鞋类后整饰的自动化操作

作者：Sergio Dulio

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, ... 鞋类加工装配在经历了皮料切割、部件缝制、绷帮装楦、大底贴合成型（编辑者注：本刊今年前几期分别作了介绍）等主要工序之后，终于到了最后的整饰操作阶段。这一阶段至关重要，鞋子就要与消费者见面了，显然给人的第一印象将决定它的前途。鞋子整饰可让鞋子看起来更有买相，更能表现出设计师的最初意图，而且也更能保护好鞋型与外观。 这个时候，我们可以手中把持着整只鞋，所有部件都已装配在一起，好精心的设计和组装工艺。当然我们知道有一些操作还不能做，直到鞋楦被脱去之前。这里需要提醒一下，对于女鞋尤其重要，就是鞋跟的安装钉牢，虽然这一步是处于贴底后与整饰前之间，一些现代设备拥有这种自动安装鞋跟的功能，这些设备采用可程控的电子控制方式，可高效准确地装钉鞋跟。甚至钉或螺丝的类型和数量也可利用预设程序来选择和控制，可适应时尚女鞋的特殊结构与造型的鞋跟，这种鞋跟可能只有极小的面积可以用钉或螺丝，其钉的位置确定、倾角及深度都极其讲究。为适应鞋型设计与材料不断变化的时尚需要，一些更先进的机型现正在开发中，它们可灵活支持各种可能的鞋跟结构。这一阶段或之前的阶段可以见到不少高技术的设备，让我们再来看看下一环节，即鞋子后整饰阶段又是如何呢？在中国（同样在欧洲）的鞋厂，仍沿用传统上的整饰生产线和传输流水线，现在普遍看到的是密集的工人，正在紧张地进行最后的鞋子整饰手工操作，这已成为整个制鞋装配工序中的一个瓶颈，甚至相当于缝制车间那样密集的工人操作场景。 我们也应认识到，鞋子整饰其实涉及众多更细分的步聚，除要检查之前的步聚中是否有造成的缺陷与瑕疵需要修整外，还要进行清洁、修剪边线、补色、喷鞋油、打腊、抛光等几乎产品检测包装前的所有工作。尽管这些操作都已有相应的机器去配合完成，但大量人工仍不可避免。 此外，整饰又是以化学密切相关的问题，这里包括要了解鞋部件、粘合材料的化学性质，避免后整饰可能带来的新问题。不同的鞋款，用料不同，加工方法不同，对鞋子的后整饰处理都可能是一个新挑战。这里，化学的基本知识是一个问题，另一方面，还涉及到操作工人的素质，包括其熟练程度，其视力或对颜色的区分，每一个细分工序的操作，用料、力度、时间控制甚至责任心等。这就是为什么当我们走进后整饰车间时，看到的是大量的手工操作，这里自动化机器完全替代人手显然有极大的难度，因为重复的工作中还包括每个鞋子可能出现的不同情况，工人可以视实际情况进行灵活处理。 那么，是否可以引入自动化应用于此微妙且复杂的后整饰操作工序呢？在这里，我想介绍一下鞋子后整饰阶段的机器人技术应用方面的最新进展。我们都知道，机器人是非常多才多艺的机器，如果正确编程和有效地集成在控制过程中，可以代替人工完成许多任务。在制鞋领域中的一些步骤，机器人应用成熟的例子很多，如镭平、打粗、施胶等，另外，在大底成型后的修边等也已成功应用。但直到几年前，鞋子后整饰工序还很少有人去做机器人操作应用的尝试。事实上，10年前，欧盟委员会开始支助的一个项目叫EUROShoE，该项目目有是实现批量定制且能低成本进行工业化高效生产鞋类。当中就有包括鞋类后整饰自动化操作这个子项目。装配有特殊手爪（夹具）的ABB机械手，根据鞋楦上预设的指令，可以在一定行程内将鞋子移到喷鞋油室，移到打腊头，移到抛光机，自动完成这些最基本且又繁复的整饰操作。这些操作都能按照预先编好的程序，按时间及间隔和按顺序去执行。不同的款式有着不同的程式，均需要预先设定。这是一个有益的探索，至少证明了使用机械手可以代替这些步骤的大量人工操作。也避免了一些步骤对操作工人造成的潜在危害。 同样，有趣的是，另一个欧盟基金支助的研究项目ROBOFOOT，其目的是在制鞋工业中应用机器人技术。大约有10家欧洲公司参与了这个项目。然而，直到现在，机器手的实际应用仅限于大批量的安全鞋生产。通常，像汽车装配线那样的需要不断重复某工序的大批量工业生产在鞋业并不多见，这也是汽车工业的机械手应用操作极为普及的原因之一。鞋类制造是一个复杂的过程，尤其是时装鞋，款式变化多样，批次产量小，这极大地影响了机械手辅助制鞋技术应用的进程。 ROBOFOOT项目于 2010 年 9 月开始，自那时以来已取得重大进展。机器人单元开发由西班牙研究中心（INESCOP）和A & CN公司以及鞋类制造商PIKOLINOS共同合作。其成果在不久前即10月在意大利举办的SIMAC展会上展出。此单元将在项目结束后安装在PIKOLINOS工厂中。项目包括3项操作：在鞋面上喷鞋乳、抛光和脱楦。COMAU 机器人拿起未脱楦的鞋子，按操作者预设程序传送到相应机位，并执行上述三个操作。对不同的鞋款，操作者会重新输入指令，机器手能按新的指令操作，直到完成所安排的所有任务。 关键的问题是如何迅速和有效地编程机器人执行所需的加工路径。这就是为什么，要专门设一个机器人单元，以及需要编制一个特殊的软件应用程序。BasicCAM 是一个专门用于鞋类制造的机器人工作路径专有系统，它与使用INESCOP最新开发的鞋类3D CAD系统设计的鞋类生成参数相连接，通过使用特殊的传感器，完成相关操作。此软件的新颖性是在机器人正在工作时，可对机器人路径进行实时修改，使其适应每双鞋的“几何”特征。这一成果为制鞋业的机器人应用清除了主要障碍。可以说，鞋子多个后整饰工序采用机器手工作站的自动化操作就要来临了。 此实验应用程序预计在今后几个月， 经过PIKOLINOS鞋厂的实战测试，在真正的工厂环境中密集应用，将可证明最终的工厂化应用可行性。事实上，这是一个极宝贵的尝试，可以想像，鞋子后整饰过程将越来越多地引入自动化技术，这是人力的解放。而且，未来可能还会应用充电电池在机械手上，可更灵活更方便地去完成相关工作，这是极有趣的发展设想。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (1/4/2013)