臺灣博碩士論文加值系統

早期，台灣是全球知名的製鞋王國，但由於越來越找不到後繼的學徒，導致製鞋業出現勞力缺乏及技術斷層的現象。在一雙鞋子的製做工法中，每一道流程都很仰賴大量的人工，從鞋子的拉幫、定型、打粗及塗膠等等都在整個流程中佔了很大的勞力資源，為了因應鞋業人才遞減及勞力成本上漲的情形，自動化設備就擔任了非常重要的發展項目，隨後便成為現今大家統稱的「智慧製鞋」。

那麼以智慧製鞋為基礎的產業結構中，本研究的方向是著重於鞋子的中底與其鞋面的塗膠貼合為主，研究項目包含：(1)雙目深度攝影機進行鞋型中底之資料擷取及(2)智慧製鞋塗膠機械手臂的系統開發。

雙目深度相機進行鞋型中底之資料擷取，此項步驟主要是為了解決製鞋時，鞋匠們必須從產線的輸送帶上拿取中底進行手工塗膠，而塗膠的過程不只非常消耗鞋匠的精力，同時也會因為這些黏膠的化學成分，導致揮發出來的有毒氣體使人體被損害，而透過視覺型設備輔助可以使鞋匠們不用暴露在有害的環境中也可以正確地知道鞋子的中底位在輸送帶上的方向與位置。

然而，在智慧製鞋的塗膠過程中，為了節省鞋匠在製做過程中所消耗的體力，需要一位能幫助鞋匠完成手工塗膠的角色，這時候機械手臂就是最好的選擇，先透過雙目深度相機得到的中底資料，應用程式語言中的PCL函式庫進行資料簡化篩選，在將取得的鞋型中底資料轉換成機械手臂的塗膠路徑，最後驅動機械手臂執行塗膠路徑，達到智能製鞋中塗膠機械手臂的系統開發。

Early on, Taiwan is the world's leading footwear kingdom, but as more and can’t find a successor apprenticeship, leading to a lack of labor appears footwear and technical fault phenomenon. In the manufacturing method of a pair of shoes, each process relies on a large amount of labor. From shoe pulling, shaping, roughing and gluing, etc., a lot of labor re-sources are occupied in the entire process. In order to respond shoes diminishing talent and rising labor costs in the case, automation equipment, has served as a very important development project, then became today we collectively the "smart shoemaking."

In the industrial structure based on smart shoemaking, the direction of this research is to focus on the gluing and bonding of the insole and its upper. The research projects include: (1) Stereo camera for insole data acquisition and (2) System development of smart shoe-making glue-coating robotic arm.

The stereo camera captures the data of the shoe-shaped insole. This step is mainly to solve the problem that shoemakers must take the insole from the conveyor belt of the pro-duction line for manual gluing, and the gluing process is not only consumes a lot of shoe-maker’s strength. At the same time, because of the chemical composition of the viscose, the human body is damaged by the volatilized toxic gas. With the aid of visual equipment, shoemakers can know correctly without being exposed to harmful environments. The direction and position of the shoe's insole on the conveyor belt.

However, in the gluing process of smart shoemaking, in order to save the strength consumed by the shoemaker in the manufacturing process, a role that can help the shoemaker complete the manual gluing is needed. At this time, the robotic arm is the best choice. The insole data obtained by the stereo camera is simplified and filtered by the PCL library in the application language, and the obtained insole data is converted into the glue path of the robotic arm, and finally the robotic arm is driven to run the glue path, to achieve the system development of the glue application robotic arm in the intelligent shoemaking.

摘要……i
Abstract……ii
誌謝……iii
目錄……iv
表目錄……vii
圖目錄……viii
第一章 緒論……1
1.1 研究動機與目的……1
1.2 文獻回顧……2
1.2.1 深度攝影機之應用文獻資料與分析……2
1.2.2 塗膠路徑規劃文獻資料與分析……4
1.2.3 製鞋相關之應用文獻資料與分析……7
1.3 研究流程與內文架構……8
1.3.1 研究流程……8
1.3.2 內文架構……10
第二章 製鞋產業的發展……12
2.1 台灣製鞋業的歷史……12
2.2 傳統製鞋分析……12
2.2.1 製鞋工序……13
2.2.2 製鞋對於人體的影響……20
2.3 近代製鞋業趨勢……22
2.4 Point Cloud Library……24
第三章 塗膠路徑規劃與輸出……25
3.1 研究方法及步驟……26
3.1.1 3D掃描之硬體比較……26
3.1.2 立體視覺法……28
3.1.3 鞋型中底開發樣本……30
3.1.4 研究步驟……31
3.2 系統建立與開發……33
3.3 點雲模型資料建立……34
3.3.1 三維資料擷取……35
3.3.2 點雲資料處理……35
3.3.3 模型平滑處理……36
3.4 鞋型中底路徑規劃……38
3.4.1 搜尋中底內部曲面……38
3.4.2 計算模型輪廓與法向量資料……39
3.4.3 建構塗膠路徑資料格式……41
3.4.4 路徑輪廓循跡排列……42
3.4.5 法向量數據轉換尤拉角……42
3.4.6 輸出機械手臂路徑檔……44
3.5 系統操作介面設計……45
第四章 自動塗膠應用於機械手臂……47
4.1 研究方法及步驟……48
4.1.1 研究步驟……48
4.2 系統建立與開發……50
4.3 自動塗膠之系統整合……51
4.3.1 搬運系統……51
4.3.2 噴塗系統……52
4.3.3 機械手臂系統……53
第五章 自動噴塗成果……57
5.1 平底型噴塗成果……57
5.2 包覆型噴塗成果……58
5.3 與市面上的塗膠系統比較……60
第六章 結論與未來展望……61
6.1 結論……61
6.2 未來展望……61
參考文獻……62
Extended Abstract……65

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