TWI607863B - 多軸向自動化鞋底加工設備及加工方法 - Google Patents

Description

多軸向自動化鞋底加工設備及加工方法

本發明涉及一種鞋底的表面處理手段，尤其涉及一種多軸向自動化處理鞋底表面的加工設備與加工方法。

現有鞋底的構造包括大底、中底以及內底等墊體，需要將前述的墊體組合成為鞋底時，或將鞋底黏合在鞋身成為鞋子時，主要是利用黏膠黏合鞋底的各組件，或將鞋底黏合於鞋身。

由於黏膠黏合物體的表面時，其黏合力取決於物體表面的活性，若活性越高則黏膠黏合時發揮的結合力道越強，前述鞋底為了使鞋底的組成更牢靠，因此在將前述大底、中底或內底黏合之前，會先在這些鞋底組件的表面進行表面處理，利用化學藥劑浸潤鞋底組件的表面，將鞋底表面的分子連結打斷，提升鞋底組件表面的活性，使鞋底黏合後的構造更強而不剝離。

前述利用藥劑對鞋底組件做表面處理的方式雖可提升黏膠的結合力，但利用人工進行藥劑清洗的作業，除了藥劑在使用時容易造成環境污染以外，藥劑的存放以及人員取用藥劑的過程都需要額外進行嚴謹的管理，且過程中容易造成工業安全上的疑慮，因此有待進一步的改良。

由於現有處理鞋底組件表面的手段容易造成環境污染。為此，本發明利用控制模組控制多軸向的機械手臂配合電漿的使用，達到自動化進行鞋面處理的效果，無需使用藥劑因此更為環保，亦能降低工安事故的產生。

為達到上述目的，本發明提供一種多軸向自動化鞋底加工設備，包括一機體以及分別安裝在該機體的一多軸向機械手臂、一電漿處理模組以及一控制模組，其中：該多軸向機械手臂與該電漿處理模組分別與該控制模組電性連接，該電漿處理模組設有一電漿噴頭，將該電漿噴頭設於該多軸向機械手臂的自由端，該控制模組依據一鞋參數控制該多軸向機械手臂移動其自由端的位置，並驅動該電漿處理模組由該電漿噴頭輸出電漿，以電漿對一鞋底組件執行電漿表面處理，前述鞋參數至少包括一該鞋底組件的外廓尺寸。

進一步，本發明所述鞋參數包括一輔助外廓尺寸，在所述機體設有一外廓量測模組，該外廓量測模組是用以量測所述鞋底組件，取得該輔助外廓尺寸。

進一步，本發明所述外廓量測模組設有一影像擷取單元，以該影像擷取單元拍攝所述鞋底組件進行影像辨識，取得所述的輔助外廓尺寸。

進一步，本發明所述鞋參數包括一高度位置關係，所述外廓量測模組包括一高度量測單元，以量測所述鞋底組件的各部位而得出該高度位置關係，所述控制模組依據包括該高度位置關係、該外廓尺寸或該輔助外廓尺寸的鞋參數，控制該調整控制該多軸向機械手臂移動該電漿噴頭輸出電漿的位置或強度。

進一步，本發明所述控制模組讀取所述鞋參數，該控制模組依據該鞋參數產生一表面處理路徑，並控制所述多軸向機械手臂帶動電漿噴頭，使該電漿噴頭沿該表面處理路徑輸出所述的電漿，控制該電漿輸出之位置。

進一步，本發明所述高度量測單元是一雷射測距儀，所述該高度位置關係是利用該雷射測距儀掃描所述鞋底組件取得。

較佳的，本發明所述雷射測距儀是安裝在所述多軸向機械手臂之自由端。

進一步，本發明在所述機體設有一上膠單元，該上膠單元與該控制單元電性連接，在所述鞋底組件完成電漿表面處理後，朝該鞋底組件的表面上膠。

較佳的，本發明所述上膠單元是安裝在所述多軸向機械手臂的自由端。

更進一步，本發明所述上膠單元包括一上膠儀以及一膠料活化儀，該上膠儀朝所述鞋底組件的表面上膠，所述膠料活化儀對該鞋底組件上膠處進行膠料活化處理。

更進一步，本發明在所述的機體設有一輸送帶，該輸送帶在相反的兩端形成一輸入端以及一輸出端，所述多軸向機械手臂位於該輸送帶靠近輸出端的一側，所述外廓量測模組位於該輸送帶靠近輸入端一側的上方。

當本發明使用時，是預先依鞋底組件的種類至少建立一型號，各型號對應一鞋底組件的外廓尺寸，各鞋底組件具有一鞋參數，該鞋參數至少包括該外廓尺寸。

該控制模組讀取該鞋參數，使控制模組依該鞋參數控制該多軸向機械手臂帶動該電漿噴頭移動，以電漿噴頭輸出的電漿噴射於該鞋底組件的整個表面，對該鞋底面組件的表面執行電漿表面處理，使鞋底組件在後續進行上膠作業時，能以較強的黏力與黏膠以及鞋體或其他鞋底組件黏合。

本發明由於控制模組控制多軸向機械手臂的動作方式，是依據各種不同種類鞋子的鞋參數，因此除了利用電漿進行鞋底組件的表面處理，能以 較環保的方式將鞋底組件的表面活性化，過程中無需使用藥劑，使製造程序具有較佳的工安效果以外，當利用本發明加工不同種類的鞋底組件時，能快速地改變加工的路徑，以配合不同種類的鞋子的生產線的轉換。

本發明進一步設有的外廓量測模組，則是能以直接量測欲加工的鞋底組件的方式，增加控制模組讀取的鞋參數的參數種類與參數的精細度，使該控制模組依據鞋參數控制該多軸向機械手臂進行電漿加工時，能以更精細的方式進行控制，使多軸向機械手臂的加工動作更加精準，使活化鞋底組件表面的效果更佳。

10‧‧‧機台

11‧‧‧機體

12‧‧‧輸送帶

121‧‧‧輸入端

122‧‧‧輸出端

20‧‧‧多軸向機械手臂

21‧‧‧自由端

30‧‧‧控制模組

31‧‧‧控制面板

32‧‧‧顯示器

40‧‧‧電漿處理模組

41‧‧‧供給裝置

42‧‧‧導管

43‧‧‧電漿噴頭

50‧‧‧外廓量測模組

51‧‧‧影像擷取單元

52‧‧‧高度量測單元

60‧‧‧上膠裝置

61‧‧‧機械手臂

62‧‧‧上膠儀

63‧‧‧膠料活化儀

100‧‧‧鞋參數

101‧‧‧外廓尺寸

102‧‧‧輔助外廓尺寸

103‧‧‧高度位置關係

A‧‧‧鞋底組件

B‧‧‧表面處理路徑

圖1是本發明較佳實施例的平面示意圖。

圖2是本發明較佳實施例電漿處理模組的方塊圖。

圖3是本發明較佳實施例上膠裝置的方塊圖。

圖4是本發明較佳實施例加工方法的步驟流程圖。

圖5是本發明較佳實施例鞋參數輸入控制模組的方塊圖。

圖6是本發明較佳實施例加工方法的動作示意圖。

圖7是本發明較佳實施例表面處理路徑的示意圖。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵以及實用功效，並可依照說明書所載的內容實施，進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明本發明的實施方式如下。

本發明是一種多軸向自動化鞋底加工設備，請參看圖1、圖2所示的較佳實施例，包括一機台10、一多軸向機械手臂20、一控制模組30、一電漿處理模組40，以及一外廓量測模組50，其中：該機台10設有一機體11，在機體11設有一輸送帶12，該輸送帶12是水平設置的直線輸送帶並在相反的兩端形成一輸入端121以及一輸出端122，使一鞋底組件A由輸入端121輸入輸送帶12而由輸出端122輸出。

該多軸向機械手臂20安裝在機體11，且該多軸向機械手臂20位於該輸送帶12靠近輸出端122的一側，該多軸向機械手臂20的外端設有一自由端21。

該控制模組30是具有可讀取鞋參數等資料、處理資料、顯示資料、輸出控制訊號，以及接受控制訊號反饋等功能的內嵌式電腦系統，該控制模組30安裝在該機體11，並在機體11側面設有一控制面板31，在控制面板31設有一顯示器32，該多軸向機械手臂20與該控制模組30電性連接，該控制模組30讀取該鞋參數以規畫表面處理路徑，依該表面處理路徑控制該多軸向機械手臂20移動自由端21的位置；前述鞋參數至少包括該鞋底組件A的外廓尺寸。

該電漿處理模組40是可產生大氣電漿使用的裝置，該電漿處理模組40在機體11設有一供給裝置41，以該供給裝置41連接一導管42，以該導管42連接一電漿噴頭43，該電漿噴頭43安裝在多軸向機械手臂20的自由端21，該供給裝置41透過導管42朝電漿噴頭43供給氣體與電源，使該電漿噴頭43能朝下輸出電漿；該電漿處理模組40的供給裝置41與控制模組30電性連接，使控制模組30能控制電漿噴頭43是否輸出電漿以及輸出電漿的強度。

該外廓量測模組50結合在該機體11，且該外廓量測模組50位於輸送帶12靠近輸入端121的一側的上方，該外廓量測模組50包括一影像擷取單元51以及一高度量測單元52，例如本較佳實施例中，所述的影像擷取單元51是CCD 攝影機，所述的高度量測單元52是雷射測距儀，其中該影像擷取單元51拍攝下方由輸送帶12輸送的鞋底組件A，進行影像辨識後取得鞋底組件A的輔助外廓尺寸，該高度量測單元52量測下方由輸送帶12輸送的鞋底組件A的各部位高度落差，各部位包括鞋底組件A的中間與周圍的鞋牆，得出鞋底組件A的高度位置關係，將前述輔助外廓尺寸、高度位置關係合併至前述的鞋參數中，再由該控制模組30讀取該鞋參數。

前述的本發明較佳實施例，請參看圖3並配合圖1所示，可進一步設有一上膠裝置60，該上膠裝置60結合在該機體11，該上膠裝置60與該控制模組30電性連接而受該控制模組30控制，該上膠裝置60設置在輸送帶12旁並位於相較於多軸向機械手臂20更靠近輸出端122的位置，該上膠裝置60包括一機械手臂61，以及分別結合在機械手臂61的一上膠儀62以及一膠料活化儀63，該膠料活化儀63可以是加熱器或電漿處理模組，該機械手臂61帶動該上膠儀62朝輸送帶12輸送的鞋底組件A的表面上膠，並以該膠料活化儀63對該鞋底組件上膠處進行膠料活化處理。

前述本發明較佳實施例中的外廓量測模組50，除了設置在機體11固定以外，亦可以將外廓量測模組50改安裝在多軸向機械手臂20的自由端21，成為可活動的量測構造。進一步於本較佳實施例增設的上膠裝置60，其上膠儀62與膠料活化儀63除了是透過機械手臂61安裝在機體11以外，亦可將上膠儀62與膠料活化儀63改安裝在多軸向機械手臂20的自由端21，同樣可以達到在鞋底組件A的表面上膠以及使膠料活化的效果。

再者，當本較佳實施例使用時，若鞋參數的數值夠精細，使控制模組30依據鞋參數所規劃出的表面處理路徑足夠對鞋底組件A進行表面處理時，可不設有所述的外廓量測模組50來額外量測輔助外廓尺寸與高度位置關 係，單以控制模組30初始讀取的鞋參數來規畫表面處理路徑，以此表面處理路徑控制多軸向機械手臂20即可完成加工。

上述多軸向自動化鞋底加工設備的較佳實施例，如圖1至圖3的設備所示，使用時是將預備進行電漿表面加工的鞋底組件A由輸入端121輸入輸送帶12，並執行一種多軸向自動化鞋底加工方法，如圖4所示的步驟流程圖，其步驟如下：

A、讀取鞋參數：請參看圖5、圖6，不同種類鞋子的鞋底組件A具有不同大小的輪廓尺寸，預先依鞋底組件A的種類至少建立一型號，各型號對應一鞋底組件A的外廓尺寸101，各鞋底組件A具有一鞋參數100，該鞋參數100至少包括該外廓尺寸101，該控制模組30讀取該鞋參數100的外廓尺寸101。

B、優化鞋參數：請參看圖1、圖5，以該外廓量測模組50的影像擷取單元51拍攝所述的鞋底組件A並進行影像辨識處理，取得該鞋底組件A的輔助外廓尺寸102，並以該外廓量測模組50的高度量測單元52，即所述的雷射測距儀掃描所述鞋底組件A中間的高度以及周圍鞋牆(鞋牆的表面為傾斜面)的高度之間的落差，取得該鞋底組件A各部位的高度位置關係103，將前述輔助外廓尺寸102以及高度位置關係103併入所述的鞋參數100，以量測鞋底組件A實物的方式優化該鞋參數100，該控制模組30讀取該鞋參數100的輔助外廓尺寸102與高度位置關係103。

C、規劃表面處理路徑：請參看圖5至圖7，在該控制模組30讀取前述的鞋參數100之後，使控制模組30依該鞋參數100規劃對該鞋底組件A進行表面處理時的表面處理路徑B，該表面處理路徑B是沿該鞋底組件A的周圍環繞一周後，再由鞋底組件A的一端以左右迂迴的方式朝鞋底組件A的另一端前進，使表面處理路徑B結束在鞋底組件A的另一端。

D、電漿表面處理：請參看圖5至圖7，該控制模組30依表面處理路徑B控制該多軸向機械手臂20，使多軸向機械手臂20移動自由端21依照該表面處理路徑帶動該電漿噴頭43移動，該控制模組30同時控制該電漿噴頭43輸出電漿，使電漿沿該表面處理路徑B噴射於該鞋底組件A的整個表面，前述過程中若需要電漿噴頭43將電漿噴射於鞋底組件A周圍的鞋牆，則多軸向機械手臂20能使電漿噴頭43傾斜，使電漿噴頭43針對鞋牆傾斜的表面噴出電漿，如此對該鞋底面組件A的表面執行電漿表面處理，使鞋底組件A的表面活性化，提升對黏膠的結合力。

本發明於設備進一步設置的上膠裝置60，則是在電漿表面處理步驟之後，執行以下步驟：

E、表面上膠作業：請參看圖3、圖6，該控制模組30控制機械手臂61帶動上膠儀62，將膠料塗佈在已用所述的電漿進行表面處理的鞋底組件A的表面，接著以膠料活化儀63，即所述的加熱器或電漿處理模組對該鞋底組件A塗佈的膠料處進行膠料活化處理。

如圖1所示，待前述的多軸向自動化鞋底加工方法執行完畢後，加工完成的鞋底組件A會由輸送帶12的輸出端122向外輸出，完成本發明利用電漿對鞋底組件A進行電漿表面處理的作業。

前述本發明的多軸向自動化鞋底加工方法，若在讀取鞋參數的步驟中，即已將預先量測的該輔助外廓尺寸102或高度位置103關係等等鞋底組件A相關的尺寸外形數據，選擇性地包含在所述鞋參數100中，這時可以省略優化鞋參數的步驟，該控制模組30直接讀取此鞋參數100，即可規畫得出足供控制模組30控制多軸向機械手臂20與電漿處理模組40進行電漿表面處理使用的表面處理路徑B。

當前述多軸向自動化鞋底加工設備，將外廓量測模組50與上膠裝置60的上膠儀62與膠料活化儀63改安裝在多軸向機械手臂20的自由端21時，是由控制模組30控制多軸向機械手臂20移動其自由端21的外廓量測模組50量測鞋底組件A，並以多軸向機械手臂20移動上膠儀62進行上膠作業，又以多軸向機械手臂20移動膠料活化儀63進行膠料活化作業，用前述的方式執行多軸向自動化鞋底加工方法的各個步驟。

10‧‧‧機台

11‧‧‧機體

12‧‧‧輸送帶

121‧‧‧輸入端

122‧‧‧輸出端

20‧‧‧多軸向機械手臂

21‧‧‧自由端

30‧‧‧控制模組

31‧‧‧控制面板

32‧‧‧顯示器

43‧‧‧電漿噴頭

50‧‧‧外廓量測模組

51‧‧‧影像擷取單元

52‧‧‧高度量測單元

A‧‧‧鞋底組件

Claims (14)

1. 一種多軸向自動化鞋底加工設備，包括一機體以及分別安裝在該機體的一多軸向機械手臂、一電漿處理模組以及一控制模組，其中該多軸向機械手臂與該電漿處理模組分別與該控制模組電性連接，該電漿處理模組設有一電漿噴頭，將該電漿噴頭設於該多軸向機械手臂的自由端，該控制模組依據一鞋參數控制該多軸向機械手臂移動其自由端的位置，並驅動該電漿處理模組由該電漿噴頭輸出電漿，以電漿對一鞋底組件執行電漿表面處理，前述鞋參數至少包括一該鞋底組件的外廓尺寸。
2. 如請求項1所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中所述鞋參數包括一輔助外廓尺寸，在所述機體設有一外廓量測模組，該外廓量測模組是用以量測所述鞋底組件，取得該輔助外廓尺寸。
3. 如請求項2所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中所述外廓量測模組設有一影像擷取單元，以該影像擷取單元拍攝所述鞋底組件進行影像辨識，取得所述的輔助外廓尺寸。
4. 如請求項2或3所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中所述鞋參數包括一高度位置關係，所述外廓量測模組包括一高度量測單元，以量測所述鞋底組件的各部位而得出該高度位置關係，所述控制模組依據包括該高度位置關係、該外廓尺寸或該輔助外廓尺寸的鞋參數，控制該多軸向機械手臂移動該電漿噴頭輸出電漿的位置或強度。
5. 如請求項4所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中所述控制模組讀取所述鞋參數，該控制模組依據該鞋參數產生一表面處理路徑，並控制所述多軸向機械手臂帶動電漿噴頭，使該電漿噴頭沿該表面處理路徑輸出所述的電漿，控制該電漿輸出之位置。
6. 如請求項4所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中所述高度量測單元是一雷射測距儀，所述該高度位置關係是利用該雷射測距儀掃描所述鞋底組件取得。
7. 如請求項6所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中所述雷射測距儀是安裝在所述多軸向機械手臂之自由端。
8. 如請求項6所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中在所述機體設有一上膠單元，該上膠單元與該控制裝置電性連接，在所述鞋底組件完成電漿表面處理後，朝該鞋底組件的表面上膠。
9. 如請求項8所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中所述上膠單元是安裝在所述多軸向機械手臂的自由端。
10. 如請求項8所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中所述上膠單元包括一上膠儀以及一膠料活化儀，該上膠儀朝所述鞋底組件的表面上膠，所述膠料活化儀對該鞋底組件上膠處進行膠料活化處理。
11. 如請求項10所述的多軸向自動化鞋底加工設備，其中在所述的機體設有一輸送帶，該輸送帶在相反的兩端形成一輸入端以及一輸出端，所述多軸向機械手臂位於該輸送帶靠近輸出端的一側，所述外廓量測模組位於該輸送帶靠近輸入端一側的上方。
12. 一種多軸向自動化鞋底加工方法，其步驟包括： 讀取鞋參數：讀取欲加工的鞋底組件的型號，獲得至少包括外廓尺寸的鞋參數； 規劃表面處理路徑：依據該鞋參數規劃對該鞋底組件進行表面處理的表面處理路徑；以及 電漿表面處理：令多軸向機械手臂帶動電漿噴頭沿該表面處理路徑移動，將電漿噴射於該鞋底組件的表面。
13. 如請求項12所述的多軸向自動化鞋底加工方法，其中在所述規劃表面處理路徑的步驟之前，進行優化鞋參數的步驟，該優化鞋參數的步驟是對所述欲加工的鞋底組件進行量測，借此擴充所述鞋參數的數據以進行所述規劃表面處理路徑的步驟。
14. 如請求項12或13所述的多軸向自動化鞋底加工方法，其中在電漿表面處理的步驟中，當所述電漿噴頭欲將電漿噴射於所述鞋底組件周圍的鞋牆時，所述多軸向機械手臂帶動該電漿噴頭傾斜，令該電漿噴頭對鞋牆的表面噴出電漿。