BR112019017338A2 - FOOTWEAR MANUFACTURING SYSTEM - Google Patents
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Abstract
um sistema de fabricação de calçados que compreende pelo menos um depósito contendo partes de calçado, formas de calçado e uma primeira pluralidade de máquinas automáticas ou semiautomáticas (m1, m2, ? mi) para realizar uma ou mais das operações necessárias da fabricação de calçados. vantajosamente, a dita forma de calçado e as ditas peças de calçado são manuseadas automaticamente entre as ditas máquinas (m1, m2, ? mi) e/ou para/de dito depósito utilizando um robô (r) que compreende um braço articulado tendo um manipulador preênsil (1).a shoe manufacturing system comprising at least one warehouse containing parts of shoes, shoe forms and a first plurality of automatic or semi-automatic machines (m1, m2,? mi) to perform one or more of the necessary footwear manufacturing operations. advantageously, said shoe shape and said shoe pieces are automatically handled between said machines (m1, m2,? mi) and / or to / from said deposit using a robot (r) comprising an articulated arm having a manipulator prehensile (1).
Description
SISTEMA DE FABRICAÇÃO DE CALÇADOSFOOTWEAR MANUFACTURING SYSTEM
Descrição [001] A presente invenção se relaciona a um sistema de produção de calçado como definido pelo preâmbulo da reivindicação 1.Description [001] The present invention relates to a shoe production system as defined by the preamble of claim 1.
[002] A produção de calçados é conhecida por compreender uma variedade de operações, como: pré-encaixar a parte superior na forma, encaixar a biqueira, encaixar o contraforte, encaixar as laterais, rebitagem, desbaste e colagem, aplicação da entressola, aplicação da sola e/ou costura.[002] Footwear production is known for understanding a variety of operations, such as: pre-fitting the upper part in the form, fitting the toecap, fitting the buttress, fitting the sides, riveting, roughing and bonding, application of the midsole, application sole and / or stitching.
[003] Outrora estas operações eram realizadas manualmente, porém recentemente foram disponibilizadas máquinas especialmente projetadas para realizar cada operação, de modo a assegurar tanto uma qualidade de processamento constante quanto uma alta taxa de produção.[003] Formerly these operations were carried out manually, but recently machines specially designed to carry out each operation were made available, in order to ensure both a constant processing quality and a high production rate.
[004] Apesar de sua natureza automática, essas máquinas ainda exigem que a forma do calçado seja posicionada em uma estação de trabalho, onde um operador deve estar presente para carregar e descarregar as formas das máquinas, e devem ser providos meios de transporte para os calçados semi-acabados sejam transportados de uma máquina à outra, já que não existe uma única máquina que possa realizar todas as operações necessárias.[004] Despite their automatic nature, these machines still require that the shape of the shoes be positioned on a workstation, where an operator must be present to load and unload the shapes of the machines, and means of transport must be provided for the workers. semi-finished shoes are transported from one machine to another, as there is no single machine that can perform all the necessary operations.
[005] Deve-se notar ainda que as máquinas da técnica anterior foram concebidas para realizar muitas das operações acima mencionadas (por exemplo, encaixar as laterais e o contraforte ou desbaste e colagem antes da aplicação da entressola), a forma do calçado sendo orientada com a sola virada para cima.[005] It should also be noted that the machines of the prior art were designed to perform many of the operations mentioned above (for example, fitting the sides and the buttress or roughing and gluing before applying the midsole), the shape of the footwear being oriented with the sole facing up.
[006] Isso é parcialmente necessário porque a cola deve ser aplicada de cima para baixo para evitar o gotejamento indesejado. Essa posição invertida da forma de calçado (com a sola voltada para cima) também é necessária para permitir que o operador verifique se as operações estão sendo realizadas adequadamente e possivelmente realizar ações manuais para concluir certas operações.[006] This is partially necessary because the glue must be applied from top to bottom to prevent unwanted dripping. This inverted position of the shoe shape (with the sole facing up) is also necessary to allow the operator to verify that operations are being performed properly and possibly to perform manual actions to complete certain operations.
[007] Em resposta aos requisitos acima mencionados, a indústria de fabricação de calçados desenvolveu máquinas automáticas altamente aprimoradas que podem realizar as várias operações em um modo autônomo completo, mas ainda requerem a presença de[007] In response to the requirements mentioned above, the shoe manufacturing industry has developed highly improved automatic machines that can perform the various operations in a complete autonomous mode, but still require the presence of
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 142/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 142/174
2/14 um operador para que as formas sejam manuseadas de uma estação de trabalho para outra.2/14 an operator so that forms are handled from one workstation to another.
[008] Portanto, a necessidade é fortemente sentida pela possibilidade de transportar automaticamente as formas de sapato, a parte superior e as outras partes necessárias para formar um calçado de uma máquina a outra. Em uma tentativa de satisfazer esta necessidade, foi sugerido o uso de manipuladores, tais manipuladores possuem garras que podem agarrar a forma de sapato em uma extensão de pega especial que se projeta para fora da porção correspondente ao pescoço da forma de sapato. Isso ocorre porque tais garras são adaptadas para agarrar apenas itens com formas constantes e pré-ajustadas, e não podem agarrar uma forma de sapato convencional, cujo tamanho e forma mudam de acordo com o seu modelo, a menos que ela tenha tal extensão.[008] Therefore, the need is strongly felt by the possibility of automatically transporting the shoe shapes, the upper and the other parts necessary to form a shoe from one machine to another. In an attempt to satisfy this need, the use of manipulators has been suggested, such manipulators have claws that can grip the shoe shape in a special handle extension that protrudes out of the portion corresponding to the neck of the shoe shape. This is because such claws are adapted to grasp only items with constant and pre-adjusted shapes, and cannot grasp a conventional shoe shape, whose size and shape change according to your model, unless it has such an extension.
[009] Essa limitação impediu o sucesso deste tipo de configuração, uma vez que a utilização de tais manipuladores com garras requer a substituição de todas as formas convencionais existentes por novas formas especialmente concebidas que tenham essa extensão de pega.[009] This limitation prevented the success of this type of configuration, since the use of such manipulators with claws requires the replacement of all existing conventional shapes with new specially designed shapes that have this handle extension.
[0010] Além disso, deve notar-se que como a forma de calçado deve ser manuseada agarrando-a na extensão de pega acima mencionada que se projeta das porções que definem o pescoço da forma, tal forma não pode ser usada em máquinas existentes, pois exige-se que a forma de calçado seja manuseada e posicionada com a sola voltada para cima. Será apreciado que esta condição só pode ser satisfeita evitando o problema de agarrar a forma nas laterais, que podem possuir um perfil altamente saliente ou côncavo dependendo do modelo e do tamanho do calçado a ser formado.[0010] Furthermore, it should be noted that as the shoe shape must be handled by grasping it in the aforementioned handle extension that protrudes from the portions that define the neck of the shape, such shape cannot be used on existing machines, as the shoe shape is required to be handled and positioned with the sole facing up. It will be appreciated that this condition can only be satisfied avoiding the problem of grabbing the shape on the sides, which may have a highly protruding or concave profile depending on the model and the size of the shoe to be formed.
[0011] Portanto, a presente invenção é baseada no problema de conceber um sistema de fabricação de calçados, que:[0011] Therefore, the present invention is based on the problem of designing a shoe manufacturing system, which:
compreende uma pluralidade de máquinas automáticas ou semiautomáticas para executar as operações de fabricação necessárias do calçado;it comprises a plurality of automatic or semi-automatic machines to perform the necessary footwear manufacturing operations;
exibe características estruturais e funcionais que satisfazem a supramencionada necessidade de manusear automaticamente a forma convencional de uma máquina para outra, segurando-a nas laterais e/ou agarrando e manuseando peças de calçado; e pode também obviar as desvantagens da técnica anterior acima discutidas.it exhibits structural and functional characteristics that satisfy the aforementioned need to automatically handle the conventional shape from one machine to another, holding it on the sides and / or grabbing and handling shoes; and it can also obviate the disadvantages of the prior art discussed above.
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 143/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 143/174
3/14 [0012] Este problema é resolvido por um sistema de fabricação de calçados, tal como definido na reivindicação 1.3/14 [0012] This problem is solved by a shoe manufacturing system, as defined in claim 1.
[0013] Em outro aspecto, o problema também é resolvido pelo uso de um manipulador preênsil adaptativo como definido na reivindicação 23.[0013] In another aspect, the problem is also solved by the use of an adaptive prehensile manipulator as defined in claim 23.
[0014] Características e vantagens adicionais do sistema de fabricação de calçados da presente invenção serão evidentes a partir da seguinte descrição de uma forma de realização preferida da mesma, que dada a título de ilustração e sem limitação com referência às figuras anexas, em que:[0014] Additional features and advantages of the shoe manufacturing system of the present invention will be evident from the following description of a preferred embodiment thereof, which is given by way of illustration and without limitation with reference to the attached figures, in which:
A figura A mostra uma vista esquemática de uma configuração do sistema de fabricação de calçados da presente invenção;Figure A shows a schematic view of a configuration of the shoe manufacturing system of the present invention;
A figura 1 mostra uma vista em perspectiva de um manipulador preênsil adaptativo, numa configuração aberta, que é transportada na extremidade livre de um braço de um robô;Figure 1 shows a perspective view of an adaptive prehensile manipulator, in an open configuration, which is carried on the free end of a robot arm;
A figura 2 mostra uma vista em plano lateral do manipulador da figura 1;Figure 2 shows a side plan view of the manipulator in Figure 1;
A figura 3 mostra uma vista de plano frontal do manipulador da figura 1;Figure 3 shows a front plan view of the manipulator of Figure 1;
As figuras 4a e 4b mostram duas vistas em perspectiva diferentes do manipulador preênsil da figura 1 em uma configuração de pega fechada;Figures 4a and 4b show two different perspective views of the prehensile manipulator of figure 1 in a closed handle configuration;
A figura 5 mostra uma vista em plano lateral do manipulador das figuras 4a e 4b;Figure 5 shows a side plan view of the manipulator of figures 4a and 4b;
A figura 6 mostra uma vista em plano frontal do manipulador das figuras 4a e 4b;Figure 6 shows a front plan view of the manipulator of figures 4a and 4b;
A figura 7 mostra uma vista em perspectiva de um dedo de garra do manipulador da invenção;Figure 7 shows a perspective view of a claw finger of the manipulator of the invention;
As figuras 8, 9 e 10 mostram vistas em perspectiva do manipulador 1 enquanto agarra uma forma ou uma sola de calçado; eFigures 8, 9 and 10 show perspective views of the manipulator 1 while grasping a shoe shape or sole; and
A figura 11 mostra uma vista esquemática de uma possível arquitetura do sistema de fabricação de calçados da invenção.Figure 11 shows a schematic view of a possible architecture of the shoe manufacturing system of the invention.
[0015] Com referência à figura 1, um sistema de fabricação de calçados da invenção é geralmente referenciado por 100.[0015] With reference to figure 1, a shoe manufacturing system of the invention is generally referenced by 100.
[0016] O sistema de produção 100 compreende:[0016] The production system 100 comprises:
pelo menos um armazém contendo peças ou componentes de calçados, formas de calçado e/ou calçados acabados ou semiacabados;at least one warehouse containing parts or components for shoes, forms of footwear and / or finished or semi-finished shoes;
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 144/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 144/174
4/14 uma pluralidade de formas de calçado 4 que são projetadas para receber peças de calçados durante as operações de fabricação do calçado; e uma primeira célula de trabalho 101 compreendendo uma pluralidade de máquinas automáticas ou semiautomáticas Μι, M2, ... M, para executar uma ou mais operações exigidas nas operações de fabricação.4/14 a plurality of shoe shapes 4 that are designed to receive shoe parts during shoe manufacturing operations; and a first working cell 101 comprising a plurality of automatic or semi-automatic machines Μι, M2, ... M, to perform one or more operations required in manufacturing operations.
[0017] Vantajosamente, 0 sistema de produção de calçados compreende um primeiro robô R que possui um braço articulado 15 dotado de um manipulador 1, 0 dito robô R estando em uma posição tal que seja capaz de operar nas ditas primeiras máquinas Mi, M2, ... Mj da dita primeira pluralidade de máquinas automáticas ou semiautomáticas Mi, M2,... Mie/ou no referido armazém para:[0017] Advantageously, the shoe production system comprises a first R robot that has an articulated arm 15 provided with a manipulator 1, said R robot being in such a position that it is capable of operating on said first machines Mi, M2, ... Mj of said first plurality of automatic or semi-automatic machines Mi, M2, ... Mie / or in said warehouse for:
agarrar seletivamente a dita forma de calçado 4 nas laterais da dita forma de calçado 4 usando 0 dito manipulador preênsil 1, e manusear a dita forma de calçado 4 de uma maneira predeterminada entre as ditas primeiras máquinas Mi, M2, ... M, e/ou 0 dito pelo menos um armazém; e/ou agarrar seletivamente as ditas partes de calçado 13 utilizando 0 dito manipulador preênsil 1 e manuseá-las de uma maneira predeterminada entre 0 dito pelo menos um armazém e as ditas primeiras máquinas Μι, M2,... Mj.selectively grasp said shoe shape 4 on the sides of said shoe shape 4 using said prehensile manipulator 1, and handle said shoe shape 4 in a predetermined manner between said first machines Mi, M 2 , ... M, and / or 0 said at least one warehouse; and / or selectively gripping said shoe parts 13 using said prehensile manipulator 1 and handling them in a predetermined manner between said at least one warehouse and said first machines Μι, M2, ... Mj.
[0018] Deve-se notar que, tal como utilizado na descrição e nas reivindicações, 0 termo agarrar seletivamente a forma de calçado 4 nos seus respectivos lados, utilizando 0 manipulador preênsil 1 possui a intenção de ser relacionado tanto ao caso em que a forma de calçado não possui uma parte superior sobre si quanto a uma condição de processamento na qual uma parte superior já foi colocada na forma de calçado. No último caso, 0 manipulador preênsil 1 agarrará obviamente a forma de calçado nos seus lados com a interposição da parte superior, isto é, com a garra não contatando diretamente com a forma de calçado.[0018] It should be noted that, as used in the description and in the claims, the term selectively grasp the shape of footwear 4 on its respective sides, using the prehensile manipulator 1 has the intention of being related both to the case in which the shape footwear does not have a top over itself as to a processing condition in which a top has already been placed in the form of footwear. In the latter case, the prehensile manipulator 1 will obviously grab the shoe shape on its sides with the interposition of the upper part, that is, with the claw not directly contacting the shoe shape.
[0019] Preferencialmente, a dita primeira célula de trabalho 101 compreende meios de processamento, gestão e controle locais LI para gerir e controlar:[0019] Preferably, said first working cell 101 comprises means of local processing, management and control LI to manage and control:
a operação do dito primeiro robô R;the operation of said first robot R;
a operação das ditas primeiras máquinas Μι, M2,... Mj da dita primeira pluralidade de máquinas automáticas ou semiautomáticas Μι, M2,... Mi; ethe operation of said first machines Μι, M2, ... Mj of said first plurality of automatic or semi-automatic machines Μι, M 2 , ... Mi; and
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 145/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 145/174
5/14 o manuseio da dita forma de calçado 4 e as ditas partes de calçado 13 na dita primeira célula de trabalho 101, para supervisão das etapas de processamento a serem realizadas na dita primeira célula de trabalho 101 para cada calçado em particular a ser produzido.5/14 the handling of said shoe form 4 and said shoe parts 13 in said first working cell 101, for supervision of the processing steps to be carried out in said first working cell 101 for each particular shoe to be produced .
[0020] De preferencia, o sistema de fabricação de calçado 100 compreende pelo menos um buffer B para o acúmulo temporário das formas de calçado 4 e das partes de calçado já aplicadas à ou associadas às ditas formas de calçado 4, o dito pelo menos um buffer de acumulação temporária B servido para o carregamento e/ou descarregamento pelo manipulador preênsil 1 do primeiro robô R.[0020] Preferably, the shoe manufacturing system 100 comprises at least one buffer B for the temporary accumulation of the shoe forms 4 and the shoe parts already applied to or associated with said shoe forms 4, said at least one temporary accumulation buffer B used for loading and / or unloading by the prehensile manipulator 1 of the first robot R.
[0021] De preferencia, esse buffer B é um buffer de condicionamento térmico, preferencialmente para aquecimento ou resfriamento e/ou possuindo propriedades higroscópicas para alterar o teor de umidade nas partes do calçado. Por essa configuração, as partes de calçados podem passar por aquecimento, resfriamento e/ou alteração do teor de umidade antes do processo de fabricação, durante o processo de fabricação ou no final do processo conforme necessário.[0021] Preferably, this buffer B is a thermal conditioning buffer, preferably for heating or cooling and / or having hygroscopic properties to alter the moisture content in the parts of the shoe. Through this configuration, the parts of shoes can undergo heating, cooling and / or alteration of the moisture content before the manufacturing process, during the manufacturing process or at the end of the process as needed.
[0022] De preferencia, o supracitado sistema de fabricação de calçado 100 compreende pelo menos uma segunda célula de trabalho 102 compreendendo:[0022] Preferably, the aforementioned shoe manufacturing system 100 comprises at least a second working cell 102 comprising:
uma segunda pluralidade de máquinas automáticas e semiautomáticas M'i, M'2,... M' para executar uma ou mais das operações requeridas para a fabricação de calçado;a second plurality of automatic and semi-automatic machines M'i, M'2, ... M 'to perform one or more of the operations required for the manufacture of footwear;
possivelmente um depósito para conter partes de calçado ou componentes, formas de calçado e/ou calçados finalizados ou semifinalizados;possibly a deposit to contain parts of shoes or components, forms of shoes and / or finished or semi-finished shoes;
um segundo robô R' compreendendo um braço articulado 15 possuindo um manipulador preênsil 1, que está em tal posição capaz de poder operar nas ditas máquinas M'i, M'2, ... M' da dita segunda pluralidade de máquinas automáticas ou semiautomáticas M'i, M'2,... M' ou no dito depósito, se houver algum, para:a second robot R 'comprising an articulated arm 15 having a prehensile manipulator 1, which is in such a position capable of being able to operate on said machines M'i, M'2, ... M' of said second plurality of automatic or semi-automatic machines M'i, M'2, ... M 'or in said deposit, if any, to:
- seletivamente agarrar a dita forma de calçado 4 em suas laterais e manusear a mesma em uma maneira predeterminada entre as ditas máquinas M'i, M'2, ... M', e/ou 0 dito depósito, se houver algum, e/ou- selectively grasp said shoe shape 4 on its sides and handle it in a predetermined manner between said machines M'i, M'2, ... M ', and / or said deposit, if any, and /or
- agarrar seletivamente as ditas partes de calçado 13 e manipulá-las de uma maneira predeterminada entre 0 dito pelo menos um depósito e as ditas máquinas- selectively grasp said shoe parts 13 and manipulate them in a predetermined manner between said at least one tank and said machines
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 146/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 146/174
Μ'ι, M'2, ... Μ'ι.Μ'ι, M'2, ... Μ'ι.
[0023] De preferencia, a supracitada pelo menos uma primeira célula de trabalho 102 compreende meios locais de processamento, gestão e controle LI' para gerir e controlar:[0023] Preferably, the aforementioned at least one first working cell 102 comprises local means of processing, management and control LI 'to manage and control:
a operação do dito segundo robô R' a operação das ditas máquinas Μ'ι, M'2, ... M' da dita segunda pluralidade de máquinas automáticas ou semiautomáticas Μ'ι, M'2,... Μ'ι; e a manipulação da dita forma de calçado 4 e as ditas partes de calçado 13 na dita segunda célula de trabalho 102, para a supervisão das etapas de processamento a serem realizadas na segunda célula de trabalho 102 para cada calçado a ser fabricado.the operation of said second robot R 'the operation of said machines Μ'ι, M'2, ... M' of said second plurality of automatic or semi-automatic machines Μ'ι, M'2, ... Μ'ι; and manipulating said shoe form 4 and said shoe parts 13 in said second working cell 102, for supervising the processing steps to be carried out in the second working cell 102 for each shoe to be manufactured.
[0024] De preferência, a primeira célula 101 e a pelo menos uma segunda célula 102 estão interligadas para trocar formas de calçado 4 e peças de calçados associadas com elas através de um buffer de acumulação temporária B que é servido para carregar e/ou descarregar 0 manipulador preênsil 1 do dito primeiro robô R e pelo manipulador preênsil 1 do referido segundo robô R’, de preferência um buffer condicionador térmico e/ou higroscópico B, para alterar 0 teor de umidade nas partes de calçado.[0024] Preferably, the first cell 101 and at least a second cell 102 are interconnected to change footwear shapes 4 and footwear pieces associated with them via a temporary accumulation buffer B which is used to load and / or unload The prehensile manipulator 1 of said first robot R and the prehensile manipulator 1 of said second robot R ', preferably a thermal and / or hygroscopic conditioning buffer B, to alter the moisture content in the shoe parts.
[0025] Preferencialmente, 0 sistema de fabricação de calçado 100 compreende:[0025] Preferably, the shoe manufacturing system 100 comprises:
etiquetas identificáveis rastreáveis, de preferência etiquetas RFID, associadas às ditas formas de calçado 4 e/ou às ditas partes de calçado; e meios para ler as ditas etiquetas identificáveis rastreáveis, associadas aos ditos manipuladores 1 e/ou às ditas primeiras máquinas Μ'ι, M'2, ... M', e as ditas segundas máquinas Μ'ι, M'2,... M'.traceable identifiable tags, preferably RFID tags, associated with said shoe forms 4 and / or said shoe parts; and means for reading said traceable identifiable labels associated with said manipulators 1 and / or said first machines Μ'ι, M'2, ... M ', and said second machines Μ'ι, M'2 ,. .. M '.
[0026] De preferência, 0 sistema da fabricação de calçado 100 compreende uma unidade central de processamento e gerenciamento, para gerenciar, controlar e supervisionar:[0026] Preferably, the shoe manufacturing system 100 comprises a central processing and management unit to manage, control and supervise:
a operação das ditas células de trabalho;the operation of said work cells;
a operação do dito buffer B; e/ou a inter-correlação entre as ditas células [0027] Um sistema de fabricação de calçado foi descrito acima, 0 qual compreende uma única célula de trabalho 101 ou duas células de trabalho 101 e 102 respectivamente. Ainda assim, deve ser notado que a pelo menos uma célula de trabalho pode compreender duas, três ou mais células de trabalho conectadas em pares ou em múltiplasthe operation of said buffer B; and / or the inter-correlation between said cells [0027] A shoe manufacturing system has been described above, which comprises a single working cell 101 or two working cells 101 and 102 respectively. Still, it should be noted that at least one work cell can comprise two, three or more work cells connected in pairs or in multiple
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 147/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 147/174
7/14 células, utilizando seus respectivos buffers. De acordo com requisitos particulares de fabricação, essas células de trabalho podem executar diferentes operações do processo de fabricação ou as mesmas operações em paralelo.7/14 cells, using their respective buffers. According to particular manufacturing requirements, these work cells can perform different operations in the manufacturing process or the same operations in parallel.
[0028] Também se deve notar que as máquinas automáticas ou semiautomáticas usadas nessas células de trabalho podem ser de tipos bem conhecidos e disponíveis, isto é, as máquinas de encaixe e a máquina de desbastamento-colagem da presente invenção.[0028] It should also be noted that the automatic or semi-automatic machines used in these working cells can be of well-known and available types, that is, the plug-in machines and the bonding-pasting machine of the present invention.
[0029] Como mencionado acima, essas máquinas são altamente eficientes e podem executar várias operações autonomamente, embora no estado da técnica estas ainda necessitam da presença de um operador para carregar e descarregar as formas de calçado com as partes de calçado aplicadas ou associadas à mesma em cada ciclo de processo na estação de trabalho.[0029] As mentioned above, these machines are highly efficient and can perform various operations autonomously, although in the state of the art they still need the presence of an operator to load and unload the shoe forms with the shoe parts applied or associated with it each process cycle on the workstation.
[0030] Por outro lado, o uso de um robô contendo um manipulador preênsil (como melhor descrito adiante) permite que a estação de trabalho de cada uma das ditas máquinas automáticas ou semiautomáticas sejam carregadas ou descarregadas sem a necessidade da presença de um operador.[0030] On the other hand, the use of a robot containing a prehensile manipulator (as better described below) allows the workstation of each of the said automatic or semi-automatic machines to be loaded or unloaded without the need for the presence of an operator.
[0031] Isso se torna possível por conta do supramencionado manipulador 1 que agarra seletivamente a forma de calçado 4 em seus respectivos lados e a posiciona na estação de trabalho de cada máquina mesmo com a sola voltada para cima.[0031] This is made possible by the aforementioned handler 1 who selectively grabs the shape of shoes 4 on their respective sides and positions it on the workstation of each machine even with the sole facing up.
[0032] As figuras 1 a 10 mostram a estrutura adaptativa do manipulador preênsil 1 em várias configurações de uso, este manipulador sendo adaptado para agarrar uma forma de calçado 4 (ver figura 8) do tipo convencional ou outra parte do calçado, como a sola do calçado 13, como mostrado nas figuras 9 e 10.[0032] Figures 1 to 10 show the adaptive structure of the prehensile manipulator 1 in various usage configurations, this manipulator being adapted to grasp a shoe type 4 (see figure 8) of the conventional type or another part of the shoe, such as the sole. of shoe 13, as shown in figures 9 and 10.
[0033] O manipulador preênsil adaptativo 1 compreende um corpo 2, o qual é projetado para ser conectado operativamente e atuado por um braço robótico 14 de um robô.[0033] The adaptive prehensile manipulator 1 comprises a body 2, which is designed to be operatively connected and actuated by a robotic arm 14 of a robot.
[0034] Preferencialmente, o manipulador preênsil 1 é conectado na extremidade livre de um braço 14 por interposição de um sensor de força 12 que pode determinar as forças agindo e/ou aplicadas pelo dito manipulador preênsil 1.[0034] Preferably, the prehensile manipulator 1 is connected to the free end of an arm 14 by interposition of a force sensor 12 that can determine the forces acting and / or applied by said prehensile manipulator 1.
[0035] De acordo com a configuração ilustrada, o corpo 2 possui essencialmente um formato de paralelepípedo com uma base retangular se estendendo em uma direção longitudinal, com duas laterais longas longitudinais opostas e duas laterais curtas[0035] According to the illustrated configuration, the body 2 has essentially a parallelepiped shape with a rectangular base extending in a longitudinal direction, with two opposite longitudinal long sides and two short sides
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8/14 transversas.8/14 transversal.
[0036] O formato do corpo do manipulador preênsil 1 pode também, obviamente, diferir do formato de base retangular como mostrado pelo exemplo.[0036] The shape of the body of the prehensile manipulator 1 can, of course, also differ from the shape of the rectangular base as shown by the example.
[0037] O supramencionado corpo 2 do manipulador preênsil 1 compreende um primeiro lado 3 com uma superfície externa que, quando o manipulador agarra a forma de calçado 4 ou outro objeto 13, encara, isto é, está voltado em direção à forma de calçado 4 ou ao outro objeto 13.[0037] The aforementioned body 2 of the prehensile manipulator 1 comprises a first side 3 with an external surface that, when the manipulator grasps the form of footwear 4 or another object 13, it faces, that is, it faces towards the form of footwear 4 or the other object 13.
[0038] O manipulador preênsil 1 ainda compreende:[0038] The prehensile manipulator 1 still comprises:
meios agarradores associados ao corpo 2 acima mencionado para agarrar seletivamente uma porção de uma forma de calçado 4 ou outro objeto 13; e meios de acionamento para acionar tais meios agarradores para fechar e abrir.gripping means associated with the aforementioned body 2 to selectively grasp a portion of a shoe shape 4 or other object 13; and driving means for driving such gripping means for closing and opening.
[0039] Vantajosamente:[0039] Advantageously:
os meios agarradores acima mencionados compreendem pelo menos um par de garras contrárias 5;the aforementioned gripping means comprise at least one pair of counter jaws 5;
as ditas garras contrárias 5 se projetam para fora do corpo 2, se tal modo que sua extremidade distai 6 estende-se para além da superfície exterior acima mencionada no primeiro lado 3 do corpo 2;said counter jaws 5 project outward from the body 2, such that its distal end 6 extends beyond the aforementioned outer surface on the first side 3 of the body 2;
cada garra 5 estende-se ao longo de um eixo n-n a partir de uma extremidade 7 proximal do dito corpo à dita extremidade distai 6;each claw 5 extends along an axis n-n from an end 7 proximal to said body to said distal end 6;
cada garra 5 é articulada para se mover a partir de uma configuração aberta (ver figuras 1, 2 e 3), na qual as garras opostas 5 de cada par garras 5 estão em relação espaçada, para uma configuração fechada (ver Figuras 4a, 4b, 5, 6, 8, 9, 10) em que as extremidades distais 6 garras opostas 5 de cada par garras 5 se tornam:each claw 5 is articulated to move from an open configuration (see figures 1, 2 and 3), in which the opposite claws 5 of each pair claws 5 are in spaced relation, for a closed configuration (see Figures 4a, 4b , 5, 6, 8, 9, 10) in which the distal ends 6 opposite claws 5 of each pair 5 claws become:
- mais próximas da superfície exterior acima mencionado do dito primeiro lado 3 do dito corpo 2; e- closer to the aforementioned outer surface of said first side 3 of said body 2; and
- mais próximas ou em contato umas com as outras, em comparação com a posição assumida pelas garras 5, quando o manipulador preênsil 1 se encontra na configuração aberta acima mencionada.- closer or in contact with each other, compared to the position taken by the claws 5, when the prehensile manipulator 1 is in the above-mentioned open configuration.
[0040] De preferência, à medida que as garras opostas de cada par de garras se movem da configuração aberta para a configuração fechada acima mencionada, elas assumem[0040] Preferably, as the opposite claws of each pair of claws move from the open configuration to the closed configuration mentioned above, they assume
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9/14 uma forma mais curva, com a concavidade voltada para a garra oposta 5 de cada par de garras 5, como mostrado, por exemplo, na figura 6.9/14 a more curved shape, with the concavity facing the opposite claw 5 of each pair of claws 5, as shown, for example, in figure 6.
[0041] De preferência, as garras adaptativas 5 são articuladas em torno do eixo de articulação Y-Y que se estende paralelamente a uma direção:[0041] Preferably, the adaptive grips 5 are articulated around the Y-Y articulation axis which extends parallel to one direction:
perpendicular ao eixo n-n de cada garra 5; e perpendicular ao plano ideal estendendo-se através duas garras contrárias do mesmo par de garras 5.perpendicular to the n-n axis of each claw 5; and perpendicular to the ideal plane extending through two opposite claws of the same pair of claws 5.
[0042] De preferência, cada garra 5 compreende uma pluralidade de segmentos 8a, 8b, 8c que se prolongam na relação de articulação ligada de extremo a extremo a partir da extremidade proximal 7 acima mencionada para a extremidade distai 6 acima mencionada. [0043] Cada garra 4 apresenta um lado interior, que está voltado para a superfície exterior acima mencionada do primeiro lado 3 do corpo 2, e um lado exterior oposto ao mesmo.[0042] Preferably, each jaw 5 comprises a plurality of segments 8a, 8b, 8c extending in the end-to-end hinge relationship from the aforementioned proximal end 7 to the aforementioned distal end 6. [0043] Each claw 4 has an inner side, which faces the aforementioned outer surface of the first side 3 of the body 2, and an outer side opposite it.
[0044] De acordo com a configuração ilustrada (mostrada como exemplo nas figuras 6 e[0044] According to the illustrated configuration (shown as an example in figures 6 and
7):7):
cada garra 5 compreende um segmento final 8a que define a dita extremidade distai 6;each jaw 5 comprises a final segment 8a defining said distal end 6;
o lado interior de cada garra 5 compreende uma pluralidade dos ditos segmentos 8b que se prolongam axialmente numa relação de conexão mútua articulada de ponta a ponta entre o dito segmento final 8a até que se defina uma porção interna 7a da extremidade proximal 7;the inner side of each claw 5 comprises a plurality of said segments 8b extending axially in an articulated end-to-end mutual connection relationship between said final segment 8a until an inner portion 7a of the proximal end 7 is defined;
o lado exterior de cada garra 5 é definido por uma segunda pluralidade dos ditos segmentos 8c que se prolongam axialmente numa relação de conexão mútua articulada de ponta a ponta a partir da porção externa do dito segmento final 8a até que se defina uma porção externa 7a da dita extremidade proximal 7;the outer side of each claw 5 is defined by a second plurality of said segments 8c extending axially in a hinged end-to-end mutual connection relationship from the outer portion of said final segment 8a until an outer portion 7a of the said proximal end 7;
a porção interna 7a da extremidade proximal 7 de cada garra 5 é ligada por articulação a um respectivo ponto 15 do dito corpo 2, para rotacionar em torno de um eixo respectivo de articulação Y-Y, paralelo ao eixo longitudinal corpo 2;the inner portion 7 a of the proximal end 7 of each claw 5 is hingedly connected to a respective point 15 of said body 2, for rotating about a respective axis of articulation YY, parallel to the longitudinal axis body 2;
a porção exterior 7b da extremidade proximal 7 de cada garra 5 é acionada rotativamente pelos meios de acionamento acima mencionados.the outer portion 7b of the proximal end 7 of each claw 5 is rotatably driven by the aforementioned driving means.
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10/14 [0045] De preferência, o meio de acionamento para o manipulador preênsil 1 compreende para cada garra 5, um respectivo motor elétrico possuindo uma haste de rotação 9 ligada por meio de uma alavanca/manivela 10 à porção exterior da dita extremidade proximal 7 de cada garra 5.10/14 [0045] Preferably, the drive means for the prehensile manipulator 1 comprises for each claw 5, a respective electric motor having a rotation rod 9 connected by means of a lever / crank 10 to the outer portion of said proximal end 7 of each claw 5.
[0046] Alternativa mente, pode ser provido um motor único para movimentar mais do que uma garra 5 ou para mover todas as garras do manipulador preênsil 1. Aqui, a transmissão mecânica fornecida para transferir o movimento do motor para as garras 5 deve incluir meios limitadores para limitar a força/torque máximo de aperto transmitido, para cada garra, tais como limitadores de torque, embreagens e similares.[0046] Alternatively, a single motor may be provided to move more than one jaw 5 or to move all jaws of the prehensile manipulator 1. Here, the mechanical transmission provided to transfer the movement of the motor to the jaws 5 must include means limiters to limit the maximum tightening force / torque transmitted, for each gripper, such as torque limiters, clutches and the like.
[0047] De preferência, em cada garra 5 do manipulador preênsil 1, os correspondentes pontos de articulação da dita primeira pluralidade de segmentos 8b e da dita segunda pluralidade dos ditos segmentos 8c são articuladamente ligados através das respectivas bielas 11.[0047] Preferably, in each claw 5 of the prehensile manipulator 1, the corresponding points of articulation of said first plurality of segments 8b and said second plurality of said segments 8c are articulated connected through the respective connecting rods 11.
[0048] As bielas 11 e os segmentos 8 acima mencionados definem ligações de quatro barras na estrutura de cada garra 5.[0048] The connecting rods 11 and segments 8 mentioned above define connections of four bars in the structure of each claw 5.
[0049] De preferência, em cada garra 5, o respectivo lado articulado exterior converge para o lado articulado interior, desde a extremidade proximal 7 até à extremidade distai 6. [0050] De preferência, o manipulador preênsil 1 compreende um material resiliente e/ou meios elásticos 16 localizados entre a primeira pluralidade de segmentos 8b do lado interno e a acima mencionada segunda pluralidade de segmentos 8c do lado exterior de cada garra 5.[0049] Preferably, on each claw 5, the respective outer articulated side converges to the inner articulated side, from the proximal end 7 to the distal end 6. [0050] Preferably, the prehensile manipulator 1 comprises a resilient material and / or elastic means 16 located between the first plurality of segments 8b on the inner side and the above mentioned second plurality of segments 8c on the outer side of each claw 5.
[0051] Preferencialmente, cada garra 5 do manipulador preênsil 1 compreende pelo menos dois pontos de articulação ao longo do seu próprio eixo n-n e compreende, de preferência, pelo menos três pontos de articulação.[0051] Preferably, each claw 5 of the prehensile manipulator 1 comprises at least two points of articulation along its own axis n-n and preferably comprises at least three points of articulation.
[0052] Como mostrado nas figuras, o eixo n-n de cada garra 5 do manipulador preênsil 1 assume uma forma essencialmente reta quando o manipulador está na configuração aberta (veja a figura 3), e tem a forma de uma linha quebrada quando o manipulador 1 está na configuração fechada (veja a figura 6).[0052] As shown in the figures, the nn axis of each claw 5 of the prehensile manipulator 1 takes on an essentially straight shape when the manipulator is in the open configuration (see figure 3), and is in the form of a broken line when the manipulator 1 is in the closed configuration (see figure 6).
[0053] Preferencialmente, o manipulador preênsil 1 compreende dois pares de garras opostas mutuamente escalonadas 5.[0053] Preferably, the prehensile manipulator 1 comprises two pairs of mutually staggered opposing jaws 5.
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 151/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 151/174
11/14 [0054] De acordo com a forma de realização ilustrada, os dois pares de garras opostas 5 estão mutuamente escalonados na direção longitudinal X-X, isto é, ao longo dos lados compridos do corpo 2.11/14 [0054] According to the illustrated embodiment, the two opposing claw pairs 5 are mutually staggered in the longitudinal direction X-X, that is, along the long sides of the body 2.
[0055] Os dois pares de garras opostas permitem que o manipulador preênsil 1 segure a forma de calçado 4, ou outro objeto 13, em dois pontos afastados, assegurando assim um aperto firme e estável no mesmo.[0055] The two pairs of opposing claws allow the prehensile manipulator 1 to hold the shape of footwear 4, or another object 13, at two points apart, thus ensuring a firm and stable grip on it.
[0056] De um modo preferido, cada garra 5 compreende uma porção de pega, revestida ou formada com um material de coeficiente de atrito elevado na dita extremidade distai 6. [0057] De um modo preferido, cada garra 5 compreende uma porção de pega com uma superfície rugosa na dita extremidade distai 6.[0056] Preferably, each jaw 5 comprises a handle portion, coated or formed with a high friction coefficient material at said distal end 6. [0057] Preferably, each jaw 5 comprises a handle portion with a rough surface at said distal end 6.
[0058] De um modo preferido, o manipulador preênsil compreende, para cada garra 5, meios de sensor respectivos para determinar diretamente ou por medição indireta a força de fechamento exercida por cada garra 5.[0058] Preferably, the prehensile manipulator comprises, for each claw 5, respective sensor means for directly or indirectly determining the closing force exerted by each claw 5.
[0059] O método de fabricação de calçados utilizando formas de calçado 4 inclui as etapas de:[0059] The method of manufacturing shoes using shoe forms 4 includes the steps of:
prover um sistema de fabricação de calçado 100 como descrito acima;providing a shoe manufacturing system 100 as described above;
manusear as partes de calçado na dita primeira célula de trabalho 101 utilizando o dito primeiro robô R;handling the shoe parts in said first working cell 101 using said first robot R;
manusear as formas de calçado 4 na dita primeira célula de trabalho 101 por meio do dito primeiro robô 4 por agarrar seletivamente as ditas formas de calçado 4 em suas laterais utilizando os ditos manipuladores preênsil 1; e utilizar as primeiras máquinas Mi, Mz, ... Mi, para executar as etapas de processamento nas partes de calçado associadas às formas de calçado, localizadas em cada uma das ditas primeiras máquinas Mi, Mz,... Mi.handling the shoe shapes 4 in said first working cell 101 by means of said first robot 4 by selectively grasping said shoe shapes 4 on its sides using said prehensile manipulators 1; and use the first machines Mi, Mz, ... Mi, to perform the processing steps on the shoe parts associated with the shoe shapes, located in each of the first Mi, Mz, ... Mi machines.
[0060] De preferência, se o acima mencionado sistema de fabricação de calçado 100 também compreender uma segunda célula de trabalho 102, então o método de fabricação de calçado compreende o passo de usar o buffer de acumulação temporária B acima mencionado para manusear as peças de calçado e/ou a forma de calçado entre a primeira célula de trabalho 101 e a segunda célula de trabalho 102.[0060] Preferably, if the aforementioned shoe making system 100 also comprises a second working cell 102, then the shoe making method comprises the step of using the aforementioned temporary accumulation buffer B to handle the pieces of footwear and / or the form of footwear between the first working cell 101 and the second working cell 102.
[0061] De preferência, o método de fabricação de calçado compreende os passos de:[0061] Preferably, the method of manufacturing footwear comprises the steps of:
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 152/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 152/174
12/14 armazenar, para cada tipo diferente de calçado, os componentes de calçados necessários, a forma de calçado a ser usada para a aplicação de componentes de calçado, e a sequência de operações de processamento a serem executadas nas várias máquinas;12/14 store, for each different type of footwear, the necessary footwear components, the form of footwear to be used for the application of footwear components, and the sequence of processing operations to be performed on the various machines;
identificar cada forma de calçado a ser manuseada; e de acordo com a forma de calçado assim identificada, aplicar/associar os componentes de calçados necessários e realizar as operações de processamento em cada máquina seguindo a sequência como provida nos dados armazenados.identify each form of footwear to be handled; and according to the form of footwear thus identified, apply / associate the necessary footwear components and perform the processing operations on each machine following the sequence as provided in the stored data.
[0062] Como claramente mostrado na descrição acima, o sistema de fabricação de calçado da presente invenção preenche a necessidade acima mencionada e também elimina os inconvenientes da técnica anterior como estabelecido na introdução desta divulgação. A estrutura do supracitado manipulador permite que tal manipulador agarre objetos tais como formas de calçado do tipo convencional, isto é, uma forma de calçado tal como aquelas manuseadas manualmente por um operador nos processos usuais de fabricação de calçados.[0062] As clearly shown in the description above, the shoe manufacturing system of the present invention fulfills the need mentioned above and also eliminates the drawbacks of the prior art as set out in the introduction to this disclosure. The structure of the aforementioned manipulator allows such a manipulator to grab objects such as footwear shapes of the conventional type, that is, a footwear shape such as those handled manually by an operator in the usual footwear manufacturing processes.
[0063] Deve-se notar a este respeito que a forma de calçado possui formas e tamanhos diferentes de acordo com o tamanho e forma especial do calçado a ser fabricado. Além disso, estas formas de calçado possuem formas arredondadas e curvas que não são facilmente agarradas por uma garra de dentes retos, que apenas podem realizar um movimento normal de abertura e fechamento. No entanto, o manipulador preênsil da presente invenção é considerado do tipo adaptativo, uma vez que pode ser adaptado e conformado com a forma da forma de calçado a ser recolhida, e pode assim ajustar-se às suas formas redondas, salientes ou côncavas para assegurar um aperto firme e eficaz.[0063] It should be noted in this regard that the shape of shoes has different shapes and sizes according to the size and special shape of the shoes to be manufactured. In addition, these shoe shapes have rounded and curved shapes that are not easily grasped by a straight-toothed claw, which can only perform a normal opening and closing movement. However, the prehensile manipulator of the present invention is considered to be of the adaptive type, since it can be adapted and conformed to the shape of the shoe shape to be collected, and can thus adjust to its round, protruding or concave shapes to ensure a firm and effective grip.
[0064] Este resultado é conseguido porque as garras opostas de cada par de garras cooperam agarrando juntas, possivelmente não da mesma maneira de uma garra a outra, na forma de calçado a ser agarrada. Como mencionado acima, conforme as garras se movem da configuração aberta para a configuração fechada, elas tomam uma posição mais próxima do corpo do manipulador, preferivelmente assumindo um perfil mais curvo, que pode garantir um aperto firme na forma de calçado.[0064] This result is achieved because the opposite claws of each pair of claws cooperate by grasping together, possibly not in the same way from one claw to another, in the form of footwear to be grasped. As mentioned above, as the claws move from the open to the closed configuration, they take a position closer to the manipulator's body, preferably assuming a more curved profile, which can guarantee a firm grip in the form of shoes.
[0065] De preferência, tal efeito preênsil adaptativo é assegurado porque as garras são articuladas e compreendem, por exemplo, a acima mencionada pluralidade de segmentos[0065] Preferably, such an adaptive prehensile effect is ensured because the claws are articulated and comprise, for example, the aforementioned plurality of segments
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 153/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 153/174
13/14 que se estende em uma relação articulada mútua de extremidade a extremidade.13/14 that extends in a mutual articulated relationship from end to end.
[0066] Uma vantagem que pode ser obtida usando o manipulador utilizando o manipulador preênsil consiste na possibilidade de determinar ou ajustar, direta ou indiretamente, para cada garra, a forma a ser assumida e também a força máxima preênsil a ser aplicada ao objeto a ser agarrado, aumentando assim a capacidade do manipulador preênsil para se adaptar à forma particular da forma de calçado a ser agarrada.[0066] An advantage that can be obtained using the manipulator using the prehensile manipulator is the possibility to determine or adjust, directly or indirectly, for each claw, the shape to be assumed and also the maximum prehensile force to be applied to the object to be grasped, thus increasing the ability of the prehensile manipulator to adapt to the particular shape of the footwear to be grasped.
[0067] Mais uma vantagem do manipulador preênsil consiste na possibilidade de usar esse manipulador para manipular automaticamente a forma de calçado e manipular automaticamente as partes de calçado. Tal manipulador também é capaz de carregar e descarregar a forma de calçado não apenas para e dos depósitos, mas as máquinas também são especialmente conhecidas por serem tipicamente usadas para:[0067] Another advantage of the prehensile manipulator is the possibility of using this manipulator to automatically manipulate the shape of the shoe and automatically manipulate the shoe parts. Such a manipulator is also capable of loading and unloading the shoe form not only to and from the tanks, but the machines are also especially known for being typically used for:
encaixar a parte superior à forma de calçado;fit the upper to the shoe shape;
encaixar a biqueira;fit the toecap;
encaixar o contraforte;fit the buttress;
desbastar;thinning;
colar;necklace;
encaixar a entressola; e etc.fit the midsole; and etc.
[0068] Considerando que, antes da presente invenção, enquanto as máquinas conhecidas acima mencionadas tinham uma operação automatizada, elas ainda requeriam a presença de um operador para carregar e descarregar manualmente a forma de calçado e as peças de calçado que foram aplicadas.[0068] Whereas, prior to the present invention, while the aforementioned known machines had an automated operation, they still required the presence of an operator to manually load and unload the shape of shoes and the pieces of shoes that were applied.
[0069] Uma vantagem que resulta do uso do sistema de fabricação de calçados da presente invenção consiste na possibilidade de um processo de fabricação de calçados quase totalmente automático, devido ao uso de um ou mais robôs manipuladores, e da redução de mão de obra usando a tecnologia de máquinas semiautomáticas ou automáticas existentes, que podem ser integradas no sistema de fabricação de calçados da presente invenção, não apenas do ponto de vista estrutural e funcional, mas também em termos de integração com o sistema geral de controle e gestão e/ou o da célula de[0069] An advantage that results from the use of the shoe manufacturing system of the present invention is the possibility of an almost fully automatic shoe manufacturing process, due to the use of one or more manipulator robots, and the reduction of labor using the technology of existing semi-automatic or automatic machines, which can be integrated into the shoe manufacturing system of the present invention, not only from a structural and functional point of view, but also in terms of integration with the general control and management system and / or the cell
Petição 870190080935, de 20/08/2019, pág. 154/174Petition 870190080935, of 8/20/2019, p. 154/174
14/14 trabalho individual.14/14 individual work.
[0070] Os peritos da técnica irão obviamente entender que um número de alterações e variantes podem ser feitas ao manipulador preênsil acima descrito, ainda dentro do escopo da invenção, como definido nas reivindicações seguintes.[0070] Those skilled in the art will obviously understand that a number of changes and variants can be made to the prehensile manipulator described above, still within the scope of the invention, as defined in the following claims.
[0071] Assim, por exemplo, mais de um robô pode ser provido dentro de uma única célula de trabalho.[0071] Thus, for example, more than one robot can be provided within a single work cell.
Claims (37)
Applications Claiming Priority (5)
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