用于鞋部件的自動化加工的材料處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于鞋部件的自動化加工的材料處理系統(tǒng)。通過以自動化方式執(zhí)行各種鞋制造工藝來提高鞋或鞋的一部分的制造。適合于在自動化鞋制造工藝中使用的材料處理系統(tǒng)具有導(dǎo)引軌道和第一可移動保持元件以及第二可移動保持元件，每個保持元件具有用于在制造工藝期間接合部件或部件疊層的夾持元件。
【專利說明】
用于鞋部件的自動化加工的材料處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本文的方面涉及鞋的自動化制造。更具體地，各方面涉及以自動化方式組裝和縫合鞋部件，例如共同形成鞋面的一部分或全部的鞋部件。
[0002]背景
[0003]制造鞋通常需要多個組裝步驟，例如將數(shù)個鞋部件切割、形成、組裝、粘附和/或縫合在一起。完成這些步驟，例如大量依賴手工完成的那些步驟的一些方法可能是資源密集的，并可能具有高的變化速率。自動化組裝已經(jīng)被描述，然而，用于組裝其它物品的工藝和機械可能不足以組裝鞋，這對于縫合工藝和其它連接工藝提出了各種挑戰(zhàn)。例如，鞋的鞋面可以包括難于均勻縫合的厚的、致密的材料，特別是對于復(fù)雜的形狀。而且，鞋縫合要求相對較高程度的精度，以既保持可預(yù)測的合體性又確保兩只鞋成對地匹配。
[0004]鞋的鞋面可以包括功能性的、美學(xué)的，或兩者的縫合，并且未能實現(xiàn)高程度的準(zhǔn)確性的布置和縫合的均勻性可能使鞋易于過早失效或在美學(xué)上是不可接受的。例如，在給定的部件內(nèi)，而且部件之間均勻性是期望的以確保裝飾性縫合在一雙鞋的兩只鞋上是一致的。當(dāng)然，例如，為了確保鞋面不從鞋的鞋底或鞋舌分離，以及確保鞋面的任何分離的部件不會彼此無意地分離，功能性的縫合也應(yīng)當(dāng)是均勻的。同時，用于構(gòu)造鞋面的材料可能容易受到來自用于組裝高耐磨或沒有顯著的美學(xué)價值的物品，例如，航海防水布的自動化裝備的損傷、磨損，或其它的破壞。對鞋面材料的破壞可能是美學(xué)上不可接受的，或可能妨礙鞋的鞋面的功能性特性，例如，水分的透過性。
[0005]仍然需要在組裝期間改善組裝，特別是縫合工藝的準(zhǔn)確度和精度的自動化鞋組裝系統(tǒng)、工藝以及方法。
[0006]概述
[0007]本概述提供本公開的高層面概述并且介紹了在下文的詳細(xì)描述中進一步描述的概念的精髓。本概述不旨在確定所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或本質(zhì)特征，也不旨在孤立地用作幫助確定所要求保護的主題的范圍。
[0008]簡言之且高水平地，除了其它事項以外，本公開還描述了例如通過縫合以自動化的方式組裝和連接鞋的部件。以自動化方式組裝和縫合鞋部件的示例性系統(tǒng)可包括各種部件，例如制造站、傳送機構(gòu)、視覺系統(tǒng)和共享的控制系統(tǒng)。示例性的系統(tǒng)和系統(tǒng)部件在例如各自在2014年I月23日提交的美國專利申請第14/162,271號和美國專利申請第14/162,275號中被描述，該兩個申請據(jù)此通過引用以其全部并入本文。
[0009]例如，單獨的鞋部件(例如，共同形成鞋面組件的全部或一部分的鞋部件)可根據(jù)預(yù)設(shè)的相對位置在堆疊站處被提取并被臨時組裝以形成部件疊層(part stack)。部件和/或部件疊層可以被提取，其中鞋部件的相對定位被維持，并放置在縫合機處以用于經(jīng)由部件的縫合更永久的附接來形成鞋組件和/或裝飾性縫合。該提取裝置可以包括材料處理系統(tǒng)(material handling system)或可以將部件或部件疊層傳送至材料處理系統(tǒng)。材料處理系統(tǒng)在部件或部件疊層放置在縫合機處之前、之時，或之后可以接合部件或部件疊層。該材料處理系統(tǒng)在所有的縫合工藝或一部分縫合工藝期間可以保持與部件或部件疊層接合。
[0010]在組裝和連接工藝的一些部分中，使用可以維持部件相對于設(shè)備和/或相對于彼此的位置的方法，例如靜態(tài)附接、減小的空氣壓力(即，“真空”)、其它空氣排放技術(shù)、離心力等等來保持或移動部件可以是可接受的。在各種制造站、傳送過程，和/或視覺檢查位置處，以為部件的張力和/或位置提供更加直接的控制的方式夾持部件或部件疊層可能是期望的。作為示例，在縫合或其它連接操作期間，部件可以被物理地拉動、拖動或以可能導(dǎo)致部件或部件疊層的不期望的重新定位或重新張緊的方式的其它方式被操縱。例如，在縫合期間，由于縫合針和/或縫合線所施加的力，部件或部件疊層可能趨于移動、聚集、拉動，或自身折疊回來。如果該趨向不以部件之間的大體上相同的方式顯現(xiàn)，這可能是線跡的整體性、放置，或外形的變化的來源。
[0011]示例性材料處理系統(tǒng)可以包括導(dǎo)引軌道。該導(dǎo)引軌道可以具有第一端部和第二端部。第一保持元件可以可移動地定位在沿該導(dǎo)引軌道的第一部分的路徑中。第一保持元件沿第一保持元件路徑可以是可移動的。該第一保持元件的路徑可以在導(dǎo)引軌道的第一端部與第二端部之間延伸。導(dǎo)引軌道的第一部分可以從導(dǎo)引軌道的中點延伸至導(dǎo)引軌道的第一端部。第二保持元件可以可移動地定位在沿該導(dǎo)引軌道的第二部分的路徑中。第二保持元件沿第二保持元件路徑可以是可移動的。該第二保持元件的路徑可以在導(dǎo)引軌道的第一端部與第二端部之間延伸。導(dǎo)引軌道的第二部分可以從導(dǎo)引軌道的中點延伸至導(dǎo)引軌道的第^■端部O
[0012]每個保持元件可以包括第一夾持元件和相對的第二夾持元件。第一夾持元件相對于第二夾持元件可以是可移動的，或第二夾持元件相對于第一夾持元件可以是可移動的，或第一夾持元件與第二夾持元件兩者相對于彼此可以是可移動的。
[0013]多軸機械臂可以與導(dǎo)引軌道聯(lián)接。該多軸機械臂可以移動作為單元的材料處理系統(tǒng)。該材料處理系統(tǒng)可以包括用于移動第一保持元件的傳動機構(gòu)。該傳動機構(gòu)可以機械地接合第一保持元件。該傳動機構(gòu)可以沿第一保持元件路徑有效地移動第一保持元件。第二傳動機構(gòu)可以機械地接合第二保持元件。該第二傳動機構(gòu)可以沿第二保持元件路徑有效地移動第二保持元件。第一傳動機構(gòu)和/或第二傳動機構(gòu)可以是電傳動裝置、氣動傳動裝置、液壓傳動裝置，或帶傳動件。
[0014]第一保持元件路徑可以是第二保持元件路徑的鏡像。任何一個路徑或兩個路徑可以是線性的。第一保持元件的第一夾持元件和/或第二夾持元件的移動可以正交于第一保持元件路徑。第二保持元件的第一夾持元件和/或第二夾持元件(作為單元的材料處理系統(tǒng)的第三夾持元件和/或第四夾持元件)的移動可以正交于第二保持元件路徑。
[0015]用于以自動化方式制造鞋部件的系統(tǒng)可以包括制造站和材料處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)還可以包括視覺檢查系統(tǒng)。
[0016]用于制造鞋的方法可以包括使用材料處理系統(tǒng)接合部件或部件疊層。接合部件或部件疊層可以包括使用第一保持元件和第二保持元件固定部件或部件疊層。接合部件或部件疊層還可以包括在部件或部件疊層已經(jīng)被固定后使第一保持元件移動遠(yuǎn)離第二保持元件。該方法可以包括在制造站處在部件或部件疊層上執(zhí)行組裝操作。該方法可以包括從材料處理系統(tǒng)脫開部件或部件疊層。該組裝操作可以包括鉚接、粘接結(jié)合、附著結(jié)合、焊接、裝訂，或縫合中的一種或多種。該方法可以包括視覺檢查部件或部件疊層。部件或部件疊層可以在組裝操作之后進行視覺檢查。在部件或部件疊層被視覺檢查的同時，該材料處理系統(tǒng)可以與部件或部件疊層接合。該方法可以包括將部件或部件疊層移動至第二制造站。在部件或部件疊層被移動至第二制造站的同時，該材料處理系統(tǒng)可以保持與部件或部件疊層接入口 O
[0017]附圖簡述
[0018]下面參考附圖詳細(xì)描述了本公開的例證性方面，附圖通過引用并入本文，并且在附圖中:
[0019]圖1是適合在用于以自動化方式組裝和縫合鞋部件的系統(tǒng)中使用的示例性材料處理系統(tǒng)的透視圖；
[0020]圖2是適合在用于以自動化方式組裝和縫合鞋部件的系統(tǒng)中使用的示例性材料處理系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0021]圖3是例如那些在圖1與圖2中描繪的系統(tǒng)的示例性保持元件的側(cè)視圖；
[0022]圖4是圖3的示例性保持元件的側(cè)視圖，其示出了夾持臂的示例性移動；
[0023]圖5是與示例性制造站有關(guān)的圖1的示例性材料處理系統(tǒng)的透視圖；
[0024]圖6-7是示出使用材料處理系統(tǒng)的示例性方法的流程圖；以及
[0025]圖8是適合在用于以自動化方式組裝和縫合鞋部件的系統(tǒng)中使用的示例性材料處理系統(tǒng)的透視圖。
[0026]詳述
[0027]本主題被具體描述以滿足法定要求。但描述自身并不旨在界定什么被視為發(fā)明、哪個是權(quán)利要求所要求保護的。結(jié)合其它的現(xiàn)有技術(shù)或未來的技術(shù)，所要求保護的主題可以包括不同的元件或與本文件中所描述的元件類似的元件的組合。除非明確陳述，術(shù)語不應(yīng)被解釋為暗示了本文公開的各種元件之中或之間任何特定次序。
[0028]本公開涉及鞋部件的自動化組裝和縫合，且特別地，涉及用于在鞋部件的組裝和縫合的裝置或系統(tǒng)中使用的材料處理系統(tǒng)。如上面提到的，以自動化方式組裝和縫合鞋部件的系統(tǒng)可以包括各種部件，例如制造站、傳送機構(gòu)、視覺系統(tǒng)以及共享的控制系統(tǒng)。材料處理系統(tǒng)或一系列材料處理系統(tǒng)同這些子部件中的任何一個，特別地但不排他地，切割、成形，和/或連接鞋的部件的制造站一起可以是有用的。材料處理系統(tǒng)可以形成傳送機構(gòu)的一部分，從而在一個或多個制造站處和/或在一個或多個制造站之間維持與部件或部件疊層接合。材料處理系統(tǒng)可以與特定的制造站相關(guān)，從而接合用于單個制造操作或步驟的部件或部件疊層。材料處理系統(tǒng)在任何制造步驟或傳送步驟的所有的或一部分的期間可以接合部件或部件疊層，或在制造步驟或傳送步驟的一部分的期間可以接合部件或部件疊層，在制造步驟或傳送步驟的一部分的期間可以脫離部件或部件疊層，以及在相同的制造步驟或傳送步驟的一部分的期間可以重新接合部件或部件疊層。為了本公開的目的，當(dāng)特定的任務(wù)已經(jīng)完成時(例如，從較大的材料塊切割下一部分、組裝部件疊層，或縫合部件或部件疊層)，獨立制造步驟結(jié)束，且當(dāng)傳送系統(tǒng)將部件或部件疊層(包括鞋面鞋組件或組裝的鞋)傳送至一件新的設(shè)備時，獨立傳送步驟結(jié)束，而不用考慮在任何一件特定的設(shè)備處傳送機構(gòu)是否完全從部件或部件疊層脫離。
[0029]材料處理系統(tǒng)可以特定地但不排他地用于涉及縫合或其它連接方法(例如，鉚接；粘接結(jié)合或附著結(jié)合;熱、超聲或其它方式的焊接;裝訂;等)的制造操作。在這樣的操作中，維持部件或部件疊層的位置和/或部件或部件疊層中的張力通常是重要的，且該操作自身可能趨于引起部件或部件疊層移動或部件或部件疊層中的張力變化。
[0030]圖1描繪了示例性的、非限制性的材料處理系統(tǒng)10。如所示的，材料處理系統(tǒng)10包括兩個步進電機20。步進電機20各自連接至主軸30，且主軸30各自連接至傳動帶40。保持元件50沿傳動帶40可移動地定位，保持元件50具有夾持臂60。如所示的，在傳動帶的一個上存在兩個保持元件50，然而，在一些實施方案中，每個保持元件可以沿單獨的傳動帶定位，或一個或多個保持元件可以固定至材料處理系統(tǒng)10，而不用連接至傳動帶，如圖2所示的。還如所示的，保持元件50各自具有兩個夾持臂60，上臂70以及下臂80。該夾持臂可以分叉(如叉或三叉)成兩個，或三個，或更多部分。夾持臂60在尺寸和構(gòu)型上示出為相似，然而，與特定的保持元件50相關(guān)的夾持臂60可以是不同的。作為示例，上臂70可以具有兩個叉狀物(prong)且下臂80可以具有一個叉狀物。作為可選的示例，上臂70可以具有一個叉狀物且下臂80可以具有兩個叉狀物。作為另一個示例，上臂70與下臂80的長度可以是不同的。其中，上臂與下臂是不對稱的，它們可以居中或相對于彼此偏離中心。不同的保持元件50可以具有不同的夾持臂構(gòu)型。例如，一個保持元件可以具有比另外的保持元件短的夾持臂。如圖8中所示，中間保持元件50b具有比外部保持元件50a與50c短的夾持臂?？蛇x地，保持元件50a可以具有比保持元件50b與50c短的臂，或保持元件50c可以具有比其它的保持元件短的夾持臂，或一個保持元件可以具有比其它的保持元件長的夾持臂，或所有三個保持元件可以具有不同長度的夾持臂。
[0031]回到圖1，三個保持元件50被示出，然而，三個保持元件50不是必要的。兩個保持元件50可以適當(dāng)?shù)貓?zhí)行，且如果需要，可以使用三個以上的保持元件50。例如，保持元件50的數(shù)量和在給定的應(yīng)用中有用的夾持臂構(gòu)型可能取決于部件或部件疊層的尺寸，在部件或部件疊層上將要進行的操作或多個操作，以及在部件或部件疊層上將要進行的操作或多個操作的位置和路徑。例如，保持元件的不同數(shù)量和/或構(gòu)型可以允許用于特定的部件和或部件疊層的不同縫合路徑。換言之，不同數(shù)量的保持元件和/或不同長度的夾持臂在各方面可以被實施以適應(yīng)可能被干擾或由干擾的保持元件和/或夾持臂導(dǎo)致操作是效率低的具體的操作(例如，縫合、焊接、粘合以及切割)。因此，在示例性方面中，如果工具路徑或其它操作路徑被部件遮擋或以其它方式被干擾，可以考慮改變、移除，或重新定位一個或多個部件以消除可能的干擾。
[0032]如圖1中所示，步進電機20、主軸30、傳動帶40以及保持元件50全部被直接或間接地附接至導(dǎo)引軌道90。在可選的實施方案中，每個保持元件或保持元件的子組合可以附接至單獨的軌道或多個軌道，或附接至可選的支撐件，例如機械臂、垂直板，或類似物。如所示，導(dǎo)引軌道90大致是線性的和平面的，然而，為特定的材料處理系統(tǒng)中的一個或至少一個或所有的保持元件提供彎曲的和/或非平面的導(dǎo)引軌道可能是期望的。
[0033]如圖2中所示，傳動帶40可以移動以使保持元件100與110相對于彼此重新定位。傳動帶40與步進電機(在圖2中未示出)一起使用以重新定位保持元件100與110?？梢允褂萌魏魏线m的傳動機構(gòu)，包括但不限于，電傳動裝置、氣動傳動裝置、液壓傳動裝置、帶傳動件，或它們的組合。如圖2中所示，一組三個保持元件中的兩個橫向最外側(cè)(相對于導(dǎo)引軌道90的中點)的保持元件100、110各自沿相同的軸線在相反的方向上移動大致相等的距離。第一保持元件100在第一保持元件路徑中，朝向?qū)б壍?0的第一外側(cè)端朝外移動，且第一保持元件100可以沿第一保持元件路徑或沿可選的路徑在第二方向上朝內(nèi)移動至其初始開始位置或甚至超過其初始開始位置。第二保持元件110在第二保持元件路徑中，朝向?qū)б壍?0的第二外側(cè)端朝外移動，且第二保持元件110可以沿第二保持元件路徑或沿可選的路徑在第二方向上朝內(nèi)移動至其初始開始位置或甚至超過其初始開始位置。如所示的，中心保持元件120是固定的。然而，如果需要，保持元件120可以連接至傳動機構(gòu)，或者連接至保持元件120特有的傳動機構(gòu)，或連接至與另一個保持元件例如保持元件100或保持元件110共用的傳動機構(gòu)。作為材料處理系統(tǒng)10中的第三保持元件的保持元件120可以獨立于保持元件100、110中的一個或兩者移動，或可以與一個或多個其它的保持元件協(xié)同移動(例如，大致沿相同的路徑，然而可能不移動相同的程度)。
[0034]在保持元件接合部件或部件疊層之前，保持元件從開始位置和/或?qū)б壍?0的中點移動的絕對距離可以是大約相等的。保持元件可以由單獨的電機在獨立控制下驅(qū)動，以允許保持元件的對稱或不對稱的移動。例如，保持元件110可以比保持元件130移動的多或者少。在一些情況中，可能期望的是，在制造操作期間改變一個或多個保持元件的位置，以例如在該操作期間改變部件或部件疊層的僅一部分的位置或張力。例如，對于每個獨立的部件或部件疊層，或?qū)τ谝幌盗胁考虿考B層，保持元件(多個保持元件)的位置可以預(yù)先確定或可以在操作期間調(diào)節(jié)。例如，保持元件(多個保持元件)可以具有用于給定類型的鞋的固定的開始位置和終止位置?？蛇x地，保持元件的位置可以基于例如，來自人類操作者或視覺控制系統(tǒng)的視覺觀察被計算以用于給定的部件或一系列部件。需要實現(xiàn)部件或部件疊層中的期望的位置或張力的保持元件的移動可能非常小，甚至在一些情況中是肉眼注意不到的。在一些方面中，保持元件的移動可以比Omm大且比2mm小，或在包括端點在內(nèi)的
0.5mm和Imm之間。在另一個非限制性的可選的方面中，保持元件的位置可以被調(diào)節(jié)以將規(guī)定的力施加至部件或部件疊層，或?qū)崿F(xiàn)部件或部件疊層中的規(guī)定的張力。如果需要，該材料處理系統(tǒng)可以裝備有力測量設(shè)備(例如，彈簧或負(fù)荷傳感器)以評估施加至部件或部件疊層的力，或部件或部件疊層內(nèi)的張力。例如，力測量設(shè)備可以與電機20和/或與保持元件50的臂相關(guān)。換言之，保持元件50的移動可以基于由一個或多個保持元件50移動的距離來控制，或保持元件50的移動可以基于由保持元件(多個保持元件)的移動所產(chǎn)生的張力來控制。
[0035]如圖2中所示，保持元件(多個保持元件)的移動可以是線性的，和/或在橫向平面中可以是線性的。垂直和/或多軸移動也可以被考慮，且不同的保持元件可以在不同的路徑和/或平面中移動。在一些實施方案中，兩個或兩個以上的保持元件可以在相同的方向上或大致在相同的方向上移動。盡管三個保持元件被示出和描述，但可以使用大于或等于兩個的任何期望數(shù)量的夾持器。保持元件的初始的和進程中的間隔可以但并不必是等距的、對稱的，和/或相對于導(dǎo)弓I軌道90或其它機構(gòu)居中，且該間隔可以調(diào)節(jié)以在使用中適合特定的部件、工藝以及設(shè)備。在一些實施方案中，在接合部件或部件疊層之前、之中，或之后，保持元件被彼此不等地間隔可能是期望的。如果兩個以上的保持元件被使用，另外的保持元件(多個保持元件)可以是移動的或固定的，且可以定位在其它保持元件之間或定位在其它保持元件的外部。
[0036]圖3與圖4示出保持元件50的側(cè)視圖。保持元件50具有平面的且對稱的部件接觸表面。如果需要，保持元件50可以裝備有紋理表面，該紋理表面具有例如脊、任何形狀或分布的凸起區(qū)域或凹陷區(qū)域、或齒，以幫助抓持部件或部件疊層。如果保持元件50是有紋理的，該紋理可以對應(yīng)于部件或部件疊層的特征。保持元件50可以具有打開位置130和閉合位置140。在一些實施方案中，在操作期間調(diào)節(jié)閉合位置140，例如，以允許部件或部件疊層的有限的重新定位或重新張緊可能是期望的。例如，如果視覺觀察識別未對齊，對部件或部件疊層進行重新定位或重新張緊可能是期望的。圖4表明閉合位置140通過使上臂70下降來實現(xiàn)，然而，下臂80可以升起以會合上臂70，或兩個臂可以朝向中心移動以實現(xiàn)閉合位置140。如果兩個臂移動，該兩個臂可以相對于臂之間的中心位置移動類似的距離，或一個臂可以比另一個臂移動的更遠(yuǎn)。例如，上臂70可以朝向下臂80下降，且下臂80可以非常微小地朝上移動以會合上臂70。當(dāng)上臂70或下臂80圍繞部件或部件疊層閉合時，另一個臂可以保持靜止。如上面所討論的，不同的保持元件可以關(guān)于初始和進程中的位置、尺寸、形狀、移動性、紋理等以相同的方式或不同的方式來定位或構(gòu)造。作為示例，下臂80可以具有矩形的輪廓，和/或下臂80可以具有平坦的底部。下臂80上的平坦底部可以幫助實現(xiàn)距工作表面，例如水平支撐件190(在圖5中示出)的一致的間隙距離。
[0037]圖5示出在示例性情境中的示例性材料處理系統(tǒng)10，其具有經(jīng)由中間板160連接至導(dǎo)引軌道90的多軸機械臂150。在制造站180處，一系列三個保持元件50各自與部件170接合。如圖5中所示，制造站180可以包括水平支撐件190。水平支撐件190可以支持制造操作或傳送操作和/或可以幫助維持部件170的位置。在一些實施方案中，水平支撐件190可以構(gòu)造成接觸一個或多個保持元件50的下臂80的底部。在該構(gòu)型中，水平支撐件190可以減少保持元件50圍繞橫向軸線的任何不期望的旋轉(zhuǎn)的功能性影響和/或例如，可能由部件170的重量導(dǎo)致的保持元件50的變形?？蛇x地，調(diào)平機構(gòu)或水平儀(S卩，用于通過激光對準(zhǔn)或使用液體中的氣泡建立水平的線或平面的設(shè)備)可以附接至每個保持元件以確保與期望的水平平面的任何偏差是可容許的。作為另一個可選方案，保持元件50可以以限制旋轉(zhuǎn)移動的方式固定至導(dǎo)引軌道90。在還有的另一個可選擇方案中，保持元件50可以可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至導(dǎo)引軌道90，且保持元件50的旋轉(zhuǎn)位置可以被控制。保持元件的過度旋轉(zhuǎn)或變形可能對部件或部件疊層的位置的定位或部件之間的均勻性產(chǎn)生負(fù)面影響。什么是過度的將取決于設(shè)備、部件或部件疊層的特征、正在執(zhí)行的操作以及特定的操作的輸出中的變化容差。在一些實施方案中，下臂80不接觸制造站180或水平支撐件190的表面。將部件或部件疊層正好保持在制造站180或水平支撐件190的表面的上方可以減少來自下臂80和制造站180或水平支撐件190的相互作用的噪聲，和/或可以改善工藝的控制和/或靈活性。例如，如果制造站180是縫合站，則下臂80接觸水平表面190可能限制用于執(zhí)行縫合操作的可利用的空間(高度)，和/或有助于部件或部件疊層中的褶皺形成。多軸機械臂150可以用于將接合部件170的材料處理系統(tǒng)10移動至其它制造站和/或檢查站(未示出)，從而基本上使得多軸機械臂150與材料處理系統(tǒng)10的組合成為傳送系統(tǒng)。可選地，如果使用多個站，指定的多軸機械臂150與指定的材料處理系統(tǒng)10可以僅與一個制造站180、與用于在不同的制造站和/或檢查站之間移動部件170的單獨的傳送系統(tǒng)(未示出)一起使用。可選地，材料處理系統(tǒng)10可以保持接合，同時部件170通過單獨的傳送系統(tǒng)傳送至不同的站。
[0038]當(dāng)材料處理系統(tǒng)10接合部件170時，材料處理系統(tǒng)10在打開位置130使用夾持臂60接近部件170，從而將部件170布置在相對的上臂70與下臂80之間。夾持臂60移動至閉合位置140以將部件170固定在保持元件50中。第一保持元件100然后與第二保持元件110間隔開，這可以通過將第一保持元件100遠(yuǎn)離第二保持元件110移動、將第二保持元件110遠(yuǎn)離第一保持元件100移動，或?qū)⒌谝槐３衷?00與第二保持元件110遠(yuǎn)離彼此移動來實現(xiàn)。移動第一保持元件與第二保持元件增加了部件170中的張力，這有助于避免在制造站和檢查站處的失誤。例如，由部件或部件疊層上的保持元件產(chǎn)生的橫向張力在縫合操作期間為部件或部件疊層與穿透部件的針之間的摩擦粘合提供阻力。在另一個示例中，橫向張力可以幫助阻止部件或部件疊層折疊、聚集，或以其它方式阻止部件或部件疊層以可能導(dǎo)致部件在視覺檢查站出現(xiàn)缺陷，或可能導(dǎo)致部件在另外的加工步驟中出現(xiàn)失誤(例如，穿過不應(yīng)該包括在特定的縫合路徑中的折疊的下方的層的縫合)的方式的移動。夾持臂60可以朝向彼此在正交于保持元件路徑的方向上移動，這可以減小夾持臂60對部件170中的橫向張力的影響，從而允許使用保持元件路徑對部件170中的橫向張力進行更簡單且更好的控制。
[0039]材料處理系統(tǒng)10通過使上臂70和下臂80彼此移開成打開位置130，或直到部件170落下、滑動，或部件170可以被拉動或以其它方式從夾持臂60移除而從部件170脫開。夾持臂60可以完全返回至打開位置130，或可以打開到打開位置130與閉合位置140的中間的位置。在一些例子中，在打開夾持臂60之前，朝向彼此移動保持元件100、110以緩解或完全釋放部件170中的任何橫向張力可能是期望的。材料處理系統(tǒng)10可以通過打開夾持臂60從部件170部分地脫開，使得部件170仍然布置在上臂70與下臂80之間，但部件170可以相對于夾持臂60移動或重新定位。
[0040]關(guān)于自動化組件和鞋部件的縫合，已經(jīng)描述了該系統(tǒng)?？梢允褂萌缑枋龅牟牧咸幚硐到y(tǒng)組裝的種類的鞋是廣泛的，包括但不限于:跑步鞋、舞蹈鞋、籃球鞋、美式足球鞋、足球鞋、交叉訓(xùn)練鞋、棒球鞋、高爾夫球鞋、滑板鞋、滑雪鞋、網(wǎng)球鞋，工作室包裹鞋以及便鞋。所涉及的縫合可以是功能性的或美學(xué)的或兩者?？p合可以作為單個制造操作，或作為兩個或更多個制造操作來完成。例如，鞋面組件的部件可以在一個操作中在一個制造站處縫合，且鞋面組件的另一個部件可以在單獨的操作中在另一個制造站處縫合。作為其它的示例，功能性縫合可以不同于美學(xué)縫合發(fā)生在單獨的站處，或使用不同種類的線跡或線的功能性縫合和/或美學(xué)縫合可以在單獨的站處或作為單獨的操作發(fā)生。
[0041 ]鞋部件可以包括單一部件或多個組裝的部件。例如，鞋部件可以包括材料，例如皮革、聚合物、織物、橡膠、泡沫、網(wǎng)眼織物、TPU(熱塑性聚氨酯)，或它們的組合的一層或多層。而且，鞋部件可具有各種特征或特征的組合，例如剛性的、延展性的、多孔的、非多孔的，等。鞋部件可以包括例如在縫合之前，在組裝期間促進一個部件粘附至另一部件的預(yù)層壓成分，例如，熱熔膠。在一個示例性方面中，鞋部件代表在模制該鞋的鞋面以用于附接至其它鞋部件之前待被組裝的不同件的鞋的鞋面。本文描繪和描述的形狀和組合僅僅是示例性的。
[0042]例如，在用于鞋部件的自動化組裝和縫合的更大的系統(tǒng)中，材料處理系統(tǒng)可以是有用的。用于鞋部件的自動化組裝和縫合的系統(tǒng)可以包括一個或多個制造站、一個或多個傳送系統(tǒng)，和/或一個或多個視覺檢查系統(tǒng)。組成用于自動化組裝和縫合鞋部件的系統(tǒng)(“自動化鞋組裝系統(tǒng)”)的所選定的站和系統(tǒng)可以包括手動操作，然而，站或系統(tǒng)中的至少一些是自動化的。在一些自動化鞋組裝系統(tǒng)中，所有的子站和子系統(tǒng)是自動化的。自動化鞋組裝系統(tǒng)可以包括用于制造完整的鞋的工藝，或可以包括用于組裝例如鞋面組件的鞋的部件的工藝，或可以包括用于組裝例如鞋頭蓋和鞋面前片，或鞋面，或鞋頭蓋(或內(nèi)包頭)、鞋面前片、鞋面、鞋眼(或可選的緊固件)的其它組合，以及類似物的鞋的部件的子部件的工藝。自動化鞋組裝系統(tǒng)可以將用于以后組裝的單個的、整體部件制備成鞋子組件或完整的鞋。例如，出于功能性的和/或美學(xué)的目的，整體鞋面組件或鞋面組件的部分可以在其連接至其它鞋部件之前被縫合。
[0043]制造站可以構(gòu)造成執(zhí)行獨立的任務(wù)，例如，從原材料流切割鞋部件，或可以構(gòu)造成執(zhí)行任務(wù)的組合，例如，從原材料流切割鞋部件且將粘合劑施加至該鞋部件。示例性制造站可以提供原材料;從原材料切割、成形，或形成部件;堆疊或以其它方式臨時組裝部件;和/或?qū)⒎至⒉考B接在一起以形成完整的鞋、鞋部件組件，或具有兩個或更多的子部件的新的部件。這些僅僅是示例，且既沒有必要包括所有的這些示例性站，可能的站也不限于這些示例。在一些系統(tǒng)中，制造站可以存在，但在某些鞋的制造中沒有被使用。例如，當(dāng)組裝一種類型的鞋部件時，粘合劑施加站可以被使用，且當(dāng)組裝不同類型的鞋部件時，該粘合劑施加站可以不被使用。不同的鞋部件的組裝可以使用不同的制造站，或可以使用相同的制造站或以不同順序使用相同的制造站的子組。
[0044]傳送系統(tǒng)可以包括任何合適的部件移動裝置，包括但不限于:機械臂、傳送機、電機驅(qū)動轉(zhuǎn)盤、X-Y平面移動臺、χ-γ-ζ空間移動臺，或它們的組合。傳送系統(tǒng)包括拾取工具，該拾取工具可以包括材料處理系統(tǒng)或由材料處理系統(tǒng)組成?？蛇x地，或除了材料處理系統(tǒng)外，傳送系統(tǒng)可以包括或由抓持工具、鏟取工具、基于靜電的工具、空氣排放或基于“真空”的工具，或它們的組合組成。示例性傳送系統(tǒng)例如，在美國專利公布第2013/0127193A1號中被描述。
[0045]傳送系統(tǒng)通過自動化鞋組裝系統(tǒng)的不同的元件單獨地或以2個或更多個部件或部件疊層的組的形式提取且重新定位部件或部件疊層。例如，傳送系統(tǒng)可以從形成或修改部件或部件疊層的制造站，或從視覺檢查站提取部件或部件疊層，且將該部件或部件疊層傳送至另一個制造站或視覺檢查站。視覺檢查站可以構(gòu)造成手動檢查(例如，通過人類肉眼；或借助于小型放大鏡;放大鏡;光;光過濾器;包括靜止相機或攝像機以及電荷耦合裝置的成像系統(tǒng)，或它們的組合)或自動化檢查(即，無需人的干預(yù)進行的檢查，如通過對數(shù)字照片的計算機分析和與規(guī)范進行對比)。自動化的鞋組裝系統(tǒng)可以包括一個以上的視覺檢查站，且該視覺檢查站(多個站)可以是手動的、自動化的，或如果存在一個以上的站，是手動和自動化的組合。視覺檢查站可以用于檢測部件或部件疊層的存在、位置、定向、尺寸，和/或形狀。部件或部件疊層的位置和/或定向可以相對于傳送系統(tǒng)、制造站、材料處理系統(tǒng)、另一個部件或部件疊層，或部件或它們的組合被評估。
[0046]來自視覺檢查系統(tǒng)的信息可以用于中斷對無法挽回地超出規(guī)格的部件或部件疊層的加工，或改變對超出規(guī)格的部件或部件疊層的進一步的加工。例如，來自視覺檢查系統(tǒng)的信息可以手動地或自動地饋送至制造站處的縫合操作，以允許考慮到錯位或其它可恢復(fù)的缺陷對縫合圖案的修改。作為示例，部件或部件疊層的表征可以通過視覺系統(tǒng)在計算機的輔助下或不在計算機的輔助下與默認(rèn)的縫合圖案或預(yù)設(shè)的縫合圖案進行比較。該默認(rèn)的縫合圖案可以虛擬地(例如，數(shù)字地)覆蓋(例如，投射)在實際的部件或部件疊層的表征上，以允許計算機和/或視覺系統(tǒng)確定預(yù)設(shè)的縫合圖案會導(dǎo)致超出可接受的變化范圍的至少一個線跡的偏移。換言之，如果預(yù)設(shè)縫合圖案從部件或部件疊層上的期望相對位置(例如，接近邊緣或重疊位置)偏離，則預(yù)設(shè)縫合圖案被確定為需要改變。計算系統(tǒng)和/或視覺系統(tǒng)可以產(chǎn)生用于特定的部件或部件疊層的改變的縫合圖案，且該改變的縫合圖案可以被部署在存儲器中或與存儲器相關(guān)以及保持在存儲器(例如，在PLC或可選的計算系統(tǒng)中)中，以用于以后的使用?？蛇x地，該計算系統(tǒng)和/或視覺系統(tǒng)可以產(chǎn)生用于傳送機構(gòu)的改變的路徑或活動以對部件或部件疊層中的變化進行調(diào)節(jié)。
[0047]在鞋制造的情況下，計算設(shè)備可以用來確定各種鞋制造工具的操作。例如，計算設(shè)備可以用于控制部件拾取工具或?qū)⑿考囊粋€位置傳送至另一個位置的傳送機。此外，計算設(shè)備可以用于控制將一個鞋部件附接(例如，粘附、縫合等)至另一個鞋部件的部件附接工具。
[0048]圖6與圖7是使用材料處理系統(tǒng)制造鞋的示例性方法的流程圖。圖6示出了方法200，方法200包括接收部件或部件疊層210，其可以發(fā)生在暫存區(qū)域、在前的制造站、傳送站，或視覺檢查站處。部件或部件疊層在制造站或視覺檢查站處由材料處理系統(tǒng)接合220，或部件或部件疊層被接合220且被傳送至制造站或視覺檢查站。在部件或部件疊層上執(zhí)行操作230—一例如，組裝步驟、傳送步驟，或視覺檢查。任選地，該材料處理系統(tǒng)在執(zhí)行操作(未示出)期間可以脫開，或脫開且重新接合部件或部件疊層。一旦操作完成，該材料處理系統(tǒng)可以從部件或部件疊層脫開240。圖7示出了通過在材料處理系統(tǒng)從部件或部件疊層脫開240之前任選地添加的一個或多個另外的操作(多個操作)260的圖6的方法的修改250。另外的操作(多個操作)260可以包括制造站之間的另外的傳送(未示出)。如圖6中的方法，該材料處理系統(tǒng)在執(zhí)行任何一個或所有的另外的操作(多個操作)(未示出)期間可以任選地脫開，或脫開且重新接合部件或部件疊層。
[0049]所描繪的多種部件以及未示出的部件的許多不同布置是可能的，而不脫離下面的權(quán)利要求的范圍。以例證性的而不是限制性的意圖描述了本技術(shù)的示例性方面。在閱讀了本公開后和因為閱讀了本公開，對讀者而言，本公開的可選的方面將變得明顯。能夠完成實施前面提到的可選擇的方法而不脫離下面的權(quán)利要求的范圍。某些特征和子組合具有效用，并可以被使用而不需要參考其它特征和子組合，并且預(yù)期處在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種材料處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 導(dǎo)引軌道，其具有第一端部和第二端部； 第一保持元件，其沿所述導(dǎo)引軌道的第一部分在第一保持元件路徑中是可移動的，所述第一保持元件路徑在所述導(dǎo)引軌道的第一端部和第二端部之間延伸； 第二保持元件，其沿所述導(dǎo)引軌道的第二部分在第二保持元件路徑中是可移動的； 所述第一保持元件包括第一夾持元件和相對的第二夾持元件，所述第一夾持元件與所述第二夾持元件中的至少一個相對于另一個是可移動的;并且 所述第二保持元件包括第三夾持元件和相對的第四夾持元件，所述第三夾持元件與所述第四夾持元件相對于彼此是可移動的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括與所述導(dǎo)引軌道聯(lián)接的多軸機械臂。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括第一傳動機構(gòu)，所述第一傳動機構(gòu)與所述第一保持元件機械地接合，所述第一傳動機構(gòu)沿所述第一保持元件路徑有效地移動所述第一保持元件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括第二傳動機構(gòu)，所述第二傳動機構(gòu)與所述第二保持元件機械地接合，所述第二傳動機構(gòu)沿所述第二保持元件路徑有效地移動所述第二保持元件。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述第一保持元件路徑與所述第二保持元件路徑是鏡像路徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述第一保持元件路徑是線性的。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述第一保持元件的移動獨立于所述第二元件的移動。8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述第一夾持元件和/或所述第二夾持元件的移動正交于所述第一保持元件路徑。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述第一傳動機構(gòu)包括電傳動裝置、氣動傳動裝置、液壓傳動裝置或帶傳動件。10.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述第一保持元件路徑從所述導(dǎo)引軌道的中點延伸至所述第一端部，并且所述第二保持元件路徑從所述導(dǎo)引軌道的所述中點延伸至所述第二端部。11.一種用于以自動化方式制造鞋部件的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 制造站，和 材料處理系統(tǒng)； 其中，所述材料處理系統(tǒng)包括: 導(dǎo)引軌道，其具有第一端部和第二端部； 第一保持元件，其沿所述導(dǎo)引軌道的第一部分在第一保持元件路徑中是可移動的，所述第一保持元件路徑在所述導(dǎo)引軌道的第一端部和第二端部之間延伸； 第二保持元件，其沿所述導(dǎo)引軌道的第二部分在第二保持元件路徑中是可移動的； 所述第一保持元件包括第一夾持元件和相對的第二夾持元件，所述第一夾持元件與所述第二夾持元件中的至少一個相對于另一個是可移動的;并且 所述第二保持元件包括第三夾持元件和相對的第四夾持元件，所述第三夾持元件與所述第四夾持元件相對于彼此是可移動的。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括視覺檢查系統(tǒng)。13.一種制造鞋的方法，所述方法包括: 使用材料處理系統(tǒng)接合部件或部件疊層，其中，接合所述部件或部件疊層包括第一保持元件與第二保持元件固定所述部件或部件疊層，然后將所述第一保持元件從所述第二保持元件間隔開； 在制造站處在所述部件或部件疊層上執(zhí)行組裝操作;和 通過從所述第一保持元件和所述第二保持元件釋放所述部件或部件疊層而從所述材料處理系統(tǒng)脫開所述部件或部件疊層。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述組裝操作包括鉚接、粘接結(jié)合、附著結(jié)合、焊接、裝訂或縫合中的一種或多種。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述組裝操作包括縫合。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括在所述組裝操作后視覺檢查所述部件或部件疊層。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，在所述部件或部件疊層被視覺檢查的同時，所述材料處理系統(tǒng)與所述部件或部件疊層接合。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括將所述部件或部件疊層移動至第二制造站。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，在所述部件或部件疊層被移動至第二制造站的同時，所述材料處理系統(tǒng)保持接合所述部件或部件疊層。20.根據(jù)權(quán)利要求13至19中的任一項所述的方法，其中，所述第一保持元件包括第一夾持元件和相對的第二夾持元件，并且所述第一保持元件固定所述部件或部件疊層包括將所述部件或部件疊層布置在所述第一夾持元件與所述第二夾持元件之間，并且接近彼此移動所述第一夾持元件與所述第二夾持元件至更靠近，使得所述部件或部件疊層布置在所述第一夾持元件與所述第二夾持元件之間以將所述部件或部件疊層固定在所述第一夾持元件和所述第二夾持元件之間。
【文檔編號】A43D8/00GK106063612SQ201610257116
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月22日 公開號201610257116.2, CN 106063612 A, CN 106063612A, CN 201610257116, CN-A-106063612, CN106063612 A, CN106063612A, CN201610257116, CN201610257116.2
【發(fā)明人】德拉甘·朱科維克, 李國洪, 劉延熹
【申請人】耐克創(chuàng)新有限合伙公司