【儀表網 儀表企業】有人說，中國鞋業像是被“關起來”的巨鱷。一方面，中國鞋業的市場規模之巨大無疑。據2019《世界鞋業年報》數據顯示，制鞋產業高度集中在亞洲，其鞋產量約占總產量的90%。其中，中國鞋類產量134.75億雙，以55.5%的占比位居，遠高于其他國家。
另一方面，中國鞋業市場近來并不平靜，達芙妮退出市場，富貴鳥被迫退市，貴人鳥逾期……與之相對應的還有中國傳統制鞋廠面臨的諸多問題，如員工數量多且流動性大；工資成本高昂且人員操作水平參差不齊；員工培訓進度慢，整體生產進度減緩；生產環境有毒害物質或會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，企業主更加意識到“訂單碎片化”已是新常態，制鞋業正逐步從手工時代進入機械化時代，并邁向數字化時代的分水嶺，新時期生產制造的核心競爭力和準入門檻將重塑。
洞察到這些機遇和挑戰，長盈精密的子公司天機，在3C行業積累了豐富的實戰經驗后，擁有對新工藝的理解以及將積累的經驗優勢轉換到新行業的能力，于是從2018年開始切入制鞋自動化領域并持續深耕。
如今天機在制鞋自動化領域已打造了多種設備，包括智能畫線機、針車自動換梭機、3D視覺及力控鞋幫打磨機、鞋底動態跟隨噴膠設備等，實現了大底/鞋幫打磨自動化、大底動態跟隨噴膠自動化、大底成型拉模上料生產自動化、畫線自動化、電腦針車換梭自動化、鞋幫涂膠/藥水自動化、制鞋打磨噴膠烘烤整線自動化、制鞋中段全自動生產線等。
天機目前能應對的鞋型有運動鞋、勞保鞋、皮鞋、休閑鞋等，服務于阿迪達斯、耐克、知恩、法國代爾塔等。
天機相關負責人告訴「高工機器人」，在制鞋自動化改造的過程中，鞋底噴膠與打磨是挑戰大的兩個工序，加之鞋子具有非標性，一條生產線上也許同時生產上百種鞋，不同的材料、款式、尺碼、顏色，同時鞋子更新換代迅速等，從而導致制鞋業還未形成規模的自動化應用，而天機要做的正是推動鞋業產線的全自動化進程。
鞋底涂膠主要有以下三個難點。首先由于膠水具有腐蝕性、粘性，這兩個特性不僅影響到機器人的性能及使用壽命，而且會對傳送帶造成腐蝕、粘連而無法正常使用，一經腐蝕的傳送帶還會致使3D相機誤差判斷，帶來更嚴重的后果。同時，噴膠工序會產生大量霧化物質，也會對鞋面造成一定的污染。另外，在進行噴膠工序時，膠水會堵住噴槍槍口，導致無法正常出膠。
基于以上三個挑戰，天機在不斷實驗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，天機采用一種具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑特點的特殊噴涂材料附著于傳送帶上，并增加了清洗機構保證其潔凈。針對膠水粘性問題，設置了清洗結構，用來清理槍頭，且噴頭的噴射寬度可調，保證噴膠效果，達到涂膠均勻性與拉力性能的優化。后，天機還研發了干燥機構解決噴膠產生大量霧化物質，保證鞋面不受污染。
在鞋底噴膠工序中，市面上大多是定點涂膠作業，天機采用的是動態跟隨涂膠，進一步加快工作節拍，提高生產效率。
由于鞋底、鞋幫的高點與低點不在同一個平面上，凹凸分布不一致，在進行軌跡動態跟隨時容易發生位置偏離。一些自動化方案采用2D視覺來識別鞋型，但此類方案不能獲得對象的空間坐標信息，因此不支持形狀相關的測量，諸如對象平坦度，表面角度，體積或區分相同顏色的對象,而3D視覺恰恰彌補了2D視覺在這些應用上的缺點。
為解決這一難點，天機選擇在傳送帶的上方搭載天機自主研發的3D智能相機，通過非接觸式掃描對產品進行三維定位與測量，形成可視化操作，適配算法庫，掃描鞋底、鞋幫后輸出點云原始數據，1.25s即可建立模型，實現對產品輪廓的精準識別，在進行軌跡跟隨時做到精確高效。
打磨也是制鞋工序中的一大難點。在實際制鞋過程中，由于產品多樣化，同型號、同尺碼的鞋子也無法達到工業要求的一致性，尤其是同一款鞋，不但區分左右腳，還分不同的尺碼。產品表面高點和低點的實際受力大小不一樣，且凹凸分布不一致。難以精確控制機器人的運動軌跡以擬合每一個產品表面，所以傳統機器人無法實現精密打磨。
為此，天機的3D智能相機和力控打磨系統，配合TR8的打磨功能，為客戶解決難題。3D視覺識別出鞋底涂膠面，自動生成三維模型。力控打磨系統采用精度0.1N、頻率100hz的六維力-力矩傳感器，響應頻率達250hz的六軸機械臂，實時監測并反饋打磨數據，通過力控打磨系統進行打磨加工，能使系統對接觸力更好的感知和反應，降低編程工作復雜度，節約工時，實現柔性自適應打磨生產。作業過程中，機器人即時高質量修正路徑，從而實現對打磨力的恒定控制。
與此同時，天機還可提供不同打磨材質、不同打磨工序的工藝包，使得打磨作業細化、專業化，在一定程度上達到打磨性能的提升。并且，通過經驗數據積累，天機持續對打磨技術以及工藝包進行更新。
截止目前，天機已打造了多個制鞋系統集成項目。其中，天機為客戶定制的鞋底噴膠烘烤檢測全自動生產線，是市面上為數不多的實際投入生產使用且運行狀況良好的生產線。該生產線對鞋底進行作業，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轉僅需2名操作員，線體產能約為3000雙/10H，良率達到97%以上；鞋底噴膠及噴藥水采用雙通道，雙機械臂模式，大幅度提高生產效率，實現噴槍不等待；自動到位觸發相機掃描，兼容各種鞋底類型，節省調試時間；相機掃描數據自動生成噴膠軌跡，調機時間大幅度縮減。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，且大幅度提高生產效率，投資回報周期小于1年。
此外，制鞋中段自動化生產線包含多種制鞋中段工藝，可對鞋幫和鞋底進行作業。自動化制程包含對鞋幫進行打磨、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內即可貼合，每小時產能大于150雙，良率97%以上。具有數據產能統計功能，可以實時監控生產數據，并進行分析比對。
針車自動換梭縫紉自動化解決方案，則是對鞋面、服裝等產品進行作業，實現電腦針車自動換梭芯、梭芯自動上下料、縫紉等工藝。10臺機器人搭配30臺自動換梭智能針車，自動剪線換梭芯，生產連續不間斷。結合雙層拉帶流水線高效生產。導入前，達到同等產能需要30名操作員。導入后，整線僅需10名操作員。
為達到鞋型混線生產，天機通過增加適配算法庫，生產換線時可以通過切換算法來實現混線生產，滿足產品的個性化需求，給客戶帶來高效率的同時確保生產的穩定性。未來要突破的難點是工藝之間的有效結合，促使實際產線環境穩定性的提升。
隨著人口紅利消失，勞動力價格的提升以及競爭日益激烈的市場，制鞋產線走向全自動化已成為不可逆轉的趨勢。
但是，如上文所述，鞋子的非標性、推陳出新速度加快等因素，再加上非標設備不僅成本超出客戶承受能力，而且產線難以批量復制規模化，對于設備商來說效益很低；以及在制鞋的很多工站目前來看還難以脫離人工作業的，例如機器在短時間內還未能完全代替人工做到對鞋子進行智能的不良外觀檢測。制鞋產線要實現全自動化還有很長的路要走。
這幾年進入鞋業領域的自動化團隊，有的堅持下來不斷打磨產品，有的研發打了水漂，挖掘還不夠深，選擇了退出。對于天機選擇堅守的驅動力，天機相關負責人表示，天機將創新的理念融于鞋業自動化中，與客戶形成戰略聯盟，共創價值，深挖客戶的痛點，為客戶打造優質的個性化解決方案。“天機希望長久服務于智能制造行業，助力中國制造產業轉型升級。”
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