CN104949633A - 鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统及其三维测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统及其三维测量方法，其主要是利用三维扫描器自动化测量鞋底内面的三维结构，以形成供与鞋面三维表面数据整合运算的鞋底三维内面数据，达到应用于标示鞋底与鞋面粘合标线的目的，同时具有提高鞋底与鞋面粘合作业效率与提升产品良率的功效。

Description

鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统及其三维测量方法

技术领域

本发明涉及鞋底与鞋面的胶合作业，特别是一种透过自动化测量鞋底内面三维结构以取得鞋底与入楦鞋面(lasted upper)粘合标线的测量系统及其测量方法。

背景技术

运动鞋结构主要包括用以容纳脚掌提供覆盖保护的鞋面，以及设于鞋面下表面的鞋底。运动鞋鞋底由于其造型而具有复杂的形状，使鞋底用以和入楦鞋面(lasted upper)下表面胶粘结合的内面轮廓线变化多样，导致鞋底内面轮廓线周围区域不易涂布粘胶或处理剂且与鞋面胶合后的稳定性低。因此，如何使鞋底内面轮廓线和鞋面周缘稳定结合，为胶合粘固鞋底及鞋面时的首要任务。

为改善上述问题，目前有人提出，在鞋底和入楦鞋面黏合前，先对鞋面下表面与鞋底内面进行粗加工，接着将粘胶涂布于鞋面下表面与鞋底内面，通过增加鞋面与鞋底之间粗糙度达到强化粘结强度。当粗加工或粘胶涂布不足时，鞋面与鞋底仍容易在短时间内即产生分离形成开口的情况。此外，经过粗糙加工及涂胶加工后的鞋面下表面周缘也容易露出加工的粗糙面或涂胶溢出至可见范围，降低运动鞋品质。

因此，目前只能以人工执行鞋底和入楦鞋面的粘合作业。其粘合方法是制鞋工人在鞋面生产线上，透过将一具有所需造型及尺寸的鞋底做为样版与鞋面结合，并在鞋面下表面周缘手工描绘出鞋底的边缘线，做为鞋面加工范围的标线。接着，人工操作砂轮在前述标线范围内对每个鞋面进行粗加工，以避免粗加工的面积超出标线范围之外。最后，由另一制鞋工人对鞋面涂布粘胶或处理剂，以确保涂布范围不会超出前述标线。

前述人工粘合作业显有效率低落的问题，且产品品质相当依赖制鞋工人的技术。当制鞋工人疲劳时，即容易因专注意不足而无法避免失误产生。此外，由于样版鞋底制做时本身存在可能达到数毫米(mm)的尺寸公差，当使用单一鞋底标示整批鞋面的加工标线时，将导致鞋底与鞋面的粘合标线存在固有的不准确性而有待改进。

目前虽已有利用视觉影像侦测鞋底与入楦鞋面粘合标线的先进系统，其是将鞋底放在鞋面上，并沿鞋底和鞋面结合处旋转摄影镜头，以取代用笔量测鞋面表面标线，但未能完全自动化，制鞋工人仍需要耗费大量时间完成而有待进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，其主要是利用三维扫描器自动化测量鞋底内面的三维结构，以形成鞋底三维内面数据用以和入楦鞋面三维表面数据进行整合运算，达到应用于标示鞋底与鞋面粘合标线的目的，同时具有提高鞋底与鞋面粘合作业效率与提升产品良率的功效。

为解决上述问题，本发明所提供一种鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，用以测量一输送机构上成对输送的鞋底及鞋面；其中，该三维测量系统包括：资料库，供储存一鞋面三维表面资料；三维扫描器，通过一滑轨设于该输送机构上方用以扫描该鞋底，一投射器及一摄影机通过一支架可滑移地组设于该滑轨，且该投射器射出光束的投影线L位在该摄影机的摄影范围；该三维扫描器通过使投影线L间隔落在鞋底内面不同位置以摄影鞋底内面随位移产生的形变集合，并通过量测该支架与该滑轨相对滑移距离形成投影线位移间距数据；辨识装置，用以辨识读取该输送机构上各该鞋面的一标签的内建识别数据；以及处理器，与该资料库、该三维扫描器及该辨识装置电信连接，该处理器经读取该识别数据及该资料库的鞋面三维表面资料以获得一与该鞋面相符的鞋面三维表面数据，且该处理器经读取该三维扫描器的形变集合及投影线位移间距数据整合输出一鞋底三维内面数据，令该处理器据该鞋底三维内面数据及该鞋面三维表面数据运算处理，将该鞋底内面的一轮廓线转设于该鞋面下表面形成鞋面额一加工标线。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种鞋底与鞋面粘合标线的三维测量方法，其是利用前述鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统对成对的鞋底及鞋面进行测量，并标示鞋底与鞋面的粘合标线；其中，该方法步骤包括：鞋底三维内面数据读取步骤：令输送机构上的鞋底位移进入该三维扫描器摄影机的摄影范围时，该三维扫描器摄影并量测该投影线L随鞋底位移而产生的形变集合及投影线位移间距数据，供输出至该处理器运算处理以取得该鞋底内面的三维内面数据；鞋面三维表面数据读取步骤：令输送机构上的鞋面位移进入该辨识装置的辨识范围时，该处理器透过该辨识装置读取设于各该鞋面的一标签的内建识别数据，并据该识别数据从资料库中读取鞋面三维表面资料，以获得一与该鞋面相符的鞋面三维表面数据；鞋底内面修整步骤：该处理器据该鞋底三维内面数据及该鞋面三维表面数据进行运算处理，以数位控制修整该鞋底内面，令该鞋底内面形成供与该鞋面下表面相符贴合的三维表面结构；鞋面表面标线步骤：该处理器据该鞋底三维内面数据及该鞋面三维表面数据进行运算处理，以将该鞋底内面的轮廓线转设于该鞋面下表面形成鞋面的加工标线。

本发明所要解决的另一技术问题在于，前述本发明鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统及其三维测量方法中，该辨识装置可通过射频识别技术(RFID)或条码识别技术(barcode)完成鞋面识别，即在各个鞋面设置内建识别数据的RFID标签或条码标签，以供读取器读取其中识别数据后传输至处理器进行比对并从资料库下载对应的鞋面三维表面数据。

本发明还要解决的技术问题在于，前述本发明鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统及其三维测量方法中，该鞋面三维表面数据亦可通过三维扫描方式取得。本发明测量系统是依成对的鞋底及鞋面在输送机构上的排列方式，施以对应的三维测量方式。亦即，当鞋底与鞋面在输送方向上为并排放置时，本发明三维测量系统可通过设置二个三维扫描器分别扫描鞋底内面及鞋面下表面；或者，当鞋底与鞋面在输送方向上为前后放置时，本发明三维测量系统可通过同一个三维扫描器依序对鞋底内面及鞋面下表面进行扫描，达到取得鞋底三维内面数据及鞋面三维表面数据的目的。

附图说明

图1是鞋底与鞋面结合外观示意图。

图2是鞋底内面三维结构示意图。

图3是鞋面下表面三维结构示意图。

图4是本发明三维扫描器测量鞋底内面的操作示意图。

图5是本发明三维测量系统的整体示意图。

图6是本发明三维测量系统的测量方法步骤示意图。

图7是本发明三维测量系统的轮廓线计算流程示意图。

附图标记说明

鞋底A                          内面A1

轮廓线A2                       鞋面B

下表面B1                       标线B2

三维测量系统C                  输送机构D

资料库10                       鞋面三维表面资料101

处理器20                       鞋底三维内面数据201

鞋面三维表面数据202

三维扫描器30                   形变集合301

投影线位移间距数据302          滑轨31

支架32                         投射器33

光束331                        投影线L

摄影机34                       摄影范围Z

辨识装置40                     识别数据401

读取器41                       RFID标签42

条码标签43

鞋底三维内面数据读取步骤S1

鞋面三维表面数据读取步骤S2

鞋底内面修整步骤S3

截面数据取得步骤S31

修整步骤S32

鞋面表面标线步骤S4

步骤S41、S42、S43、S44、S45、S46

具体实施方式

请配合参阅图1至6所示，说明本发明鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统及其三维测量方法的具体实施方式。

本发明鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统C用以测量生产线输送机构D上成对输送的鞋底A及鞋面B，该成对的鞋底A及鞋面B是指待粘合构成完整鞋体的物件；如图1所示，显示鞋底A与鞋面B粘合的结构外观，图2显示鞋底A具有一内凹而具有三维结构的内面A1，以及一界定该内面A1面积的轮廓线A2；图3显示鞋面B具有一外凸而具有三维结构的下表面B1，以及一界定加工区域供与鞋底A内面A1粘合的标线B2。

如图4、5所示，本发明三维测量系统C包括一资料库10、一处理器20、一三维扫描器30及一辨识装置40；用以测量鞋底A内面A1的三维内面数据，供与鞋面三维表面数据进行运算处理，从而得出鞋面B表面的标线B2位置。其中：

该资料库10，是内部储存有各式待黏合鞋面B法人三维表面资料101；于本实施例中，由于本发明鞋面B主要经由数控系统(CNC)的鞋楦(last)拉伸制成，因此鞋面B具有与鞋楦相同的形状，而可在资料库10中预设特定鞋面B的鞋楦三维表面资料以做为该鞋面三维表面资料101使用，该鞋面三维表面资料101的取得方法不限于此，亦可经由扫描图像数据化技术取得。

该三维扫描器30，是通过一滑轨31设于该输送机构D上方用以扫描该鞋底A，一投射器33及一摄影机34通过一支架32可滑移地组设于该滑轨31，且该投射器33射出光束331的投影线L位在该摄影机34的摄影范围Z内；该三维扫描器30通过使投影线L间隔落在鞋底A内面A1不同位置以摄影鞋底A内面A1随位移产生的形变集合301，并通过量测该支架32与该滑轨31相对滑移距离形成投影线位移间距数据302；于本实施例中，该三维扫描器30是通过本发明所属技术领域中省见的三角测量原理(triangulation principle)进行测量，该投射器33为雷射投射器具有雷射光束331。

该辨识装置40，用以辨识读取该输送机构D上各该鞋面B的一标签的内建识别数据401；于本实施例中，该输送机构D上的各该鞋面B设有一RFID标签42，该辨识装置40具有一读取器41用以读取各该鞋面B的RFID标签42的内建识别数据401并输出至该处理器20参与运算判读；或者，该辨识装置40亦可透过在各该鞋面B设置一条码标签43配合可读取条码标签43内建识别数据401的读取器41，达到辨识鞋面B的目的。

该处理器20，与该资料库10、该三维扫描器30及该辨识装置40电信连接，该处理器20经读取该识别数据401及该资料库10的鞋面三维表面资料101以获得一与该鞋面B相符的鞋面三维表面数据202，且该处理器20经读取该三维扫描器30的形变集合301及投影线位移间距数据302整合输出一鞋底三维内面数据201，令该处理器20据该鞋底三维内面数据201及该鞋面三维表面数据202运算处理，以将该鞋底A内面A1的一轮廓线A2转设于该鞋面B下表面B1形成鞋面B的一加工标线B2。

以上所述即为本发明具体实施方式的主要构件及其组态说明，至于本发明鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统C的三维测量方法及其功效，请以图1、6配合图4、5观之，做以下说明。

如图5、6所示，本发明鞋底与鞋面粘合标线的三维测量方法，是用于对生产线输送机构D上成对的鞋底A及鞋面B进行三维测量，藉以取得标示鞋底与鞋面的粘合标线B2的数位数据，以达到自动化加工，增加生产效率及产品品质的目的；本发明三维测量方法步骤包括鞋底三维内面数据读取步骤S1、鞋面三维表面数据读取步骤S2、鞋底内面修整步骤S3以及鞋面表面标线步骤S4，其中：

该鞋底三维内面数据读取步骤S1：令输送机构D上的鞋底A位移进入该三维扫描器30摄影机34的摄影范围Z时，该三维扫描器30摄影并量测该投影线L随鞋底A位移而产生的形变集合301及投影线位移间距数据302，供输出至该处理器20运算处理以取得该鞋底A内面A1的三维内面数据201；

该鞋面三维表面数据读取步骤S2：令输送机构D上的鞋面B位移进入该辨识装置40的辨识范围时，该处理器20透过该辨识装置40读取设于各该鞋面B的一标签的内建识别数据401，并据该识别数据401从资料库10中读取鞋面三维表面资料101，以获得一与该鞋面B相符的鞋面三维表面数据202；

该鞋底内面修整步骤S3：该处理器20据该鞋底三维内面数据201及该鞋面三维表面数据202进行运算处理，以数位控制修整该鞋底A内面A1，令该鞋底A内面A1形成供与该鞋面B下表面B1相符贴合的三维表面结构；于本实施例中，该鞋底内面修整步骤S3更包括截面数据取得步骤S31及修整步骤S32；其中：

该截面数据取得步骤S31是由该处理器20利用读取的鞋底三维内面数据201及鞋面三维表面数据202运算处理，截取鞋底A内面A1与鞋面B下表面B1对应叠合的多个叠合截面，藉以取得鞋底A内面A1与鞋面B下表面B1在各该叠合截面的截面曲线数据；该修整步骤S32是由该处理器20将包括该截面曲线数据的叠合截面数据输出至一数位控制加工机50，令该加工机50据该截面数据修整该鞋底A内面A1至形成与该鞋面B下表面B1相符的三维表面结构。

该鞋面表面标线步骤S4：该处理器20据该鞋底三维内面数据201及该鞋面三维表面数据202进行运算处理，以将该鞋底A内面A1的轮廓线A2转设于该鞋面B下表面B1形成鞋面B的加工标线B2；于本实施例中，该鞋面表面标线步骤S4是由该处理器20利用读取的鞋底三维内面数据201运算处理，取得鞋底A内面A1的轮廓线数据，供与鞋面三维表面数据202整合运算取得鞋面B的标线位置数据，供输出至数位控制加工机50，令该加工机50据该标线位置数据对该鞋面B下表面B1的标线B2范围进行加工。

其中，本发明具体是通过如图7所示的步骤S41至步骤S46完成轮廓线计算，如图，步骤S41、S42是将鞋底内面资料与入楦鞋面资料汇入电脑系统的处理器20，接着，在步骤S43中先利用已知相对坐标做粗定位处理，后针对贴合处的资料做细步定位计算，在位置确定后，于步骤S44中把鞋底内面资料投影贴覆在鞋面资料上，且在步骤S44进行贴覆时可同时设定材料伸缩性，模拟真实贴合效果，最后，于步骤S45中把变形后的轮廓线投影到鞋面资料上，即可完成步骤S46的轮廓线计算，供输出给后续打粗及涂胶工序使用。

另外，值得说明的是，当该成对输送的鞋底A及鞋面B为并排排列于该输送机构D上，本发明三维测量系统C可对应前述用于扫描鞋底A内面A1的三维扫描器30另设一扫描装置，用以扫描读取该鞋面B的三维表面数据，该扫描装置另一三维扫描器或者具等同功效的扫描装置。而当该成对输送的鞋底A及鞋面B为前后排列于该输送机构D上时，本发明三维测量系统C可以前述三维扫描器30依序逐一扫描读取鞋底A的三维内面数据以及该鞋面B的三维表面数据，以供处理器20进行运算处理。

综上所述，本发明透过前述三维测量系统C及其三维测量方法，在鞋底A与鞋面B粘合作业时可同时在生产线上输送，利用三维扫描器30精准地取得各个鞋底A的三维内面数据，可供配合前述三维测量方法与鞋面B的三维表面数据，经处理器20运算处理得出鞋底与鞋面粘合标线位置数据，而可做为鞋面B自动化粗加工或粘胶涂布的参数使用，同时提高加工精准度、加工效率及产品良率的功效。

Claims (10)

1.一种鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，用以测量一输送机构上成对输送的鞋底及鞋面；其特征在于：所述三维测量系统包括：

一资料库，供储存一鞋面三维表面资料；

一三维扫描器，通过一滑轨设于该输送机构上方用以扫描该鞋底，一投射器及一摄影机通过一支架可滑移地组设于该滑轨，且该投射器射出光束的投影线位在该摄影机的摄影范围内，该三维扫描器通过使投影线间隔落在鞋底内面不同位置以摄影鞋底内面随位移产生的形变集合，并通过量测该支架与该滑轨相对滑移距离形成投影线位移间距数据；

一辨识装置，用以辨识读取该输送机构上各该鞋面的一标签的内建识别数据；

一处理器，与该资料库、该三维扫描器及该辨识装置电信连接，该处理器经读取该识别数据及该资料库的鞋面三维表面资料以获得一与该鞋面相符的鞋面三维表面数据，且该处理器经读取该三维扫描器的形变集合及投影线位移间距数据整合输出一鞋底三维内面数据，令该处理器据该鞋底三维内面数据及该鞋面三维表面数据运算处理，将该鞋底内面的一轮廓线转设于该鞋面下表面形成鞋面的一加工标线。

2.如权利要求1所述的鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，其特征在于：所述输送机构上的各该鞋面设有一RFID标签，该辨识装置具有一读取器用以读取各该鞋面的RFID标签的内建识别数据并输出至该处理器参与运算判读。

3.如权利要求1所述的鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，其特征在于：所述输送机构上的各该鞋面设有一条码标签，该辨识装置具有一读取器用以读取各该鞋面的条码标签的内建识别数据并输出至该处理器参与运算判读。

4.如权利要求1所述的鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，其特征在于：所述成对输送的鞋底及鞋面为并排排列于该输送机构上，且该三维测量系统对应该三维扫描器另设一扫描装置，用以扫描读取该鞋面的三维表面数据。

5.如权利要求1所述的鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，其特征在于：所述成对输送的鞋底及鞋面为前后排列于该输送机构上，该三维扫描器是用于扫描读取该鞋底的三维内面数据以及该鞋面的三维表面数据。

6.如权利要求1所述的鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，其特征在于：所述投射器为雷射投射器而输出雷射光束。

7.一种鞋底与鞋面粘合标线的三维测量方法，其是利用如权利要求1所述的三维测量系统对成对的鞋底及鞋面进行测量，并标示鞋底与鞋面的粘合标线；其特征在于：所述方法步骤包括：

鞋底三维内面数据读取步骤：令输送机构上的鞋底位移进入该三维扫描器摄影机的摄影范围时，该三维扫描器摄影并量测该投影线随鞋底位移而产生的形变集合及投影线位移间距数据，供输出至该处理器运算处理以取得该鞋底内面的三维内面数据；

鞋面三维表面数据读取步骤：令输送机构上的鞋面位移进入该辨识装置的辨识范围时，该处理器透过该辨识装置读取设于各该鞋面的一标签的内建识别数据，并据该识别数据从资料库中读取鞋面三维表面资料，以获得一与该鞋面相符的鞋面三维表面数据；

鞋底内面修整步骤：该处理器据该鞋底三维内面数据及该鞋面三维表面数据进行运算处理，以数位控制修整该鞋底内面，令该鞋底内面形成供与该鞋面下表面相符贴合的三维表面结构；

鞋面表面标线步骤：该处理器据该鞋底三维内面数据及该鞋面三维表面数据进行运算处理，以将该鞋底内面的轮廓线转设于该鞋面下表面形成鞋面的加工标线。

8.如权利要求7所述的鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，其特征在于：所述设于各该鞋面的标签为RFID标签或条码标签，令该辨识装置的一读取器透过射频识别技术或条码识别技术读取该标签的内建识别数据。

9.如权利要求7所述的鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，该鞋底内面修整步骤更包括截面数据取得步骤及修整步骤，其特征在于：

该截面数据取得步骤，是由该处理器利用读取的鞋底三维内面数据及鞋面三维表面数据运算处理，截取鞋底内面与鞋面下表面对应叠合的多个叠合截面，藉以取得鞋底内面与鞋面下表面在各该叠合截面的截面曲线数据；

该修整步骤，是由该处理器将包括该截面曲线数据的叠合截面数据输出至一数位控制加工机，令该加工机据该截面数据修整该鞋底内面至形成与该鞋面下表面相符的三维表面结构。

10.如权利要求7所述的鞋底与鞋面粘合标线的三维测量系统，其特征在于：所述鞋面表面标线步骤，是由该处理器利用读取的鞋底三维内面数据运算处理，取得鞋底内面的轮廓线数据，供与鞋面三维表面数据整合运算取得鞋面的标线位置数据，供输出至一数位控制加工机，令该加工机据该标线位置数据对该鞋面下表面的标线范围进行加工。