DE102009042303A1

DE102009042303A1 - Vorrichtung zum Bearbeiten der Seitenkante und des Zwickeinschlages von auf Schuhleisten montierten Schuhschäften, insbesondere von Sportschuhen

Info

Publication number: DE102009042303A1
Application number: DE200910042303
Authority: DE
Inventors: Ralf Legleitner
Original assignee: LEGLEITNER THOMAS; Legleitner Ralf Dipl-Ing; Legleitner Thomas Dipl-Inform
Current assignee: LEGLEITNER THOMAS; Legleitner Ralf Dipl-Ing; Legleitner Thomas Dipl-Inform
Priority date: 2009-09-19
Filing date: 2009-09-19
Publication date: 2011-03-24
Also published as: ITMI20101694A1; IT1402387B1

Abstract

Die vorgestellte Vorrichtung ermöglicht das Bearbeiten von Schuhseitenkanten und des Zwickeinschlages insbesondere an Sportschuhen, indem der auf einen Leisten montierte Schuhschaft auf einer Sohle ausgerichtet wird und in dieser Position zur Bearbeitungsstation geführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufrauen und oder Zementieren der Seitenkante und des Zwickeinschlages von Schuhschäften, die auf Schuhleisten montiert sind (im Folgenden kurz Schuhe genannt). Dabei werden die Schuhe in einer Vorrichtung ausgerichtet oder vermessen.
Es sind Vorrichtungen zur Bearbeitung der Schuhseitenkante bekannt.
Diese Vorrichtungen basieren darauf, dass der Schuh mit dem montierten Oberleder in einer Aufspannungsvorrichtung gespannt wird und dann mit einem 5-achsigen Werkzeugsystem bearbeitet wird, wobei ein zuvor in die Vorrichtung programmierter Werkzeugweg reproduziert wird. Die Wiederholgenauigkeit der verwendeten Aufspannungsvorrichtungen liegt im Bereich von ca. 1–2 mm. Dies ist i. A. ausreichend zur Bearbeitung des Zwickeinschlages und zur Bearbeitung der Seitenkante von Schuhen mit einer konstanten Rahmenhöhe der Sohle, so dass auch der zu rauende Bereich am Schuh gleichmäßig hoch ist.
Es ist jedoch nicht möglich Schuhe für Sohlen mit stark variierendem Höhenprofil (Sportschuhe) zu bearbeiten. Dazu ist die erreichbare Genauigkeit nicht ausreichend. In Patent Anmeldung DE 42 13 998.8 und DE 197 21543 sind Verfahren und Vorrichtungen beschrieben, die diesen Nachteil beseitigen sollen. In den genannten Schriften wird vorgeschlagen die entstandenen Abweichungen zu messen und rechnerisch zu korrigieren oder mechanisch zu kompensieren. Beide Verfahren sind jedoch nicht der Komplexität der Aufgabe gewachsen und zu ungenau. Die Leistenkontur zu erfassen und Abweichungen zu kompensieren ist eine 6-dimensionale Aufgabe, die nur schwer mathematisch zu fassen ist und welche mehr als nur ein paar charakteristische Messpunkte benötigt. Andererseits ist ein über den Zwickeinschlag gleitendes Element nur schwer zu realisieren, da es dazu neigt den Leisten wieder in der Aufspannung zu verschieben. In allen Verfahren ist nicht berücksichtigt, dass die zu bearbeitende Kontur vom Herstellungsprozess des individuellen Schuhs abhängig ist. Bedingt durch unterschiedliche Materialstärken und unterschiedlich dicken Klebstoffauftrag im Zwickeinschlag ergibt sich für jeden Schuh eine individuelle Grenzlinie zwischen Sohle und Schuhoberteil. Diese Grenzlinie muss jedoch bei der Bearbeitung des Schuhs genau eingehalten werden. In der industriellen Praxis heute werden aus den oben genannten Gründen die Sportschuhe mit profilierten Sohlenkanten von Hand bearbeitet. Dazu wird in einem ersten Arbeitsschritt der Schuh in eine Sohle gestellt und es wird die Grenzlinie zwischen Schuh und Sohle angezeichnet. Im zweiten Arbeitsschritt wird dann mit einem manuell geführten Werkzeug die Seitenkante des Schuhs bis zur angezeichneten Grenzlinie bearbeitet.
Der hier vorgestellten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mittels dessen Schuhe der oben beschriebenen Art maschinell zu bearbeiten sind, wobei die oben beschriebenen Nachteile der bereits existierenden Maschinen vermieden werden und die Vorteile der manuellen Bearbeitung gewahrt bleiben.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1–9 gelöst.
In 1–3 wird eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung vorgestellt, in der die Lage des Toolcenterpoints des Greifers beim Greifen des Schuhs nicht verändert wird und eine entsprechende Lagekompensationsvorrichtung verwendet wird. Das in den 1–3 dargestellt Ausführungsbeispiel kann erfindungsgemäß in weiten Grenzen verändert werden.
In 4 wird eine weitere Ausgestaltung vorgestellt, in der die Lage des Ausrichtteiles in der Vorrichtung vermessen wird, so dass die aktuell abzufahrende Bearbeitungsbahn korrigiert werden kann.
1 zeigt eine mögliche Ausführung der Vorrichtung mit einem in der Vorrichtung ausgerichteten Schuh, wobei der Greifer den Schuh gegriffen hat.
2 zeigt die Ausführung der Vorrichtung mit dem gegriffenen Schuh vor den Bearbeitungswerkzeugen.
3 zeigt eine mögliche Ausführung der Lagekompensationsvorrichtung.
In 1 sieht man das Gestell (1) der Vorrichtung, in welchem eine 3-achsige Verfahreinheit (2) angeordnet ist, welche den Schuh (7) bewegt. Die Bewegung geschieht über das and der Verfahreinheit (2) angebrachte Schwenklager (5) welches den Schuh um 90 Grad nach oben in die Bearbeitungsposition (II) schwenkt. In dieser Position kann der Schuh (7) durch den Drehantrieb (3) und das Drehlager (4) gedreht werden. Dabei wird der Schuh (7) durch das Lageausgleichssystem mit Greifer (6) welches nun fest verblockt ist, mit dem rotierenden Teil des Drehlagers (4) verbunden. Das Lageausgleichssystem mit Greifer (6) wird mittels Hydraulik betätigt, deshalb ist in das Drehlager (4) eine Öl-Drehdurchführung mit 3 Anschlüssen integriert.
Nachdem der Bediener einen Schuh (7) in die im Gestell befestigte Sohle (8) eingelegt hat, wird der Schuh (7) mittels der Anpressvorrichtung (9) dort fixiert und in der Aufnahmeposition (I) ausgerichtet.
Die Vorrichtung bewegt nun die Lageausgleichsvorrichtung mit Greifer (6) auf die für das Modell gespeicherte Startposition, dabei wird der Spreizstift (12) des Greifers in die Ständerhülse (13) des Leistens (7) eingeführt. Die Abweichungen der Position der Ständerhülse (13) zur Position der Hülse des Leistens, welcher zum programmieren der Bearbeitungsbahn verwendet wurde, wird durch die Lageausgleichsvorrichtung (6) kompensiert, welche zu diesem Zeitpunkt flexibel ist. Es ergibt sich dadurch, dass der Toolcenterpoint (14) des Greifers immer in die gleiche räumlichen Relation zur Sohle (8) kommt, egal welche Position der Schuh (7) in der Sohle (8) einnimmt. Deshalb ist auch die zuvor beim Einrichten der Maschine erstellte Bearbeitungsbahn für das Schuhmodell immer anwendbar, da diese Bearbeitungsbahn die Kante der Sohle in Relation zum Toolcenterpoint (14) repräsentiert.
In 2 ist der Schuh (7) in der Bearbeitungsposition (II) dargestellt. Durch das Schwenklager (5) wurde der Schuh (7) um 90 Grad nach oben geschwenkt. In dieser Position kann der Schuh (7) am Bearbeitungswerkzeug (10) vorbeigeführt werden. Dies geschieht über die 3-achsige Verfahreinheit (2) und den daran angeordneten Drehantrieb (3) mit dem damit verbundenen Drehlager (4). Das Werkzeug (10) selbst kann durch den Drehantrieb (11) geschwenkt werden. Es ergibt sich somit eine 5-achsige CNC-gesteuerte Bearbeitung, mit welcher alle gewünschten Konturen am Schuh (7) erzeugt werden können.
In 3 ist das Lageausgleichsystem mit Greifer (6) dargestellt.
Die Koppel (15) ist über die Kugeln (17) einerseits mit dem Drehlager (4) und andererseits mit dem Greiferunterteil verbunden. Wird der Ölanschluß „A” mit Öldruck beaufschlagt werden die Kugeln (17) in die Gegenkonturen in der Koppel (15) gepresst. Dadurch kann eine temporäre feste reibschlüssige Verbindung erreicht werden, so dass die Koppel (15) das Greiferunterteil fest mit dem Drehlager (4) verbindet. Im Greiferunterteil befindet sich der hohle Spreizstift (12) welcher durch den Konus (20) gespreizt wird. Wenn der Anschluss „B” mit Öldruck beaufschlagt wird, wird der Konus über den Kolben (19) in den Spreizstift gezogen. Wenn kein Druck anliegt wird der Konus (20) wieder über die Ausdrückfeder (18) aus dem Spreizstift (12) gedrückt. Da beim Spannvorgang der Spreizstift (12) den Leisten nur in der Ständerhülse (13) klemmt, kommt keine feste Spannung des Leistens zustande. Deshalb muss noch über die 2 Druckzylinder (21) die Gegenplatte (22) gegen den Leisten (7) gefahren werden. Durch diese Anordnung ist es möglich den Leisten (7) zu klemmen, auch wenn der Spreizstift (12) jeweils verschieden weit in die Ständerhülse (13) hineinragt. Dies ist wichtig, da sich bei verschiedenen Stellungen der Koppel (15) auch unterschiedliche Positionen des Spreizstiftes (12) in der Ständerhülse (13) ergeben.
4 zeigt den Schuh (7) mit aufgesetztem Ausrichtteil (23). An dem Ausrichtteil (23) ist eine Sohle (8) befestigt, welche auf dem Schuh (7) ausgerichtet werden kann. Das Ausrichtteil (23) wird vorteilhafter Weise manuell auf den Schuh (7) aufgesetzt und dann mittels der Andrückvorrichtung (24) auf den Schuh (7) gedrückt. Dadurch wird erreicht dass sich die Sohle (8) in ihrer natürlichen Lage auf dem Schuh (7) ausrichtet und der Maschinenbediener kann die Lage der Sohle auf dem Schuh überprüfen und evtl. korrigieren. Das Kamerasystem (25) bestimmt die Lage der Halbkugeln (26) auf dem Ausrichtteil (23). Kugelformen sind als Erkennungselemente besonders gut geeignet da es einfache mathematische Verfahren zur Erkennung des Kugelmittelpunktes gibt. Sind die 3 Kugelmittelpunkte in ihrer Raumlage bestimmt, so lässt sich eine Verschiebungsmatrix berechnen, welche auf den zuvor für den Referenzschuh ermittelten Werkzeugweg angewendet werden kann. Es ergibt sich somit die Werkzeugbahn für den aktuell vermessenen Schuh. Die Verschiebungsmatrix berechnet sich aus der Abweichung der Kugelmittelpunkte des Referenzschuhs zum aktuellen Schuh. Für den Referenzschuh wird die Werkzeugbahn zuvor in einem seperaten Tech-In-Verfahren ermittelt, wobei das Werkzeug so geführt wird, dass die Bearbeitung bis zur Sohlenkante genau erreicht wird.
In 4 ist der Schuh auf einem Werkstückträger (27) befestigt. Es ist deshalb möglich den Schuh (7) samt Werstückträger (27) aus der Vorrichtung zu entnehmen und in eine andere Vorrichtung, z. B eine Bearbeitungsstation oder ein Verkettungssystem verschiedener Bearbeitungsstationen einzulegen. Um die Lage des Werkstückträgers (27) in der Bearbeitungsstation zu bestimmen, können z. B. Indexstifte (28) verwendet werden, dadurch kann ein System von Bearbeitungsstationen errichtet werden, welche alle die dem Werstückträger zugeordneten Lageinformationen verwenden können. Dazu ist es notwendig die Wekstückträger mit einem Identifikationssystem zu versehen, z. B. mit Barcodes, oder RFI (Radio Frequency Identification) Chips.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4213998 [0004]
DE 19721543 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Bearbeiten der Seitenkante und des Zwickeinschlages von auf Schuhleisten montierten Schuhschäften (im Folgenden kurz Schuhe genannt), insbesondere von Sportschuhen, dadurch gekennzeichnet, dass: ein in der Vorrichtung angeordnetes Ausrichtungsmittel vorgesehen ist, welches eine dem Schuh zugeordnete Sohle ist oder eine Form, welche die Sohle nachempfindet und welches in einer Messstation den räumlichen Bezug zwischen dem Ausrichtungsmittel und dem Schuh erzeugt, wobei die Grenzlinie zwischen Sohle und Schuh sichtbar wird und von einem Maschinenbediener überprüft und korrigiert werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Messstation das Ausrichtungsmittel, mittels einer Vorrichtung auf den auf einem Werkstückträger befestigten Schuh gedrückt wird und dass mittels geeigneter Messmittel die Lage der Sohle erfasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohle auf einer Sohlenträgerplatte befestigt ist, welche auf Ihrer Rückseite Formelemente trägt, und dass die Lage dieser Formelemente im Bezug zum Maschinenkoordinatensystem mittels eines Messsystems erfast wird, vorteilhaft eignen sich dafür Kamerasysteme und kugelförmig gestaltete Formelemente.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einrichten der Vorrichtung ein Schuh, der auf einen Werkstückträger gespannt ist, mittels der Messvorrichtung vermessen wird und dass anschließend dazu die zur Bearbeitung des Schuhs erforderliche Bahn im Bearbeitungsautomaten eingegeben wird, wodurch die gemessene Lage des Schuhs und die Bearbeitungsbahn zueinander in Bezug gesetzt werden. Und dass beim nächsten zu bearbeitenden Schuh ebenfalls die Lage des Schuhs in der Messstation gemessen wird und dass daraus ein neuer Bezug zur Bearbeitungsbahn berechnet wird, so dass die zuvor beim Einrichten gespeicherte Bahn nun an die aktuelle Lage des neu zu bearbeitenden Schuhs angepasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu bearbeitende Schuh in dem Ausrichtungsmittel ausgerichtet wird und dass ein Greifer vorgesehen ist welcher den Schuh in dieser Lage greifen kann, ohne dass dabei die Lage des Schuhs zum Ausrichtungsmittel geändert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer so gestaltet ist, dass sein Toolcenterpoint zum Greifen des Schuhs immer in die gleiche Position gefahren wird und der Schuh mittels einer im Greifer integrierten Lageausgleichsvorrichtung gegriffen wird, so dass jeder Schuh in seiner individuellen Lage im Ausrichtungsmittel gegriffen wird, ohne dass sich die Relation der Lage zwischen Ausrichtungsmittel und Toolcenterpoint des Greifers ändert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass Bearbeitungswerkzeuge vorgesehen sind und dass der Greifer den gespannten Schuh so an den Bearbeitungswerkzeugen entlang führen kann, dass sich eine Bearbeitung der Schuhseite und des Zwickeinschlages ergibt, wobei es vorteilhaft sein kann, wenn die Werkzeuge selbst einen Teil der Relativbewegung zwischen Schuh und Werkzeugschneide erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsystem des Greifers durch eine räumlich bewegliche Koppel, welche in blockierbaren Gelenken gelagert ist realisiert ist, wobei die Blockierung vorteilhaft mittels Hydraulik realisiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 5, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer die Schuhe an der Ständerhülse des Leistens greift wobei ein spreizbarer Stift in die Bohrung geführt wird und dort gespreizt wird, wobei die Spreizung zweckmäßigerweise über eine hydraulisch betätigte Zugstange erfolgt welche über einen Konus den Stift spreizt, und dass die sich ergebende Veränderung in der Höhe, bei Auslenkung der räumlich beweglichen Koppel durch einen Höhenversatz des spreizbaren Stiftes in der Ständerhülse kompensiert wird.