CN223473195U - 一种鞋底检测自动裁切样品装置 - Google Patents

Abstract

一种鞋底检测自动裁切样品装置，鞋底检测设备领域，包括机台、鞋底夹持机构、数控铣刀机构、机械手和视觉系统，鞋底夹持机构包括鞋楦、夹持气缸和夹板，鞋楦倒置在工作平台上；夹持气缸推动夹板移动并将鞋子夹持在鞋楦上；数控铣刀机构设置在机台可对鞋底进行裁切；机械手设置在机台内以夹取裁切后的样品；视觉系统包括视觉相机与控制器，视觉相机设置在机械手端部，可随机械手移动以采集鞋底上的标记并将图像反馈至控制器，由控制器控制数控铣刀机构切换刀具并裁切鞋底，能够快速完成鞋底样品的裁切取样，只需少量人员在设备旁进行鞋底的安装以及观察，节约了劳动力，且针对一些坚固材质的鞋底也能快速完成裁切，提高工作效率。

Description

一种鞋底检测自动裁切样品装置

技术领域

本实用新型属于鞋底检测设备领域，具体为一种鞋底检测自动裁切样品装置。

背景技术

鞋底检测是鞋子质量检测中不可缺少的一项检测，用于评价鞋底性能，便于消费者直观获得所需的数据，是鞋类质量检测中较为重要的一环。部分项目检测前需要在鞋底的对应位置取下小块样品进行检测，传统检测方法通常是先在待检测的鞋底上绘制标记所需裁切样品的区域，然后又人工使用剪刀或小刀等工具对标记区域进行剪裁以取下待测样品。人工方法进行剪裁容易导致取下的样品形状参差不齐，且边缘会存在很多毛刺，需要进一步对样品进行修剪以便于后续检测，费时费力。并且当检测如劳保鞋等鞋底坚固的鞋子时，人工剪裁极为困难，且因施力过大导致难以控制，容易使操作人员受伤，有待改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种鞋底检测自动裁切样品装置。

本实用新型采用如下技术方案：

一种鞋底检测自动裁切样品装置，包括机台、鞋底夹持机构、数控铣刀机构、机械手和视觉系统，机台内设置有用于进行裁切样品的工作平台；鞋底夹持机构设置在工作平台上，包括鞋楦、夹持气缸和夹板，鞋楦倒置在工作平台上，可将待裁切的鞋子鞋底朝上套设在鞋楦上；夹持气缸相对设置在鞋楦两侧；夹板设置在夹持气缸端部，可随夹持气缸伸长将鞋子夹持在鞋楦上；数控铣刀机构设置在机台可对鞋底进行裁切；机械手设置在机台内以夹取裁切后的样品；视觉系统包括视觉相机与控制器，视觉相机设置在机械手端部，可随机械手移动以采集鞋底上的标记并将图像反馈至控制器，由控制器控制数控铣刀机构切换刀具并裁切鞋底。

优选的，还包括转运机构，转运机构包括中转平台、导轨和电动滑台，中转平台从所述工作平台一侧向外延伸至所述机台外侧；导轨布置在中转平台与工作平台上；电动滑台可移动设置在导轨上，可在中转平台与工作平台之间来回移动，所述鞋楦设置在电动滑台上。

优选的，所述机台上还设置有位于所述中转平台与所述工作平台之间可供所述鞋楦穿过的让位通道、可移动设置在机台上可打开或关闭让位通道的升降门和驱动升降门升降的升降气缸。

优选的，所述数控铣刀机构包括立式铣刀、锯片铣刀、三轴移动组件和驱动件，立式铣刀可对鞋底待取样部位进行轮廓切割；锯片铣刀可对鞋底待取样部位的底面进行切割；三轴移动机构与立式铣刀或锯片铣刀连接，带动其移动以裁切鞋底；驱动件与立式铣刀或锯片铣刀连接驱动其转动。

优选的，所述机械手端部设置用于夹持裁切后样品的电动夹爪，所述视觉相机设置在电动夹爪旁。

优选的，所述数控铣刀机构设置在所述工作平台的正上方，所述机械手设置在工作平台的侧面。

优选的，所述机台上还设置有便于观察所述工作平台工作情况的观察窗。

一种鞋底检测自动裁切样品方法，涉及上述的一种鞋底检测自动裁切样品装置，包括：

（1）绘制待裁切区域，在待取样的鞋子上用可被视觉系统识别的记号笔绘制出待裁切区域；

（2）启动装置，将待取样的鞋子套设在鞋楦上后启动，夹持气缸伸出后从左右两侧将鞋子夹持在鞋楦上；

（3）纵向采样，机械手端部移动至鞋楦上方并使视觉相机调整至垂直朝下的状态，拍摄图像并反馈至控制器，由控制器分析图案，以视觉相机的视觉中点建立横向X、Y坐标轴，然后确定鞋底边缘轮廓的坐标以及待裁切区域横截面的坐标轮廓；

（4）横向采样，机械手分别移动至鞋楦前、后、左、右四个方位，并使视觉相机垂直于Z轴并始终朝向鞋楦方向，由视觉相机分别拍摄四个方位图像，控制器分析图像以视觉相机的视觉中点建立横向Z坐标轴，并与XY坐标轴组成X-Y-Z坐标系，确定鞋底顶面在Z轴的高度以及待裁切区域竖截面的坐标轮廓，组合成待裁切区域的立体坐标，采样结束后机械手收回；

（5）一次裁切，数控铣刀机构切换成立式铣刀，根据待裁切区域的高度控制给刀深度，并根据待裁切区域的横截面坐标进行走刀，对待裁切区域侧面与鞋底分离；

（6）二次裁切，数控铣刀机构切换成锯片铣刀，根据待裁切区域的高度控制给刀深度，并根据待裁切区域的横截面坐标进行走刀，对待裁切区域底面切割使待裁切区域彻底与鞋底分离以获得待测样品；

（7）取样，机械手移动至待裁切区域，通过机械手上的电动夹爪夹持待测样品并移动至出样口以排出试样。

优选的，步骤（1）中的待裁切区域应从鞋底边缘向内延伸，且绘制线条应保持连续并包含取样区域的长、宽、高以保证其在投影方向上形成立体图形。

优选的，步骤（4）还包括：可根据步骤（3）所得待裁切区域横截面轮廓坐标，控制器判断该坐标更靠近于前、后、左或右哪一方向（即更靠近+X轴、+Y轴、-X轴或-Y轴），并直接控制机械手移动对应方向进行横向采样。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过视觉相机确定鞋底上的标记，使数控铣刀机构能精确裁切下待测样品，能够快速完成鞋底样品的裁切取样，只需少量人员在设备旁进行鞋底的安装以及观察，节约了劳动力，且针对一些坚固材质的鞋底也能快速完成裁切，提高工作效率；

转运机构可将鞋楦从机台中转移至外侧，操作人员可在机台外完成鞋底的安装或拆卸，无需将身子探入机台内的工作平台上，提高了安全性；

可打开或关闭的升降门仅在输送或输出鞋楦时打开，避免装置工作时产生粉尘泄露污染环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图一；

图2为本实用新型的结构示意图二；

图3为本实用新型的结构示意图三；

图4为图3中A处的状态图一；

图5为图3中A处的状态图二；

图6为本实用新型纵向采样示意图；

图7为本实用新型横向采样示意图；

图8为本实用新型中一种鞋底检测自动裁切样品方法的示意图；

图中：1-机台；11-工作平台；12-观察窗；13-升降门；14-升降气缸；2-鞋底夹持机构；21-鞋楦；22-夹持气缸；23-夹板；3-转运机构；31-中转平台；32-导轨；33-电动滑台；4-数控铣刀机构；41-立式铣刀；42-锯片铣刀；43-三轴移动组件；44-驱动件；5-机械手；51-电动夹爪；6-视觉相机。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

参照图1至图8所示，一种鞋底检测自动裁切样品装置，包括机台1、鞋底夹持机构2、转运机构3、数控铣刀机构4、机械手5、视觉系统。

机台1内设置有用于进行裁切样品的工作平台11。机台1上还设置有便于观察工作平台11工作情况的观察窗12。

鞋底夹持机构2设置在工作平台11上，包括鞋楦21、夹持气缸22和夹板23，鞋楦21倒置在工作平台11上，可将待裁切的鞋子鞋底朝上套设在鞋楦21上；夹持气缸22相对设置在鞋楦21两侧；夹板23设置在夹持气缸22端部，可随夹持气缸22伸长将鞋子夹持在鞋楦21上，夹板23的底面应低于鞋底高度。由夹持气缸22夹持住鞋子，避免裁切时鞋底偏移脱落。

转运机构3包括中转平台31、导轨32和电动滑台33，中转平台31从工作平台11一侧向外延伸至机台1外侧；导轨32布置在中转平台31与工作平台11上；电动滑台33可移动设置在导轨32上，鞋楦21设置在电动滑台33上可在中转平台31与工作平台11之间来回移动。转运机构3可将鞋楦21从机台1中转移至外侧，操作人员可在机台1外完成鞋底的安装或拆卸，无需将身子探入机台1内的工作平台11上，提高了安全性。具体的，机台1上还设置有位于中转平台31与工作平台11之间可供鞋楦21穿过的让位通道、可移动设置在机台1上可打开或关闭让位通道的升降门13和驱动升降门13升降的升降气缸14，可打开或关闭的升降门13仅在输送或输出鞋楦21时打开，避免装置工作时产生粉尘泄露污染环境。

数控铣刀机构4设置在工作平台11的正上方可对鞋底进行裁切，数控铣刀机构4包括立式铣刀41、锯片铣刀42、三轴移动组件43和驱动件44，立式铣刀41可对鞋底待取样部位进行轮廓切割；锯片铣刀42可对鞋底待取样部位的底面进行切割；三轴移动机构与立式铣刀41或锯片铣刀42连接，带动其移动以裁切鞋底；驱动件44与立式铣刀41或锯片铣刀42连接驱动其转动。通过立式铣刀41与锯片铣刀42的配合使用可将待裁切区域完整切下，即使是坚固的劳保鞋鞋底也能快速完成裁切。具体的，数控铣刀机构4与机台1为现有技术中常见的CNC数控机床，可自动进行换刀、切削和走刀等功能，是本领域技术人员可直接获得的技术手段，这里不对其结构及选用作进一步赘述。

机械手5设置在工作平台11的侧面，其端部设置有用于夹持裁切后样品的电动夹爪51。

视觉系统包括视觉相机6与控制器，视觉相机6设置在机械手5端部并位于电动夹爪51一侧，可随机械手5移动以采集鞋底上的标记并将图像反馈至控制器，由控制器控制数控铣刀机构4切换刀具并裁切鞋底。裁切样品方法如下：

（1）绘制待裁切区域，在待取样的鞋子上用可被视觉系统识别的记号笔绘制出待裁切区域，待裁切区域应从鞋底边缘向内延伸，且绘制线条应保持连续并包含取样区域的长、宽、高以保证其在投影方向上可形成一立体图形。

（2）启动装置，升降门13打开，电动滑台33移动至中转平台31上，操作人员将待取样的鞋子套设在鞋楦21上后按下开关，电动滑台33将鞋底输送至工作平台11后，夹持气缸22伸出后从左右两侧将鞋子夹持在鞋楦21上；

（3）纵向采样，机械手5端部移动至鞋楦21上方并使视觉相机6调整至垂直朝下的状态，拍摄图像并反馈至控制器，由控制器分析图案，以视觉相机6的视野中点建立横向X、Y坐标轴，然后确定鞋底边缘轮廓的坐标以及待裁切区域横截面的坐标轮廓；

（4）横向采样，根据待裁切区域横截面轮廓坐标，控制器判断该坐标更靠近于前、后、左或右哪一方向（即更靠近+X轴、+Y轴、-X轴或-Y轴），控制机械手5移动对应方向，使视觉相机6垂直于Z轴并始终朝向鞋楦21方向，由视觉相机6分别拍摄图像，控制器分析图像以视觉相机6的视觉中点建立横向Z坐标轴，并与XY坐标轴组成X-Y-Z坐标系，同时确定鞋底顶面在Z轴的高度以及待裁切区域竖截面的坐标轮廓，组合成待裁切区域的立体坐标，采样结束后机械手5收回；

（5）一次裁切，数控铣刀机构4切换成立式铣刀41，根据待裁切区域的高度控制给刀深度，并根据待裁切区域的横截面坐标形成的轨迹进行走刀，将待裁切区域侧面与鞋底分离；

（6）二次裁切，数控铣刀机构4切换成锯片铣刀42，根据待裁切区域的高度控制给刀深度，并根据待裁切区域的横截面坐标进行走刀，对待裁切区域底面切割使待裁切区域彻底与鞋底分离以获得待测样品，裁切时机械手5控制电动夹爪51夹持住待裁切区域避免待裁切区域从鞋底上脱落，并且机械手5的姿态应避开数控铣刀机构4的活动轨迹；

（7）取样，机械手5移动至待裁切区域，通过机械手5上的电动夹爪51夹持待测样品并移动至出样口以排出试样，电动滑台33将裁切后的鞋子输送至中专平台上，又操作人员将鞋子从鞋楦21上拆下。

本申请通过视觉相机6确定鞋底上的标记，使数控铣刀机构4能精确裁切下待测样品，能够快速完成鞋底样品的裁切取样，只需少量人员在设备旁进行鞋底的安装以及观察，节约了劳动力，且针对一些坚固材质的鞋底也能快速完成裁切，提高工作效率。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种鞋底检测自动裁切样品装置，其特征在于：包括机台、鞋底夹持机构、数控铣刀机构、机械手和视觉系统，机台内设置有用于进行裁切样品的工作平台；鞋底夹持机构设置在工作平台上，包括鞋楦、夹持气缸和夹板，鞋楦倒置在工作平台上，可将待裁切的鞋子鞋底朝上套设在鞋楦上；夹持气缸相对设置在鞋楦两侧；夹板设置在夹持气缸端部，可随夹持气缸伸长将鞋子夹持在鞋楦上；数控铣刀机构设置在机台可对鞋底进行裁切；机械手设置在机台内以夹取裁切后的样品；视觉系统包括视觉相机与控制器，视觉相机设置在机械手端部，可随机械手移动以采集鞋底上的标记并将图像反馈至控制器，由控制器控制数控铣刀机构切换刀具并裁切鞋底。

2.根据权利要求1所述的一种鞋底检测自动裁切样品装置，其特征在于：还包括转运机构，转运机构包括中转平台、导轨和电动滑台，中转平台从所述工作平台一侧向外延伸至所述机台外侧；导轨布置在中转平台与工作平台上；电动滑台可移动设置在导轨上，可在中转平台与工作平台之间来回移动，所述鞋楦设置在电动滑台上。

3.根据权利要求2所述的一种鞋底检测自动裁切样品装置，其特征在于：所述机台上还设置有位于所述中转平台与所述工作平台之间可供所述鞋楦穿过的让位通道、可移动设置在机台上可打开或关闭让位通道的升降门和驱动升降门升降的升降气缸。

4.根据权利要求1所述的一种鞋底检测自动裁切样品装置，其特征在于：所述数控铣刀机构包括立式铣刀、锯片铣刀、三轴移动组件和驱动件，立式铣刀可对鞋底待取样部位进行轮廓切割；锯片铣刀可对鞋底待取样部位的底面进行切割；三轴移动机构与立式铣刀或锯片铣刀连接，带动其移动以裁切鞋底；驱动件与立式铣刀或锯片铣刀连接驱动其转动。

5.根据权利要求4所述的一种鞋底检测自动裁切样品装置，其特征在于：所述机械手端部设置用于夹持裁切后样品的电动夹爪，所述视觉相机设置在电动夹爪旁。

6.根据权利要求1所述的一种鞋底检测自动裁切样品装置，其特征在于：所述数控铣刀机构设置在所述工作平台的正上方，所述机械手设置在工作平台的侧面。

7.根据权利要求1所述的一种鞋底检测自动裁切样品装置，其特征在于：所述机台上还设置有便于观察所述工作平台工作情况的观察窗。