умные обувные фабрики
полностью роботизированные фабрики по производству обуви
ПРОБЛЕМЫ ТРАДИЦИОННЫХ
ОБУВНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
ОБУВНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Производство кожаной обуви является одним из сложнейших и технологически непредсказуемых бизнесов.
С одной стороны, это уникальность каждой шкуры (геометрия, пороки, шрамы, разнотолщинности), с другой - практически полная зависимость от ручного труда.
Производство кожаной обуви - это токсичные процессы, где человек вдыхает химические испарения, вдыхает пыль, подвергается шумовым нагрузкам рискам механических травм.
С одной стороны, это уникальность каждой шкуры (геометрия, пороки, шрамы, разнотолщинности), с другой - практически полная зависимость от ручного труда.
Производство кожаной обуви - это токсичные процессы, где человек вдыхает химические испарения, вдыхает пыль, подвергается шумовым нагрузкам рискам механических травм.
Качество обуви во многом зависит от навыков рабочих, которые формируются десятилетиями и передаются с большим трудом, а постоянная гонка за новыми моделями требует новых навыков, которые не успевают быстро вырабатываться.
Слабое место традиционных производств – конструкторско-технологическая проработка новых продуктов, где с одной стороны допускаются ошибки разработчиками, с другой – возникают ошибки при чтении и воспроизведении документации.
Что ещё не так с традиционными производствами?
Слабое место традиционных производств – конструкторско-технологическая проработка новых продуктов, где с одной стороны допускаются ошибки разработчиками, с другой – возникают ошибки при чтении и воспроизведении документации.
Что ещё не так с традиционными производствами?
- 1. Низкая гибкостьНеспособность быстрого перехода с одного продукта на другой, зависимость от больших производственных партий, требование к постоянной загрузке производственных мощностей.
- 2. Высокая зависимость от персоналаХороший рабочий не может быстро передать свой опыт другим работникам, а выращивание опытного персонала стоит дорого и требует продолжительного времени. При этом в некоторых отраслях и регионах присутствует перманентный дефицит персонала.
- 3. Множество ограниченийВ традиционных производственных системах не работает правило "нет предела совершенству". Физиологические пределы людей, консервативные парадигмы производственного менеджмента, устаревшие технологии обработки очень быстро приводят к достижению "стеклянных потолков".
- 4. Высокая себестоимость производстваЧем выше сложность и точность выполнения технологический операций, тем дороже производству обходится человеческий труд, особенно в регионах с высокими доходами населения. Перенос производств в Юго-Восточную Азию теряет актуальность с интенсивным ростом зарплат в регионе.
- 5. Проблемы с качествомЧем выше участие человека в производственных операциях, тем выше вероятность технологических отклонений. Когнитивные свойства человека, недостаток навыков, усталость и утомляемость, зависимость от настроения – делают брак неизбежным явлением.
- 6. Проблемы с экологиейБольшое количество традиционных производств характеризуется высокой травматичностью рабочего персонала, а также токсичностью технологических процессов, протекающих в агрессивных химических средах, в зонах ионизирующих излучений, в присутствии опасных биоорганизмов, при экстремально высоких / низких температурах.
- 7. Высокие затраты на производственную инфраструктуруТрадиционные производственные системы предполагают низкую плотность технологических цепочек, создание зон безопасности, помещений санитарно-бытового назначения, систем вентиляции и освещения, что связано с нахождением персонала в производственной среде. Данные условия приводят к высоким инвестиционным и оперативным затратам на создание и эксплуатацию производственной инфраструктуры.
РЕШЕНИЕ
Умные обувные фабрики ICOL (ICOL Smart Factory) – это полностью роботизированный производственный процесс, построенный на самых современных решениях в области робототехники, технологиях машинного зрения, искусственного интеллекта, а также собственных инновационных разработок ICOL.
ICOL Smart Factory – это бесшовная интеграция технологий разработки и производства, что позволяет моментально и безошибочно переходить от разработки новой пары или коллекции к процессу производства.
ICOL Smart Factory – это бесшовная интеграция технологий разработки и производства, что позволяет моментально и безошибочно переходить от разработки новой пары или коллекции к процессу производства.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Раскройный центр Это инновационный роботизированный комплекс с которого начинается уникальный производственный процесс создания кожаной обуви ICOL Shoe Smart Factory. Мобильный робот AGV, оборудованный специальной рамой, подвозит к столам раскройного центра шкуру, которая в автоматическом режиме раскладывается на рабочей поверхности раскройного стола. С помощью оптического сканера и специального программного обеспечения, построенного на технологиях машинного зрения и искусственного интеллекта, выполняется дефектовка шкуры, создаётся и сохраняется её цифровой паспорт. Наличие цифрового паспорта (где с высоким разрешением содержится информация о геометрии, пороках, шрамах, разнотолщинности каждой шкуры) позволяет с максимальной эффективностью разработать цифровую схему раскроя шкуры согласно производственного задания. Цифровая схема раскроя позволяет на одной шкуре разместить заготовки обувных пар разных моделей разных размеров, что воплощает концепцию потока единичного производства. |
Далее, согласно цифровой схемы раскроя, роботы преступают к обработке и декорированию будущих заготовок: роботы, согласно заданной технологической последовательности, сменяют рабочий инструмент, последовательно выполняя операции по теснению, пирографии, гравировке, нанесению принтов, перфорации.
Одно из ноу хау раскройных центров ICOL – это вырезка заготовок из шкуры после всех стадий декорирования и перфорации, что даёт прорывные преимущества в качестве и скорости обработки.
Данный подход реализован комплексным технологическим решением, запатентованным под названием IICС (Icol Intelligent Screening & Cutting).
Вырезанные заготовки снимаются роботом с раскройного стола и перемещаются на стол мобильного робота AGV, который перемещает заготовки на следующий технологический этап.
Одно из ноу хау раскройных центров ICOL – это вырезка заготовок из шкуры после всех стадий декорирования и перфорации, что даёт прорывные преимущества в качестве и скорости обработки.
Данный подход реализован комплексным технологическим решением, запатентованным под названием IICС (Icol Intelligent Screening & Cutting).
Вырезанные заготовки снимаются роботом с раскройного стола и перемещаются на стол мобильного робота AGV, который перемещает заготовки на следующий технологический этап.
Центр сборки заготовок Мобильный робот AGV перемещает заготовки к манипулятору, который берёт с карусельного стеллажа необходимый трафарет (определяется производственным заданием), открывает его и наполняет заготовками. Подготовленный трафарет помещается в швейный автомат, который соединяет заготовки. По завершении швейных операций робот изымает соединённые заготовки и помещает на стол мобильного робота AGV, который перемещает полуфабрикаты на следующий технологический участок. В зависимости от производственного задания использованный трафарет собирается и вновь размещается в карусельном стеллаже или используется для повторения технологической операции. Высокая производительность робота позволяет одновременно обслуживать два швейных автомата: пока швейные автоматы сшивают заготовки, робот выполняет подготовительные операции со следующими заготовками. Конструкция карусельного стеллажа ISER (Icol Smart Elevator Rack) с симметричным доступом позволяет вокруг одного стеллажа эффективно размещать 4 швейных автомата. Швейные автоматы также являются разработкой инженеров ICOL. |
Напыление прокладки на элементы верхней части
В классическом обувном производстве в качестве подкладочных элементов чаще всего используются тканные и нетканые материалы, мех, кожа, которые соединяются с наружной частью верха с помощью шитья и / или приклеивания.
ICOL разработал инновационную технологию монтажа подкладки IPLS (Icol Polycomposite Layer Sputtering) – поликомпозитное нанесение слоя.
ICOL разработал инновационную технологию монтажа подкладки IPLS (Icol Polycomposite Layer Sputtering) – поликомпозитное нанесение слоя.
Инновация заключается в том, что робот с помощью специального инжектора, разработанного инженерами ICOL, напыляет на обратную сторону верха композитные составы, которые после полимеризации придают обуви заданные свойства теплозащиты, вентиляции, влагонепроницаемости, абсорбции, комфорта.
Образуемый подкладочный слой превосходит классические материалы беспрецедентной устойчивостью к интенсивному трению, многократным изгибам и растяжениям.
Ещё одна особенность технологии IPLS – возможность нанесения до 6 разных подкладочных материалов на разные части верха одной пары, а также возможность многослойного нанесения.
Например, на носочную и пяточную часть в начале напыляется жёсткий термопластичный слой, который придаёт форму обуви, а поверх него подкладочный слой, который непосредственно соприкасается со ступнёй.
Также на разные части поверхности одной пары наносятся разные подкладочные составы, отличные по анатомическим свойствам, толщина конечного слоя на разных участках пары тоже варьируются в соответствии с заданными параметрами конкретной конструкции.
После напыления мобильный робот AGV перемещает заготовки верха в печь полимеризации, где подкладочные слои принимают заданные свойства и заготовки готовы к следующему технологическому этапу.
Образуемый подкладочный слой превосходит классические материалы беспрецедентной устойчивостью к интенсивному трению, многократным изгибам и растяжениям.
Ещё одна особенность технологии IPLS – возможность нанесения до 6 разных подкладочных материалов на разные части верха одной пары, а также возможность многослойного нанесения.
Например, на носочную и пяточную часть в начале напыляется жёсткий термопластичный слой, который придаёт форму обуви, а поверх него подкладочный слой, который непосредственно соприкасается со ступнёй.
Также на разные части поверхности одной пары наносятся разные подкладочные составы, отличные по анатомическим свойствам, толщина конечного слоя на разных участках пары тоже варьируются в соответствии с заданными параметрами конкретной конструкции.
После напыления мобильный робот AGV перемещает заготовки верха в печь полимеризации, где подкладочные слои принимают заданные свойства и заготовки готовы к следующему технологическому этапу.
Колонковый центр На этом технологическом этапе плоская заготовка верха обретает объёмный вид. Двурукий робот берёт плоские заготовки и подаёт их на колонковую швейную машину, которая выполняет швы, необходимые, для того, чтобы верх стал трёхмерным. После завершения швейных операций, полученная заготовка размещается на специальном столе мобильного робота AGV с формоудерживающими выступами, позволяющими перевозить заготовки в вертикальном положении, удобном для надевания на колодки (следующий технологический этап). |
Надевание верха на колодки Манипулятор берёт с карусельного стеллажа соответствующую колодку и размещает её на специальных электромеханических IPDSG - захватах, установленных на мобильных роботах AGV. IPDSG (Icol Precise & Delicate Stretch Grip) – ещё одна инновационная разработка инженерной команды ICOL, позволяющая в полностью автоматизированном режиме максимально точно и деликатно надевать верх кожаной обуви на колодку, превосходя по всем параметрам традиционный ручной процесс. На одном мобильном роботе AGV установлено два захвата: правый и левый Магнитные крепления с геометрически ответными элементами, позволяют точно спозиционировать и зафиксировать колодку на горизонтальной поверхности IPDSG - захвата. Манипулятор берёт с прибывшего на участок мобильного робота AGV заготовку верха и размещает её поверх установленной колодки. После установки верха активируются лапки IPDSG - захватов, которые сжимаются по нижнему контуру кожи верха, деликатно и точно натягивая заготовку на колодку. По завершении операции надевания, лапки IPDSG - захватов разжимаются и заготовки верха, надетые на колодки, отправляются на следующий этап производства. |
Участок клеевой затяжки носочной части
Мобильные роботы AGV подвозят заготовки верха к роботизированным машинам клеевой затяжки.
Манипулятор машины клеевой затяжки снимает заготовку со стола мобильного робота AGV и устанавливает её в рабочий контур.
Механизм машины вкладывает основную стельку, равномерно наносит клей на склеиваемые поверхности, затягивает носочную часть и обеспечивает необходимое соприкосновение склеиваемых поверхностей.
Манипулятор машины клеевой затяжки снимает заготовку со стола мобильного робота AGV и устанавливает её в рабочий контур.
Механизм машины вкладывает основную стельку, равномерно наносит клей на склеиваемые поверхности, затягивает носочную часть и обеспечивает необходимое соприкосновение склеиваемых поверхностей.
После завершения технологического цикла, манипулятор извлекает затянутый верх с вклеенной стелькой, помещает его на стол мобильного робота AGV, на котором собранный верх отправляется на участок комплектации подошвами.
Центр комплектации подошвами Мобильный робот AGV подвозит пару собранных частей верха (правую и левую) к ISER-стеллажу с подошвами. Робот, обслуживающий ISER-стеллаж, берёт требуемые подошвы и вкладывает их в слоты транспортировочного стола AGV напротив соответствующих частей верха. Скомплектованные подошвами пары отправляются на мобильном роботе AGV на участок приклеивания подошв. |
Центр приклеивания подошв Мобильный робот AGV поочерёдно перемещает заготовки верха и подошвы вдоль аллеи с роботами, последовательно выполняющими операции взъерошивания склеиваемых поверхностей, нанесения на них клея. Первый робот (слева направо) взъерошивает боковые поверхности, второй – плоские, третий робот наносит клей. Роботы расставлены попарно, что позволяет одновременно обрабатывать верх обуви и приклеиваемую подошву. После нанесения клея заготовки и подошвы перемещаются сначала в печь нагрева, далее – в печь активации. На этом этапе всё готово к соединению верха и подошвы, для чего используется двурукий робот. Двурукий робот с высокой точностью соединяет верхнюю и нижнюю части обуви, после чего помещает практически готовую обувь в мембранный пресс, где происходит окончательное неразрывное сращивание верха с подошвой. Манипулятор извлекает обувь из мембранного пресса и размещает её на кронштейне мобильного робота AGV в виде голени. Кронштейн представляет собой имитацию голени с механизмом изменения ширины, что актуально для высокой обуви, ботинок, сапог, полусапог. После приклеивания подошв, обувь отправляется на финишинг и упаковку. |
Финишинг
Чтобы обувь была безупречна, она подвергается финишной обработке.
С помощью аэрографии корректируются любые, даже самые незначительные вкрапления, неравномерности прокраски, технологические царапины.
С помощью крема и последующей полировки достигается мягкость, блеск и устойчивость кожаных поверхностей к влаге.
Нанесение импрегната усиливает водоотталкивающие свойства обуви.
С помощью аэрографии корректируются любые, даже самые незначительные вкрапления, неравномерности прокраски, технологические царапины.
С помощью крема и последующей полировки достигается мягкость, блеск и устойчивость кожаных поверхностей к влаге.
Нанесение импрегната усиливает водоотталкивающие свойства обуви.
AGV-роботы перемещают обувь вдоль технологической галереи, где роботы (слева направо):
1. напыляет корректирующую краску
2. наносит обувной крем
3. полирует верхнюю часть обуви (кожаные поверхности)
4. Напыляет импрегнат
5. Обрабатывает урез подошвы
1. напыляет корректирующую краску
2. наносит обувной крем
3. полирует верхнюю часть обуви (кожаные поверхности)
4. Напыляет импрегнат
5. Обрабатывает урез подошвы
Упаковка
Поступая на участок упаковки, обувь обволакивается текстильным пакетом, выполненным из экологичного полотна вторичной переработки.
Робот, стоящий перед сдвоенным конвейером, по которому поступают коробки с крышками, снимает коробку и ставит её на упаковочный стол, механические лапки сжимаются и фиксируют коробку на месте.
Второй робот, который стоит за конвейером, снимает обувь с кронштейна, оставляя колодку на голени, и укладывает её в коробку.
Робот, стоящий перед сдвоенным конвейером, по которому поступают коробки с крышками, снимает коробку и ставит её на упаковочный стол, механические лапки сжимаются и фиксируют коробку на месте.
Второй робот, который стоит за конвейером, снимает обувь с кронштейна, оставляя колодку на голени, и укладывает её в коробку.
Как только пара обуви размещена в коробке, первый робот закрывает её крышкой и проталкивает на конвейер.
Роботизированный кран снимает с конвейера коробки с обувью, укладывая их на транспортный поддон, находящийся на AGV-роботе.
Мобильный робот AGV увозит поддоны с обувью на склад, откуда туфли, кроссовки, ботинки, сапоги, ботильоны, босоножки, сандалии… отправляются своим покупателям.
Роботизированный кран снимает с конвейера коробки с обувью, укладывая их на транспортный поддон, находящийся на AGV-роботе.
Мобильный робот AGV увозит поддоны с обувью на склад, откуда туфли, кроссовки, ботинки, сапоги, ботильоны, босоножки, сандалии… отправляются своим покупателям.