缝合系统采用高级视觉系统检查真正缝合轨迹和纠正标称轨迹以补偿任何类型偏差的一种方式。这些精密的添加项目当然影响系统的复杂性（和成本）。 尽管相互有关，所述的两个问题可能不是与采用CNC缝合系统相关的最关键问题，其最重要的限制因素是需要使用称为“托盘”的特殊夹具保持将要缝合的型式。正如我们上面所述，这些系统旨在解决的问题是处理部件装配以及将其组合。解决第二部分也不简单：事实上，需要将部件封闭到特殊的夹持板内，通过与缝合头必须遵循的轨迹相应的打钻特殊切口可以保证其相关精确定位；不同板的数量（通常是两块）随着形成组件的部件数量而增加；该套板构成在缝合作业开始时被夹持到XY系统的所谓托盘上。 如果我们认为托盘依赖于鞋面设计（必须具有我们必须加工的任何鞋面设计的特定托盘）和鞋面的尺寸（依赖性较小，但仍然依赖），则我们容易理解其成本会变得十分重要，只有在生产的双数较高时才能论证投资（以及使用它们的机器）。一方面这是成本；但是另一方面也是必须考虑的准备时间，有时，需要频繁变更型号和快速推向市场时，这是一个巨大的障碍。为了克服这一困难，最近曾经尝试放弃由金属制成的托盘，而是使用更为便宜以及加工更方便的其它材料。但是，这些试验均未实际导致做出任何决定性解决方案。 总之，一套完整的自动化缝合系统至少包括：一个带有专用CAM软件的工作站，可以在设计阶段导入CAD系统生成的型式几何形状，可以创建所有合适的缝合路径和机器指示，也可以生成托盘的几何形状和铣削路径；一台用于机加工的专用铣床（采用金属时：当托盘使用不同材料时，可以采用其它类型机器对其替换）；以及最终的CNC缝合机器本身；可以想象，所有这些都要求确保相关投资。 简而言之，这是自动化缝合中现在代表的技术发展水平；这些机器在全球鞋类公司中受到一定的欢迎，其中一些公司也在使用。它们在那些所有灵活、__小批次和快速推向市场占据主导的制造环境中并没有多少优势。在此类情况下，仍然缺少降低托盘成本甚至完全消除托盘的理想技术解决方案，在欧洲和全球的其它地区是各种研究工作的主题，过去比最近几年要多。当产量足够大时，鞋类款式具有较长的持续时间，标准是较大规格的批次，然后，CNC缝合可以有效改进产量方面的流程以及更重要的是质量更高和更持续，确实代表着需要考虑的一种技术选择。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/28/2012)