一种基于点云识别技术的鞋类自动化制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及鞋面和鞋底进行结合的方法，尤其是指一种基于点云识别技术的鞋类自动化制作方法。
【背景技术】
[0002]喷胶工艺是制鞋过程中用工较多、耗时较多的工序。喷胶的质量的好坏决定了鞋面同鞋底的粘合牢固程度，进而影响到鞋类的使用性能和品质。就目前而言，现有鞋底喷胶一般是靠人工操作，这种人工操作方式生产效率低下、质量不稳定，人工成本高。而且，制鞋用的胶粘剂含有有毒成分，工人长时间接触该胶粘剂会对操作工人的身体产生极大危害。
[0003]为了克服人工喷胶对人体健康的诸多危害，现有的一种喷胶设备是在输送带上设有喷胶枪，可对输送带上的鞋底进行喷胶，然而却由于喷胶枪不能自动调整位置，喷胶枪无法准确定位输送带上的鞋底，从而导致喷胶枪无法对准鞋底进行喷胶。
[0004]为了应对以上难题，本申请人于2013年11月13日向国家知识产权局提交了一份中国实用新型专利(申请号:201320717548.9，公告号:CN 203523958U)，以上专利记载了一项基于视觉定位的喷胶设备的技术方案，其包括支撑台、喷胶枪、装设于该支撑台上的输送带、装设于该支撑台上的支撑架，喷胶设备还包括视频摄像头、带动喷胶枪X轴方向移动的X轴传动装置、带动喷胶枪Y轴方向移动的Y轴传动装置、带动喷胶枪Z轴方向移动的Z轴传动装置和控制该喷胶设备运作的控制器，该视频摄像头装设于支撑架上，控制器分别与视频摄像头、X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置连接。该实用新型由视频摄像头、X轴传动装置、Y轴传动装置、Z轴传动装置以及控制器构成了基于视觉信息来调节喷胶枪位置的系统。该系统将喷胶枪调节到输送带上方的合适位置，使喷胶枪可以准确对鞋底进行喷胶。上述喷胶设备虽然一定程度上能够克服现有人工喷胶方式存在的生产效率低下、质量不稳定以及容易对工人造成人身伤害等问题，然而在实际的使用过程中还存在有以下几点不足之处:1、采用视频摄像头容易出现定位不准的情况，而且采用三轴传动的方式在喷胶过程中无法实现各个部位喷涂胶水量的一致性，要想达到完全替代人工喷胶还有相当长的距离；
2、由于视频摄像头仅能够采集二维图像，如果想要利用在鞋面喷涂中，无法对鞋面要喷涂的三维轮廓进行准确定位，从而导致无法适用于鞋面喷胶;3、采用三轴传动的方式不仅工作效率低下，而且出错率高，另外需要准确控制喷枪的开启和闭合，控制方式相当复杂，需要的控制设备较为昂贵。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种基于点云识别技术的鞋类自动化制作方法，其主要目的在于克服现有喷胶设备存在的定位不准、喷胶一致性差以及无法应用于鞋面喷胶的缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
一种基于点云识别技术的鞋类自动化制作方法，利用一鞋类自动化生产线分别完成以下步骤:a、鞋底和鞋面的配对和上料准备;b、对鞋底和鞋面的上胶区域进行扫描;C、对鞋底和鞋面的上胶区域进行喷处理水;d、对鞋底和鞋面上的处理水进行烘干;e、对鞋底和鞋面的上胶区域进行喷胶;f、对鞋底和鞋面上的胶水进行烘干;g、对鞋底和鞋面的手动压合；
所述鞋类自动化生产线包括包括一鞋面自动上胶装置以及一鞋底自动上胶装置，所述鞋面自动上胶装置包括一第一传送带、驱动该第一传送带进行匀速运动的第一驱动组件以及第一自动化喷胶控制组件，所述第一自动化喷胶控制组件包括位于所述第一传送带上方并且依次邻接的三维扫描机构、第一处理水喷淋机构、第一处理水烘干机构、第一喷胶执行机构以及第一胶水烘干机构，所述第一喷胶执行机构包括一使能端与所述三维扫描机构连接的控制器、一与该控制器输出端连接的第一六自由度机械手以及一安装于该第一六自由度机械手手臂上的第一喷枪，在所述第一六自由度机械手执行对鞋面上胶动作时，所述第一喷枪匀速喷出胶水；
所述三维扫描机构为非接触式三维扫描仪，该非接触式三维扫描仪用于将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋面上，借用鞋面对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来创建鞋面几何表面的点云数据进而生成三维模型并传输给所述控制器，所述控制器用于根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面上胶动作；
所述步骤b包括，第二传送带带动鞋底运动到所述红外扫描设备的工作区域，该红外扫描设备通过将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋底上，借用鞋底对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来获取鞋底的Y轴方向和Z轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上，所述第二驱动组件提供鞋底X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上;第一传送带带动鞋面运动到所述非接触式三维扫描仪的工作区域，该非接触式三维扫描仪通过将可见光、高能光束、超音波或者X射线投射至鞋面上，借用鞋面对可见光、高能光束、超音波或者X射线的反射作用来创建鞋面几何表面的点云数据进而生成三维模型并输送到控制器上，所述第一驱动组件提供鞋面X轴方向的移动定位数据参数并输送到控制器上；
所述步骤C包括，所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一处理水喷淋机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第二六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第二六自由度机械手，所述第二六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面喷处理水动作，在所述第二六自由度机械手执行对鞋面喷处理水动作时，所述第二喷枪匀速喷出处理水;与此同时，所述控制器一方面根据鞋底的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底进入第二处理水喷淋机构的工作区域的时间，当鞋底进入第二处理水喷淋机构的工作区域，停止第二驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述鞋底的Y轴方向和Z轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底喷涂区域的二维空间信息，并生成所述第四六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第四六自由度机械手，所述第四六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋底喷处理水动作，在所述第四六自由度机械手执行对鞋底喷处理水动作时，所述第四喷枪匀速喷出处理水
所述步骤e包括，所述控制器一方面根据鞋面的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域的时间，当鞋面进入第一喷胶执行机构的工作区域，停止第一驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述三维模型，计算鞋面喷涂区域的三维空间信息，并生成所述第一六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第一六自由度机械手，所述第一六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋面上胶动作，在所述第一六自由度机械手执行对鞋面上胶动作时，所述第一喷枪匀速喷出胶水;与此同时，所述控制器一方面根据鞋底的X轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底进入第二喷胶执行机构的工作区域的时间，当鞋底进入第二喷胶执行机构的工作区域，停止第二驱动组件，并且所述控制器另一方面根据上述鞋底的Y轴方向和Z轴方向的移动定位数据参数，计算鞋底喷涂区域的二维空间信息，并生成所述第三六自由度机械手的运动轨道数据并传输给所述第三六自由度机械手，所述第三六自由度机械手根据该运动轨道数据执行对鞋底上胶动作，在所述第三六自由度机械手执行对鞋底上胶动作时，所述第三喷枪匀速喷出胶水。
[0007]进一步的，所述步骤a包括:将鞋面附着固定于鞋楦上，并且准备好用于与其配对的鞋底，将鞋底和鞋面进行预定位，并且其二者的定位边缘画上轮廓线，然后将鞋底以底部为接触面地放置于第二传送带上，将鞋面和鞋楦通过鞋楦头部的装配孔套设在第一传送带的固定托架上。
[0008]进一步的，所述步骤d包括:第二传送带带动鞋底运动到第二烘箱的右处理水干燥空间进行干燥处理;第一传送带带动鞋面运动到第二烘箱的左处理水干燥空间进行干燥处理。
[0009]进一步的，所述步骤f包括:第二传送带带动鞋底运动到第一烘箱的右胶水干燥空间进行干燥处理;第一传送带带动鞋面运动到第一烘箱的左胶水干燥空间进行干燥处理。
[0010]进一步的，所述步骤g包括:在第一传送带和第二传动带的出口处对鞋底和鞋面进行手动压合使二者牢固粘合，等其二者结合处的胶水完全固化便可将成型好的鞋子从鞋楦上脱离，从而完成对鞋类的制作。