CN215036328U - 一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，包括多个鞋底夹具、扫描机构、打磨机构、支架、操作盘和底座，打磨机构包括打磨桁架、柔性打磨头和打磨机械手，打磨桁架设置于支架内，柔性打磨头通过打磨机械手与打磨桁架连接并可自由移动，扫描机构包括设置于支架上的直线导轨和设置于直线导轨上的工业相机，工业相机可沿直线导轨方向移动，鞋底夹具设置于操作盘上，包括内侧夹板和外侧夹板，内侧夹板和外侧夹板间距可调节，操作盘可旋转的设置于打磨机构下方并与底座相连接，提高了生产效率并减轻工人的劳动强度。

Description

一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统

技术领域

本发明涉及鞋类制造领域，具体涉及一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统。

背景技术

随着现代制造工厂的不断改进升级，机器人已经开始大范围的替代人工进行生产作业。一开始，机器人替代人工生产的场景大多出现在一些劳动负重大和危害性高的生产中，后来由于市场竞争的日益激烈，许多劳动密集型的企业工厂也迫切需要改进升级生产模式，引进机器人代替密集的人工生产来降低成本和提高核心竞争力。

打磨机器人相较于其他自动化加工方式，例如数控机床等，具有柔性程度高、加工对象范围广、易与外部设备集成等优点，但是由于在去除多余材料的过程中需要准确跟踪工件轮廓，同时控制接触力的大小，所以在实际应用中存在很多难点问题尚未解决，造成难以大范围推广应用。

在制鞋生产线有一个环节是将鞋底内侧打粗，以便后续在鞋底内侧涂布胶水与鞋面粘合，目前此环节大部分都还停留在手工作业，极大地影响了生产效率，而且难以保证产品品质。除此之外，打磨所产生的粉尘污染也很严重，对工人身体健康造成相当大的危害。但由于每款鞋鞋底形状不一，每个尺码大小不一，且侧面形状复杂，材料刚度较小，打磨时会有让刀现象，使得夹具制作复杂，打磨控制困难，设备成本高昂，导致鞋底内侧打磨很难实现自动化。总体而言，对于目前鞋底打磨环节，人工作业多于机器作业，机器作业中鞋底外侧打磨多于内侧打磨，内侧打磨中非柔性多于柔性。而本发明旨在开发一种鞋底内侧柔性打磨设备，是上述中所有少数的集合，是一项基于工程应用，同时又具有一定的理论价值的课题。本课题不仅能够对制鞋产业中鞋底打磨环节进行改善，对于其他薄壁非刚体类零件的自动打磨也有一定的参考价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，通过机械装置代替手工劳动，实现鞋底的自动打粗。本发明技术方案如下：

一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，包括多个鞋底夹具、扫描机构、打磨机构、支架、操作盘和底座，打磨机构包括打磨桁架、柔性打磨头和打磨机械手，打磨桁架设置于支架内，柔性打磨头通过打磨机械手与打磨桁架连接并可自由移动，扫描机构包括设置于支架上的直线导轨和设置于直线导轨上的工业相机，工业相机可沿直线导轨方向移动，鞋底夹具设置于操作盘上，包括内侧夹板和外侧夹板，内侧夹板和外侧夹板间距可调节，操作盘可旋转的设置于打磨机构下方并与底座相连接。

进一步的，所述外侧夹板固定于操作盘上，所述鞋底夹具还包括夹具气缸，夹具气缸包括固定于操作盘上的夹具气缸座和与内侧夹板相连的夹具气缸头，夹具汽缸头可驱动内侧夹板沿操作盘径向移动。

进一步的，还包括上下料工位、扫描工位、等待工位和打磨工位，扫描工位对应扫描机构位置下方布置，打磨工位对应打磨机构位置下方布置，扫描机构和打磨机构相对布置，操作盘可驱动鞋底夹具在多个工位间旋转。

进一步的，所述工业相机包括双目线结构光相机。

进一步的，所述底座设置有操作盘驱动电机，操作盘驱动电机通过旋转接头与操作盘连接。

进一步的，所述操作盘驱动电机位伺服电机。

进一步的，所述打磨机构的柔性打磨头为柔性砂轮打磨头。

进一步的，所述打磨机构的柔性打磨头为喷砂式打磨头。

进一步的，所述内侧夹板和外侧夹板可更换。

进一步的，还包括运算处理机构，接受来自扫描机构的数据，生成鞋底打磨点位轨迹，并控制打磨机构按照打磨点位轨迹对鞋底进行定向打磨。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本专利设置有多个回转设计的鞋底夹具，分别对应鞋底打磨的不同工位进行操作，代替传统工人的手工打磨作业方式，提高了生产效率并减轻工人的劳动强度。

2.本专利设置有间距可调节的鞋底夹具，可针对不同尺码的鞋底进行有效固定。

3.本专利的内侧夹板和外侧夹板可拆卸，进一步的增加对鞋底型号的适用范围，增加夹持的稳定性。

4.本专利采用双目线结构光相机，避免由于相机的盲区导致点云的缺失，使得扫描无死角。

5.本专利使用喷砂结构构成的柔性打磨头进行打磨，避免了“过切”和“切不到”的现象。

6.本专利使用由柔性砂轮打磨头构成的柔性打磨头进行打磨，避免了“过切”和“切不到”的现象。

7.操作盘驱动电机通过旋转接头与操作盘连接，能够保证操作盘旋转时，夹持气缸的电线不发生缠绕。

8.打磨机械手与打磨桁架连接并可自由移动，节省了安装空间，并限制了机器人的运行范围，保证了运行时的安全性。

附图说明

图1为一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统的结构示意图；

图2为鞋底夹具及操作盘的结构示意图；

图3为鞋底夹具的放大示意图；

图4为底座的结构示意图。

其中图内标注信息为：

鞋底夹具1、扫描机构2、打磨机构3、支架4、操作盘5、底座6、鞋底 7、内侧夹板11、外侧夹板12、夹板气缸13、工业相机21、直线导轨22、打磨桁架31、柔性打磨头32、打磨机械手33、上下料工位51、扫描工位52、等待工位53、打磨工位54、旋转接头61、操作盘驱动电机62。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例一：

请参阅图1-4，本实用新型提供一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，包括四个鞋底夹具、扫描机构、打磨机构、支架、操作盘和底座，打磨机构包括打磨桁架、柔性打磨头和打磨机械手，打磨桁架设置于支架内，柔性打磨头通过打磨机械手与打磨桁架连接并可自由移动，所述打磨机构的柔性打磨头为柔性砂轮打磨头。扫描机构包括设置于支架上的直线导轨和设置于直线导轨上的工业相机，所述工业相机包括双目线结构光相机，工业相机可沿直线导轨方向移动，所述四个鞋底夹具呈90°夹角设置于操作盘上，对应上下料工位、扫描工位、等待工位和打磨工位，扫描工位对应扫描机构位置布置，打磨工位对应打磨机构位置布置，扫描机构和打磨机构相对布置，操作盘可驱动鞋底夹具在多个工位间旋转。包括内侧夹板和外侧夹板，内侧夹板和外侧夹板间距可调节，所述外侧夹板固定于操作盘上，所述鞋底夹具还包括夹具气缸，夹具气缸包括固定于操作盘上的夹具气缸座和与内侧夹板相连的夹具气缸头，夹具汽缸头可驱动内侧夹板沿操作盘径向移动。所述内侧夹板和外侧夹板可更换。操作盘可旋转的设置于打磨机构下方并与底座相连接。所述底座设置有操作盘驱动电机，操作盘驱动电机通过旋转接头与操作盘连接。所述操作盘驱动电机位伺服电机。还包括运算处理机构，接受来自扫描机构的数据，生成鞋底打磨点位轨迹，并控制打磨机构按照打磨点位轨迹对鞋底进行定向打磨。

鞋底由上下料工位进入鞋底夹具，夹持气缸回拉内侧夹板和外侧夹板的间距，夹紧鞋底，操作盘旋转，将鞋底送入扫描工位；扫描工位上方的双目线相机对鞋底进行无死角扫描，并将数据传输到原酸处理机构，生成鞋底打磨点位轨迹操作盘旋转，将鞋底送入等待工位等待后，继续将鞋底送入打磨工位；打磨工位上方的打磨机械手控制柔性打磨头按照鞋底打磨点位轨迹移动，对鞋底内侧进行打磨，打磨完毕后操作盘旋转，将鞋底送入上下料工位；夹持气缸外伸，内侧夹板与外侧夹板恢复间距，鞋底由鞋底夹具送出，进入复位状态。

实施例二：

实施例二与实施例一技术方案区别点在于，所述打磨机构的柔性打磨头为喷砂式打磨头，其余技术方案相同。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：包括多个鞋底夹具、扫描机构、打磨机构、支架、操作盘和底座，打磨机构包括打磨桁架、柔性打磨头和打磨机械手，打磨桁架设置于支架内，柔性打磨头通过打磨机械手与打磨桁架连接并可自由移动，扫描机构包括设置于支架上的直线导轨和设置于直线导轨上的工业相机，工业相机可沿直线导轨方向移动，鞋底夹具设置于操作盘上，包括内侧夹板和外侧夹板，内侧夹板和外侧夹板间距可调节，操作盘可旋转的设置于打磨机构下方并与底座相连接。

2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：所述外侧夹板固定于操作盘上，所述鞋底夹具还包括夹具气缸，夹具气缸包括固定于操作盘上的夹具气缸座和与内侧夹板相连的夹具气缸头，夹具汽缸头可驱动内侧夹板沿操作盘径向移动。

3.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：还包括上下料工位、扫描工位、等待工位和打磨工位，扫描工位对应扫描机构位置布置，打磨工位对应打磨机构位置布置，扫描机构和打磨机构相对布置，操作盘可驱动鞋底夹具在多个工位间旋转。

4.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：所述工业相机包括双目线结构光相机。

5.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：所述底座为空心结构，内部设置有操作盘驱动电机，操作盘驱动电机通过旋转接头与操作盘连接。

6.如权利要求5所述的一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：所述操作盘驱动电机位伺服电机。

7.如权利要求1-6任意一项所述的一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：所述打磨机构的柔性打磨头为柔性砂轮打磨头。

8.如权利要求1-6任意一项所述的一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：所述打磨机构的柔性打磨头为喷砂式打磨头。

9.如权利要求1-6任意一项所述的一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：所述内侧夹板和外侧夹板可更换。

10.如权利要求1-6任意一项所述的一种基于机器视觉的鞋底柔性打磨系统，其特征在于：还包括运算处理机构，接受来自扫描机构的数据，生成鞋底打磨点位轨迹，并控制打磨机构按照打磨点位轨迹对鞋底进行定向打磨。

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