CN110811072A - 喷涂方法以及喷涂装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷涂方法以及喷涂装置，用以在物体表面覆盖表面材料。此喷涂方法包括：以结构光扫描元件取得物体的三维图像；以及根据三维图像的像素依序移动喷嘴并喷涂表面材料于物体表面。该喷涂装置包括结构光扫描元件，提供一扫描光束至该物体并撷取一三维图像；处理单元；以及喷嘴，该处理单元电性连接该结构光扫描元件以及该喷嘴，该处理单元接收该三维图像，并根据该三维图像的像素移动该喷嘴并喷涂该表面材料于该物体表面。

Description

喷涂方法以及喷涂装置
技术领域
本发明关于一种喷涂方法以及喷涂装置，特别是关于一种利用光扫描的喷涂方法以及喷涂装置。
背景技术
随着科技发展，自动化在各产业都已经慢慢成为发展趋势。过去以手工为主的传统制鞋业，现在也有自动化公司开发出能够自动制鞋的机械。通过例如是机械手臂的自动化装置、三维视觉的路径生成，鞋子的制作、组装也可以通过自动化装置的辅助来完成，并通过自动化的喷胶、涂胶来提升鞋制作效率。
然而，在利用自动化机械手臂进行喷涂处理时，仍会需要通过例如是电脑的中央处理器来通过大量运算，并根据鞋底、鞋面或鞋的三维立体数据取得喷涂路径。如何更有效率的取得机械手臂的移动、喷涂路径，是本领域需要解决的课题之一。
发明内容
本发明的喷涂方法以及喷涂装置可以针对不同形状、大小的物体喷涂，同时还可以减少喷涂路径的运算并提升喷涂的效率。
本发明的一种喷涂方法，用以在物体表面覆盖表面材料。此喷涂方法包括：以结构光扫描元件取得物体的三维图像；以及根据三维图像的像素依序移动喷嘴并喷涂表面材料于物体表面。
根据每个三维图像的像素移动喷嘴并喷涂表面材料于物体表面的步骤包括：根据像素的位置移动喷嘴相对于物体表面的位置；根据像素的大小调整喷嘴与物体表面之间的间距；根据像素的大小决定一涂布时间；以及以涂布时间喷涂表面材料至物体表面。
在本发明的一实施例中，上述的三维图像由多个大小不同的像素组成。在根据像素的大小调整喷嘴与物体表面之间的间距的步骤中，当像素的大小大于一预设值时，增加喷嘴与物体表面之间的间距；当像素的大小小于预设值时，减少喷嘴与物体表面之间的间距。在根据像素的大小决定涂布时间的步骤中，像素的大小大于预设值时所决定的涂布时间会大于像素的大小小于预设值时所决定的涂布时间。
在本发明的一实施例中，以上述的结构光扫描元件取得物体的三维图像的步骤包括：以多个宽度不同的激光光束扫描物体；以及取得多个大小不同的像素，且这些大小不同的像素组成三维图像。不同宽度的激光光束在不同的时间扫描物体，通过宽度较大的激光光束所取得的像素大小大于通过宽度较小的光束所取得的像素大小。
在本发明的一实施例中，在以上述多个宽度不同的激光光束扫描物体的步骤中，宽度较宽的激光光束优先扫描物体并取得多个较大的像素，宽度较窄的激光光束再扫描物体，并取得多个较小的像素。这些多个较小的像素对应至物体表面的位置位于这些多个较大的像素对应至物体表面的位置以外。
在本发明的一实施例中，在以上述的结构光扫描元件取得物体的三维图像的步骤包括：取得每个三维图像的像素的法向量信息。在根据像素的位置移动喷嘴相对于物体表面的位置的步骤之后还包括：
根据像素的法向量信息调整喷嘴的角度。
在本发明的一实施例中，当上述的三维图像是由多个像素组成时，在根据三维图像的像素依序移动喷嘴的步骤之前还包括：
依照多个像素的位置排列多个像素的顺序。
本发明的喷涂装置可以在物体的表面上覆盖表面材料。此喷涂装置包括结构光扫描元件、处理单元以及喷嘴，其中处理单元电性连接结构光扫描单元以及喷嘴。结构光扫描单元提供扫描光束至物体并撷取三维图像。处理单元接收三维图像，并根据三维图像的像素移动喷嘴并喷涂表面材料于物体表面。处理单元依序根据每个三维图像的像素的位置移动喷嘴与物体表面的相对位置，根据像素的大小调整喷嘴与物体表面之间的间距，并根据像素的大小决定涂布时间。喷嘴依据涂布时间喷涂表面材料于物体表面。
在本发明的一实施例中，上述的结构光扫描元件所撷取的三维图像是由大小不同的像素组成。在处理单元根据每个三维图像的像素移动喷嘴并喷涂表面材料的过程中，
当像素的大小大于一预设值时，处理单元增加喷嘴与物体表面之间的间隔，并决定较长的涂布时间；
当像素的大小小于预设值时，处理单元减少喷嘴与物体表面之间的间隔，并决定较短的涂布时间。
在本发明的一实施例中，上述的结构光扫描元件提供的扫描光束包括多个宽度不同的激光光束，且不同宽度的这些激光光束在不同的时间扫描物体，并各自撷取大小不同的像素来形成三维图像。结构光扫描元件通过宽度较大的激光光束所撷取的像素大于通过宽度较小的激光光束所撷取的像素。
在本发明的一实施例中，结构光扫描元件在以这些宽度不同的激光光束扫描物体时，宽度较宽的激光光束优先扫描物体并取得多个较大的像素，宽度较窄的激光光束再扫描物体，并取得多个较小的像素。多个较小的像素对应至物体表面的位置位于多个较大的像素对应至物体表面的位置以外。
在本发明的一实施例中，结构光扫描元件还撷取每个三维图像的像素的法向量信息，且处理单元根据每个三维图像的像素的位置移动喷嘴后，再根据像素的法向量信息旋转喷头。
在本发明的一实施例中，当三维图像是由多个像素组成时，处理单元先依照多个像素的位置排列多个像素的顺序，接着再依序根据每个多个像素的位置移动喷嘴与物体表面的相对位置并喷涂表面材料。
由上述可知，本发明的喷涂方法以及喷涂装置可以根据物体的三维图像有效率地决定喷涂路径，可以提升喷涂处理的效率。
附图说明
图1是本发明第一实施例中鞋子制作***的示意图；
图2是本发明第一实施例中鞋子制作方法的流程示意图；
图3是本发明第二实施例中鞋子制作方法的流程示意图；
图4是本发明第三实施例中鞋子制作方法的流程示意图；
图5是本发明第一实施例中鞋子制作***的装置示意图；
图6是本发明第一实施例中第一拾取装置的侧面示意图；
图7是本发明第四实施例中制鞋***的装置示意图；
图8是本发明第四实施例中加热装置、冷却装置以及清洗装置的示意图；
图9A是本发明实施例中鞋面的仰式示意图；
图9B是图9A的鞋面的三维结构数据的示意图；
图10A、10B是本发明第一实施例中喷涂装置喷涂一表面的示意图；
图11是本发明实施例中三维结构数据与喷涂路径的示意图。
主要元件符号说明：
A扫描区域 B第一喷涂区域
C第一涂抹区域 D扫描区域
E第二喷涂区域 F第二涂抹区域
P1～P3操作者 R1、R2路径
50互联网
60使用者 61电子装置
70鞋面 71楦头
72固定孔 73、74表面
80鞋面 81鞋
82商品 90鞋底
91～93像素 100鞋子制作***
110通讯单元 120处理单元
130储存单元 140服务器
150、250制鞋*** 151、251处理单元
152、252第一传送装置 1521A～1521D支架
1522第一承载盘 1523转轴
153、253第一拾取装置 1531爪
1532影像撷取单元 154、254扫描装置
154A～154E影像撷取单元 155、255第一喷涂装置
1551喷嘴 156、256第一涂抹装置
262第二传送装置 2621承载架
2622第二承载盘 2623转轴
265第二喷涂装置 266第二涂抹装置
272加热装置 273冷却装置
274清洗装置 275包装装置
具体实施方式
图1是本发明第一实施例中鞋子制作***的示意图。请参照图1，在本发明的第一实施例中，鞋子制作***100包括通讯单元110、处理单元120以及储存单元130。通讯单元110例如是网络界面控制器(Network Interface Controller,NIC)、网络界面卡(networkinterface card)或区域网络接收器(LAN adapter)，本发明不限于此。较佳而言，本实施例的通讯单元110为一服务器的网络卡。处理单元120例如是中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU)、微处理器(Micro Processing Unit,MPU)或微控制器(MicroControl Unit,MCU)等，本发明不限于此。储存单元130例如是任何型态的固定或可移动随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、闪存(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive,HDD)或类似元件或上述元件的组合。
具体而言，在本实施例中，通讯单元110、处理单元120以及储存单元130例如可以以服务器140中的网络卡、CPU、RAM以及HDD来实施，本发明不限于此，但以下将以上述元件举例说明本实施例的技术内容。处理单元120连接至通讯单元110以及储存单元130，且通讯单元110可以连接至互联网(Internet)50或物联网(Internet to Things,IoT)。
本实施例的服务器140例如是网页服务器或档案服务器，其通过互联网50提供操作界面给使用者60，操作界面例如是提供在互联网50上的网页，供使用者60通过各式电脑或智能型手机等电子装置61使用，也可以是搭配应用程序提供的程序操作界面，本发明不限于此。使用者60在浏览上述的网页或使用上述应用程序时可以产生一鞋款设计数据。
在本实施例的鞋子制作***100中，上述的操作界面提供多个可以让使用者60选择的鞋面、鞋带、鞋舌、鞋头、鞋垫或鞋底数据，还包括尺寸、款式或材质数据等等，本发明不限于此。使用者60基于上述数据产生一鞋款设计数据，鞋款设计数据包括使用者所选定的上述数据。
以下以鞋面数据、鞋底数据以及鞋子尺寸数据为例。举例而言，在本实施例中，服务器140通过互联网50提供多种不同款式的鞋面数据以及鞋垫数据给使用者60选择，使用者60根据需求选定特定的组合后，即可产生鞋款设计数据，其包括一鞋面数据以及鞋底数据。
本实施例的储存单元130储存至少一鞋款数据库，此鞋款数据库包括各种款式、各种大小的鞋面材料数量，以及各种款式、各种大小的鞋底材料数量，同时也有各材料的成本。在其他实施例中，鞋款数据库更可以是包括鞋带、鞋舌、鞋头、鞋垫等其他材料的库存数据，本发明不限于此。本发明第一实施例的鞋子制作***100的通讯单元110经互联网50取得使用者60的鞋款设计数据，处理单元120自通讯单元110取得鞋款设计数据，再根据储存单元130中的鞋款数据库产生一订购数据。详细而言，处理单元120根据鞋款数据库中的鞋面库存量和鞋垫库存量计算使用者60的鞋款设计数据中的鞋需要多少时间来制作，同时根据各材料的成本数据计算制作费用。订购数据中包括上述制作时间以及制作费用的相关信息，并通过通讯单元110提供给使用者60的电子装置61。
使用者60可以根据本实施例的鞋子制作***100所回复的订购数据决定是否要制作对应至此鞋款设计数据的鞋。当使用者60确定要订购此鞋时，鞋子制作***100经由互联网50所提供的操作界面可以让使用者60送出订单数据。鞋子制作***100通过通讯单元110可以取得订单数据时，处理单元120就可以执行制作鞋子的指令。
本实施例的鞋子制作***还包括制鞋***150，制鞋***150连接至处理单元120。根据来自通讯单元110的订单数据，处理单元120会将鞋款设计数据传递给制鞋***150。制鞋***150可以根据鞋款设计数据中的鞋面数据取得对应的鞋面材料，再根据鞋款设计数据中的鞋底材料取得对应的鞋底材料，并以上述的鞋面材料以及鞋底材料制作出对应至鞋款设计数据的设计鞋款。同时，处理单元120对应此设计鞋款产生一追踪标签，此追踪标签可以印制于实体标签、包装盒、收据或寄送标签上，本发明并不限于此。追踪标签对应至一追踪消息，在制鞋***150完成设计鞋款的制作时，追踪标签可以一并寄送至使用者60。当使用者60收到设计鞋款并以扫描装置扫描此追踪标签时，追踪消息可以通过互联网50回传给鞋子制作***100，以完成此设计鞋款的订单。简而言之，本实施例的鞋子制作***100可以提供客制化鞋制作服务，根据不同使用者的设计需求来完成各种不同的设计鞋款，同时以自动化的方式通过互联网完成设计鞋款的订购。
具体而言，上述的追踪标签例如可以是条码数据，较佳为可以包含较多信息的二维条码，所述二维条码包含对应至上述设计鞋款的追踪消息。当使用者60通过例如是智能型手机的电子装置61拍摄追踪标签时，追踪标签所对应的追踪消息就可以通过具有读码功能的应用程序产生，并通过互联网50将追踪消息传送至鞋子制作***100，以使鞋子制作***100可以确保其所制作的设计鞋款已完成运送。
本发明的追踪标签不限于上述的条码数据，在其他实施例中追踪标签也可以是无线射频辨识元件(RFID)，而上述经由鞋子制作***100在互联网50上所提供的操作界面传送鞋款设计数据以及订单数据的使用者60可以例如是商店业者。当商店业者收到由其所传送的鞋款设计数据所制作的设计鞋款时，可以通过无线射频识别器来扫描，由以取得无线射频辨识元件所对应的追踪消息，并通过互联网传送追踪消息以作为收货通知。
图2是本发明第一实施例的鞋子制作方法的流程示意图，以下将一并参照上述关于图1元件标号来一并说明，其并非用以限定本发明所提出的鞋子制作方法的实施方式。请参照图2，如上所述，本发明第一实施例中的鞋子制作***100所用的鞋子制作方法会在使用者60开始通过上述的网页界面或是软件界面输出鞋款设计数据开始。当上述的鞋子制作***100得到来自使用者60的鞋款设计数据(步骤S11)时，鞋子制作***100可以根据鞋款设计数据产生订购数据(步骤S12)。进一步而言，在使用者60决定鞋款设计数据之前，使用者60通过网页操作来选择鞋面数据与鞋底数据后，根据此鞋面数据与鞋底数据的组合，上述鞋子制作***100可以在网页上呈现完成的虚拟图型来作为预览完成图，由以辅助使用者60作出需要的鞋款设计数据。
然而，本发明并不限于上述当电子装置61例如是桌上型电脑、笔记型电脑或平板电脑的预览方式，在本发明的其他实施例中，当使用者60所用的电子装置61例如是具有摄像功能的智能型手机、平板电脑、笔记型电脑或是外接有摄像装置的桌上型电脑、智能型电视，则本发明在此实施例的鞋子制作***100还可以包括虚拟装置。此虚拟装置例如可以是以使用者60所用的电子装置61搭配应用程序来实施，较佳为鞋子制作***100通过通讯单元110供使用者60预先下载的应用程序，使用者60可以经由电子装置61以及其所撷取的使用者足部影像、鞋款设计数据来产生试穿画面给使用者60。换句话说，本发明其他实施例的鞋子制作***100还可以以增强现实(Augmented Reality,AR)来提供预览图供使用者60观赏。
在本实施例中，在提供订购数据(步骤S12)给使用者后，鞋子制作***100接着通过通讯单元110询问使用者是否要制作此订购数据中所对应的设计鞋款并送出订单数据(步骤S13)。如果使用者送出否定指令，则鞋子制作***100就停止本次制作此鞋款设计数据的鞋子制作(步骤S14)。
当鞋子制作***100收到订单数据(步骤S13)后，鞋子制作***100开始通过制鞋***150以鞋款设计数据制作鞋子(步骤S15)。制鞋***150选用鞋款设计数据中所选的鞋面材料以及鞋底材料制作设计鞋款，且在设计鞋款制作的同时，本实施例的鞋子制作方法还根据每双鞋子产生追踪标签(步骤S16)。在鞋子制作好后，上述的追踪标签跟着设计鞋款一并寄给使用者。鞋子制作***100可以在一个预设时间中等待对应至追踪标签的追踪消息(步骤S17)，预设时间例如是出货后三日、一周等等，端视送货所需时间而定。在到达这段预设时间后，若鞋子制作***100没有收到追踪消息，则鞋子制作***可以进一步送出消息询问使用者收货情况(步骤S18)，由以确保使用者确实收到所订购的设计鞋款。
当鞋子制作***100收到追踪消息后，即可完成此笔订单(步骤S19)。通过本实施例的上述鞋子制作方法，使用者的鞋子订购流程可以以自动化的服务完成，同时还可以确保使用者确实收取到其所订购、设计的设计鞋款，以提供一个更完善的鞋子订购服务。
另一方面，本发明所提出的鞋子制作***以及鞋子制作方法不但可以以上述特制化、客制化的方式制作设计鞋款，还可以以例如是团购、众筹的方式供多位使用者订购。在其他实施例中，订购数据例如包括预估生产费用以及预估生产时间，但订购数据还可以包括团购生产费用、团购生产数量以及团购生产时间。
图3是本发明第二实施例的鞋子制作方法的流程示意图。请参照图3，在本发明的第二实施例中，在使用者提供鞋款设计数据(步骤S21)后，在根据鞋款设计数据提供的订购数据(步骤S22)中，除了有根据鞋面材料库存量及成本、鞋底材料库存量及成本所计算出来的预估生产费用以及预估生产时间以外，还可以进一步以较大的订购数量计算团购生产费用以及团购生产时间来加入在订购数据中一并交给使用者，亦即以较大的数量换算出可以提供的折扣价格来在订购数据中一并提供给使用者参考。
在本实施例中，团购生产费用可以是以一个团购数量来计算，也可以以多个不同范围的团购数量来计算，而再根据不同的团购数量来计算出对应的团购生产费用，本发明并不限于订购数据中团购生产费用、团购生产数量的数据呈现方式。
请参照图3，本实施例的鞋子制作***在提供订购数据给使用者(步骤S22)后，可以先通过例如是网页或应用程序的操作界面来询问使用者是否要以团购的方式进行(步骤S23)。如果使用者送出否定指令时，再询问是否要以特制化、客制化的方式制作(步骤S24)。若使用者再送出否定制作指令，则本实施例的鞋子制作***所用的鞋子制作方法就可以终止此笔鞋款设计数据的订购及制作流程(步骤S25)。如果使用者要以特制化、客制化方式仅制作个人所需的数量，就可以送出订单数据来让鞋子制作***制作设计鞋款(步骤S27)。
当本实施例的鞋子制作***自使用者收到确认制作指令时，接着就开始以公开的方式统计团购数量(步骤S26)。具体而言，本实施例的鞋子制作***会将此鞋款设计数据上传至数字统计平台。数字统计平台例如是社群网站或团购网站，而通过社群网站或团购网站来让供其他使用者或浏览用户来选择是否加入此笔团购。在统计团购数量的步骤S26中，鞋子制作***可以在团购数量到达一个预设数量后即开始制作设计鞋款(步骤S27)，亦可以设定一固定统计时间来统计团购数量，并根据最终统计数量来制作设计鞋款，本发明不限于此。
在设计鞋款制作的步骤S27完成后，接着本实施例的鞋子制作***对应每个鞋子产生追踪标签(步骤S28)，并确认是否收到买个鞋子的追踪标签可对应产生的追踪消息(步骤S29)。如果没有收到追踪消息就询问对应订购者的收货情况(步骤S210)，收到追踪消息就可以完成对应设计鞋款的订单(步骤S211)。
通过本实施例上述的鞋子制作方法，当使用者选择团购方案时，随着团购数量的提升，设计鞋款的制作费用也可以随之降低，鞋子制作***可以在统计完玩团购数量(步骤S26)后一并计算出对应的折扣数值，亦可以算出量产后所节省的制作成本供拥有此鞋子制作***的制造商参考，本发明不限于此。
基于上述实施例的鞋子制作***以及鞋子制作方法，本发明所提出的鞋子制作***以及鞋子制作方法不但可以提供使用者一个自动化的鞋子制作方式，还可以进一步提供一个客制化的鞋子制作服务。同时，当使用者希望能够进一步降低价格时，还可以以团购、众筹的方式来达成大批量的生产以降低价格。
另一方面，在本发明的其他实施例中，鞋子制作***还可以进一步根据鞋款设计数据与现有的鞋款数据比对。图4是本发明第三实施例的鞋子制作方法的流程示意图。请参照图4，在本发明的第三实施例的鞋子制作方法中，鞋子制作***在经由通讯单元取得鞋款设计数据(步骤S31)后，将此鞋款设计数据与鞋款数据库中的多个现有鞋款数据比较(步骤S32)。举例而言，寻找鞋款数据库中的这些鞋款数据的鞋面数据与鞋底数据组合有没有是和此鞋款设计数据相同或相近的(步骤S33)。如果鞋子制作***找到相近的现有设计鞋款，就通过通讯单元提供信息至使用者的电子装置供使用者参考此现有设计鞋款(步骤S34)，并同时提供此现有设计鞋款的制作费用、制作所需时间等相关信息，并询问使用者是否要以此现有设计鞋款制作(步骤S35)。如果鞋子制作***自使用者取得确认制作指令，则开始制作设计鞋款(步骤S36)。
在本实施例中，假设使用者所提供的鞋款设计数据在鞋款数据库中没有相同或相近的现有鞋款数据，或是使用者选择不要以现有鞋款数据制作设计鞋款，则本实施例的鞋子制作***再提供订购数据供使用者参考(步骤S37)，等待使用者是否送出订单数据(步骤S38)。若使用者送出否定指令则取消此订购(步骤S39)，若使用者送出订单数据则开始制作设计鞋款(步骤S36)。由上述可知，本发明实施例的鞋子制作方法以及鞋子制作***不但可以根据每个使用者的设计需求制作鞋子，还可以根据现有的设计款式或是有库存的商品进行比对，由以让使用者可以有更多的选择，现有的设计款式及库存商品更可以加速制作及出货的进度，同时还可以降低制作成本来促进商品销售。
以下将进一步详细说明本发明上述实施例中的制鞋***。图5是本发明第一实施例中制鞋***150的细部装置示意图。请参照图5，在本发明的第一实施例中，制鞋***150包括处理单元151，以及与处理单元151连接的第一传送装置152、第一拾取装置153、扫描装置154、第一喷涂装置155以及第一涂抹装置156。具体而言，制鞋***150例如是包括一桌上型电脑或笔记型电脑，其用以提供操作界面，而上述的处理单元151例如是以桌上型电脑的中央处理器(CPU)实施，但本发明不限于此。本发明实施例所提出的制鞋***中的处理单元可以是微处理器(Micro Processing Unit,MPU)或微控制器(Micro Control Unit,MCU)等。
在本发明的第一实施例中，第一传送装置152包括支架1521A～1521D。支架例如是可以固定一鞋面70在第一传送装置152上的位置。举例而言，鞋面70可以例如套设于一楦头(未示出于图5)，第一传送装置152上的支架1521A例如是可以***楦头的固定孔的长杆，但本发明不限于支架1521A～1521D的型态。第一拾取装置153例如是机械手臂，较佳为具有至少四爪1531的机械手臂，用以适当得固定鞋面70以及楦头。第一拾取装置153将鞋面70自例如是货架或陈列架上移动至第一传送装置152的支架1521A上，第一传送装置152移动支架1521A上的鞋面至扫描装置154的扫描区域A中。
本实施例的扫描装置154可以对扫描区域A中的物体扫描，并提供一个三维结构数据。具体而言，本实施例的扫描装置154例如包含多个影像撷取单元154A～154E，这些影像撷取单元154A～154E例如是由电荷耦合元件(Charged-Coupled Device,CCD)等感光元件所形成的摄像头，且这些影像撷取单元154A～154E各自以不同的角度撷取扫描区域A中的物体的影像。扫描装置154还例如可以包含多个不同颜色的光源(未示出于图5)，由以提供不同颜色的光来让影像撷取单元154A～154E撷取影像以产生三维结构数据，本发明并不限于扫描装置用以撷取影像的影像撷取单元，也不限于影像撷取单元的个数。另一方面，本发明并不限于上述以多个不同颜色的光撷取影像的实施方式，更可以是通过结构光(Structured Light)来以不同图形的激光扫描物体以取得三维结构数据。
上述三维结构数据例如包括鞋面的表面形状、轮廓以及深度信息，处理单元151自扫描装置154取得三维结构数据后，以三维结构数据决定一第一喷涂路径以及第一涂抹路径。第一喷涂路径例如是依照三维结构数据中鞋面的外型轮廓所计算而得，可以是沿着边缘延伸的路径，也可以是沿着中央往外延伸的路径，更可以是覆盖整个鞋面的来回路径，本发明不限于此。
在第一传送装置152将鞋面70移动至扫描区域A并让处理单元151取得三维结构数据后，第一喷涂装置155依照处理单元151所决定的第一喷涂路径喷一第一处理剂至鞋面70，第一涂抹装置156再依照处理单元151所决定的第一涂抹路径涂第一黏着剂至鞋面70。
在本实施例中，上述的第一处理剂例如是PU/PVC表面处理剂、塑胶皮表面处理剂、橡胶材质处理剂、EVA材质处理剂、TPR材质处理剂等等，其用以增加黏着力、抗油性等等，本发明并不限于第一处理剂的种类。第一黏着剂例如是聚胺树脂(Polyurethane Resin)、或是其他适于让鞋面70与一鞋底黏接的黏着剂，本发明也不限于黏着剂的种类。第一处理剂适于搭配第一黏着剂使用，由以加强鞋面70与鞋底的黏着力。同时，通过三维结构数据所算出的第一喷涂路径以及第一涂抹路径可以自动化完成第一处理剂的喷涂处理以及第一黏着剂的涂抹处理，由以增加鞋子制作的效率。
由上述可知，本发明第一实施例的制鞋***150可以自动化完成对鞋面的扫描、并以扫描的结果自动化规划出喷涂第一处理剂与涂抹第一黏着剂至鞋面上，整体过程可以不需额外的人力操作，大幅提升鞋子的制作效率。
详细而言，请参照图5，本发明第一实施例的第一传送装置152包括第一承载盘1522，第一支架1521A～D配置于第一承载盘1522上。第一承载盘1522适于沿着转轴1523旋转，本实施例的转轴1523可以让第一承载盘1522沿着方向d1旋转，使第一支架1521A～D可以依序自第一拾取装置153移动至扫描装置154、第一喷涂装置155以及第一涂抹装置156。在本实施例中，第一承载盘1522供第一支架1521A～D配置且实质上沿着一平面延伸，且转轴1523垂直于此平面(亦即垂直于图5示出的纸面)。第一传送装置152通过旋转第一承载盘1522来移动鞋面70。
具体而言，本实施例的第一喷涂装置155可以在第一喷涂区域B喷涂第一处理剂，第一涂抹装置156可以在第一涂抹区C涂抹第一黏着剂，上述的第一喷涂区B和第一涂抹区C都分布于第一承载盘1522上，第一承载盘1522通过旋转依序让第一支架1521A～D移动至扫描区域A、第一喷涂区域B以及第一涂抹区域C。
本发明并不限于上述通过旋转来移动鞋面的第一传送装置152。在其他实施例中，第一传送装置也可以通过例如是输送带来实施，自第一拾取装置取得鞋面后移动至扫描区域扫描，接着再依序移动至第一喷涂装置以及第一涂抹装置，本发明不限于此。
在本发明的第一实施例中，第一拾取装置153还可以撷取影像并根据此影像决定其所拾取的鞋面的放置位置。请参照图6所示出的第一拾取装置153的侧面示意图，其中第一拾取装置153还包括影像撷取单元1532。当鞋面70套设于楦头71上并被四爪1531抓取时，第一拾取装置153会先移动鞋面70以及楦头71来供影像撷取单元1532撷取影像。上述处理单元151根据影像撷取单元1532所撷取的影像可以计算出楦头71的固定孔72相对于四爪1531的位置，并提供一个位置指令给第一拾取装置153。第一拾取装置153根据上述位置指令将鞋面70所套设的楦头71的固定孔与第一支架1521A对位，以使鞋面70、楦头71可以放置在第一支架1521A上，并通过第一传送装置152的第一承载盘1522移动。
本发明所提出的制鞋***不但可以自动化加工鞋面，还可以进一步自动化加工鞋底。图7是本发明第四实施例中制鞋***的装置示意图。请参照图7，在本发明的第四实施例中，制鞋***250类似于上述制鞋***150包括处理单元251，以及连接到处理单元251的第一传送装置252、第一拾取装置253、扫描装置254、第一喷涂装置255以及第一涂抹装置256。第一传送装置252移动自第一拾取装置253取得的鞋面80并依序移动至扫描装置254、第一喷涂装置255以及第一涂抹装置256。本实施例的制鞋***还包括第二传送装置262、第二喷涂装置265以及第二涂抹装置266。一操作者例如可以放置一鞋底90至第二传送装置262上，第二传送装置262依序移动鞋底90至扫描装置254、第二喷涂装置265以及第二涂抹装置266。
当鞋底90被第二传送装置262移动至扫描装置254的扫描区域D时，扫描装置254扫描鞋面90并取得三维结构数据。处理单元251以三维结构数据决定一第二喷涂路径以及第二涂抹路径。当第二传送装置262移动鞋底90至第二喷涂装置265时，第二喷涂装置265依据第二喷涂路径喷第二处理剂至鞋底90；当第二传送装置262移动鞋底90至第二涂抹装置266时，第二涂抹装置266依据第二涂抹路径涂第二黏着剂至鞋底90。通过第一传送装置252、第一喷涂装置255以及第一涂抹装置256，鞋面80可以涂有第一黏着剂；通过第二传送装置262、第二喷涂装置265以及第二涂抹装置266，鞋底90可以涂有第二黏着剂。鞋面80和鞋底90之间就可以通过上述的第一黏着剂以及第二黏着剂结合。
详细而言，本实施例的第二传送装置262还包括第二承载盘2622，第二承载盘2622适于承载鞋底，且本实施例的第二承载盘2622还包括例如是承载架2621，鞋底90可以放置在承载架2621上。第二承载盘2622实质上沿着一平面延伸，且第二承载盘2622沿着垂直于上述平面的转轴2623旋转，第二传送装置262通过旋转第二承载盘2622以移动鞋底90。
进一步而言，本实施例的第一传送装置252的第一承载盘2522可以沿着方向d1旋转，第二传送装置262的第二承载盘2622可以沿着方向d2旋转，因此第一传送装置252以及第二传送装置262可以同时将鞋面80以及鞋底90移动至扫描区域D来一并作扫描，因此三维结构数据可以同时包含对应至鞋面80以及鞋底90的三维结构。
请参照图7，另一方面，第二喷涂装置265可以在第二喷涂区域E喷涂第二处理剂，第二涂抹装置266适于在第二涂抹区域F涂抹第二黏着剂。第二喷涂区域E以及第二涂抹区域F分布在第二承载盘2622上，因此第二承载盘2622通过旋转即可依序将鞋底90移动至扫描区域D、第二喷涂区域E以及第二涂抹区域F。
请参照图8，在本实施例中，上述的制鞋***250还包括加热装置272、冷却装置273以及清洗装置274。操作者P1～P3将上述的鞋面80与鞋底90组合为鞋81后，将鞋81放置在输送带271上。加热装置272加热此鞋81，冷却装置273冷却被加热装置272加热过得鞋81，由以进一步加强上述鞋面80与鞋底90之间的连接。清洗装置274进一步清洗冷却过后的鞋81。制鞋***250还可以包括包装装置275，清洗完成的鞋81可以通过包装装置275形成商品82准备出货。上述例如是追踪标签亦可以在包装装置275中放置到商品82中。由上述装置，本实施例的制鞋***250可以进一步以自动化方式完成鞋81的制作。然而，上述的加热装置、冷却装置、清洗装置以及包装装置可以视需求配置，本发明并不限于此。
由上述可知，本发明的实施例的制鞋***150、250可以自动化对鞋面加工，且在空间上的需求也较低，单一厂房中可以设置以多个制鞋***150设置为多个工作站以加速制鞋效率。制鞋***250还可以进一步对鞋底加工，由以以自动化技术更有效完成鞋子的制作；制鞋***150则可以以更节省的空间提供自动化的工艺。
以下将进一步根据扫描装置、第一喷涂装置以及第一喷涂路径详细说明本发明的实施例中所用的扫描以及喷涂方法。本发明所提出的喷涂方法以及喷涂装置并不限于上述的扫描装置154、254以及第一喷涂装置155、255以及第二喷涂装置265，本发明所提出的喷涂方法更可以应用至独立设置的扫描装置以及喷涂装置，更可以是搭配其他装置一并设置的扫描装置以及喷涂装置，本发明不限于此。以下将以上述扫描装置154以及第一喷涂装置155举例说明。
图9A为本发明实施例中鞋面的仰视示意图；图9B为图9A的鞋面的三维结构数据的示意图。请参照图9A，此处表面73、74例如是鞋面用以与鞋底黏合的底部表面。具体而言，例如是本实施例的鞋面的中底。这些表面73、74经由上述的扫描装置154扫描后可以取得三维结构数据，本实施例的三维结构数据例如是由结构光所形成，亦即由不同大小的激光光斑依序扫描而得，不同大小的光斑会以不同大小的像素形成在三维结构数据中，以下以三种大小不同的激光光束所得的扫描结果为例，但本发明不限于此。详细而言，当上述的扫描装置154以最宽的光束扫描表面73时，可以取得例如是像素91所形成的扫描结果；当扫描装置154以次宽的光束扫描表面73时，可以取得例如是像素92所形成的扫描结果；当扫描装置154以最窄的光束扫描表面73时，可以取得例如是像素93所形成的扫描结果。由上述方式，本实施例所用的扫描方法可以根据表面73取得三维结构数据Data1，并可根据表面74取得三维结构数据Data2。
基于上述的三维结构数据Data1、Data2，本实施例的喷涂方法可以直接决定一喷涂路径。本实施例的喷涂方法根据像素的位置移动喷嘴相对于物体表面的位置。图10A、10B所绘示的是喷涂装置喷涂一表面的实施例示意图。请参照图10A，根据上述三维结构数据Data1、Data2中像素的位置，较佳为中心位置，处理装置就可以决定第一喷涂装置155的喷嘴1551的位置，使第一喷涂装置155的喷嘴1551朝向其中一像素对应至表面73的位置X1。
本实施例的喷涂方法根据像素的大小决定喷嘴1551和物体表面73的间距。请参照图10A，具体而言，当像素面积较大时，喷嘴1551和物体表面73的间距H1得以提升，由以以较宽的宽度W1喷涂表面73。请参照图10B，当像素面积较小时，喷嘴1551和物体表面73的间距得以降低，由以以较窄的宽度W2喷涂表面73。换句话说，当三维结构数据Data1通过上述的扫描装置产生时，本实施例的喷涂方法也同时决定了喷涂装置的喷嘴的路径，省去了大量的路径运算过程。
详细而言，在本实施例的喷涂方法中，第一喷涂装置155本身的处理单元或第一喷涂装置155所连接的处理单元可以先根据三维结构数据中的深度信息决定一预设间距，并设定一预设值来与像素大小比较。在根据三维结构数据修正喷涂路径时，当三维结构信息的像素大小大于此预设值时，增加对应至此像素的喷嘴位置与表面之间的间距；当三维结构信息的像素大小小于此预设值时，减少对应至此像素的喷嘴位置与比面的间距。通过上述的修正方法，本实施例所提出的喷涂方法可以有效率的决定一喷涂路径。
另一方面，根据像素的大小也可以决定喷嘴1551喷涂物体表面73的时间长度。请参照图10A，当像素大小较大时，第一喷涂装置155也对应此像素产生了较长的喷涂时间指令；当像素大小较小时，第一喷涂装置155则对应此像素产生了较短的喷涂时间指令。通过上述方法，本实施例的喷涂方法不但可以有效产生第一喷涂装置155的喷嘴1551的移动路径，也可以均匀得喷涂表面73。
本实施例的喷涂方法更可以根据三维结构数据中的这些像素的位置快速产生有效的移动路径。图11是本发明所提出的像素与喷涂路径的实施例示意图。具体而言，请参照图11，根据三维结构数据中的这些像素91、92、93的位置，较佳为根据这些像素91、92、93的中心位置，上述第一喷涂装置155所连接的处理单元可以根据这些位置运算出路径R1、R2来供第一喷涂装置155的喷嘴移动。进一步而言，本实施例的第一喷涂装置155以及其所连接的处理单元还可以根据这些像素91、92、93的排列方式个别设定出对应的移动路径。
以本实施例为例，以两个最大的像素91垂直排列的矩形范围为单位，这些像素91、92、93在这个矩形范围中的全部排列方式的种类是有限的，可以针对每个排列方式记录一个固定的移动路径，由以以查表的方式排出整体表面的喷涂路径，以提供有效率的喷涂方式。
本发明实施例所提出的喷涂方法以及喷涂装置并不限于喷涂处理剂，在其他实施例中更可以应用于黏胶、喷漆等等，本发明不限于此。
综上所述，本发明的喷涂方法以及喷涂装置可以通过结构光的扫描结果迅速决定喷涂装置的喷头移动路径，同时根据结构光的扫描的三维图像中的各个像素的信息决定每个位置的喷涂间距与喷涂时间，由以提供完整且均匀的喷涂效果。

Claims (12)

1.一种喷涂方法，用以在一物体的表面上覆盖一表面材料，其特征在于，该喷涂方法包括：
以结构光扫描元件取得该物体的三维图像；以及
根据该三维图像的像素依序移动一喷嘴并喷涂该表面材料于该物体表面，其中根据每个该三维图像的像素移动该喷嘴并喷涂该表面材料于该物体表面的步骤包括：
根据该像素的位置移动该喷嘴相对于该物体表面的位置；
根据该像素的大小调整该喷嘴与该物体表面之间的间距；
根据该像素的大小决定一涂布时间；以及
以该涂布时间喷涂该表面材料至该物体表面。
2.根据权利要求1所述的喷涂方法，其特征在于，该三维图像由多个大小不同的像素组成，在根据该像素的大小调整该喷嘴与该物体表面之间的间距的步骤中，当该像素的大小大于一预设值时，增加该喷嘴与该物体表面之间的间距；当该像素的大小小于该预设值时，减少该喷嘴与该物体表面之间的间距；
且在根据该像素的大小决定该涂布时间的步骤中，该像素的大小大于该预设值时所决定的涂布时间会大于该像素的大小小于该预设值时所决定的涂布时间。
3.根据权利要求1所述的喷涂方法，其特征在于，在以结构光扫描元件取得该物体的三维图像的步骤包括：
以多个宽度不同的激光光束扫描该物体；以及
取得多个大小不同的像素，且该多个大小不同的像素组成该三维图像；
其中不同宽度的该激光光束在不同的时间扫描该物体，通过宽度较大的激光光束所取得的像素大小大于通过宽度较小的光束所取得的像素大小。
4.根据权利要求3所述的喷涂方法，其特征在于，在以该多个宽度不同的激光光束扫描该物体的步骤中，宽度较宽的该激光光束优先扫描该物体并取得多个较大的像素，宽度较窄的该激光光束再扫描该物体，并取得多个较小的像素，该多个较小的像素对应至该物体表面的位置位于该多个较大的像素对应至该物体表面的位置以外。
5.根据权利要求1所述的喷涂方法，其特征在于，在以结构光扫描元件取得该物体的三维图像的步骤包括：
取得每个该三维图像的像素的法向量信息；
且在根据该像素的位置移动该喷嘴相对于该物体表面的位置的步骤之后还包括：
根据该像素的法向量信息调整该喷嘴的角度。
6.根据权利要求1所述的喷涂方法，其特征在于，当该三维图像是由多个像素组成时，在根据该三维图像的像素依序移动该喷嘴的步骤之前还包括：
依照该多个像素的位置排列该多个像素的顺序。
7.一种喷涂装置，用以在一物体的表面上覆盖一表面材料，其特征在于，该喷涂装置包括：
一结构光扫描元件，提供一扫描光束至该物体并撷取一三维图像；
一处理单元；以及
一喷嘴，该处理单元电性连接该结构光扫描元件以及该喷嘴，该处理单元接收该三维图像，并根据该三维图像的像素移动该喷嘴并喷涂该表面材料于该物体表面：
其中该处理单元依序根据每个该三维图像的像素的位置移动该喷嘴与该物体表面的相对位置，根据该像素的大小调整该喷嘴与该物体表面之间的间距，并根据该像素的大小决定涂布时间；该喷嘴依据该涂布时间喷涂该表面材料于该物体表面。
8.根据权利要求7所述的喷涂装置，其特征在于，该结构光扫描元件所撷取的该三维图像是由大小不同的像素组成，在该处理单元根据每个该三维图像的像素移动该喷嘴并喷涂该表面材料的过程中，
当该像素的大小大于一预设值时，该处理单元增加该喷嘴与该物体表面之间的间隔，并决定较长的涂布时间；
当该像素的大小小于该预设值时，该处理单元减少该喷嘴与该物体表面之间的间隔，并决定较短的涂布时间。
9.根据权利要求7所述的喷涂装置，其特征在于，该结构光扫描元件提供的该扫描光束包括多个宽度不同的激光光束，且不同宽度的该些激光光束在不同的时间扫描该物体，并各自撷取大小不同的像素来形成该三维图像，结构光扫描元件通过宽度较大的激光光束所撷取的像素大于通过宽度较小的激光光束所撷取的像素。
10.根据权利要求9所述的喷涂装置，其特征在于，该结构光扫描元件在以该些宽度不同的激光光束扫描该物体时，宽度较宽的该激光光束优先扫描该物体并取得多个较大的像素，宽度较窄的该激光光束再扫描该物体，并取得多个较小的像素，该多个较小的像素对应至该物体表面的位置位于该多个较大的像素对应至该物体表面的位置以外。
11.根据权利要求7所述的喷涂装置，其特征在于，该结构光扫描元件还撷取每个该三维图像的像素的法向量信息，且该处理单元根据每个该三维图像的像素的位置移动该喷嘴后，再根据该像素的法向量信息旋转该喷头。
12.根据权利要求7所述的喷涂装置，其特征在于，当该三维图像是由多个像素组成时，该处理单元先依照该多个像素的位置排列该多个像素的顺序，接着再依序根据每个该多个像素的位置移动该喷嘴与该物体表面的相对位置并喷涂该表面材料。
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