TWI635819B - 製鞋設備的取料機構 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種製鞋設備的取料機構，用以持取一鞋底。取料機構包括一基座、一直線傳動模組、一導引模組以及一機械夾爪。基座包括一軌跡導引槽，其具有一第一區段及一第二區段。第一區段與第二區段之間具有一預定夾角，預定夾角大於90度。直線傳動模組設置於基座，且具有一第一導軌。導引模組連接於直線傳動模組，導引模組包括一第二導軌及一第二導軌座。第二導軌座滑設於第二導軌，第二導軌座具有一滑輪，容置於軌跡導引槽。機械夾爪的一端連接於導引模組。機械夾爪持取鞋底並依據軌跡導引槽移動，以解決習知須以人工自模具取出鞋底的問題。

Description

製鞋設備的取料機構

本發明係關於一種取料機構，特別是關於一種應用於製鞋設備的取料機構。

目前的製鞋產業運用不少的機械設備取代人力，例如鞋面製作設備、鞋底製作設備、成型設備及檢測設備等。其中，鞋底製作設備又可依鞋底材質的差異，又可分為熱壓成型（或加硫成型）設備、或鞋底射出設備等。

一般橡膠鞋底的製作係先橡膠料塊裁切成適當大小的塊狀橡膠坯料後，將橡膠坯料置於鞋底模具，並利用熱壓成型的方式形成鞋底。模具內的橡膠坯料受熱軟化後具有流動性，進而可依據模具的形狀而成型。待加熱溫度到達（或大於）橡膠材料的硫化溫度時，模具內的橡膠坯料即可固化形成鞋底。最後，須將模具自熱壓成型設備中取出，並進一步打開模具以取出固化的鞋底。

目前的製鞋產業，皆是透過人工的方式開啟模具，並將鞋底至模具中取出。然而，模具經過熱壓製程後，溫度相當高，操作人員在開啟模具及取出鞋底時，經常有被燙傷的情形，亟需發展可自模具取出鞋底的機械化設備（取料機構）。

目前用於取出鞋底的機械化設備遭遇的困境在於，可用於持取鞋底的機械爪夾的運動軌跡皆為單一直線路徑，若僅遵循單一直線路徑(垂直於模具的方向)自模具取出鞋底，則會造成鞋底無法完整的脫模，進而破壞已成型的鞋底，而無法使用。因此，目前仍是藉由人工的方式，先直拉（垂直於模具拉出）再側拉（往側向拉出）的方式取出鞋底。

另外，對於多維運動的軌跡，如前述先直拉再側拉之軌跡，通常是透過能至少提供三向自由度之多軸機械手臂配合機械取放夾爪機構達成。然，多軸機械手臂的成本高，且需再考慮此多軸機械手臂的動力系統（經常使用馬達作為動力來源）與夾取物的距離頗遠，故直接利用多軸機械手臂施力夾取恐需使用極大的馬達動力系統。另，驅動機械夾爪的馬達與多軸機械手臂的基底之參考點距離頗遠，若懸吊馬達於三軸機械手臂前端，機械夾爪恐受慣量而影響定位，亦可能造成整體結構晃動異常。這些都是影響系統穩定性操作之因素。

有鑑於上述課題，本發明之主要目的係在提供一種製鞋設備的取料機構，其包括具有軌跡導引槽的基座及機械夾爪，機械夾爪持取一鞋底後，可被帶動並依據軌跡導引槽之軌跡移動，以解決習知須藉由人工自模具取出鞋底的問題。

為達成上述之目的，本發明之一種製鞋設備的取料機構，用以持取一鞋底。取料機構包括一基座、一直線傳動模組、一導引模組以及一機械夾爪。基座包括一軌跡導引槽，其具有一第一區段及一第二區段，第一區段與第二區段之間具有一預定夾角，預定夾角大於90度。直線傳動模組包括一第一導軌，沿著一第一方向設置於基座，第一區段與第一方向的夾角介於0度至20度之間。導引模組連接於直線傳動模組，導引模組包括第二導軌及一第二導軌座。第二導軌沿著一第二方向設置，第二方向實質上與第一方向垂直。第二導軌座滑設於第二導軌，導引滑塊具有一滑輪，其容置於軌跡導引槽。機械夾爪包括一動力本體及一夾爪。本體的一端連接於導引模組。夾爪連接於動力本體的另一端。

根據本發明之一實施例，導引模組及機械夾爪沿著與基座垂直之一第三方向設置，且導引模組位於基座與機械夾爪之間。

根據本發明之一實施例，預定夾角介於100度至160度之間。

根據本發明之一實施例，直線傳動模組帶動導引模組及機械夾爪沿著第一方向移動，並帶動第二導軌座的滑輪於軌跡導引槽的第一區段與第二區段之間移動。

根據本發明之一實施例，導引模組帶動機械夾爪依照軌跡導引槽移動。

根據本發明之一實施例，當滑輪位於第一區段之一前端，夾爪持取鞋底，滑輪自第一區段的前端移動至第二區段的一後端。

根據本發明之一實施例，第一區段實質上平行於第一方向。

根據本發明之一實施例，第一區段介於2公分至4公分之間，第二區段介於2公分至6公分之間。

根據本發明之一實施例，夾爪具有一活動件及一固定件，活動件連接於動力本體的另一端，固定件固定於導引模組。

根據本發明之一實施例，直線傳動模組與導引模組沿著第二方向平行設置。

承上所述，依據本發明之取料機構，其包括具有軌跡導引槽的基座、直線傳動模組、導引模組及機械夾爪。軌跡導引槽具有第一區段及第二區段，第一區段與第二區段之間的預定夾角大於90度。導引模組連接於直線傳動模組，導引模組包括第二導軌及一第二導軌座，第二導軌座具有滑輪，其容置於軌跡導引槽。機械夾爪連接於導引模組。藉由前述機構，使直線傳動模組帶動導引模組移動時，導引模組的滑輪於軌跡導引槽的第一區段及第二區段之間移動，並同時帶動機械夾爪依照軌跡導引槽移動，進而達到先直拉再側拉的運動軌跡，以確保可完成脫模，提高鞋底的良率，並取代習知人工取出鞋底的作業。另外，本發明係藉由軌跡導引槽及導引模組的設計，故僅需直線傳動模組單一動力，即可達到先直拉再側拉的移動軌跡。

為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

首先，由於目前製鞋的機械設備中，並無用於持取成型後之鞋底的機構，故本發明提出一種取料機構，其可應用於製鞋設備，特別是應用在鞋底製作設備中。取料機構對應於鞋底模具設置，進而可自鞋底模具中取出成型後的鞋底。換言之，本發明之取料機構所持取的料件係為成型後的鞋底。具體而言，可將取料機構置於一般常見之多軸機械手臂（如XYZ三軸機械手臂）的前端，透過多軸機械手臂先移動至鞋底模具附近區域，再由取料機構負責最後階段之夾取鞋底動作。而關於前期操作使用之多軸機械手臂為本發明技術領域所常見的機構，於此不加贅述。

圖1為本發明之一實施例之取料機構的立體示意圖，圖2A為圖1所示之取料機構之另一視角的立體示意圖，圖2B為圖2A所示之取料機構的分解示意圖，請同時參考圖1、圖2A及圖2B所示。本實施例之取料機構1包括一基座10、一直線傳動模組20（如圖2A及圖2B）、一導引模組30以及一機械夾爪40。其中，基座10係為固定件，其可以如圖1所示之板狀結構，亦可為厚度較厚的立方體結構，本發明並不限制及構型。基座10包括一軌跡導引槽11，本實施例係於一導引板12形成軌跡導引槽11後，再將導引板12固定於基座10，使軌跡導引槽11與基座10同為固定件。須說明的是，為求圖面簡潔，圖2A及圖2B僅顯示導引板12。在其他實施例中，亦可在基座10直接形成軌跡導引槽11，本發明亦不限制。本實施例之軌跡導引槽11具有一第一區段111及一第二區段112，藉此導引機械夾爪40非以單一路徑的方式移動。關於軌跡導引槽11的結構細節與導引機械夾爪40的作動，於後進一步說明，以下先說明各模組之間的連接關係。

本實施例之直線傳動模組20包括一第一導軌座21及一第一導軌22，其沿著第一方向X移動並設置於基座10，而導引模組30連接於直線傳動模組20，且機械夾爪40連接於導引模組30，故當直線傳動模組20沿著第一方向X移動時，可同時帶動導引模組30及機械夾爪40沿著第一方向X移動。詳細而言，本實施例之第一導軌座21固定於基座10，第一導軌22設置於第一導軌座21的滑塊內，並可相對於移動。換言之，本實施例之第一導軌座21為固定件，而第一導軌22為移動件。較佳的，本實施例之直線傳動模組20更包括一連接件23，設置於第一導軌22的一端，並連接於導引模組30。因此，導引模組30連接於直線傳動模組20的移動件，使導引模組30可被第一導軌22帶動而沿著第一方向X進行直線運動。

在其他實施例中，直線傳動模組20的移動件可以為第一導軌座21，而固定件則為第一導軌22。亦即，第一導軌22固定於基座10，而第一導軌座21滑設於第一導軌22，且導引模組30可直接連接於第一導軌座21，藉由第一導軌座21沿著第一方向X進行直線運動而帶動導引模組30，本發明並不限制。

本實施例之導引模組30為直線運動模組，其包括第二導軌31及一第二導軌座32。其中，第二導軌31可以為螺桿或滑桿，本實施例係以滑桿為例，且第二導軌31沿著一第二方向Y設置，第二方向Y實質上與第一方向X垂直。舉例而言，若第一方向X作為X軸，則第二方向Y則為Y軸，即為一水平面上相互垂直的X軸方向及Y軸方向。較佳的，導引模組30更包括一固定座33，其連接於直線傳動模組20的連接件23，並與直線傳動模組20平行設置，亦即，直線傳動模組20與導引模組30沿著第二方向Y平行設置，且導引模組30對應於軌跡導引槽11。具體而言，本實施例係將與基座10垂直的方向稱為第三方向Z，其可視為Z軸方向，而導引模組30於第三方向Z上對應於軌跡導引槽11設置。若以圖1所示之方向為例，導引模組30係設置於軌跡導引槽11的上方，以對應於軌跡導引槽11。

如圖2A及圖2B所示，第二導軌31固定於固定座33，且對應於軌跡導引槽11，而第二導軌座32滑設於第二導軌31。第二導軌座32具有一滑輪321，亦可以為軸承。滑輪321位於面向軌跡導引槽11的該側側面，並使滑輪321容置於軌跡導引槽11內，如圖2A所示。當直線傳動模組20之第一導軌22沿著第一方向X移動而帶動導引模組30移動時，由於軌跡導引槽11為固定件，進而使滑輪321可受到軌跡導引槽11的牽引而在軌跡導引槽11內移動，並使導引模組30的整體皆沿著軌跡導引槽11移動。亦即，導引模組30的整體可依照軌跡導引槽11的軌跡構型而移動。

又，導引模組30及機械夾爪40沿著與基座10垂直的第三方向Z設置，且導引模組30位於基座10與機械夾爪40之間。若同樣以圖1所示之方向為例，基座10的上方依序為導引模組30及機械夾爪40。機械夾爪40包括一動力本體41及一夾爪42，動力本體41的一端連接於導引模組30，夾爪42連接於動力本體41的另一端。動力本體41連接於固定座33，且係以樞接的方式連接於導引模組30的固定座33。圖3為圖2A所示之機械夾爪之作動示意圖，請搭配圖3所示。

本實施例之機械夾爪40係以氣動式夾爪為例，而動力本體41為驅動夾爪42作動的氣缸或馬達，本實施例係以氣缸為例，以控制夾爪42的開闔，並持取鞋底。較佳的，夾爪42具有一活動件421及一固定件422。固定件422則固定於導引模組30，本實施例係固定於固定座33，活動件421連接於動力本體41的另一端，且活動件421具有一轉軸423，同樣樞接於固定座33。藉由轉軸423及動力本體41樞接於固定座33的方式，使動力本體41可控制活動件421相對於固定件422開闔，如圖3所示。

圖4A至圖4C為圖2A所示之取料機構持取鞋底時的作動示意圖，同樣為求圖面簡潔，圖4A至圖4C僅繪製基座10的軌跡導引槽11及導引板12部分。其中，圖4A為持取或夾取鞋底前的狀態，請先參考圖1A所示。本實施例之取料機構1應用於鞋底製作設備時，可將夾爪42之活動件421及固定件422的方向對應於鞋底模具（圖未顯示），且第一導軌22的長軸垂直於鞋底模具，亦即，第一方向X垂直於鞋底模具。待鞋底熱壓成型（或是以其他方式成型）後，開啟模具，將本實施例之取料機構1移動至鞋底模具，並啟動直線傳動模組20，使第一導軌22往遠離導引板12的方向移動，亦即，將第一導軌22推出第一導軌座21，使夾爪42可接近鞋底模具，以持取成型後的鞋底。

當第一導軌22自第一導軌座21推出時，藉由連接件23帶動導引模組30及機械夾爪40沿著第一方向X向外移動，此時，滑輪321亦於軌跡導引槽11內移動至前端F，本實施例係將靠近鞋底模具的一端稱為前端F，反之，為後端R，前端F及後端R的標示位置請搭配參考圖2A及圖2B。滑輪321向前端F移動時，導引模組30及機械夾爪40的整體亦隨著滑輪321的移動軌跡而向前端F移動，並可推出夾爪42至鞋底模具，而動力本體41控制活動件421的開闔，以持取（夾取）鞋底。接著，第一導軌22移回至第一導軌座21，以帶動滑輪321自第一區段111移動至第二區段112，如圖4B及圖4C所示。

請參考圖4A所示，第一區段111與第一方向X的夾角θ1介於0度至20度之間，亦即，第一區段111與第一導軌22之長軸方向之間的夾角θ1介於0度至20度之間。較佳的，第一區段111實質上平行於第一方向X，即夾角θ1為0度，亦即，垂直於鞋底模具。當滑輪321自第一區段111移動至第二區段112時，夾爪42的運動軌跡係先垂直於鞋底模具（滑輪321於第一區段111內移動時的運動軌跡），亦可稱為直拉軌跡。

另外，請參考圖4C所示，本實施例之第一區段111與第二區段112之間具有一預定夾角θ2，且預定夾角θ2大於90度，較佳的，預定夾角θ2可介於100度至160度之間，亦可依據特定需求改變任一角度及長度。換言之，軌跡導引槽11的構形為夾角大於90度的L型。當滑輪321自第一區段111進入第二區段112時，夾爪42的運動軌跡係往側向移動（滑輪321於第二區段112後移動時的運動軌跡），亦可稱為側拉軌跡。較佳的，本實施例之第一區段111可介於2公分至4公分之間，而第二區段112可介於2公分至6公分之間，亦可依據特定需求改變任一角度及長度。

因此，當滑輪321位於第一區段111之前端F（同為軌跡導引槽11的前端F），使夾爪42可自鞋底模具持取成型後的鞋底後，第一導軌22再帶動導引模組30向後移動。此時，滑輪321自第一區段111的前端F移動至第二區段112的後端R（同為軌跡導引槽11的後端R）。同時，機械夾爪40先垂直於鞋底模具移動（直拉軌跡），再往側向移動（側拉軌跡），使夾爪42可先垂直拉出部分的鞋底後，再往側拉，使鞋底可自鞋底模具脫模。此種先直拉再側拉的軌跡，可使鞋底完整的脫模，以避免脫模不完全而破壞已成型之鞋底的情形。

綜上所述，依據本發明之取料機構，其包括具有軌跡導引槽的基座、直線傳動模組、導引模組及機械夾爪。軌跡導引槽具有第一區段及第二區段，第一區段與第二區段之間的預定夾角大於90度。導引模組連接於直線傳動模組，導引模組包括第二導軌及一導引滑塊，第二導軌座具有滑輪，其容置於軌跡導引槽。機械夾爪連接於導引模組。藉由前述機構，使直線傳動模組帶動導引模組移動時，導引模組的滑輪於軌跡導引槽的第一區段及第二區段之間移動，並同時帶動機械夾爪依照軌跡導引槽移動，進而達到先直拉再側拉的運動軌跡，以確保可完成脫模，提高鞋底的良率，並取代習知人工取出鞋底的作業。另外，本發明係藉由軌跡導引槽及導引模組的設計，故僅需直線傳動模組單一動力，即可達到先直拉再側拉的移動軌跡。

應注意的是，上述諸多實施例係為了便於說明而舉例，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧取料機構
10‧‧‧基座
11‧‧‧軌跡導引槽
111‧‧‧第一區段
112‧‧‧第二區段
12‧‧‧導引板
20‧‧‧直線傳動模組
21‧‧‧第一導軌座
22‧‧‧第一導軌
23‧‧‧連接件
30‧‧‧導引模組
31‧‧‧第二導軌
32‧‧‧第二導軌座
321‧‧‧滑輪
33‧‧‧固定座
40‧‧‧機械夾爪
41‧‧‧動力本體
42‧‧‧夾爪
421‧‧‧活動件
422‧‧‧固定件
423‧‧‧轉軸
F‧‧‧前端
R‧‧‧後端
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
Z‧‧‧第三方向
θ1‧‧‧夾角
θ2‧‧‧預定夾角

圖1為本發明之一實施例之取料機構的立體示意圖。 圖2A為圖1所示之取料機構之另一視角的立體示意圖。 圖2B為圖2A所示之取料機構的分解示意圖。 圖3為圖2A所示之機械夾爪之作動示意圖。 圖4A至圖4C為圖2A所示之取料機構持取鞋底時的作動示意圖。

Claims (10)

1. 一種製鞋設備的取料機構，用以持取一鞋底，該取料機構包括： 一基座，包括一軌跡導引槽，其具有一第一區段及一第二區段，該第一區段與該第二區段之間具有一預定夾角，該預定夾角大於90度； 一直線傳動模組，包括一第一導軌，沿著一第一方向設置於該基座，該第一區段與該第一方向的夾角介於0度至20度之間； 一導引模組，連接於該直線傳動模組，該導引模組包括： 一第二導軌，沿著一第二方向設置，該第二方向實質上與該第一方向垂直；及 一第二導軌座，滑設於該第二導軌，該第二導軌座具有一滑輪，其容置於該軌跡導引槽；以及 一機械夾爪，包括： 一動力本體，其一端連接於該導引模組；及 一夾爪，連接於該動力本體的另一端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之取料機構，其中該導引模組及該機械夾爪沿著與該基座垂直之一第三方向設置，且該導引模組位於該基座與該機械夾爪之間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之取料機構，其中該預定夾角介於100度至160度之間。
4. 如申請專利範圍第2項所述之取料機構，其中該直線傳動模組帶動該導引模組及該機械夾爪沿著該第一方向移動，並帶動該導軌座的該滑輪於該軌跡導引槽的該第一區段與該第二區段之間移動。
5. 如申請專利範圍第4項所述之取料機構，其中該導引模組帶動該機械夾爪依照該軌跡導引槽移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之取料機構，其中當該滑輪位於該第一區段之一前端，該夾爪持取該鞋底，該滑輪自該第一區段的該前端移動至該第二區段的一後端。
7. 如申請專利範圍第2項所述之取料機構，其中該第一區段實質上平行於該第一方向。
8. 如申請專利範圍第2項所述之取料機構，其中該第一區段介於2公分至4公分之間，該第二區段介於2公分至6公分之間。
9. 如申請專利範圍第2項所述之取料機構，其中該夾爪具有一活動件及一固定件，該活動件連接於該動力本體的另一端，該固定件固定於該導引模組。
10. 如申請專利範圍第2項所述之取料機構，其中該直線傳動模組與該導引模組沿著該第二方向平行設置。