DISTRETTO
CALZATURIERO
VENETO
Trasferimento tecnologico
per l'Automazione
nel Settore Calzaturiero
Progetto di Ricerca: Relazione Finale
Metadistretto Calzaturiero Veneto
Via Mazzini, 2 – 30039 Stra (Ve) Italy
tel. +39.049.9801422
fax. +39.049.9800503
[email protected]
www.distrettocalzaturieroveneto.it
Si ringraziano per la collaborazione alla realizzazione del progetto:
Stefano Cenci, Giulio Rosati, Aldo Rossi, Riccardo Secoli
DIMEG – Dipartimento di Innovazione Meccanica e Gestionale
Gianpiero Menegazzo
Rappresentante Patto di Distretto
Mauro Tescaro, Mario Zambelli, Cristina Chinellato
Politecnico Calzaturiero scarl
Maddalena Riccio
ACRIB Servizi srl
Franco Cestonaro, Vittorino Martarello
CNA di Rovigo (Confederazione Nazionale dell'Artigianato e della Piccola e Media Impresa)
Franco Scantamburlo
Associazione Artigiani e Piccola Impresa “Città della Riviera del Brenta”
Maurizio Simion
Studio Simion & Partners - Studio Commercialisti Associati
Auditors & Advisors s.rl
Consorzio Maestri Calzaturieri del Brenta
Le Aziende che hanno partecipato al CTS:
Agostini Calzaturificio Srl, Ballin Franco & C. Srl, Barbato Srl, Bond Street Sas, Del Brenta Srl,
Iris Spa , Moda di Fausto Spa, Mima Srl, Peron Srl, Rossimoda Spa
Le Aziende aderenti al progetto ed il loro personale dipendente
per le attività di sperimentazione e ricerca
Realizzazione testi
Stefano Cenci, Nicola Mazzucato, Riccardo Secoli
Progetto grafico e impaginazione
Lucio Monaro La Press
Con il contributo della Regione Veneto L.R. 8/2003
In collaborazione con:
Rovigo
Trasferimento tecnologico
per l'Automazione
nel Settore Calzaturiero
Progetto di Ricerca: Relazione Finale / Dicembre 2008
Prefazione
IL METADISTRETTO CALZATURIERO
VENETO TRA TRADIZIONE
E INNOVAZIONE
di Vendemmiano Sartor
In un momento di riflessione come quello attuale, caratterizzato
dall'esigenza di affrontare nuove criticità internazionali che hanno determinato
forti cambiamenti nel mondo economico, nelle regole e nelle ragioni di scambio,
è indispensabile una generale riconsiderazione di rilancio e consolidamento
della competitività dei territori produttivi regionali.
Il Veneto che ha sofferto, più di altri, la velocità dei processi di
globalizzazione, si è attrezzato e si sta attrezzando per fornire una risposta
adeguata, consapevole che la propria realtà produttiva è ancora un valore saldo e
con buone prospettive.
La presentazione di questa pubblicazione che riassume il lavoro svolto e i
risultati che il Metadistretto Calzaturiero Veneto ha raggiunto mi permette di
esprimere la mia ammirazione all’impegno di queste aziende manifatturiere, che
cercano di far convivere giorno dopo giorno, tradizione e innovazione, antichi
saperi con tecniche all’avanguardia, storia e futuro ben interpretando la volontà
del legislatore regionale. La vostra inventiva appare evidente nel momento in
cui ci si confronta con la tipologia di prodotto che il mercato ed il consumatore
richiedono e che sapienti artigiani realizzano incontrando le diverse esigenze.
La realtà produttiva veneta, apprezzata in Italia e nel mondo, è supportata
da una moderna politica di sostegno alle imprese grazie alla collaborazione di
tutte le forze istituzionali. Più di cinque anni di azione efficace e mirata, se si
pensa che i distretti veneti dai 28 del 2003, sono oggi 44 (di cui 34 Distretti e 10
Metadistretti) realtà riconosciute dalla Regione, con il coinvolgimento di più di
9.000 imprese per un totale di quasi 300.000 lavoratori.
Dal 2003 al 2008 sono stati emanati 6 Bandi per i Distretti/Metadistretti
per un totale di oltre 96 milioni di euro di stanziamenti regionali, a fronte di
progettualità presentate, e quindi, per un volume economico di investimenti
I
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
potenziale di circa 280 milioni di euro.
La Legge regionale 8/2003 che il Metadistretto Calzaturiero Veneto ha
saputo utilizzare ha dimostrato in questi cinque anni la fondatezza delle scelte
operate dalla Regione Veneto che, proprio anche grazie alle indicazioni giunte
dai destinatari della Legge, nel marzo 2006 ne ha approvato una rivisitazione,
con un cammino veloce, concertato e concreto che è andato ben al di là degli
schieramenti politici, inserendo al suo interno tante novità come i metadistretti,
le aggregazioni di filiera, i nuovi parametri per favorire l’aggregazione, il
rafforzamento delle misure rivolte alla ricerca e all’innovazione.
L’innovazione in quanto motore della produzione e fattore di
valorizzazione della conoscenza e della ricerca è l’elemento centrale della
politica economica regionale, che mira a risolvere l’equazione tra crescita
economica, competitività e occupazione da una parte, sostenibilità ambientale e
coesione sociale dall’altra. Il ruolo cruciale svolto dai Distretti/Metadistretti
produttivi, nel processo di sviluppo dell’economia italiana e del Veneto in
particolare, testimonia che alcune importanti opportunità si possono cogliere
solo collettivamente, come ha ben dimostrato il Metadistretto Calzaturiero
Veneto coinvolgendo e coordinando centinaia di imprese che vedono coinvolti
migliaia di lavoratori e artigiani con risorse altamente specializzate.
I progetti di ricerca e innovazione che avete realizzato partecipando agli
annuali bandi di assegnazione delle risorse testimoniano che i distretti sono
l'esempio che le politiche per lo sviluppo possono anche non concentrarsi
esclusivamente sulla relazione tra innovazione e ricerca. Rappresentano infatti
l'evoluzione del concetto stesso di innovazione che passa dal semplice modello
lineare nel quale la R&S si trova al punto di partenza, al modello sistemico che
nasce dalle interazioni tra aziende, organizzazioni, il loro ambiente operativo e le
istituzioni locali, realizzando un circolo virtuoso nel quale la ricerca scientifica
genera l'innovazione che a sua volta sostiene la crescita continuando ad
assecondare la ricerca per creare nuove conoscenze.
Vendemmiano Sartor
Assessore alle Politiche dell'economia,
dello sviluppo, della ricerca e dell'innovazione - Regione Veneto
II
Introduzione
Presentazione
I fattori competitivi che accomunano le Aziende del Metadistretto
Calzaturiero Veneto sono la flessibilità e la capacità di innovare il prodotto
sia dal punto di vista stilistico che tecnico.
Tali capacità che utilizzano, come principali strumenti, l’intuizione e
la creatività sostenute dall’esperienza e dal know-how di prodotto, devono
essere aggiornate e sviluppate per soddisfare le nuove esigenze del mercato,
soprattutto a fronte della presenza di nuovi competitori ed alla mancanza di
personale qualificato.
L’innovazione deve riguardare però non solo il prodotto, ma anche il
processo produttivo e i macchinari impiegati, in tal senso in molti settori si
punta sull’introduzione di una sempre maggiore automazione, fino ad
arrivare a realizzare linee di produzione completamente automatizzate.
Nel settore delle calzature, ampi sforzi in questa direzione sono già
stati fatti per la produzione di scarpe con suola in gomma: esistono infatti
molti esempi di linee produttive automatiche o semi-automatiche nelle quali
sono impiegate con profitto delle celle robotizzate, al pari di quanto accade
nelle linee di assemblaggio del settore automobilistico.
Più problematica si presenta invece la ricerca di soluzioni
automatizzate da introdurre nelle linee produttive delle calzature per l’alta
moda (settore in cui si inseriscono la maggior parte dei calzaturifici del
Metadistretto Calzaturiero Veneto) pochè le richieste in termini di
precisione, accuratezza e qualità del prodotto finito sono molto più
stringenti rispetto a quelle tipiche della produzione di massa.
L’attività condotta nel progetto “Trasferimento tecnologico per
l’Automazione nel Settore Calzaturiero” realizzato nell’ambito della Legge
Regionale 4 aprile 2003, n.8: “Disciplina dei Distretti Produttivi ed
interventi di politica industriale locale – Bando 2007”, ha consentito l’analisi
dello stato dell’arte dei sistemi automatici, attualmente, esistenti per il
settore e la valutazione dei possibili miglioramenti ai processi che possono
derivare dall’introduzione delle più recenti innovazioni nei campi della
III
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
robotica, dell’informatica e della meccatronica in genere.
Il lavoro di ricerca realizzato conferma l’interesse delle aziende
calzaturiere per l’adozione di nuove tecnologie che consentano
l’automazione di alcune fasi produttive, propone delle linee guida per
l’automazione e promuove soluzioni di tipo organizzativo/logistico e
tecnologico/produttivo che devono essere di stimolo alle aziende di
calzature ed ai produttori di tecnologia per iniziare una vera e propria
rivoluzione tecnologica in un settore che è ancora basato su lavorazioni di
tipo artigianale.
Giuseppe Baiardo
Presidente ATI “Metadistretto Calzaturiero Veneto”
IV
Introduzione
Indice
INTRODUZIONE ...............................................................................
1
Finalità del progetto .............................................................................
1
Elenco delle aziende coinvolte nel progetto .......................................
1
1. PANORAMICA DELLA LOGISTICA
DEL METADISTRETTO CALZATURIERO VENETO .................
3
2. STATO DELL’ARTE DEI MACCHINARI
PER I CALZATURIFICI ....................................................................
7
2.1 Sistemi per la produzione di scarpe con suola in gomma ...................
7
2.1.1 Desma tec..............................................................................................
9
2.1.2 Wenzhou shenlong imp. & exp. co. .....................................................
19
2.1.3 Robot system srl....................................................................................
21
2.1.4 Actis sa...................................................................................................
25
2.1.5 Itia-cnr, des & mc lab ...........................................................................
28
2.2 Produttori di macchinari per i calzaturifici..........................................
30
2.2.1 Molina & Bianchi spa ...........................................................................
30
2.2.2 Torti s.r.l. ...............................................................................................
34
2.2.3 Sagitta ....................................................................................................
36
2.2.4 Fioretto snc ...........................................................................................
39
2.2.5 Comec srl ..............................................................................................
41
2.2.6 Officine Besser......................................................................................
44
2.2.7 Tecno2 srl..............................................................................................
46
2.2.8 Cosmopol srl .........................................................................................
48
2.2.9 Mec-val srl.............................................................................................
51
2.2.10 Ormac spa..............................................................................................
54
2.2.11 Garfas macchine srl...............................................................................
58
2.2.12 Ger elettronica srl .................................................................................
59
2.2.13 Talamonti srl .........................................................................................
61
V
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.14 Brustia & c. spa e Alfameccanica srl ....................................................
64
2.2.15 Atom spa................................................................................................
68
2.2.16 Comas srl ...............................................................................................
70
2.2.17 Tucano macchine srl .............................................................................
73
2.2.18 Elettrotecnica B.C. spa.........................................................................
76
2.2.19 Officine meccaniche Cerim spa ...........................................................
78
3. STATO ATTUALE DELLA PRODUZIONE
NEI CALZATURIFICI DEL METADISTRETTO
CALZATURIERO VENETO ..............................................................
81
3.1 Aziende visitate .....................................................................................
81
3.2 Quantità/tipologia di prodotti...............................................................
82
3.3 Organizzazione......................................................................................
83
3.3.1 Modelleria .............................................................................................
87
3.3.2 Taglio .....................................................................................................
89
3.3.3 Giunteria / orlatura ...............................................................................
92
3.3.4 Montaggio / manovia.............................................................................
96
3.3.5 Finissaggio.............................................................................................
109
3.3.6 Inscatolamento......................................................................................
112
4. POSSIBILI AREE DI INTERVENTO ..............................................
115
4.1 Organizzazione logistica .......................................................................
116
4.2 Interventi sui sistemi di produzione ....................................................
117
5. SOLUZIONI PROPOSTE...................................................................
119
5.1 Parte gestionale.....................................................................................
119
5.1.1 Layout dell’impianto.............................................................................
119
5.1.2 Magazzino automatico ..........................................................................
124
5.2 Sistemi di produzione ...........................................................................
133
5.2.1 Riconoscimento difetti del pellame......................................................
133
5.2.2 Premonta/monta....................................................................................
147
VI
Introduzione
5.2.3 Cardatura...............................................................................................
155
5.2.4 Forno .....................................................................................................
170
5.2.5 Lucidatura .............................................................................................
171
5.2.6 Packaging ..............................................................................................
172
5.3 Gestione qualità ....................................................................................
173
5.3.1 Difetti sui componenti..........................................................................
173
5.3.2 Prodotto finito .......................................................................................
177
6. CONCLUSIONI ..................................................................................
179
VII
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
VIII
INTRODUZIONE
FINALITA’ DEL PROGETTO
Il progetto di ricerca, svolto dal gruppo di ricerca in automazione
industriale del Dipartimento di Innovazione Meccanica e Gestionale
dell’Università degli Studi di Padova e dal Politecnico Calzaturiero è
brevemente descritto nei seguenti punti:
- Analisi dei fabbisogni di automazione delle aziende del settore
calzaturiero attraverso visite aziendali e la predisposizione di un
questionario quali/quantitativo da sottoporre alle Aziende del
Metadistretto;
- Analisi critica del processo di produzione e della logistica con
individuazione delle operazioni che si prestano maggiormente ad
essere automatizzate;
- Valutazione di possibili nuove configurazioni dei layout della fabbrica,
del sistema di approvvigionamento e del magazzino;
- Realizzazione di una ricerca sullo stato dell’arte delle tecnologie di
automazione e sulle applicazioni realizzate per il settore calzaturiero;
ELENCO DELLE AZIENDE COINVOLTE NEL PROGETTO
Il progetto ha visto il coinvolgimento di gran parte della filiera del
Metadistretto Calzaturiero Veneto, soprattutto medie e piccole imprese
delle provincie di Treviso, Vicenza, Verona oltre all’interesse da parte delle
associazioni del settore come l’Associazione Provinciale di Rovigo per la
Piccola e Media Impresa, l’Associazione dei Calzaturifici della Riviera del
Brenta, l’Associazione Artigiani e Piccola Media Impresa “Città della
Riviera del Brenta”, l’Università degli Studi di Padova, nel particolare il
gruppo di Robotica con sede nel Dipartimento di Innovazione Meccanica e
Gestionale che ha svolto il progetto.
1
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Questa indagine sulle possibilità di intervento nel processo produttivo è
nata dalla necessità delle piccole e medie imprese per contrastare i sempre
più crescenti costi di produzione e compensare la mancanza di ricambio
della manodopera visto il calo nel settore di circa 2000 unità tra il 2001 e il
2007 (dati ACRIB); il tutto tenendo sempre come obbiettivo principe il
mantenimento dell’elevato standard qualitativo dei prodotti che
caratterizzano la zona del Metadistretto Calzaturiero Veneto.
Le aziende che si sono prestate all’analisi del settore sono state:
•
Calzaturificio Rossi Moda S.p.a.
Via Venezia,22 Vigonza (VE)
•
Calzaturificio Mima S.r.l.
Via Roverelli, 28 Fosso' (VE)
•
Barbato S.r.l
Via Q.I 3° Strada 1, Fiesso D’Artico (VE)
• Ballin Franco & C. S.r.l.
Via Riviera del Brenta, 213 Fiesso D’Artico (VE)
• Del Brenta S.r.l.
Via Julia, 1/3 Perarolo di Vigonza (PD)
• Bond Street S.a.s.
via Belfiore, 47 Rovigo
• Agostini Calzaturificio S.r.l.
Via Garibaldi, 24 Vigonovo (PD)
•
Peron S.r.l.
Via Premaore, 57 Camponogara (VE)
•
Moda di Fausto S.p.a.
Via C. Colombo, 24 Vigonovo (PD)
•
Iris S.p.a.
Via Pampagnina, 42 Fiesso D’Artico (VE)
2
Capitolo I
PANORAMICA DELLA LOGISTICA DEL
METADISTRETTO CALZATURIERO
VENETO
Il settore calzaturiero in Veneto conta oltre un migliaio di aziende
pari a oltre il 15% del totale nazionale, con circa 20.000 addetti (20% del
totale nazionale); a queste aziende/addetti se ne debbono aggiungere
almeno altrettanti facenti parte della “filiera” produttiva.
Si tratta di una realtà di piccolissime, piccole e medie imprese, tanto
che il 99% del totale delle aziende occupa da 0 a 99 addetti.
La diffusione sul territorio regionale copre 6 provincie su 7 (Belluno
esclusa).; in ogni provincia esistono tradizioni, specificità, unicità che
rendono i calzaturieri veneti il più completo sistema nel contesto italiano,
rappresentando in questo modo un referente fondamentale per il mercato
mondiale.
In Veneto possiamo individuare 5 aree calzaturiere ben precise con
altrettante specializzazioni: il Montebellunese (provincia di Treviso), il
rodigino, il veronese, il vicentino e la Riviera del Brenta (racchiusa tra le
provincie di Venezia e Padova).
In provincia di Treviso, specie nel Montebellunese, troviamo una
produzione d’eccellenza per calzature sportive, tanto da avere in questo
territorio una concentrazione che vanta un primato a livello mondiale se si
pensa al numero di aziende (circa 400) con un volume d’affari di qualche
miliardo di euro.
In provincia di Rovigo, ed in particolare nel triangolo tra Fratta
Polesine, Lendinara e Villanova del Ghebbo, esiste una realtà calzaturiera di
livello medio-alto che negli anni si è affermata nei mercati, soprattutto nelle
calzature per uomo e per donna ma anche per bambino.
Le aziende racchiuse nella Riviera del Brenta ricoprono il 65.2% delle
aziende del Veneto e il 9.8% rispetto al panorama italiano, per un totale di
3
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
221 calzaturifici dislocati tra la provincia di Venezia(135) e la provincia di
Padova(86) .
Considerando anche le aziende satelliti, produttrici di accessori e le
modellerie, si raggiungono tra le provincie di Venezia e Padova un totale di
708 aziende (dati ACRIB 2007).
Sul piano storico la produzione calzaturiera in Veneto vanta oltre 7
secoli di tradizione: risale infatti al 1268 il primo documento nel quale viene
ad essere sancita la costituzione di una Confraternita di Calzaturieri
(“calegheri”) a Venezia.
Il moderno settore calzaturiero è evidente verso la fine del 1800.
Tanto in Riviera del Brenta che nel trevigiano e nel vicentino, si trovano
insediamenti calzaturieri che cercano di applicare concetti produttivi
industriali a lavorazioni – per loro natura – prettamente artigianali.
Nate quindi come botteghe artigianali, le aziende risiedono tutt’oggi
generalmente all’interno di complessi urbani/abitativi e non in proprie zone
industriali.
Gli edifici sede delle aziende calzaturiere hanno spesso una vetustà
più elevata, in media di circa un decennio, rispetto alla data di inizio
dell’attività.
In questa condizione risultano l’30% delle ditte, mentre il rimanente
70% presenta una contemporaneità tra la costruzione dell’insediamento
produttivo e l’effettivo avvio dall’attività.
Tale scarto indica che, nella maggioranza dei casi, le attività
produttive sono state avviate in edifici già esistenti, progettati e per lunghi
tempi impiegati in attività manifatturiere differenti, per dimensioni
aziendali e tipologia di impianti produttivi.
La vetustà degli insediamenti produttivi emerge osservando le
proporzioni dei reparti e/o la loro irrazionale distribuzione.
Gli edifici sede delle aziende di più vecchio insediamento presentano
spesso dimensioni inadeguate, a causa dell’ubicazione all’interno di centri
storici e in locali angusti; mentre le aziende di recente costruzione si
presentano nelle zone industriali adiacenti ad aziende fornitrici, limitando
4
Capitolo I - Panoramica della logistica del Metadistretto Calzaturiero Veneto
quindi il costo di trasporto delle materie prime.
L’indagine svolta ha evidenziato che nel 80% delle aziende vi è un
unico locale adibito alla produzione, e locali adibiti a magazzino
semilavorati/prodotto finito generalmente risiedono nello stessa area della
produzione; uffici amministrativi e modelleria generalmente risiedono in
locali separati.
Comprese in questa percentuale vi sono:
- sia aziende che svolgono un'unica fase del ciclo di produzione
della calzatura, condizione adeguata in quanto ad un locale
corrisponde una sola fase lavorativa;
- sia aziende con più fasi lavorative, condizione inadeguata
poiché in un unico locale sono presenti più lavorazioni;
L’indagine ha evidenziato che diversi calzaturifici hanno come
aziende satelliti della stessa holding, aziende fornitrici come tomaifici e
solettifici.
Altre aziende, per ridurre i costi hanno optato per svolgere le
operazioni del reparto giunteria, a domicilio in relazione alla stagionalità o al
carico di lavoro aziendale. La fase di assemblaggio della scarpa viene svolta
interamente nella sede italiana.
Le aziende che sono costituite da un’unica azienda, generalmente
hanno fornitori delle materie prime nella medesima zona dove risiede
l’azienda principale, con il vantaggio che i tempi per consegna dei materiali
sono ridotti al minimo.
5
6
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Capitolo II
STATO DELL’ARTE DEI MACCHINARI PER
I CALZATURIFICI
2.1 SISTEMI PER LA PRODUZIONE DI SCARPE CON
SUOLA IN GOMMA
Nella produzione di scarpe con suola in gomma, l’applicazione di
quest’ultima può avvenire in due modi: la suola può essere prima stampata e
poi successivamente viene incollata alla tomaia (metodo detto “ordinario”),
oppure la suola può essere iniettata direttamente sulla tomaia in modo da
ottenere delle scarpe complete con una singola operazione.
Con il secondo metodo il poliuretano che formerà la suola viene
iniettato in uno stampo che contiene anche la tomaia, il fissaggio delle due
parti della scarpe viene quindi garantito dall’adesività intrinseca del
poliuretano stesso.
Il metodo dell’iniezione diretta è usato solitamente per i poliuretani
bicomponenti liquidi (PU), ma è altrettanto valido anche per i poliuretani
termoplastici (TPU).
Con l’iniezione diretta è possibile dosare il colore, regolare densità e
durezza della suola e produrre suole multistrato (vari differenti colori e
densità) in una sola operazione, su una sola macchina.
Per migliorare le proprietà meccaniche della suola, si stampa prima
un sottile strato di polimero quasi compatto, poi si inietta un’intersuola
espansa, in modo da creare una suola a doppia densità che risulta leggera,
confortevole e molto resistente.
Nell’ambito della produzione di scarpe con suola in gomma esistono
molti casi industriali che dimostrano come l’automazione della linea
produttiva possa migliorare la qualità, la produttività e la redditività
economica degli impianti.
Nel settore della produzione di scarpe con suola in gomma i robot
7
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
possono aumentare la produzione fino al 30%, abbassando i costi e
incentivando soluzioni innovative.
I robot possono, per esempio, spruzzare l’agente rilasciante nello
stampo, spalmare il collante con precisione e ripetibilità, eseguire la
cardatura, svolgere la funzione di prelievo e posizionamento di parti di suole
o forme, rimuovere scarpe, stivali o suole dagli stampi e rifilare bordi; il
tutto in modo continuativo.
Si presentano qui di seguito alcuni produttori di impianti
automatizzati dedicati alla realizzazione di scarpe con suole in gomma.
8
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.1.1 DESMA TEC
Desma Tec
Desmastraße 3–5
D 28832 Achim, Germany
Tel: +49 42029900
Fax: +49 4202990210
[email protected]
www.desma-tec.de
La Desma Tec effettua progettazione di linee produttive
automatizzate su misura, sia per la produzione di scarpe con suola iniettata
sia per la produzione di calzature con suola di gomma incollata; i materiali
impiegati possono essere sia poliuretani (PU), sia materiali termoplastici
(TP) o gomma.
L’attività di progettazione può riguardare sia la realizzazione di una
linea completa e nuova, sia l’integrazione di sistemi automatizzati all’interno
della linea produttiva già esistente di un calzaturificio.
Figura 2.1 - Esempio di Rapid Tooling indiretto e soft.
9
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
L’automazione può essere fatta intervenire su diverse fasi del processo di
costruzione della scarpa:
- Sullo stampo: deposizione dell’agente rilasciante, prelievo e
posizionamento del prodotto finito
Figura 2.2 – Esempio di stampo.
- Sulla tomaia: cardatura, applicazione della colla e dell’ammobidente
prelievo e posizionamento del prodotto finito
Figura 2.3 – Esempio di tomaia.
- Sulla suola: applicazione della colla, prelievo e posizionamento del
prodotto finito
Figura 2.4 – Esempio di suola in gomma.
10
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
- Sulla scarpa: rifilatura della fodera, prelievo e posizionamento del
prodotto finito
- finito.
Figura 2.5 – Esempio di scarpa finita.
Le varie stazioni sono governate tramite delle interfacce touch screen
(denominate “Graphical Robot Control”) che ne consentono l’utilizzo anche
da parte di personale non specializzato.
Il sistema Amir
Amir è un sistema di automazione progettato da DESMA per la
produzione di scarpe ad iniezione diretta della suola.
Principalmente il sistema è composto da:
- una giostra girevole che trasporta gli stampi all’interno della
quale viene fatta l’iniezione della suola;
- un convogliatore continuo a nastro;
- un tunnel di riscaldamento;
- un tunnel di raffreddamento;
- diversi robot dedicati alle varie operazioni;
Il convogliatore, realizzato tramite un nastro trasportatore, ha la
funzione di portare la forma con già applicata la tomaia alla giostra girevole
e prelevare da questa la scarpa con la suola già fissata.
I robot sono disposti lungo il convogliatore e si occupano di eseguire
ad esempio la cardatura della tomaia o la regolazione della suola.
Questa soluzione permette in qualsiasi momento di inserire nella
11
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
linea ulteriori stazioni o riorganizzare quelle già esistenti ai fini di
ottimizzare la produttività dell’intero sistema.
Per garantire un corretto posizionamento della tomaia sulla forma, e
quindi incrementare la qualità finale della scarpa, l’operazione di
assemblaggio forma e tomaia vengono fatte prima passare in un tunnel di
riscaldamento; dopo il montaggio invece sono fatte passare nel tunnel di
raffreddamento allo scopo di stabilizzarne la posizione.
Oltre alla maggiore qualità, l’automazione del processo di produzione
porta ad una diminuzione del tempo di spostamento dei vari pezzi e quindi
ad un incremento del rendimento dell’intero impianto.
12
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Figura 2 - Esempio di Rapid Tooling indiretto e soft.
RUOTARE IMAMGINE
Figura 2.6 – Schema del sistema Amir di DESMA.
13
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 3 - Esempio di Rapid Tooling indiretto e soft.
RUOTARE IMAMGINE
Figura 2.6 – Schema del sistema Amir di DESMA.
14
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Si riporta qui di seguito un elenco dei robot utilizzati in una tipica
linea produttiva di Desma Tec.
Robot per la deposizione dell’agente rilasciante
Figura 2.7 – Robot per la deposizione dell’agente rilasciante.
L’utilizzo di un agente rilasciante è necessario al fine di evitare
l’adesione del poliuretano iniettato allo stampo, in quanto consente di
estrarre la suola dallo stampo facilmente e senza danneggiamento.
Il robot utilizza una sistema elettrostatico che permette di depositare
con precisione l’agente rilasciante sullo stampo in modo elettrostatico.
Con questa tecnologia si minimizza il consumo dell’agente rilasciante
(incrementando la vita dello stampo), indipendentemente dalla sua
composizione che può essere a base di acqua, cera, silicone o paraffina.
È inoltre evitata sistematicamente l’adesione del poliuretano iniettato
allo stampo, in quanto è facilmente distaccabile senza danneggiare la suola;
il basso consumo dell’agente rilasciante garantisce numerosi cicli d’utilizzo
allo stampo.
15
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Robot per l’esecuzione della cardatura
Figura 2.8 – Robot per l’esecuzione della cardatura.
La cardatura della tomaia permette alla colla o al materiale iniettato
nello stampo di legarsi in maniera ottimale alla tomaia.
Poiché ogni materiale che costituisce la parte superiore della scarpa
deve poter essere lavorato a differenti velocità, con pressioni di contatto
variabili in base al tipo di utensile impiegato, la forza del robot che esegue la
cardatura deve essere attentamente controllata.
La testa del robot ha infatti sulla propria estremità un utensile rotante
la cui forza di contatto varia a seconda del contorno che esso segue.
Robot per la deposizione della colla
Figura 2.9 – Robot per la deposizione della colla.
16
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
L’utilizzo di agenti incollanti è necessario sia nel caso in cui la suola
venga applicata alla tomaia dopo essere stata stampata, sia nel caso in cui
essa sia iniettata direttamente sulla tomaia.
In entrambi i casi la colla ha lo scopo di creare una forte adesione tra
suola e tomaia.
Il robot di incollaggio può essere impiegato sia per applicare la colla,
spruzzandola uniformemente e con uno spessore sufficiente al fissaggio di
questa, sia per applicare una singola linea di sostanza adesiva su parti
limitate della tomaia (ad esempio in corrispondenza del bordo della suola).
Robot combinato COMBI
Figura 2.10 – Robot combinato COMBI.
Il robot combinato COMBI può essere impiegato per l’esecuzione di
varie fasi del processo produttivo, ad esempio può montare teste combinate
per la cardatura e l’incollaggio.
17
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Robot per il prelievo/posizionamento
Figura 2.11 – Robot per prelievo/posizionamento.
I robot per il prelievo e il posizionamento possono essere utilizzati in
diversi modi e in molte fasi della produzione consentendo di ottimizzare il
flusso di materiale all’interno dell’attività di produzione.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.1.2 WENZHOU SHENLONG IMP. & EXP. CO.
Wenzhou Shenlong Imp. & Exp. Co
2nd Floor,No.174,Lucheng Road
Wenzhou,Zhejiang,China
Tel: 0086-577-88202774
Fax: 0086-577-88202749
[email protected]
www.slmy.com.cn
L’azienda Wenzhou Shenlong Imp. & Exp. Co. è specializzata nella
produzione di macchine per calzaturifici ed offre alcune soluzioni per la
produzione di scarpe con stampaggio ad iniezione della suola.
Sistema automatico per la stampa ad iniezione di suole in poliuretano
Figura 2.12 – Sistema per stampa ad iniezione di suole in poliuretano.
Questa macchina è in grado di stampare suole a doppio colore e a
doppia densità; essa è dotata di 24 posizioni di lavoro per una produzione
giornaliera di 1500-2000 paia di scarpe.
19
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Sistema automatico per la stampa ad iniezione di suole in gomma e plastica
Figura 2.13 – Sistema per stampa ad iniezione di suole in gomma e plastica.
La macchina consente la stampa ad iniezione di pvc, TPR, TPU
termoplasmabile, con o senza schiuma.
20
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.1.3 ROBOT SYSTEM Srl
Robot System s.r.l.
via Piemonte, 21/23
56035 Perignano (PISA) – ITALY
Tel: +39 0587 618003
Fax: +39 0587 618001
[email protected]
www.robotsystem.it
L’azienda è specializzata nella progettazione e realizzazione di linee
automatiche per la produzione di calzature con suola in gomma.
Le linee automatiche installate, definite linee F.M.S.S (Flexible
Manufacturing Shoe System), consistono in un sistema integrato e flessibile
per l’automazione del processo di produzione.
La configurazione delle linea comprende un insieme modulare
componibile e configurabile composto da isole robotizzate associate ad un
appropriato sistema di trasporto delle forme.
Un esempio di linea produttiva proposta da Robot System Srl è quella
installata presso il calzaturificio AKU S.r.l. di Montebelluna (TV).
Per quanto riguarda il processo di cardatura automatizzata, la
programmazione della traiettoria da far compiere al robot è ottenuta tramite
un braccio tastatore, che consente di acquisire la traiettoria in modo
semplice e veloce.
Una descrizione più dettagliata di questo sistema di programmazione
è riportata nel capitolo riguardante le soluzioni proposte per automatizzare
la lavorazione di cardatura.
Nella realizzazione della linea automatica viene fatto largo uso di
manipolatori antropomorfi in quanto questa tipologia di robot consente di
risolvere diversi tipi di applicazioni, anche nel caso in cui siano richieste
manipolazioni poco conformi agli standard.
Si propone qui di seguito una selezione di robot impiegati lungo una
linea automatizzata.
21
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.1.4
2.1.5
Figura 2.14 – Cardatura su linea di trasporto forme.
Figura 2.15 – Robot utilizzato per il carico/scarico di macchine utensili.
22
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Figura 2.16 – Incollaggio della tomaia.
Figura 2.17 – Incollaggio del fianco tramite attrezzatura apposita.
23
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 2.18 – Robot per la rifilatura della fodera.
Figura 2.19 – Robot per la deposizione del distaccante sugli stampi delle suole.
24
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.1.4 ACTIS SA
Actis SA
390, Route de Virieu
38730 LE PIN
Tel: +33 476557079
Fax: 33 476557563
[email protected]
L’azienda si occupa di progettare e realizzare linee di assemblaggio
automatico, celle robotizzate e sistemi per la gestione integrata della logistica.
Le singole celle robotizzate possono essere impiegate sia per asservire
i sistemi per l’iniezione della plastica, sia per gestire alcune fasi della
lavorazione lungo una linea manuale.
Tutti i mezzi che portano alla creazione di una linea automatica (o di
una singola cella) fanno parte di un sistema definito “RB system”, esso
quindi comprende tutte le attrezzature, le tecniche, i software, le teste
robotizzate, i sistemi automatici e i robot sviluppati appositamente per
l’automazione del processo produttivo nell’industria calzaturiera.
All’interno del sistema “RB system” non comprende però solo
prodotti standard in quanto ciascun componente è realizzato in base alle
specifiche esigenze di ogni cliente, l’“RB system” rappresenta quindi più un
tipo di concezione tecnologica che uno specifico settore di macchinari.
Allo scopo di permettere l’utilizzo delle forme con i sistemi automatici
sviluppati, Actis fa ricorso ad un’attrezzatura di fissaggio, denominata
“Prehensor”, che permette di manipolare la forma, posizionarla nello spazio
e trasportarla mantenendone sempre con precisione i riferimenti.
Oltre a ciò, le forme sono equipaggiate anche da chip elettronici che
consentono di assegnare ad ogni scarpa dei codici identificativi, richiamati
nelle varie fasi della produzione.
Oltre ai mezzi di produzione veri e propri, Actis SA realizza anche il
software di gestione della linea e della attrezzature per la gestione della
produzione; questo software è collegato anche al magazzino che raccoglie
25
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
tutti i modelli delle forme.
Per la realizzazione delle celle e delle linee automatizzate l’azienda fa
largo uso di robot industriali a 6 gradi di libertà, allo scopo di garantire
l’accuratezza e la precisione richiesta per la produzione di calzature.
Tra i vari robot sviluppati ci sono quelli che si occupano della
cardatura (dei fianchi e del fondo scarpa), dell’incollaggio, del taglio, delle
operazioni di carico e scarico delle macchine ad iniezione, della sformatura
automatica e della lubrificazione degli stampi.
Per quanto riguarda la programmazione della fase di cardatura, Actis
SA ha sviluppato un sistema basato su un braccio tastatore che verrà
descritto nel capitolo riguardante le soluzioni proposte per automatizzare la
lavorazione di cardatura.
In figura 2.20 è possibile vedere un esempio di linea completamente
automatizzata, mentre in figura 2.21 una singola cella automatica, entrambe
sviluppate da Actis SA.
Actis SA è attualmente impegnata nella realizzazione di una linea
automatica a Fiesso d’Artico per importante Brand.
Figura 2.20 – Linea automatica.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Figura 2.21 – Cella automatizzata.
27
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.1.5 ITIA-CNR, Des & MC Lab
ITIA-CNR, Des & MC Lab
Via Pisani, 1 - 27029
Vigevano (PV), Italy
Tel: +39 0381692652
Fax: +39 0381 693021
[email protected]
www.itia.cnr.it
Nell’ambito del progetto di ricerca europeo EuroShoe il laboratorio
ITIA-CNR di Vigevano ha realizzato un prototipo di mini-fabbrica semiautomatizzata per la produzione di massa di scarpe personalizzate per il
singolo cliente.
La produzione della calzatura parte dall’acquisizione dell’immagine
3D del piede del cliente su cui viene adattato il design del modello scelto.
Il progetto della scarpa così ottenuto viene quindi passato al reparto
di produzione che si occupa della realizzazione vera e propria: dalla
tornitura della forma, al montaggio dei vari componenti fino
all’inscatolamento del prodotto finale per la consegna al cliente.
In figura 2.22 è possibile vedere l’organizzazione dell’impianto
produttivo realizzato.
Il sistema di trasporto delle forme è realizzato tramite delle giostre
rotanti che consentono di smistare i prodotti in base alle lavorazioni che
devono essere effettuate.
Per realizzare in modo automatico alcune fasi del processo di
produzione sono state progettate delle apposite attrezzature, montate su
robot industriali; in particolare tramite queste, si riesce a realizzare in modo
automatico le operazioni di cardatura, incollaggio e lucidatura.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Figura 2.22 – Layout mini fabbrica.
29
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2 PRODUTTORI DI MACCHINARI PER I CALZATURIFICI
Si presentano qui di seguito i principali macchinari per il settore
calzaturiero utilizzati per il montaggio delle scarpe, allo scopo di mettere in
evidenza il livello di automazione attualmente disponibile.
Si può notare che la quasi totalità dei macchinari è rivolta
all’asservimento del montaggio manuale.
2.2.1 MOLINA & BIANCHI SPA
Molina & Bianchi Spa
Viale Industria, 213/5
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel: +39 0381345015
www.molinaebianchi.it
[email protected]
Cardatrice - incollatrice
L’azienda propone tra i tanti modelli una cardatrice computerizzata
detta “CD 8” adibita all’esecuzione della fase di cardatura del bordo della
scarpa. Essa è dotata di un sistema di bloccaggio della scarpa, che garantisce
la ripetibilità dell’operazione grazie ad un sistema di visione (telecamera
digitale); la “CD 8” riesce ad identificare il profilo della scarpa e
successivamente a memorizzarlo, ovvero è sufficiente bloccare nella
macchina il numero centrale di un modello predefinito ed effettuare
l’operazione di autoapprendimento, successivamente la macchina è pronta
ad eseguire la cardatura su tutti i numeri.
Premonta – monta
Per la fase di premonta – monta, l’azienda offre come prodotto di
punta la “SincronZero MW”.
Questa macchina è dotata di azionamenti elettrici a controllo
numerico che gestiscono tutte le movimentazioni della macchina; il
30
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
computer coordina tempi e movimenti nella macchina grazie ad un software
dedicato, che permette di programmare:
Figura 2.23 – Cardatrice-incollatrice.
- chiusura delle piastre
- accerchiamento pinze
- modulazione e forza del tiraggio delle pinze in base al materiale
e alla mano dell’operatore
- distribuzione della colla
- posizioni del tiraggio del piedino
- inclinazione del piedino
- montaggio in cava
- posizione delle bande laterali
- tutti i tempi e le forze che intervengono nella fase del
montaggio
Questa macchina è munita inoltre di un sistema di cambio rapido per
le pinze unito ad un sistema di distribuzione colla universale, questi
permettono di configurare rapidamente diversi tipi di punte, passando
velocemente da una punta sfilata ad una punta rotonda classica: questa
peculiarità permette lavorazioni con piccoli lotti di produzione in cui la
31
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
velocità di configurazione risulta essere basilare.
La macchina può essere integrata in un sistema di gestione globale
per la programmazione e l’interscambio di dati attinenti alla produzione.
SincronZero MW offre il vantaggio di utilizzare il sistema di
distribuzione colla con ugelli programmabili completo dalla punta alla cava
oppure, semplicemente premendo un tasto, il sistema misto attuale di
corona in punta e ugelli per pianta e cava.
Figura 2.24 – Premonta.
Montaboette - montafianchi
Per la fase di montaggio delle boette e dei fianchi Molina & Bianchi
propone “MarkZero”: con questa macchina è sufficiente richiamare il
programma desiderato ed introdurre la scarpa, questa legge
automaticamente il numero ed esegue istantaneamente le operazioni
richieste con assoluta precisione.
I due gruppi montafianchi con quattro assi separati ciascuno, sono
completamente motorizzati; ogni gruppo è formato da un rullo di montaggio
a velocità variabile affiancato da un sistema per la chiodatura in micro
semenza tutto controllato dal PC.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
La distribuzione del termoplastico sui fianchi è completamente
motorizzata con un sistema interpolato che sviluppa automaticamente tutte
le numerazioni e calzate, in modo da spalmare sul sottopiede la quantità
esatta di colla e nella precisa posizione del margine di montaggio.
Con il sistema di programmazione ad autoapprendimento di cui è
dotata, è possibile riprogrammare la posizione dei chiodi, le forze di
tiraggio, la spalmatura del termoplastico, il tiraggio della pinze e tutti i
parametri e tempi necessari per il montaggio.
Il sistema permette il collegamento e trasferimento dei dati con altre
macchine della stessa azienda, ad un Cad specifico per il settore della
calzatura per la ricezione dei dati inerenti ai modelli, a programmi gestionali
per controllare costantemente la produzione.
Il ciclo di lavoro di questa macchina prevede l’utilizzo delle pinze
laterali per il tiraggio della tomaia agevolando il percorso degli iniettori che
dispensano il collante sul sottopiede, attuando un tensionamento della
tomaia secondo i parametri programmati dall’operatore, il quale può sempre
intervenire con correzioni manuali.
Figura 2.25 – Montaboette - montafianchi.
33
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.2 TORTI SRL
Torti s.r.l.
Via Matteo Gianolio, 22
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 038173835
www.tortisrl.it
[email protected]
Macchina Fissa – sottopiede
Torti offre una macchina pneumatica per fissare con chiodi, suolette e
sottopiedi alla forma; i chiodi da iniettare hanno le seguenti caratteristiche:
diametro di 1,05mm, testa bombata, lunghezza da 12 fino a 22 mm oppure
diametro 1,2 mm, testa bombata, lunghezza da 12 a 22 mm.
Figura 2.26 – Macchina fissa - sottopiede.
34
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Macchina montafianchi
Questa macchina permette di chiudere i fianchi in tre diverse
modalità:
- con termoplastico a filo
- con chiodi
- contemporaneamente con termoplastico e chiodi
Figura 2.27 – Macchina montafianchi.
35
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.3 SAGITTA
Sagitta
Via Farini, 43
27029 Vigevano (PV) - Italia
Tel. +39 038175701
www.sagitta.it
[email protected]
Cambratrice
L’azienda produce una macchina cambratrice per tomaie e stivali
oleodinamica e pneumatica.
Essa serve a modellare la parte anteriore della tomaia per permettere
una migliore adesione alla forma e facilitarne l’operazione di montaggio.
La tomaia è modellata mediante la combinazione dell’azione
meccanica svolta da una coppia di ganasce opportunamente sagomate, e
l’azione termodinamica delle piastre che ne deformano e ne stabilizzano le
fibre.
La macchina è fabbricata in due modelli:
• uno con attrezzatura per scarpa;
• uno con attrezzatura per stivali e stivaletti.
Figura 2.28 – Macchina Cambratrice.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Macchina spaccapelli computerizzata
Sagitta propone il “mod. SPL AUTO 550”, è una macchina spaccapelli
programmabile con ricerca e posizionamento automatico.
Il controllo della macchina avviene mediante il pannello elettronico
digitale di comando, dotato di un display che visualizza i dati impostati e
fornisce informazioni sul funzionamento della macchina, avvalendosi anche
di particolari segnali acustici.
La velocità di lavoro è regolabile elettronicamente da 0 a 30 ml./min,
il posizionamento e il recupero del consumo della lama avviene in modo
automatico così come la registrazione della lama all’interno della piastra.
Figura 2.29 – Macchina spaccapelli computerizzata.
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Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Smussatrice computerizzata
Sulle macchine tradizionali, le regolazioni per eseguire le smussature
vengono di volta in volta eseguite dall’operatore e comportano una notevole
perdita di tempo oltre alla possibilità di commettere errori in caso di alta
ripetibilità.
La “SC VISION” di Sagitta, grazie ad un sistema computerizzato, ha
la capacità di ricevere i dati caratterizzanti/parametri (larghezza,
inclinazione e spessore; velocità di trascinamento del pezzo in lavorazione
ecc....) relativi a 1000 diversi tipi di smussatura.
I diversi tipi di lavorazioni memorizzate possono essere raggruppati
in sequenze, ottenendo così la possibilità di effettuare fino a 10 diversi tipi
di lavorazioni: ad esempio, possono essere raggruppati in una sequenza
programmata tutti i tipi di smussature da eseguire sui componenti di un
determinato modello di tomaia.
Figura 2.30 – Smussatrice computerizzata.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.2.4 FIORETTO SNC
Fiorettosnc
C.da Cima di Colle, 302/a
63014 Montegranaro (AP) – Italia
Tel. +39 0734896224
www.fiorettomacchine.it
[email protected]
Timbratrice pneumatica con piano rotante
La timbratrice automatica “R2000” è una macchina che effettua la
timbratura di marchi di fabbrica su fodere, sottopiedi, suole libere e articoli
di pelletteria in genere.
Figura 2.31 – Timbratrice pneumatica con piano rotante.
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Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Pulitrice
La pulitrice mod. “MF 80” è una macchina che consente di effettuare,
attraverso una coppia di spazzole di diversa rigidità e larghezza,
l’asportazione dell’eccesso di mastice sul bordo della scarpa e la pulitura
della scarpa stessa.
Figura 2.32 – Pulitrice.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.2.5 COMEC SRL
Comec srl
Via Copernico, 58/60
36034 Malo (Vi) – Italia
Tel. +39 0445588021
www.comec-italy.com
[email protected]
Smussatrice
La macchina Smussatrice “mod. AB/21S” è stata realizzata per
effettuare in maniera completamente automatica la rifinitura dei contrafforti
in salpa.
Questa macchina riesce a soddisfare le esigenze di produzione dei
diversi modelli di contrafforte, delle differenti numerazioni e dei frequenti
cambi d’articolo.
La AB/21S provvede automaticamente all’ accopiatura del contrafforte
senza l’utilizzo di sagome; i contrafforti da smussare sono collocati su un
caricatore in continuo, che tramite due ventose li colloca uno alla volta nella
posizione di lavoro dove due mandrini elettrici provvedono alla smussatura;
dopodiché i contrafforti sono depositati su un nastro per la raccolta.
Permette inoltre di regolare tramite due volantini lo spessore e la
larghezza della smussatura.
Figura 2.33 – Smussatrice.
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Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Incollatrice/forno/taglierina nylon
L’incollatrice “mod.A/4” è stata progettata e realizzata per bagnare di
collante in modo omogeneo i contrafforti garbati o pre-garbati.
La macchina, da una tramoggia d’alimentazione, preleva i contrafforti
e li carica dentro un cesto che provvede ad immergerli in un bagno di colla,
ad estrarli, sgocciolarli e centrifugarli, infine porli sopra il nastro del forno.
Il carico, il tempo d’immersione e di centrifuga possono essere
regolati dall’operatore.
Sotto la tramoggia di carico è posto un serbatoio dentro il quale è
versata la colla che, tramite una pompa (con comando a pulsante), è inviata
alla vasca d’immersione fino al suo riempimento.
Tutte le parti a contatto con la colla sono costruite in acciaio inox per
favorirne uno sgancio rapido dalla sede ed una facile pulitura.
Il forno riceve i contrafforti dalla macchina incollatrice e tramite un
nastro li trasporta attraverso un tunnel dal quale escono asciugati.
All’uscita del forno possono essere applicate, a discrezione
dell’utilizzatore, una o più taglierine per nylon che consentono di ottenere
da una bobina, con una semplice operazione di strappo, dei fogli di nylon
della lunghezza desiderata da utilizzare nel confezionamento dei
contrafforti.
Le taglierine sono dotate di un dispositivo di conteggio del numero
dei fogli di nylon da tagliare.
Figura 2.34 – Incollatrice/forno/taglierina nylon.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Garbatrice
La garbatrice “mod.SP/99” è costituita da un gruppo di due macchine
per garbare completamente in automatico ogni tipo di sottopiede e suola in
materiale fibrato, ciò permettendo di facilitare la regolazione della macchina
e di velocizzarne il cambio dello stampo.
La macchina è inoltre dotata di un programma per memorizzare gli
articoli già prodotti in modo da poterli richiamare secondo le esigenze del
cliente.
La particolare movimentazione dello stampo di garbatura permette
una produzione rapida e della massima precisione utilizzando gli stampi
tradizionali; tale macchina è particolarmente adatta per la garbatura dei
sottopiedi con tacco alto.
Figura 2.35 – Garbatrice.
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Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.6 OFFICINE BESSER
Officine Besser
Via Cantù, 6
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 0381311955
www.besser.it
[email protected]
Montafianchi pneumatica a micro semenza con pinza e coltello taglia tubetto
Officine Besser propone una macchina montafianchi pneumatica le
cui operazioni di chiusura della pinza e inchiodatura vengono azionate da
un solo pedale a due posizioni.
La macchina può essere impiegata per fissare con tubetto in plastica
la fodera sul collo della forma, inotre è dotata di un dispositivo che permette
di evitare la regolazione del martello per l'operazione di fissaggio della
fodera con tubetto di plastica.
Essa è compatibile con le seguenti semenze: micro semenza, gambo
cilindrico diametro 0,7 mm, lunghezza da 6 a 8 mm.
Figura 2.36 – Montafianchi pneumatica a micro semenza con pinza e coltello taglia
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Pinza inchiodatrice
Officine Besser propone una pinza in chiodatrice compatibile con
semenza a testa piana, gambo cilindrico o quadro, diametro 1,05 mm.
Lunghezza da 7 a 10 mm.
Figura 2.37 – Pinza inchiodatrice.
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Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.7 TECNO2 SRL
Tecno srl
C.so Novara, 231
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 0381311064
www.tecno2srl.it
[email protected]
Pre-fresatrice semiautomatica
Tecno2 produce “Eureka”, una macchina che effettua fresature su
suole piane, con tacco o con guardolo applicato su diversi tipi di materiale:
cuoio, cuoio rigenerato, coria, thunit etc.
Essa permette di ottenere 3 profili diversi sulla stessa suola, o 2 profili
diversi più smussi dalla parte del fiore in qualsiasi posizione.
Il controllore può essere impostato da pannello touch-screen per: la
programmazione delle diverse velocità delle frese e del trasporto anche nei
punti più difficili della suola, evitando bruciature specialmente sul cuoio; la
centratura automatica delle 3 frese al cambio del profilo della suola in
lavorazione e la memorizzazione ed il richiamo del programma di
lavorazione dei vari tipi di suole.
Con questa macchina è possibile ottenere una fresatura del profilo
che si mantiene centrata costantemente correggendo eventualmente difetti
di spessore presenti sulla suola.
Figura 2.38 – Pre-fresatrice semiautomatica.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Macchina automatica per lavorazione sottopiedi
Questa macchina proposta da Tecno2 effettua in modo automatico:
l’incollaggio, la timbratura, l`essicazione e l`assemblaggio dei sottopiedi.
Figura 2.39 – Macchina automatica per lavorazione sottopiedi.
Macchina automatica per la lavorazione di suole
“T/FA 2002” è una macchina che effettua la fresatura, la cardatura e la
scavatura automatica delle suole.
Essa è corredata di programmi elettronici che permettono di
effettuare velocità differenziate del trasporto e dell'utensile nelle aree Punta
– Fianchi -Tacco
Figura 2.40 – Macchina automatica per la lavorazione di suole.
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Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.8 COSMOPOL SRL
Cosmopol Srl
Via Rovereto, 7
27029 Vigevano (PV) - Italia
Tel: +39 0381691564
www.cosmopol-vigevano.com
Cardatrice per il fondo della scarpa montata con nastro abrasivo
Cosmopol propone una macchina che consente di effettuare la
cardatura della scarpa montata utilizzando un utensile circolare in fili di
acciaio ottonato che esegue la lavorazione tangenzialmente alla montatura.
Ai lati dell’utensile si trovano due guide che, opportunamente
regolate, permettono di ottenere una cardatura più o meno profonda.
La sezione del filo dell'utensile varia a seconda del pellame che si
deve cardare, da un diametro minimo di 0,15mm ad un massimo di 0,40mm.
Con questa macchina si possono cardare scarpe montate con una
altezza massima di tacco fino a 90mm.
La macchina è completata da un nastro abrasivo dello sviluppo di
1340mm e della larghezza di 80mm che, posto sulla destra della macchina,
serve per la sgrossatura del montaggio sulla punta e sul tacco.
La macchina non è corredata di aspiratore e pertanto deve essere
collegata all'impianto di aspirazione centralizzato.
Figura 2.41 – Cardatrice per il fondo della scarpa montata con nastro abrasivo.
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Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Prefresa automatica
La macchina proposta da Cosmopol permette di effettuare la
prefresatura automatica del profilo perimetrale di suole in cuoio, tunit,
gomma, microporosa, PU ed EVA a 1 albero, con un inclinazione della fresa
regolabile da 0° a 15°.
La macchina permette di scegliere tra tre programmi di lavoro: con
fresa diritta, con fresa inclinata e con sistema misto diritta e inclinata sulla
stessa suola; riducendone cosi i tempi di setup iniziali.
Il funzionamento della macchina è automatico e controllato da un
PLC, il cui programma viene eseguito passo-passo per permettere eventuali
regolazioni.
E' possibile inoltre regolare le tre velocità di rotazione suola: sulla
punta, sul tacco e sul fianco.
L'altezza massima di fresatura è di 100mm. Senza aspiratore interno,
la macchina deve essere collegata ad un aspiratore esterno o ad un impianto
di aspirazione centralizzato.
Figura 2.42 – Prefresa automatica.
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Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Cardatrice per suole
La macchina “Mod. K100” esegue fresature sulla suola per creare sul
bordo suola un guardolo di profilo diverso, per creare scavature di isole per
l'inserimento di gomma antiscivolo e la creazione di disegni ornamentali.
Essa è dotata di:
- doppia fresa a cambio automatico di diametro 5/22mm, oppure
diametro 8/30mm;
- cambio fresa in velocità senza fermare la lavorazione
Le due frese sono montate sullo stesso asse del mandrino evitando
così il cambio utensile, inoltre la macchina è predisposta per montare frese
singole di diametri e profili diversi, a partire da 2mm fino a 200mm.
In lavorazione semi-automatica esegue la cardatura totale, l`imposta
del tacco a "C" e la mezza pianta per l'applicazione della gomma antiscivolo.
In lavorazione manuale esegue la scavatura totale della suola, o la
scavatura di una o più isole per inserti ortopedici o antiscivolo, inoltre
consente di eseguire smussi su suole e tacchi in microporosa e altri
materiali.
La macchina è fornita di un dispositivo sotto vuoto per il bloccaggio
della suola ed è dotata di un variatore elettronico di velocità che permette
queste lavorazioni su vari tipi di materiale, cuoio, tunit e gomme particolari.
Figura 2.43 – Cardatrice per suole.
50
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.2.9 MEC-VAL SRL
Mec-val Srl
Via Bellini, 21
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 0381690701
www.mecval.com
[email protected]
Cardatrice del bordo della tomaia a scarpa montata
“CD 50” è una macchina che esegue la cardatura del bordo della
tomaia a scarpa montata, secondo il tipo di suola a scatola che si vuole
montare.
Questa macchina offre la possibilità di regolare la distanza della zona
di cardatura fino a 35mm.
Figura 2.44 – Cardatrice del bordo della tomaia a scarpa montata.
51
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Pressasuole
“SPV3 PRO” è una macchina pressa suole sottovuoto per il fissaggio
delle tomaie il cui ciclo di lavoro con fase di vuoto spinto è atto ad eliminare
ogni traccia di aria nel collante, prima di pressare.
Le macchina permette di eseguire: un rapido sgancio della cornice
porta-membrana per eliminare il fermo macchina; una doppia
movimentazione elettromeccanica del piantone, in altezza e in profondità.
Essa è dotata inoltre di ampia capacità della campana di pressatura.
Figura 2.45 – Pressasuole.
52
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Macchina per applicare il nastrino
“PC2001” R è una macchina che esegue l’applicazione del nastrino
e/o la segnatura della tomaia.
Essa è dotata di bacinella ad acqua regolabile in altezza e
posizionabile verticalmente e orizzontalmente.
Figura 2.46 – Macchina per applicare il nastrino.
53
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.10 ORMAC SPA
Ormac Spa
C.so Togliatti, 24
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 0381310796
www.ormac.it
[email protected]
Premonta - monta
La premorta – monta di Ormac “challenger Tracer” è dotata di
sistema di iniezione termoplastico a filo poliammidico (o poliestere)
realizzato unicamente per mezzo di due tracciatori indipendenti
programmabili dalla punta sino al raccordo-cava.
Con questa macchina è possibile programmare i percorsi di
incollaggio e successivamente memorizzarli per poi adattarli a qualsiasi tipo
di punta, inoltre possiede un sistema ermetico per evitare fuoriuscite di
collante dagli erogatori.
La macchina è dotata di blocca scarpa posteriore automatico destro /
sinistro auto-adattante, la testa mobile è dotata di regolazione posizione
programmabile.
Questa macchina ha 9 pinze indipendenti con la regolazione dell’arco
pinze servo-assistita con sagoma programmabile inoltre l’insellatura della
tomaia viene effettuata in modo automatico.
Essa possiede inoltre il sistema programmabile per il sostegno delle
punte anti-flessione, è dotata di proiettore ottico e sistema lavoro Goodyear.
La macchina offre infine la possibilità di contare i colpi e di eseguire
un autodiagnosi, entrambe in modo elettronico.
54
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Figura 2.47 – Premonta - monta.
Montaboette – montafianchi
Ormac propone una macchina per il montaggio di boette e fianchi
detta “Roller 880 Flex”, essa offre la possibilità : di riconoscere
automaticamente la lunghezza della scarpa al momento del bloccaggio; di
lavorare in boetta fino a 26 semenze ed è dotata di caricatore boetta per
l'impiego di 2 diverse lunghezze di semenze.
Con questa macchina si è in grado di programmare: le posizioni delle
piastre per apertura-chiusura e lato destro – sinistro, la temperatura delle
piastre, la posizione per l’inchiodatura interna/esterna.
Essa è dotata inoltre: di una coppia di pinze con tiraggi indipendenti
verticali, di una coppia di pinze servo-assistite con tiraggio indipendente in
diagonale alternato a destra o a sinistra, di un ciclo per stivali ed infine di
autodiagnosi elettronica e barriere fotoelettriche di protezione.
55
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 2.48 – Montaboette – montafianchi.
Incollatrice – cardatrice
“DOPPEL 295” è una macchina che esegue la fase di cardatura e
incollaggio.
Essa è dotata di una doppia stazione di bloccaggio della calzatura
sulla quale opera un singolo utensile incollatore: in tal modo si creano le
condizioni per utilizzare un solo operatore.
Anche DOPPEL 295 mantiene le fondamentali caratteristiche delle
macchine programmabili computerizzate costruite da Ormac, quali i
movimenti multiassiali, i sistemi di computerizzazione, il riconoscimento
automatico in fase di bloccaggio della scarpa se destra o sinistra e la relativa
lunghezza.
DOPPEL 295 può utilizzare collanti di qualsiasi natura quali
neoprenici, poliuretanici, con attivatore, a base d’acqua.
La macchina può essere equipaggiata di un sistema completo
supplementare per l’applicazione in automatico di un secondo collante: i
due sistemi sono intercambiabili in poco tempo e ogni qualvolta le esigenze
lo richiedano. La macchina è dotata di cappa d’aspirazione.
56
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Figura 2.49 – Incollatrice – cardatrice.
57
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.11 GARFAS MACCHINE SRL
Garfas Macchine Srl
C.so Pavia, 49
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 038183595
www.garfas.it
[email protected]
Pressasuole
“ISG 90-3” è una macchina con un sistema di pressatura che consente
di pressare senza regolazioni, senza piantoni e in modo automatico.
Essa offre la possibilità di pressare suole, bordature, rinforzi,
sottopiedi, intersuole, ecc.., senza incappare nei problemi di deformazioni e
spostamenti indesiderati.
Figura 2.50 – Pressasuole.
58
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.2.12 GER ELETTRONICA SRL
GER Elettronica Srl
Via dell’Artigianato, 26
36075 Montecchio Maggiore (VI) – Italia
Tel. +39 0444709522
www.gerelettronica.com
[email protected]
Macchina per il calcolo del consumo dei modelli
“MAP SH300” è una macchina in grado di trovare la migliore
soluzione per la tranciatura, operazione che ora viene eseguita
manualmente con possibilità di errori ed enorme dispendio di tempo.
Il calcolatore di cui è dotata è in grado di misurare esattamente lo
sfrido e la percentuale di resa di una serie di forme permettendo di trovare
in pochi minuti la posizione migliore con precisione elettronica.
Figura 2.51 – Macchina per il calcolo del consumo dei modelli.
59
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Misuratrice
GER Elettronica presenta “Top E”, una misuratrice di dimensioni
compatte e precisa, progettata per soddisfare l'esigenza di eseguire
misurazioni di qualità della superficie delle pelli in spazi estremamente
ridotti.
Figura 2.52 – Misuratrice.
60
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.2.13 TALAMONTI SRL
Talamonti Srl
Via E. Fermi, 179
63019 S. Elpidio a Mare (AP) – Italia
Tel. +39 0734872003
www.talamonti.it
[email protected]
Taglio automatico
“SATURNO 2” taglio automatico doppia testa” è un sistema di taglio
Saturno2 (Cutter) per qualsiasi materiale in fogli di tutti: fibrati , rinforzati e
non, con spessori sino a 10mm.
La macchina permette di lavorare fogli di dimensioni 1500 x 1500mm,
strisce accoppiate di qualsiasi genere e bobine di larghezza massima
1500mm fino ad uno spessore di 10mm ; la selezione dei diversi tipi di
lavorazione viene effettuata con alcune operazioni in fase di progetto tramite
il sistema Saturno Cad.
La macchina dispone di un capiente magazzino per il materiale da
tagliare, sia strisce che fogli ed il carico può essere fatto anche durante la
fase di lavorazione.
Il raccoglitore dispone i pezzi tagliati su di un tappeto e li ordina per
verso e taglie , agevolando la fase manuale di stoccaggio e riconoscimento
tramite stampante.
La macchina lavora autonomamente senza alcun intervento oltre il
carico – scarico del materiale , sia per grandi che piccole produzioni poiché
la semplicità del sistema ne permette una facile gestione .
61
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 2.53 – Taglio automatico.
Incollaggio suole
“FUTURA 3.2” è una macchina dotata di rilevamento automatico per
l’incollaggio di suole in libero appoggio, senza bisogno di centratura;
successivamente rilevando la sagoma la colla viene uniformata sulle suole di
qualsiasi tipo e forma senza mai intervenire sulla macchina, l’operatore si
limita a caricare e scaricare suole destre e sinistre.
Questa macchina permette di utilizzare collanti poliuretanici a
solvente e base acqua .
Figura 2.54 – Incollaggio suole.
62
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Macchina per il taglio del cuoio
“MICHELANGELO taglia cuoio” è una macchina da taglio che
utilizza il Software creato da Talamonti Cad/Cam e dotata di sistema ad
utensile con possibilità di taglio fino 10mm.
Il materiale viene bloccato tramite un piano ad aria aspirato e dei rulli
pressori ne permettono la stabilità e la qualità; a titolo di nota l’area del
piano di taglio è di 3000mm. X 1250mm. Per lavorare pelli, gropponi e
materiali sintetici di ogni dimensione.
Il piano di taglio è dotato di 2 proiettori molto luminosi che in
combinazione ai neon incorporati nella macchina facilitano il
riconoscimento dei difetti nei pellami da parte dell’operatore, che
successivamente potrà scegliere di eseguire il nesting in modo manuale
oppure in automatico.
Figura 2.55 – Macchina per il taglio del cuoio.
63
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.14 BRUSTIA & C. SPA E ALFAMECCANICA SRL
Brustia & C. Spa
Via G. Uberti, 11 – 27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 0381346970
www.brustia.it
[email protected]
Alfameccanica Srl
Via Alfieri, 42
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 0381346457
www.alfa-meccanica.it
[email protected]
Premonta – monta
La premonta – monta “PM 800” è una macchina automatica
programmabile tramite touch-screen per eseguire qualsiasi tipo di
lavorazione (uomo, donna, bambino, scarpe pesanti e, con opportuni
dispositivi, Lav. Ideal e Good Year).
La macchina è mossa da un azionamento oleodinamico ad eccezione
del montaggio della scarpa, fatto tramite azionamento pneumatico.
Con questa macchina è possibile memorizzare fino a 120 diversi
articoli ed è dotata di un sistema per l’accerchiamento rapido delle pinze
per le differenti forme oltre ad un sistema per il collegamento all’impianto
di aspirazione.
Il sistema di autodiagnostica fornito, permette di individuare i
possibili guasti riducendo i tempi di fermo macchina.
La PM 800 ha 9 pinze con tiraggio differenziato su 4 gruppi
indipendenti con possibilità di regolare dall’ esterno le pressioni di tutti i
dispositivi che intervengono nel ciclo di lavoro; la macchina è equipaggiata
inoltre da uno scambiatore di calore per il raffreddamento ad olio e un
dispositivo per l’apertura singola delle pinze.
64
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Figura 2.56 – Premonta – monta.
Boettatrice
La ottatrice automatica “BMF 3500” di Brustia è una macchina a
funzionamento pneumatico e gestione automatica del posizionamento della
scarpa; essa è munita di piastra calda e martello battente che la rendono
adatta ad essere utilizzata in fase di ribattitura a spigolo della sede del tacco
su qualsiasi tipo di scarpa o stivale, senza limitazioni di altezza del tacco.
Durante il ciclo, la scarpa rimane in posizione fissa mentre il martello
di ribattitura ruota attorno ad essa.
Figura 2.57 – Boettatrice.
65
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Centro di lavoro rotante per la riattivazione e la garbatura del contrafforte
La “ROTOMOULDER” è un centro di lavoro rotante per la
riattivazione e la conseguente garbatura e flangiatura del contrafforte.
La macchina è costituita da quattro stazioni rotanti, ognuna delle
quali presenta due unità di lavoro: una sulla destra per il pre-riscaldamento,
rinvenimento ed accoppiamento della tomaia con il contrafforte ed una sulla
sinistra per la garbatura – flangiatura della tomaia.
Caricate le due unità, viene attuata in modo automatico la rotazione
che posizionerà davanti all’operatore la nuova stazione per lo carico/scarico
della tomaia.
Poiché il completamento del ciclo intero di ogni stazione determina
una maggiore permanenza della tomaia su ciascuna unità, è possibile
effettuare una lavorazione a temperatura non elevata senza rischio di
danneggiamento delle tomaie e delle fodere.
Figura 2.58 – Centro di lavoro rotante per la riattivazione e la garbatura del
contrafforte.
66
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Sistema automatico di ispezione a raggi X
“AB 160” è una macchina che permette di rilevare corpi estranei o
difetti di vario genere del componente in esame.
I prodotti ispezionabili possono avere forme e dimensioni differenti
(ad esempio tomaie, suole, tacchi, sottopiedi, scarpe/stivali anche già
inscatolati, borse etc.); questi vengono fatti transitare all’interno
dell’impianto per mezzo di un nastro trasportatore cosi da permetterne
l’integrazione in una linea esistente di produzione.
Questa macchina è dotata di schermature che ne permettono
l’installazione in locali industriali standard senza particolari precauzioni
dovute all’utilizzo di raggi-x.
Figura 2.59 – Sistema automatico di ispezione a raggi X.
67
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.15 ATOM SPA
Atom Spa
Via Morosini, 6
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 03813021
www.atom.it
Sistemi di taglio a lama
“Flashcut” è una macchina composta da un tavolo con sistema di
taglio a lama oscillante, in cui è possibile scegliere arbitrariamente il tipo di
piano inclinato od orizzontale, con dimensioni fino a 610 x 260cm.
Questo tipo di macchina offre la possibilità di utilizzare delle
telecamere per il riconoscimento dei contorni del materiale, di utilizzare dei
proiettori per il nesting interattivo e controllare automaticamente le fasi di
carico/scarico pezzi.
Figura 2.60 – Sistemi di taglio a lama.
Sistemi di taglio a getto d’acqua
Atom propone inoltre una linea completa di macchine a getto d’acqua
per il taglio: questo viene realizzato attraverso un sottile getto d’acqua in
pressione nel punto in cui si vuole tagliare, l’acqua fuoriesce dall’ugello,
realizzato in zaffiro o diamante artificiale, ad una velocità superiore a quella
del suono perforando istantaneamente il materiale.
68
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
La pressione necessaria (tra 2700 e 3800bar) è generata da
apparecchiature denominate “pompe intensificatrici”, equipaggiate con
motori elettrici di potenze comprese tra i 20 ed i 100 CV.
Grazie a questa tecnologia è possibile: effettuare un taglio puntuale e
non tangenziale, ottenere una sezione del taglio molto piccola (il diametro
del getto è compreso tra 0.11 e 0.5 mm); esercitare una minima forza di
trascinamento del materiale; scegliere la pressione di lavoro e la sezione
dell’ugello di taglio.
Atom produce sia modelli a singolo pallet fisso, sia modelli più
sofisticati a doppio pallet con movimentazione automatica.
I ater jet sono dotati di un software di piazzamento che consente di
ottimizzare automaticamente o in maniera interattiva i layout.
I sistemi di taglio ater jet possono essere configurati in modi diversi
per massimizzarne l’efficacia della soluzione, ad esempio dotandoli di
proiettore per una rapida identificazione delle parti tagliate.
Per la marcatura dei difetti e la digitalizzazione del contorno dei
materiali, Atom propone come macchinario accessorio “Intelliview” che
permette di trasmettere in modo estremamente semplice e veloce i dati
necessari al sistema di piazzamento.
Figura 2.61 – Sistemi di taglio a getto d’acqua.
69
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.16 COMAS SRL
Comas Srl
Via E. Mattei s.n.
Civitanova Marche (MC) – Italia
Tel. +39 0733897842
www.comasmacchine.com
Fresatrice bordo suola a controllo numerico
La “FNC” prodotta da Comas, è una macchina a controllo numerico
che esegue la lavorazione del bordo della suola mediante fresatura.
La fresa a controllo numerico consente di eliminare le dime,
sostituendole dall’impiego di sistemi Cad/Cam opportunamenti modificati
per il settore calzaturiero.
Il sistema informatizzato consente una considerevole riduzione del
“time to maker”. Dalla progettazione della suola alla fresatura del pezzo, i
tempi vengono minimizzati e le operazioni di attrezzaggio sono ridotte in
quanto non occorre tagliare dime, non si necessita di regolare i centratori,
non si montano anelli copiatori.
Un ulteriore vantaggio è quello di non avere più vincoli nella
realizzazione di modelli con punte molto sottili oppure code molto lunghe
in quanto il sistema non risente delle variazioni di forma della suola da
lavorare.
La macchina offre inoltre la possibilità di impostare in fase di
progettazione otto diverse velocità lungo il perimetro della suola quando
sorge la necessità di compensare la scarsa superficie di appoggio dei
pressori.
Sia in lavorazione automatica che manuale la centratura della suola è
gestita dal controllo numerico, senza ulteriori regolazioni, in quanto i dati di
posizionamento vengono rilevati da file CAD.
70
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Figura 2.62 – Fresatrice bordo suola a controllo numerico.
Incollatrice suole a controllo numerico
La “CS1” è una macchina che incolla le suole in modo automatico
grazie al sistema CAD/Cam.
L’iniezione della colla avviene per mezzo di due differenti teste aventi
sede in un unico carro mobile: la prima testa è munita di un ugello che si
occupa di far aderire la colla alle pareti dello scavo evitandone fuoriuscite di
materiale che risulterebbero dannose per il prodotto finito; la seconda testa
è un pennello rotante che provvede allo spargimento della colla in modo
uniforme senza creare accumuli di materiale.
La CS1 permette di effettuare la regolazione del flusso della colla in
funzione della velocità di avanzamento, il suo sistema di lavorazione che fa
uso di pompe azionate da motori controllati elettronicamente, garantisce
una distribuzione uniforme del materiale su tutta la suola.
71
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 2.63 – Incollatrice suole a controllo numerico.
72
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
2.2.17 TUCANO MACCHINE SRL
Tucano Macchine Srl
Via Terza Strada, 23/25
Fossò (VE) – Italia
Tel. +39 0414165770
www.tucanomacchine.it
[email protected]
Premonta – monta
La premonta – monta “K 200 Gold” di Tucano è una macchina adatta
ad effettuare la fase di montaggio delle calzature; l’operazione viene
facilitata dalla possibilità di utilizzare dei riferimenti luminosi
programmabili cui la macchina è dotata.
La regolazione della tensione delle pinze viene programmata
istantaneamente tramite schermo touch-screen posto a lato della macchina.
Figura 2.64 – Macchina spaccapelli computerizzata.
73
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Spruzzatore
La Tucano propone di utilizzare come prodotto durante la fase di premota/monta,
lo spruzzatore per ammorbidire le tomaie, “DP1”.
Lo spruzzatore è dotato di fotocellula per identificare la presenza della forma con
tomaia posta dall’operatore sotto l’ugello, il sistema aziona il dosatore di flusso
atomizzatore.
Figura 2.65 – Macchina spaccapelli computerizzata.
Sagomatrice per tomaie
Tucano produce una macchina denominata “Roby” per la sagomatura
delle tomaie.
Figura 2.66 – Macchina spaccapelli computerizzata.
74
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Pinzatrice
Un’ulteriore proposta di Tucano è una macchina atta a rendere più
sicuro e pratico il lavoro dell’operatore durante l’applicazione dei chiodi nel
fondo della scarpa.
La macchina denominata “TINA”, è composta da una pinza
inchiodante con caricamento automatico e a funzionamento pneumatico.
Figura 2.67 – Pinzatrice automatica.
75
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.18 ELETTROTECNICA B.C. SPA
Elettrotecnica B.C. Spa
Via Indipendenza, 42
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 0381340111
www.elettrotecnicabc.com
[email protected]
Applicapuntali
Elettrotecnica B.C. propone “Mod. 129/2”, una macchina per
l’applicazione di puntali termoadesivi a funzionamento elettropneumatico.
Questo modello è munito di un dispositivo per bloccare il puntale
sulla tomaia prima della pressatura evitandone quindi eventuali
spostamenti.
Figura 2.68 – Applicapuntali.
76
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Macchina umidificatrice
“Mod. 283” è una macchina per umidificare la tomaia prima della
cambratura.
Il vapore riscaldato ammorbidisce la tomaia permettendo di
ottimizzare la cambratura.
Figura 2.69 – Macchina umidificatrice.
77
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
2.2.19 OFFICINE MECCANICHE CERIM SPA
Officine Meccaniche Cerim Spa
C.so Novara, 218
27029 Vigevano (PV) – Italia
Tel. +39 038120905
www.cerim.com
[email protected]
Macchina sgrossa/ribatti/carda/incolla
Cerim propone un centro di lavoro per la sgrossatura, ribattitura,
cardatura e l’incollaggio di un qualsiasi tipo di calzatura montata.
L’operatore provvede al carico e scarico delle calzature,
successivamente la macchina effettua in automatico le quattro operazioni.
Figura 2.70 – Macchina sgrossa/ribatti/carda/incolla.
78
Capitolo II - Stato dell’arte dei macchinari per i calzaturifici
Premonta – monta
“K78TP” è una premonta – monta a tracciatori, questa possiede due
tracciatori mobili per la totale distribuzione del collante termoplastico su
qualsiasi tipo di scarpa ed in qualsiasi misura; permette di programmare
l’accerchiamento delle pinze per il profilo forma e la corsa delle piastre.
E’ dotata inoltre della funzione di autodiagnostica.
Figura 2.71 – Premonta – monta.
79
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Montaboette – montafianchi
“K158T” è una macchina montaboette che effettua in modo
automatico tutte le regolazioni di lavoro ad ogni cambio di numero
consentendo di memorizzare oltre 50 programmi.
Questa macchina consente di programmare i tracciatori di spalmatura
in profilo e il dosaggio della quantità di materiale per fianchi e boetta.
Consente la lavorazione di calzature sportive e classiche per uomodonna-bambino, anche nei numeri più grandi (54 punto francese) o in quelli
più piccoli (18 punto francese) e per tacchi fino a 100 mm.
È munita di pinze indipendenti con tiraggio verticale e orizzontale,
con movimento automatico o manuale per interventi correttivi in condizioni
critiche di modelleria; possiede inoltre un sistema di chiodatura con
quantità variabile di chiodi (da 5 a 30).
Figura 2.72 – Montaboette – montafianchi.
80
Capitolo III
STATO ATTUALE DELLA PRODUZIONE NEI
CALZATURIFICI DEL METADISTRETTO
CALZATURIERO VENETO
3.1 AZIENDE VISITATE
Le seguenti aziende sono state prese come gruppo campione per le
analisi:
• Calzaturificio Rossi Moda S.p.a.
Via Venezia,22 Vigonza (VE)
•
Calzaturificio Mima s.r.l.
Via Roverelli, 28 Fosso' (VE)
•
Barbato s.r.l
Via Q.I 3° Strada 1, Fiesso D’Artico (VE)
• Ballin Franco & C. s.r.l.
Via Riviera del Brenta, 213 Fiesso D’Artico (VE)
Figura 3.4 – Posizione calzaturifici visitati.
81
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
3.2 QUANTITA’/TIPOLOGIA DI PRODOTTI
Contestualmente alla visita della linea produttiva degli stabilimenti si
è provveduto a somministrare ai responsabili un questionario per la
rilevazione di alcuni parametri che hanno permesso di compilare la
seguente tabella (è stata fatta una suddivisione tra aziende di grosse
dimensioni, caso 1, ed aziende di piccole dimensioni, caso 2).
Tabella 1 – Dati ricavati dall’analisi dei questionari compilati durante le visite effettuate
nelle aziende coinvolte.
Aziende calzaturiere
Dimensione organico
Caso 1
Caso 2
280
30 - 80
Produzione annua
~ 580,000 paia
~ 60,000/100,000 paia
Produzione oraria
~ 330 paia
~ 40-60 paia
50 – 100,000
20 – 20,000
Varietà lotto (lotto min – max)
Un elemento importante per valutare l’opportunità dell’impiego di
sistemi automatizzati per la produzione delle calzature è rappresentato dal
dato sulla produzione di calzature all’ora.
Questo valore infatti fornisce un indicazione sui tempi di ritorno degli
investimenti che devono essere fatti per poter introdurre una certa
automazione negli impianti.
Un altro dato importante è quello riguardante la varietà di lotti: come
si può vedere nel caso 2 possono essere fatte delle produzioni che
prevedono anche lotti da 20 – 50 paia di scarpe, quindi è richiesta un
elevata flessibilità della linea di produzione, anche perché si deve
considerare che all’interno di un lotto ci sono anche le differenze dovute agli
sviluppi in serie delle taglie e le difformità tra scarpa destra e scarpa sinistra.
Questo aspetto risulta essere fondamentale nei riguardi dell’analisi
dei sistemi automatici in quanto, data l’estrema variabilità della produzione,
è necessario che gli apparati automatici siano molto flessibili e che inoltre la
82
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
fase di setup corrispondente sia semplice e veloce in quanto dovranno
essere riprogrammati ad ogni cambio di modello.
Dovranno quindi essere predisposti dei sistemi che agevolino
l’operatore nella fase di preparazione delle macchine, eventualmente
spostando tale operazione fuori linea.
3.3 ORGANIZZAZIONE
Nel settore calzaturiero sono comprese tutte quelle lavorazioni che
portano alla produzione di manufatti che servono a “vestire” il piede: scarpe,
sandali, ciabatte, stivali, ecc.
Il ciclo tecnologico è spesso organizzato con la separazione delle fasi
di lavorazione tra il calzaturificio vero e proprio e le aziende minori
complementari, quali tomaifici, solettifici, tacchifici , ecc.
Una peculiarità del comparto calzaturiero rispetto alle altre
produzioni industriali è la diffusione del lavoro a domicilio per la
produzione degli elementi che compongono la scarpa ed in particolare la
tomaia.
Una calzatura si compone principalmente di due parti:
1) SUOLA: parte della calzatura che posa in terra (pianta), a sua volta
formata da tre parti: tacco, soletta e suola propriamente detta;
2) TOMAIA: parte superiore della calzatura.
Il processo produttivo inizia nel reparto di taglio con il taglio delle
pelli per mezzo di trance e macchine di taglio a lama, con la preparazione
delle tomaie, delle suole, delle fodere e degli accessori.
Successivamente, nelle fasi di giunteria si procede all’assemblaggio e
alla cucitura delle tomaie.
Nel reparto orlatura si esegue il montaggio delle eventuali guarnizioni
83
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
sulle tomaie, con apposite macchine per cucire.
Segue l'operazione di montaggio su forma: con l’uso di chiodi e
collanti si inseriscono i contrafforti ed il sottopiede.
La tomaia montata, dopo essere passata nel forno di stiraggio, è
preparata per l’applicazione della suola.
Questa viene applicata mediante collante e con l’intervento di una
pressa; a volte viene anche cucita con apposita cucitrice.
Una macchina pianta-tacchi provvede all’applicazione finale del tacco.
Nel caso di suole in gomma, si impiega invece un’apposita pressa che
provvede al fissaggio di suola e tacco.
La successiva finitura consiste nella fresatura e smerigliatura del tacco
e della suola a mezzo di macchine utensili rotanti; seguono la coloritura
della parte perimetrale della suola, del tacco e della suola intera, la ceratura
della suola e la pulitura della tomaia con solventi e/o spazzole.
Le operazioni si concludono con gli interventi di apprettatura e di
lucidatura dei manufatti.
Ultima operazione consiste nel confezionamento ed inscatolamento.
84
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
Figura 3.2 – Schema che esemplifica i flussi tra i reparti.
85
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 3.3 – Organizzazione del ciclo produttivo, i colori diversi individuano quattro
macroaree: montaggio, realizzazione del fondo scarpa, finissaggio e confezionamento del
prodotto.
86
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
3.3.1 Modelleria
La fase iniziale nella produzione della scarpa consiste nella
“ideazione” della stessa definendo, attraverso il lavoro di stilisti, i modelli
caratteristici della stagione e della moda in corso.
Fase di creazione stilistica.
La creazione stilistica può essere effettuata da personale interno del
calzaturificio (se quest’ultimo ha una propria linea di prodotto), nel qual
caso la figura dello stilista coincide con quella del modellista, oppure
commissionando a studi stilistici o a case di moda esterne.
Lo stilista, sulla base delle indicazioni delle ultime tendenze moda e
della sua personalità artistica, propone un nuovo modello di calzatura
eseguendo disegni su semplici fogli di carta.
Sulla base di questi schizzi viene effettuata una prima analisi di
fattibilità industriale accompagnata da un’eventuale introduzione di varianti
stilistiche dettate da esigenze produttive e dal know-how aziendale.
Fase di modellazione.
I formisti (ossia coloro che creano il primo campione, figure
professionali che si trovano generalmente all’interno di formifici e
raramente presenti nei calzaturifici), collaborando con i modellisti
costruiscono la forma per la calzatura in una taglia campione, in base ai
dettami stilistici e nel rispetto della struttura anatomica del piede.
Realizzazione della tomaia.
Sia che il modellista disegni direttamente sulla forma o che impieghi
la carta, egli dovrà comunque realizzare il modello piano della calzatura,
spianando la superficie su cui sono state disegnate le linee della stessa.
A questa operazione segue la cosiddetta “cambratura”: partendo dal
modello base, dopo aver ricavato i pezzi che costituiranno la tomaia, con
opportune procedure di sviluppo in taglie e di ingegnerizzazione (quali
87
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
l’aggiunta dei margini di montaggio, l’incisione dei riferimenti per la
cucitura e l’incollaggio, ecc.), il modellista ottiene i modelli in cartone dei
vari pezzi della tomaia che serviranno sia per la realizzazione del prototipo,
sia per la produzione della serie di fustelle sia infine, direttamente, per il
taglio a mano.
Realizzazione dei tacchi.
Seguendo le indicazioni dello stilista, il modellista del tacco realizza
un primo tacco prototipo da provare sulla calzatura che si vuole realizzare.
Anche in questa fase, come in quella precedente di produzione della
forma, molto tempo è richiesto dal coordinamento del lavoro di
modellazione che viene solitamente svolto in tre luoghi distinti:
calzaturificio, tacchificio, formificio.
Una volta creato con le linee e le proporzioni volute, decisa la
produzione della nuova calzatura, il tacco passa allo stampo, realizzato
tramite fusione.
Tali stampi serviranno poi a produrre, attraverso un processo ad
iniezione, le serie di tacchi in plastica.
Realizzazione delle suole.
Le operazioni che portano alla realizzazione di una suola sono
effettuate nel suolificio, prelevando dalla forma il contorno della pianta
necessario per il taglio della suola in cuoio.
Fase di prototipazione.
Realizzare un prototipo significa produrre il mezzo paio della nuova
calzatura; questo comporta la realizzazione dei modelli degli elementi della
tomaia in cartoncino, il taglio manuale della pelle, la cucitura della tomaia
ed il montaggio della calzatura, seguendo una prima sequenza produttiva
pianificata in base all’esperienza ed alle indicazioni del modellista.
In ogni fase della realizzazione ed in particolare al termine, il
“modello” subisce il giudizio di un gruppo d’esperti che suggerisce le
88
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
modifiche da apportare.
Questa prima operazione può essere realizzata utilizzando
esclusivamente procedure e strumenti manuali, oppure a queste si possono
affiancare tecniche di progettazione computerizzate (sistemi CAD).
3.3.2 Taglio
Questa fase di lavorazione consiste nel taglio della pelle naturale o
sintetica, impiegando attrezzature manuali o sistemi di taglio con/senza
fustella, per arrivare ad ottenere i vari componenti che verranno
successivamente assemblati per la preparazione di tomaie, fodere e altre
parti di rivestimento e di guarnizione della scarpa.
Con l’operazione di tranciatura si provvede a formare la suola, il
tacco, il sopratacco e il sottopiede.
Le materie prime tranciate/tagliate in pelletteria sono di vario tipo:
1. Pelli naturali: possono essere variamente conciate, al cromo (per le
tomaie), al tannino (per le suole) o con sostanze organiche. Oltre a
ciò, le pelli possono essere colorate e/o verniciate
2. Pelli sintetiche: le più diffuse sono le policloruro vinile (PVC), le
poliacriliche e le poliuretaniche
Le operazioni di taglio manuale vengono per lo più realizzate in
posizione eretta dall’addetto, utilizzando semplice attrezzatura,
rappresentata da taglierine e coltelli sottili ed affilati, in grado, seguendo il
profilo delle forme già preparate sul tessuto, di riprodurre le parti
componenti.
Gli utensili vengono spesso forniti con lima per affilare la lama.
Attrezzature manuali.
L’operatore utilizza strumenti molto semplici per realizzare i pezzi di
tomaia della calzatura desiderata.
89
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Gli utensili impiegati in questa prima fase di lavorazione sono:
coltelli, forbici, taglierine.
Figura 3.4 – Esempio di taglio manuale.
Sistemi di taglio a fustella.
Le fustellatrici manuali rappresentano le macchine da taglio più
diffuse e nella grande maggioranza dei casi sono di tipo oleodinamico; si
possono distinguere varie tipologie:
Fustellatrici a braccio (a bandiera)
Si tratta di presse dotate di un braccio rotante attorno ad un gruppo
pistone/cilindro che viene manovrato dall’operatore, manualmente o
automaticamente, sopra un piano di taglio.
Su questo piano viene appoggiato il materiale e posizionata la fustella,
utensile d’acciaio a tronco di piramide a base variabile, o a cono rovesciato,
con base più piccola e contorni taglienti ed affilati.
90
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
Figura 3.5 – Fustellatrice a braccio rotante.
Sistemi di taglio senza fustella
Il taglio viene realizzato muovendo l’utensile lungo il profilo del
pezzo da tagliare: è definito taglio “in continuo” in quanto realizzato con
movimento continuo dell’utensile lungo la traiettoria.
Le macchine di taglio di questa famiglia sono controllate
elettronicamente (controllo numerico - CNC) in base a parametri di lavoro
dai quali dipendono l’accuratezza del taglio e la sua velocità.
I tavoli di taglio in continuo, impiegati come periferiche dei sistemi
CAD, sono raggruppabili in due grandi classi:
- Tecnologie di taglio a lama nelle quali il taglio viene effettuato per
mezzo di un utensile tagliente
- Tecnologie di taglio d’energia (laser e getto d’acqua) in cui il taglio è
realizzato concentrando un flusso ad alta densità d’energia sul
materiale che si vuole tagliare.
91
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 3.6 – Macchina da taglio CAM con tracciatura laser del controno della
tomaia.
3.3.3 Giunteria / orlatura
La fase di giunteria porta alla produzione della tomaia, attraverso
congiunzione per cucitura delle varie parti prodotte nel reparto taglio,
previa incollatura con adesivi e previa eventuale raspatura e ripiegatura di
alcune sue parti.
Le fasi di lavorazioni possono essere così riassunte:
- Equalizzatura o spaccatura: i pezzi della tomaia vengono portati a
spessore desiderato e uniforme utilizzando delle spaccatrici.
- Scarnitura: con una scarnitrice regolabile si assottigliano i bordi dei
pezzi della tomaia per permettere la successiva ripiegatura o
aggiuntatura di diversi pezzi senza aumenti di spessore.
- Assemblaggio fodera: si realizza con particolari macchine da cucire
(aggiuntatrici) e con eventuale incollaggio di bordi e cuciture.
92
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
- Spalmatura mastice: viene effettuata manualmente dalle orlatrici o
preparatrici.
- Ripiegatura: il contorno della tomaia in corrispondenza del collo della
scarpa (bordo superiore) viene ripiegato e incollato, successivamente
cucito con una ripiegatrice.
- Bordatura: consiste nell’applicazione di una striscia di pelle sul
contorno superiore della tomaia mediante incollatura e cucitura a
mano e/o a macchina (bordatrice).
- Cucitura della tomaia: la tomaia precedentemente assemblata viene
cucita ed in alcuni punti incollata.
- Applicazione nastrino: un nastro di tela della larghezza di 1-2 cm
viene incollato all’interno della tomaia sulle giunture per rinforzarle,
soprattutto sulla giuntura posteriore. Un altro tipo di nastrino, della
larghezza di 0,3- 0,4 cm, viene posto all’interno della ripiegatura.
- Applicazione occhielli: con occhiellatrice vengono applicate alle
tomaie degli occhielli.
- Incollaggio della fodera sulle tomaie, cucitura della fodera sulla
tomaia: effettuata lungo i bordi (messa in fodera) con collante o con
macchine da cucire.
Macchine, attrezzature e utensili
Spaccapelle
E’ una macchina utilizzata per regolare lo spessore delle pelli tramite
fresatura, operazione svolta da un gruppo lama posto in rotazione da un
motore che trasmette il movimento mediante una cinghia.
Il trasporto ed il caricamento del materiale sono comandati da un
diverso motore.
93
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 3.6 – Spaccapelle.
Scarnitrice
E’ una macchina utilizzata per assottigliare i bordi delle tomaie (fig.
3.7), la lavorazione è eseguita da una lama posta su una puleggia, affiancata
ad un rullo di trasporto che realizza lo scorrimento del materiale.
La scarnitrice solitamente è movimentata da un motore che aziona il
gruppo di lavoro tramite una cinghia di trasmissione.
Il motore trasmette il moto alla lama che si pone in rotazione ed
esegue l’operazione di scarnitura; tramite una seconda trasmissione viene
messo in funzione il rullo di trasporto per lo scorrimento del materiale da
lavorare.
94
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
Figura 3.7 – Scarnitrice.
Ripiegatrice
E’ una macchina utilizzata per ripiegare i bordi scarniti della tomaia e
per fissarli con colla. In alcuni casi un filo di nylon viene inserito come
rinforzo all’interno del bordo ripiegato.
Macchina da cucire
La cucitura si esegue con cucitrici di diversi tipi. Sono soprattutto
impiegate le cucitrici piane, per le parti che possono essere distese su un
piano, o le cucitrici a colonna, per le cuciture di parti tubolari. Possono
essere a uno o più aghi.
95
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 3.8 – Macchina da cucire.
3.3.4 Montaggio / manovia
L’operazione di montaggio consiste nell’applicazione della tomaia
sulla forma su cui è stato preventivamente fissato il sottopiede o soletta. La
forma, realizzata in resine sintetiche, riproduce il piede umano e serve da
supporto per la realizzazione della calzatura.
Le operazioni si svolgono lungo la manovia, un insieme di stazioni
poste in maniera sequenziale a formare un circuito ovale. I collegamenti tra
le varie stazioni di lavoro avvengo tramite una giostra centrale che provvede
al trasporto dei semilavorati da una stazione ad un’altra tramite dei cestelli
in cui viene riposto, in genere, l’occorrente per il montaggio di due paia di
scarpe.
96
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
Il ciclo della lavorazione si conclude dopo che ogni carrello ha
completato il giro.
L’avanzamento dei carrelli è manuale nei piccoli calzaturifici,
automatico nei medi e nei grandi.
Nel caso di sistema di avanzamento automatico i cestelli sono
trasportati a velocità costante tramite un sistema a catene.
Il cestello viene bloccato ad ogni stazione tramite fermi di ritenuta
che vengono sbloccati dall’operatore una volta terminata la lavorazione sulle
parti presenti nel cestello.
Le giostre generalmente sono suddivise su più livelli (più guide poste
in parallelo) e ad ogni livello è attribuita una priorità di lavorazione: questo
per gestire meglio le urgenze della produzione, come il montaggio di pochi
campioni per campionari o sfilate.
E' di frequente osservazione la presenza di lavoratori che non hanno
una mansione fissa ma che sostituiscono o sopperiscono le esigenze
produttive del momento (“jolly”).
97
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 3.9 – Esempio di giostra multilivello, caratterizzata dal blocco di ritenuta per ogni
stazione.
98
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
La tipologia di stazioni presenti nella manovia è, in sostanza, standard
per tutti i calzaturifici, variazioni si hanno per lo più nel numero di
macchine predisposte per una singola fase del montaggio.
Si elencano qui di seguito le principali fasi di lavorazione che si
possono incontrare lungo la manovia di un calzaturificio:
- Applicazione sottopiede o soletta alla forma: avviene mediante
inchiodatura con tre oppure cinque chiodi che verranno tolti in una
fase successiva. A volte si esegue la rifilatura del sottopiede quando
non è stata eseguita nella fase di taglio.
- Applicazione del puntale tra tomaia e fodera, per rendere più
resistente la parte anteriore della calzatura. Il puntale è costituito da
tessuto impregnato da resina cellulosica oppure costituito da resina
termoindurente.
- Inserimento dello sperone (o contrafforte o tallonetta): lo sperone,
costituito da cuoio o da un succedaneo del cuoio, viene applicato
manualmente tra fodera e tomaia (parte posteriore), incollato
mediante mastici o vinavil; in altri casi, utilizzando collante al
termoplastico, è sufficiente una riattivazione a caldo.
- Una volta preparata, la tomaia viene montata sulla forma.
- Premonta/Monta: tipicamente viene montato prima il “davanti”, punta
e fianchi della scarpa, quindi la parte posteriore utilizzando
soprattutto la macchina definita premonta/monta.
- Montafianchi/Montaboetta: montaggio dei fianchi della tomaia sul
sottopiede mediante iniezione di termoplastico e/o mediante
chiodatura. L’operatore tiene la scarpa con due mani e inserisce i
bordi della tomaia su una pinza. Il comando di chiusura della pinza e
il consenso per la spalmatura del termoplastico o la chiodatura
avviene premendo un pedale. L’operazione può anche essere fatta
completamente in modo manuale tramite l’utilizzo di pinze e martello
- Monta Boettatura: montaggio della parte di tomaia corrispondente al
tallone
99
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
- Boettatura: montaggio della parte di tomaia corrispondente al tallone
- Levachiodi: rimozione dei chiodi inseriti per fissare il sottopiede o
soletta alla forma
- Ribattitura: ribattitura dei chiodi fissati nelle fasi precedenti fatta
tramite una macchina a rulli che ribatte eventuali pieghe della tomaia
nella zona del calcagno e spiana la superficie inferiore della scarpa;
- Tracciatura suole: tracciatura sulla tomaia del bordo della suola,
questo segno verrà preso come riferimento per la successiva
operazione di cardatura
- Cardatura: asportazione dello strato superficiale della parte di tomaia
ripiegata sotto la soletta e a questa fissata, al fine di realizzare una
superficie ruvida su cui permettere una migliore presa dei collanti e
ridurre l’eventuale spessore eccessivo.
- Spalmatura collante fondo suola: distribuzione della colla sul fondo
della scarpa montata
- Pressatura: applicazione della suola, previamente raspata e incollata,
mediante pressatura effettuata tramite uno stampo elastico,
opportunamente gonfiato con aria compressa o con acqua.
- Applicazione tacchi (con colla o chiodi)
- Sformatura: rimozione della scarpa montata dalla forma
In particolare qui di seguito sono analizzate le singole fasi e i macchinari
impiegati, per ognuna sono riportate le caratteristiche principali.
100
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
FASE 1
Applicazione contrafforte
(manuale e tramite pressa)
Denominazione macchinario
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Basso
Tempo di setup
Nessuno
Problemi Critici
Nessuno
Esecuzione Fuorilinea
Possibile
FASE 2
Denominazione macchinario
Incollaggio bordo tomaia e sottopiede
(manuale e tramite pressa)
Tempo Esecuzione
Lento
Livello di Esperienza
Medio
Tempo di setup
Nessuno
Problemi Critici
Prodotti chimici
Esecuzione Fuorilinea
No
101
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
FASE 3
Premonta/ Monta
(manuale, macch spec, forno e spruzzino)
Denominazione macchinario
Tempo Esecuzione
Lento
Livello di Esperienza
Alto
Tempo di setup
Alto
Problemi Critici
Sicurezza operatore
Esecuzione Fuorilinea
No
FASE 4
Denominazione macchinario
102
Monta Fianchi
(manuale, macch spec, forno e spruzzino)
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Medio
Tempo di setup
Alto
Problemi Critici
Sicurezza operatore
Esecuzione Fuorilinea
No
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
FASE 5
Denominazione macchinario
Inchiodatura manuale
Tempo Esecuzione
Lento
Livello di Esperienza
Alto
Tempo di setup
Alto
Problemi Critici
Problemi odontoiatrici
Esecuzione Fuorilinea
No
FASE 6
Denominazione macchinario
Monta Boetta
(manuale, macch spec, forno e spruzzino)
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Alto
Tempo di setup
Alto
Problemi Critici
Sicurezza operatore
Esecuzione Fuorilinea
No
103
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
FASE 7
Denominazione macchinario
Leva-chiodi
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Bassa
Tempo di setup
Nessuna
Problemi Critici
Nessuno
Esecuzione Fuorilinea
No
FASE 8
Denominazione macchinario
104
Ribattitura
Tempo Esecuzione
Lenta
Livello di Esperienza
Basso
Tempo di setup
Basso
Problemi Critici
Nessuno
Esecuzione Fuorilinea
No
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
FASE 9
Denominazione macchinario
Tracciatura Suole
Tempo Esecuzione
Lento
Livello di Esperienza
Alto
Tempo di setup
Basso
Problemi Critici
Nessuno
Esecuzione Fuorilinea
No
FASE 10
Denominazione macchinario
Cardatura Automatica
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Alto
Tempo di setup
Basso
Problemi Critici
Nessuno
Esecuzione Fuorilinea
No
105
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
FASE 11
Denominazione macchinario
Cardatura Manuale
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Alto
Tempo di setup
Alto
Problemi Critici
Esecuzione senza
protezioni
Esecuzione Fuorilinea
No
FASE 12
Denominazione macchinario
106
Incollaggio
Tempo Esecuzione
Lenta
Livello di Esperienza
Media
Tempo di setup
Nessuna
Problemi Critici
Prodotti Chimici
Esecuzione Fuorilinea
No
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
FASE 13
Denominazione macchinario
Pressatura e accoppiamento suola-soletta
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Alto
Tempo di setup
Nessuno
Problemi Critici
Nessuno
Esecuzione Fuorilinea
No
FASE 14
Denominazione macchinario
Applicazione tacchi
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Basso
Tempo di setup
Basso
Problemi Critici
Sicurezza operatore
Esecuzione Fuorilinea
No
107
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
FASE 15
Denominazione macchinario
Sformatura
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Bassa
Tempo di setup
Nessuno
Problemi Critici
Nessuno
Esecuzione Fuorilinea
No
FASE 16
Denominazione macchinario
108
Rifilo Fodera
Tempo Esecuzione
Veloce
Livello di Esperienza
Media
Tempo di setup
Nessuno
Problemi Critici
Sicurezza operatore
Esecuzione Fuorilinea
No
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
3.3.5 Finissaggio
Ultima fase del ciclo produttivo, eseguita lateralmente alla manovia, è
rappresentata dalla rifinitura della calzatura, per permetterne un ulteriore
miglioramento estetico ed il successivo confezionamento per la
distribuzione sul mercato.
Si distinguono le seguenti operazioni:
FASE
1
2
3
4
5
6
Operazione
COLORITURA BORDI SUOLE E TACCO
applicazione di vernici realizzata a mano o con pistola a spruzzo,
indicata anche come operazione di “messa in colore della scarpa”
POMICIATURA DELLA SUOLA
leggera raspatura della suola allo scopo di facilitare l’adesione del
colore e migliorare quindi la qualità del prodotto
COLORITURA SUOLA
operazione realizzata attraverso l’applicazione manuale di cere
naturali
LUCIDATURA SUOLA
operazione di finitura della suola realizzata mediante macchine a
spazzole rotanti
PULITURA E LAVATURA DELLA SCARPA
tale operazione viene effettuata manualmente utilizzando spugne
o pezze di stoffa imbevute di solventi , benzina o acqua passati
sulla superficie della scarpa
APPLICAZIONE SOTTOSUOLA DI PULIZIA
la sottosuola di pulizia, già timbrata, viene cosparsa di collante e
inserita all’interno della scarpa. In alcuni casi le sottosuola di
pulizia sono autoadesive (o rese tali tramite appositi macchinari)
109
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
FASE
7
8
9
Operazione
APPRETTATURA
è un’operazione realizzata impiegando vernicetta o appretto che
può essere spalmato a mano con l’impiego di pennellini
LUCIDATURA SCARPA
operazione di spalmatura del lucido che può essere effettuata in
alternativa alla apprettatura
STIRATURA DELLA SCARPA
in tale fase si utilizzano ferri da stiro per distendere la pelle sulla
superficie della scarpa. Talvolta per raggiungere lo stesso
obiettivo, si utilizzano becchi bunsen, detti “lumette”, sulla cui
fiamma libera viene rapidamente fatta passare la scarpa stessa
Attrezzature, Macchine e Impianti
Nella fase di finissaggio gli operatori eseguono semplici operazioni di
coloritura, pomiciatura e lucidatura della scarpa, usufruendo o di macchine
o di attrezzi manuali capaci di distendere, sulla superficie della scarpa, i
prodotti adatti a renderla esteticamente più apprezzabile.
La tipologia della calzatura e il materiale che la costituisce
determinano il numero e la natura degli interventi utili a rifinire la stessa.
Oltre alle macchine qui sotto descritte, vengono impiegati i seguenti
strumenti manuali da parte del personale addetto:
- coltelli per rifilare
- spugne e stracci
- pennelli.
Spazzolatrici
Si tratta di macchine pulitrici a spazzola o a rullo, operanti con
smeriglio o carte abrasive, in grado di realizzare un’azione di lucidatura
110
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
sulla superficie della pelle della calzatura; le polveri generate,
particolarmente fini, derivano per lo più dallo strato di vernice applicato
nelle precedenti operazioni, queste vengono poi raccolte in sacchi di
ricambio predisposti sulle stesse macchine.
Figura 3.10 – Spazzolatrice.
Ferri da stiro
La stiratura della superficie della calzatura si realizza
utilizzando semplici ferri da stiro specifici per il settore.
Figura 3.11 – Stiratura degli stivali.
111
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Timbratrice
Utilizzate per imprimere su suole, tomaie e fodere marchi di fabbrica,
numeri e cliché, sono macchine simili alle presse: presentano un organo
pressore su cui è applicata una matrice di stampa, la cui discesa può essere
comandata mediante un fine corsa elettrico oppure con un comando a
pedale.
3.3.6 Inscatolamento
Ultimata la lavorazione della calzatura, si passa alla fase di
inscatolamento, immagazzinamento e carico per la successiva
commercializzazione.
L'operazione di confezionamento consiste nel riporre la coppia di
calzature in scatole apposite, rese disponibili da ditte fornitrici prescelte; la
qualità del prodotto confezionato determinerà naturalmente il livello di
qualità del confezionamento.
Avvenuto il confezionamento, le scatole assemblate vengono riposte
in “aree magazzino”, il più delle volte ricavate tra i reparti di produzione e
sommariamente organizzate.
112
Capitolo III - Stato attuale della produzione nei calzaturifici del Metadistretto Calzaturiero Veneto
Figura 3.12 – Inscatolamento delle calzature.
Figura 3.13 – Magazzino di stoccaggio dei prodotti finiti e inscatolati.
113
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
114
Capitolo IV
POSSIBILI AREE D’INTERVENTO
Dai colloqui avuti con i responsabili di produzione delle aziende
visitate è emerso che la lavorazione che attualmente risulta essere più
gravosa in termini di costo e di tempo è il processo di cucitura e orlatura
delle tomaie.
Tale lavorazione al momento è affidata ad aziende esterne o a
dipendenti dell’azienda tramite lavoro a domicilio, in entrambi i casi
l’attività è eseguita in modo artigianale con il supporto di macchine manuali.
La richiesta da parte delle aziende sarebbe quindi quella di
introdurre una certa automazione durante questa fase di lavorazione.
Da una prima analisi si è però riscontrato che il processo comprende
operazioni non standard e sempre diverse, è quindi molto difficile che nel
breve periodo si riescano a trovare delle soluzioni automatizzate che siano
concorrenziali a livello economico e tempistico rispetto ai metodi di
lavorazione attuali.
Maggiori spazi di intervento sono invece stati riscontrati dall’analisi
della linea di montaggio delle calzature, considerando sia la manovia che i
sistemi di gestione dei magazzini. In particolare si possono individuare tre
filoni principali da seguire per migliorare il processo produttivo:
- Ottimizzazione e razionalizzazione del layout dell’impianto e
riorganizzazione dei flussi di materiali e semilavorati.
- Intervento sui singoli macchinari utilizzati nella produzione della
calzatura.
- Controllo di qualità dei semilavorati in ingresso ai calzaturifici allo
scopo di introdurre nella linea di montaggio solo componenti esenti
da difetti e avviamento di controlli di qualità lungo le fasi della
produzione al fine di rendere tracciabile il prodotto.
115
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
4.1 ORGANIZZAZIONE LOGISTICA
Nelle analisi svolte sono state presi in considerazioni anche gli aspetti
logistici interni degli stabilimenti, valutando lo stato attuale della
disposizione dei reparti di lavorazione e la strutturazione delle celle
lavorative all’interno di tali reparti; particolare attenzione è stata data anche
ai flussi di interscambio di merci tra quest’ultimi.
Dall’analisi fatta si è visto come sia necessario migliorare la
disposizione dei reparti e delle celle al loro interno, perché attualmente la
logistica dell’impianto è dettata dall’esperienza e dalle necessità improvvise
di creare nuovi spazi dove inserire nuove stazioni di lavoro.
Ciò comporta un’organizzazione non ottimizzata dei flussi dei
semilavorati all’interno dell’impianto e la nascita di accatastamenti di
materiali che possono generare confusione e problemi per la sicurezza.
Una delle soluzioni attuabili è quella di suddividere, per quanto
possibile, l’impianto in reparti indipendenti che possano quindi lavorare
secondo tempistiche differenti (ad esempio su turni diversi), avendo
comunque un magazzino semilavorati interno che faccia da polmone per lo
scambio di semilavorati tra un reparto e l’altro.
Una prima suddivisione può essere fatta tra:
•
•
•
•
•
Modelleria
Giunteria
Taglio pelli
Manovia montaggio calzatura
Magazzino prodotto finito
La riorganizzazione del ciclo produttivo dovrebbe inoltre essere fatta
con l’ottica di favorire l’automazione, in quanto per avere i risultati migliori
è necessario adattare il ciclo produttivo all’automazione e non viceversa.
Il primo passo sarebbe ad esempio quello di garantire la
rintracciabilità dei componenti lungo la linea di produzione allo scopo di
116
Capitolo IV – Possibili aree di intervento
assicurare il corretto scambio dei componenti tra i vari reparti e monitorare
in tempo reale tutti i materiali utilizzati; allo stato attuale solo alcune
aziende utilizzano dei software gestionali integrati con il ciclo produttivo e
che consentono la tracciabilità della produzione.
4.2 INTERVENTI SUI SISTEMI DI PRODUZIONE
Per quanto riguarda le modifiche possibili al ciclo produttivo si
possono distinguere tre macro aree su cui intervenire, la fase di
movimentazione dei prodotti, la fase vera e propria di lavorazione oppure il
controllo qualità in linea o sul prodotto finito.
Movimentazione
Gli interventi in questo settore possono riguardare sia il sistema con il
quale si spostano le calzature da una macchina all’altra (o da una stazione
all’altra), sia la fase di carico e scarico dei macchinari, operazione che
attualmente è svolta da un operaio, anche perché egli deve comunque
spesso agire direttamente sul macchinario, che solo per alcune fasi può
lavorare autonomamente.
L’introduzione di un sistema automatico per il caricamento e lo
scarico delle macchine permetterebbe di ridurre i tempi e inoltre
migliorerebbe gli aspetti di sicurezza in quanto l’operatore non entrerebbe
più nello spazio di lavoro di apparecchiature potenzialmente pericolose.
D’altra parte tale operazione potrebbe essere fatta solo in presenza di
sistemi in grado di lavorare in modo autonomo, che inoltre devono poter
ricevere i prodotti da un sistema automatico e non più da un operatore.
Lavorazioni
L’automazione delle fasi di lavoro può portare ad un miglioramento
della qualità delle lavorazioni e ad un aumento della sicurezza nei confronti
dell’operatore; inoltre con un sistema automatico l’operazione può essere
eseguita anche da un lavoratore non esperto.
117
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Il mercato propone vari sistemi automatici per l’esecuzione di diverse
fasi del ciclo di lavorazione delle calzature, si è riscontrato però come uno
dei problemi maggiori sia l’elevato tempo di setup richiesto per impostare
un nuovo ciclo, fatto che si scontra con lo stato attuale della produzione che
comporta la necessità di produrre molti lotti diversi di calzature, sempre
meno numerosi.
Particolare attenzione deve quindi essere posta ai fini di limitare il più
possibile il tempo richiesto per la fase di istruzione delle macchine.
Controllo qualità
L’introduzione di un controllo di qualità in linea permette di ottenere
la tracciabilità del prodotto, allo scopo di risalire con precisione alle
operazioni che possono aver introdotto un eventuale difetto e quindi
intervenire per correggere eventuali errori di procedura.
Tale sistema inoltre eviterebbe di eseguire lavorazioni su prodotti che
presentano difetti che comunque porterebbero a scartare la calzatura
quando viene eseguito il controllo finale prima dell’imballaggio per la sua
spedizione.
118
Capitolo V
SOLUZIONI PROPOSTE
5.1 PARTE GESTIONALE
Per quanto riguarda l’organizzazione della linea di assemblaggio si
può agire sulla distribuzione delle varie aree di lavoro, oppure sulle
metodologie di organizzazione del magazzino dei semilavorati e dei prodotti
finiti.
5.1.1 Layout dell’impianto
Le linee di assemblaggio dedicate al montaggio si suddividono
principalmente in due tipologie
- Configurazione rettilinea
- Configurazione circolare
Configurazione rettilinea
Nel caso della filosofia rettilinea le stazioni di lavoro (che possono
essere automatiche o manuali) sono allineate, unite fra loro da un sistema di
trasporto (la manovia nel caso dei calzaturifici).
In base al numero di stazioni e ai relativi ingombri si possono avere 3
principali configurazioni:
- A “bastone”
119
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
- A “C”
- Ad “anello”
Un altro fattore che permette di classificare le linee di assemblaggio è
la cadenza delle stazioni di lavoro, cioè il tempo che intercorre fra l’uscita di
due prodotti consecutivi dalla stazione stessa.
La linea può essere progettata a cadenza imposta, cioè tutte le stazioni
di lavoro hanno la medesima cadenza e quindi lo stesso tempo di ciclo per
eseguire un operazione, oppure a cadenza non imposta; in questa ultima
situazione le stazioni di lavorano con tempi di ciclo differenti e quindi sorge
il problema della loro armonizzazione o bilanciamento attraverso
l’inserimento di polmoni interoperazionali, che possano disaccoppiarne il
funzionamento.
Considerando le operazioni necessarie per il montaggio di una scarpa
si ha che il processo produttivo comporta operazioni che devono
necessariamente essere eseguite in serie, inoltre essendo per lo più manuali
i tempi di esecuzione non sono sempre gli stessi.
Lo schema produttivo che più si adatta a queste esigenze è quindi
120
Capitolo V – Soluzioni proposte
quello di una linea con configurazione a “C” con cadenza non imposta.
Questa soluzione in effetti è quella adottata in tutti i calzaturifici che
sono stati visitati, la linea di assemblaggio è infatti costruita attorno ad una
manovia azionata in modo automatico, ma nella quale le singole casette si
fermano ad ogni stazione e vengono poi spinte avanti dall’operatore non
appena questo ha finito la lavorazione
Figura 5 – Schema tipico di una manovia utilizzata nel reparto di montaggio di un
calzaturificio.
Configurazione circolare (Tavola rotante)
Nel caso di produzioni che comprendono molti modelli diversi di
prodotti immessi su una stessa linea produttiva è conveniente fare ricorso al
metodologia della “Group Tecnology”.
Il principio ispiratore di questa tecnica è il raggruppamento di
prodotti simili dal punto di vista dimensionale e tecnologico in famiglie; in
questo modo si possono ottenere valori di numerosità di pezzi tali da
rendere economicamente valida l’introduzione di una linea dedicata alla
famiglia.
Ovviamente tale linea dovrà essere in grado di lavorare tutta la
121
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
popolazione di quel gruppo e quindi dovrà essere flessibile.
Nel caso di produzioni con famiglie di prodotti simili poco numerose
e tempi di set-up dei macchinari significativi, la configurazione rettilinea
della linea produttiva non permette di raggiungere completamente i
benefici promessi dalla “Group Tecnology”.
In queste situazioni è infatti preferibile l’impiego di sistemi di
trasporto circolari a più giri, come ad esempio le tavole rotanti multi stazione.
Figura 5.1 – Tavola rotante a più giri con 5 stazioni (3 operatori e 2 robot).
Questo tipo di configurazione della linea prevede l’utilizzo di una
122
Capitolo V – Soluzioni proposte
tavola a cui sono fissati in modo solidale i prodotti, la tavola avanza di un
passo ad intervalli di tempo regolari, trasferendo così i pezzi da una stazione
a quella seguente.
Lo schema circolare a parità di stazioni ha un minore ingombro e
costituisce un sistema più compatto rispetto alla configurazione rettilinea.
Lo svantaggio dell’utilizzo di tavola rotante è quello che non consente
l’introduzione di un numero molto elevato di stazioni, questo limite è però
attenuato facendo ricorso a tavole multi - giro.
In questo caso il pezzo viene completato con un numero di giri della
tavola superiore ad 1, ciò implica quindi che la flessibilità dei mezzi
operativi in una determinata posizione angolare deve essere molto elevata in
quanto in relazione al numero del giro in questione devono eseguire un
differente lavoro sul prodotto.
Le tavole rotanti sono inoltre indicate per pezzi di dimensioni e pesi
ridotti, come ad esempio il montaggio di schede elettroniche,
confezionamento di medicinali,…
Considerando la produzione tipica di un calzaturificio l’utilizzo della
tavola rotante potrebbe trovare applicazione nella fase di finissaggio delle
calzature, allo scopo di creare delle sotto-linee specializzate, ad esempio per
separare la preparazione delle calzature appartenenti alla famiglia degli
stivali da quelle della famiglia tipo sandali, ognuna fornita degli specifici
macchinari adatti all’operazione.
Dato che in genere queste lavorazioni vengono fatte in modo manuale
il requisito di elevata flessibilità è rispettato, ciò quindi rende possibile
l’impiego di una tale soluzione.
Rimane da valutare l’effettiva convenienza di un tale sistema, in
quanto parte dei macchinari andrebbe replicata e inoltre bisogna verificare
se i volumi di produzione delle varie tipologie di calzature giustificano la
creazione di linee specializzate.
123
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
5.1.2 Magazzino automatico
Un magazzino automatico può essere considerato come un sistema
completamente automatizzato in grado di ricevere, caricare e scaricare i
prodotti in modo indipendente, lasciando all’operatore il solo compito di
posizionare i prodotti in una zona di caricamento, dopo che un apposito
lettore ottico ha acquisito il codice dello stesso, in modo tale da poter sapere
quale prodotto si carica e deciderne l’allocazione all’interno del magazzino,
garantendo al tempo stesso la sua rintracciabilità.
Il magazzino rappresenta per un’azienda un notevole capitale
immobilizzato, con elevati interessi passivi, soggetto anche a un progressivo
deprezzamento nel caso di prodotti deperibili; ciò comporta che le scorte
debbano essere ridotte al minimo indispensabile adottando un’intelligente
politica degli approvvigionamenti; inoltre i magazzini richiedono notevole
spazio sia superficiale che volumetrico e ogni metro cubo dello spazio
occupato incide per una parte sui costi dell’azienda per il mantenimento
dello stesso in termini di manutenzione, costo dell’energia, etc.
Ecco dunque lo sviluppo di varie forme di immagazzinamento dei
prodotti più o meno vantaggiosi in termini di sfruttamento dello spazio e in
termini economici, ricordando che ogni applicazione necessita di diverse
considerazioni e soluzioni.
Verranno ora analizzate alcune soluzioni che permettono di realizzare
un magazzino con tali caratteristiche.
124
Capitolo V – Soluzioni proposte
Sistema di gestione del magazzino con armadi asserviti da manipolatore
La struttura si presenta con un corridoio centrale e due armadi
laterali sui quali vengono depositati i prodotti; si ottiene così una corsia
centrale all’interno della quale si muove un manipolatore in grado di
scorrere lungo l’armadio e raggiungere tutti i suoi ripiani.
Figura 5.2 – Struttura di un magazzino asservito da un manipolatore posto su guide.
.
Questa è una struttura modulare che permette di ottenere la capienza
necessaria per le diverse applicazioni, raggiungendo ingombri anche di nove
metri in lunghezza con un’ altezza di due metri e mezzo ed una larghezza
superiore ai due metri.
Per quanto riguarda il manipolatore esistono varie soluzioni possibili
che tendono a privilegiare, di volta in volta, le varie richieste del cliente;
tipicamente la necessità è quella di avere un magazzino con elevata capienza
e rapido nel rendere disponibile i prodotti all’uscita.
125
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Sistema di gestione magazzino KIVA
Kiva Systems
225 Wildwood Avenue
Woburn, MA 01801 USA
[email protected]
www.kivasystems.com
Il sistema Kiva nasce dall’esigenza di reperire in modo automatico il
materiale da un magazzino.
L’idea che sta alla base di questo sistema è quella di portare gli oggetti
presenti nel magazzino direttamente ai magazzinieri piuttosto che il contrario.
Questa soluzione utilizza alcune scaffalature su cui viene posizionata
la merce; la movimentazione di tali scaffali è affidata a dei robot che si
occupano di trasportarli nell’area di stoccaggio e quindi poi prelevarli per
presentarli all’operatore in base al prodotto richiesto.
Il tutto si sviluppa in quattro passi:
1) Quando un operatore posto in una stazione di scelta-imballaggio
riceve un ordine, lo segnala al software di gestione Kiva.
Il sistema è in grado di monitorare l’inventario del magazzino, la
posizione di ogni singolo prodotto posto in una data scaffalatura e
la posizione di ogni robot (trasmessa via radio dallo stesso); in
questo modo, attraverso algoritmi di calcolo, il software è in grado
di organizzare in modo efficiente il traffico all’interno del
magazzino, di creare liste dei prodotti più popolari e meno
popolari e allocare di conseguenza gli scaffali che li contengono in
zone più o meno vicine alla raccolta.
2) Il software calcola dove si trova la scaffalatura con il prodotto
richiesto più vicina e dirige un robot a prelevarla e a consegnarla
alla stazione di scelta-imballaggio assegnata all’operatore che ha
inviato la richiesta del prodotto.
126
Capitolo V – Soluzioni proposte
I robot sono alti circa 50cm, hanno una carena color arancio, sono
dotati di ruote e motori per muoversi, sono alimentati da batterie e sono
muniti di controllori e moduli di comunicazione.
Sono in grado di compiere una rotazione su se stessi di 360°, si
muovono su linee rette e cambiano direzione ruotando di 90°.
Il movimento è coordinato da telecamere che puntano il pavimento
del magazzino e leggono codici a barre posti su etichette adesive applicate a
terra, ad 1m l’una dall’atra e disposte in una griglia.
Figura 5.3 – Robot Kiva.
Quando i robot si muovono, leggono le informazioni codificate sulle
etichette per conoscere le proprie coordinate all’interno del magazzino; allo
stesso tempo, il sistema di controllo di cui sono dotati determina e corregge
la posizione del robot osservando la posizione dello stesso rispetto
all’etichetta.
127
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Un'altra telecamera è posta sulla sommità del robot ed è utilizzata per
leggere delle altre targhette, sempre a codici a barre, poste sotto le
scaffalature allo scopo di identificarle per confermare la corretta presa da
parte del robot.
Attraverso trasmettitori radio ciascun robot invia i dati acquisiti dai
sensori al computer centrale, al fine di condividere le informazioni con gli
altri ed evitare collisioni (i robot possono lavorare a 15 cm gli uni dagli altri).
Il sistema di controllo si occupa inoltre di mantenere stabile la
scaffalatura mentre il robot la solleva da terra; ciò si rende necessario poiché
il meccanismo di sollevamento è costituito da una vite a ricircolo di sfere
mossa da un motore a corrente continua che la fa girare fino a portare la
scaffalatura a 5 cm da terra.
Per evitare che il carico ruoti e si ribalti, il robot gira su se stesso nella
direzione opposta ad una velocità tale da tenere fermo lo scaffale.
L’attuale modello di robot riesce a caricare fino a 454 Kg e viaggia ad
una velocità di 1,3 m/s.
I robot hanno inoltre la possibilità di sfruttare un ascensore ed
eventualmente prelevare o allocare gli scaffali in un soppalco posto nel
perimetro del magazzino.
Una volta che il robot e il suo carico giungono alla stazione di sceltaimballaggio, un puntatore laser posto su un asta illumina automaticamente il
prodotto scelto e la scatola dove deve essere imballato, affinché l’operatore
possa prenderlo e riporlo dove richiesto (dopo averne confermato il prelievo
passandolo davanti ad un lettore di codici a barre).
Il robot lascia quindi spazio al successivo e va a posizionare la
scaffalatura in un posto libero segnalatogli dal computer centrale.
L’azienda costruttrice spiega che questo sistema permetterebbe di
impostare e gestire più facilmente il magazzino ed aumentare di tre volte la
velocità rispetto ad un tradizionale sistema di magazzino automatico
realizzato tramite nastri trasportatori; per evidenziarne i presi nell’adottare
questo tipo di sistema si possono riassumere i seguenti punti:
128
Capitolo V – Soluzioni proposte
- Kiva lavora sempre e si ferma solo per sostituire la batteria,
operazione che viene segnalata acusticamente.
- In una tipica situazione di recupero prodotti tramite nastri
trasportatori un operatore umano può prendere dai 200 ai 400
pezzi/ora; i robot Kiva possono passare un pezzo ogni 6 s portando
quindi la capacità del sistema a 600 pezzi/ora.
- Il sistema fa uso delle tecnologie più recenti quali sistemi di
trasmissione wireless, sensori di orientamento e algoritmi avanzati di
teoria del controllo; tutto ciò ha permesso l’utilizzo di robot piuttosto
semplici, coordinati da un solo computer centrale e quindi meno
costosi. Essi possono scambiare le informazioni tra loro e agire
indipendentemente in modo da ottimizzare i propri compiti.
L’unico svantaggio è associato alle diverse dimensioni degli oggetti
immagazzinati; con tale varietà l’uomo non può essere sostituito; egli deve
provvedere a scegliere il prodotto e a riempire la scatola.
Essendo ancora un sistema in fase di sviluppo non si hanno dati
precisi sui costi, in prima approssimazione si ha però che un la realizzazione
di un sistema base comprensivo di 5 stazioni di scelta-imballaggio, 30 robot
e 300 scaffalature (utile a coprire un magazzino di circa 10.000 m²), ha un
costo di circa 1.000.000 $.
Fino a questo momento il sistema con robot Kiva è stato adottato da
tre grosse aziende americane:
- Staples: un’azienda che vende prodotti per ufficio e fa uso di 500
robot Kiva nei suoi 30.000 m² di magazzino a Chambersburg, Pa.
- Drogherie Walgreens: impiega centinaia di Kiva in un centro di
distribuzione a Mt. Veron.
- Zappos un negozio on-line per la vendita di scarpe e altri prodotti che
fa uso dei robot nel centro di Shepherrdsville, Ky. Realta’ nata circa
tre anni fa, che vanta oggi 4,2 milioni di articoli tra scarpe, borse e
capi d’abbigliamento.
129
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 5.4 – Operatore che attende il robot alla stazione di raccolta imballaggio.
Figura 5.5 – Operatore che scarica dalla prima consegna quanto richiesto dall’ordine,
mentre gli altri robot attendono che finisca.
130
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.6 – Puntatore laser fissato su un’asta metallica.
131
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 5.7 – Il puntatore laser segnala all’operatore che prodotto prendere.
132
Capitolo V – Soluzioni proposte
5.2 SISTEMI DI PRODUZIONE
5.2.1 Riconoscimento difetti del pellame
Dall’indagine svolta nel settore, il controllo qualità delle pelli e la
mappatura delle aree difettate è un’operazione delicata eseguita
manualmente da operatori esperti, i quali selezionano visivamente le aree
del pellame più adatte per il taglio posizionando le ”maschere”
corrispondenti per uno specifico programma di taglio.
Figura 5.8 - I tre passi del processo di mappatura dei difetti nell’industria conciaria.
Questa operazione si configura come una fase altamente critica per
l’industria calzaturiera, e genera fino al 30-35% di perdita in scarti di pelle
grezza con il rischio di produrre prodotti non conformi allo standard a causa
dei difetti non rilevati.
Gli svantaggi maggiori delle procedure attuali per il settore sono:
-Scarto elevato del materiale grezzo
-Processo non ottimizzato
-Qualità del prodotto non costante
-Necessità di personale con esperienza
133
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Da qui nasce il bisogno di applicare un processo standardizzato e
automatizzato per la mappatura, il nesting e il taglio.
Di seguito si descrivono le tre fasi di un operazione di taglio:
Controllo di qualità e mappatura
La fase di controllo e mappatura (cioè ricercare i difetti nei manti
delle pelli conciate) che precede la successiva fase di nesting/taglio,
rappresenta sicuramente un momento delicato e costoso del ciclo produttivo
dato che i costi relativi al cuoio rappresentano da soli più del 50% del totale
dei costi diretti di produzione dei prodotti finiti.
Le pelli comunemente usate nella produzione di scarpe sono
prevalentemente di origine bovina, con spessore tra 0,9 mm e 1,3 mm.
Essendo un materiale biologico le pelli presentano sempre dei difetti,
le cui tipologie principali sono elencate qui di seguito.
Difetti di spessore
Foro
Spianatura
Incisione
Difetti geometrici
Descrizione
Foro chiaramente visibile su
ambo il lati della pelle
mancanza di uno o più
strati su uno dei due lati che determinano una
variazione di spessore
striatura da ambo i lati
della pelle generalmente di
forma allungata
Causa
Concia
Concia
Concia
Descrizione
Causa
Grinza
Increspatura larga e
tondeggiante sulla superficie
frontale naturale
si trova vicino allo stomaco
dell’animale: naturale
Cicatrice
visibile sulla superficie
frontale e di forma allungata
dovuta a contusioni subite
dall’animale: naturale
Piega
deformazione allungata sulla
parte frontale della pelle
dovuto a cattivo impilamento nel
magazzino
134
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.9 - In ordine dall'alto in basso, da sinistra a destra: incisione, spianatura,
spianatura, buco, cicatrice, piega, grinza.
C’è una vasta classificazione riguardo ai difetti attesi e una viva
discussione, anche all’interno della normativa, su quanto deve essere
considerato difetto e su quanto rappresenta una caratteristica naturale della
pelle: ad esempio, un segno (una cicatrice) esistente su un pellame, se da un
lato evidenzia una discontinuità del manto, dall’altro lato contraddistingue il
cuoio come naturale e unico.
Bisogna pertanto distinguere tra difetti chiaramente visibili (ad
esempio un buco presente su un manto), e difetti visibili solo sotto
particolari condizioni di luce e/o angoli di visione, pertanto il
riconoscimento dei difetti sul pellame è un’operazione delicata e può essere
svoltata in differenti maniere:
a) Controllo manuale
Ogni produttore di pellame fissa degli standard che utilizza per
caratterizzare i difetti della pelle nella fase di controllo qualità.
Allo stato attuale, la quasi totalità delle aziende si basano sul controllo
135
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
visivo di operatori esperti per realizzare la mappatura dei difetti, ciò
comporta che non si riesce a garantire un’efficiente continuità valutativa,
portando alle possibili problematiche:
- Presenza di difetti non rilevati con conseguente perdita di
immagine e reclami dei clienti;
- Eliminazione di una pelle con difetti tali che comunque
sarebbe stato possibile utilizzarla per alcune lavorazioni, con
conseguente perdita economica.
b) Controllo semi-automatico
Alcuni produttori di macchine per il taglio della pelle hanno
predisposto sistemi semiautomatici per il controllo dei difetti: la mappatura
iniziale dei difetti viene eseguita manualmente dall’operatore mediante
sistemi grafici (penna, penna ottica, applicazione di adesivi, ecc.)
successivamente viene eseguita la scansione della pelle tramite sistema di
visione, in modo da permettere il taglio automatico evitando però le aree
marcate come difettose.
Anche se questo sistema può essere considerato un’evoluzione, ci
sono ancora una serie di problemi irrisolti tipici della lavorazione manuale:
infatti in questo tipo di sistemi l’operatore è l’unico responsabile
dell’individuazione e decisione della gravità di un difetto; l’unica operazione
automatizzata è il nesting e il taglio dopo la mappatura manuale.
Il sistema presenta ancora le medesime problematiche del controllo
manuale:
-
136
Dipendenza dall’esperienza degli operatori
Efficienza nel riconoscimento degli operatori
Qualità della sorgente di luce nel posto di lavoro
Rallentamento generato dal processo grafico multipasso
Capitolo V – Soluzioni proposte
c) Visione artificiale
Generalmente é impiegata in diversi ambiti industriali per il
controllo qualità: industria siderurgica (mappando i difetti sui nastri di
acciaio e tubi metallici), ambito medicale (mappatura delle deformazioni
degli organi umani), industria della ceramica (difetti sui prodotti finiti),
industria del legno (controllo qualità di materiali grezzi), industria
alimentare (qualità della frutta), ecc.
La visione artificiale per il riconoscimento dei difetti non è però mai
stata sviluppata, validata e adottata fino in fondo per l’uso nell’ambiente
delle piccole medie imprese del settore del pellame.
Il nesting
Sequenzialmente alla fase di mappatura dei difetti sul pellame
avviene la fase di nesting, che corrisponde alla fase di posizionamento
ottimizzato delle maschere per il taglio sulla pelle conciata, tale da
massimizzarne l’area di utilizzo.
Allo stato attuale, la fase di nesting è eseguita manualmente anche se
alcune tecnologie per il nesting automatico sono state studiate ed in alcuni
casi realizzate: nei sistemi a controllo semiautomatizzato descritti
precedentemente, il nesting automatico è eseguito sulla base della
mappatura dei difetti manuale.
Lo svantaggio di tale sistema è la dipendenza della fase di nesting
dall’operazione di individuazione dei difetti, con gli svantaggi elencati in
precedenza.
137
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 5.10 – Esempio di Nesting.
Il taglio
Sono disponibili differenti tecniche di taglio automatico del pellame
con buone prestazioni, come ad esempio: a getto ad acqua (water-jet) o a
lama oscillante.
I sistemi di taglio a getto d'acqua sono caratterizzati da velocità,
precisione e flessibilità mentre i tavoli da taglio a lama oscillante eliminano
la necessità di utilizzare le fustelle rendendoli particolarmente flessibili ed
inoltre consentono un notevole risparmio di manodopera e materiale.
Sono qui ora proposte le soluzioni tecniche adottate da alcuni
produttori di macchine nel settore, in particolare i sistemi di acquisizione
dei difetti e i banchi di lavorazione mapping-nesting-cutting
Sistemi di acquisizione dei difetti
Nell’ambito industriale sono stati sviluppati prodotti per
l'acquisizione di contorni e difetti delle pelli "fuori linea", in modo da
slegare questa fase della lavorazione dal taglio; inoltre alcuni modelli di
138
Capitolo V – Soluzioni proposte
tavoli da taglio sono dotati di telecamera e del software necessari a svolgere
queste operazioni.
Il software è in grado di riconoscere automaticamente il contorno
delle pelli mentre l'operatore può marcare i difetti e i buchi, identificando
inoltre le aree di qualità della pelle al fine di garantire una maggiore qualità
del prodotto tagliato e un minor spreco di materiale.
Pertanto, questo tipo di soluzione permette la digitalizzazione dei
materiali, il riconoscimento automatico dei contorni e la marcatura delle
aree di qualità.
Precisione, efficienza, semplicità d'uso e integrazione con i sistemi di
taglio automatico sono le caratteristiche che rendono questi macchinari un
mezzo ideale per rendere più produttivo ed efficiente un sistema di taglio.
L'uso di questi sistemi permette di separare la fase di acquisizione da
quella di piazzamento e taglio e di allocare in maniera diversa il personale.
Il processo di produzione è diviso in tre fasi distinte, che possono
essere svolte in luoghi e tempi diversi:
a) La digitalizzazione dei materiali, marcatura difetti/aree di qualità
L’operatore esegue questa operazione per più lotti di pellame,
preparandoli già per il piazzamento automatico sulla macchina di taglio.
In questa fase normalmente si impiega personale esperto nel
riconoscimento dei difetti e nella classificazione delle diverse aree del
materiale in funzione della lavorazione da effettuare.
La digitalizzazione prevede il riconoscimento automatico del
contorno della pelle (operazione eseguita tramite sistema di visione e
software di analisi dell’immagine) e la marcatura manuale delle aree di
qualità e dei difetti.
Questa operazione viene eseguita con uno speciale mouse ottico che
permette di lavorare direttamente sul materiale da acquisire in modo da
ottenere la massima precisione ed efficienza nel procedimento, anche in
questo caso il software della macchina assiste l'operatore permettendogli di
svolgere molto rapidamente i diversi tipi di marcatura possibili.
139
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
b) Il piazzamento automatico
Dopo aver digitalizzato il pellame, è possibile passare al piazzamento
automatico del materiale sul macchinario, in quanto il controllore della
macchina da taglio, ha in memoria la mappatura dei difetti di ogni singola
pelle e quindi può anche eseguire il nesting in modo automatico.
c) Il taglio automatico
In base alle esigenze produttive è possibile scegliere liberamente
quali ordini tagliare, è sufficiente selezionare l'ordine e la macchina da taglio
automaticamente caricherà i piazzamenti (calcolati in precedenza) e
richiederà all'operatore i materiali corrispondenti.
In questa fase gli operatori devono solamente posizionare il materiale
e raccogliere i pezzi tagliati, è quindi possibile impiegare personale non
specializzato.
L’esecuzione delle tre fasi di lavorazione descritte qui sopra vengono,
il più delle volte, svolte in un unico macchinario, infatti molte aziende
produttrici, si sono occupate nella realizzazione di macchine semiautomatiche per eseguire le tre fasi sequenziali in un unico sistema, con il
vantaggio di ridurre i tempi di passaggio dei materiali tra le varie macchine,
riducendone quindi il numero e velocizzando complessivamente il processo.
E’ possibile distinguere due diversi livelli di automazione presenti tra
le aziende del Metadistretto Calzaturiero Veneto:
Livello base
Generalmente il livello più basso di automazione lo ritroviamo nelle
piccole aziende che puntano generalmente sulla produzione di alta qualità
piuttosto che di elevata quantità: si trovano generalmente celle di lavoro
dove le operazioni sono eseguite prevalentemente dall’uomo come ad
esempio il carico/scarico della pelle, il contrassegno delle zone difettate, il
posizionamento delle fustelle, la revisione di eventuali scarti di pellame.
140
Capitolo V – Soluzioni proposte
Queste operazioni vengono prevalentemente svolte da un operatore
esperto munito di taglierina oppure con l’ausilio di una fustellatrice.
Figura 5.11 – Fustelle per il taglio tramite pressa.
Per la caratterizzazione dei difetti di norma la conceria fornitrice si
regola su alcuni campioni in modo da caratterizzare che cosa deve essere
considerato come difetto durante il controllo delle superfici del manto e
quindi informa tutti gli operatori con cui allaccia dei rapporti circa gli
standard di qualità adottati.
Attualmente la quasi totalità delle ditte del settore si affidano in
maniera univoca all’esperienza visiva dell'operatore che, anche se esperto ed
attento, non può garantire un'azione efficiente e continuativa.
Può quindi accadere che la presenza di un difetto non rilevato sul
prodotto determini il reclamo del cliente e quindi una perdita d'immagine
dell'azienda, oppure in linea di produzione, il ri-processamento della pelle,
con conseguente deficit produttivo ed economico generato dalla ripresa.
Considerando lo svolgimento di questa operazione, anche in ambienti
non adeguatamente illuminati, è evidente lo sforzo a cui sono sottoposti gli
occhi dell'operatore, che può quindi causare l’aumento della possibilità di
errore o di svista soprattutto dopo molte ore di lavoro o dopo una
successione eccessiva di manti del medesimo colore: è noto che l’occhio
dopo molte ore di concentrazione nel medesimo oggetto manca di
distinzione deì particolari.
141
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Il secondo livello
Questo sistema è costituito da due macchine separate: una macchina
di taglio automatica di tipo cartesiano ed un sistema di visione e nesting.
Figura 5.12 – macchina di visione e nesting+cutting.
In queste celle di lavoro l'operatore scansiona la pelle facendola scorrere
davanti a se azionando a comando un nastro trasportatore, un proiettore laser si
occupa di visualizzare il profilo delle forme da tagliare sul manto.
L'operatore, che implicitamente effettua la mappatura dei difetti,
decide a sua discrezione la posizione delle forme virtuali che posiziona in
genere tramite un mouse; una volta decisa la posizione della forma, questa
viene memorizzata tramite una telecamera che ha il solo compito di
registrare la forma della pelle e la posizione relativa delle forme virtuali.
Tutte le informazioni vengono poi trasmesse alla macchina da taglio
che in automatico riconosce la pelle e la sua orientazione sul piano tramite
dei riferimenti ben precisi ed esegue il taglio.
Sebbene il sistema sia piuttosto automatizzato e in un certo modo
flessibile, non risolve i problemi relativi alla procedura di mappatura dei
difetti e di nesting in quanto tutte le decisioni vengono dall’esperienza e
dall’abilità dell'operatore.
Prototipi e soluzioni commerciali per il settore
Dallo studio effettuato si è riscontrato che è necessario intervenire in
maniera decisa sulla fase di mappatura difetti e nesting, in quanto la fase di
142
Capitolo V – Soluzioni proposte
taglio, nello stato attuale presenta già un buon grado di automazione ed
affidabilità.
Recentemente sono stati sviluppati prototipi per l’acquisizione dei
difetti, con risultati promettenti.
Di seguito vengono presentati un prototipo realizzato per la
mappatura dei difetti e un sistema attualmente commercializzato per il
riconoscimento di questi; entrambi richiedono comunque ulteriori studi per
rendere completamente automatica il processo di mapping – nesting cutting.
Cella robotizzata per la rilevazione e mappatura automatizzata dei difetti
su pelli conciate (AUTOMAP)
Figura 5.13 – Cella robotizzata per la rilevazione dei difetti delle pelli conciate
realizzata con finanziamenti dell’Unione Europea.
Università di Padova - DIMEG Robotics
Via Venezia 1
35131 Padova - Italia
www.mechatronics.it
Il prototipo è stato sviluppato impiegando avanzata tecnologia
elettronica e sistemi di visione artificiale con lo scopo di rimpiazzare le
tradizionali operazioni manuali usate per controllare i difetti della pelle e, in
143
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
generale, per produrre prodotti finiti di alta qualità, minimizzando l’impiego
di materiali di scarto.
Il prototipo è costruito per funzionare con pelli animali di una
larghezza di circa 700 mm., ma tale specifica finale del sistema si può
adeguare alle differenti necessità delle industrie: 1200, 1500, 1800mm.
L’identificazione e il riconoscimento dei difetti e l’analisi del colore
del manto di pelle conciata sono fatte con l’ausilio di una camera CCD
(Charge-coupled device, ossia dispositivo ad accoppiamento di carica) e un
appropriato software.
Il sistema di riconoscimento è collegato ad un adeguato programma di
nesting flessibile per essere adattato a prodotti finali diversi e per essere
interfacciato con i sistemi di taglio automatici esistenti, inoltre il software di
nesting può essere collegato al disegno CAD del prodotto finale.
Il risultato finale del progetto è stato un sistema in grado di compiere
automaticamente, con flessibilità molto alta, l’intero processo di mappatura
dei difetti delle pelli conciate e successivo nesting e taglio, in accordo con il
programma di taglio connesso con ogni specifica produzione.
La ricerca si è focalizzata sui seguenti contenuti:
-
definizione delle richieste e delle specifiche del sistema
progettazione di una stazione di visione artificiale
implementazione di un software di mappatura/nesting
progettazione e realizzazione del prototipo
test e analisi dei risultati
Il prototipo sviluppato prevede l’impiego di due celle così costituite:
Cella 1
La prima cella è dedicata alla rilevazione e mappatura dei difetti;
inoltre, essa fornisce le traiettorie di taglio attraverso l’uso di un software di
nesting che dispone le maschere sul pellame; questa cella è composta
principalmente da:
144
Capitolo V – Soluzioni proposte
-
sottosistema di visione artificiale
software di riconoscimento dei difetti
software di nesting
parti meccaniche
Cella 2
La seconda cella acquisisce le traiettorie di taglio della prima ed
esegue tutti i processi di taglio.
Tale sistema fornisce le seguenti caratteristiche innovative:
- Realizzazione di una scansione completa e veloce del manto di pelle,
caratterizzando e immagazzinando direttamente l’immagine della
pelle, fornita con la mappa degli eventuali difetti
- Posizionamento automatizzato delle maschere e taglio della pelle
ottimizzando la produttività e la qualità sulla base sia delle indicazioni
dall’operatore (che ha sempre la possibilità di intervenire sul
processo), sia sulle basi dei difetti rilevati
- Riorganizzazione dei tagli anche sulla base della qualità delle
differenti aree: parti delle superfici sul manto, sebbene con difetti,
possono essere tagliate e usate per la realizzazione dei dettagli del
manufatto finale che non saranno visibili
- Combinazione della lettura dei difetti con l’analisi spettrofotometrica,
aggiungendo quindi alla mappa dei difetti le informazioni sul colore.
Analisi spettrofotometrica o colorimetrica
L’introduzione di un sistema di analisi colorimetrica è utile non solo
per tagliare la pelle, evitando i rispettivi difetti fisici, ma anche per
combinare le aree del manto che presentano analogie colorimetriche con
altre aree, appartenenti o meno alla medesima produzione.
Un metodo di analisi colorimetrica senza alcun dubbio efficace, ma
costoso, consiste nell’impiego di uno spettrometro di immagini.
145
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Movimentando lo spettrometro di fronte all’oggetto da analizzare (o
movimentando l’oggetto) viene quindi prodotta un’ immagine spettrale che
contiene l’intera informazione di colore per ciascuna linea di pixel,
rendendo possibile la realizzazione di una mappa della distribuzione del
colore della pelle scansionata.
Lo spettrometro acquisisce nella banda spettrale da 500 a 1000 nm
(near UV/ visibile / near IR) ed i risultati dell’analisi possono essere
visualizzati sotto forma di istogrammi.
Postazione di acquisizione e nesting (IntelliView di ATOM)
Figura 5.14 – Sistema Intelliview® di ATOM.
ATOM S.p.A.
Via Morosini, 6
27029 Vigevano (PV)
www.atom.it
Un esempio di sistema attualmente in commercio per la mappatura
dei difetti fuori linea è quello prodotto da ATOM, denominato Itelliview® ,
che permette di separare la fase di piazzamento da quella del taglio della
pelle o del cuoio.
146
Capitolo V – Soluzioni proposte
Grazie al software di comando è possibile preparare su Itelliview® il
piazzamento ottimale dei pezzi di uno o più modelli di calzatura su un lotto
di pelli, memorizzarlo nel computer e renderlo disponibile per il taglio di
uno/più sistemi di taglio in continuo della stessa casa produttrice.
Il personale esperto può quindi dedicarsi completamente alla fase
“delicata” del piazzamento , mentre la fase di taglio può essere delegata ad
altro personale non specializzato.
Il proiettore ad alta luminosità consente un’ottima visibilità delle
sagome da piazzare anche sulle pelli più “difficili” per colore o lucentezza
della superficie, inoltre la telecamera ad alta risoluzione permette di rilevare
rapidamente il contorno della pelle, marcarne i difetti e le aree di qualità (se
assistita dall’operatore), al fine di fornire al software di nesting i dati
necessari per l’ottimizzazione dei consumi del materiale.
Il sistema di aspirazione di cui è provvisto il modello 1510 SC-MA
consente di spianare gropponi per suole, permettendo anche in questo caso
di eseguire agevolmente acquisizione e nesting.
5.2.2 Premonta/monta
Le macchine premonta-monta sono progettate per montare in modo
completo la punta della tomaia sul sottopiede applicato alla forma.
E’ possibile evidenziare tre tipologie di macchine coerenti con
tipologie produttive di differente complessità.
Primo livello
Comprende i sistemi di premonta-monta nelle loro versioni
prevalentemente meccaniche.
Secondo livello
A questa categoria appartengono le macchine rivolte a prodotti
confezionati con pellami e prodotti in similpelle, sono macchine
semiautomatiche molto flessibili e regolabili.
147
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Si utilizza su queste macchine un collante termoplastico, con iniettori
in grado di soddisfare una grande varietà di modelli in quanto la loro forma
può essere variata in funzione dello stile della punta (sfilata, rotonda o
quadra) e dell’altezza del tacco.
Il blocco iniettori è infatti disposto a ferro di cavallo, con elementi
mobili imperniati sia in punta che sulle parti laterali ; tale mobilità consente
un “tracciato modificabile”, in funzione dei profili della forma che si intende
lavorare; inoltre la punta del blocco iniettori può ruotare attorno ad un
perno; è estraibile ed intercambiabile a seconda del diverso disegno che ha
la punta della calzatura.
I due segmenti laterali dell’iniettore si predispongono
automaticamente a seconda della forma in lavorazione e sono dotati di steli
di distribuzione della colla .
Terzo livello
Comprende le tecnologie rivolte a rispondere al mercato del
cosiddetto “Pronto Moda” e alle esigenze delle calzature di alta qualità.
L’operatore , in presenza di un modello caratterizzato da un certo
stile, realizzato con definiti materiali e su una determinata forma, regola e
predispone la macchina.
Queste regolazioni possono essere memorizzate dalla macchina, che
quindi può essere preprogrammata per ogni cambiamento di modello e/o di
taglia, adeguando il profilo delle pinze e i percorsi seguiti dagli iniettori del
collante.
Queste registrazioni, eseguite durante le prove di modello, vengono
richiamate al momento della produzione in modo da riprodotte esattamente
le regolazioni imposte dall’operatore.
Rispetto alla tipologia di macchinari precedente, gli iniettori di queste
macchine sono costituiti da due soli ugelli (uno per il lato sinistro del fondoscarpa e uno per il lato destro) il cui movimento è comandato dal sistema
allo scopo di seguire con maggior precisione la linea di filo forma della
calzatura in lavorazione, applicando una quantità controllata di adesivo
148
Capitolo V – Soluzioni proposte
esattamente nella posizione richiesta.
Questa tipologia di macchina è quella che è stata trovata in tutti i
quattro calzaturifici che sono stati visitati per la raccolta dei dati sullo stato
attuale dei sistemi produttivi.
Per la lavorazione di una calzatura di qualità l’operatore, oltre ad
impostare la macchina in base allo stile del modello, agisce anche
manualmente sulle leve che regolano il tiraggio e la centratura della tomaia
sulla forma, allo scopo di evitare l’insorgenza di pieghe e posizionare il
girocollo della calzatura nella posizione richiesta.
Per aiutare l’operatore nel lavoro di centraggio sulla forma possono
essere presenti delle tacche di riferimento, oppure in alternativa è la
macchina di premonta/monta stessa che tramite un puntatore laser
visualizza dei riferimenti sulla forma (in questo modo inoltre non è
necessario effettuare ulteriori lavorazioni sulla forma, che andrebbero ad
aumentarne il costo, anche perché questi riferimenti devono essere tracciati
in modo preciso per poter essere utili all’operatore).
149
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 5.15 – Una fase dell’operazione di premonta/monta.
Figura 5.16 – Foto del sistema di pinze tramite le quali si aggiusta la posizione della
tomaia e la sua trazione.
150
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.17 – Foto degli ugelli che si occupano della deposizione del collante sul fondo
della sacrpa.
Figura 5.18 - Esempio di reticolo di riferimento tracciato tramite puntatore laser sula
punta di uno stivale.
151
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 5.19 – Operazione di regolazione manuale dell’azione delle pinze sulla tomaia
eseguita dall’operatore tramite apposite leve distribuite ai lati della macchina. Ogni leva
regola la posizione di una pinza.
Analizzando lo stato attuale dei macchinari per la premonta/monta
presenti sul mercato è apparso che la flessibilità di tali sistemi è molto
elevata e quindi permette la lavorazione di tipologie di scarpa molto
differenti, permettendo quindi di adattarsi alla tipologia di produzione dei
calzaturifici visitati, che è caratterizzata da alta variabilità di modelli e bassi
volumi di produzione.
Un aspetto critico che però è stato rilevati riguarda la relativa
onerosità in termini di tempo per la programmazione della macchina (circa
20 minuti per inserire i parametri necessari per la produzione di un nuovo
modello) e l’intervento su ogni singola calzatura da parte dell’operatore per
trovare la regolazione ottimale delle pinze che aggiustano la tensione della
pelle.
Allo scopo di ridurre i tempi di setup e rendere meno importante il
contributo dell’operatore nel processo si è quindi pensato alla possibilità di
152
Capitolo V – Soluzioni proposte
dotare la macchina di un sistema di visione che consentisse di semplificare il
posizionamento della tomaia sulla forma tramite l’azione delle pinze.
Tale aggiunta andrebbe quindi ad configurarsi come un accessorio da
applicare alle macchine già esistenti allo scopo di integrare il loro
funzionamento, e ciò consentirebbe quindi di ridurre i tempi e i costi di
sviluppo in quanto non sarebbe necessario stravolgere il sistema attuale di
produzione.
Il funzionamento di un tale sistema prevedrebbe le seguenti fasi:
1) Acquisizione tramite sistema di visione dei contorni e della
superficie di una tomaia montata da un operatore esperto.
Durante questa fase di setup il sistema provvederebbe ad
acquisire e memorizzare la sequenza di regolazioni eseguite
dall’operatore, allo scopo di valutare la variabilità delle operazione
eseguite e, se possibile, individuare degli schemi di movimenti
standard per semplificare le successive operazioni di setup
2) Una volta che il sistema ha acquisito la configurazione associata ad
un montaggio corretto (o più montaggi, allo scopo di valutare la
variabilità dell’operazione), l’utilizzo della macchina può essere
affidato ad un operatore meno esperto, in quanto è il sistema che
compie autonomamente il lavoro, agendo tramite il sistema di
visione come feedback sulle regolazioni pre-impostate per
ottenere un montaggio corretto della tomaia. In questo modo
infatti è il sistema di visione che consente di aggiustare le
regolazioni per adattarsi alla normale variabilità di caratteristiche
del pellame e degli altri componenti della scarpa, che, in quanto
prodotti naturali e spesso lavorati a mano, non consentono di
garantire delle caratteristiche perfettamente standard e
invariabili.
3) Compito dell’operatore rimane quello di caricare la forma e la
153
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
relativa tomaia sulla macchina, in modo da consentire la corretta
presa della pelle da parte delle pinze. E’ poi il sistema che si
occuperà in automatico di garantire la precisione del montaggio.
4) Per il passaggio ad un nuovo modello è sempre l’operatore più
esperto che si occupa di effettuare la prima regolazione del
sistema, fatta la quale però egli potrà essere assegnato ad un'altra
mansione, affidando l’utilizzo della macchina ad un operatore
meno qualificato.
Per la realizzazione di un sistema di questo tipo si dovranno però
risolvere alcuni problemi:
- Necessità di sviluppare un sistema di visione e di illuminazione che
garantisca risultati sempre ottimali anche al variare delle proprietà
riflettenti delle varie tipologie di pellame impiegate per la confezione
delle calzature
- Sviluppo di un sistema di elaborazione immagini che permetta di
valutare, oltre alla posizione della tomaia, anche lo stato della sua
superficie ai fini di individuare eventuali pieghe non desiderate
- Elevata adattabilità del sistema per adeguarsi alle variazioni delle
proprietà fisiche del pellame, anche per il montaggio di uno stesso
modello di scarpa (le caratteristiche del pellame possono variare
molto a causa delle lavorazioni precedenti, delle condizioni di umidità
e di temperatura,…)
Riguardo alle possibilità di realizzare un sistema così descritto, ci
sono già state delle iniziative in tal senso, durante la metà degli anno ’90, da
parte della ditta Molina & Bianchi in collaborazione con il Politecnico di
Milano.
Da questa collaborazione è nato un prototipo di sistema
premonta/monta automatico assistito da sistema di visione realizzato tramite
154
Capitolo V – Soluzioni proposte
3 videocamere, che è stato presentato anche in alcune fiere dedicate al
settore e riscontrando un certo interesse.
Allo stato attuale però lo sviluppo di tale prototipo non è più
proseguito a causa degli elevati costi e della minore produttività rispetto al
sistema tradizionale.
5.2.3 Cardatura
L’operazione di cardatura viene fatta allo scopo di spianare la parte
inferiore della calzatura e rimuovere la parte superficiale del pellame (detto
“fiore” della pelle) allo scopo di favorire le successive operazioni di
incollaggio della suola.
Tramite l’operazione di spianamento infatti si rimuovono le pieghe
della tomaia create dalle lavorazioni precedenti che altrimenti creerebbero
dei fastidiosi inspessimenti irregolare sul fondo della calzatura.
La rimozione dello strato superficiale della pelle (soprattutto in
corrispondenza dei fianchi della scarpa) ha lo scopo di migliorare la presa
del collante utilizzato per il fissaggio della suola.
Questa lavorazione può essere fatta in modo manuale o tramite
l’utilizzo di macchinari appositi.
Nel primo caso le operazioni che vengono eseguite sono:
1) Tracciatura del bordo della suola sulla tomaia: un operatore,
tramite una matita bianca, dopo aver appoggiato con precisione la
suola sulla tomaia, traccia una linea continua che delimita il bordo
della suola. Questa linea sarà poi presa come riferimento
dall’operatore che esegue la cardatura vera e propria.
2) Dopo aver tracciato la linea di riferimento, la suola viene tolta
dalla scarpa, ed entrambe vengono posizionate sulla manovia. La
corrispondenza suola-scarpa viene mantenuta lungo tutte le fasi
successive allo scopo di evitare imperfezioni dovute alla
155
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
variabilità che possono essere presenti tra un prodotto e un altro,
anche se entrambi sono uno stesso modello.
3) Cardatura della tomaia: l’operatore addetto alla cardatura, tramite
l’ausilio di mole rotanti, esegue l’operazione di spianatura e
rimozione del “fiore” della pelle. Come riferimento limite, oltre il
quale non deve essere toccata la tomaia, viene preso il segno
tracciato dall’operatore nella prima fase.
Figura 5.20 – Tracciatura del bordo della sula sulla tomaia tramite una matita di colore
bianco.
156
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.21 – Cardatura eseguita in modo manuale.
Nel caso in cui la cardatura sia eseguita tramite una macchina
automatica non è necessario tracciare il contorno della suola, in quanto la
macchina esegue la spianatura e la rimozione del “fiore” della pelle in modo
automatico in base ad un programma che deve essere comunque impostato
sulla macchina.
La programmazione di un operazione di cardatura con un sistema
automatico richiede circa 20-25 minuti, tempo che a volte può essere
eccessivo dato il ridotto volume di produzione per modello.
Per questo motivo la cardatura automatica è sfruttata solo per
calzature dalla geometria semplice (come le scarpe da uomo) o nel caso in
cui la precisione richiesta non sia molto elevata; in tutti gli altri casi si
preferisce la lavorazione manuale.
Al fine di ridurre i tempi di setup delle macchine e quindi ampliare la
convenienza di utilizzo dei sistemi automatici si è pensato ad un sistema che
permetta di acquisire il contorno della suola, che definisce l’area all’interno
157
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
della quale effettuare la lavorazione di cardatura, in modo semplice e veloce.
Ciò consentirebbe infatti di personalizzare la programmazione della
lavorazione per ogni coppia scarpa – suola, aumentando la precisione
dell’operazione e quindi rendendo conveniente la cardatura automatica
anche per i modelli di calzatura che richiedono tolleranze di lavorazione più
strette.
A tal fine si è pensato di impiegare un braccio senso rizzato da
utilizzare in modo analogo a quanto fa attualmente l’operatore che si occupa
di tracciare il contorno della suola sulla tomaia, con la differenza che in
questo modo viene definito un percorso virtuale, che sarà utilizzato dal
sistema automatico per definire i limiti della lavorazione.
Una soluzione di questo tipo è stata ad esempio sviluppata
dall’azienda Robot System s.r.l.; il sistema prevede l’utilizzo di un braccio
sensorizzato tipo Microscribe prodotto da Immersion (www.immersion.com,
vedi figura 5.22) per l’acquisizione del contorno della lavorazione, questa
acquisizione viene fatta fissando la forma con un sistema di aggancio
apposito che consente di mantenere i riferimenti tra contorno e forma
quando questa viene spostata dalla stazione di acquisizione alla stazione di
lavoro.
L’operazione di digitalizzazione del contorno viene fatta per la taglia
più piccola e per quella più grande per uno stesso modello di calzatura, lo
sviluppo in serie per gli altri numeri viene poi fatto autonomamente dal
software.
In figura 5.23 è invece visibile un sistema simile sviluppato da Actis,
sempre facendo sempre uso del braccio sensorizzato Microscribe di
Immersion.
In questo caso il contorno viene definito per punti, presi circa ogni 1
cm e a coppie, infatti mentre uno definisce il limite della lavorazione l’altro
è utilizzato per definire l’angolo con cui deve lavorare l’utensile della
cardatrice, informazione necessario per ottenere la maggior precisione
possibile per la lavorazione.
158
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.22 – Esempio di braccio tastatore 3D Microscribe di Immersion. Le possibilità di
movimento sono garantite da una struttura a 5 assi, la precisione di lavoro può arrivare a
0.05 mm con una ripetibilità di 0.13 mm e una velocità di campionamento di 1000 punti al
secondo. L’area di lavoro disponibile è una sfera di circa 1.5 m di diametro.
Figura 5.23 – Sistema di programmazione della cardatura di Actis.
159
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
L’operazione di acquisizione può essere portata a termine da un
operatore esperto in un tempo minimo di circa 2 minuti e quindi tale
operazione viene fatta solo per un esemplare per ogni modello e taglia di
scarpa.
Poiché l’acquisizione non è fatta per ogni singola calzatura le
lavorazioni precedenti devono essere eseguite in modo da ridurre la
variabilità del risultato al momento della cardatura (inoltre deve essere
garantita la perfetta aderenza tra tomaia e forma in quanto la presenza di un
certo lasco produrrebbe degli spostamenti imprevisti della pelle a contatto
con l’attrezzatura per la cardatura, causando un allontanamento del bordo
della lavorazione dal limite imposto)
Per ridurre il tempo richiesto per la digitalizzazione e quindi poterla
eseguire per ogni singola calzatura è possibile pensare di sfruttare il disegno
CAD della scarpa da cui ricavare gli angoli da rispettare durante la
lavorazione, evitando quindi di dover acquisire anche questa informazione
dalla calzatura.
L’informazione sull’angolo può infatti essere considerata come
costante per tutte le calzature, a parità di modello e di taglia, in quanto è un
fattore meno critico rispetto al bordo limite della lavorazione, che invece
viene digitalizzato per ogni singola scarpa (rimane comunque la possibilità
di limitare l’operazione di acquisizione a solo un esemplare per quei modelli
che richiedono tolleranze di lavorazione meno strette).
In alternativa al modello CAD per la definizione della geometria della
scarpa da cui ricavare gli angoli della lavorazione si può pensare di utilizzare
uno scanner 3D fissato al braccio impiegato per la digitalizzazione.
Non sarebbe inoltre necessario eseguire questa operazione per ogni
scarpa, in quanto sarebbe sufficiente effettuarla solo su un campione al fine
di realizzare il modello virtuale da prendere come riferimento per tutte le
altre calzature.
In figura 5.24 è possibile vedere il tastatore Microscribe di Immersion
su cui è montata la testa laser Microscan.
160
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.24 – Braccio tastatore Microscribe di Immersion a 6 gradi di libertà provvisto di
sistema di acquisizione laser Microscan per la digitalizzazione senza contatto degli
oggetti. Il sistema può acquisire fino a 28000 punti al secondo con una densità di 0.1 mm.
Complessivamente quindi la serie di operazioni che dovrebbero
essere compite in un stazione di lavoro automatica dotata di braccio senso
rizzato sono:
1) Posizionamento della forma, su cui è stata già fissata la tomaia,
sulla cardatrice automatica
2) Acquisizione del contorno della suola tramite il braccio
sensorizzato
3) Avvio dell’operazione di cardatura automatica. Se la macchina è
prevista di 2 stazioni per il carico/scarico della scarpa è possibile
pensare di eseguire, contemporaneamente alla lavorazione, la
digitalizzazione del contorno suola per un'altra calzatura, in modo
da compiere tale fase in tempo mascherato
161
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Compressivamente quindi la cardatura può essere affidata ad una
singolo operatore, mentre allo stato attuale tale operazione ne impiega due.
Avendo inoltre digitalizzato in modo preciso l’area interessata è anche
possibile pensare di eseguire in modo automatico anche l’incollaggio
(operazione già possibile con alcuni modelli di cardatrice/incollatrice
automatica già in commercio), consentendo quindi di eliminare anche
qualcuna delle fasi successive.
Tramite il braccio sensorizzato è inoltre possibile acquisire contorni
che non sono definiti da un'unica linea chiusa, come ad esempio nel caso
della lavorazione dei sandali; inoltre possono essere studiati dei metodi che
consentano di specificare, o tramite un input dato dal braccio sensorizzato o
preventivamente sul modello CAD, delle aree sulle quali l’operazione di
cardatura deve essere più profonda e le aree dove invece deve essere
eseguita solo superficialmente.
Per quanto riguarda le macchine automatiche per la cardatura si
possono distingue due categorie, quelle realizzate appositamente per tale
operazione e quelle che sfruttano una particolare attrezzatura montata su un
braccio robotico.
Cardatrici automatiche
Sono provviste di teste robotizzate (in genere a 5 assi di movimento)
su cui è fissato l’elettromandrino che mette in rotazione la fresa per la
cardatura.
Sono in genere provviste di due stazioni di lavoro in modo che mentre
una esegue la lavorazione su una scarpa, sull’altra è possibile effettuare
l’operazione di scaricamento del prodotto lavorato e caricamento del
prodotto da lavorare.
162
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.25 – Sistema per la cardatura automatizzata.
Bracci robotizzati per la cardatura
L’operazione di cardatura è fatta tramite delle attrezzature montate
sulla flangia tool di robot industriali.
Esistono vari esempi di sistemi che adottano questa soluzione; in
figura 5.26 si può vedere il robot per la cardatura automatica realizzato
presso l’impianto pilota nel Laboratorio di Vigevano dell’ITIA-CNR.
Lo stesso robot può essere usato anche per l’operazione di incollaggio
in quanto è sufficiente cambiare l’attrezzatura montata.
La Robot System propone invece dei sistemi automatici che sono già
correntemente impiegati in alcune installazioni industriali per la produzione
di calzature con suola in gomma.
Nelle figure 5.27, 5.28, 5.29 e 5.30 si può vedere un esempio di
lavorazione realizzata tramite questi robot, in particolare si possono
individuare le seguenti fasi:
163
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
- Esecuzione della lavorazione di cardatura in corrispondenza del
bordo sella suola tramite una fresa di piccole dimensioni allo scopo
di garantire una maggiore precisione
- Ripresa della lavorazione tramite una fresa di maggiori dimensioni
per velocizzare la lavorazione
- Spianatura della parte inferiore della scarpa allo scopo di eliminare
le pieghe formate durante la fase di monta/premonta tramite la
stessa fresa di grosse dimensioni usata per la lavorazione precedente
- Deposizione del collante sul fondo e sui bordi della tomaia in
corrispondenza delle zone su cui è stata eseguita la cardatura
Figura 5.26 – Braccio robotico con attrezzatura per la cardatura automatizzata realizzato
presso il centro ricerche ITIA-CNR.
164
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.27 – Cardatura del fianco scarpa realizzata con fresa di piccole dimensioni.
Figura 5.28 – Ripresa della cardatura del fianco scarpa con fresa di grandi dimensioni.
165
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 5.29 – Spianatura del fondo scarpa.
Figura 5.30 – Spalmatura del collante.
166
Capitolo V – Soluzioni proposte
Un’ulteriore tipologia di sistemi per la cardatura automatica è
rappresentata dalle macchine che non utilizzano delle frese per rimuovere
la pelle in eccesso, ma fanno invece ricorso ad un raggio laser ad elevata
potenza.
Un esempio di tale sistema è quello proposto da Brustia & C S.p.A.
che propone la cardatrice laser RL500, presentata in figura 5.31.
La macchina è dotata di due stazioni di lavoro, in modo da poter
effettuare le operazioni di carico/scarico mentre l’altra stazione è occupata
con una lavorazione.
La programmazione dell’area sulla quale il laser deve compiere la
cardatura è fatta tramite un puntatore laser comandato da un mouse che
l’operatore posiziona nei punti che definiscono il limite esterno della
cardatura (vedi figura 5.32).
L’ampiezza dell’area che è interessata dall’azione del laser viene
invece definita successivamente dopo aver acquisito tutto il contorno della
suola.
Una volta impostata l’area che deve essere lavorata può essere avviata
la macchina, che provvederà a muovere il laser ad alta potenza per coprire
tutta l’area reimpostata, in figura 5.33 è possibile vedere un momento di
questa operazione.
Al termine della lavorazione la scarpa può essere tolta dalla macchina
e tramite una spazzola rotante si può togliere la patina di bruciatura lasciata
sulla pelle dall’azione del laser, il risultato finale è mostrato nella figura 5.34.
167
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Figura 5.31 – Cardatrice automatica RL500 di Brustia & C S.p.A. a fascio laser.
Figura 5.32 – Definizione dell’area da cardare.
168
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.33 – Fase dell’operazione di cardatura con raggio laser.
Figura 5.34 – Risultato finale dell’operazione di cardatura tramite raggio laser.
169
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
5.2.4 Forno
Generalmente lungo la linea di produzione della scarpa, si incontrano
diverse stazioni di lavoro precedute da un forno, generalmente impiegato
per rilassare la pelle e riattivare il collante nelle scarpe.
Un operatore si occupa del carico e scarico delle scarpe all’interno
del forno.
Una possibile soluzione per ridurre il tempo di carico e scarico e
quindi l’impiego dell’operatore, è automatizzare tale fase: si potrebbe
pensare all’impiego di un robot antropomorfo (vedi figura 5.35) dotato di
guida mobile per lo spostamento all’interno della manovia, il quale si
occuperebbe delle operazioni di carico/scarico, oltre a poter essere
impiegato anche in altre operazioni.
Figura 5.35 – Forno Elettrotecnica B.C. e Robot antropomorfo Adept Viper
170
Capitolo V – Soluzioni proposte
5.2.5 Lucidatura
La fase della lucidatura, attualmente viene eseguita a fine linea di
produzione durante o prima quella di finissaggio.
Questa operazione attualmente non richiede un elevato grado di
esperienza per la maggior parte delle calzature prodotte e prevede l’impiego
di semplici spazzole con diverse caratteristiche a seconda del pellame.
Come possibile soluzione, si potrebbe pensare di sviluppare una cella
robotizzata dove questa operazione venga svolta da un robot antropomorfo,
(eventualmente il medesimo impiegato per il carico e scarico del forno) in
quanto sarebbe sufficiente utilizzare i file CAD della scarpa per fornire al
robot il profilo da seguire durante l’operazione.
L’impiego di un robot, prevede lo studio di un possibile sistema di
presa della scarpa, in quanto la fase di lucidatura, essendo appunto a fine
processo, è priva di forma: questo rappresenterebbe il maggior ostacolo
progettuale.
Un esempio di realizzazione lo si può trovare nella linea
automatizzata della mini fabbrica realizzata presso il CNR di Vigevano.
Figura 5.36 – Spazzolatrice automatica – Esempio realizzato CNR Vigevano
171
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
5.2.6 Packaging
Figura 5.37 – Robot per il packaging
L’operazione di packaging avviene nella parte finale della linea di
produzione. Generalmente questa operazione può venire eseguita anche da
personale non esperto in quanto l’operazione consiste nel riporre all`
interno della scatola il paio di scarpe e gli accessori a corredo, quali un
sacchetto e i certificati di originalità del prodotto.
Risulta essere però un operazione delicata in quanto ogni cliente
dichiara le proprie specifiche per l’inscatolamento: numero fogli di carta da
utilizzare, posizione delle scarpe, posizione del sacchetto e dei certificati di
originalità all’ interno della confezione, etc.
Questa fase potrebbe essere automatizzata tramite un manipolatore
antropomorfo con un eventuale sistema di visione.
Per effettuare comunque una automatizzazione occorrerebbe
standardizzare alcune operazioni per l’incartamento, progettare un utensile
appropriato per ogni tipo di scarpa (sandali, decolté, stivali, etc.) per riuscire
ad afferrare le scarpe senza rovinarne il pellame.
Un possibile intervento che è invece possibile proporre per sgravare
l’operatore di alcune operazioni sarebbe quello di affiancare un dispositivo
che consenta di “appallottolare” (secondo alcune geometrie reimpostate) i
fogli di carta che poi dovranno essere posti nelle scatole.
172
Capitolo V – Soluzioni proposte
5.3 GESTIONE QUALITA’
Il controllo della qualità del prodotto rappresenta una parte
fondamentale nella produzione della scarpa d’alta moda.
Ogni singola fase generalmente viene controllata dagli operatori
durante la fase di lavorazione, ma è risaputo che il controllo viene eseguito
solo saltuariamente, sia per un fattore di stanchezza da parte dell’operatore,
sia per un fattore d’inesperienza dovuta al personale poco qualificato, sia per
i tempi d’esecuzione del prodotto che devono essere rapidi e conclusi in
tempi ben determinati.
Il controllo del prodotto viene eseguito non solo in linea, ma anche
fuori linea, direttamente nel magazzino prodotti finiti, con controlli a
campione sui lotti.
Un controllo che viene tralasciato per lo più delle volte, è il controllo
dei semilavorati provenienti da aziende fornitrici, con la conseguente
possibilità di ritrovare pezzi difettati in manovia, che comportano una
ripresa del prodotto.
5.3.1 Difetti sui componenti
Un sistema utile per aumentare la qualità del prodotto finale e
aumentare la certezza nell’utilizzare prodotti che rispecchiano le dimensioni
del prototipo iniziale al 100%, ne verrebbe dall’impiego di scanner 3D e di
sistemi di visione all’interno del processo produttivo, sia per la
componentistica in ingresso al processo, sia per il controllo durante le fasi di
assemblaggio nella manovia.
Attualmente il controllo qualità dei semilavorati avviene durante la
fase di montaggio della scarpa, dove ogni singolo operatore controlla durate
la fase di lavorazione, che i vari componenti corrispondano come dimensioni
ed estetica al prototipo iniziale.
Attualmente, sistemi di controllo dei componenti sono presenti in
molteplici campi industriali, dall’automotive all’industria dell’occhiale fino
173
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
al campo medico.
Un esempio di controllo del materiale in ingresso tramite sistema di
visione è il prototipo per l’industria dell’occhiale che è stato progettato
presso il laboratorio di robotica del DIMEG, Università di Padova.
Tale sistema consiste nella cella robotizzata schematizzata in
figura.5.38.
Un nastro trasportatore con le componentistiche dell’occhiale
(stanghette, viti, naselli, etc.) scorre sotto una telecamera che svolge la
funzione di riconoscimento degli oggetti.
Il manipolatore preleva il pezzo e lo deposita sopra un piano di
misura in cui vengono rilevate le dimensioni e le caratteristiche dell’oggetto,
in seguito il sistema provvede a valutare se il componente è conforme alle
specifiche e automaticamente scarta il materiale difettato.
Questa operazione originariamente veniva effettuata da uno o più
operatori con un controllo randomizzato dei pezzi, con tutti gli svantaggi di
un controllo effettuato da una persona (stanchezza visiva, inesperienza, ecc).
Tramite la cella robotizzata invece l’ispezione può venire effettuata
fuori linea oppure in linea e su tutto il lotto dei pezzi, al fine di avere una
certezza del 100% dei semilavorati immessi nella linea di assemblaggio.
Uno scanner 3D può essere utilizzato per il controllo dimensionale,
oppure per il reverse engineering nel caso si intenda replicare dei
componenti già esistenti.
174
Capitolo V – Soluzioni proposte
Figura 5.38 – Cella robotizzata per il settore dell’occhiale realizzata con finanziamenti
della regione veneto
Università di Padova - DIMEG Robotics
Via Venezia 1
35131 Padova - Italia
www.mechatronics.it
175
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Esistono diversi casi in cui vengono utilizzati gli scanner 3D, ad
esempio nel campo odontoiatrico per la creazione delle protesi dentarie.
L’azienda danese 3Shape A/S produce uno scanner trasportabile di
piccole dimensioni che riesce ad acquisire velocemente circa 150.000 punti
in 25 secondi con un precisione di 0.1mm; il software in dotazione permette
inoltre di interfacciarsi con la maggior parte dei programmi di CAD.
Figura 5.39 – Dental 3D Scanner D-640™
LaA/S
stessa
3 Shape
azienda produce una soluzione specifica per il settore
Holmens kanal 7,4
1060 Copenhagen K Denmark
[email protected]
www.3shape.com
La stessa azienda produce anche una soluzione specifica per il settore
calzaturiero predisposta alla misurazione dimensionale della scarpa: 3D Last
System™ .
Questo sistema permette il controllo del volume della scarpa, la
lunghezza del fondo e permette di verificare se le tolleranze del prodotto
realizzato corrispondono a quelle del disegno CAD.
Figura 5.40 – 3D Last System™
176
Capitolo V – Soluzioni proposte
5.3.2 Prodotto finito
Figura 5.41 – Cabina raggi RX AB 160
Brustia & C. s.p.a.
Via G. Uberti 11,
Vigevano(Pv) - Italia
[email protected]
www.brustia.it
Il controllo di qualità può essere fatto anche tramite particolari
macchine che consentono di evidenziare eventuali anomalie di
fabbricazione quali ad esempio la fuoriuscita di chiodi: una sistema di
questo tipo attualmente in commercio è la cabina AB160 a raggi Rx fornita
dalla Brustia & C. S.p.a.
Questa macchina permette di ispezionare prodotti con forme e
dimensioni differenti (ad esempio:. tomaie, suole, tacchi, sottopiedi,
scarpe/stivali anche già inscatolati, borse etc. etc.) fatte transitare all'interno
del sistema per mezzo di un nastro trasportatore che può essere integrato su
una linea esistente di produzione.
177
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
Le applicazioni tipiche sono l’identificazione delle anomalie nel
prodotto, ad esempio la presenza di frammenti di aghi rotti durante le
cuciture, chiodi o graffette di fissaggio nel sottopiede, semenze/chiodi non
ribattuti durante il montaggio, etc.
Altro impiego tipico è la verifica del prodotto alle conformità agli
standard di produzione, ad esempio l’assenza o la quantità di semenze per il
montaggio boetta/fianchi, alla quantità e lunghezza dei chiodi/viti per il
fissaggio tacchi, il posizionamento e le dimensioni della lamina nel
sottopiede, etc.
Allo stato attuale, il controllo viene affidato all’operatore nella fase
finale di finissaggio della scarpa, controllo non sempre possibile e non
sempre affidabile, visto la dipendenza dalla sensibilità di ogni singolo
operatore e il fatto che alcuni dei difetti sono interni alla scarpa e quindi non
direttamente visibili.
Quindi l’impiego di un macchinario con software automatico di
riconoscimento velocizzerebbe questa operazione e renderebbe più certe le
verifiche.
Figura 5.42 – Esempi di immagini visualizzate dalla cabina raggi RX AB 160
178
Capitolo VI
CONCLUSIONI
Il progetto, come è stato sviluppato, ha consentito di realizzare una
panoramica complessiva sullo stato dell’arte del settore calzaturiero del
Metadistretto Calzaturiero Veneto, con un’analisi critica dei sistemi logistici
e dei sistemi attualmente impiegati per la produzione.
Dall’analisi dettagliata del processo produttivo, sono state evidenziate
le varie fasi del processo e analizzate in ogni singola parte, valutando il
livello di automazione presente nelle aziende coinvolte e il livello di
automazione offerto dalle aziende produttrici di macchinari per calzaturifici.
E’ stato riscontrato che per poter sfruttare nel migliore dei modi le
possibilità di automazione e quindi godere pienamente di tutti i vantaggi
derivanti, sarebbe necessaria una riorganizzazione di tutta la filiera
produttiva, allo scopo di standardizzare il più possibile quei componenti che
non forniscono un valore aggiunto caratterizzante per il prodotto.
L’utilizzo di parti standard permetterebbe infatti di semplificare le
operazioni di setup delle macchine e di automatizzare alcune fasi delle
lavorazioni che altrimenti risulterebbero essere troppo rigide se si cercasse
di replicare i metodi di produzione attuali.
Ulteriori vantaggi deriverebbero da un coinvolgimento di tutta la
filiera produttiva, con l’introduzione della tracciabilità completa della
calzatura, partendo dalle fasi di lavorazione dei componenti, per passare
successivamente a seguirne il percorso lungo la linea produttiva, fino ad
arrivare alla spedizione al cliente del prodotto finito.
Si potrebbe ottenere ciò assegnando un codice a tutti i vari
componenti, da collegare poi ad un identificativo inserito nella forma (ad
esempio tramite tecnologia RFID) sulla quale sarà poi montata la calzatura.
Sfruttando questa tracciabilità sarebbe possibile ottimizzare
l’organizzazione del magazzino dei componenti di montaggio delle calzature
con lo scopo di razionalizzare la fase di preparazione delle cassette, che
179
Trasferimento tecnologico per l’automazione del settore calzaturiero
contengono i vari componenti delle calzature.
La tracciabilità è solamente il primo passo che va affrontato per
analizzare con metodo scientifico il flusso dei prodotti all’interno della linea
di produzione allo scopo di ottenere dei dati statistici, indispensabili per
riconoscere e quantificare problemi ed inefficienze non facilmente
individuabili se non si considerano i flussi in maniera aggregata.
Figura 6.1 - Esempio di RFID.
La predisposizione di un sistema di qualità su tutta la filiera abbinato
alla tracciabilità del prodotto permetterebbe di avere in ingresso ai
calzaturifici dei prodotti certificati, allo scopo di avere dei semilavorati
esenti da difetti, cosi da introdurli direttamente nella linea di produzione
senza il pericolo che il difetto venga riscontrato durante il montaggio,
causando perdite produttive.
Questo sistema comporterebbe una rigidità nella fornitura
mantenendo al contempo flessibilità nella realizzazione del prodotto finale.
La riorganizzazione della produzione dovrebbe interessare anche le
aziende committenti, ad esempio una ridefinizione del sistema di
inscatolamento del prodotto finito implicherebbe la possibilità di riutilizzare
l’imballaggio delle calzature e nel contempo permetterebbe di ridurre la
180
Capitolo VI - Conclusioni
complessità della confezione consegnata al cliente finale, con vantaggi in
termini di: costi, impatto ambientale e trasporto.
Tutte le soluzioni presentate nel progetto, possono essere prese come
spunto per cercare di far fronte alla crisi economica nel settore dovuta alla
crescita dei mercati emergenti del sud-est asiatico ed alla sempre più scarsa
offerta di manodopera specializzata.
Dalle interviste è emerso che l’introduzione di eventuali innovazioni
nella produzione e nella logistica, sono prese con un certo scetticismo,
questo dovuto probabilmente alla realtà quasi artigianale della produzione
di scarpe.
Da questo progetto di ricerca si possono trarre due strategie di
sviluppo futuro per il settore calzaturiero: la prima consiste nel trovare delle
soluzioni automatizzate per migliorarne il sistema di produzione esistente,
delle innovazioni che quindi si prestino ad asservire le operazioni manuali;
la seconda possibilità consiste nel riorganizzare tutta la filiera produttiva e il
ciclo stesso, creando stazioni di lavoro completamente automatizzate in cui
l’uomo ha la funzione di supervisore e non è direttamente responsabile della
realizzazione del prodotto.
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