专利名称：减薄工件厚度的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及到薄板材工件的加工以减薄其选定区域的厚度。发现这种加工的例子之一是制鞋业，其中，在组装鞋上部之前，鞋上部件的某个区域，特别是边部的厚度要被减薄(或“削薄”)。削薄有效地解决了上部笨重问题并且有助于其组装，这样改进了完工上部的外观和避免了穿着者的不舒适感。
GB-A-1178960公开了一种削薄方法。该方法包括将工件支承在上、下输送辊之间同时工件被输送至带刀。夹在工件和上辊之间的基材(此后该方法称作“基材削薄”)携带一块立体型板，它具有与要依次被带刀削薄的工件区域相对应的提升区域。由提升的立体型板相接合的工件区域被向下压到下辊上的可压缩表面上，从而位于带刀的切削平面之下。任何位于切削平面下方的工件部分在工件从那里通过时被刀去除，这样工件上形成一型式与基材的提升立体型板相一致的减薄厚度的区域。
然而现有的基材削薄方法存在着许多问题，即每个工件和每个型板需要一单一的型材，并且在将工件和基材夹在两输送辊之前，基材必须靠手工与工件对齐，对于操作者方面来说所占用的时间和工作可能影响到潜在的输出效率。此外，要求工件与基材良好对齐是有一些困难的，而且这种困难增加了产生不合格的削薄工件的可能性。
US-A-3538723描述了一种分离薄板材工件即鞣革皮的设备和方法。支承辊具有高度可调区段，它能使所施加的不同程度的支承压力穿过皮革的宽度。支承压力的潜在变化能够补偿固有的皮革厚度的非均匀度，从而防止能导致非均匀分离皮革的过量压缩。然而，由于加工方法涉及到分离而不是削薄，所以皮革被支承在这样一个位置即皮革要被输送至的刀切削平面在所有时间内均位于皮革材料内。
本发明的一个目的是提供一种减薄工件选定区域厚度的方法和设备，从而靠减少操作者的工件准备时间来达到最大的潜在输出以及将产生不合格的削薄工件的可能减为最小，对于任何特定工件来说，这种方法和设备足以产生减薄厚度区域的任何所希望图形。
这样，本发明的方面之一是提供了一种用刀片减薄其选定区域的处理薄板材工件的方法，其中，在工件逐渐地输送通过刀片的刃部时(刃部横向于工件输送方向并在一切削平面中伸出)，工件至少在其一区域相对切削平面变形，即所述区域被移动地通过刀时在那儿的材料部分被移去，这样减薄了工件在所述区域的厚度，所述方法的特征在于工件的变形是由多个至少一排伸出的，直接在刀前头的并横向于工件供给方向的施压件实现的，每个施压件可独自在伸出和收缩状态之间移动，在伸出状态施压件将压力施加于工件区域段上以使所述段变形，而在收缩状态施压件并不施加这样的压力，以及按照工件的需要减薄厚度的选定区域的所需形状，使施压件的选定组合根据其与工件的逐渐送入的定时关系处于伸出状态。
本发明的另一方面进一步提供了一种处理薄板材工件以减薄其选定区域厚度的设备，它包括一个刀片，其上带有在切削平面上伸展的刃部，一支需要处理的工件并将其送过刀片的工件输送装置，刀片的刃部横向于工件输送方向伸展，其特征在于，多个至少一排伸展的，直接在刀前头的、横向于工件输送方向的施压件，每个施压件可独自在伸出状态和收缩状态间移动;在伸出状态，施压件能将压力施加到工件区域的一段上以使该段相对切削平面变形;而在收缩状态，施压件并不施加这样的压力;用于将每个施压件移入和移出其伸出状态的驱动装置，以及用于控制驱动装置动作从而使施压件的组合根据其与工件供给装置动作的定时关系而顺序伸出。
此外，在实施按照本发明的方法时，最好是在施压件的“上游”，将被支承的工件的上下表面设置在切削平面的两侧，工件区域的变形引起该区域的材料横贯切削平面变形，从而当该区域通过刀片时至少将其一部分去掉。
这样应当理解到在使用本发明的设备实施本发明的方法时，不但可以不用任何专用模型来削薄工件，反而可以自动控制工件对任何种类的工件产生任何种类的削薄图形;施压件的控制达到这样的变化程度即施压件不同顺序的组合能按照特定工件和要产生的削薄图形处于其伸出状态。施压件自动控制装置的提供对操作者仅仅需要关心将要削薄的工件放到工件输送装置上即可。此外，由于“非变形”状态的工件的两表面处于切削平面的一侧，则在设备的运行中，只有变形的选定区域被削薄。
最好在实施本发明的方法中，施压件的运动是由计算机控制装置按照与选定区域的所需形状有关的包括图形数据在内的程序指令来加以控制的。尤其是，程序指令通常包含与要位于其伸出状态的施压件顺次组合有关的图形数据。
此外，在本发明的一个实施例中，工件形状是由光学式工件识别装置来识别标记的，识别装置也识别标记工件的位置和方向，和包含在程序指令内的与选定区域图形有关的数据，该数据被按照由工件识别装置所识别标记的工件位置和方向加以修正，施压件的移动按照这样的修正数据加以控制。
尤其是，在所述实施例中，光学式工件识别装置用以扫描要加工的工件并按照工件的特定参数产生信号并将其输入计算机控制装置中。此外在这样的情况下，计算机控制装置最好包括用于处理这种信号的处理装置，以提供与工件的特定参数有关的工件数据以及工件位置和方向数据的信息;还包括用于存储与先前扫描过的工件有关的比较数据、与所选定的工件区域(该区域厚度要被减薄)有关的图形数据、以及将用于特定工件的比较数据与用于特定选定区域的图形数据有关的测定数据的存储器;其设置是这样的，即当工件已被工件识别装置扫描时，信息处理装置将工件数据与比较数据相比较，当发现相耦合时，选择有关的图形数据，然后，根据工件位置和方向数据修正图形数据，并且根据这样的修正数据由信息处理装置将控制信号输入驱动装置中。
利用这种方式的计算机控制装置，应当理解到，与工件输送装置有定时关系的施压件的控制能被快速地实现，以将选定的区域准确地和可靠地带到刀片的刃部。此外，靠使用光学式工件识别装置，操作者能将任何随意位置和/或方向的工件装到工件输送装置上，并且将根据工件的识别标记、位置及方位对其进行“识别”，然后，图形数据将被相应地变更而整个削薄工作将在无操作者任何干预下进行。
驱动装置可包括多个驱动器，每个均与每个施压件有关联，每个这样的驱动器都有它自己的传动装置;例如，每个驱动器可被压电驱动，压电驱动器的优点是相对小，所以如果施压件相互足够紧凑地排列以提供削薄图形的满足要求的分离的话，压电驱动器可被容纳在有用的相对窄的空间内。
另一方面，驱动装置也包括一单一驱动装置，它通过恰当的连杆或类似物动作，仍在计算机控制装置的控制下有选择地使这样的连杆或类似物与施压件相接合。
在提供各个驱动器处，由给定的施压件相接合的工件区域的变形，以及由此在该段被刀去掉的材料量将根据驱动器所施加的压力值来加以决定;也就是说，改变驱动器施加的压力(在压电驱动器的情况下是随输给它的动力而变)就能控制变形量。
在本发明的另一实施例中，工件输送装置包括一输送带，它的支承工件的上表面位于切削平面内，但是在施压件作用下它能弯曲由此被推到所述平面外。此外，在这样一种布置中，可提供另一皮带，它与输送带同步前进，在皮带和输送带之间能夹持工件这样将工件逐渐地朝向刀片输送，施压件通过所述皮带将压力施加到工件区段上。靠提供这样一种皮带，可避免施压件将工件拖出工件输送装置上的任何倾向。此外，最好是与工件相接触的皮带和工件输送装置的表面具有相对高的摩擦系数，而由施压件接触的皮带表面具有相对低的摩擦系数。这样，能够增加工件输送的准确性。
现在将参照附图详细地描述本发明的与其使用方法一起的三种设备。应当懂得所选定的这些设备和它们的使用方法的描述仅仅作为本发明非限定的例子。
图1是按照本发明的第一种设备的透视图;
图2是图1所示设备的平面图;
图3是图1所示设备的侧视图;
图4是一放大的局部视图，示出了图1所示设备中施压件之一的作用状态;
图5是垂直于图4所截取的局部视图，示出了图1所示设备中多个施压件作用状态;
图6是工件的底视图，该工件已被图1所示的设备削薄;
图7是沿图6的Ⅶ-Ⅶ线剖开的工件的剖视图;
图8是按照本发明的第二种设备的侧视图，该设备包括光学式工件识别装置;
图9是按照本发明的第三种设备的侧视图，该设备包括为两相对带形式的工件输送装置。
图1，2和3示意地表示了本发明第一种设备，它具有一把由刀座2支承的刀片4，并刀片4设在连续输送带8上侧的一端附近，输送带8绕着输送机驱动辊10和从动辊12运行。将工件14，典型地如鞋类构件，放在输送带8之上。用未示出的电机经驱动辊10驱动输送带8，从而向着刀片4传送所支承的工件14，即如图1-3所示从右向左方向。将刀片4支承成使其刀刃6处于输送带8开始与驱动辊10的曲率相一致稍微朝外的位置上。可调整刀片4的高度以使通过刀刃6的切削平面20与输送带8上部的上表面相重合或略微低于该表面，这样此时被该表面支承的工件14的下表面(上、下表面两者)处于切削平面20上方。
恰好在刀刃6前方(在工件输送方向上)在输送带8上方配置的(由一未示出装置配置)是多个销18形式的施压件，它们排成一列并向下朝向输送带8突出(应当理解到在按照本发明的其它设备中，这些销可被排成多列横向于工件输送方向伸展的形式)。该列大约遍布30mm长，销与销18间隔2mm，并且横向于，特别是垂直于工件输送方向布置。每个销18可单独地在伸出和收缩状态之间移动(见图1-3)，在伸出状态，销18朝向刀刃6的切削平面伸出;而在收缩状态，销18缩回离开与被支承工件14上表面为一水平面的平面，为此，每个销18具有一单独的致动器16(没有单独示出，而是作为一个设于壳体中的部件)。驱动器被压电驱动;压电效应被用来操纵作用在销上的机械杆(未示出)。与销18也有关联的是一制动器(未示出)，它在由驱动器驱动的位置上夹住驱动器。当销在伸出和收缩状态之间移动时，释放制动器。
在使用按照本发明的第一种设备实施第一种方法中，当任一销18位于其伸出状态时，与之接合的工件14的一段变形为一种其上、下表面被分置于切削平面20的两侧，也就是说在所述的区段，切削平面20通过材料的主体，结果是随着区段被移动地通过刀刃6，便将其一部分削薄。为此，从图4可见，输送带8是可压缩的，而且在一个或多个销18施压作用下输送带8的确被压缩。
图4示出了工件14在伸出状态的销18之一下方通过时，压力是如何局部地施加到如此接合的工件14区段上的。在这种情况下，工件在所述区段相对切削平面20变形。应当理解到如果考虑把工件14从横向上分成一系列区段的话，在任一个时刻每个销18仅能够将压力局部地施加到区段之一上。可考虑的工件区段数量很显然视销的数量和间距而定。因此，增加销的数量和减少销之间的间距，能够提高削薄准确度，从而增加设备的能力。
图4也示出了由于销18靠近刀刃6的缘故，而使在刀刃6前面作用于工件区段上的压力将薄层24从销18的工件“下游”下表面上削下来(在工件供给方向上)。相比较，在处于收缩状态下的销18下方通过的、其上下表面均位于切削平面20上方的那些工件14的区段保持非变形状态，从而在那些工件区段上没有薄层削下。
随着由多个相邻区段构成的区域在销18列下方通过，在适当的时候使与区段相对应的销18相互配合地伸出便可从工件14上削下上述区域。当然，必须根据与工件14送入的时间关系来确定销子组合的伸出时机，以确保削下所选定的区域。此外应认识到，由于区域的形状在横向于进给方向上的变化，应相应地选择不同的销子18的组合。当一根销子属于两种不同的组合时，可使其保持与工件相接触;但也可以一个单位的形式收回一种组合然后再使新的组合伸出。
图5示出了工件14在销18下方输送时，在特定时刻处于伸出状态下的销18的一组合(A-D)，而在这种情况下，所选定的工件14的区域22变形，使该区域中的工件上下表面位于切削平面20两侧的状态。这种变形的结果是由于刀的切削作用而将区域22的厚度减薄。
在区域22中工件14的厚度被减薄多少由销18所施加的压力大小决定。因此，通过控制驱动器16，改变压力，进而改变工件区域或其区段的变形量，便能够控制厚度减少的程度。由此得出，当销处于其伸出状态时，销不能相对于输送带8假定一予置的高度。
销18的动作与工件14的输送之间的时间关系是这样的即当工件部分X(图6)在销18列下方通过时，所有销18均处于其收缩状态。当区域Y在销18列下方通过时，销A-D的组合(见图5)进入伸出状态，从而将压力施加到工件14的要被削薄的区域22上。当工件部分Z在销18下通过时，销18再次收缩。见图7，削薄工件14的结果是产生一厚度减薄的区域26。
销18的启动是由包括计算机CPU的计算机控制装置来加以控制的，计算机CPU具有一存储与工件形状有关的数据和与减少厚度区域的图形有关的图象数据的存储器。在食施了按照本发明的第一种方法中，操作者首先如通过键盘(未示出)给计算机做出特定工件形状和选定的减薄厚度区域的图形的标志。然后，计算机CPU将以程序指令的形式从它的存储器中检索相应的数据。在一理想方位(正如由计算机CPU所期望的)将工件14放到输送带8上之后将工件14送过销18列，销18根据计算机程序指令产生的信号由驱动器16控制动作，从而在工件14通过时使销18的顺序组合伸出。
图8示意地表示了按照本发明的第二种设备，与先前图中所示相同的部件具有相同的序号。光学式工件识别装置设置在通常用W表示的工件识别台上。光学式工件识别装置除了下文要说明的外，通常其结构和操作类似于EP-A-0269287所述的系统，该装置包括一除输送带8之外的输送带180，它的上部布置得与输送带8的上部一样高，同时两带之间的窄间隙120的大小能使工件14跨过。输送带8，180同速地将工件14朝向销18输送。在输送带8，180下方与间隙120成一列的是一排白炽灯100，而位于输送带上部上方与灯100相对放置的是一摄像机，它包括一排准备接收灯100发射的光线的光线检测器140和一将光线聚焦到检测器140上的高分辨率镜头160。应当理解到，在工件14逐渐前移穿过间隙12时将遮住灯100光线的光道，从而当工件输送时，由摄像机140，160对其进行“扫描”。
这种设备的计算机CPU包括信息处理装置，利用它首先处理摄像机中信号以提供与工件特定参数有关的工件数据及工件位置和方位数据。此外，在第一种设备的情况下，计算机存储器存储与多个工件形状有关的数据，但是在这种情况下信息处理装置所使用的这样的数据被作为比较工件数据的比较数据，以此标记扫描工件并确定其位置和方向。另外利用计算机可为每个工件选定一个减薄区域的模型，为此将相应的选定信号存储在计算机存储器中，在如上所述对工件进行识别时，可以取出与选定模型相对应的模型参数。
在使用第二种设备实施本发明的第二种方法中，操作者将任意位置和无规则取向的工件14放到输送带180上，于是工件向前穿过间隙120输送到输送带8的上部，在工作14穿过间隙120时，摄像机140，160有效地扫描工件14并且靠将与工件有关的工件数据与存储在计算机存储器中的比较数据相比较来标记工件14。此外，对于特定工件也产生位置和方位数据，并取出规定的图形数据。然后，计算机的信息处理装置按照工件位置和方位数据修正图形数据，随着工件被输送通过刀4，构成操作指令的控制信号程序按照如此修正的图形数据被传送到驱动器上。
图9示出了按照本发明的第三种设备。在这种设备中，所提供的皮带28与输送带8相结合以减少当工件14被输送到刀4时把工件14拖出应有位置的销18直接作用在工件14表面上的任何摩擦作用(如果没有消除的话)的倾向。尤其是，在这种设备中，将皮带28放入销18和工件14之间，这样，压力经皮带施加到工件14上，从而将工件14夹在输送带8和皮带28之间。皮带28围绕着三个辊30，32和34运转，辊之一32与输送带8同步传动。
在使用第三种设备实施本发明的第三种方法中，皮带28压向工件14以确保工件14相对输送带移动表面的位置保持恒定。处于其伸出状态的销18对皮带28的下部的上表面施加一向下力，然后该力经皮带28传送到工件14上，随之使工件变形至早先描述的所需位置，在该位置厚度得以减薄，输送带8的上表面具有一将工件14保持在一层的防滑涂层。类似地，皮带28的上表面也具有高摩擦系数的防滑涂层，而皮带28的相对表面具有非常低的摩擦系数，所以当销18被强制地与其接触时，能够减少摩擦阻力。
当然也应当理解到第二种设备中光学式工件识别装置也能组合到第三种设备上。
权利要求
1.使用刀片来减薄薄板材工件选定区域厚度的薄板材工件处理方法，其中，随着工件(14)在切削平面(20)内逐渐沿横向于工件输送方向通过刃部(6)外伸的刀片(4)，工件至少在它的一区域相对切削平面变形，这样当所述区域移动通过刀时，材料部分被去除从而减薄所述区域的工件厚度，所述方法的特征是工件(14)的变形是由多个至少一排伸出的，横向于工件供给方向、直接在刀(4)前头的施压件(18)实现的，每个件(18)可独自在伸出和收缩状态间移动，在伸出状态件(18)将压力施加于工件区域段上以使该段变形，而在收缩状态工件并不施加这种压力；并且按照工件的需要减薄厚度的选定区域的所需形状，使件(18)的选定组合依次根据其与工件(14)的逐渐送入的定时关系处于伸出状态。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，在施压件(18)的“上游”被支承的工件(14)的上下表面处于切削平面(20)的两侧，在横贯切削平面内工件区域的变形引起该区域的材料变形，从而当该区域通过带刀片时至少其一部分被去掉。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，施压件(18)的运动是由计算机控制装置(CPU)按照与选定区域的理想形状有关的包括图形数据在内的程序指令来加以控制的。
4.按照权利要求3的方法，其中工件形状由光学式工件识别装置(100，120，140，160)加以识别标记，同时该光识别装置也识别标记工件(14)的位置和方向，和包含在程序指令内的与选定区域的图形有关的数据，所述的数据被按照由工件识别装置所识别标记的工件位置和方向加以修正，其特征在于，按照这种修正数据来控制施压件(18)的移动。
5.按照上述任一权利要求的方法，其特征在于，每个施压件(18)被移至它的伸出状态是由将压力施加到施压件上的驱动器(16)所引起的，工件段的变形从而在那里去掉的材料量是由驱动器所施加的压力的大小来决定的。
6.处理薄板材工件以减薄其选定区域厚度的设备，包括一具有在切削平面(20)方向上伸出的刃部(6)的刀片(4)，用于支承要处理的工件(14)并将其输送通过带刀片的工件供给装置(8，10，12)，刀片的刃部(6)横向于工件输送方向伸出，其特征在于，多个至少一排伸出的直接在刀前头的，横向于工件输送方向的施压件(18)，每件在伸出状态和收缩状态间可独自移动，在伸出状态该件能将压力施加到工件区域段以引起所述段相对切削平面变形，而在收缩状态该件并不施加这种压力;用于将每个施压件(18)移入和移出其伸出状态的驱动装置(16);以及用于控制驱动装置动作从而能使件的组合根据其与工件供给装置动作的定时关系而伸出的控制装置(CPU)。
7.按照权利要求6的设备，其特征在于，控制装置(CPU)由计算机控制装置(CPU)构成，它能够按照与包含图象数据有关的程序指令动作，加以操作，图象数据涉及施压件(18)依次处于伸出状态的顺序组合。
8.按照权利要求7的设备，其特征在于，所提供的光学式工件识别装置(100，120，140，160)扫描要处理的工件(14)，并按照工件的特定参数产生信号并输入到计算机控制装置(CPU)中;用于处理这些信号以提供与所述的工件特定参数有关的工件数据以及工件位置和方位数据的信息处理装置;一用于存储与先前扫描过的工件有关的比较数据、与所选定的工件区域(该区域厚度要被减薄)有关的图象数据及将用于特定工件的比较数据与用于特定选定区域的图象数据相联系的测定数据的存储器;当工件(14)已被工件识别装置扫描时，信息处理装置将工件数据与比较数据相比较，当发现相吻合时，选择有关的图象数据，然后，根据工件位置和方位数据修正图象数据;信息处理装置根据这种修正数据向驱动装置(16)输入控制信号。
9.按照权利要求6-8之一的设备，其特征在于，工件供给装置(8，10，12)包括一段输送带(8)，其支承工件的上表面位于切削平面(20)内，但是在由施压件(18)施压作用下它能弯曲从而被推出所述平面。
10.按照权利要求9的设备，其特征在于，具有另一与输送带(8)同步前进皮带(28)，在皮带(28)和输送带(8)之间能夹持住工件(14)并逐步地将工件朝向刀输送，施压件(18)经所述皮带将压力施加到工件段上。
全文摘要
用于减薄薄板材工件如鞋上部件厚度的方法和设备，包括将在刀前头的工件(14)输送至带刀(4)，用一排施压件(18)将压力施加到工件(14)上以使工件区域相对刀的切削平面(20)变形。靠控制施压件(18)依次有顺序地操纵组合件，随着工件(14)通过刀(4)，使工件(14)的区域逐步削薄。施压件(18)的操作是由计算机(CPU)加以控制，它具有一存储与特定工件参数有关的工件信息数据以及根据形状产生的位置和方位数据的存储器。这些数据可采用光识别工件装置(100，120，140，160)加以产生。
文档编号C14B1/18GK1098973SQ9312066
公开日1995年2月22日 申请日期1993年11月20日 优先权日1992年11月20日
发明者大卫·科雷克·里德曼, 克莱夫·普里斯, 斯特吉奥斯·托比斯, 约翰·爱德蒙德·利奥纳德·西蒙斯 申请人:英国联合鞋业机械有限公司