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導入機器人結合3D感測 製鞋業用空氣製鞋環保又快速

3D感測技術方案開發商立普思將3D感測技術導入機器人應用於製鞋業中。立普思

環保意識抬頭,製鞋業為訴求回收再造,針對鞋底黏合工序導入電漿改質作法取代過去使用有毒揮發物進行化學改質。而此種做法再結合導入3D感測技術的機器手臂協同作業,不但可加速貼合工作,增加生產效率因應現今生產週期縮短的趨勢,更可大舉降低製造成本。

製鞋工序可分為鞋面工與鞋底工,一雙鞋子的鞋底結構大致又可分為大底、中底或內底。大底即為直接接觸地面的部分,也就是鞋子最底部,在材質選擇上以防滑耐磨為主,而中底的作用則是提供緩衝,決定了鞋子的舒適性和耐用性,主要導入避震材質以降低雙腳承受的壓力,並減緩地面的反作用力。而內底則是一般所熟知的鞋墊。

不過在鞋底製程中,由於材質各易,在上膠黏合的過程中容易剝離,過去業者係透過先將鞋底面的黏合處打粗後以利後續上膠。不過打粗很有可能造成鞋材刮損,為了避免刮損,目前製鞋業也會採取以浸泡具毒性的揮發性有機化合物 (Volatile Organic Compounds,VOC )的方式讓表面改質,提升易黏著性。

鞋子屬於民生用品,全球用量驚人,加上由於近年綠色意識抬頭,鞋廠開始追求全面回收再造使用,因此對於製鞋業來說,更希望改善現行化學改質方法,在提升製程安全的同時,達到製造效率的提升。

業者指出,現市場上已開發出利用空氣電漿技術,利用電漿此種很強的能量離子束,經由空氣噴出到鞋材表面進行改質,原料只需要空氣與樹脂就能進行鞋底貼合,較之化學貼合更安全也更低成本。據悉,目前Nike、愛迪達的供應商寶成集團也十分青睞這項技術。

但製鞋業者在利用電漿改質法解決產業需求後,卻面臨到設備操作的問題。包括必須依不同鞋材大小規劃,因此原有技術需要人為操作機器手臂承載電漿噴頭來規劃移動路徑,但一來由於噴頭荷重大對人體是負擔,二來噴頭需在固定1.5至2公分的距離,並以90度直角角度操作,在種種條件限制下,製鞋業者也陸續感受到這樣的做法似乎仍存在著作業瑕疵。

看準市場需求,台灣投入3D感測技術研發的軟硬體整合開發商立普思(LIPS)也與電漿產業結盟,其運用3D感測技術結合機器手臂,讓機器手臂在幾秒鐘內就能自動完成電漿改質,一舉改善過去尚需要靠人工作業所帶來的不便。

立普思執行長劉凌偉表示,機器手臂可事先透過3D感測量測物件的3D資訊以建立點雲圖,在其計算待噴塗物件的相對距離以及位置後,手臂即可依據適當的距離與角度自動生成加工路徑,如此一來,不但可解決因為鞋形大小不一,需要人工操作路徑的問題,二來全自動化加工,也能大幅縮短製程時間,提高生產效率。

鞋子與衣服一樣,皆屬於消費市場變動快速的民生產品,隨著客製化需求與生產週期縮短,過去一向為勞力密集為主的製鞋業也需要透過自動化製鞋技術來提升整體生產效率,對於機器手臂的需求將日漸攀升,而為了讓機器手臂更接近於人類的思考與反應,機器視覺更扮演重要角色。

劉凌偉表示,目前機器視覺以2D為主,缺乏深度感知辨識能力,這部分3D感測技術將會是很好的切入點,可著力的應用場景多變,工廠自動化導入3D感測或為必然的發展趨勢。

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