生産用4-Cold 4-Hot Toe成形機

トー成形機は、熱間成形と冷間成形を 1 つの位置で組み合わせたシングルステーション ユニットから、大量生産向けに設計されたマルチステーション機械まで、いくつかのステーション構成で利用できます。 4 コールド 4 ホット構成は、この範囲の高出力端を表します。 4 つのホット ステーションと 4 つのコールド ステーションを使用して複数のアッパーを並行して処理し、シングル ステーションまたはデュアル ステーションのマシンでは達成できないスループットを実現します。

この記事では、4 コールド 4 ホット構成とは何か、その仕組み、より高い出力が得られる理由、および工場でこのタイプのマシンを評価する際に考慮すべき点について説明します。

4コールド4ホットトー成形機とは

4冷間4ホットトーフォーミングマシンは、熱間成形を行うホットステーションを4台、冷間固定を行うコールドステーションを4台、合計8台のフォーミングステーションを備えたトーフォーミングマシンです。ステーションは複数のアッパーを同時に処理できるように配置されており、各アッパーはホット ステーションを通過し、次にコールド ステーションを通過します。

この構成は、履物を大量に生産し、残りの生産ラインと歩調を合わせるためにつま先の成形作業を必要とする工場向けに設計されています。複数のアッパーを並行して処理することにより、マシンはステーション数の少ないマシンと比較して実効出力を倍増します。

「4 コールド 4 ホット」という用語は、マシンの物理的なサイズだけを表すのではなく、ステーション数を表します。この構成の機械は単一ステーションのユニットよりも大きくなる可能性がありますが、追加のステーションは床面積を比例的に増加させることなくスループットを最大化するように配置されています。設計哲学は、大量生産ラインのニーズに対応できる 1 台の機械に生産能力を集中させることです。

4 コールド 4 ホット構成の仕組み

各ステーションの動作原理は他のつま先成形機と同じです。ホット ステーションは熱と圧力を加えてつま先部分を成形し、コールド ステーションは熱を加えずに圧力を加えて形状を設定します。違いは、4 つのホット ステーションと 4 つのコールド ステーションを備え、マシンはホット ステージで一度に 4 つのアッパーを処理し、コールド ステージで一度に 4 つのアッパーを処理できることです。

通常、シーケンスは次のパターンに従います。

1. 読み込み中。4 つのアッパーは、1 人のオペレーターまたは並行して作業する複数のオペレーターによって 4 つのホット ステーションにロードされます。エアバッグラッピングを備えたマシンでは、各アッパーのラストがエアバッグで包まれているため、シューズバッグが靴型に対してよりしっかりと均一に密着します。

2. 熱間成形。4 つのホット ステーションすべてで熱と圧力を同時に加え、4 つのアッパーのつま先部分を成形します。加工する材料に合わせて温度と圧力を調整できます。熱間成形ステージでは、機械の設計に応じて、接触加熱、赤外線加熱、または蒸気補助加熱を使用できます。蒸気による加熱は、予熱や加熱システムを持たない機械と比較して、材料の外観へのダメージを軽減し、生産品質を向上させます。

3. 転送。4 つのアッパーはホット ステーションから 4 つのコールド ステーションに転送されます。一部のマシンでは、転送は手動です。他のものでは、それは自動化されます。転送時間はサイクル全体の一部であり、スループットを維持するには最小限に抑える必要があります。

4. コールドセッティング。4 つのコールド ステーションはすべて、熱を加えずに圧力を加え、材料が冷える間に形状を設定します。冷却システムは、機械の構成に応じて、非凍結液体循環冷却システム、環境に優しい冷凍システム、または対流空気リサイクルを使用する場合があります。不凍液循環冷却システムにより、トゥキャップ部の成形が早く定着し、均一で美しく仕上がります。

5.荷降ろし。形成された 4 つのアッパーはコールド ステーションから取り出され、このサイクルが繰り返されます。 2 人のオペレーターが並行して作業することで、積み込みと積み下ろしを迅速に完了し、機械を設計されたサイクル速度に維持できます。

ホットステージとコールドステージは並行して動作するため、機械の有効サイクルタイムは、ホット時間とコールド時間の合計ではなく、単一ステージの最長時間によって決まります。これにより、より高い出力が得られます。

ステーションが増えるほど出力が高くなる理由

ステーション数と出力の関係は単純です。シングルステーションの機械は、高温段階と低温段階の両方でアッパーを一度に 1 つずつ処理します。デュアルステーション マシンは一度に 1 つのアッパーを処理しますが、ホット ステージとコールド ステージをオーバーラップさせることができるため、コールド ステーションが前のアッパーを設定している間にホット ステーションをロードできます。

4 コールド 4 ホット マシンは、この並列性をさらに進化させたものです。アッパー 4 人はホット ステージを一緒に移動し、アッパー 4 人はコールド ステージを一緒に移動します。この機械のサイクルあたりの出力は単一ステーションの機械の 4 倍であり、ホット ステージとコールド ステージがオーバーラップしているため、サイクル タイムは個々のステージ時間の合計よりも短くなります。

シフトごとに数千足を生産する工場では、この平行度が、ラインと歩調を合わせてつま先を成形する作業とボトルネックになる作業の違いとなります。算術を考えてみましょう。単一ステーションのマシンが 30 秒ごとに 1 つのアッパーを処理する場合、同様のアッパーあたりのサイクル タイムを持つ 4 コールド 4 ホットのマシンは 30 秒ごとに 4 つのアッパーを処理します。積み込みと積み下ろしがペースを維持できると仮定すると、1 時間あたりの有効生産量は 4 倍になります。

実際には、出力ゲインは、ロードおよびアンロード操作がどの程度適切に構成されているかによって決まります。 1 人のオペレーターが 8 つのステーションに積み降ろしを行うと、機械のサイクルに追いつくのは困難です。 2 人のオペレーターが並行して作業すると、ステーションへのロードとアンロードをより効率的に行うことができます。これが、多くの 4 コールド 4 ホット マシンがデュアル オペレーターで使用できるように設計されている理由です。

より高い出力をサポートする主な機能

4 冷間 4 熱のトー成形機には通常、高出力設計をサポートするいくつかの機能が含まれています。

空気圧制御システム。この機械は、空気圧制御システムを使用して、すべてのステーションにわたる成形圧力を管理します。空気圧制御により一貫した圧力が提供され、維持が簡単です。空気圧は、さまざまな材料や成形要件に合わせて調整できます。

蒸気を利用した加熱。蒸気による熱間成形は、予熱や加熱システムを持たない機械と比較して、材料の外観へのダメージを軽減し、生産品質を向上させます。蒸気は熱を優しく均一に伝えます。これは、デリケートなアッパー素材や複数のアッパーを並行して加工する場合に特に重要です。

不凍液循環冷却方式。この冷却方法により、先芯部分の成形が早く定着し、均一で美しく仕上がります。従来の冷凍システムのような複雑な作業を必要とせず、安定した冷却を実現します。

温度、圧力、硬化時間の調整が可能です。これらのパラメーターは、さまざまなアッパー素材や必要なさまざまな温度設定に合わせて調整できます。この柔軟性により、機械は機械的な切り替えを行わずにさまざまなタイプの靴を加工できます。

デュアルオペレーター機能。4冷4温機は2人で同時に作業できるものが多く、作業効率が上がります。ロードおよびアンロードを行うステーションが 4 つあるため、2 人のオペレーターが並行して作業することで、設計されたサイクル速度で機械を稼働させることができます。

安定した走行と高いパフォーマンス。この機械は、安定した動作、高効率、高性能を実現するように設計されています。これは、頻繁に停止したり調整したりすることなく、生産シフトを通じて機械が継続的に稼働できることを意味します。高出力機械では安定した稼働が特に重要であり、一度の停止が生産ライン全体の遅延につながる可能性があります。

簡単な操作。このマシンは、直感的でアクセスしやすいコントロールを備え、簡単に操作できるように設計されています。これにより、新しいオペレーターに必要なトレーニング時間が短縮され、機械が正しく使用されるようになります。

生産能力

4 冷間 4 熱のトー成形機の出力はサイクル タイムに依存し、サイクル タイムは材料と必要な成形時間および硬化時間に依存します。一般的な履物生産の場合、この構成の機械は約8時間シフトあたり2,800～3,000足、靴の種類と使用条件によって異なります。

この容量は、シングルステーション マシンよりも大幅に高く、同様の定格のデュアルステーション マシンよりも高くなります。ゲインは、各ステージでの 4 つのアッパーの並列処理から得られます。

2 シフトで 1 日あたり 10,000 足を生産する工場の場合、実際のサイクル タイムと積み下ろしの効率に応じて、1 シフトあたり 2,800 ～ 3,000 足の 4 冷間 4 熱間マシンでトウ成形作業を 1 台の機械で処理できます。

エネルギー効率の考慮事項

8 つのステーションを持つマシンは、ステーションが少ないマシンよりも多くの電力を消費しますが、マシンはより多くのペアを同時に処理するため、ペアあたりのエネルギーコストは低くなる可能性があります。いくつかの機能がエネルギー消費量の削減に役立ちます。

効率的なスチーム加熱。蒸気は乾式加熱よりも効率的に熱を伝え、材料を成形温度にするために必要なエネルギーを削減します。

効率的な冷却システム。不凍液循環冷却システムにより、低温設定温度を維持するために必要なエネルギーを削減します。複雑な冷凍システムを必要とせず、安定した冷却を実現します。

調整可能なパラメータ。処理する材料に合わせて温度、圧力、硬化時間を調整できるため、材料に関係なく最大設定での運転によるエネルギーの無駄を回避できます。

これらの省エネ機能により、1 年間の生産期間にわたって機械の運用コストが目に見える程度削減され、設備投資の収益率が向上します。

アプリケーション

4 冷間 4 熱のつま先成形機は、特に次のような靴を大量生産する工場に適しています。

紳士靴の生産ラインここでは、つま先の形成がラスティングと組み立てと歩調を合わせる必要があります。紳士靴では、より高い成形温度とより長い硬化時間を必要とする厚い革のアッパーが使用されることがよくあります。 4 コールド 4 ホット構成により、複数のアッパーを並行して処理できるため、成形されたアッパーをラインに供給し続けることができます。

婦人靴の生産ラインパンプス、フラットシューズ、ブーツを大量生産します。女性の靴には、見た目が重要なつま先部分が見えることがよくあります。均一な圧力分布により、これらのスタイルに必要な滑らかでシワのないつま先エリアが実現します。

子供靴の製造小さなつま先は、大人の靴と同じ精度で形成する必要があります。パラメータを調整できるため、機械的な切り替えを行わずに、より小さなサイズに対応できます。

乗馬ブーツの製造トールブーツ構造ではつま先部分を形成する必要があります。ブーツのアッパーは靴のアッパーよりも大きく、厚い場合が多いため、一足あたりの成形時間が長くなります。 4 コールド 4 ホット構成では、複数のアッパーを並行して処理することで、より長い成形時間を補います。

安全靴の製造一貫したつま先の形成が履物の全体的な保護性能をサポートします。安全靴では、つま先部分に衝撃と圧縮から保護する鋼製または複合素材のつま先キャップを取り付ける必要があります。 4 冷間 4 熱間マシンによる一貫した成形により、生産バッチ全体にわたってトゥキャップの正しいフィット感が維持されます。

この機械は、パラメータを調整できるため、機械を改造せずにスタイルを切り替えることができるため、同じラインで複数の種類の靴を生産する工場にも適しています。

4 コールド 4 ホット マシンを評価する際に考慮すべきこと

工場向けに 4 冷間 4 熱式トー成形機を検討する場合、いくつかの要素を評価する必要があります。

床面積。8 つのステーションを備えた機械は、単一ステーションの機械よりも多くの床面積を必要とします。機械の寸法が利用可能な生産エリアに適合していることを確認してください。このクラスの機械の一般的な寸法は、モデルによって異なりますが、約 1,700 × 950 × 1,780 mm です。

電力と空気の要件。この構成のマシンには通常、220V/50HZ の電力、5.5kW の最大消費電力、0.5 ～ 0.6 MPa の圧縮空気入力が必要です。工場のユーティリティがアップグレードせずにこれらの要件を満たせることを確認してください。

オペレーターの対応状況。4 コールド 4 ホット マシンは、デュアル オペレーターで使用することでメリットが得られます。機械に対して 2 人のオペレーターが対応できること、または機械が 1 人のオペレーターによってサイクル レートを下げて効果的に操作できることを確認します。

素材の互換性。工場で製造されている靴の種類とアッパー素材を機械が処理できることを確認してください。靴のサイズ、アッパー素材、つま先のパフの種類の範囲を考慮してください。

メンテナンスアクセス。ステーションが 8 つあると、メンテナンスへのアクセスがより複雑になります。機械の設計が、洗浄、検査、摩耗部品の交換のためにすべてのステーションにアクセスできることを確認します。

メーカーサポート。メーカーがスペアパーツ、技術サポート、オペレータートレーニングを提供していることを確認してください。迅速に修理できない機械は、故障したときに生産に支障をきたします。

まとめ

4 コールド 4 ホットのトゥ成形機は、専用のホットステーションとコールドステーションで複数のアッパーを並行して加工することで、より高い生産量を実現します。履物を大量生産する靴工場にとって、この構成は、つま先の成形作業がボトルネックにならないようにするために必要なスループットを提供しながら、生産ラインの残りの部分が依存する一貫したつま先の形状の品質を維持します。重要なのは、機械の能力を実際の生産量に合わせ、積み込みと積み下ろしが効率的に行われるようにし、機械の調整機能、加熱および冷却システム、エネルギー機能が生産プロファイルに適合していることを確認することです。