JP6564093B2 - 自動靴紐装着装置及び自動靴紐装着方法 - Google Patents

Description

本発明は自動靴紐装着装置及び自動靴紐装着方法に関し、特に靴の生産工程において靴紐を自動的に靴に装着する自動靴紐装着装置及び自動靴紐装着方法に関する。

消費者が靴を購入する際にすぐ着用できるように、靴の生産工程において靴紐を装着しておくことが望ましいため、例えば特許文献１に記載される自動靴紐装着装置がすでに開示されている。

特許文献１に記載される自動靴紐装着装置は、靴のアッパーに設けられた各レースホールに靴紐を通すことで靴に靴紐を装着するものであり、固定台と、靴のアッパーを載せて基台に対して前後方向に移動できる移動台と、該靴のアッパーを挟んで前記移動台に保持する保持アームと、基台に対して左右方向及び上下方向に移動できる紐保持アームとを備えている。

該自動靴紐装着装置は、保持アームで靴のアッパーを挟んで前記移動台に保持しながら、靴紐を保持する紐保持アームが左右方向及び上下方向での移動で靴紐の一端部を靴のアッパーに設けられたレースホールに通し、そして靴のアッパーが載せられている基台もその前後方向での移動で靴紐を通す作業をサポートすることにより、靴紐の該一端部を所定の順番で靴のアッパーの一側に設けられた各レースホールに一つずつ通してから、靴紐の他の一端部をつかんで反対側に設けられた各レースホールに通していく作業を行うことができる。

中国特許公告第ＣＮ１０３８７６３９３号明細書

このように特許文献１に記載される自動靴紐装着装置は、まず靴紐の一端部をつかんで靴のアッパーの片側に設けられた各レースホールに一つずつ通してから、靴紐の他の一端部をつかんで反対側に設けられた各レースホールに通すことになっているので、人力を省くことができても、人間による作業とほぼ同じ時間が必要になり、自動化による利点は少ない。

また、靴紐を靴のアッパーの片側のレースホールに通してから他側のレースホールに通す順番の作業では、靴紐の装着方法、すなわち靴紐の装着後の交差の仕方の種類が限られるので、消費者の様々なニーズに答えることができない欠点もある。

さらに、特許文献１に記載される自動靴紐装着装置は、靴紐とレースホールとの位置合わせに精確性を欠き、人手による微調整も未だに必要である。

上記問題点に鑑みて、本発明は靴紐の両端を同調的に操作し靴のアッパー両側にそれぞれ設けられた各レースホールに交互に通すことができる自動靴紐装着装置及び自動靴紐装着方法の提供を目的とする。

上記課題を達成すべく、本発明は、それぞれ複数のレースホールが開けられている一対のアイレットピース及び該アイレットピースの間に配置されているタン部を有する靴のアッパーに、２つの端部ユニット及び該２つの端部ユニットを繋ぐ紐本体を有する靴紐を装着する自動靴紐装着装置である。該自動靴紐装着装置は、前記アッパーを保持する治具治具手段と、前記治具手段に隣設され、前記２つの端部ユニットをそれぞれ保持し且つ同時に異なる方向へ移動させることができるロボットアーム手段と、各前記端部ユニットを操作して各前記レースホールに通す順番に関連する制御情報が含まれる制御プログラムを記憶し、且つ、前記制御プログラムに従って前記ロボットアーム手段を制御して前記制御情報通りに対応する前記レースホールに通す作業を前記ロボットアーム手段に実行させる制御手段と、を備える。

また、本発明の自動靴紐装着装置は、前記治具手段に接続され、前記アッパーに形成された各前記レースホールを通過する光の光源を提供する照明部と、前記治具手段及び前記ロボットアーム手段のいずれか１つに接続され、前記レースホールに関連するデジタル画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部が取得したデジタル画像から前記レースホールの位置情報を算出する情報処理部と、を有し、前記レースホールの位置を検知するイメージキャプチャ手段を更に有するように構成することができる。

更に、本発明は上記イメージキャプチャ手段を更に有する自動靴紐装着装置を用いて靴紐を装着する自動靴紐装着方法をも提供する。

この本発明の自動靴紐装着方法は、（Ａ）前記イメージキャプチャ手段で前記アッパーにある複数の前記レースホールに関連するデジタル画像を取得し、且つ、取得したデジタル画像から前記レースホールの位置情報を算出するステップと、（Ｂ） 算出した位置情報を用いて前記ロボットアーム手段を制御し、前記ロボットアーム手段が保持している前記端部ユニットをそれぞれ対応する前記レースホールを通過させてから前記アッパーから離れながら前記紐本体を引っ張るステップと、（Ｃ） ２つの前記端部ユニットとそれぞれ繋がられている前記紐本体の一部が互いに交差しない状態にするよう、前記アッパーを保持する前記治具手段と前記２つの端部ユニットを保持する前記ロボットアーム手段とを相対回転させるステップと、（Ｄ） 前記アッパーにあるすべての前記レースホールに前記靴紐が通されるまでステップ（Ａ）〜ステップ（Ｃ）を繰り返すステップと、を実行する。

上記構成により、本発明は靴紐の両端を同調的に操作し靴のアッパー両側にそれぞれ設けられた各レースホールを交互に通すことで、あらゆる靴紐の装着方法に対応することができるようになると共に、従来より高速度で加工可能な自動靴紐装着装置を提供することができる。

更に、上記のようにイメージキャプチャ手段を更に追加することにより、本発明の自動靴紐装着装置はレースホールの位置を精確に検知し、且つ精確な位置情報を用いて靴紐を通す作業を実行することができ、人手による微調整が不必要となり、人力を更に省くことができる自動靴紐装着装置及び自動靴紐装着方法を提供することができる。

また、靴紐の端部ユニットをレースホールに通してから、アッパーを保持する治具手段と２つの端部ユニットを有するロボットアーム手段とを相対回転させることにより、紐本体の異常な絡まりを回避できると共に、ロボットアーム手段の移動経路を節約して制御を簡単化することもできる。

本発明の自動靴紐装着装置の第１の実施形態の構成が示される斜視図である。 本発明の自動靴紐装着装置の第１の実施形態における信号的接続関係が示されるブロック図である 本発明の自動靴紐装着装置の第１の実施形態の構成が示される一部拡大斜視図である。 図３の拡大斜視図において靴が加工される様子が示される模式図である。 本発明の自動靴紐装着装置において靴が加工される様子が示される上面模式図である。 本発明の自動靴紐装着装置において靴が加工される様子が示される上面模式図である。 本発明の自動靴紐装着装置において靴が加工される様子が示される上面模式図である。 本発明の自動靴紐装着装置において靴が加工される様子が示される上面模式図である。 本発明の自動靴紐装着装置において靴が加工される様子が示される上面模式図である。 本発明の自動靴紐装着装置において靴が加工される様子が示される上面模式図である。 本発明の自動靴紐装着装置において靴が加工される様子が示される上面模式図である。 本発明の自動靴紐装着装置において靴が加工される様子が示される上面模式図である。 本発明の自動靴紐装着装置の第２の実施形態の構成が示される斜視図である。 本発明の自動靴紐装着装置の第２の実施形態における信号的接続関係が示されるブロック図である。

以下は各図面を用いて本発明の自動靴紐装着装置及び自動靴紐装着方法の各実施形態について詳しく説明する。ちなみに、以下に使用される前後／左右／上下などの方向用語は、加工対象である靴のアッパーを着用する人間の主観的方向で該靴に対する相対的方向を表すものであり、特定の絶対的方向を指すものではない。

また、本発明の自動靴紐装着装置の第１の実施形態及び第２の実施形態に関する説明において、完全に同一でないものに対しても、構成的び機能的に同等なものに対しては、同じ符号が振り分けられている。そして２つの実施形態において重複する構成に関する説明は省略されている。

図１〜図４に本発明の自動靴紐装着装置の第１の実施形態の構成が示されており、図１はその斜視図であり、図２は本発明の自動靴紐装着装置の第１の実施形態における各部の信号的接続関係が示されるブロック図であり、図３その一部拡大斜視図であり、図４は図３の拡大斜視図において靴が加工される様子が示される模式図である。

図１〜図４に示されるように、本発明の自動靴紐装着装置は、治具手段１と、ロボットアーム手段２と、制御手段４とを備え、それぞれ複数のレースホール９３が開けられている一対のアイレットピース９１及び該アイレットピース９１の間に配置されているタン部９２を有する靴のアッパー９に、２つの端部ユニット８１及び該２つの端部ユニット８１を繋ぐ紐本体８２を有する靴紐８を装着する自動靴紐装着装置である。

そしてこの第１の実施形態ではイメージキャプチャ手段３を更に備えている。

なお、ここで示されるアッパー９は通常のものであり、すなわち、一対のアイレットピース９１にそれぞれあるレースホール９３は同数であると共に、互いに左右対称する位置に配置され、そしてタン部９２にはタンリング９４が形成されている。

図示のように、この実施形態において、治具手段１は回転台１１と、回転台１１にあって且つアッパー９を載せることができる挟持ユニット１２と、を有している。

回転台１１は、基部１３と、治具手段１がロボットアーム手段２に臨む方向に沿った回転軸（図示せず）で回転可能に基部１３に配置される回転盤１４と、回転盤１４を基部１３に対して回転させる回転駆動部５と、を有している。ちなみに、回転盤１４は、一対のアイレットピース９１にそれぞれあるレースホール９３が左右対称する方向と平行している。

挟持ユニット１２には、基板１５と、基板１５において互いに離間し、且つ、それぞれアッパー９が有する１つのアイレットピース９１を挟んで保持する一対のアイレットピース保持ユニット１６と、基板１５に配置され、且つ、一対のアイレットピース保持ユニット１６の間でタン部９２に形成されたタンリング９４を保持するタン保持手段１７と、が配置されている。

各アイレットピース保持ユニット１６はいずれも、挟持ユニット１２に接続されている接続部１６１と、接続部１６１に固定されている第１の挟持部１６２と、第１の挟持部１６２に対して可動的に接続部１６１に取り付けられている第２の挟持部１６３と、を有している。

タン保持手段１７は、基板１５に配置される支持柱１７１と、支持柱１７１に枢支されている支持アーム１７２と、支持アーム１７２に伸縮可能に取り付けられ、タンリング９４が引っ掛けて保持されるフック部１７３と、を有している。

ロボットアーム手段２は、図１に示されるように、アームモジュール２１と、互いに離間するようにアームモジュール２１に設置され、且つ、それぞれ靴紐８が有する１つの端部ユニット８１を保持することが出来る２つの爪モジュール２２と、を有し、制御手段４による制御で２つの爪モジュール２２がそれぞれ挟んで保持している端部ユニット８１を対応するレースホール９３に順番に通す作業を実行することができる。

アームモジュール２１は、治具手段１に対して固定されているベース部２３と、可動的にベース部２３に配置されている上アーム部２４と、を有しており、各爪モジュール２２はそれぞれ上アーム部２４のベース部２３から延伸する先端に配置されていると共に、図3に示されるように、各爪モジュール２２はいずれも上アーム部２４に固定されている連結部２５と、伸縮可能に連結部２５に設置される２つの挟持爪２６とを有し、２つの挟持爪２６による伸縮運動で対応する端部ユニット８１を挟んで保持することができる。

イメージキャプチャ手段３は、図１及び図２に示されるように、治具手段１に接続され、アッパー９に形成された各レースホール９３を通過する光の光源を提供する照明部３１と、治具手段１及びロボットアーム手段２のいずれか１つに接続され、レースホール９３に関連するデジタル画像を取得する画像取得部３２と、画像取得部３２が取得したデジタル画像からレースホール９３の位置情報を算出する情報処理部３３と、を有し、レースホール９３の位置を検知することができる。

この実施形態において、イメージキャプチャ手段３は、情報処理部３３が算出したレースホール９３の位置情報を座標情報として制御手段４に出力するが、本発明では座標情報に限らず、レースホール９３の位置を特定でき、且つデジタル信号に変換できるものであれば制限はない。

また、この実施形態における照明部３１は回転台１１の回転盤１４に取り付けられた２つのランプであるが、本発明としてはこれに限らず、アッパー９に形成された各レースホール９３を通過する光を提供できるものであればよく、例えばタン保持手段１７のフック部１７３にＬＥＤを照明部３１として設置することなども可能である。

また、この第１の実施形態では画像取得部３２として該回転台１１の回転盤１４に２つのカメラが配置されているが、本発明としてはこれに限らず、作業対象であるレースホール９３に関連するデジタル画像を取得できるものであれば、その構成や位置に制限はなく、例えば２つの爪モジュール２２の間に画像取得部３２としてマイクロカメラを設けることも可能である。

制御手段４は、ロボットアーム手段２を制御して各端部ユニット８１を所定の順番で各レースホール９３を通過させるものである。すなわち、制御手段４は、各端部ユニット８１を操作して各レースホール９３に通す順番に関連する制御情報が含まれる制御プログラムを記憶し、且つ、前記制御プログラムに従ってロボットアーム手段２を制御して前記制御情報通りに対応するレースホール９３に通す作業をロボットアーム手段２に実行させるものである。

制御手段４が前記制御プログラムに基づいて作業対象である１つ以上のレースホール９３を特定し、特定したレースホール９３に関連するデジタル画像を取得すべく、画像取得部３２にデジタル画像を取得させる画像取得信号をイメージキャプチャ手段３に出力する。

イメージキャプチャ手段３は前記画像取得信号に基づいてレースホール９３に関連するデジタル画像を取得し、情報処理部３３は取得した前記デジタル画像からレースホール９３の位置情報を算出して座標情報として制御手段４に出力する。

そして制御手段４はイメージキャプチャ手段３により入力された前記座標情報及び前記制御プログラムに含まれる前記制御情報に基づいて、ロボットアーム手段２を制御して爪モジュール２２を指定の位置に移動させ、ロボットアーム手段２が爪モジュール２２を前記指定の位置に移動させると移動済信号を制御手段４に出力し、制御手段４が前記移動済信号を受信すると爪モジュール２２に伸長または収縮させる作動信号をロボットアーム手段２に出力する。

また、制御手段４は、回転盤１４を回転させる駆動信号を回転駆動部５に出力し、回転駆動部５が回転盤１４を回転させると、挟持ユニット１２に載せられたアッパー９の隣で靴紐８の２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部が、互いに交差する状態から交差しない状態になる。

以下は図３、図４、及び図５〜図１２を参照しながら、上記本発明の自動靴紐装着装置の第１の実施形態を用いる本発明の自動靴紐装着方法について詳しく説明する。なお、図５〜図１２は本発明の自動靴紐装着装置において靴が加工される様子が示される上面模式図である。

まず、図４に示されるように、加工対象であるアッパー９を治具手段１に固定する。この際、アッパー９の各アイレットピース９１を各アイレットピース保持ユニット１６それぞれの第１の挟持部１６２及び第２の挟持部１６３の間に設置し、そして第１の挟持部１６２と第２の挟持部１６３で対応のアイレットピース９１を内外両側から挟むことにより、アイレットピース９１を対応のアイレットピース保持ユニット１６に対して移動不可能になるように固定し、そしてタン部９２のタンリング９４をタン保持手段１７のフック部１７３に引っ掛けることにより、アッパー９の設置が完了する。

続いて、図５に示されているように、ロボットアーム手段２の各爪モジュール２２にそれぞれ１本の靴紐８の２つの端部ユニット８１を保持させ、アッパー９のトゥに最も近い２つのレースホール９３（９３１Ａ、９３１Ｂ）にそれぞれ通過させる。この際、１つの端部ユニット８１は、端部ユニット８１の先端側にある挟持爪２６と、紐本体８２側の挟持爪２６との２つの挟持爪２６により保持されており、そしてこれら２つの挟持爪２６はいずれも端部ユニット８１を挟持／開放する動作を独立して実行することができる。そしてこの１つの挟持爪２６で端部ユニット８１を対応するレースホール９３に通過させる作業とは、まずは端部ユニット８１の先端側にある挟持爪２６が開放すると共に、紐本体８２側の挟持爪２６が該端部ユニット８１を保持しながら端部ユニット８１の先端を対応するレースホール９３に通過させてから、端部ユニット８１の先端側にある挟持爪２６が端部ユニット８１の先端を挟持し、紐本体８２側の挟持爪２６が開放することにより、端部ユニット８１の先端側にある挟持爪２６が該端部ユニット８１を保持しながら端部ユニット８１の紐本体８２側を対応するレースホール９３に通過させた状態になることにより行われ、そして端部ユニット８１がすべての対応するレースホール９３を通過したら、２つの挟持爪２６はまた共に同時に端部ユニット８１を保持しながら、アッパー９から離れて紐本体８２を引っ張る。

更に、ここでは説明しやすいように図５において左側のレースホール９３をレースホール９３１Ａとし、右側のレースホール９３をレースホール９３１Ｂとし、そしてレースホール９３１Ａを通過した端部ユニット８１を第１の端部ユニット８１Ａとし、レースホール９３１Ｂを通過した端部ユニット８１を第２の端部ユニット８１Ｂとする。

そして図５、図６に示されるように、制御手段４が前記制御プログラムに基づいて端部ユニット８１が次に通されるレースホール９３を作業対象として特定し、特定したレースホール９３に関連するデジタル画像を取得すべく、画像取得部３２にデジタル画像を取得させる画像取得信号をイメージキャプチャ手段３に出力する。制御手段４は、イメージキャプチャ手段３から特定したレースホール９３の座標情報を受け取ると、ロボットアーム手段２を駆動して第２の端部ユニット８１Ｂをレースホール９３２Ａに通過させ、それから図７に示されるように第１の端部ユニット８１Ａをレースホール９３２Ｂに通過させる。

第１の端部ユニット８１Ａと第２の端部ユニット８１Ｂとがそれぞれレースホール９３２Ｂとレースホール９３２Ａを通過してから、アッパー９から離すように紐本体８２を引っ張ると、図８に示されるように、紐本体８２の第１の端部ユニット８１Ａからレースホール９３２Ｂまでの部分と、第２の端部ユニット８１Ｂからレースホール９３２Ａまでの部分（即ち、２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部）とが、タン部９２の隣で交差するようになる。

図８、図９に示されるように、図８に示される状態で制御手段４が治具手段１の回転駆動部５を起動して回転盤１４を時計方向に１８０°回転させると、挟持ユニット１２に載置されているアッパー９が回転盤１４と共に１８０°時計方向に回転し、アッパー９と靴紐８の位置関係は図９に示される状態となり、紐本体８２の第１の端部ユニット８１Ａからレースホール９３２Ｂまでの部分と、第２の端部ユニット８１Ｂからレースホール９３２Ａまでの部分（即ち、２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部）とが、交差しない状態になる。

続いて図１０に示されるようにロボットアーム手段２を駆動して第２の端部ユニット８１Ｂをレースホール９３３Ｂに通過させ、それから図１１に示されるように第１の端部ユニット８１Ａをレースホール９３３Ａに通過させると、図１２に示されるように、紐本体８２の第１の端部ユニット８１Ａからレースホール９３３Ａまでの部分と、第２の端部ユニット８１Ｂからレースホール９３３Ｂまでの部分（即ち、２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部）とが、またタン部９２の隣で交差するようになる。

上記説明では、理解しやすいように治具手段１とロボットアーム手段２との相対的回転を時計方向で１８０°に設定しているが、本発明を実施するにあたってはこれに限らず、靴紐８の２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部が交差する状態から交差しない状態にすることができれば、回転方向を反時計方向に設定してもよく、また回転角度も１８０°に限られない。

そして靴紐８をアッパー９に設置する仕方も上記のようにレースホール９３を通過するたびに交差する方法に限らず、本発明の利点である靴紐８の両端にある２つの端部ユニット８１を交互／同時に操作できる効果を応用して、人間が実行できるあらゆる靴紐の設置方法を再現することが可能である。

上記をまとめると、本発明の自動靴紐装着方法の第１の実施形態は以下の通りである。
（Ａ） アッパー９を滑らないように設置するステップ。
（Ｂ） 靴紐８の２つの端部ユニット８１をロボットアーム手段２で挟んで保持するステップ。
（Ｃ） イメージキャプチャ手段３でアッパー９にある各レースホール９３に関連するデジタル画像を取得し、該デジタル画像から各レースホール９３に対応する位置情報を算出するステップ。
（Ｄ） 各レースホール９３に対応する位置情報を用いてロボットアーム手段２を制御し、２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部をタン部９２の隣で交差させるように各端部ユニット８１をそれぞれ制御プログラムで設定されたレースホール９３に通過させてから該２つの端部ユニット８１をアッパー９から離して紐本体８２を引っ張るステップ。
（Ｅ） 上記ステップ（Ｄ） で交差するようになった２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部が、交差しない状態に戻るよう、治具手段１の回転駆動部５を起動して回転盤１４及びアッパー９をロボットアーム手段２に対して１８０°回転させる。このステップ（Ｅ）での回転により２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部が交差しないようになる。
（Ｆ） アッパー９にあるすべてのレースホール９３に靴紐８が制御プログラム通りに通されるまで（Ｃ）から（Ｅ）までのステップを繰りかえす。

無論これは例示にすぎず、本発明の自動靴紐装着方法は特許請求範囲に定められた範囲内においてその要旨に背かない限りあらゆる変更が可能である。例えばステップＡ（アッパー９を滑らないように設置するステップ）の前にステップＢを実行することが可能であることは当然であり、治具手段１に載置されるアッパー９をロボットアーム手段２に対して１８０°相対回転させることも、治具手段１を駆動して行うのに限られず、例えば治具手段１を動かさずにロボットアーム手段２またはアッパー９だけを駆動して行うことも可能である。

図１３、図１４に本発明の自動靴紐装着装置の第２の実施形態が示されており、図１３は本発明の自動靴紐装着装置の第２の実施形態の構成が示される斜視図であり、図１４は本発明の自動靴紐装着装置の第２の実施形態における信号的接続関係が示されるブロック図である。
図示のように、この本発明の自動靴紐装着装置の第２の実施形態と第１の実施形態との相違点は、この第２の実施形態では治具手段１は、アッパー９を載せることができる挟持ユニット１２を有しており、ロボットアーム手段２のアームモジュール２１は、治具手段１がロボットアーム手段２に臨む方向に沿った回転軸で上アーム部２４を回転駆動する回転駆動部５を更に有している。ちなみに、回転駆動部５による駆動で上アーム部２４と共に回転する２つの挟持爪２６は、一対のアイレットピース９１にそれぞれあるレースホール９３が左右対称する方向と平行している仮想平面において回転する。

この第２の実施形態を使用する際、制御手段４は、上アーム部２４を回転させる駆動信号を回転駆動部５に出力し、回転駆動部５が上アーム部２４を回転させると、挟持ユニット１２に載せられたアッパー９の隣で靴紐８の２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部が、互いに交差する状態から交差しない状態になる。

また、本発明の自動靴紐装着方法の第２の実施形態は、上記第２の実施形態での自動靴紐装着装置を用いて実行される。即ち、本発明の自動靴紐装着方法の第２の実施形態は以下の通りである。
（Ａ） アッパー９を滑らないように設置するステップ。
（Ｂ） 靴紐８の２つの端部ユニット８１をロボットアーム手段２で挟んで保持するステップ。
（Ｃ） イメージキャプチャ手段３でアッパー９にある各レースホール９３に関連するデジタル画像を取得し、該デジタル画像から各レースホール９３に対応する位置情報を算出するステップ。
（Ｄ） 各レースホール９３に対応する位置情報を用いてロボットアーム手段２を制御し、２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部をタン部９２の隣で交差させるように各端部ユニット８１をそれぞれ制御プログラムで設定されたレースホール９３に通過させてから該２つの端部ユニット８１をアッパー９から離して紐本体８２を引っ張るステップ。
（Ｅ） 上記ステップ（Ｄ） で交差するようになった２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部が、交差しない状態に戻るよう、制御手段４により回転駆動部５を駆動して上アーム部２４を１８０°回転させる。このステップ（Ｅ）での回転により２つの端部ユニット８１とそれぞれ繋がっている紐本体８２の一部が交差しないようになる。
（Ｆ） アッパー９にあるすべてのレースホール９３に靴紐８が制御プログラム通りに通されるまで（Ｃ）から（Ｅ）までのステップを繰りかえす。

このように本発明の自動靴紐装着装置及び方法の第２の実施形態は第１の実施形態と同等な効果を発揮することができる。特に第２の実施形態は治具手段１の替わりに、ロボットアーム手段２を回転させる構成を採用することにより、複数の生産ラインが配置しやすい利点がある。

上記のように、本発明は靴紐の両端を同調的に操作し靴のアッパー両側にそれぞれ設けられた各レースホールに交互に通すことで、あらゆる靴紐の装着方法に対応することができるようになると共に、従来より高速度で加工可能な自動靴紐装着装置を提供することができる。

更に、上記のようにイメージキャプチャ手段を更に追加することにより、本発明の自動靴紐装着装置はレースホールの位置を精確に検知し、且つ精確な位置情報を用いて靴紐を通す作業を実行することができ、人手による微調整が不必要となり、人力を更に省くことができる自動靴紐装着装置及び自動靴紐装着方法を提供することができる。

また、靴紐の端部ユニットをレースホールを通過させてから、アッパーを保持する治具手段と２つの端部ユニットを有するロボットアーム手段とを相対回転させることにより、紐本体の異常な絡まりを回避できると共に、ロボットアーム手段の移動経路を節約して制御を簡単化することもできる。

１ 治具手段
１１ 回転台
１２ 挟持ユニット
１３ 基部
１４ 回転盤
１５ 基板
１６ アイレットピース保持ユニット
１６１ 接続部
１６２ 第１の挟持部
１６３ 第２の挟持部
１７ タン保持手段
１７１ 支持柱
１７２ 支持アーム
１７３ フック部
２ ロボットアーム手段
２１ アームモジュール
２２ 爪モジュール
２３ ベース部
２４ 上アーム部
２５ 連結部
２６ 挟持爪
３ イメージキャプチャ手段
３１ 照明部
３２ 画像取得部
３３ 情報処理部
４ 制御手段
５ 回転駆動部
８ 靴紐
８１ 端部ユニット
８２ 紐本体
９ アッパー
９１ アイレットピース
９２ タン部
９３ レースホール
９４ タンリング

Claims (15)

1. それぞれ複数のレースホールが開けられている一対のアイレットピース及び該アイレットピースの間に配置されているタン部を有する靴のアッパーに、２つの端部ユニット及び該２つの端部ユニットを繋ぐ紐本体を有する靴紐を装着する自動靴紐装着装置であって、
   前記アッパーを保持する治具手段と、
   前記治具手段に隣設され、前記２つの端部ユニットをそれぞれ保持し且つ同時に異なる方向へ移動させることができるロボットアーム手段と、
   各前記レースホールに通す順番に関連する制御情報が含まれる制御プログラムを記憶し、且つ、前記制御プログラムに従って前記ロボットアーム手段を制御して各前記端部ユニットを操作して前記制御情報通りに各前記端部ユニットを対応する前記レースホールに通す作業を前記ロボットアーム手段に実行させる制御手段と、
   前記治具手段及び前記ロボットアーム手段のいずれか１つに接続され、前記レースホールに関連するデジタル画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得部が取得したデジタル画像から前記レースホールの位置情報を算出する情報処理部を有し、前記レースホールの位置を検知するイメージキャプチャ手段と、
   を備え、
   前記イメージキャプチャ手段は、前記情報処理部が算出した前記レースホールの位置情報を座標情報として前記制御手段に出力し、前記制御手段は入力された前記座標情報及び前記制御プログラムに含まれる前記制御情報に基づいて前記ロボットアーム手段を制御することを特徴とする自動靴紐装着装置。
2. 前記イメージキャプチャ手段は、前記治具手段に接続され、前記アッパーに形成された各前記レースホールを通過する光の光源を提供する照明部をさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の自動靴紐装着装置。
3. 前記ロボットアーム手段は、
   アームモジュールと、
   互いに離間するように前記アームモジュールに設置され、且つ、それぞれ前記靴紐が有する１つの前記端部ユニットを保持することが出来る２つの爪モジュールと、を有し、
   前記制御手段による制御で前記２つの爪モジュールがそれぞれ保持している前記端部ユニットを対応する前記レースホールに順番に通す作業を実行することを特徴とする請求項２に記載の自動靴紐装着装置。
4. 前記アームモジュールは、
   前記治具手段に対して固定されているベース部と、
   可動的に前記ベース部に配置されている上アーム部と、を有しており、
   各前記爪モジュールはそれぞれ前記上アーム部の前記ベース部から延伸する先端に配置されていると共に、各前記爪モジュールはいずれも前記上アーム部に固定されている連結部と、伸縮可能に前記連結部に設置される２つの挟持爪とを有し、前記２つの挟持爪の伸縮運動で対応する前記端部ユニットを挟んで保持することを特徴とする請求項３に記載の自動靴紐装着装置。
5. 前記制御手段は入力された前記座標情報及び前記制御プログラムに含まれる前記制御情報に基づいて前記ロボットアーム手段を制御して前記爪モジュールを指定の位置に移動させ、前記ロボットアーム手段が前記爪モジュールを前記指定の位置に移動させると移動済信号を前記制御手段に出力し、前記制御手段が前記移動済信号を受信すると前記爪モジュールを伸長または収縮させる作動信号を前記ロボットアーム手段に出力することを特徴とする請求項４に記載の自動靴紐装着装置。
6. 前記制御手段は前記画像取得部にデジタル画像を取得させる画像取得信号を前記イメージキャプチャ手段に出力し、前記イメージキャプチャ手段は前記画像取得信号に基づいて前記レースホールに関連するデジタル画像を取得し、前記情報処理部は取得した前記デジタル画像から前記レースホールの位置情報を算出して座標情報として前記制御手段に出力することを特徴とする請求項５に記載の自動靴紐装着装置。
7. 前記治具手段は、
   回転台と、
   前記回転台にあって且つ前記アッパーを載せることができる挟持ユニットと、を有しており、
   前記回転台は、
   基部と、
   前記治具手段が前記ロボットアーム手段に臨む方向に沿った回転軸で回転可能に前記基部に配置される回転盤と、前記回転盤を前記基部に対して回転させる回転駆動部と、を有しており、
   前記制御手段は、前記回転盤を回転させる駆動信号を前記回転駆動部に出力し、前記回転駆動部が前記回転盤を回転させると、前記挟持ユニットに載せられた前記アッパーの隣で前記靴紐の２つの前記端部ユニットとそれぞれ繋がっている前記紐本体の一部が、互いに交差する状態から交差しない状態になることを特徴とする請求項２に記載の自動靴紐装着装置。
8. 前記治具手段は、前記アッパーを載せることができる挟持ユニットを有しており、
   前記ロボットアーム手段の前記アームモジュールは、前記治具手段が前記ロボットアーム手段に臨む方向に沿った回転軸で前記上アーム部を回転駆動する回転駆動部をさらに有しており、
   前記制御手段は、前記上アーム部を回転させる駆動信号を前記回転駆動部に出力し、前記回転駆動部が前記上アーム部を回転させると、前記挟持ユニットに載せられた前記アッパーの隣で前記靴紐の２つの前記端部ユニットとそれぞれ繋がっている前記紐本体の一部が、互いに交差する状態から交差しない状態になることを特徴とする請求項４に記載の自動靴紐装着装置。
9. 前記一対のアイレットピースにはそれぞれ同数の前記レースホールが互いに左右対称する位置に配置されており、
   前記回転駆動部による駆動で回転する回転盤は、前記一対のアイレットピースそれぞれの前記レースホールが左右対称する方向と平行していることを特徴とする請求項７に記載の自動靴紐装着装置。
10. 前記一対のアイレットピースにはそれぞれ同数の前記レースホールが互いに左右対称する位置に配置されており、
    前記回転駆動部による駆動で前記上アーム部と共に回転する２つの挟持爪は、前記一対のアイレットピースそれぞれの前記レースホールが左右対称する方向と平行している仮想平面において回転することを特徴とする請求項８に記載の自動靴紐装着装置。
11. 前記アッパーが有する前記タン部にはタンリングが形成されており、
    前記治具手段が有する前記挟持ユニットには、
    基板と、
    前記基板において互いに離間し、且つ、それぞれ前記アッパーが有する１つの前記アイレットピースを挟んで保持する一対のアイレットピース保持ユニットと、
    前記基板に配置され、且つ、前記一対のアイレットピース保持ユニットの間で前記タン部に形成された前記タンリングを保持するタン保持手段と、
    が配置されていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の自動靴紐装着装置。
12. 各前記アイレットピース保持ユニットはいずれも
    前記挟持ユニットに接続されている接続部と、
    前記接続部に固定されている第１の挟持部と、
    前記第１の挟持部に対して可動的に前記接続部に取り付けられている第２の挟持部と、を有しており、
    前記タン保持手段は、
    前記基板に配置される支持柱と、
    前記支持柱に枢支されている支持アームと、
    前記支持アームに伸縮可能に取り付けられ、前記タンリングが引っ掛けて保持されるフック部と、を有していることを特徴とする請求項１１に記載の自動靴紐装着装置。
13. 請求項２に記載の自動靴紐装着装置を用いて靴紐を装着する自動靴紐装着方法であって、
    (Ａ)前記イメージキャプチャ手段で前記アッパーにある複数の前記レースホールに関連するデジタル画像を前記画像取得部により取得し、且つ、取得したデジタル画像から前記レースホールの位置情報を前記情報処理部により算出するステップと、
    (Ｂ) 前記制御手段により、算出した位置情報を用いて前記ロボットアーム手段を制御し、前記ロボットアーム手段により、前記ロボットアーム手段が保持している前記端部ユニットをそれぞれ対応する前記レースホールを通過させてから前記アッパーから離すように前記紐本体を引っ張るステップと、
    (Ｃ) ２つの前記端部ユニットとそれぞれ繋がっている前記紐本体の一部が互いに交差しない状態にするよう、前記アッパーを保持する前記治具手段と前記２つの端部ユニットを保持する前記ロボットアーム手段とを相対回転させるステップと、
    (Ｄ) 前記アッパーにあるすべての前記レースホールに前記靴紐が通されるまでステップ(Ａ)〜ステップ(Ｃ)を繰り返すステップと、
    を実行する自動靴紐装着方法。
14. 前記ステップ(Ｃ)及び前記ステップ(Ｄ)にて繰り返す前記ステップ(Ｃ)において、前記治具手段と前記ロボットアーム手段とを相対回転させる方向はすべて同じであることを特徴とする請求項１３に記載の自動靴紐装着方法。
15. 前記ステップ(Ｃ)において、前記治具手段と前記ロボットアーム手段とを相対回転させる角度は１８０°であることを特徴とする請求項１３に記載の自動靴紐装着方法。

Images