減薄工件厚度的方法和設備的製作方法

2023-05-21 21:48:31 2

專利名稱：減薄工件厚度的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及到薄板材工件的加工以減薄其選定區域的厚度。發現這種加工的例子之一是製鞋業，其中，在組裝鞋上部之前，鞋上部件的某個區域，特別是邊部的厚度要被減薄(或「削薄」)。削薄有效地解決了上部笨重問題並且有助於其組裝，這樣改進了完工上部的外觀和避免了穿著者的不舒適感。
GB-A-1178960公開了一種削薄方法。該方法包括將工件支承在上、下輸送輥之間同時工件被輸送至帶刀。夾在工件和上輥之間的基材(此後該方法稱作「基材削薄」)攜帶一塊立體型板，它具有與要依次被帶刀削薄的工件區域相對應的提升區域。由提升的立體型板相接合的工件區域被向下壓到下輥上的可壓縮表面上，從而位於帶刀的切削平面之下。任何位於切削平面下方的工件部分在工件從那裡通過時被刀去除，這樣工件上形成一型式與基材的提升立體型板相一致的減薄厚度的區域。
然而現有的基材削薄方法存在著許多問題，即每個工件和每個型板需要一單一的型材，並且在將工件和基材夾在兩輸送輥之前，基材必須靠手工與工件對齊，對於操作者方面來說所佔用的時間和工作可能影響到潛在的輸出效率。此外，要求工件與基材良好對齊是有一些困難的，而且這種困難增加了產生不合格的削薄工件的可能性。
US-A-3538723描述了一種分離薄板材工件即鞣革皮的設備和方法。支承輥具有高度可調區段，它能使所施加的不同程度的支承壓力穿過皮革的寬度。支承壓力的潛在變化能夠補償固有的皮革厚度的非均勻度，從而防止能導致非均勻分離皮革的過量壓縮。然而，由於加工方法涉及到分離而不是削薄，所以皮革被支承在這樣一個位置即皮革要被輸送至的刀切削平面在所有時間內均位於皮革材料內。
本發明的一個目的是提供一種減薄工件選定區域厚度的方法和設備，從而靠減少操作者的工件準備時間來達到最大的潛在輸出以及將產生不合格的削薄工件的可能減為最小，對於任何特定工件來說，這種方法和設備足以產生減薄厚度區域的任何所希望圖形。
這樣，本發明的方面之一是提供了一種用刀片減薄其選定區域的處理薄板材工件的方法，其中，在工件逐漸地輸送通過刀片的刃部時(刃部橫向於工件輸送方向並在一切削平面中伸出)，工件至少在其一區域相對切削平面變形，即所述區域被移動地通過刀時在那兒的材料部分被移去，這樣減薄了工件在所述區域的厚度，所述方法的特徵在於工件的變形是由多個至少一排伸出的，直接在刀前頭的並橫向於工件供給方向的施壓件實現的，每個施壓件可獨自在伸出和收縮狀態之間移動，在伸出狀態施壓件將壓力施加於工件區域段上以使所述段變形，而在收縮狀態施壓件並不施加這樣的壓力，以及按照工件的需要減薄厚度的選定區域的所需形狀，使施壓件的選定組合根據其與工件的逐漸送入的定時關係處於伸出狀態。
本發明的另一方面進一步提供了一種處理薄板材工件以減薄其選定區域厚度的設備，它包括一個刀片，其上帶有在切削平面上伸展的刃部，一支需要處理的工件並將其送過刀片的工件輸送裝置，刀片的刃部橫向於工件輸送方向伸展，其特徵在於，多個至少一排伸展的，直接在刀前頭的、橫向於工件輸送方向的施壓件，每個施壓件可獨自在伸出狀態和收縮狀態間移動;在伸出狀態，施壓件能將壓力施加到工件區域的一段上以使該段相對切削平面變形;而在收縮狀態，施壓件並不施加這樣的壓力;用於將每個施壓件移入和移出其伸出狀態的驅動裝置，以及用於控制驅動裝置動作從而使施壓件的組合根據其與工件供給裝置動作的定時關係而順序伸出。
此外，在實施按照本發明的方法時，最好是在施壓件的「上遊」，將被支承的工件的上下表面設置在切削平面的兩側，工件區域的變形引起該區域的材料橫貫切削平面變形，從而當該區域通過刀片時至少將其一部分去掉。
這樣應當理解到在使用本發明的設備實施本發明的方法時，不但可以不用任何專用模型來削薄工件，反而可以自動控制工件對任何種類的工件產生任何種類的削薄圖形;施壓件的控制達到這樣的變化程度即施壓件不同順序的組合能按照特定工件和要產生的削薄圖形處於其伸出狀態。施壓件自動控制裝置的提供對操作者僅僅需要關心將要削薄的工件放到工件輸送裝置上即可。此外，由於「非變形」狀態的工件的兩表面處於切削平面的一側，則在設備的運行中，只有變形的選定區域被削薄。
最好在實施本發明的方法中，施壓件的運動是由計算機控制裝置按照與選定區域的所需形狀有關的包括圖形數據在內的程序指令來加以控制的。尤其是，程序指令通常包含與要位於其伸出狀態的施壓件順次組合有關的圖形數據。
此外，在本發明的一個實施例中，工件形狀是由光學式工件識別裝置來識別標記的，識別裝置也識別標記工件的位置和方向，和包含在程序指令內的與選定區域圖形有關的數據，該數據被按照由工件識別裝置所識別標記的工件位置和方向加以修正，施壓件的移動按照這樣的修正數據加以控制。
尤其是，在所述實施例中，光學式工件識別裝置用以掃描要加工的工件並按照工件的特定參數產生信號並將其輸入計算機控制裝置中。此外在這樣的情況下，計算機控制裝置最好包括用於處理這種信號的處理裝置，以提供與工件的特定參數有關的工件數據以及工件位置和方向數據的信息;還包括用於存儲與先前掃描過的工件有關的比較數據、與所選定的工件區域(該區域厚度要被減薄)有關的圖形數據、以及將用於特定工件的比較數據與用於特定選定區域的圖形數據有關的測定數據的存儲器;其設置是這樣的，即當工件已被工件識別裝置掃描時，信息處理裝置將工件數據與比較數據相比較，當發現相耦合時，選擇有關的圖形數據，然後，根據工件位置和方向數據修正圖形數據，並且根據這樣的修正數據由信息處理裝置將控制信號輸入驅動裝置中。
利用這種方式的計算機控制裝置，應當理解到，與工件輸送裝置有定時關係的施壓件的控制能被快速地實現，以將選定的區域準確地和可靠地帶到刀片的刃部。此外，靠使用光學式工件識別裝置，操作者能將任何隨意位置和/或方向的工件裝到工件輸送裝置上，並且將根據工件的識別標記、位置及方位對其進行「識別」，然後，圖形數據將被相應地變更而整個削薄工作將在無操作者任何幹預下進行。
驅動裝置可包括多個驅動器，每個均與每個施壓件有關聯，每個這樣的驅動器都有它自己的傳動裝置;例如，每個驅動器可被壓電驅動，壓電驅動器的優點是相對小，所以如果施壓件相互足夠緊湊地排列以提供削薄圖形的滿足要求的分離的話，壓電驅動器可被容納在有用的相對窄的空間內。
另一方面，驅動裝置也包括一單一驅動裝置，它通過恰當的連杆或類似物動作，仍在計算機控制裝置的控制下有選擇地使這樣的連杆或類似物與施壓件相接合。
在提供各個驅動器處，由給定的施壓件相接合的工件區域的變形，以及由此在該段被刀去掉的材料量將根據驅動器所施加的壓力值來加以決定;也就是說，改變驅動器施加的壓力(在壓電驅動器的情況下是隨輸給它的動力而變)就能控制變形量。
在本發明的另一實施例中，工件輸送裝置包括一輸送帶，它的支承工件的上表面位於切削平面內，但是在施壓件作用下它能彎曲由此被推到所述平面外。此外，在這樣一種布置中，可提供另一皮帶，它與輸送帶同步前進，在皮帶和輸送帶之間能夾持工件這樣將工件逐漸地朝向刀片輸送，施壓件通過所述皮帶將壓力施加到工件區段上。靠提供這樣一種皮帶，可避免施壓件將工件拖出工件輸送裝置上的任何傾向。此外，最好是與工件相接觸的皮帶和工件輸送裝置的表面具有相對高的摩擦係數，而由施壓件接觸的皮帶表面具有相對低的摩擦係數。這樣，能夠增加工件輸送的準確性。
現在將參照附圖詳細地描述本發明的與其使用方法一起的三種設備。應當懂得所選定的這些設備和它們的使用方法的描述僅僅作為本發明非限定的例子。


圖1是按照本發明的第一種設備的透視圖;
圖2是圖1所示設備的平面圖;
圖3是圖1所示設備的側視圖;
圖4是一放大的局部視圖，示出了圖1所示設備中施壓件之一的作用狀態;
圖5是垂直於圖4所截取的局部視圖，示出了圖1所示設備中多個施壓件作用狀態;
圖6是工件的底視圖，該工件已被圖1所示的設備削薄;
圖7是沿圖6的Ⅶ-Ⅶ線剖開的工件的剖視圖;
圖8是按照本發明的第二種設備的側視圖，該設備包括光學式工件識別裝置;
圖9是按照本發明的第三種設備的側視圖，該設備包括為兩相對帶形式的工件輸送裝置。
圖1，2和3示意地表示了本發明第一種設備，它具有一把由刀座2支承的刀片4，並刀片4設在連續輸送帶8上側的一端附近，輸送帶8繞著輸送機驅動輥10和從動輥12運行。將工件14，典型地如鞋類構件，放在輸送帶8之上。用未示出的電機經驅動輥10驅動輸送帶8，從而向著刀片4傳送所支承的工件14，即如圖1-3所示從右向左方向。將刀片4支承成使其刀刃6處於輸送帶8開始與驅動輥10的曲率相一致稍微朝外的位置上。可調整刀片4的高度以使通過刀刃6的切削平面20與輸送帶8上部的上表面相重合或略微低於該表面，這樣此時被該表面支承的工件14的下表面(上、下表面兩者)處於切削平面20上方。
恰好在刀刃6前方(在工件輸送方向上)在輸送帶8上方配置的(由一未示出裝置配置)是多個銷18形式的施壓件，它們排成一列並向下朝向輸送帶8突出(應當理解到在按照本發明的其它設備中，這些銷可被排成多列橫向於工件輸送方向伸展的形式)。該列大約遍布30mm長，銷與銷18間隔2mm，並且橫向於，特別是垂直於工件輸送方向布置。每個銷18可單獨地在伸出和收縮狀態之間移動(見圖1-3)，在伸出狀態，銷18朝向刀刃6的切削平面伸出;而在收縮狀態，銷18縮回離開與被支承工件14上表面為一水平面的平面，為此，每個銷18具有一單獨的致動器16(沒有單獨示出，而是作為一個設於殼體中的部件)。驅動器被壓電驅動;壓電效應被用來操縱作用在銷上的機械杆(未示出)。與銷18也有關聯的是一制動器(未示出)，它在由驅動器驅動的位置上夾住驅動器。當銷在伸出和收縮狀態之間移動時，釋放制動器。
在使用按照本發明的第一種設備實施第一種方法中，當任一銷18位於其伸出狀態時，與之接合的工件14的一段變形為一種其上、下表面被分置於切削平面20的兩側，也就是說在所述的區段，切削平面20通過材料的主體，結果是隨著區段被移動地通過刀刃6，便將其一部分削薄。為此，從圖4可見，輸送帶8是可壓縮的，而且在一個或多個銷18施壓作用下輸送帶8的確被壓縮。
圖4示出了工件14在伸出狀態的銷18之一下方通過時，壓力是如何局部地施加到如此接合的工件14區段上的。在這種情況下，工件在所述區段相對切削平面20變形。應當理解到如果考慮把工件14從橫向上分成一系列區段的話，在任一個時刻每個銷18僅能夠將壓力局部地施加到區段之一上。可考慮的工件區段數量很顯然視銷的數量和間距而定。因此，增加銷的數量和減少銷之間的間距，能夠提高削薄準確度，從而增加設備的能力。
圖4也示出了由於銷18靠近刀刃6的緣故，而使在刀刃6前面作用於工件區段上的壓力將薄層24從銷18的工件「下遊」下表面上削下來(在工件供給方向上)。相比較，在處於收縮狀態下的銷18下方通過的、其上下表面均位於切削平面20上方的那些工件14的區段保持非變形狀態，從而在那些工件區段上沒有薄層削下。
隨著由多個相鄰區段構成的區域在銷18列下方通過，在適當的時候使與區段相對應的銷18相互配合地伸出便可從工件14上削下上述區域。當然，必須根據與工件14送入的時間關係來確定銷子組合的伸出時機，以確保削下所選定的區域。此外應認識到，由於區域的形狀在橫向於進給方向上的變化，應相應地選擇不同的銷子18的組合。當一根銷子屬於兩種不同的組合時，可使其保持與工件相接觸;但也可以一個單位的形式收回一種組合然後再使新的組合伸出。
圖5示出了工件14在銷18下方輸送時，在特定時刻處於伸出狀態下的銷18的一組合(A-D)，而在這種情況下，所選定的工件14的區域22變形，使該區域中的工件上下表面位於切削平面20兩側的狀態。這種變形的結果是由於刀的切削作用而將區域22的厚度減薄。
在區域22中工件14的厚度被減薄多少由銷18所施加的壓力大小決定。因此，通過控制驅動器16，改變壓力，進而改變工件區域或其區段的變形量，便能夠控制厚度減少的程度。由此得出，當銷處於其伸出狀態時，銷不能相對於輸送帶8假定一予置的高度。
銷18的動作與工件14的輸送之間的時間關係是這樣的即當工件部分X(圖6)在銷18列下方通過時，所有銷18均處於其收縮狀態。當區域Y在銷18列下方通過時，銷A-D的組合(見圖5)進入伸出狀態，從而將壓力施加到工件14的要被削薄的區域22上。當工件部分Z在銷18下通過時，銷18再次收縮。見圖7，削薄工件14的結果是產生一厚度減薄的區域26。
銷18的啟動是由包括計算機CPU的計算機控制裝置來加以控制的，計算機CPU具有一存儲與工件形狀有關的數據和與減少厚度區域的圖形有關的圖象數據的存儲器。在食施了按照本發明的第一種方法中，操作者首先如通過鍵盤(未示出)給計算機做出特定工件形狀和選定的減薄厚度區域的圖形的標誌。然後，計算機CPU將以程序指令的形式從它的存儲器中檢索相應的數據。在一理想方位(正如由計算機CPU所期望的)將工件14放到輸送帶8上之後將工件14送過銷18列，銷18根據電腦程式指令產生的信號由驅動器16控制動作，從而在工件14通過時使銷18的順序組合伸出。
圖8示意地表示了按照本發明的第二種設備，與先前圖中所示相同的部件具有相同的序號。光學式工件識別裝置設置在通常用W表示的工件識別臺上。光學式工件識別裝置除了下文要說明的外，通常其結構和操作類似於EP-A-0269287所述的系統，該裝置包括一除輸送帶8之外的輸送帶180，它的上部布置得與輸送帶8的上部一樣高，同時兩帶之間的窄間隙120的大小能使工件14跨過。輸送帶8，180同速地將工件14朝向銷18輸送。在輸送帶8，180下方與間隙120成一列的是一排白熾燈100，而位於輸送帶上部上方與燈100相對放置的是一攝像機，它包括一排準備接收燈100發射的光線的光線檢測器140和一將光線聚焦到檢測器140上的高解析度鏡頭160。應當理解到，在工件14逐漸前移穿過間隙12時將遮住燈100光線的光道，從而當工件輸送時，由攝像機140，160對其進行「掃描」。
這種設備的計算機CPU包括信息處理裝置，利用它首先處理攝像機中信號以提供與工件特定參數有關的工件數據及工件位置和方位數據。此外，在第一種設備的情況下，計算機存儲器存儲與多個工件形狀有關的數據，但是在這種情況下信息處理裝置所使用的這樣的數據被作為比較工件數據的比較數據，以此標記掃描工件並確定其位置和方向。另外利用計算機可為每個工件選定一個減薄區域的模型，為此將相應的選定信號存儲在計算機存儲器中，在如上所述對工件進行識別時，可以取出與選定模型相對應的模型參數。
在使用第二種設備實施本發明的第二種方法中，操作者將任意位置和無規則取向的工件14放到輸送帶180上，於是工件向前穿過間隙120輸送到輸送帶8的上部，在工作14穿過間隙120時，攝像機140，160有效地掃描工件14並且靠將與工件有關的工件數據與存儲在計算機存儲器中的比較數據相比較來標記工件14。此外，對於特定工件也產生位置和方位數據，並取出規定的圖形數據。然後，計算機的信息處理裝置按照工件位置和方位數據修正圖形數據，隨著工件被輸送通過刀4，構成操作指令的控制信號程序按照如此修正的圖形數據被傳送到驅動器上。
圖9示出了按照本發明的第三種設備。在這種設備中，所提供的皮帶28與輸送帶8相結合以減少當工件14被輸送到刀4時把工件14拖出應有位置的銷18直接作用在工件14表面上的任何摩擦作用(如果沒有消除的話)的傾向。尤其是，在這種設備中，將皮帶28放入銷18和工件14之間，這樣，壓力經皮帶施加到工件14上，從而將工件14夾在輸送帶8和皮帶28之間。皮帶28圍繞著三個輥30，32和34運轉，輥之一32與輸送帶8同步傳動。
在使用第三種設備實施本發明的第三種方法中，皮帶28壓向工件14以確保工件14相對輸送帶移動表面的位置保持恆定。處於其伸出狀態的銷18對皮帶28的下部的上表面施加一向下力，然後該力經皮帶28傳送到工件14上，隨之使工件變形至早先描述的所需位置，在該位置厚度得以減薄，輸送帶8的上表面具有一將工件14保持在一層的防滑塗層。類似地，皮帶28的上表面也具有高摩擦係數的防滑塗層，而皮帶28的相對表面具有非常低的摩擦係數，所以當銷18被強制地與其接觸時，能夠減少摩擦阻力。
當然也應當理解到第二種設備中光學式工件識別裝置也能組合到第三種設備上。
權利要求
1.使用刀片來減薄薄板材工件選定區域厚度的薄板材工件處理方法，其中，隨著工件(14)在切削平面(20)內逐漸沿橫向於工件輸送方向通過刃部(6)外伸的刀片(4)，工件至少在它的一區域相對切削平面變形，這樣當所述區域移動通過刀時，材料部分被去除從而減薄所述區域的工件厚度，所述方法的特徵是工件(14)的變形是由多個至少一排伸出的，橫向於工件供給方向、直接在刀(4)前頭的施壓件(18)實現的，每個件(18)可獨自在伸出和收縮狀態間移動，在伸出狀態件(18)將壓力施加於工件區域段上以使該段變形，而在收縮狀態工件並不施加這種壓力；並且按照工件的需要減薄厚度的選定區域的所需形狀，使件(18)的選定組合依次根據其與工件(14)的逐漸送入的定時關係處於伸出狀態。
2.按照權利要求1的方法，其特徵在於，在施壓件(18)的「上遊」被支承的工件(14)的上下表面處於切削平面(20)的兩側，在橫貫切削平面內工件區域的變形引起該區域的材料變形，從而當該區域通過帶刀片時至少其一部分被去掉。
3.按照權利要求1或2的方法，其特徵在於，施壓件(18)的運動是由計算機控制裝置(CPU)按照與選定區域的理想形狀有關的包括圖形數據在內的程序指令來加以控制的。
4.按照權利要求3的方法，其中工件形狀由光學式工件識別裝置(100，120，140，160)加以識別標記，同時該光識別裝置也識別標記工件(14)的位置和方向，和包含在程序指令內的與選定區域的圖形有關的數據，所述的數據被按照由工件識別裝置所識別標記的工件位置和方向加以修正，其特徵在於，按照這種修正數據來控制施壓件(18)的移動。
5.按照上述任一權利要求的方法，其特徵在於，每個施壓件(18)被移至它的伸出狀態是由將壓力施加到施壓件上的驅動器(16)所引起的，工件段的變形從而在那裡去掉的材料量是由驅動器所施加的壓力的大小來決定的。
6.處理薄板材工件以減薄其選定區域厚度的設備，包括一具有在切削平面(20)方向上伸出的刃部(6)的刀片(4)，用於支承要處理的工件(14)並將其輸送通過帶刀片的工件供給裝置(8，10，12)，刀片的刃部(6)橫向於工件輸送方向伸出，其特徵在於，多個至少一排伸出的直接在刀前頭的，橫向於工件輸送方向的施壓件(18)，每件在伸出狀態和收縮狀態間可獨自移動，在伸出狀態該件能將壓力施加到工件區域段以引起所述段相對切削平面變形，而在收縮狀態該件並不施加這種壓力;用於將每個施壓件(18)移入和移出其伸出狀態的驅動裝置(16);以及用於控制驅動裝置動作從而能使件的組合根據其與工件供給裝置動作的定時關係而伸出的控制裝置(CPU)。
7.按照權利要求6的設備，其特徵在於，控制裝置(CPU)由計算機控制裝置(CPU)構成，它能夠按照與包含圖象數據有關的程序指令動作，加以操作，圖象數據涉及施壓件(18)依次處於伸出狀態的順序組合。
8.按照權利要求7的設備，其特徵在於，所提供的光學式工件識別裝置(100，120，140，160)掃描要處理的工件(14)，並按照工件的特定參數產生信號並輸入到計算機控制裝置(CPU)中;用於處理這些信號以提供與所述的工件特定參數有關的工件數據以及工件位置和方位數據的信息處理裝置;一用於存儲與先前掃描過的工件有關的比較數據、與所選定的工件區域(該區域厚度要被減薄)有關的圖象數據及將用於特定工件的比較數據與用於特定選定區域的圖象數據相聯繫的測定數據的存儲器;當工件(14)已被工件識別裝置掃描時，信息處理裝置將工件數據與比較數據相比較，當發現相吻合時，選擇有關的圖象數據，然後，根據工件位置和方位數據修正圖象數據;信息處理裝置根據這種修正數據向驅動裝置(16)輸入控制信號。
9.按照權利要求6-8之一的設備，其特徵在於，工件供給裝置(8，10，12)包括一段輸送帶(8)，其支承工件的上表面位於切削平面(20)內，但是在由施壓件(18)施壓作用下它能彎曲從而被推出所述平面。
10.按照權利要求9的設備，其特徵在於，具有另一與輸送帶(8)同步前進皮帶(28)，在皮帶(28)和輸送帶(8)之間能夾持住工件(14)並逐步地將工件朝向刀輸送，施壓件(18)經所述皮帶將壓力施加到工件段上。
全文摘要
用於減薄薄板材工件如鞋上部件厚度的方法和設備，包括將在刀前頭的工件(14)輸送至帶刀(4)，用一排施壓件(18)將壓力施加到工件(14)上以使工件區域相對刀的切削平面(20)變形。靠控制施壓件(18)依次有順序地操縱組合件，隨著工件(14)通過刀(4)，使工件(14)的區域逐步削薄。施壓件(18)的操作是由計算機(CPU)加以控制，它具有一存儲與特定工件參數有關的工件信息數據以及根據形狀產生的位置和方位數據的存儲器。這些數據可採用光識別工件裝置(100，120，140，160)加以產生。
文檔編號C14B1/18GK1098973SQ9312066
公開日1995年2月22日 申請日期1993年11月20日 優先權日1992年11月20日
發明者大衛·科雷克·裡德曼, 克萊夫·普裡斯, 斯特吉奧斯·託比斯, 約翰·愛德蒙德·利奧納德·西蒙斯 申請人:英國聯合鞋業機械有限公司