【儀表網(wǎng) 儀表企業(yè)】有人說，中國鞋業(yè)像是被“關(guān)起來”的巨鱷。一方面，中國鞋業(yè)的市場規(guī)模之巨大無疑。據(jù)2019《世界鞋業(yè)年報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，制鞋產(chǎn)業(yè)高度集中在亞洲，其鞋產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的90%。其中，中國鞋類產(chǎn)量134.75億雙，以55.5%的占比位居，遠(yuǎn)高于其他國家。
 

　　另一方面，中國鞋業(yè)市場近來并不平靜，達(dá)芙妮退出市場，富貴鳥被迫退市，貴人鳥逾期……與之相對應(yīng)的還有中國傳統(tǒng)制鞋廠面臨的諸多問題，如員工數(shù)量多且流動(dòng)性大；工資成本高昂且人員操作水平參差不齊；員工培訓(xùn)進(jìn)度慢，整體生產(chǎn)進(jìn)度減緩；生產(chǎn)環(huán)境有毒害物質(zhì)或會(huì)對員工健康安全造成影響等。
 

　　2020年疫情之下，這些問題被放大的同時(shí)，企業(yè)主更加意識(shí)到“訂單碎片化”已是新常態(tài)，制鞋業(yè)正逐步從手工時(shí)代進(jìn)入機(jī)械化時(shí)代，并邁向數(shù)字化時(shí)代的分水嶺，新時(shí)期生產(chǎn)制造的核心競爭力和準(zhǔn)入門檻將重塑。
 

　　洞察到這些機(jī)遇和挑戰(zhàn)，長盈精密的子公司天機(jī)，在3C行業(yè)積累了豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)后，擁有對新工藝的理解以及將積累的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢轉(zhuǎn)換到新行業(yè)的能力，于是從2018年開始切入制鞋自動(dòng)化領(lǐng)域并持續(xù)深耕。
 

　　如今天機(jī)在制鞋自動(dòng)化領(lǐng)域已打造了多種設(shè)備，包括智能畫線機(jī)、針車自動(dòng)換梭機(jī)、3D視覺及力控鞋幫打磨機(jī)、鞋底動(dòng)態(tài)跟隨噴膠設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)了大底/鞋幫打磨自動(dòng)化、大底動(dòng)態(tài)跟隨噴膠自動(dòng)化、大底成型拉模上料生產(chǎn)自動(dòng)化、畫線自動(dòng)化、電腦針車換梭自動(dòng)化、鞋幫涂膠/藥水自動(dòng)化、制鞋打磨噴膠烘烤整線自動(dòng)化、制鞋中段全自動(dòng)生產(chǎn)線等。
 

　　天機(jī)目前能應(yīng)對的鞋型有運(yùn)動(dòng)鞋、勞保鞋、皮鞋、休閑鞋等，服務(wù)于阿迪達(dá)斯、耐克、知恩、法國代爾塔等。
 

　　天機(jī)相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴「高工機(jī)器人」，在制鞋自動(dòng)化改造的過程中，鞋底噴膠與打磨是挑戰(zhàn)大的兩個(gè)工序，加之鞋子具有非標(biāo)性，一條生產(chǎn)線上也許同時(shí)生產(chǎn)上百種鞋，不同的材料、款式、尺碼、顏色，同時(shí)鞋子更新?lián)Q代迅速等，從而導(dǎo)致制鞋業(yè)還未形成規(guī)模的自動(dòng)化應(yīng)用，而天機(jī)要做的正是推動(dòng)鞋業(yè)產(chǎn)線的全自動(dòng)化進(jìn)程。
 

　　鞋底涂膠主要有以下三個(gè)難點(diǎn)。首先由于膠水具有腐蝕性、粘性，這兩個(gè)特性不僅影響到機(jī)器人的性能及使用壽命，而且會(huì)對傳送帶造成腐蝕、粘連而無法正常使用，一經(jīng)腐蝕的傳送帶還會(huì)致使3D相機(jī)誤差判斷，帶來更嚴(yán)重的后果。同時(shí)，噴膠工序會(huì)產(chǎn)生大量霧化物質(zhì)，也會(huì)對鞋面造成一定的污染。另外，在進(jìn)行噴膠工序時(shí)，膠水會(huì)堵住噴槍槍口，導(dǎo)致無法正常出膠。
 

　　基于以上三個(gè)挑戰(zhàn)，天機(jī)在不斷實(shí)驗(yàn)與摸索中找到了解決方案。為解決膠水腐蝕以及粘連傳送帶的問題，天機(jī)采用一種具有抗酸抗堿、抗各種有機(jī)溶劑特點(diǎn)的特殊噴涂材料附著于傳送帶上，并增加了清洗機(jī)構(gòu)保證其潔凈。針對膠水粘性問題，設(shè)置了清洗結(jié)構(gòu)，用來清理槍頭，且噴頭的噴射寬度可調(diào)，保證噴膠效果，達(dá)到涂膠均勻性與拉力性能的優(yōu)化。后，天機(jī)還研發(fā)了干燥機(jī)構(gòu)解決噴膠產(chǎn)生大量霧化物質(zhì)，保證鞋面不受污染。
 

　　在鞋底噴膠工序中，市面上大多是定點(diǎn)涂膠作業(yè)，天機(jī)采用的是動(dòng)態(tài)跟隨涂膠，進(jìn)一步加快工作節(jié)拍，提高生產(chǎn)效率。
 

　　由于鞋底、鞋幫的高點(diǎn)與低點(diǎn)不在同一個(gè)平面上，凹凸分布不一致，在進(jìn)行軌跡動(dòng)態(tài)跟隨時(shí)容易發(fā)生位置偏離。一些自動(dòng)化方案采用2D視覺來識(shí)別鞋型，但此類方案不能獲得對象的空間坐標(biāo)信息，因此不支持形狀相關(guān)的測量，諸如對象平坦度，表面角度，體積或區(qū)分相同顏色的對象,而3D視覺恰恰彌補(bǔ)了2D視覺在這些應(yīng)用上的缺點(diǎn)。
 

　　為解決這一難點(diǎn)，天機(jī)選擇在傳送帶的上方搭載天機(jī)自主研發(fā)的3D智能相機(jī)，通過非接觸式掃描對產(chǎn)品進(jìn)行三維定位與測量，形成可視化操作，適配算法庫，掃描鞋底、鞋幫后輸出點(diǎn)云原始數(shù)據(jù)，1.25s即可建立模型，實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品輪廓的精準(zhǔn)識(shí)別，在進(jìn)行軌跡跟隨時(shí)做到精確高效。
 

　　打磨也是制鞋工序中的一大難點(diǎn)。在實(shí)際制鞋過程中，由于產(chǎn)品多樣化，同型號(hào)、同尺碼的鞋子也無法達(dá)到工業(yè)要求的一致性，尤其是同一款鞋，不但區(qū)分左右腳，還分不同的尺碼。產(chǎn)品表面高點(diǎn)和低點(diǎn)的實(shí)際受力大小不一樣，且凹凸分布不一致。難以精確控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡以擬合每一個(gè)產(chǎn)品表面，所以傳統(tǒng)機(jī)器人無法實(shí)現(xiàn)精密打磨。
 

　　為此，天機(jī)的3D智能相機(jī)和力控打磨系統(tǒng)，配合TR8的打磨功能，為客戶解決難題。3D視覺識(shí)別出鞋底涂膠面，自動(dòng)生成三維模型。力控打磨系統(tǒng)采用精度0.1N、頻率100hz的六維力-力矩傳感器，響應(yīng)頻率達(dá)250hz的六軸機(jī)械臂，實(shí)時(shí)監(jiān)測并反饋打磨數(shù)據(jù)，通過力控打磨系統(tǒng)進(jìn)行打磨加工，能使系統(tǒng)對接觸力更好的感知和反應(yīng)，降低編程工作復(fù)雜度，節(jié)約工時(shí)，實(shí)現(xiàn)柔性自適應(yīng)打磨生產(chǎn)。作業(yè)過程中，機(jī)器人即時(shí)高質(zhì)量修正路徑，從而實(shí)現(xiàn)對打磨力的恒定控制。
 

　　與此同時(shí)，天機(jī)還可提供不同打磨材質(zhì)、不同打磨工序的工藝包，使得打磨作業(yè)細(xì)化、專業(yè)化，在一定程度上達(dá)到打磨性能的提升。并且，通過經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)積累，天機(jī)持續(xù)對打磨技術(shù)以及工藝包進(jìn)行更新。
 

　　截止目前，天機(jī)已打造了多個(gè)制鞋系統(tǒng)集成項(xiàng)目。其中，天機(jī)為客戶定制的鞋底噴膠烘烤檢測全自動(dòng)生產(chǎn)線，是市面上為數(shù)不多的實(shí)際投入生產(chǎn)使用且運(yùn)行狀況良好的生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線對鞋底進(jìn)行作業(yè)，共7道工序，包含噴藥水、噴膠、烘烤、熒光檢測及噴碼等。
 

　　這條制鞋整線正常運(yùn)轉(zhuǎn)僅需2名操作員，線體產(chǎn)能約為3000雙/10H，良率達(dá)到97%以上；鞋底噴膠及噴藥水采用雙通道，雙機(jī)械臂模式，大幅度提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)噴槍不等待；自動(dòng)到位觸發(fā)相機(jī)掃描，兼容各種鞋底類型，節(jié)省調(diào)試時(shí)間；相機(jī)掃描數(shù)據(jù)自動(dòng)生成噴膠軌跡，調(diào)機(jī)時(shí)間大幅度縮減。該方案為客戶解決了人工噴膠、涂膠的不均勻、缺膠、溢膠等問題，且大幅度提高生產(chǎn)效率，投資回報(bào)周期小于1年。
 

　　此外，制鞋中段自動(dòng)化生產(chǎn)線包含多種制鞋中段工藝，可對鞋幫和鞋底進(jìn)行作業(yè)。自動(dòng)化制程包含對鞋幫進(jìn)行打磨、噴藥水、涂膠及烘烤；對鞋底大底噴藥水、噴膠及烘烤等。鞋幫及大底出烤箱后50s內(nèi)即可貼合，每小時(shí)產(chǎn)能大于150雙，良率97%以上。具有數(shù)據(jù)產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析比對。
 

　　針車自動(dòng)換梭縫紉自動(dòng)化解決方案，則是對鞋面、服裝等產(chǎn)品進(jìn)行作業(yè)，實(shí)現(xiàn)電腦針車自動(dòng)換梭芯、梭芯自動(dòng)上下料、縫紉等工藝。10臺(tái)機(jī)器人搭配30臺(tái)自動(dòng)換梭智能針車，自動(dòng)剪線換梭芯，生產(chǎn)連續(xù)不間斷。結(jié)合雙層拉帶流水線高效生產(chǎn)。導(dǎo)入前，達(dá)到同等產(chǎn)能需要30名操作員。導(dǎo)入后，整線僅需10名操作員。
 

　　為達(dá)到鞋型混線生產(chǎn)，天機(jī)通過增加適配算法庫，生產(chǎn)換線時(shí)可以通過切換算法來實(shí)現(xiàn)混線生產(chǎn)，滿足產(chǎn)品的個(gè)性化需求，給客戶帶來高效率的同時(shí)確保生產(chǎn)的穩(wěn)定性。未來要突破的難點(diǎn)是工藝之間的有效結(jié)合，促使實(shí)際產(chǎn)線環(huán)境穩(wěn)定性的提升。
 

　　隨著人口紅利消失，勞動(dòng)力價(jià)格的提升以及競爭日益激烈的市場，制鞋產(chǎn)線走向全自動(dòng)化已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。
 

　　但是，如上文所述，鞋子的非標(biāo)性、推陳出新速度加快等因素，再加上非標(biāo)設(shè)備不僅成本超出客戶承受能力，而且產(chǎn)線難以批量復(fù)制規(guī)模化，對于設(shè)備商來說效益很低；以及在制鞋的很多工站目前來看還難以脫離人工作業(yè)的，例如機(jī)器在短時(shí)間內(nèi)還未能完全代替人工做到對鞋子進(jìn)行智能的不良外觀檢測。制鞋產(chǎn)線要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化還有很長的路要走。
 

　　這幾年進(jìn)入鞋業(yè)領(lǐng)域的自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)，有的堅(jiān)持下來不斷打磨產(chǎn)品，有的研發(fā)打了水漂，挖掘還不夠深，選擇了退出。對于天機(jī)選擇堅(jiān)守的驅(qū)動(dòng)力，天機(jī)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，天機(jī)將創(chuàng)新的理念融于鞋業(yè)自動(dòng)化中，與客戶形成戰(zhàn)略聯(lián)盟，共創(chuàng)價(jià)值，深挖客戶的痛點(diǎn)，為客戶打造優(yōu)質(zhì)的個(gè)性化解決方案。“天機(jī)希望長久服務(wù)于智能制造行業(yè)，助力中國制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。”