CN107030380A - 一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，包括设备机体、输送装置、吸附装置和激光操作装置，所述激光操作装置包括与所述工作区域形成相应的第一扫描区和第二扫描区的两个激光扫描机构，所述激光扫描机构分别控制两个不同方向，在其对第一扫描区或第二扫描区上的鞋靴面料加工过程中控制激光的工作路径。本发明的激光设备可满足各类鞋靴工艺样式的制作，大大提高生产效率，整个加工生产过程无需工人协同操作，自动化程度高，省时省力，降低劳动力成本和生产成本，工艺处理的控制度和精确性高，避免出现误差，降低废品率，提高产品的品质要求。

Description

一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备

技术领域

本发明涉及制鞋加工设备技术领域，具体涉及一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备。

背景技术

鞋类产品制造不仅属于轻工业消费品行业，也属于时尚文化产业。这就要求在鞋类产品部件的加工中，为了增加产品的个性化，需要在材料上进行雕花、打孔、切割、划线、打码等工艺的特别处理。而传统的加工工艺手法是采用人工手工剪裁、打孔方式或者带冲头的打孔机进行打孔，而这种传统的加工工艺质量无法得到保证，且加工制作的工作效率低。

在一个鞋靴产品的制作过程中，为了鞋面的透气、雕刻、加工等需要，对鞋面等部件进行雕花、打孔、切割、划线、打码等工艺的特别处理，主要包括LOGO雕刻、帮面部件切割、帮面部件雕花、鞋底刻槽、帮面部件打孔、帮面镂空、内里打码、鞋舌雕刻、鞋跟造型雕刻、鞋垫造型雕刻、流苏条子雕刻、饰扣雕刻等。而传统的制作方式是通过人工分成若干道工序(切割、击孔、雕刻、打码、划线)逐一完成，消耗人力资源大。这种传统工艺存在一下技术缺陷：首先，传统的刀切、热络工艺一方面由于技术落后，很难进行异形的加工，最终限制了产品花样的丰富多彩，很多工艺样式无法实现；其次，传统工艺由于控制度和精确性不足，极易产生加工误差，从而使得产品质量无法保证，不仅生产成本高，而且生产效率低，以及废品率较高。

为了提高对鞋面雕花、打孔、切割等工艺处理的控制度和精确性，从而提高生产效率，现有一种由工人实时操作的一种用激光来加工鞋面工艺的工装设备，主要有激光仪器和操作台组成，激光仪器位于操作台的顶部，能够由上至下投射用于打孔、切割的激光。在对鞋面进行加工处理时，首先由工人将鞋面材料铺设在操作台的工作区域上，并用手压紧限定其工作位置，然后在启动激光仪器对鞋面进行相关的工艺处理，完成后再由工人将其移除操作台外。虽然可以提高对鞋面工艺处理的控制度和精确性，但这种激光工装设备只适用于幅面较小的单个鞋面进行加工处理，产量小，无法大批量生产，具有一定局限性，其整个操作过程繁琐，且需要工人实时协同操作，自动化程度低，无法有效的提高生产效率，以及灼烧产生的气味会损害工人的健康。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中利用激光仪器制鞋加工存在局限性、生产规模小，操作过程繁琐，需要工人实时协同操作，自动化程度低，生产效率低的技术缺陷。

为解决上述技术缺陷，本发明提供一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，包括：

设备机体，包括容纳鞋靴面料的工作区域；

输送装置，设置在所述设备机体上，包括用于将所述鞋靴面料平整的输送至所述工作区域内的送料机构，和设置在所述工作区域内用于输送位于其上的鞋靴面料的传动机构；

吸附装置，设置在所述设备机体底部，用于吸紧位于所述工作区域上的鞋靴面料；

激光操作装置，对应所述工作区域设置在所述设备机体顶部，包括两个激光扫描机构以及用于控制两个所述激光扫描机构安装位置的调整机构，通过调整机构调整两个所述激光扫描机构与所述工作区域的对应位置，使两个所述所述激光扫描机构与所述工作区域形成相应的第一扫描区和第二扫描区；

所述激光扫描机构分别控制两个不同方向，在其对所述第一扫描区或第二扫描区上的鞋靴面料加工过程中控制激光的工作路径。

作为一种优选方案，所述传动机构包括至少一条的传送带，和用于驱动所述传送带循环运动的动力装置，以及用于张紧所述传送带的支撑板。

作为一种优选方案，所述动力装置包括电机、电机转轴、和通过传动皮带与所述电机转轴联动的从动滚筒，所述传送带两端分别套设于在两个相对设置的从动滚筒上；

所述设备机体上设有位于所述传送带一端的料槽。

作为一种优选方案，所述吸附装置位于所述传送带的下方，所述传送带上成型有若干通孔。

作为一种优选方案，所述工作区域为所述设备机体上的操作箱，所述操作箱内安装有吹风装置和除烟排风装置，以及所述操作箱的前后两端设有可开启的隔离门，所述隔离门上设有观察窗。

作为一种优选方案，吹风装置和除烟排风装置相对设置，所述操作箱的侧壁上设置有连通所述除烟排风装置的管道。

作为一种优选方案，所述送料机构为可移动设置在所述操作箱后端的自动上料机，所述设备机体底部设置有供所述自动上料机滑动以改变其移动位置的平行导轨；

所述平行导轨的底部设有若干万向轮。

作为一种优选方案，所述激光扫描机构包括扩束系统、振镜扫描系统和F-θ场镜。

作为一种优选方案，所述振镜扫描系统包括：沿X轴方向运动的X扫描振镜和沿Y轴方向运动的Y扫描振镜。

作为一种优选方案，所述激光扫描机构还包括具有多种波长的激光器，所述激光器发出的激光经过所述扩束系统扩束准直形成激光束，所述激光束经过振镜扫描系统扫描后并通过F-θ场镜聚焦到所述第一扫描区或第二扫描区上。

作为一种优选方案，所述激光操作装置具有容纳所述激光扫描机构和所述调整机构的激光室，所述调整机构包括设置在所述激光室内的安装支架，和可滑动设置所述安装支架上用于支撑所述激光扫描机构的至少一个滑座。

作为一种优选方案，还包括用于分别控制所述激光操作装置、输送装置、吸附装置工作的控制系统。

本发明的有益效果：

1.本发明提供的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备中，由输送装置将鞋面材料输送至设备机体的工作区域内，通过吸附装置将其吸紧固定，防止其在激光加工过程中起皱或晃动，并由激光扫描机构与所述工作区域形成相应的第一扫描区和第二扫描区(即为激光投射的工作区域)，通过激光操作装置在对鞋面材料加工过程中，利用两个激光扫描机构分别在第一扫描区和第二扫描区上控制激光工作路径，完成对鞋面材料的各类工艺处理，每个扫描区一次可加工生产的数量额大，控制两个扫描区可同步进行两组生产，大大提高生产效率，以及整个加工生产过程无需工人协同操作，自动化程度高，且可常时间工作，省时省力，降低劳动力成本和生产成本，工艺处理的控制度和精确性高，避免出现误差，降低废品率，可满足各类鞋靴工艺样式的制作，提高产品的品质要求。

2.本发明提供的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备中，通过动力装置驱动传送带循环运动，动力装置中的电机转轴和从动滚筒通过传动皮带实现运动传递，所述传送带两端分别套设于在两个相对设置的从动滚筒上，从而可以使传送带构成一个循环运动的路径，传动性能可靠。这种皮带传动具有有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止电机转轴等零件损坏，起安全保护作用；且能够适应中心距要求较大的工作条件，结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。

3.本发明提供的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备中，在操作箱内安装有吹风装置和除烟排风装置，其中吹风装置和除烟排风装置相对设置，因此吹风装置向除烟排风装置一侧吹风，可以更好更快速将加工产生的烟尘通过除烟排风装置排除，防止烟尘外露，保证工作环境的安全健康。

4.本发明提供的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备中，所述设备机体底部设置有供所述自动上料机滑动以改变其移动位置的平行导轨；这种结构设置，方便调整自动上料机与设备机体之间的间距，使用方便。

5.本发明提供的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备中，所述激光扫描机构包括扩束系统、振镜扫描系统和F-θ场镜，并采用具有多种波长的激光器，根据被加工部件的材质不同或者加工部位精密度要求可以作具体更换，并由振镜扫描系统控制激光束的偏转，即激光加工路径控制，实现对鞋靴材料加工过程的精确控制，其结构设计合理，精确度高，可满足对不同材料、不同精度要求的加工需求，本技术方案对激光操作装置的结构进行合理优化，有效降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的激光设备正面方向的立体结构示意图，特别示出激光扫描激光；

图2为本发明提供的激光设备背面方向的立体结构示意图；

图3为本发明提供的激光设备侧面方向的立体结构示意图，特别示出管道；

图4为本发明提供的激光设备的工作区域的结构示意图；

图5为本发明提供的传动机构的局部结构示意图；

图6为本发明提供的激光操作装置的结构示意图；

图7为本发明提供的激光扫描机构的工作原理示意图；

图8为本发明提供的振镜扫描系统的工作原理示意图；

附图附图标记说明：1-设备机体，11-工作区域，12-隔离门，13-平行导轨，2-送料机构，3-激光操作装置，31-激光扫描机构，311-振镜扫描系统，312-F-θ场镜，313-激光器，32-激光室，33-安装支架，41-传送带，42-电机，43-传动皮带，44-从动滚筒，5-料槽，6-除烟排风装置，61-管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供如图1-8所示的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，包括设备机体、输送装置、吸附装置和激光操作装置，所述设备机体1包括容纳鞋靴面料的工作区域11；所述输送装置设置在所述设备机体1上，包括用于将所述鞋靴面料平整的输送至所述工作区域11内的送料机构2，和设置在所述工作区域11内用于输送位于其上的鞋靴面料的传动机构；所述吸附装置设置在所述设备机体11底部，用于吸紧位于所述工作区域11上的鞋靴面料；其中，所述激光操作装置3对应所述工作区域设置在所述设备机体1顶部，包括两个激光扫描机构31以及用于控制两个所述激光扫描机构31安装位置的调整机构，通过调整机构调整两个所述激光扫描机构31与所述工作区域的对应位置，使两个所述所述激光扫描机构31与所述工作区域11形成相应的第一扫描区和第二扫描区；所述激光扫描机构31分别控制两个不同方向，在其对所述第一扫描区或第二扫描区上的鞋靴面料加工过程中控制激光的工作路径。

在本实施例中，需要理解的是，所述工作区域指的是用激光加工鞋靴面料的工作场所，其中鞋靴面料由输送装置传送至工作区域内放置，而每个激光扫描机构具有一定扫描范围(即激光投射的范围行程)，如图1所示，因此投射到工作区域上的激光范围区域即为激光扫描区，在根据设计要求合理分配工作区域，到达资源优化，本实施例由激光扫描机构31同步进行工作，从而在工作区域上相应形成第一扫描区和第二扫描区，可操作数量更多，提高工作效率。

上述实施方式中，由输送装置将鞋面材料输送至设备机体的工作区域11内，通过吸附装置将其吸紧固定，防止其在激光加工过程中起皱或晃动，并由激光扫描机构与所述工作区域形成相应的第一扫描区和第二扫描区(即为激光投射的工作区域)，通过激光操作装置3在对鞋面材料加工过程中，利用两个激光扫描机构31分别在第一扫描区和第二扫描区上控制激光工作路径，完成对鞋面材料的各类工艺处理，每个扫描区一次可加工生产的数量额大，控制两个扫描区可同步进行两组生产，大大提高生产效率，以及整个加工生产过程无需工人协同操作，自动化程度高，且可常时间工作，省时省力，降低劳动力成本和生产成本，工艺处理的控制度和精确性高，避免出现误差，降低废品率，可满足各类工艺样式的制作，提高产品的品质要求。

根据上述实施方式作进一步优选，为了保证鞋靴面料输送到位，以及加工完成后能够正常及时输送出工作区域，如图1、图3-5所示，所述传动机构包括至少一条的传送带41，和用于驱动所述传送带循环运动的动力装置，以及用于张紧所述传送带的支撑板，以增强传送带的松紧强度，可以更好承载其上的鞋靴面料作传输运动，而传送带41根据控制指令工作，例如在激光加工过程中，传送带不进行输送运动，待激光加工完成结束后，传送带接收命令开始输送运动。进一步的，所述动力装置包括电机42、电机转轴、和通过传动皮带43所述电机转轴联动的从动滚筒44，所述传送带41两端分别套设于在两个相对设置的从动滚筒44上；所述设备机体上设有位于所述传送带41一端的料槽5，因而，加工完成后鞋靴面料经过传送带输送后落入料槽内，便于工人后续分练。这种结构设置，通过动力装置驱动传送带41循环运动，动力装置中的电机转轴和从动滚筒44通过传动皮带43实现运动传递，所述传送带41两端分别套设于在两个相对设置的所述从动滚筒44上，从而可以使传送带构成一个循环运动的路径，传动性能可靠。这种皮带传动具有有良好的弹性，在工作中能缓和冲击和振动，运动平稳无噪音。载荷过大时皮带在轮上打滑，因而可以防止电机转轴等零件损坏，起安全保护作用；且能够适应中心距要求较大的工作条件，结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。

在本实施例中，所述吸附装置位于所述传送带41的下方，所述传送带41上成型有若干通孔。其中所述吸附装置产生的强劲吸力通过通孔将鞋靴面料吸附，压紧在传送带上，防止移动，增强激光在加工过程中的稳定性和可靠性。

如图1-3所示，所述工作区域11为所述设备机体1上的操作箱，即为操作箱内的操作空间，所述操作箱内安装有吹风装置和除烟排风装置6，以及所述操作箱的前后两端设有可开启的隔离门12，所述隔离门12上设有观察窗，从而对操作箱形成一个密封空间，同时可以实时观察上料、激光加工的过程。具体的一种设置方式，吹风装置和除烟排风装置6相对设置，所述操作箱的侧壁上设置有连通所述除烟排风装置6的管道61，因此，吹风装置向除烟排风装置一侧吹风，可以更好更快速的将加工产生的烟尘通过除烟排风装置排除，防止烟尘外露，保证工作环境的安全健康。

作为一种优选的实施方式，所述送料机构2为可移动设置在所述操作箱后端的自动上料机，所述设备机体1底部设置有供所述自动上料机2滑动以改变其移动位置的平行导轨13；这种结构设置，方便调整自动上料机与设备机体之间的间距，使用方便。进一步的，所述平行导轨13的底部设有若干万向轮，调整移动设备机体的位置较为方便。

下面结合附图7-8对本实施例中的激光扫描激光作详细说明:

所述激光扫描机构31包括扩束系统311、振镜扫描系统312和F-θ场镜313。其中所述振镜扫描系统可以调整光路路径，控制激光束投射到F-θ场镜313的位置上，进一步的，所述振镜扫描系统312包括：沿X轴方向运动的X扫描振镜和沿Y轴方向运动的Y扫描振镜。本实例中的振镜扫描系统312工作原理是将激光束入射到两个扫描振镜上，用计算机控制扫描振镜的反射角度，使两个扫描振镜可分别沿X、Y轴扫描，从而达到激光束的偏转，使具有一定功率密度的激光聚焦点在加工材料上按所需的要求运动，从而在材料表面上留下加工印记(如切割、打孔、划线、雕刻等)，聚焦的激光可以是圆形或矩形，可根据设计要求制定。由此可见所述振镜扫描系统具有扫描范围可调，而且响应速度快、质量高、光路密封性能好、对环境适应性强等优势。

根据上述实施方式作进一步优选，所述激光扫描机构还包括具有多种波长的激光器314，所述激光器314发出的激光经过所述扩束系统111扩束准直形成激光束，所述激光束经过振镜扫描系统312扫描后并通过F-θ场镜313聚焦到所述第一扫描区或第二扫描区上。上述设置方式中，采用具有多种波长的激光器，根据被加工部件的材质不同或者加工部位精密度要求可以作具体更换，并由振镜扫描系统312控制激光束的偏转，即激光加工路径控制，实现对鞋靴材料加工过程的精确控制，其结构设计合理，精确度高，可满足对不同材料、不同精度要求的加工需求，本技术方案对激光操作装置的结构进行合理优化，有效降低了生产成本。

在本实施例中，如图6所示，所述激光操作装置3具有容纳所述激光扫描机构31和所述调整机构的激光室32，所述调整机构包括设置在所述激光室内32的安装支架33，和可滑动设置所述安装支架33上用于支撑所述激光扫描机构32的两个滑座，从而可以调整激光扫描机构31实际可加工的扫描区域，调节较为方便，实用可靠。

进一步的，还包括用于分别控制所述激光操作装置3、输送装置、吸附装置工作的控制系统。所述控制系统主要有计算机系统和设备控制系统组成，计算机系统用于控制机构操作装置的加工样式、流程和路径，而设备控制系统协同计算机系统用于控制输送装置、吸附装置、吹风装置、除烟排风装置的工作状态，保证整个激光设备正常稳定的运行，提升对鞋靴部件的加工质量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于，包括：

设备机体(1)，包括容纳鞋靴面料的工作区域(11)；

输送装置，设置在所述设备机体(1)上，包括用于将所述鞋靴面料平整的输送至所述工作区域(11)内的送料机构(2)，和设置在所述工作区域(11)内用于输送位于其上的鞋靴面料的传动机构；

吸附装置，设置在所述设备机体(1)底部，用于吸紧位于所述工作区域(11)上的鞋靴面料；

激光操作装置(3)，对应所述工作区域设置在所述设备机体(1)顶部，包括两个激光扫描机构(31)以及用于控制两个所述激光扫描机构(31)安装位置的调整机构，通过调整机构调整两个所述激光扫描机构(31)与所述工作区域的对应位置，使两个所述所述激光扫描机构(31)与所述工作区域(11)形成相应的第一扫描区和第二扫描区；

所述激光扫描机构(31)分别控制两个不同方向，在其对所述第一扫描区或第二扫描区上的鞋靴面料加工过程中控制激光的工作路径。

2.根据权利要求1所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:所述传动机构包括至少一条的传送带(41)，和用于驱动所述传送带循环运动的动力装置，以及用于张紧所述传送带(41)的支撑板。

3.根据权利要求2所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:所述动力装置包括电机(42)、电机转轴、和通过传动皮带(43)与所述电机转轴联动的从动滚筒(44)，所述传送带(41)两端分别套设于在两个相对设置的所述从动滚筒(44)上；

所述设备机体上设有位于所述传送带(41)一端的料槽(5)。

4.根据权利要求3所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:所述吸附装置位于所述传送带(41)的下方，所述传送带(41)上成型有若干通孔。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:所述工作区域(11)为所述设备机体(1)上的操作箱，所述操作箱内安装有吹风装置和除烟排风装置(6)，以及所述操作箱的前后两端设有可开启的隔离门(12)，所述隔离门(12)上设有观察窗。

6.根据权利要求5所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:所述吹风装置和除烟排风装置(6)相对设置，所述操作箱的侧壁上设置有连通所述除烟排风装置(6)的管道(61)。

7.根据权利要求6所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:所述送料机构(2)为可移动设置在所述操作箱后端的自动上料机，所述设备机体(1)底部设置有供所述自动上料机(2)滑动以改变其移动位置的平行导轨(13)；

所述平行导轨(13)的底部设有若干万向轮。

8.根据权利要求1所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:

所述激光扫描机构(31)包括扩束系统(311)、振镜扫描系统(312)和F-θ场镜(313)。

9.根据权利要求8所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:

所述振镜扫描系统(312)包括：沿X轴方向运动的X扫描振镜和沿Y轴方向运动的Y扫描振镜。

10.根据权利要求9所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:

所述激光扫描机构还包括具有多种波长的激光器(314)，所述激光器(314)发出的激光经过所述扩束系统(111)扩束准直形成激光束，所述激光束经过振镜扫描系统(312)扫描后并通过F-θ场镜(313)聚焦到所述第一扫描区或第二扫描区上。

11.根据权利要求10所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:

所述激光操作装置(3)具有容纳所述激光扫描机构(31)和所述调整机构的激光室(32)，所述调整机构包括设置在所述激光室内(32)的安装支架(33)，和可滑动设置所述安装支架(33)上用于支撑所述激光扫描机构(32)的至少一个滑座。

12.根据权利要求11所述的一种用于自动化加工鞋靴部件的激光设备，其特征在于:

还包括用于分别控制所述激光操作装置(3)、输送装置、吸附装置工作的控制系统。