CN104161353B - 一种鞋面的自动化喷胶设备及自动喷胶方法 - Google Patents

Abstract

一种鞋面的自动化喷胶设备，包括第一传送带、第一驱动组件以及第一自动化喷胶控制组件，所述第一自动化喷胶控制组件包括位于所述第一传送带上方并且依次邻接的三维扫描机构、第一处理水喷淋机构、第一处理水烘干机构、第一喷胶执行机构以及第一胶水烘干机构，所述第一喷胶执行机构包括一使能端与所述三维扫描机构连接的控制器、一与该控制器输出端连接的第一六自由度机械手以及一安装于该第一六自由度机械手手臂上的第一喷枪。本发明还包括一种使用上述喷胶设备的自动化喷胶方法。本发明可以大大地降低胶水的浪费量并且提高鞋面喷胶效果一致性，进而保证提高后续鞋面和鞋底粘合牢固程度，提高鞋类的使用寿命和品质。

Description

一种鞋面的自动化喷胶设备及自动喷胶方法

技术领域

本发明涉及一种鞋面的喷胶设备和喷胶方法，尤其是指一种鞋面的自动化喷胶设备及自动喷胶方法。

背景技术

喷胶工艺是制鞋过程中用工较多、耗时较多的工序。喷胶的质量的好坏决定了鞋面同鞋底的粘合牢固程度，进而影响到鞋类的使用性能和品质。就目前而言，现有鞋底喷胶一般是靠人工操作，这种人工操作方式生产效率低下、质量不稳定，人工成本高。而且，制鞋用的胶粘剂含有有毒成分，工人长时间接触该胶粘剂会对操作工人的身体产生极大危害。

为了克服人工喷胶对人体健康的诸多危害，现有的一种喷胶设备是在输送带上设有喷胶枪，可对输送带上的鞋底进行喷胶，然而却由于喷胶枪不能自动调整位置，喷胶枪无法准确定位输送带上的鞋底，从而导致喷胶枪无法对准鞋底进行喷胶。

为了应对以上难题，本申请人于2013年11月13日向国家知识产权局提交了一份中国实用新型专利（申请号：201320717548.9，公告号：CN203523958U），以上专利记载了一项基于视觉定位的喷胶设备的技术方案，其包括支撑台、喷胶枪、装设于该支撑台上的输送带、装设于该支撑台上的支撑架，喷胶设备还包括视频摄像头、带动喷胶枪X轴方向移动的X轴传动装置、带动喷胶枪Y轴方向移动的Y轴传动装置、带动喷胶枪Z轴方向移动的Z轴传动装置和控制该喷胶设备运作的控制器，该视频摄像头装设于支撑架上，控制器分别与视频摄像头、X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置连接。本实用新型由视频摄像头、X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置以及控制器构成了基于视觉信息来调节喷胶枪位置的系统。该系统将喷胶枪调节到输送带上方的合适位置，使喷胶枪可以准确对鞋底进行喷胶。上述喷胶设备虽然一定程度上能够克服现有人工喷胶方式存在的生产效率低下、质量不稳定以及容易对工人造成人身伤害等问题，然而在实际的使用过程中还存在有以下几点不足之处：1、采用视频摄像头容易出现定位不准的情况，而且采用三轴传动的方式在喷胶过程中无法实现各个部位喷涂胶水量的一致性，要想达到完全替代人工喷胶还有相当长的距离；2、由于视频摄像头仅能够采集二维图像，如果想要利用在鞋面喷涂中，无法对鞋面要喷涂的三维轮廓进行准确定位，从而导致无法适用于鞋面喷胶；3、采用三轴传动的方式不仅工作效率低下，而且出错率高，另外需要准确控制喷枪的开启和闭合，控制方式相当复杂，需要的控制设备较为昂贵。

发明内容

本发明提供一种鞋面的自动化喷胶设备及自动喷胶方法，其主要目的在于克服现有喷胶设备存在的定位不准、喷胶一致性差以及无法应用于鞋面喷胶的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种鞋面的自动化喷胶设备，包括一第一传送带、驱动该第一传送带进行匀速运动的第一驱动组件以及第一自动化喷胶控制组件，所述第一自动化喷胶控制组件包括位于所述第一传送带上方并且依次邻接的三维扫描机构、第一处理水喷淋机构、第一处理水烘干机构、第一喷胶执行机构以及第一胶水烘干机构，所述第一喷胶执行机构包括一使能端与所述三维扫描机构连接的控制器、一与该控制器输出端连接的第一六自由度机械手以及一安装于该第一六自由度机械手手臂上的第一喷枪，在所述第一六自由度机械手执行对鞋面喷胶动作时，所述第一喷枪匀速喷出胶水。

进一步的，所述第一处理水喷淋机构包括一与该控制器输出端连接的第二六自由度机械手以及一安装于该第二六自由度机械手手臂上的第二喷枪，在所述第二六自由度机械手执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪匀速喷出处理水。

进一步的，包括有一第一烘箱以及一第二烘箱，该第一烘箱包括有一胶水干燥空间，该第一胶水烘干机构为该胶水干燥空间，所述第一烘箱壁面开设有供第一传送带穿入/穿出所述胶水干燥空间的入口/出口，所述第二烘箱包括一处理水干燥空间，所述第一处理水烘干机构为该处理水干燥空间，所述第二烘箱壁面开设有供第一传送带穿入/穿出所述处理水干燥空间的入口/出口。

进一步的，所述胶水干燥空间的长度为2米，所述处理水干燥空间的长度为1.5米。

进一步的，所述三维扫描机构为非接触式三维扫描仪，该非接触式三维扫描仪用于将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋面上，借用鞋面对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来创建鞋面几何表面的点云数据进而生成三维模型并传输给所述控制器，所述控制器用于根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷胶动作。

进一步的，所述三维扫描机构包括鞋面扫描单元、图像处理单元、数据获取单元以及模型生成单元，所述鞋面扫描单元用于拍摄鞋面顶侧图像、鞋面左侧图像以及鞋面右侧图像，其包括一设置于第一传送带上的鞋面扫描位置处的龙门形支架，该龙门形支架的顶部装设有两个第一摄像头，左下方装设有两个第二摄像头，右下方装设有两个第三摄像头，两个所述第一摄像头均对准鞋面顶侧并且对应用于采集两个鞋面的顶侧图像；两个所述第二摄像头均对准鞋面左侧并且对应用于采集两个鞋面的左侧图像；两个所述第三摄像头均对准鞋面右侧并且对应用于采集两个鞋面的右侧图像；所述图像处理单元的使能端连接于所述第一摄像头、第二摄像头以及第三摄像头的输出端，并且该图像处理单元用于对采集到的两个鞋面的顶侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面顶侧图像，对采集到的两个鞋面的左侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面左侧图像，对采集到的两个鞋面的右侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面右侧图像；所述数据获取单元的使能端与所述图像处理单元的输出端相连接，并且该数据获取单元用于采用边缘检测算法对图像处理后的完整的鞋面顶侧图像、鞋面左侧图像以及鞋面右侧图像进行边缘检测，并获取鞋面顶侧、鞋面左侧和鞋面右侧的轮廓边缘坐标作为三维点云数据；所述模型生成单元的使能端与所述数据获取单元的输出端相连接，并且该模型生成单元用于根据上述三维点云数据，结合保存的鞋面标准模型，调用轮廓约束算法生成鞋面三维模型并传输给所述控制器，所述控制器用于根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷胶动作。

一种使用上述自动化喷胶设备的自动化喷胶方法，包括以下步骤：a、鞋面的配对和上料准备：将鞋面附着固定于鞋楦上，并且准备好用于与其配对的鞋底，将鞋底和鞋面进行预定位，并且其二者的定位边缘画上轮廓线，然后将鞋面和鞋楦通过鞋楦头部的装配孔套设在第一传送带的固定托架上；b、对鞋面的喷胶区域进行扫描：第一传送带带动鞋面运动到所述非接触式三维扫描仪的工作区域，该非接触式三维扫描仪通过将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋面上，借用鞋底对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来创建鞋面几何表面的点云数据进而生成三维模型并输送到控制器上，所述第一驱动组件提供鞋面X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上；c、对鞋面的喷胶区域进行喷处理水：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第二六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第二六自由度机械手，所述第二六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷处理水动作，在所述第二六自由度机械手执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪匀速喷出处理水；d、对鞋面上的处理水进行烘干：第一传送带带动鞋面运动到第二烘箱的处理水干燥空间进行干燥处理；e、对鞋面的喷胶区域进行喷胶：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷胶动作，在所述第一六自由度机械手执行对鞋面喷胶动作时，所述第一喷枪匀速喷出胶水；f、对鞋面上的胶水进行烘干：第一传送带带动鞋面运动到第一烘箱的胶水干燥空间进行干燥处理；g、干燥后的鞋面在第一传送带带动下运输至粘合工作台面上，即可完成鞋面的自动喷胶，以便工人对鞋面和鞋底进行手动压合处理的后续操作。

另一种使用上述自动化喷胶设备的自动化喷胶方法，包括以下步骤：a、鞋面的配对和上料准备：将鞋面附着固定于鞋楦上，并且准备好用于与其配对的鞋底，将鞋底和鞋面进行预定位，并且其二者的定位边缘画上轮廓线，然后将鞋面和鞋楦通过鞋楦头部的装配孔套设在第一传送带的固定托架上；b、对鞋面的喷胶区域进行扫描：第一传送带带动鞋面运动到所述鞋面扫描单元的工作区域，两个所述第一摄像头均对准鞋面顶侧并且对应采集两个鞋面的顶侧图像；两个所述第二摄像头均对准鞋面左侧并且对应采集两个鞋面的左侧图像；两个所述第三摄像头均对准鞋面右侧并且对应采集两个鞋面的右侧图像，所述图像处理单元对采集到的两个鞋面的顶侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面顶侧图像，对采集到的两个鞋面的左侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面左侧图像，对采集到的两个鞋面的右侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面右侧图像；所述数据获取单元采用边缘检测算法对图像处理后的完整的鞋面顶侧图像、鞋面左侧图像以及鞋面右侧图像进行边缘检测，并获取鞋面顶侧、鞋面左侧和鞋面右侧的轮廓边缘坐标作为三维点云数据，并且所述模型生成单元根据上述三维点云数据，结合保存的鞋面标准模型，调用轮廓约束算法生成鞋面三维模型并传输给所述控制器，所述第一驱动组件提供鞋面X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上；c、对鞋面的喷胶区域进行喷处理水：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第二六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第二六自由度机械手，所述第二六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷处理水动作，在所述第二六自由度机械手执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪匀速喷出处理水；d、对鞋面上的处理水进行烘干：第一传送带带动鞋面运动到第二烘箱的处理水干燥空间进行干燥处理；e、对鞋面的喷胶区域进行喷胶：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷胶动作，在所述第一六自由度机械手执行对鞋面喷胶动作时，所述第一喷枪匀速喷出胶水；f、对鞋面上的胶水进行烘干：第一传送带带动鞋面运动到第一烘箱的胶水干燥空间进行干燥处理，干燥后的鞋面在第一传送带带动下运输至粘合工作台面上，即可完成鞋面的自动喷胶，以便工人对鞋面和鞋底进行手动压合处理的后续操作。

和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:

1、本发明结构简单、实用性强，通过设置利用三维扫描机构来对鞋面进行扫描、并且利用第一六自由度机械手来控制第一喷枪完成对鞋面进行上胶的操作，由于三维扫描获取的不仅仅包括颜色信息，还包括距离信息，因而通过处理后便可形成特定的三维模型，进而生成均有三维轮廓曲线的运动轨道数据，而第一六自由度机械手是一种具有沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度的机械手装置，其根据上述控制器提供的运动轨道数据能够完全模仿人工手臂摆动的动作控制第一喷枪运动，这时候只需要设定在第一六自由度机械手进行沿运动轨迹摆动时开启第一喷枪，完成运动轨迹后自动关闭第一喷枪，由于第一六自由度机械手整体运动速率是一致，而且第一喷枪的胶水喷出速率也是一致，因而可以保证鞋面各部位喷涂的胶水量趋于一致，可以大大地降低胶水的浪费量并且提高鞋面喷胶效果一致性，进而保证提高后续鞋面和鞋底粘合牢固程度，提高鞋类的使用寿命和品质。

2、在本发明中，鞋面的喷胶方法中均包括有先进行处理水喷淋、再烘干、再进行喷胶、再烘干的四步操作，同时也附带这完成这四步操作的专用设备或机构，先进行喷上处理水可以有利于提高后续喷胶的牢固程度，也就是说处理水可以对鞋面的上胶面进行表面处理，经过烘干后的上胶面与胶水的结合牢固性会得到大程度的增强。

3、在本发明中，采用非接触式三维扫描仪作为三维扫描机构可以满足鞋面的快速喷胶处理的需求，其数据处理块，动作判断和控制精确，但是设备造价相对较高，而另一种三维扫描机构是采用图像扫描单元中的顶部的两个第一摄像头，左下方的两个第二摄像头，右下方装的两个第三摄像头，通过以上六个摄像头在同一时间内拍照六张图片，并且由计算机软件进行分析，因而可以降低三维扫描机构的生产成本，并且可以在保证一定精度，特别是在保证鞋面喷涂区域的各位置参数的精确度的前提下，可以大大地减少扫描时间。

附图说明

图1为一种使用本发明的鞋类生产线的结构示意图。

图2为为图1的A视角的结构示意图。

图3为为图1的B视角的结构示意图。

图4为本发明中实施例二所采用的鞋面扫描单元的结构示意图。

图5为本发明中实施例二所采用的三维扫描机构的原理示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例一

参照图1、图2和图3。一种鞋类的自动化生产线，包括一鞋面自动上胶装置1以及一鞋底自动上胶装置2，所述鞋面自动上胶装置1包括一第一传送带10、驱动该第一传送带10进行匀速运动的第一驱动组件11以及第一自动化喷胶控制组件13，所述第一自动化喷胶控制组件13包括位于所述第一传送带10上方并且依次邻接的三维扫描机构14、第一处理水喷淋机构15、第一处理水烘干机构16、第一喷胶执行机构17以及第一胶水烘干机构18，所述第一喷胶执行机构17包括一使能端与所述三维扫描机构14连接的控制器、一与该控制器输出端连接的第一六自由度机械手170以及一安装于该第一六自由度机械手170手臂上的第一喷枪171，在所述第一六自由度机械手170执行对鞋面上胶动作时，所述第一喷枪171匀速喷出胶水。本实施例通过设置利用三维扫描机构14来对鞋面进行扫描、并且利用第一六自由度机械手170来控制第一喷枪171完成对鞋面进行上胶的操作，由于三维扫描获取的不仅仅包括颜色信息，还包括距离信息，因而通过处理后便可形成特定的三维模型，进而生成均有三维轮廓曲线的运动轨道数据，而第一六自由度机械手170是一种具有沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度和绕这三个坐标轴的转动自由度的机械手装置，其根据上述控制器提供的运动轨道数据能够完全模仿人工手臂摆动的动作控制第一喷枪171运动，这时候只需要设定在第一六自由度机械手170进行沿运动轨迹摆动时开启第一喷枪171，完成运动轨迹后自动关闭第一喷枪171，由于第一六自由度机械手170整体运动速率是一致，而且第一喷枪171的胶水喷出速率也是一致，因而可以保证鞋面各部位喷涂的胶水量趋于一致，可以大大地降低胶水的浪费量并且提高鞋面喷胶效果一致性，进而保证提高后续鞋面和鞋底粘合牢固程度，提高鞋类的使用寿命和品质。

参照图1、图2和图3。所述鞋底自动上胶装置2包括一第二传送带20、驱动该第二传送带20进行匀速运动的第二驱动组件21以及第二自动化喷胶控制组件22，所述第二自动化喷胶控制组件22包括位于所述第二传送带20上方并且依次邻接的红外扫描设备23、第二处理水喷淋机构24、第二处理水烘干机构25、第二喷胶执行机构26以及第二胶水烘干机构27，所述第二喷胶执行机构26包括一使能端与所述红外扫描设备23连接的所述控制器、一与该控制器输出端连接的第三六自由度机械手260以及一安装于该第三六自由度机械手260手臂上的第三喷枪261，在所述第三六自由度机械手260执行对鞋底上胶动作时，所述第三喷枪261匀速喷出胶水。所述鞋面自动上胶装置1和鞋底自动上胶装置2均呈长条形，并且在宽度方向上邻接布置，所述第一传送带10的入口与所述第二传送的入口相汇聚，所述第一传送带10的出口与所述第二传送带20的出口相汇聚。本实施例通过将鞋面自动上胶装置和鞋底自动上胶装置进行左右邻接布置，一方面可以使得鞋底和鞋面同时从同一位置进入，并且也在同一位置处输出，因而极大地方便生产中的调度工作，工人往往不需要再次区分配对的鞋面和鞋底，即可直接根据上下两层出料的鞋面和鞋底进行粘合成型，可以大程度地提高单位时间内的工作效率。

参照图1、图2和图3。所述第一处理水喷淋机构15包括一与该控制器输出端连接的第二六自由度机械手150以及一安装于该第二六自由度机械手150手臂上的第二喷枪151，在所述第二六自由度机械手150执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪151匀速喷出处理水。所述第二处理水喷淋机构24包括一与该控制器输出端连接的第四六自由度机械手240以及一安装于该第四六自由度机械手240手臂上的第四喷枪241，在所述第四六自由度机械手240执行对鞋底喷处理水动作时，所述第四喷枪241匀速喷出处理水。在本实施例中，鞋面和鞋底的喷胶方法中均包括有先进行处理水喷淋、再烘干、再进行喷胶、再烘干的四步操作，生产线上同时也附带这完成这四步操作的专用设备或机构，先进行喷上处理水可以有利于提高后续喷胶的牢固程度，也就是说处理水可以对鞋面或者鞋底的上胶面进行表面处理，经过烘干后的上胶面与胶水的结合牢固性会得到大程度的增强。

参照图1、图2和图3。作为本发明的一较佳的实施方式，本实施例包括有一第一烘箱180以及一第二烘箱160，该第一烘箱180通过一第一隔板分隔成左胶水干燥空间和右胶水干燥空间，第一胶水烘干机构18为该左胶水干燥空间，第二胶水烘干机构27为该右胶水干燥空间，所述第一烘箱180壁面开设有供第一传送带10穿入/穿出左胶水干燥空间的左入口/左出口，所述第一烘箱180壁面开设有供第二传送带20穿入/穿出右胶水干燥空间的右入口/右出口，所述第二烘箱160通过一第二隔板分隔成左处理水干燥空间和右处理水干燥空间，第一处理水烘干机构16为该左处理水干燥空间，第二处理水烘干机构为该右处理水干燥空间，所述第二烘箱160壁面开设有供第一传送带10穿入/穿出左处理水干燥空间的左入口/左出口，所述第二烘箱160壁面开设有供第二传送带20穿入/穿出右处理水干燥空间的右入口/右出口。所述第一烘箱180的长度为2米，所述第二烘箱160的长度为1.5米。

参照图1、图2和图3。所述三维扫描机构14为非接触式三维扫描仪，该非接触式三维扫描仪用于将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋面上，借用鞋面对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来创建鞋面几何表面的点云数据进而生成三维模型并传输给所述控制器，所述控制器用于根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手170的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手170，所述第一六自由度机械手170根据该运动轨道数据执行对鞋面上胶动作。本实施采用非接触式三维扫描仪作为三维扫描机构可以满足鞋面的快速喷胶处理的需求，其数据处理块，动作判断和控制精确，有利于进一步提高本发明在鞋类生产中的效率。

本实施例的使用过程即为一种鞋类的自动化制作方法，因而下面通过详细介绍这种鞋类的自动化制作方法来对本实施例进一步阐明。

参照图1、图2和图3。一种使用上述自动化生产线的鞋类的自动化制作方法，包括以下步骤：

第一步，鞋底和鞋面的配对和上料准备：将鞋面附着固定于鞋楦上，并且准备好用于与其配对的鞋底，将鞋底和鞋面进行预定位，并且其二者的定位边缘画上轮廓线，然后将鞋底以底部为接触面地放置于第二传送带20上，将鞋面和鞋楦通过鞋楦头部的装配孔套设在第一传送带10的固定托架上；

第二步，对鞋底和鞋面的上胶区域进行扫描：第二传送带20带动鞋底运动到所述红外扫描设备23的工作区域，该红外扫描设备23通过将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋底上，借用鞋底对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来获取鞋底的Y轴方向和Z轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上，所述第二驱动组件21提供鞋底X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上；第一传送带10带动鞋面运动到所述非接触式三维扫描仪的工作区域，该非接触式三维扫描仪通过将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋面上，借用鞋面对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来创建鞋面几何表面的点云数据进而生成三维模型并输送到控制器上，所述第一驱动组件11提供鞋面X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上；

第三步，对鞋底和鞋面的上胶区域进行喷处理水：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一处理水喷淋机构15的工作区域的时间，当鞋面进入第一处理水喷淋机构15的工作区域，停止第一驱动组件11，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第二六自由度机械手150的运动轨道数据并传输给所述第二六自由度机械手150，所述第二六自由度机械手150根据该运动轨道数据执行对鞋面喷处理水动作，在所述第二六自由度机械手150执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪151匀速喷出处理水；与此同时，所述控制器一方面根据鞋底的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底进入第二处理水喷淋机构24的工作区域的时间，当鞋底进入第二处理水喷淋机构24的工作区域，停止第二驱动组件21，并且所述控制器另一方面根据上述鞋底的Y轴方向和Z轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底喷涂区域的二维空间信息，并生成所述第四六自由度机械手240的运动轨道数据并传输给所述第四六自由度机械手240，所述第四六自由度机械手240根据该运动轨道数据执行对鞋底喷处理水动作，在所述第四六自由度机械手240执行对鞋底喷处理水动作时，所述第四喷枪241匀速喷出处理水；

第四步，对鞋底和鞋面上的处理水进行烘干：第二传送带20带动鞋底运动到第二烘箱160的右处理水干燥空间进行干燥处理；第一传送带10带动鞋面运动到第二烘箱160的左处理水干燥空间进行干燥处理；

第五步，对鞋底和鞋面的上胶区域进行喷胶：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一喷胶执行机构17的工作区域的时间，当鞋面进入第一喷胶执行机构17的工作区域，停止第一驱动组件11，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手170的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手170，所述第一六自由度机械手170根据该运动轨道数据执行对鞋面上胶动作，在所述第一六自由度机械手170执行对鞋面上胶动作时，所述第一喷枪171匀速喷出胶水；与此同时，所述控制器一方面根据鞋底的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底进入第二喷胶执行机构26的工作区域的时间，当鞋底进入第二喷胶执行机构26的工作区域，停止第二驱动组件21，并且所述控制器另一方面根据上述鞋底的Y轴方向和Z轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底喷涂区域的二维空间信息，并生成所述第三六自由度机械手260的运动轨道数据并传输给所述第三六自由度机械手260，所述第三六自由度机械手260根据该运动轨道数据执行对鞋底上胶动作，在所述第三六自由度机械手260执行对鞋底上胶动作时，所述第三喷枪261匀速喷出胶水；

第六步，对鞋底和鞋面上的胶水进行烘干：第二传送带20带动鞋底运动到第一烘箱180的右胶水干燥空间进行干燥处理；第一传送带10带动鞋面运动到第一烘箱180的左胶水干燥空间进行干燥处理；

第七步，在第一传送带10和第二传动带的出口处对鞋底和鞋面进行手动压合使二者牢固粘合，等其二者结合处的胶水完全固化便可将成型好的鞋子从鞋楦上脱离，从而完成对鞋类的制作。

实施例二

参照图4和图5。本实施例与实施例一的实施方式大体相同，其不同之处在于：本实施例中的所述三维扫描机构14包括鞋面扫描单元140、图像处理单元141、数据获取单元142以及模型生成单元143，所述鞋面扫描单元140用于拍摄鞋面顶侧图像、鞋面左侧图像以及鞋面右侧图像，其包括一设置于第一传送带10上的鞋面扫描位置处的龙门形支架144，该龙门形支架144的顶部装设有两个第一摄像头145，左下方装设有两个第二摄像头146，右下方装设有两个第三摄像头147，两个所述第一摄像头145均对准鞋面顶侧并且对应用于采集两个鞋面的顶侧图像；两个所述第二摄像头146均对准鞋面左侧并且对应用于采集两个鞋面的左侧图像；两个所述第三摄像头147均对准鞋面右侧并且对应用于采集两个鞋面的右侧图像；所述图像处理单元141的使能端连接于所述第一摄像头145、第二摄像头146以及第三摄像头147的输出端，并且该图像处理单元141用于对采集到的两个鞋面的顶侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面顶侧图像，对采集到的两个鞋面的左侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面左侧图像，对采集到的两个鞋面的右侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面右侧图像；所述数据获取单元142的使能端与所述图像处理单元141的输出端相连接，并且该数据获取单元142用于采用边缘检测算法对图像处理后的完整的鞋面顶侧图像、鞋面左侧图像以及鞋面右侧图像进行边缘检测，并获取鞋面顶侧、鞋面左侧和鞋面右侧的轮廓边缘坐标作为三维点云数据；所述模型生成单元143的使能端与所述数据获取单元142的输出端相连接，并且该模型生成单元143用于根据上述三维点云数据，结合保存的鞋面标准模型，调用轮廓约束算法生成鞋面三维模型并传输给所述控制器，所述控制器用于根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手170的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手170，所述第一六自由度机械手170根据该运动轨道数据执行对鞋面上胶动作。

本实施例的使用过程即为一种鞋类的自动化制作方法，因而下面通过详细介绍这种鞋类的自动化制作方法来对本实施例进一步阐明。

参照图1、图2、图3、图4和图5。一种使用上述自动化生产线的鞋类的自动化制作方法，包括以下步骤：

第一步，鞋底和鞋面的配对和上料准备：将鞋面附着固定于鞋楦上，并且准备好用于与其配对的鞋底，将鞋底和鞋面进行预定位，并且其二者的定位边缘画上轮廓线，然后将鞋底以底部为接触面地放置于第二传送带20上，将鞋面和鞋楦通过鞋楦头部的装配孔套设在第一传送带10的固定托架上；

第二步，对鞋底和鞋面的上胶区域进行扫描：第二传送带20带动鞋底运动到所述红外扫描设备的工作区域，该红外扫描设备通过将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋底上，借用鞋底对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来获取鞋底的Y轴方向和Z轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上，所述第二驱动组件21提供鞋底X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上；当第一传送带10带动鞋面运动到所述鞋面扫描单元的工作区域，两个所述第一摄像头145均对准鞋面顶侧并且对应采集两个鞋面的顶侧图像；两个所述第二摄像头146均对准鞋面左侧并且对应采集两个鞋面的左侧图像；两个所述第三摄像头147均对准鞋面右侧并且对应采集两个鞋面的右侧图像，所述图像处理单元141对采集到的两个鞋面的顶侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面顶侧图像，对采集到的两个鞋面的左侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面左侧图像，对采集到的两个鞋面的右侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面右侧图像；所述数据获取单元142采用边缘检测算法对图像处理后的完整的鞋面顶侧图像、鞋面左侧图像以及鞋面右侧图像进行边缘检测，并获取鞋面顶侧、鞋面左侧和鞋面右侧的轮廓边缘坐标作为三维点云数据，并且所述模型生成单元143根据上述三维点云数据，结合保存的鞋面标准模型，调用轮廓约束算法生成鞋面三维模型并传输给所述控制器，所述第一驱动组件11提供鞋面X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上；

第三步，对鞋底和鞋面的上胶区域进行喷处理水：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一处理水喷淋机构15的工作区域的时间，当鞋面进入第一处理水喷淋机构15的工作区域，停止第一驱动组件11，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第二六自由度机械手150的运动轨道数据并传输给所述第二六自由度机械手150，所述第二六自由度机械手150根据该运动轨道数据执行对鞋面喷处理水动作，在所述第二六自由度机械手150执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪151匀速喷出处理水；与此同时，所述控制器一方面根据鞋底的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底进入第二处理水喷淋机构24的工作区域的时间，当鞋底进入第二处理水喷淋机构24的工作区域，停止第二驱动组件21，并且所述控制器另一方面根据上述鞋底的Y轴方向和Z轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底喷涂区域的二维空间信息，并生成所述第四六自由度机械手240的运动轨道数据并传输给所述第四六自由度机械手240，所述第四六自由度机械手240根据该运动轨道数据执行对鞋底喷处理水动作，在所述第四六自由度机械手240执行对鞋底喷处理水动作时，所述第四喷枪241匀速喷出处理水；

第四步，对鞋底和鞋面上的处理水进行烘干：第二传送带20带动鞋底运动到第二烘箱160的右处理水干燥空间进行干燥处理；第一传送带10带动鞋面运动到第二烘箱160的左处理水干燥空间进行干燥处理；

第五步，对鞋底和鞋面的上胶区域进行喷胶：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一喷胶执行机构17的工作区域的时间，当鞋面进入第一喷胶执行机构17的工作区域，停止第一驱动组件11，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手170的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手170，所述第一六自由度机械手170根据该运动轨道数据执行对鞋面上胶动作，在所述第一六自由度机械手170执行对鞋面上胶动作时，所述第一喷枪171匀速喷出胶水；与此同时，所述控制器一方面根据鞋底的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底进入第二喷胶执行机构26的工作区域的时间，当鞋底进入第二喷胶执行机构26的工作区域，停止第二驱动组件21，并且所述控制器另一方面根据上述鞋底的Y轴方向和Z轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底喷涂区域的二维空间信息，并生成所述第三六自由度机械手260的运动轨道数据并传输给所述第三六自由度机械手260，所述第三六自由度机械手260根据该运动轨道数据执行对鞋底上胶动作，在所述第三六自由度机械手260执行对鞋底上胶动作时，所述第三喷枪261匀速喷出胶水；

第六步，对鞋底和鞋面上的胶水进行烘干：第二传送带20带动鞋底运动到第一烘箱180的右胶水干燥空间进行干燥处理；第一传送带10带动鞋面运动到第一烘箱180的左胶水干燥空间进行干燥处理；

第七步，在第一传送带10和第二传动带的出口处对鞋底和鞋面进行手动压合使二者牢固粘合，等其二者结合处的胶水完全固化便可将成型好的鞋子从鞋楦上脱离，从而完成对鞋类的制作。

在本发明中，实施例一中采用非接触式三维扫描仪作为三维扫描机构14可以满足鞋面的快速喷胶处理的需求，其数据处理块，动作判断和控制精确，但是设备造价相对较高。而本实施例中的三维扫描机构14是采用鞋面扫描单元140中的顶部的两个第一摄像头145，左下方的两个第二摄像头146，右下方装的两个第三摄像头147，通过以上六个摄像头在同一时间内拍照六张图片，并且由计算机软件进行分析，因而可以降低三维扫描机构14的生产成本，并且可以在保证一定精度，特别是在保证鞋面喷涂区域的各位置参数的精确度的前提下，可以大大地减少扫描时间。

本实施例中的图像处理单元141、数据获取单元142以及模型生成单元143通过之间的相互作用将图像扫描单元140中各摄像头获取的六张图片进行处理后生产三维点云数据的原理可以借鉴中国发明专利（申请号：201010298713.2，授权公告号：CN102034264B）所揭示的“调用轮廓约束算法生成当前足部的三维模型”的方式，或者其他数据处理的方式，以上方式完全可以实现生成鞋面三维模型，因而此处不再对其进行详尽的叙述。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.一种鞋面的自动化喷胶设备，其特征在于：包括一第一传送带、驱动该第一传送带进行匀速运动的第一驱动组件以及第一自动化喷胶控制组件，所述第一自动化喷胶控制组件包括位于所述第一传送带上方并且依次邻接的三维扫描机构、第一处理水喷淋机构、第一处理水烘干机构、第一喷胶执行机构以及第一胶水烘干机构，所述第一喷胶执行机构包括一使能端与所述三维扫描机构连接的控制器、一与该控制器输出端连接的第一六自由度机械手以及一安装于该第一六自由度机械手手臂上的第一喷枪，在所述第一六自由度机械手执行对鞋面喷胶动作时，所述第一喷枪匀速喷出胶水。

2.如权利要求1所述一种鞋面的自动化喷胶设备，其特征在于：所述第一处理水喷淋机构包括一与该控制器输出端连接的第二六自由度机械手以及一安装于该第二六自由度机械手手臂上的第二喷枪，在所述第二六自由度机械手执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪匀速喷出处理水。

3.如权利要求2所述一种鞋面的自动化喷胶设备，其特征在于：包括有一第一烘箱以及一第二烘箱，该第一烘箱包括有一胶水干燥空间，该第一胶水烘干机构为该胶水干燥空间，所述第一烘箱壁面开设有供第一传送带穿入/穿出所述胶水干燥空间的入口/出口，所述第二烘箱包括一处理水干燥空间，所述第一处理水烘干机构为该处理水干燥空间，所述第二烘箱壁面开设有供第一传送带穿入/穿出所述处理水干燥空间的入口/出口。

4.如权利要求3所述一种鞋面的自动化喷胶设备，其特征在于：所述胶水干燥空间的长度为2米，所述处理水干燥空间的长度为1.5米。

5.如权利要求3所述一种鞋面的自动化喷胶设备，其特征在于：所述三维扫描机构为非接触式三维扫描仪，该非接触式三维扫描仪用于将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋面上，借用鞋面对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来创建鞋面几何表面的点云数据进而生成三维模型并传输给所述控制器，所述控制器用于根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷胶动作。

6.如权利要求3所述一种鞋面的自动化喷胶设备，其特征在于：所述三维扫描机构包括鞋面扫描单元、图像处理单元、数据获取单元以及模型生成单元，所述鞋面扫描单元用于拍摄鞋面顶侧图像、鞋面左侧图像以及鞋面右侧图像，其包括一设置于第一传送带上的鞋面扫描位置处的龙门形支架，该龙门形支架的顶部装设有两个第一摄像头，左下方装设有两个第二摄像头，右下方装设有两个第三摄像头，两个所述第一摄像头均对准鞋面顶侧并且对应用于采集两个鞋面的顶侧图像；两个所述第二摄像头均对准鞋面左侧并且对应用于采集两个鞋面的左侧图像；两个所述第三摄像头均对准鞋面右侧并且对应用于采集两个鞋面的右侧图像；所述图像处理单元的使能端连接于所述第一摄像头、第二摄像头以及第三摄像头的输出端，并且该图像处理单元用于对采集到的两个鞋面的顶侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面顶侧图像，对采集到的两个鞋面的左侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面左侧图像，对采集到的两个鞋面的右侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面右侧图像；所述数据获取单元的使能端与所述图像处理单元的输出端相连接，并且该数据获取单元用于采用边缘检测算法对图像处理后的完整的鞋面顶侧图像、鞋面左侧图像以及鞋面右侧图像进行边缘检测，并获取鞋面顶侧、鞋面左侧和鞋面右侧的轮廓边缘坐标作为三维点云数据；所述模型生成单元的使能端与所述数据获取单元的输出端相连接，并且该模型生成单元用于根据上述三维点云数据，结合保存的鞋面标准模型，调用轮廓约束算法生成鞋面三维模型并传输给所述控制器，所述控制器用于根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷胶动作。

7.一种使用如权利要求5所述自动化喷胶设备的自动化喷胶方法，其特征在于，包括以下步骤：a、鞋面的配对和上料准备：将鞋面附着固定于鞋楦上，并且准备好用于与其配对的鞋底，将鞋底和鞋面进行预定位，并且其二者的定位边缘画上轮廓线，然后将鞋面和鞋楦通过鞋楦头部的装配孔套设在第一传送带的固定托架上；b、对鞋面的喷胶区域进行扫描：第一传送带带动鞋面运动到所述非接触式三维扫描仪的工作区域，该非接触式三维扫描仪通过将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋面上，借用鞋面对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来创建鞋面几何表面的点云数据进而生成三维模型并输送到控制器上，所述第一驱动组件提供鞋面X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上；c、对鞋面的喷胶区域进行喷处理水：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第二六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第二六自由度机械手，所述第二六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷处理水动作，在所述第二六自由度机械手执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪匀速喷出处理水；d、对鞋面上的处理水进行烘干：第一传送带带动鞋面运动到第二烘箱的处理水干燥空间进行干燥处理；e、对鞋面的喷胶区域进行喷胶：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷胶动作，在所述第一六自由度机械手执行对鞋面喷胶动作时，所述第一喷枪匀速喷出胶水；f、对鞋面上的胶水进行烘干：第一传送带带动鞋面运动到第一烘箱的胶水干燥空间进行干燥处理；g、干燥后的鞋面在第一传送带带动下运输至粘合工作台面上，即可完成鞋面的自动喷胶，以便工人对鞋面和鞋底进行手动压合处理的后续操作。

8.一种使用如权利要求6所述自动化喷胶设备的自动化喷胶方法，其特征在于，包括以下步骤：a、鞋面的配对和上料准备：将鞋面附着固定于鞋楦上，并且准备好用于与其配对的鞋底，将鞋底和鞋面进行预定位，并且其二者的定位边缘画上轮廓线，然后将鞋面和鞋楦通过鞋楦头部的装配孔套设在第一传送带的固定托架上；b、对鞋面的喷胶区域进行扫描：第一传送带带动鞋面运动到所述鞋面扫描单元的工作区域，两个所述第一摄像头均对准鞋面顶侧并且对应采集两个鞋面的顶侧图像；两个所述第二摄像头均对准鞋面左侧并且对应采集两个鞋面的左侧图像；两个所述第三摄像头均对准鞋面右侧并且对应采集两个鞋面的右侧图像，所述图像处理单元对采集到的两个鞋面的顶侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面顶侧图像，对采集到的两个鞋面的左侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面左侧图像，对采集到的两个鞋面的右侧图像进行校正并拼接成完整的鞋面右侧图像；所述数据获取单元采用边缘检测算法对图像处理后的完整的鞋面顶侧图像、鞋面左侧图像以及鞋面右侧图像进行边缘检测，并获取鞋面顶侧、鞋面左侧和鞋面右侧的轮廓边缘坐标作为三维点云数据，并且所述模型生成单元根据上述三维点云数据，结合保存的鞋面标准模型，调用轮廓约束算法生成鞋面三维模型并传输给所述控制器，所述第一驱动组件提供鞋面X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上；c、对鞋面的喷胶区域进行喷处理水：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第二六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第二六自由度机械手，所述第二六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷处理水动作，在所述第二六自由度机械手执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪匀速喷出处理水；d、对鞋面上的处理水进行烘干：第一传送带带动鞋面运动到第二烘箱的处理水干燥空间进行干燥处理；e、对鞋面的喷胶区域进行喷胶：所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷胶动作，在所述第一六自由度机械手执行对鞋面喷胶动作时，所述第一喷枪匀速喷出胶水；f、对鞋面上的胶水进行烘干：第一传送带带动鞋面运动到第一烘箱的胶水干燥空间进行干燥处理，干燥后的鞋面在第一传送带带动下运输至粘合工作台面上，即可完成鞋面的自动喷胶，以便工人对鞋面和鞋底进行手动压合处理的后续操作。