CN113474131B - 将鞋面自动拉到鞋楦上的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用机器人(1)将鞋面(15)自动拉到鞋楦(16)上的方法，所述机器人包括机器人控制器(13)、由所述机器人控制器(13)自动操控的机器人臂(2)以及由所述机器人臂(2)移动的夹爪(14)，所述夹爪被设计用于保持鞋面(15)。

Description

将鞋面自动拉到鞋楦上的方法
技术领域
本发明涉及一种利用机器人将鞋面自动拉到鞋楦上的方法，机器人包括机器人控制器、由机器人控制器自动操控的机器人臂以及由机器人臂移动的夹爪，该夹爪被设计用于保持鞋面。
背景技术
由专利文献DE102013221020A1已知一种制鞋方法，该方法包括：提供三维预成形的第一鞋部件；和加工该三维预成形的第一鞋部件，其中，加工包括可单独控制的顺序加工步骤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用机器人将鞋面自动拉到鞋楦上的方法。
本发明的目的通过一种利用机器人将鞋面自动拉到鞋楦上的方法来实现，机器人包括机器人控制器、由机器人控制器自动操控的机器人臂以及由机器人臂移动的夹爪，该夹爪被设计用于保持鞋面，该方法包括以下步骤：
-通过机器人臂引导的夹爪拾取鞋面，使夹爪抓持鞋面；
-通过机器人臂的关节的电动操控使夹爪进行力/力矩调节的运动，将夹爪所抓持的鞋面拉到鞋楦上：即，从鞋楦的脚趾端开始朝向鞋楦的脚跟端方向，沿鞋楦的纵向延伸，以设定的最大拉力拉动鞋面，其中，
-机器人控制器操控机器人臂的关节，使得至少在沿鞋楦的纵向延伸拉动鞋面的子区段期间，利用至少基本上垂直作用于鞋楦的脚底面上的按压力将鞋面按压在鞋楦上，并且
-在沿鞋楦的纵向延伸拉动和按压鞋面期间，在防止产生和施加横向力的情况下，通过力/力矩调节的运动将鞋面沿鞋楦的纵向延伸拉到鞋楦上，直至鞋面的鞋跟部被引导越过从鞋楦的脚底面到鞋楦的脚跟面的过渡边缘，以及
-在引导鞋面的鞋跟部越过鞋楦的过渡边缘之后，机器人控制器变化地操控机器人臂的关节，使得先前从鞋楦脚趾端朝向鞋楦脚跟端的方向沿纵向延伸作用的拉力改变为沿相反方向作用的压力，该压力将鞋面压在鞋楦的脚跟面上，同时将鞋面的鞋跟部沿着鞋楦的脚跟端拉动，直至鞋面完全放置在鞋楦上。
本发明涉及到鞋、特别是运动鞋的制造的部分方面。根据本发明方法的起点是已经预制的鞋面。鞋面应该被理解为鞋的上部，也就是没有鞋底的鞋。就此而言，鞋面包括至少一个外鞋面、内鞋面、限定脚趾区域的前帽和限定脚跟部的后帽。就此而言，鞋面也可以说已经包括翻盖、即鞋舌和可能的鞋带、即系带(Schnürband)或鞋绑带(Schuhband)。
在制鞋的框架下，在将鞋底安装在鞋面上之前，通常是将鞋面拉到鞋楦上，然后再给放置在鞋楦上的鞋面装上鞋底。为此，鞋底可以单独制造，并且例如与鞋面的下侧粘接。替代地，可以通过直接模制(塑料)鞋底而将鞋底附接在鞋面上。
本发明涉及将鞋面自动拉到鞋楦上的部分过程，以便使鞋面准备好用于按照根据本发明方法的安装鞋底的步骤。本发明的目的在于通过机器人自动执行将鞋面拉到鞋楦上的过程。为了实现该目的，本发明描述了必要的和/或有利的各个步骤，用于使鞋面在该方法结束后位置正确地、无翘曲地和/或无张力地位于鞋楦上所期望的准确位置。在此同样重要的是，这种准确定位对于大量同样的鞋面是可复制的，即，能够准确重复地自动执行。为了使所有制造出的一种类型的鞋看起来至少在很大程度上相同甚至是完全相同，亦即，关于视觉性外观的对称性和/或关于内部造型仅存在尽可能小的偏差甚至是没有偏差，这种准确定位，特别是位置正确、无变形和/或无张力的定位是非常重要的。
鞋面的拾取可以自动进行，特别是按照以下方式：机器人通过夹爪例如从存储容器(例如箱子)中自动地抓出单个所选择的鞋面，其中例如机器人控制器被构造和设置为，借助传感器从存储容器中的多个鞋面中选择一个鞋面，确定其在存储容器中的位置和方向，并通过夹爪夹紧地抓持所选择的鞋面，从而能够通过移动机器人臂将鞋面从存储容器中取出。为此，可以使用本领域技术人员已知的“箱内抓取(Griff in die Kiste)”策略的算法。除了机器人臂、所述夹爪和力/力矩传感器之外，这样的系统例如还可以具有光学传感器，例如照相机，其与图像处理装置协同作用。
夹爪的力/力矩调节的运动可以自动地进行，特别是按照以下方式：在机器人臂的法兰与夹爪之间布置特别是多维采集的力/力矩传感器，该力/力矩传感器采集作用在夹爪上的或者从夹爪传递到机器人臂上的力和/或力矩，并且特别是通过机器人控制器来分析所采集的力和/或力矩，并且夹爪的运动是依赖于所采集的力和/或力矩通过机器人臂来运动。力/力矩传感器可以具有单个的、多维采集的传感器。替代地，力/力矩传感器可以由一组多个单一传感器构成，其中每个单一传感器例如仅一维地采集单个力或单个力矩。
在一种替代的实施方式中，该方法还可以在没有特别的，即单独的，力/力矩传感器的情况下执行，特别是当机器人臂本身被构造为力/力矩调节的机器人臂时。在此，机器人臂的每个关节例如都可以有自己的力/力矩传感器，每个力/力矩传感器仅采集其所属的机器人臂关节上的力或转矩。机器人控制器在此可以被设置为，以导纳调节或阻抗调节的方式来操控机器人臂。
所设定的最大拉力在机器人控制器中被设定为临界值。该设定的最大拉力的值可以取决于鞋面的结构和/或鞋面的材料类型和/或材料组合。就此而言，可以为每种类型的鞋面设定不同的最大拉力。因此，相比于拉动由织物材料、特别是由具有弹性材料的织物材料制成的鞋面时可能的拉力，在拉动由皮革制成的鞋面时可以允许更高的最大拉力。
根据本发明已经发现：当至少在沿鞋楦的纵向延伸拉动鞋面的子区段期间，利用至少基本上垂直作用于鞋楦的脚底面上的按压力将鞋面按压在鞋楦上时，鞋面刚好是位置正确地、无翘曲地和/或无张力地位于鞋楦上所期望的正确位置。拉动的这种子区段可以特别是这样的：在该子区段期间，鞋面已经有大约一半被拉到鞋楦上，即鞋楦的前脚上，但是鞋面还没有被拉过鞋楦的脚跟段。
为了附加地确保将鞋面自动地、位置正确地、无翘曲地和/或无张力地拉到鞋楦上，根据本发明还规定，在沿鞋楦的纵向延伸拉动和按压鞋面期间，在防止产生和施加横向力的情况下，通过力/力矩调节的运动将鞋面沿鞋楦的纵向延伸拉到鞋楦上，直至鞋面的鞋跟部被引导越过鞋楦的脚底面到鞋楦的脚跟面的过渡边缘。
根据本发明，横向力的产生应理解为：由于鞋面沿着鞋楦的拉动和/或滑动的自动运动而通过相对侧的接触所产生或可能产生的力，并且该力至少在很大程度应该避免，甚至应该完全防止。
根据本发明，横向力的施加应理解为：由于机器人臂的关节运动引起的夹爪的主动运动而传递到或可能传递到鞋面上的力，并且该力至少在很大程度上应该避免，甚至应该完全防止。
为了至少在很大程度上避免甚至完全防止横向力的产生和施加，可以使对机器人臂并且随同机器人臂一起使夹爪进行一定的补偿运动，以便通过该补偿运动来减少可能产生的横向力，或者甚至使其为零。
根据本发明，横向力应理解为这样的力：其关于鞋楦的纵向延伸、即从鞋楦的脚趾部到鞋楦的脚跟部，至少基本上或刚好位于鞋楦的脚底面的平面中，但是沿基本上或刚好垂直于鞋楦的纵向延伸的方向延伸。
此外，一旦鞋面以其鞋跟部被引导越过鞋楦的脚跟边缘，则根据本发明规定：将先前从鞋楦的脚趾端朝向鞋楦的脚跟端的方向沿纵向延伸作用的拉力改变为沿相反方向作用的压力，该压力将鞋面压在鞋楦的脚跟面上，同时将鞋面的鞋跟部沿着鞋楦的脚跟端拉动，直至鞋面完全放置在鞋楦上。
在此决定性的是，在将鞋面的鞋跟部拉到鞋楦的脚跟面上期间，根据本发明，不再允许有任何拉力沿鞋楦的纵向延伸作用。就此而言，根据本发明适宜的是，将先前的拉力改变为至少轻微的压力。根据本发明，这样的压力也有利于将鞋面的鞋跟部拉到鞋楦的脚跟面上，直至鞋面完全放置在鞋楦上，并且鞋面被位置正确地、无翘曲地和/或无张力地放置在鞋楦上所期望的正确位置。
用机器人臂引导的夹爪拾取鞋面可以这样进行：机器人控制器自动操控机器人臂的关节，使机器人臂引导夹爪至鞋面的后帽上并使夹爪抓持鞋面，即，夹爪将鞋面的后帽夹紧在夹爪的特别是可自动调节的内舌(Innenzunge)与夹爪的贴靠在鞋面的外后部上的配对保持器之间。
夹爪可以具有L形的基座该基座具有短边和与短边成直角向外延伸的长边。在基座的短边上可以有支承面，该支承面被构造为，在鞋面被夹爪抓住的状态下齐平地贴靠在鞋面的后跟面/>上。长边可以与力/力矩传感器连接，而力/力矩传感器又可以紧固在机器人臂的连接法兰上。在长边的与力/力矩传感器相对置的一侧上，基座可以具有鞋拔状的内舌。内舌在此被构造为，在鞋面被夹爪抓住的状态下贴靠在鞋面的后帽的内侧，从而使鞋面的后帽在鞋面被夹爪抓住的状态下被夹紧地抓持在基座的长边与该簧片之间。
鞋面被拉到其上的鞋楦可以被固定地布置为，鞋楦脚底面向上指向。
在自动化批量生产的框架下，鞋楦可以是大量的其它鞋楦中的单个鞋楦，因此在批量生产的框架下可以将多只鞋面拉到多只鞋楦上，以便例如可以同时或连续地以较短的时间间隔依次制造多只鞋。
所设定的最大拉力，其在将夹爪所抓持的鞋面拉到鞋楦上期间从鞋楦的脚趾端开始朝向鞋楦的脚跟端的方向沿鞋楦的纵向延伸被最高地施加，可以根据鞋面的结构和/或鞋面的材料类型和/或材料组合在进行拉动之前凭经验预先确定。
所设定的最大拉力，其在将夹爪所抓持的鞋面拉到鞋楦上期间从鞋楦的脚趾端开始朝向鞋楦的脚跟端的方向沿鞋楦的纵向延伸被最高地施加，可以规定为100牛顿和250牛顿之间的值，特别是150牛顿和210牛顿之间的值。
可以利用持续增加的拉力，直至最高达到所设定的最大拉力，将夹爪所抓持的鞋面沿鞋楦的纵向延伸拉到鞋楦上。
在达到设定的最大拉力之后，由夹爪所抓持的鞋面可以继续沿鞋楦的纵向延伸在鞋楦上拉动，更确切地说是以恒定的、所设定的最大拉力水平的拉力来拉动。
在沿鞋楦的纵向延伸拉动鞋面期间，鞋面可以通过至少基本上垂直于鞋楦的脚底面作用的、5牛顿和15牛顿之间的按压力被按压在鞋楦上。
至少在拉动鞋面的一子区段期间，该子区段至少包括面向鞋楦的脚跟面的鞋楦纵向延伸的一半长度，鞋面可以通过至少基本上垂直于鞋楦的脚底面作用的、5牛顿和15牛顿之间的按压力被按压在鞋楦上。
在沿鞋楦的纵向延伸拉动和按压鞋面期间，可以这样防止横向力的施加：即，通过由机器人控制器对机器人臂的关节的力/力矩调节的操控，使夹爪仅沿鞋楦的纵向延伸运动。
在沿鞋楦的纵向延伸拉动和按压鞋面期间，可以这样防止横向力的产生：即，通过由机器人控制器对机器人臂的关节的力/力矩调节的操控，使夹爪沿关于鞋楦的纵向延伸的横向方向执行侧向补偿运动，以将横向力至少基本上减少到零。
力/力矩调节的运动可以这样执行：即，将布置在机器人臂的夹爪与法兰之间的力/力矩传感器的测量值提供给机器人控制器进行分析，并根据该测量值来调整所规划的夹爪的运动。
代替布置在机器人臂的夹爪与法兰之间的力/力矩传感器，在本发明的一种变型中，也可以使用力/力矩调节的机器人臂的关节力矩传感器，从而可以将力/力矩调节的机器人臂的关节力矩用作测量值，其中关节力矩的测量值被提供给机器人控制器进行分析，并根据该测量值来调整所规划的夹爪的运动。
沿鞋楦的脚跟端拉动鞋面的鞋跟部直至鞋面完全放置在鞋楦上，可以如下地进行：通过机器人控制器使夹爪按照至少两个、特别是三个直线延伸的子运动路线沿着鞋楦的脚跟端运动。
通过使夹爪以至少两个、特别是三个直线延伸的子运动路线运动，鞋面的鞋跟部被拉动越过鞋楦的脚跟端，直至鞋面完全放置在鞋楦上。这可以至少关于该运动方向选择性地以力/力矩调节操控的方式进行，或者仅以位置控制的方式进行，也就是说没有力/力矩调节。
沿鞋楦的脚跟端拉动鞋面的鞋跟部直至鞋面完全放置在鞋楦上，可以如下地进行：通过机器人控制器使夹爪按照唯一的弧形、特别是圆弧形延伸的总运动路线沿着鞋楦的脚跟端运动。
通过使夹爪以唯一的弧形、特别是圆弧形延伸的总运动路线运动，鞋面的鞋跟部被拉动越过鞋楦的脚跟端，直至鞋面完全放置在鞋楦上。这可以至少关于该运动方向选择性地以力/力矩调节操控的方式进行，或者仅以位置控制的方式进行，也就是说没有力/力矩调节。
在将第一鞋面拉到鞋楦上期间，可以采集在拉动第一鞋面期间作用的力作为力值并存储，其中，在接着将另一鞋面拉到鞋楦上期间，将所存储的拉动第一鞋面的力值与在将另一鞋面拉到鞋楦上期间所测量的当前力值进行比较，并且当超过所存储力值与当前力值之间的设定最大偏差时，中止该拉动。
通过将这样存储的力值用作目标值，测量当前拉动的力值并用作实际值，可以通过比较先前的力值(即目标值)与当前的力值(即实际值)来确定偏差，特别是在力变化曲线中，并根据这种偏差的大小或者在执行本方法时调整对机器人臂的调节，以便使实际值接近目标值，或者可以在显著超过力值时中止拉动过程，即，停止机器人臂并自动产生和输出指示故障的信号。
附图说明
下面参照附图对本发明的具体实施例做详细说明。这些示例性实施例的具体特征可以根据需要被单独或组合地考虑作为本发明的一般性特征，而与它们具体在本文中哪里被提到无关。其中：
图1为示例性机器人臂和控制机器人臂的机器人控制器的透视图，
图2为要安装鞋面的示例性鞋楦在第一状态下的透视图，在第一状态下，鞋面被放置在鞋楦的脚趾端上，
图3为要安装鞋面的示例性鞋楦在第二状态下的透视图，在第二状态下，鞋面沿着鞋楦沿纵向延伸被拉动，
图4为要安装鞋面的示例性鞋楦在第三状态下的透视图，在第三状态下，鞋面在被拉动期间通过按压力被按压在鞋楦的脚底面上，和
图5为要安装鞋面的示例性鞋楦在第四状态下的透视图，在第四状态下，鞋面的鞋跟部被拉过鞋楦的脚跟端。
具体实施方式
图1示出了机器人1，其具有机器人臂2和机器人控制器13。在本实施例的情况下，机器人臂2包括多个彼此相继布置并通过关节11连接的节肢12。节肢12特别是基座3和相对于基座3围绕竖直延伸的转动轴A1可转动安装的转盘4。摇臂5在下端部，例如在未详细示出的摇臂轴承头上，围绕优选为水平的转动轴A2可枢转地安装在转盘4上。在摇臂5的上端部上，又围绕同样优选为水平的转动轴A3可枢转地安装有悬臂6。该悬臂在端侧承载机械手7，该机械手具有优选三个转动轴A4、A5、A6。在本实施例的情况下，悬臂6具有可枢转地安装在摇臂5上的基臂9。悬臂6的前臂10围绕转动轴A4可转动地安装在基臂9上。在本实施例的情况下，除了基座3、转盘4、摇臂5和基臂9之外，机器人臂2的其它节肢还包括优选为多轴的机械手7的节肢12，机械手7具有被构造连接法兰8的紧固装置，以紧固用于鞋面15的夹爪14，这在图2至图5中详细示出并将在下文中进行说明。
相应地，在本实施例的情况下，移动夹爪14以将鞋面15自动拉到鞋楦16上的机器人臂2包括：基座3；借助机器人臂2的第一关节11围绕第一转动轴A1可转动地安装在基座3上的转盘4；借助机器人臂2的第二关节11围绕第二转动轴A2可枢转地安装在转盘4上的摇臂5；借助机器人臂2的第三关节11围绕第三转动轴A3可转动地安装在摇臂5上的基臂9；以及安装在基臂9上的多轴机械手7。
在本实施例的情况下，布置在机器人臂2的连接法兰8上的夹爪14具有L形的基座17，该基座具有短边17.1和与短边成直角向外延伸的长边17.2。在基座17的短边17.1上有支承面18，该支承面被构造为在鞋面15被夹爪抓住的状态下齐平地贴靠在鞋面15的后跟面上。长边17.2与力/力矩传感器19连接，而力/力矩传感器19又被紧固在机器人臂的连接法兰8上。在长边17.2的与力/力矩传感器19相对置的一侧上，基座17具有鞋拔状的内舌20。内舌20被构造为，在鞋面15被夹爪抓住的状态下贴靠在鞋面15的后帽15.1的内侧，从而使鞋面15的后帽15.1在鞋面15被夹爪抓住的状态下被夹紧地抓持在基座17的长边17.2与舌20之间。
根据本发明的方法是用于通过机器人1将鞋面15自动拉到鞋楦16上，机器人1包括机器人控制器13、由机器人控制器13自动操控的机器人臂2、以及由机器人臂2移动的夹爪14，该夹爪如上文示例性描述的那样被构造为保持鞋面15。
如图2所示，首先通过由机器人臂2引导的夹爪14拾取鞋面15，使得夹爪14抓持鞋面15。随后，通过由机器人臂2的关节11的电动操控使夹爪14进行力/力矩调节的运动，将夹爪14所抓持的鞋面15拉到鞋楦16上：即，从鞋楦16的脚趾端开始，朝向鞋楦16的脚跟端方向，沿鞋楦16的纵向延伸，以设定的最大拉力F1拉动鞋面15。
在此，机器人控制器13操控机器人臂2的关节11，使得至少沿鞋楦16的纵向延伸拉动鞋面15的子区段期间，利用至少基本上垂直地、即沿箭头方向P1作用在鞋楦16的脚底面S上的按压力将鞋面15按压在鞋楦16上。
在沿鞋楦16的纵向延伸拉动和按压鞋面15期间，在防止产生和施加横向力F2的情况下，通过力/力矩调节的运动将鞋面15沿鞋楦16的纵向延伸拉到鞋楦16上，直至鞋面15的鞋跟部被引导越过从鞋楦16的脚底面S到鞋楦16的脚跟面F的过渡边缘，如图4和图5所示。
在引导鞋面15的鞋跟部越过鞋楦16的过渡边缘之后，机器人臂2的关节11被变化地操控，使得先前从鞋楦16的脚趾端朝向鞋楦16的脚跟端的方向沿纵向延伸作用的拉力F1改变为沿相反方向作用的压力F2(图5)，该压力将鞋面15压在鞋楦16的脚跟面F上，同时将鞋面15的鞋跟部沿着鞋楦16的脚跟端拉动，直至鞋面15被完全放置在鞋楦16上。
通过由机器人臂2引导的夹爪14拾取鞋面15可以这样进行：机器人控制器13自动操控机器人臂2的关节11，使机器人臂2将夹爪14引导至鞋面15的后帽15.1上，并且使夹爪14抓持鞋面15，即，该夹爪将鞋面15的后帽15.1夹紧在夹爪14的特别是可自动调节的内舌20与夹爪14的贴靠在鞋面15的外后部上的配对保持器、即夹爪14的长边17.2之间。
在本实施例的情况下，鞋面15被拉到其上的鞋楦16被固定地布置为，其鞋楦脚底面S向上指向，如图2至图5中所示。
所设定的最大拉力，其在将夹爪14所抓持的鞋面15拉到鞋楦16上期间从鞋楦16的脚趾端开始朝向鞋楦16的脚跟端的方向沿鞋楦16的纵向延伸被最高地施加，根据鞋面15的结构和/或鞋面15的材料类型和/或材料组合在进行拉动之前凭经验预先确定。
所设定的最大拉力，其在将夹爪14所抓持的鞋面15拉到鞋楦16上期间从鞋楦16的脚趾端开始朝向鞋楦16的脚跟端的方向沿鞋楦16的纵向延伸被最高地施加，可以规定为在100牛顿和250牛顿之间的值，特别是在150牛顿和210牛顿之间的值。
可以利用持续增加的拉力，直至最高达到所设定的最大拉力，将夹爪14所抓持的鞋面15沿鞋楦16的纵向延伸拉到鞋楦16上。
在本实施例的情况下，在达到设定的最大拉力之后，由夹爪14所抓持的鞋面15继续沿鞋楦16的纵向延伸在鞋楦16上被拉动，更确切地说是以恒定的、所设定的最大拉力水平的拉力来拉动。
在沿鞋楦16的纵向延伸拉动鞋面15期间，鞋面15通过至少基本上垂直于鞋楦16的脚底面S作用的、在5牛顿和15牛顿之间的按压力被按压在鞋楦16上。
至少在拉动鞋面15的一子区段期间，该子区段至少包括面向鞋楦16的脚跟面F的鞋楦16纵向延伸的一半长度，鞋面15通过至少基本上垂直于鞋楦16的脚底面S作用的、在5牛顿和15牛顿之间的按压力被按压在鞋楦16上。
在沿鞋楦16的纵向延伸拉动和按压鞋面15期间，这样防止横向力的施加：即，通过由机器人控制器13对机器人臂2的关节11的力/力矩调节的操控，使夹爪14仅沿鞋楦16的纵向延伸运动。
在沿鞋楦16的纵向延伸拉动和按压鞋面15期间，同时可以这样防止横向力的产生：即，通过机器人控制器13对机器人臂1的关节11的力/力矩调节的操控，使夹爪14沿关于鞋楦16的纵向延伸的横向方向执行侧向补偿运动，以将横向力至少基本上减少到零。
力/力矩调节的运动根据本发明是这样进行：即，将布置在机器人臂2的夹爪14与法兰8之间的力/力矩传感器19的测量值提供给机器人控制器13进行分析，并根据该测量值来调整所规划的夹爪14的运动。
如图5所示的沿着鞋楦16的脚跟端拉动鞋面15的鞋跟部直至鞋面15完全放置在鞋楦16上，可以这样进行：机器人控制器13使夹爪14以至少两个、特别是三个直线延伸的子运动路线T1、T2、T3沿着鞋楦16的脚跟端运动。
替代于利用直线延伸的子运动路线T1、T2、T3，这种沿鞋楦16的脚跟端拉动鞋面15的鞋跟部直至鞋面完全放置在鞋楦上还可以可选地这样进行：机器人控制器13使夹爪14以唯一的弧形、特别是圆弧形延伸的总运动路线G沿着鞋楦16的脚跟端移动。
在将第一鞋面15拉到鞋楦16上期间，采集在拉动第一鞋面15期间作用的力作为力值并存储，并且在接着将另一鞋面15拉到鞋楦16上期间，将所存储的拉动第一鞋面15的力值与在将另一鞋面15拉到鞋楦16上期间所测量的当前力值进行比较，并且当超过所存储的力值与当前力值的设定最大偏差时，中止该拉动。

Claims (19)

1.一种利用机器人(1)将鞋面(15)自动拉到鞋楦(16)上的方法，所述机器人包括机器人控制器(13)、由所述机器人控制器自动操控的机器人臂(2)以及由所述机器人臂(2)移动的夹爪(14)，所述夹爪被设计用于保持鞋面(15)，所述方法包括以下步骤：
-通过所述机器人臂(2)引导的夹爪(14)拾取所述鞋面(15)，使得所述夹爪(14)抓持所述鞋面(15)，
-通过所述机器人臂(2)的关节(11)的电动操控使所述夹爪(14)进行力/力矩调节的运动，以将由所述夹爪(14)抓持的鞋面(15)拉到所述鞋楦(16)上：即，从所述鞋楦(16)的脚趾端开始，朝向所述鞋楦(16)的脚跟端方向，沿所述鞋楦(16)的纵向延伸，以设定的最大拉力拉动所述鞋面(15)，其中，
-所述机器人控制器(13)操控所述机器人臂(2)的关节(11)，使得至少在沿所述鞋楦(16)的纵向延伸拉动所述鞋面(15)的子区段期间，利用至少基本上垂直作用于所述鞋楦(16)的脚底面(S)上的按压力将所述鞋面(15)按压在所述鞋楦(16)上，并且
-在沿所述鞋楦(16)的纵向延伸拉动和按压所述鞋面(15)期间，在防止产生和施加横向力的情况下，通过力/力矩调节的运动将所述鞋面(15)沿所述鞋楦(16)的纵向延伸拉到所述鞋楦(16)上，直至所述鞋面(15)的鞋跟部被引导越过从所述鞋楦(16)的脚底面(S)到所述鞋楦(16)的脚跟面(F)的过渡边缘，并且
-在引导所述鞋面(15)的鞋跟部越过所述鞋楦(16)的过渡边缘之后，所述机器人控制器(13)变化地操控所述机器人臂(2)的关节(11)，使得先前从所述鞋楦(16)的脚趾端朝向所述鞋楦(16)的脚跟端的方向沿纵向延伸作用的拉力(F1)改变为沿相反方向作用的压力(F2)，所述压力将所述鞋面(15)压在所述鞋楦(16)的脚跟面(F)上，同时将所述鞋面(15)的鞋跟部沿着所述鞋楦(16)的脚跟端拉动，直至所述鞋面(15)完全放置在所述鞋楦(16)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过由所述机器人臂(2)引导的夹爪(14)拾取所述鞋面(15)如下地进行：所述机器人控制器(13)自动地操控所述机器人臂(2)的关节(11)，使所述机器人臂(2)将所述夹爪(14)引导到所述鞋面(15)的后帽(15.1)上，并使所述夹爪(14)抓持所述鞋面(15)，即，所述夹爪将所述鞋面(15)的后帽(15.1)夹紧在所述夹爪(14)的内舌(20)与所述夹爪(14)的贴靠在所述鞋面(15)的外后部上的配对保持器之间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述夹爪(14)的内舌(20)是能自动调节的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述鞋面(15)被拉到其上的所述鞋楦(16)被固定地布置为，以鞋楦脚底面(S)向上指向。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在将由所述夹爪(14)抓持的鞋面(15)拉到所述鞋楦(16)上期间，从所述鞋楦(16)的脚趾端开始朝向所述鞋楦(16)的脚跟端的方向沿所述鞋楦(16)的纵向延伸最大地施加设定的最大拉力，该设定的最大拉力是在进行拉动之前根据所述鞋面(15)的结构和/或鞋面的材料类型和/或材料组合凭经验预先确定的。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在将由所述夹爪(14)抓持的鞋面(15)拉到所述鞋楦(16)上期间从所述鞋楦(16)的脚趾端开始朝向所述鞋楦(16)的脚跟端的方向沿所述鞋楦(16)的纵向延伸最大施加的所述设定的最大拉力是在100牛顿和250牛顿之间的值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述设定的最大拉力是在150牛顿和210牛顿之间的值。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，利用持续增加的拉力，直至最高达到所述设定的最大拉力，将所述夹爪(14)抓持的鞋面(15)沿所述鞋楦(16)的纵向延伸拉到所述鞋楦(16)上。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在达到所述设定的最大拉力之后，继续将由所述夹爪(14)抓持的鞋面(15)沿所述鞋楦(16)的纵向延伸在所述鞋楦(16)上拉动，并且是以恒定的、处于所述设定的最大拉力水平的拉力来拉动。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在沿所述鞋楦(16)的纵向延伸拉动所述鞋面(15)期间，通过至少基本上垂直于所述鞋楦(16)的脚底面(S)作用的、在5牛顿和15牛顿之间的按压力将所述鞋面(15)按压在所述鞋楦(16)上。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，至少在拉动所述鞋面(15)的一子区段期间，该子区段至少包括面向所述鞋楦(16)的脚跟面的所述鞋楦(16)的纵向延伸的一半长度，通过至少基本上垂直于所述鞋楦(16)的脚底面(S)作用的、在5牛顿和15牛顿之间的按压力将所述鞋面(15)按压在所述鞋楦(16)上。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在沿所述鞋楦(16)的纵向延伸拉动和按压所述鞋面(15)期间，如下地防止横向力的施加：通过由所述机器人控制器(13)对所述机器人臂(2)的关节(11)的力/力矩调节的操控，使所述夹爪(14)仅沿所述鞋楦(16)的纵向延伸运动。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在沿所述鞋楦(16)的纵向延伸拉动和按压所述鞋面(15)期间，如下地防止横向力的产生：通过所述机器人控制器(13)对所述机器人臂(2)的关节(11)的力/力矩调节的操控，使所述夹爪(14)沿关于所述鞋楦(16)的纵向延伸的横向方向执行侧向补偿运动，以将所述横向力至少基本上减少到零。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述力/力矩调节的运动如下地执行：即，将布置在所述机器人臂(2)的夹爪(14)与法兰(8)之间的力/力矩传感器(19)的测量值提供给所述机器人控制器(13)用于分析，并根据该测量值来调整所规划的所述夹爪(14)的运动。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，沿着所述鞋楦(16)的脚跟端拉动所述鞋面(15)的鞋跟部直至所述鞋面(15)完全放置在所述鞋楦(16)上是如下地进行：通过所述机器人控制器(13)使所述夹爪(14)按照至少两个直线延伸的子运动路线(T1，T2，T3)沿着所述鞋楦(16)的脚跟端运动。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，沿着所述鞋楦(16)的脚跟端拉动所述鞋面(15)的鞋跟部直至所述鞋面(15)完全放置在所述鞋楦(16)上是如下地进行：通过所述机器人控制器(13)使所述夹爪(14)按照三个直线延伸的子运动路线(T1，T2，T3)沿着所述鞋楦(16)的脚跟端运动。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，沿着所述鞋楦(16)的脚跟端拉动所述鞋面(15)的鞋跟部直至所述鞋面(15)完全放置在所述鞋楦(16)上是如下地进行：通过所述机器人控制器(13)使所述夹爪(14)按照唯一的弧形延伸的总运动路线(G)沿着所述鞋楦(16)的脚跟端运动。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，沿着所述鞋楦(16)的脚跟端拉动所述鞋面(15)的鞋跟部直至所述鞋面(15)完全放置在所述鞋楦(16)上是如下地进行：通过所述机器人控制器(13)使所述夹爪(14)按照唯一的圆弧形延伸的总运动路线(G)沿着所述鞋楦(16)的脚跟端运动。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在将一鞋面拉到所述鞋楦(16)上期间，采集在拉动该一鞋面期间作用的力作为力值并存储，并且在接着将另一鞋面拉到所述鞋楦(16)上期间，将所存储的拉动所述一鞋面的力值与在将所述另一鞋面拉到所述鞋楦(16)上期间所测量的当前力值进行比较，并且当超过所存储的力值与当前力值的设定的最大偏差时，中止所述拉动。
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