способ изготовления обуви с двухслойной подошвой и устройство для его реализации

Формула изобретения

1. Способ изготовления обуви с двойной подошвой и использованием поворотного стола с пресс-формами, заключающийся в том, что заливочную смесь для первого слоя подошвы подают в первый инжектор, разогревают до вязкотекучего состояния и под давлением дозированной порцией подают в нагретую до заранее выбранной температуры в первую пресс-форму с ложной колодкой, а после завершения инжекции ее перемещают на следующую позицию и циклически повторяют процесс заливки во все пресс-формы поворотного стола, затем освобождают пресс-форму от ложной колодки, производят инжекцию второго слоя заливочной смеси и погружают в нее колодку с верхней частью обуви, закрывают пресс-форму и перемещают циклически до позиции разгрузки, отличающийся тем, что определяют для каждой заливочной смеси время вулканизации, вычисляют для всех возможных сочетаний пар заливочной смеси первого и второго слоя суммарное время вулканизации, приравнивают его к времени рабочего цикла поворотного стола, исходя из соотношения Тцраб=Т1вул +Т2вул, где Т1вул - время вулканизации первого заливочного слоя, Т2вул - время вулканизации второго заливочного слоя, определяют время наиболее длительной сопутствующей технологической операции Ттех и время перехода станка с одной позиции на другую Тпер и вычисляют для всех возможных сочетаний пар заливочной смеси первого и второго слоя требуемое время смены позиций по формуле Тпоз = Тц.раб/N, где N - количество позиций вулканизации карусельного станка, вычисляют соответствующее время "останова" по формуле Тост = Тпоз-Тпер, сравнивают его с временем наиболее длительной технологической операции Ттех и для смесей, у которых выполняется соотношение Тост меньше Ттех, рабочее время "останова" устанавливают из соотношения Траб.ост = Ттех, а для смесей, у которых выполняется соотношение Тост больше или равно Ттех, устанавливают из соотношения Траб.ост = Тпоз = Тц.раб/N, а затем определяют временной интервал между инжекцией первого и второго слоя заливочной смеси как Тинж Т1вул =(0,9-0,95)К1max, где К1max - максимальное значение коэффициента вязкости первого заливочного слоя, и номер конкретной позиции установки второго инжектора S=Тинж/Тпоз=Тинж/(Траб.ост+Тпер), при этом по команде оператора соответствующие данные из базы данных блока памяти подают на вход блока управления.

2. Устройство для изготовления обуви с двойной подошвой, содержащее последовательно соединенные поворотный стол с установленными на нем пресс-формами и шаговый двигатель, первый и второй инжекторы, сопряженные с пресс-формами, блок управления шаговым двигателем и инжекторами, блок ввода-вывода информации, отличающееся тем, что для реализации способа по п.1 в него дополнительно введены три вычислителя: первый вычислитель определяет интервал времени процесса вулканизации, второй вычислитель определяет рекомендуемую скорость работы карусельного станка, третий вычислитель определяет номер позиции установки второго инжектора, блок памяти, блок сортировки информации, блок сравнения, при этом первый, второй и третий выходы блока ввода-вывода информации соответственно соединены с первым входом блока памяти, вторым входом блока сортировки и вторым входом второго вычислителя, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход последнего соединен с четвертым выходом блока ввода-вывода информации, причем первый, второй, третий и четвертый выходы блока памяти соответственно соединены с первым входом первого вычислителя, первым входом блока сортировки, первым входом второго вычислителя и входом блока управления, а первый и второй выходы первого вычислителя подключены соответственно ко второму и третьему входам блока памяти, причем четвертый и пятый входы последнего подключены к выходам блока сортировки и блока сравнения, а выход последнего одновременно подключен к входу третьего вычислителя, выход которого соединен с шестым входом блока памяти, при этом первый выход блока управления через шаговый двигатель подключен к поворотному столу, а второй и третий выходы блока управления соединены с управляющими входами первого и второго инжекторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области легкой промышленности и может быть использовано при производстве обуви с двухслойной подошвой.

Известен способ и устройство для изготовления обуви с подошвами из вулканизированного каучука и промежуточной подошвы из термопластического материала с использованием установки с поворотным столом, заключающиеся в том, что вулканизируемый каучук впрыскивают в первую форму под пресс с высоким давлением и сохраняют ее закрытой в течение всего периода вулканизации, по завершении которого первую пресс-форму направляют во вспомогательную карусель, во вспомогательной карусели открывают первую форму, извлекают подошву, выполняют процедуру аппертажа и подготавливают для последующего склеивания, вставляют подошву во вторую пресс-форму, в которую предварительно вставлен верх обуви, впрыскивают термопластический материал (или двухкомпонентный материал) во вторую пресс-форму, сохраняют закрытой вторую пресс-форму на время охлаждения термопластического материала или на время реакции двухкомпонентного материала (Европейский патент № 0270047 В1, МКИ B 29 D 31/00 от 29.01.92).

Однако известные способ и устройство обладают недостатком, который заключается в том, что процесс производства прерывается, так как состоит из двух разнесенных во времени технологических циклов, выполняемых на основной и вспомогательной каруселях.

Наиболее близким техническим решением - прототипом является способ изготовления обуви с двухслойной подошвой и использованием поворотного стола с установленными на нем пресс-формами, заключающийся в том, что заливочную смесь для первого слоя подошвы подают в первый инжектор, разогревают до вязкотекучего состояния и под давлением дозированной порцией подают в нагретую до заранее выбранной температуры первую пресс-форму с установленной в ней заранее ложной колодкой, а после завершения инжекции первую пресс-форму перемещают на следующую позицию и циклически повторяют процесс заливки во все пресс-формы поворотного стола, затем через заранее заданное количество тактов освобождают пресс-форму от ложной колодки, производят инжекцию второго слоя заливочной смеси и погружают в нее колодку с верхней частью обуви, закрывают пресс-форму и перемещают циклически до позиции разгрузки (В.С.Альтзицер, В.Н.Красовский, В.Д.Меерсон. Производство обуви из полимерных материалов. Ленинград, “Химия”, 1987, стр. 92-99).

Известно также устройство (прототип) для изготовления обуви с двухслойными подошвами, содержащее соединенные последовательно поворотный стол с установленными на нем пресс-формами и шаговый двигатель, блок управления шаговым двигателем и два инжектора, сопряженных с пресс-формами, блок ввода-вывода информации разгрузки (В.С.Альтзицер, В.Н.Красовский, В.Д.Меерсон. Производство обуви из полимерных материалов. Ленинград, “Химия”, 1987, стр. 93).

Однако известные способ и устройство обладают недостатком, который заключается в том, что устройство неадаптивно к изменению состава заливочной смеси, что существенно снижает производительность оборудования и качество изготавливаемого изделия, т.к. изменения в подборе используемой пары чаще всего требуют либо переналадки станка, либо изменения длительности такта.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности оборудования и качества изготовления обуви с двухслойной подошвой.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления обуви с двойной подошвой и использованием поворотного стола с пресс-формами, заключающемся в том, что заливочную смесь для первого слоя подошвы подают в первый инжектор, разогревают до вязкотекучего состояния и под давлением дозированной порцией подают в нагретую до заранее выбранной температуры в первую пресс-форму с ложной колодкой, а после завершения инжекции ее перемещают на следующую позицию и циклически повторяют процесс заливки во все пресс-формы поворотного стола, затем освобождают пресс-форму от ложной колодки, производят инжекцию второго слоя заливочной смеси и погружают в нее колодку с верхней частью обуви, закрывают пресс-форму и перемещают циклически до позиции разгрузки, дополнительно определяют для каждой заливочной смеси время вулканизации, вычисляют для всех возможных сочетаний пар заливочной смеси первого и второго слоя суммарное время вулканизации, приравнивают его к времени рабочего цикла поворотного стола исходя из соотношения Tц. раб=Т1вул +Т2вул, где Т1вул - время вулканизации первого заливочного слоя, Т2вул - время вулканизации второго заливочного слоя, определяют время наиболее длительной сопутствующей технологической операции Tтех и время перехода станка с одной позиции на другую Tпер и вычисляют для всех возможных сочетаний пар заливочной смеси первого и второго слоя требуемое время смены позиций по формуле Tпоз=Tц.раб/N, где N - количество позиций вулканизации карусельного станка, вычисляют соответствующее время "останова" по формуле Тост=Tпоз-Tпер, сравнивают его с временем наиболее длительной технологической операции Tтех и для смесей, у которых выполняется соотношение Тост меньше Tтех, рабочее время "останова" устанавливают из соотношения Tраб.ост=Tтех, а для смесей, у которых выполняется соотношение Тост больше или равно Tтех, из соотношения Tраб.ост=Тпоз=Тц.раб/N, а затем определяют временной интервал между инжекцией первого и второго слоя заливочной смеси как ТинжТ1вул=(0,90-0,95)К1max, где К1max - максимальное значение коэффициента вязкости первого заливочного слоя и номер конкретной позиции установки второго инжектора S=Тинж/Тпоз=Тинж/(Траб.ост+Тпер).

А также технический результат достигается тем, что в устройство для изготовления обуви с двухслойной подошвой, содержащее последовательно соединенные поворотный стол с установленными на нем пресс-формами и шаговый двигатель, блок управления шаговым двигателем и инжекторами, первый и второй инжекторы, сопряженные с пресс-формами, блок ввода-вывода информации, в него дополнительно введены три вычислителя, блок памяти, блок сортировки, блок сравнения, причем первый, второй и третий выходы блока ввода-вывода информации соответственно соединены с 1-ым входом блока памяти, 2-ым входом блока сортировки и 2-ым входом второго вычислителя, выход которого подключен к 1-му входу блока сравнения, 2-ой вход которого соединен с 4-ым выходом блока ввода-вывода информации, при этом 1-ый, 2-ой, 3-ий и 4-ый выходы блока памяти соответственно соединены с 1-ым входом первого вычислителя, 1-ым входом блока сортировки, 1-ым входом второго вычислителя и входом блока управления, при этом 1-ый и 2-ой выходы 1-го вычислителя подключены соответственно к 2-му и 3-му входам блока памяти, 4-ый и 5-ый входы которого подключены к выходам блока сортировки и блока сравнения, выход которого одновременно подключен к входу третьего вычислителя, выход которого соединен с шестым входом блока памяти, при этом 1-ый выход блока управления через шаговый двигатель подключен к поворотному столу, а 2-ой и 3-ий выходы блока управления соединены с управляющими входами первого и второго инжекторов.

На фиг.1 представлен алгоритм предложенного способа изготовления обуви с двухслойной подошвой.

На фиг.2 представлен пример характеристик вязкость-время вулканизации для трех вариантов заливочных резиновых смесей различной плотности.

На фиг.3 приведена функциональная схема устройства для реализации предложенного способа, где: блок ввода/вывода информации 1, блок памяти 2, первый вычислитель 3, блок сортировки 4, второй вычислитель 5, блок сравнения 6, третий вычислитель 7, блок управления 8, шаговый двигатель 9, поворотный стол 10 с пресс-формами 10.1-10.N, первый инжектор 11, второй инжектор 12.

Сущность предлагаемого способа (фиг.1) заключается в том, что на первом этапе проводится исследование физико-химических свойств предполагаемых к использованию, например, резиновых заливочных смесей, в частности снимается семейство характеристик вязкость-время вулканизации при различных температурах разогревания, например, представленных на фиг.2, которые затем используются в качестве исходных данных.

По каждой из этих характеристик определяют (с заранее установленной точностью) характерные точки, которые соответствуют минимальным допустимым значениям коэффициента вязкости, при котором эти значения практически постоянны и соответствующие этим значениям временные интервалы Т_{i min} при данной температуре, а затем для каждой характеристики находят значение коэффициента вязкости, равное К_вул=(0,9-0,95)k_max, при котором практически завершается процесс вулканизации и отмечают значение временного интервала, соответствующего собственно процессу вулканизации, Твул.

Таким образом создают библиотеку характеристик имеющихся заливочных, например, резиновых смесей различных плотностей.

Известно (B.C.Альтзицер, В.Н.Красовский, В.Д.Меерсон. Производство обуви из полимерных материалов. Ленинград, “Химия”, 1987, стр. 94), что для карусельных станков цикл работы состоит из двух этапов - времени “останова” (Т_ост) и времени перехода с одной позиции на другую (Т_пер), т.е. Т_поз =Т_ост+Т_пер, причем Т_ост зависит от внешних факторов, связанных с особенностями обработки изделия на отдельных позициях, а T_пер определяется возможностями конструкции станка и обычно значительно меньше времени “останова”. Поэтому для используемого карусельного станка сначала определяют требуемое минимальное время “останова” при существующем технологическом процессе выполнения вспомогательных операций Т_ост._конкр, а затем вычисляют Т_поз. В этом случае минимальное время одного оборота вращающегося стола с установленными на нем N пресс-формами, т.е. время одного цикла определяется Т_ц=NT_поз. При выполнении этого условия будет достигнута наибольшая возможная производительность работы станка, а ее увеличение может быть обеспечено лишь за счет снижения Т_поз.

С другой стороны, реальное рабочее время цикла Тц раб должно обеспечить требуемое по технологии время вулканизации, а это означает, что для изготовления двухслойной подошвы из резины с различной плотностью требуемое время цикла должно определяться исходя из условия Тц_раб=Т_1вул+Т_2вул, где Т_1вул - время вулканизации для сорта резины первого слоя, Т_2вул - время вулканизации для сорта резины второго слоя.

При разработке технологического цикла работы карусельного станка выбор требуемого времени “останова” Т_ост при известном количестве пресс-форм N на вращающемся столе и определяет общее значение Т_тех.

Существенное значение для обеспечения качества изделия (двухслойной подошвы) приобретает фактор корректного выбора момента времени для инжекции второго заливочного слоя, например резины, при заданном сорте резины для первого слоя, правильный подбор пар из имеющегося сортамента и т.д. Для решения этой задачи используется созданная на первом этапе библиотека физико-химических показателей имеющихся сортов резиновых заливочных смесей, из которой формируют два раздельных банка данных заливочных смесей. В первом, например, содержатся данные по физико-химическим характеристикам для резиновых смесей с высокой скоростью процесса вулканизации, используемых для изготовления первого слоя подошвы, а во втором - для резиновых смесей с низкой скоростью процесса вулканизации, используемых для изготовления второго слоя подошвы. На основании этих данных вычисляют общее время вулканизации Т_вул=Т_1вул+Т_2вул, требуемое для формирования двухслойной подошвы исходя из условия достижения значения коэффициента вязкости К=(0,9-0,95)Кmax для сочетаний имеющихся образцов заливочных смесей при заранее заданном значении Т. Для каждой предлагаемой композиции определяют оптимальную скорость вращения стола путем расчета времени перехода с одной позиции вулканизации на другую Тпоз=(Т1вул+Т2вул)/N и конкретный номер позиции S, на которой должен быть установлен второй инжектор S=T1вул/Тпоз.

Выбор конкретного варианта используемого сочетания заливочных смесей производит оператор карусельного станка.

Реализация предложенного способа показана на примере работы устройства (фиг.3).

Оператор с помощью блока ввода/вывода (сканер, клавиатура) информации 1 вводит исходные данные о характеристиках вязкость-время вулканизации при конкретных температурах разогревания и соответствующий сигнал через 1 выход блока ввода-вывода информации 1 поступает в блок памяти 2, где формируется исходная база данных физико-химических характеристик имеющихся на производстве заливочных смесей. После завершения формирования исходной базы данных по команде оператора информационный сигнал, соответствующий первой заливочной смеси, с 1-го выхода блока памяти 2 поступает на первый вход первого вычислителя 3, в котором сначала формируется информационный сигнал, соответствующий интервалу времени, когда вязкость исследуемой заливочной смеси минимальна при данной температуре и практически постоянна (т.е. изменяется в заранее устанавливаемых пределах), а затем формируется электрический сигнал, соответствующий участку характеристики с резким изменением значения коэффициента вязкости во времени.

Например, на фиг.2 приведена кривая изменения вязкости для резиновой смеси 1, для которой наименьшее значение вязкости поддерживается при температуре 90 градусов в пределах 1,5 мин (в пределах изменения наименьшего значения коэффициента вязкости на +5 по Муни), а затем лавинообразно начинается процесс вулканизации. Фиксируется временной интервал, в котором значение вязкости достигает величины (0,9-0,95) ее максимального значения и для данного случая составляет Т1вул=1,75 мин.

Аналогично снимаются и фиксируются значения характерных точек для других заливочных смесей (например, кривые 2 и 3).

Информационные сигналы о величине этих временных интервалов с 1-го выхода первого вычислителя 3 подают на второй вход блока памяти 2, где формируется второй банк данных (банк временных интервалов) для указанных физико-химических характеристик заливочных смесей. После завершения процедуры формирования банка временных интервалов на 2-ом выходе первого вычислителя 3 формируется управляющий сигнал, который поступает на третий вход блока памяти 2 и разрешает передачу сигнала из банка временных интервалов с 2-го выхода блока памяти 2 в блок сортировки 4.

В блоке сортировки 4 производится формирование двух банков данных временных интервалов, упорядочненных по времени процесса вулканизации. Например, в одном банке данных содержатся характеристики смесей с малым временем вулканизации, преимущественно используемых для первого слоя подошвы с временем Твул, меньшим Тпор, а в другом банке данных соответственно размещают характеристики, используемые для второго слоя, у которых время вулканизации превышает пороговое значение Тпор. Исходные пороговые значения вводятся оператором через блок ввода-вывода информации 1, второй выход которого соединен с вторым входом блока сортировки 4. Выход блока сортировки 4 соединен с 4-ым входом блока памяти 2, в котором эти данные формируют соответственно третий и четвертый банки данных временных интервалов. После завершения процедуры их формирования по соответствующему разрешающему сигналу с 3-его выхода блока памяти 2 соответствующий информационный сигнал поступает на 1-ый вход второго вычислителя 5, в который предварительно введена оператором через 3-ий выход блока ввода-вывода информации 1 константа N (количество пресс-форм, установленных на вращающемся столе карусельного станка).

Второй вычислитель 5 по формуле Тпоз=(Т1вул+Т2вул)/N определяет рекомендуемую скорость работы карусельного станка для всех возможных композиций третьего и четвертого банков данных заливочных смесей и соответствующий сигнал поступает на 1-ый вход блока сравнения 6, на второй вход которого предварительно с 4-го выхода блока ввода/вывода 1 подают сигналы, соответствующие предельному значению времени перехода с одной позиции на другую (Тпер) и интервалу времени, соответствующему наиболее длительной технологической операции Ттех для используемого карусельного станка. В блоке сравнения 6 вычисляют рекомендуемое значение времени “останова” Тост=Тпоз-Тпер, затем сравнивают со значением Ттех и определяют условные номера тех композиций заливочных смесей, у которых выполняется соотношение ТостTтех, и условные номера тех композиций заливочных смесей, у которых выполняется соотношение ТостТтех, и соответствующий информационный сигнал с 1-го выхода блока сравнения 6 одновременно подают через 5-ый вход в блок памяти 2 и на вход 3-го вычислителя 7, в котором по формуле S=Т1вул/Tпоз определяют номер позиции, на которой должен быть установлен второй инжектор. Информационные сигналы с выходов блока сравнения 6 и третьего вычислителя 7 поступают соответственно через 5-ый и 6-ой входы в блок памяти 2, где формируют базу данных для управления вращающимся столом 9, первым инжектором 11 и вторым инжектором 12.

По запросу через блок ввода-вывода информации 1 эти данные поступают к оператору, который принимает решение о выборе конкретной композиции заливочных смесей для использования в технологическом процессе.

По команде оператора соответствующие данные из базы данных блока памяти 2 через выход 4 подают на вход блока управления 8, первый выход которого соединен с шаговым двигателем 9, а второй - с первым инжектором 11, а 3-ий выход соединен с инжектором 12.

Выход шагового двигателя 9 соединен с вращающимся столом 10 с установленными на нем пресс-формами 10.1-10.N

Пример 1

Для представленных на фиг.2 характеристик для заливочной смеси 1 T_1вул=1,75 мин, а для заливочной смеси 2 Т_2вул=3,5 мин.

Пусть число позиций для вулканизации используемого станка N=24, наименьшее время перехода с одной позиции вулканизации на другую (время вращения стола) - 3 с, а время проведения наиболее длительных сопутствующих технологических операций составляет: инжекция - 10 с, размыкание и смыкание пресс-форм - 4 с, установка/съем ложной колодки и шершевание - 9 с и т.д.).

Очевидно, что для рассматриваемого в примере станка из сопутствующих технологических операций наиболее длительной является процедура инжекции. Общее время вулканизации, необходимое для изготовления обуви с двухслойной подошвой, составит Твул=Т1вул +Т2вул=345 с, а наименьшее время цикла подачи (время отстоя и время перехода с одной позиции вулканизации на другую) составит Тпоз=(Т1вул +Т2вул)/N=345/24=14,6 с. В данном случае время отстоя составит Тотс=Тпоз-Тпер=14,6-3=11,6 с. Так как это время превышает длительность наиболее продолжительной сопутствующей операции (инжекции), то необходимость в проведении дополнительных вспомогательных корректировок отсутствует.

Номер позиции, на которой должен быть установлен второй инжектор S={Tвул/Тпоз}={105/14,6}=8 /ближайшее большее целое число/.

Время вулканизации для второго слоя составляет Т2вул=3,5 мин=210 с, что составляет К=Т_2вул/Тпоз=210/14,6=14,3, т.е. 15 тактов работы карусельного станка, т.е. процесс вулканизации можно считать завершенным на 23 такте работы.

Это означает, что работа ведется с незначительным недоиспользованием станка по производительности.

Пример 2

Для представленных на фиг.2 характеристик для заливочной смеси 1 T_1вул=1,75 мин, а для заливочной смеси 2 Т_2вул=3,5 мин. Пусть число позиций для вулканизации используемого станка N=24, наименьшее время перехода с одной позиции вулканизации на другую (время вращения) - 3 с, а время проведения сопутствующих технологических операций: инжекция - 20 с. установка/съем ложной колодки и шершевание - 17 с, размыкание и смыкание пресс-форм - 6 с и т.д.).

Очевидно, что для рассматриваемого в примере станка из сопутствующих технологических операций также наиболее длительной является процедура инжекции.

Общее время вулканизации, необходимое для изготовления обуви с двухслойной подошвой, составит Твул=Т1вул+Т2вул=345 с, а наименьшее время цикла подачи (время отстоя и время перехода с одной позиции вулканизации на другую) составит Тпоз=(Т1вул+Т2вул)/N=345/24= 14,6 с. В данном случае время отстоя тоже составит Тотс=Тпоз-Тпер=14,6-3=11,6 с.

Так как это время меньше длительности наиболее продолжительной сопутствующей операции (инжекции), то необходимо выбрать Т_поз=Т_инж+Т_пер=20+3=23. Номер позиции, на которой должен быть установлен второй инжектор S={Т1вул/Тпоз}={105/23}=5 /ближайшее большее целое число/.

Время вулканизации для второго слоя составляет Т2вул=3,5 мин=210 с. Это время соответствует 10 тактам работы станка (Т2вул/Тпоз=210/23=10), т.е. процесс вулканизации можно считать завершенным на 16 такте работы карусельного станка. Это означает, что работа ведется с существенным недоиспользованием станка по производительности и требования к резине по времени вулканизации следует изменить.

Использование заявленного технического решения позволит при производстве обуви с двухслойной подошвой адаптивно к используемым составам заливочных смесей определять местоположение второго инжектора и скорость работы карусельного станка, что существенно повысит производительность оборудования и качество выпускаемой обуви.