分區(qū)的激活制造真空工具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】各方面涉及用于分區(qū)的真空工具的系統(tǒng)、方法和裝置，該分區(qū)的真空工具包括向隔離的區(qū)域提供真空力的可獨(dú)立操作的真空源。與第一區(qū)域相關(guān)地產(chǎn)生真空力獨(dú)立于與第二區(qū)域相關(guān)產(chǎn)生的真空力的激活或停用。因此，單一真空工具可選擇性地向材料部分施加真空力，其允許關(guān)于那些材料部分由真空工具操縱進(jìn)行控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】分區(qū)的激活制造真空工具
[0001]發(fā)明背景
[0002]傳統(tǒng)上，在制造產(chǎn)品中使用的部件通過(guò)人手或機(jī)器人裝置拾取并放置在用于制造的位置上。然而，目前的機(jī)器人裝置尚未提供控制水平、靈活性和效力以在某些制造系統(tǒng)中經(jīng)濟(jì)有效地實(shí)施。
[0003]發(fā)明概述
[0004]本發(fā)明的各方面涉及用于真空工具的系統(tǒng)和裝置，該真空工具包括兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域，該兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域能夠獨(dú)立地利用真空力來(lái)操縱材料部分。真空工具利用真空力有效地拾取和放置一個(gè)或多個(gè)制造部件。
[0005]提供本概述以便以簡(jiǎn)化的形式介紹選擇的概念，該概念在以下的詳細(xì)說(shuō)明中進(jìn)一步被描述。本概述既不旨在標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不旨在用作輔助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。
[0006]附圖簡(jiǎn)述
[0007]根據(jù)通過(guò)引用并入本文的所附附圖在下面詳細(xì)描述了本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施方案，并且在附圖中:
[0008]圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性真空工具的俯視圖；
[0009]圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿著與圖1中的真空工具的剖切線(xiàn)3-3平行的剖切線(xiàn)的從前到后的透視剖視圖；
[0010]圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的真空工具沿著圖1中的剖切線(xiàn)3-3的從前到后的視圖；
[0011]圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的當(dāng)沿著圖1的剖切線(xiàn)3-3切割時(shí)真空發(fā)生器的聚焦視圖；
[0012]圖5描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括多個(gè)孔的示例性板；
[0013]圖6-15描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的板中的各種孔的變化；
[0014]圖16描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的制造工具的分解圖，該制造工具包括利用多部分板和超聲焊接機(jī)的分區(qū)的真空工具；
[0015]圖17描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的分區(qū)的真空工具的頂部透視圖；
[0016]圖18描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括均勻區(qū)域的分區(qū)的真空工具的仰視圖；
[0017]圖19描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括不規(guī)則區(qū)域的分區(qū)的真空工具的另外的仰視圖；
[0018]圖20描述了用于實(shí)施本發(fā)明的各方面的系統(tǒng)；
[0019]圖21描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的圖示了利用分區(qū)的真空工具的示例性方法的框圖；以及
[0020]圖22描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的圖示了利用分區(qū)的真空工具的另一個(gè)示例性方法的框圖。
[0021]發(fā)明詳述
[0022]本文明確地描述了本發(fā)明的實(shí)施方案的主題以符合法定要求。然而，說(shuō)明書(shū)本身并非旨在限制本專(zhuān)利的范圍。更確切地說(shuō)，本發(fā)明人預(yù)期所要求保護(hù)的主題還可以以其他方式實(shí)施，以包括與本文件中描述的那些連同其他目前或未來(lái)的技術(shù)類(lèi)似的不同要素或要素的組合。
[0023]本發(fā)明的各方面涉及用于包括兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域的真空工具的系統(tǒng)和裝置，其能夠獨(dú)立地利用真空力來(lái)操縱材料部分。真空工具利用真空力有效地拾取和放置一個(gè)或多個(gè)制造部件。
[0024]因此，在一個(gè)方面，真空工具包括第一真空分配器，第一真空分配器與第一真空源相關(guān)聯(lián)，以使得第一真空源有助于結(jié)合第一真空分配器來(lái)產(chǎn)生真空力。同樣地，真空工具還包括第二真空分配器部分和第二真空源，該第二真空源有助于結(jié)合第二真空分配器來(lái)產(chǎn)生真空力。結(jié)合第一真空分配器產(chǎn)生的真空力獨(dú)立于結(jié)合第二真空分配器產(chǎn)生的真空力。可以預(yù)期，第一真空分配器和第二真空分配器是獨(dú)立可控的以用于產(chǎn)生真空力。
[0025]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了操作分區(qū)的真空工具的方法。方法包括激活真空工具的第一板部。激活導(dǎo)致真空力接近被激活的板部。真空力可提供可用于操縱材料的一個(gè)或多個(gè)部分的吸引力。方法還包括激活第二板部。在一個(gè)示例性方面，第一板部和第二板部并列配置在共同的板上。方法還包括停用第一板部，這導(dǎo)致接近第一板部的真空力比該板部被激活時(shí)經(jīng)歷到的真空力更小。停用可能會(huì)完全停止真空力作用，或其可能削弱真空力。
[0026]已經(jīng)簡(jiǎn)要描述了本發(fā)明的實(shí)施方案的綜述，更詳細(xì)的說(shuō)明如下。
[0027]圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性真空工具100的自頂向下的視圖。在各方面，真空工具100還可被稱(chēng)為真空驅(qū)動(dòng)的部件保持件。例如，真空工具100可以是可用于自動(dòng)化的(或部分自動(dòng)化的)制造工藝中的，用于移動(dòng)、定位、和/或保持一個(gè)或多個(gè)部件。通過(guò)真空工具100操縱的部件可以是剛性的、可延展的或特征(例如，多孔的、無(wú)孔的)的任意組合。在示例性方面，真空工具100的功能是用于拾取和放置至少部分地由皮革、聚合物(例如，PU、TPU)、紡織品、橡膠、泡沫、網(wǎng)絲和/或類(lèi)似物構(gòu)成的部件。
[0028]通過(guò)真空工具操縱的材料可以是任何類(lèi)型。例如，可以預(yù)期，本文描述的真空工具適于操縱(例如，拾取和放置)各種形狀、材料以及其他物理特性的平的、薄的、和/或輕量的部件(例如圖案切割織物(pattern cut textile)、無(wú)紡材料、網(wǎng)絲、塑料板材、泡沫、橡膠)。因此，不像功能是用于操縱沉重的、剛性的、或無(wú)孔的材料的工業(yè)規(guī)模的真空工具，本文提供的真空工具能夠有效地操縱各種材料(例如，光的、多孔的、柔性的)。
[0029]真空工具100包括真空發(fā)生器102。真空發(fā)生器產(chǎn)生真空力(例如，相對(duì)于周?chē)h(huán)境條件的低壓梯度)。例如，真空發(fā)生器可利用由電機(jī)(或發(fā)動(dòng)機(jī))操作的傳統(tǒng)真空泵。真空發(fā)生器還可利用文丘里泵(venturi pump)產(chǎn)生真空。此外，還可預(yù)期，也利用也被稱(chēng)為康達(dá)效應(yīng)泵(coandd effect pump)的空氣放大器來(lái)產(chǎn)生真空力。文丘里泵和康達(dá)效應(yīng)泵兩者都靠將加壓氣體轉(zhuǎn)化為用于有效維持抽吸動(dòng)作的真空力的變化的原理來(lái)工作。雖然以下公開(kāi)內(nèi)容將集中在文丘里泵和/或康達(dá)效應(yīng)泵，但是可以預(yù)期的是，真空發(fā)生器還可為機(jī)械性真空，其對(duì)于真空工具100是本地的或遠(yuǎn)程的(通過(guò)導(dǎo)管、管道等耦合)。
[0030]圖1的真空工具100還包括真空分配器110。真空分配器110跨越限定的表面區(qū)域分配通過(guò)真空發(fā)生器102產(chǎn)生的真空力。例如，通過(guò)真空工具100操縱的材料可以是數(shù)平方英寸表面積的柔性材料(例如，用于鞋面的皮革部分)。由于材料為至少半柔性的，所以用于拾取部件的真空力可有利地跨越部件的相當(dāng)大的區(qū)域分散。例如，不是將吸力效應(yīng)集中在柔性部件的有限的表面區(qū)域(一旦除去部件下面的支撐件(例如，當(dāng)提起該部件時(shí))，這可導(dǎo)致部件的彎曲或皺折)，而是將吸力效應(yīng)跨越較大區(qū)域分散可抑制不想要的部件的彎曲或皺折。此外，可以預(yù)期的是，一旦施加足夠的真空，濃縮真空(非分散的真空力)可能會(huì)損壞部件。因此，在本發(fā)明的一個(gè)方面，通過(guò)真空發(fā)生器102產(chǎn)生的真空力借助于真空分配器110分散在更大的潛在表面區(qū)域內(nèi)。
[0031]在示例性方面，真空分配器110由半剛性到剛性的材料形成，諸如金屬(例如鋁)或聚合物。然而，其他材料被考慮。真空工具100被預(yù)期為通過(guò)機(jī)器人，諸如多軸可編程機(jī)器人來(lái)操縱(例如，移動(dòng)/定位)。因此，對(duì)于真空工具100可考慮機(jī)器人的局限性。例如，可期望的是真空工具100(和/或在下文中討論的制造工具10)的重量是有限的，以限制與操縱機(jī)器人有關(guān)的潛在尺寸和/或成本。利用重量作為限制因素，以特定的方式形成真空分配器以減輕重量，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)真空力的期望的分布可能是有利的。
[0032]可在真空工具100的設(shè)計(jì)與實(shí)施中評(píng)估其他的考慮。例如，真空工具100的剛性的期望水平可能會(huì)導(dǎo)致加強(qiáng)部和材料拆掉部，如在下文中關(guān)于圖17將討論的，被引入到真空工具100。
[0033]真空分配器110包括外頂表面112和外側(cè)表面116。圖1描繪了具有大致矩形覆蓋區(qū)的真空分配器。然而，可以預(yù)期，可利用任何覆蓋區(qū)。例如，可使用非圓形覆蓋區(qū)。在示例性方面，非圓形覆蓋區(qū)可能是有利的，因?yàn)闉椴倏v各種部件幾何結(jié)構(gòu)提供了較大的可用表面積。因此，與圓形覆蓋區(qū)相比，非圓形覆蓋區(qū)的應(yīng)用可允許使更大百分比的覆蓋區(qū)與被操縱部件接觸。還關(guān)于超過(guò)覆蓋區(qū)的真空工具100的形狀，可以預(yù)期，如將在下文中所討論的，任何三維幾何結(jié)構(gòu)可被實(shí)施用于真空分配器110。可利用，例如，蛋狀的幾何結(jié)構(gòu)、棱錐狀的幾何結(jié)構(gòu)、立方體狀的幾何結(jié)構(gòu)等。在示例性方面，對(duì)于相對(duì)于覆蓋區(qū)參考部件的位置來(lái)說(shuō)，矩形覆蓋區(qū)可比非矩形覆蓋區(qū)提供更簡(jiǎn)單的幾何結(jié)構(gòu)。
[0034]圖1的示例性真空分配器110包括外頂表面112和多個(gè)外側(cè)表面116。真空分配器110還在邊緣處終止，產(chǎn)生第一側(cè)邊緣128、第二平行的側(cè)邊緣130、前邊緣132和相對(duì)的平行的后邊緣134。
[0035]圖1描述了界定圖2視角的平行視圖的剖切線(xiàn)3-3。圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿真空工具100的剖切線(xiàn)3-3平行的從前到后的透視剖視圖。除了別的以外，圖2描述了真空分配腔140和真空板150 (在本文中有時(shí)也被稱(chēng)為“板”)。真空分配器110和板150組合地界定形成真空分配腔140的空間容積。真空分配腔140為允許氣體的流動(dòng)通暢以允許真空力的均衡分散的空間容積。在示例性方面，氣體(例如，空氣)從板150到真空發(fā)生器102的流動(dòng)通過(guò)利用成角度的內(nèi)側(cè)表面118來(lái)聚集。如圖2中描繪的，存在四個(gè)主要的內(nèi)側(cè)表面，第一內(nèi)側(cè)表面120、第二內(nèi)側(cè)表面122、第三內(nèi)側(cè)表面124和第四內(nèi)側(cè)表面126(未示出)。然而，可以預(yù)期，還可利用其他幾何結(jié)構(gòu)。
[0036]內(nèi)側(cè)表面118從內(nèi)頂表面114朝板150延伸。在示例性方面，在內(nèi)頂表面與內(nèi)側(cè)表面118之間形成鈍角142。鈍角提供了空氣真空分配效果，隨著空氣從板150朝向用于真空發(fā)生器102的真空孔138穿過(guò)，該空氣真空分配效果降低空氣的內(nèi)部湍流。通過(guò)當(dāng)空氣進(jìn)入真空孔138時(shí)使空氣的進(jìn)路成角度，真空分配器110可利用減少量的材料(例如，導(dǎo)致潛在重量降低)并且氣體的流動(dòng)可通過(guò)減少空氣湍流來(lái)控制。然而，各方面考慮，諸如由立方體狀的結(jié)構(gòu)、圓柱狀結(jié)構(gòu)等形成的直角。
[0037]也可由內(nèi)側(cè)表面118和板150的交叉點(diǎn)來(lái)限定角144。例如，如果角142是鈍角，則角144為銳角。再次，具有銳角144可提供具有空氣的流動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，以及大體上降低/限制真空工具100的重量的能力。
[0038]當(dāng)在頂表面114和一個(gè)或多個(gè)內(nèi)側(cè)表面118之間利用鈍角時(shí)，內(nèi)頂表面114的表面積可以小于外板表面158的表面積。表面積中這種潛在的差異作為漏斗形幾何結(jié)構(gòu)以進(jìn)一步減少湍流并有效地分散真空力。
[0039]在示例性方面，內(nèi)側(cè)表面118與相關(guān)的外側(cè)表面116為平行關(guān)系。類(lèi)似地，在示例性方面，內(nèi)頂表面114至少部分地與外頂表面112為平行關(guān)系。然而，可以預(yù)期，一個(gè)或多個(gè)表面與相關(guān)的相對(duì)的表面為不平行關(guān)系。例如，如果一個(gè)或多個(gè)內(nèi)表面在一個(gè)或多個(gè)方向彎曲，則外表面可代替地維持線(xiàn)性關(guān)系，即至多，與內(nèi)表面相切。類(lèi)似地，可以預(yù)期，在內(nèi)表面和外表面可部分地或整體地保持平行(線(xiàn)性或彎曲的)關(guān)系。
[0040]真空孔138可包括一系列螺紋，允許真空發(fā)生器102被旋入并固定到真空分配腔。類(lèi)似地，可以預(yù)期，可在真空孔138的內(nèi)表面和真空發(fā)生器102上形成其他的配合模式(例如，逐漸變細(xì))以利用氣密結(jié)合將真空發(fā)生器102和真空分配器110固定在一起。
[0041]將在下文圖5-15中更詳細(xì)地討論的板150具有內(nèi)板表面152(即，頂表面)和相對(duì)的外板表面158 (即，底表面)。板150可以是薄片狀結(jié)構(gòu)、平板狀結(jié)構(gòu)、和/或類(lèi)似結(jié)構(gòu)。外板表面158適于接觸到由真空工具100操作的部件。例如，通常，板150或特別是外板表面158，可由非損傷性材料形成。例如，鋁或聚合物可用于整體地或部分地形成板150。此夕卜，可以預(yù)期的是，板150是半剛性的或剛性的結(jié)構(gòu)，以抵抗來(lái)自由真空發(fā)生器102產(chǎn)生的真空而施加在其上的力。因此，板150可由具有足夠厚度的材料形成以抵抗在由真空發(fā)生器102產(chǎn)生的壓力下的變形。此外，可以預(yù)期的是，板150和/或真空分配器110由不可壓縮的材料形成。此外，可以預(yù)期的是，真空工具100不形成為將如吸杯類(lèi)似設(shè)備操縱的部件的輪廓。反而，半剛性到剛性的材料，不管與被操縱的部件接觸或不接觸，都保持一致的形式。
[0042]然而，也可以預(yù)期，板由可以是剛性、半剛性或柔性的網(wǎng)狀材料形成。網(wǎng)狀材料可以通過(guò)由金屬、織物、聚合物和/或類(lèi)似物制成的交織材料股線(xiàn)形成。此外，可以預(yù)期的是，板也可包括多種材料。例如，板可以由基底結(jié)構(gòu)材料(例如，聚合物、金屬)和第二部件接觸材料(例如，聚合物、泡沫、織物和網(wǎng)格)形成。多材料概念可允許板實(shí)現(xiàn)選擇的多種材料的優(yōu)勢(shì)。
[0043]在示例性方面，板150與真空分配器110，或永久地或暫時(shí)地耦合。例如，可以預(yù)期，板150可以是可移除的/可更換的，以便允許適應(yīng)不同的材料和規(guī)范。繼續(xù)這個(gè)例子，并且如將參考圖5-14進(jìn)行討論的，根據(jù)要被操縱的材料(例如，多孔材料、非多孔材料、大的材料、小材料、致密材料、輕質(zhì)材料)，可以使用各種孔徑尺寸、形狀和間距。如果板150是可移除的(即，暫時(shí)耦合的)，緊固機(jī)構(gòu)可被使用(例如，粘合劑、硬件、夾具、通道，等等)，以確保板150和真空分配器110之間的緊密結(jié)合。如果板150與真空分配器110永久地耦合，那么可使用已知技術(shù)(例如，焊接、粘結(jié)、粘合劑、機(jī)械緊固件，等等)。
[0044]當(dāng)真空發(fā)生器102、真空分配器110和板150組合使用時(shí)，真空工具100的功能是產(chǎn)生吸引材料朝向外板表面158 (也稱(chēng)為制造部件接觸表面)的抽吸力，其中該材料被保持緊靠板150，直到向材料施加的力小于將材料從板150驅(qū)逐走的力(例如，重力、真空)。因此，在使用中，真空工具能接近部件，產(chǎn)生能夠臨時(shí)地維持部件與板150接觸的真空力，將真空工具100和部件移動(dòng)至新位置，并然后允許部件從真空工具100釋放在新位置上(例如，在新的制造工藝中，在新位置上與新材料接觸，等)。
[0045]在示例性方面，板150 (或特別是外板表面158)具有比待操縱的材料/部件大的表面積。此外，可以預(yù)期，延伸穿過(guò)板150的一個(gè)或多個(gè)孔被待操縱的部件所覆蓋。換句話(huà)說(shuō)，可以預(yù)期，通過(guò)延伸穿過(guò)板150的一個(gè)或多個(gè)孔限定的表面積超過(guò)待操縱的部件的表面積。此外，可以預(yù)期，通過(guò)延伸穿過(guò)板150的兩個(gè)或更多個(gè)孔限定的幾何結(jié)構(gòu)產(chǎn)生與待操縱的材料/部件不接觸(完全或部分)的一個(gè)或多個(gè)孔。因此，可以預(yù)期，由于不可用的孔，真空工具經(jīng)歷了真空力中的低效率。然而，在示例性方面，不可用的孔的包含是允許在真空工具相對(duì)于部件定位中達(dá)到較高緯度的預(yù)期結(jié)果。此外，不可用(不可用于待操縱的特定部件的目的(例如，對(duì)于接觸部件的一部分是無(wú)效的有效的真空孔))的孔的有意包含允許真空力泄漏，同時(shí)仍有效地操縱部件。在示例性方面，延伸穿過(guò)板150的多個(gè)孔還包括一個(gè)或多個(gè)滲漏孔、不意在用于操縱部件的孔。
[0046]在示例性方面，可以預(yù)期，真空工具，諸如真空工具100，能夠產(chǎn)生多達(dá)200克的抽吸力。此外，可以預(yù)期，拾取工具100可具有60克至120克的真空(S卩，抽吸)力。在示例性方面，拾取工具100以約90克的真空力運(yùn)行。然而，可以預(yù)期，在一個(gè)或多個(gè)配置(例如，真空發(fā)生器、板、孔)、正被操縱的部件的材料(例如，柔性、多孔性)、以及由部件覆蓋的孔的百分比中的改變都可影響示例性拾取工具的真空力。此外，可以預(yù)期，當(dāng)聯(lián)合使用多個(gè)分配器時(shí)，真空力被相稱(chēng)地調(diào)整。例如，圖16中的拾取工具(在下文中待討論的)具有十個(gè)真空分配器，并因此可具有約600克至約1.2千克(10X60至120克)的真空力。類(lèi)似地，具有6個(gè)真空分配器的拾取工具可具有約540克(6X90克)的抽吸力。然而，可以預(yù)期，供給真空發(fā)生器的空氣壓力/體積不會(huì)受到同時(shí)運(yùn)行的多個(gè)發(fā)生器的影響。如果空氣壓力或值減小了(或以其他方式修改的)，可以預(yù)期，所產(chǎn)生的累積的真空力也改變了。
[0047]圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿圖1的剖切線(xiàn)3-3的真空工具100的從前到后的視圖。特別是，圖3提供了真空發(fā)生器102的剖視圖。如參考圖4將更加詳細(xì)地討論的，在示例性方面，真空發(fā)生器102是利用康達(dá)效應(yīng)產(chǎn)生真空力的空氣放大器。
[0048]在這個(gè)實(shí)施例中，空氣從外板表面158通過(guò)穿過(guò)板150的多個(gè)孔160被吸引至真空分配腔140。真空分配腔140封閉在真空分配器110和板150之間，使得如果板150是非多孔(即，缺少了多個(gè)孔160)表面，則當(dāng)激活真空發(fā)生器102時(shí)，將會(huì)在真空分配腔140中生成低壓區(qū)域。然而，返回到包括多個(gè)孔160的例子中，空氣被朝向真空孔138吸入真空分配腔140，然后真空孔138使空氣被吸入到真空發(fā)生器102。
[0049]圖3標(biāo)記了圖4中描繪的真空發(fā)生器102的放大視圖。圖4描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的沿圖1的剖切線(xiàn)3-3切割時(shí)真空發(fā)生器102的聚焦視圖。圖4中描繪的真空發(fā)生器是康達(dá)效應(yīng)(即，空氣放大器)真空泵106?？颠_(dá)效應(yīng)真空泵在入口 103處噴射加壓空氣。入口 103引導(dǎo)加壓空氣通過(guò)內(nèi)腔302到側(cè)壁凸緣304。利用康達(dá)效應(yīng)的加壓空氣沿著側(cè)壁凸緣304彎曲并沿著內(nèi)側(cè)壁206流動(dòng)。作為加壓空氣運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，在與加壓空氣沿著內(nèi)側(cè)壁306流動(dòng)相同的方向上產(chǎn)生真空力。因此，抽吸方向向上延伸穿過(guò)真空孔138。
[0050]圖5描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括多個(gè)孔160的不例性板150。雖然板150被示為具有矩形覆蓋區(qū)，如先前所討論的，但是可以預(yù)期，可實(shí)施任何幾何結(jié)構(gòu)(例如，圓形、非圓形)，這部分地取決于待操縱的材料、控制真空工具100的機(jī)器人和/或真空工具100的組件。另外，可以預(yù)期，在示例性方面中，第一板可代替真空工具上的第二板。例如，作為材料、部件等的改變的結(jié)果，不是斷開(kāi)整個(gè)真空工具，而是板150可代替地，在特定真空工具上被改變以向該真空工具提供另外的特性(例如，第一板可具有幾個(gè)大孔，而第二板可具有許多小孔)。
[0051]多個(gè)孔160可至少部分地通過(guò)以下被限定:幾何結(jié)構(gòu)(例如，圓形、艙口狀(hatch)、球形、矩形)、尺寸(例如，直徑、半徑(例如，半徑166)、面積、長(zhǎng)度、寬度)、從元件(例如，距外緣的距離，距非多孔部分的距離)的偏移(例如，偏移169)、和間距(例如，孔之間的距離(例如，間距168))。兩個(gè)孔的間距被定義為從第一孔(例如，第一孔162)到第二孔(例如，第二孔164)的距離。間距可以以多種方式來(lái)測(cè)量。例如，間距可從兩個(gè)孔的最近的兩個(gè)點(diǎn)、從兩個(gè)孔的表面區(qū)域中心(例如，圓孔的中心)、從兩個(gè)孔的特定特征來(lái)測(cè)量。
[0052]孔的尺寸可基于各孔露出的表面積的量(或計(jì)算表面積的變量)來(lái)限定。例如，直徑測(cè)量提供了圓孔的尺寸的指示。
[0053]取決于真空工具的期望的特性，可調(diào)整與孔相關(guān)聯(lián)的變量。例如，低密度的非多孔材料可能不需要太多的真空力來(lái)在正常工作條件下保持材料與真空工具接觸。然而，另一方面，大的多孔網(wǎng)狀材料可能需要顯著量的真空力以在正常工作條件下維持材料抵靠真空工具。因此，為了限制置于系統(tǒng)中的能量(例如，運(yùn)行康達(dá)效應(yīng)真空泵的加壓空氣的量，運(yùn)行機(jī)械真空泵的電力)，可實(shí)施孔的優(yōu)化。
[0054]例如，可足夠用于在鞋類(lèi)、服裝等行業(yè)中處理的典型材料的變量可包括但不限于，具有以下直徑的孔:0.5和5毫米(mm)之間、Imm和4mm之間、Imm和3mm之間、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm等。然而，考慮較大和較小的直徑(或相當(dāng)?shù)谋砻娣e)的孔。類(lèi)似地，間距可在1mm 和 8mm 之間、2mm 和 6mm 之間、2mm 和 5mm 之間、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm> 6mm
等內(nèi)變化。然而，考慮更大和更小的間距測(cè)量結(jié)果。
[0055]此外，可以預(yù)期，可在本發(fā)明的各個(gè)方面中實(shí)現(xiàn)可變尺寸和可變間距。例如，包括多孔材料部分和非多孔材料部分兩者的復(fù)合部件可利用不同的變量以實(shí)現(xiàn)相同水平的操?gòu)?。在本?shí)施例中，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致必要的真空力在由非多孔材料接觸的區(qū)域中的減少的變量以及導(dǎo)致由多孔材料接觸的區(qū)域中的更高的真空力的變量。此外，視覺(jué)系統(tǒng)或其他識(shí)別系統(tǒng)可結(jié)合使用，以進(jìn)一步確保該材料相對(duì)于多個(gè)孔的正確放置發(fā)生。此外，可以預(yù)期，間距和尺寸之間的關(guān)系可用于定位多個(gè)孔。例如，來(lái)自較大尺寸的孔的間距可比來(lái)自較小尺寸的孔的間距大(或反之亦然)。
[0056]附加變量是偏移。在示例性方面，偏移是孔距板150的外邊緣的距離。不同的孔可具有不同的偏移。進(jìn)一步不同的邊緣還可實(shí)現(xiàn)不同的偏移。例如，沿前邊緣的偏移可不同于沿側(cè)邊緣的偏移。偏移可從無(wú)偏移到8mm(或更多)變化。在實(shí)踐中，從Imm至5mm范圍的偏移可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的示例性方面的特性。
[0057]可以利用許多制造技術(shù)在板150中形成多個(gè)孔160。例如，可從板150沖切、鉆孔、蝕刻、雕刻、熔化和/或切割出孔。在示例性實(shí)施方案中，板150由響應(yīng)于激光切割的材料形成。例如，基于聚合物的材料和某些基于金屬的材料可與多個(gè)孔的激光切割一起使用。此夕卜，可以預(yù)期，當(dāng)孔延伸穿過(guò)板的厚度時(shí)，孔的幾何結(jié)構(gòu)可以是可變的。例如，孔可具有在板的頂表面上的第一尺寸的直徑和在板的相對(duì)的底表面處的第二尺寸的直徑。幾何結(jié)構(gòu)中的此變量可導(dǎo)致延伸穿過(guò)板的圓錐幾何結(jié)構(gòu)。本文中考慮另外的幾何結(jié)構(gòu)(例如，角錐體)。
[0058]圖6-15提供了根據(jù)本發(fā)明的各方面的類(lèi)似于關(guān)于圖5討論的孔的示例性孔的可變選擇。以下實(shí)施例并不旨在進(jìn)行限制，而是在本質(zhì)上是示例性的。圖6描繪了具有5_的第一偏移和8mm的第二偏移以及7mm的間距的非圓形孔。圖7描繪了具有5mm的偏移和間距與2mm的直徑的圓形孔。圖8描繪了具有Imm的直徑、2mm的間距、以及4mm和5mm的偏移的圓形孔。圖9描繪了具有2mm的直徑、4mm的間距、以及5mm和4mm的偏移的圓形孔。圖10描繪了具有4mm的間距和5mm的偏移的示例性幾何結(jié)構(gòu)孔。圖11描繪了具有Imm的直徑、4mm的間距、以及5mm和4mm的偏移的圓形孔。圖12描繪了具有Imm的直徑、5mm的間距、和5mm的偏移的圓形孔。圖13描繪了具有1.5mm的直徑、4mm的間距、以及5mm和4mm的偏移的圓形孔。圖14描繪了具有1.5mm的直徑、3mm的間距、和4mm的偏移的圓形孔。圖15描繪了具有2mm的直徑、3mm的間距、以及5mm和4mm的偏移的圓形孔。如先前所討論的，可以預(yù)期，形狀、尺寸、間距和偏移可以以任何組合均勻或可變地改變以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。
[0059]取決于板150的覆蓋區(qū)，孔的偏移、間距、幾何結(jié)構(gòu)、孔的布局和孔的尺寸，可使用任何數(shù)量的孔。例如，可以設(shè)想，圖16的板150可具有11，000到11，500個(gè)孔。在特定的方面，可以設(shè)想，在圖16的板150上使用了約11，275個(gè)孔。此外，板可包括4，500至4，750個(gè)孔。特別地，可以預(yù)期，4，700個(gè)孔可被包括在示例性的板中。
[0060]當(dāng)使用康達(dá)效應(yīng)真空泵或文丘里真空泵時(shí)，真空發(fā)生器102、板150、和真空工具100的總尺寸的變化可影響空氣消耗和壓強(qiáng)。例如，可以設(shè)想，給定的康達(dá)效應(yīng)真空泵可產(chǎn)生50g/cm2的真空力。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)水平的真空，可以預(yù)期，將壓強(qiáng)為0.55MPa至0.65MPa的氣壓引入真空工具。產(chǎn)生足夠真空的空氣消耗的體積還可基于變量變化。例如，可以預(yù)期，圖16的真空工具100可使用l，400Nl/min的空氣消耗量。此外，可以預(yù)期，840Nl/min的空氣消耗量可用于真空工具。此外，可以預(yù)期，360Nl/min的空氣消耗量可用于真空工具。如前面所討論的，覆蓋區(qū)(例如，板150的表面積)也可影響真空力、空氣消耗等。例如，可以預(yù)期，板可具有大約625mm X 340mm的覆蓋區(qū)。類(lèi)似地，可以預(yù)期，板可具有大約380mm X 240mm的覆蓋區(qū)。顯然，可以預(yù)期，真空分配器的比例可基于真空力的期望水平、覆蓋區(qū)、和附加變量而改變。
[0061]圖16描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的利用了多部分板400和超聲焊接機(jī)200的包括真空工具100的制造工具10的分解圖。不像關(guān)于圖1和2所討論的真空工具100，圖16的真空工具100將多個(gè)真空發(fā)生器102、真空分配器110、和真空分配腔140并入到具有多部分板400的統(tǒng)一真空工具100中。如在下文中將要討論的，優(yōu)勢(shì)可通過(guò)選擇性地激活/停用真空工具100的各個(gè)部分中的真空力的能力來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，可通過(guò)具有真空工具100的隔離部分來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)真空力的更大控制。此外，可以預(yù)期，真空板400的第一部分可以具有與第二部分不同的孔圖案(例如，尺寸、間距、偏移、形狀等)。此外，可以預(yù)期，多部分板400的一個(gè)或多個(gè)部分可被除去，并用具有不同特性(例如，孔圖案)的可選擇的板部來(lái)代替。
[0062]制造工具10還包括耦合構(gòu)件300。耦合構(gòu)件300是制造工具10 (或單獨(dú)地真空工具100或超聲焊接機(jī)200)的特征，該耦合構(gòu)件300允許位置構(gòu)件310 (未示出)操縱制造工具10的位置、姿勢(shì)和/或定向。例如，耦合構(gòu)件300可允許將制造工具添加至計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)器人，其具有在非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上實(shí)施的一系列指令，當(dāng)由處理器和存儲(chǔ)器執(zhí)行時(shí)，該非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)使得CNC機(jī)器人執(zhí)行一系列步驟。例如，CNC機(jī)器人可控制真空發(fā)生器102、超聲焊接機(jī)200、和/或制造工具10所定位的位置。因此，耦合構(gòu)件300可允許將制造工具10與位置構(gòu)件310，諸如CNC機(jī)器人臨時(shí)或永久地耦合。
[0063]如先前討論的，本發(fā)明的各方面可形成制造工具10的部分，以最小化質(zhì)量為目的。因此，圖16的多個(gè)真空分配器110包括縮減的材料部113?？s減的材料部113消除否則將是統(tǒng)一的外頂表面的部分?？s減的材料部113的引入降低了制造工具10的重量以允許使用潛在的較小的位置構(gòu)件310，這可節(jié)省空間和成本。關(guān)于真空工具100考慮了用于縮減的材料部113的附加位置(例如，側(cè)面、底部、頂部)。
[0064]然而，當(dāng)通過(guò)單一耦合構(gòu)件300支撐時(shí)，本發(fā)明的各方面可期望保持多個(gè)真空分配器110的剛性水平。為維持剛性水平，同時(shí)仍引入縮減的材料部113，還可引入加強(qiáng)部115。例如，加強(qiáng)部115可從一個(gè)真空分配器110延伸到另一個(gè)真空分配器110。進(jìn)一步還可以預(yù)期，在本發(fā)明的各方面，以類(lèi)似的原理，加強(qiáng)部115可被包括為接近耦合構(gòu)件300。
[0065]為圖示的目的，板400從圖16中的多個(gè)真空分配器110分離。結(jié)果是，內(nèi)板表面402是可見(jiàn)的。在示例性方面，將內(nèi)板表面402與多個(gè)真空分配器110的底部緊密配合以形成本實(shí)施例中的氣密結(jié)合。
[0066]板400可包括多個(gè)板部。例如，圖16中的板400包括八個(gè)板部(例如，板部420、板部422、板部424、板部426、板部428和板部430)。在示例性方面，每個(gè)板部可與獨(dú)特的分配腔和/或獨(dú)特的分配器相關(guān)聯(lián)。在另外的方案中，多個(gè)板部可結(jié)合共同的分配器和/或分配腔使用。
[0067]板400可預(yù)期為被可拆卸地與真空工具的一個(gè)或多個(gè)分配器或其他部分耦合。當(dāng)?shù)谝话?或板部)可按一種方式與真空工具耦合使得板可為其預(yù)定目的起作用，但仍從真空工具移除而沒(méi)有顯著變形或以其他方式損壞板和/或真空工具時(shí)，板被可拆卸地耦合?？捎糜趯寰S持在相對(duì)于真空工具的位置中的維持機(jī)構(gòu)(例如，螺栓、螺釘、磁體、粘合劑、機(jī)械聯(lián)鎖、系帶、摩擦配合、夾子、帶、銷(xiāo)、抽吸，等等)的實(shí)施例將關(guān)于圖17-20討論。然而，設(shè)想將板和真空工具可拆卸地耦合的另外的裝置。
[0068]連結(jié)部可在板部之間存在。連結(jié)部是第一板部和第二板部的交匯處。連結(jié)部可表示其中第一板部可從真空工具獨(dú)立地轉(zhuǎn)換而不轉(zhuǎn)換第二板部的位置。因此，如在下文中相對(duì)于圖21將討論的，各種孔圖案可通過(guò)個(gè)別板部的操縱而以區(qū)樣方法執(zhí)行和調(diào)整。
[0069]板間的連結(jié)部，諸如連結(jié)部421，限定板部420和422之間的連結(jié)部?？梢灶A(yù)期，可沿連結(jié)部實(shí)現(xiàn)舌片和槽狀耦合機(jī)構(gòu)以允許板部的可切換的耦合。預(yù)期另外的邊緣處理以提供板部之間的可拆卸的耦合。描述的其他連結(jié)部包括423、425、427和429?？梢灶A(yù)期，連結(jié)部可以在創(chuàng)建統(tǒng)一尺寸的板部的線(xiàn)性路徑上延伸。還可以預(yù)期，連結(jié)部可以以有機(jī)或非線(xiàn)性的方式形成，以相對(duì)于待操縱的材料對(duì)一個(gè)或多個(gè)板部的位置提供控制水平。
[0070]真空工具100包括多個(gè)真空發(fā)生器102、真空分配器110、以及相關(guān)聯(lián)的真空分配腔140?？梢灶A(yù)期，在真空工具100中可使用每一種的任何數(shù)量。例如，可以預(yù)期，10個(gè)、8個(gè)、6個(gè)、4個(gè)、2個(gè)、I個(gè)或任何數(shù)量的單元可組合以形成有凝聚力的真空工具100。另外,可形成任何覆蓋區(qū)。例如，盡管圖16中描述了矩形覆蓋區(qū)，但是可以預(yù)期，可代替地實(shí)現(xiàn)正方形、三角形、圓形、非圓形、部分匹配的形狀或類(lèi)似的形狀。此外，在各個(gè)方面中真空發(fā)生器102和/或真空分配器110的尺寸可變化(例如，不均勻的)。例如，在示例性方面，在對(duì)于特定的應(yīng)用需要較大集中的真空力時(shí)，可使用較小的真空分配器，且在需要較小集中的真空力時(shí)，可以實(shí)施較大的真空分配器。
[0071]圖17描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的分區(qū)的真空工具的俯視透視圖。圖17的俯視透視圖提供了形成真空工具100的多個(gè)真空分配器110的潛在定向的示例性視圖。如在下文中將要討論的，各種真空發(fā)生器102/真空分配器110的組合可選擇性地被激活和/或停用以操縱特定部件和/或材料部分。在本發(fā)明示例性的方面，一個(gè)或多個(gè)真空部分可單獨(dú)地有選擇地被激活和停用。應(yīng)理解，此功能可應(yīng)用于本文提供的所有方面。
[0072]特別地，可以預(yù)期，如果材料部分/部件(例如，由制造工具10操縱的制造部件)僅需要真空工具100的整個(gè)覆蓋區(qū)的一部分，則真空工具100的不使用的部分可被停用(或避免激活)使得在這些部分中不產(chǎn)生真空力。此外，可以設(shè)想，放置夾具、視覺(jué)系統(tǒng)、已知部件轉(zhuǎn)移位置等可用于進(jìn)一步輔助確定真空工具100的哪部分可以選擇性地被激活/停用。例如，如果待由制造工具操縱的部件具有僅需要激活兩個(gè)真空工具部分的表面積，則使用真空工具部分1702和1704、真空部分1706和1708、真空部分1710和1720、真空部分1718和1716，或真空部分1714和1712可能是有利的。激活/停用的真空部分的確定可取決于制造工具需要從一位置移動(dòng)以在部件上方定位激活的部分的距離。此外，確定可取決于將應(yīng)用于被操縱的部件的一個(gè)或多個(gè)工具(例如，超聲焊接機(jī)200)的定位(例如，當(dāng)意圖在操縱后使用超聲焊接機(jī)200時(shí)，使用靠近超聲焊接機(jī)200的兩個(gè)真空部分可能是有利的)。
[0073]一個(gè)或多個(gè)真空部分的操作和控制可由控制器來(lái)控制，控制器關(guān)于圖20在下文中討論。例如，各個(gè)真空部分的控制可使用具有處理器和存儲(chǔ)器的計(jì)算系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，邏輯、指令、方法步驟、和/或類(lèi)似物可在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)，當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)使得各個(gè)真空部分激活/停用。
[0074]真空工具100的各個(gè)部分中的每個(gè)形成單獨(dú)的真空部分，使得在第一部分中產(chǎn)生的真空力可能并不在第二部分內(nèi)產(chǎn)生真空力。同樣地，可以預(yù)期，兩個(gè)或多個(gè)真空分配器可協(xié)同工作，以形成由兩個(gè)或多個(gè)真空分配器覆蓋的面積的總和的真空區(qū)域。因此，可以預(yù)期，真空分配器部分的任何組合可獨(dú)立地或協(xié)同激活，以形成在任何位置處的任何尺寸和/或形狀的真空區(qū)。
[0075]圖18描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括均勻區(qū)域的分區(qū)的真空工具的仰視圖。該仰視圖可以是板1800的仰視圖，該板1800包括十個(gè)單獨(dú)的區(qū)域(1802、1804、1806、1808、1810、1812、1814、1816、1818和1820)，該區(qū)域中的每個(gè)可對(duì)應(yīng)于唯一的真空分配器，諸如在圖17中描繪的多個(gè)真空分配器。例如，區(qū)域1802可對(duì)應(yīng)于圖17的真空工具部分1702且區(qū)域1820可對(duì)應(yīng)于圖17的真空部分1720。因此，在本實(shí)施例中，每個(gè)區(qū)域可對(duì)應(yīng)于特定的真空分配器，使得特定真空分配器的激活在相應(yīng)的區(qū)域中產(chǎn)生真空力。結(jié)果是，各個(gè)區(qū)域可基于其各自的真空發(fā)生器/真空分配器的激活或停用而激活或停用。
[0076]可以設(shè)想，任何區(qū)域可以以任何組合及任何順序激活。例如，可首先激活區(qū)域1802以移動(dòng)在裝配在區(qū)域1802內(nèi)的材料部分。在由區(qū)域1802操縱材料之后，該區(qū)域然后可被停用。例如，小片材料，諸如待制造的鞋的一部分，可由區(qū)域1802通過(guò)拾取材料并將該材料定位在諸如鞋的鞋面的較大部分材料上來(lái)操縱。通過(guò)使區(qū)域1802停用，材料的小部分可沉積在鞋面材料的期望位置上。隨后，可期望同時(shí)并以相同定向移動(dòng)為多區(qū)域的尺寸的鞋面材料和較小材料兩者。在本實(shí)施例中，區(qū)域1802、1804、1806、1812、1814和1816都可被激活，以形成存在于每個(gè)區(qū)域的真空力。因此，如果鞋面和已定位的小材料在激活的六個(gè)區(qū)域內(nèi)，則材料部分的組合可移動(dòng)至新位置和/或新定向，同時(shí)維持其到彼此的相對(duì)位置。
[0077]圖19描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的包括不規(guī)則區(qū)域的分區(qū)的真空工具的另外的仰視圖。該仰視圖可以是示例性板1900的材料接觸表面。板1900包括幾個(gè)區(qū)域，諸如區(qū)域1902、區(qū)域1904、區(qū)域1914和區(qū)域1916。此外，以每個(gè)區(qū)域描繪了個(gè)別真空發(fā)生器的位置。例如，真空發(fā)生器的位置可對(duì)應(yīng)于區(qū)域1910、1912、1914和1916。然而，可以預(yù)期，真空發(fā)生器的任何數(shù)量和任何位置可被實(shí)現(xiàn)。
[0078]在示例性板1900中，區(qū)域1902可代表減去圓形區(qū)域1904的矩形區(qū)域。例如，可以設(shè)想，由區(qū)域1902限定的區(qū)域(沒(méi)有區(qū)域1904)可至少部分地與特定材料部分對(duì)應(yīng)。這樣的材料部分可具有期望被留在原來(lái)的位置，同時(shí)除去矩形殘余的切圓形區(qū)域。在這種情況下，完整的矩形材料部分可使用區(qū)域，諸如區(qū)域1902和區(qū)域1904的組合而被移入位置中。然后可執(zhí)行切削操作，其切割沒(méi)有矩形材料片的圓形區(qū)域。如果由切斷圓形部分產(chǎn)生的殘余被除去，則區(qū)域1902可被激活，而區(qū)域1904可被停用。激活區(qū)域1902時(shí)，矩形殘余可被拾起和移動(dòng)，同時(shí)與停用區(qū)域1904相對(duì)應(yīng)的圓形切口保持在先前的位置上。
[0079]類(lèi)似地，區(qū)域1906和1908可獨(dú)立地用于操縱材料部分，或它們可一齊用于操縱共同的材料部分。因此，可以預(yù)期，呈變化的尺寸、形狀和位置的區(qū)域的任何組合可以在共同制造工具中以任何順序、次序和/或組合來(lái)使用。
[0080]在圖19的實(shí)施例中，考慮成形為對(duì)應(yīng)于特定區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)真空分配器。例如，可以設(shè)想，每個(gè)區(qū)域具有單一各自的真空分配器，其具有與板1900上所指示的區(qū)域的覆蓋范圍相應(yīng)的覆蓋范圍。例如，區(qū)域1912可與圓形真空分配器相關(guān)聯(lián)。類(lèi)似地，可以設(shè)想，區(qū)域1908與具有三角形的覆蓋區(qū)的真空分配器相關(guān)聯(lián)。另外，可以預(yù)期，可一齊使用比區(qū)域真空分配器小的數(shù)量以有效開(kāi)發(fā)與特定區(qū)域覆蓋的表面積相似的表面積。
[0081]圖19中描繪了被類(lèi)似地設(shè)定大小、成形和定位的孔；然而，可以設(shè)想，在區(qū)域內(nèi)或跨越多個(gè)區(qū)域的孔可以被改變。例如，可以預(yù)期，接近區(qū)域的周邊區(qū)的一組孔可以具有與位于區(qū)域的中心區(qū)的那些孔不同的尺寸、形狀和/或間距。此外，可以設(shè)想，在示例性方面，孔將不會(huì)跨越兩個(gè)區(qū)延伸。通過(guò)沒(méi)有跨過(guò)兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域延伸孔，可在區(qū)域之間保持真空力的隔離。
[0082]圖18和19中描繪的區(qū)域的布置本質(zhì)上是示例性的而非限制性的。例如，可以設(shè)想，區(qū)域被設(shè)定尺寸和/或成形以適應(yīng)待操縱的特定材料部分。例如，可重新配置板和/或真空分配器以適應(yīng)在不同的制造時(shí)間待操縱的不同材料部分。因此，可以設(shè)想，區(qū)域或區(qū)域的組合可呈任何形狀、尺寸、位置、定向和組合。
[0083]圖20描繪了在實(shí)施本發(fā)明的各方面中使用的系統(tǒng)2000。系統(tǒng)2000包括控制器2002、第一真空源2008、第二真空源2010、真空工具2012，該真空工具2012包括第一真空工具部分2014，該第一真空工具部分2014能夠獨(dú)立地從第二真空工具部分2016來(lái)激活。系統(tǒng)2000還包括視覺(jué)系統(tǒng)2018。總之，組件中的一個(gè)或多個(gè)可用于促進(jìn)分區(qū)轉(zhuǎn)換的真空工具的操作，該分區(qū)轉(zhuǎn)換的真空工具具有可彼此獨(dú)立地被激活/停用的多個(gè)區(qū)域。[0084]控制器2002包括處理器2004和存儲(chǔ)器2006?？刂破?002可負(fù)責(zé)使第一真空源2008激活，以在第一真空工具部分2014內(nèi)/在第一真空工具部分2014處實(shí)現(xiàn)真空力。此夕卜，控制器2002可負(fù)責(zé)使第二真空源2010激活，以在第二真空工具部分2016內(nèi)/在第二真空工具部分2016處實(shí)現(xiàn)真空力。類(lèi)似地，控制器2002還可負(fù)責(zé)使真空工具的一個(gè)或多個(gè)部分停用。
[0085]當(dāng)確定真空工具的特定區(qū)域是否和什么時(shí)候應(yīng)該是激活或停用狀態(tài)時(shí)，控制器2002可使用來(lái)自傳感器,諸如視覺(jué)系統(tǒng)2018、觸摸傳感器(未不出)、位置傳感器(未不出)或類(lèi)似傳感器的輸入。此外，可以預(yù)期，存儲(chǔ)器2006可包括在存儲(chǔ)器上體現(xiàn)的指令，該指令響應(yīng)于輸入，諸如來(lái)自傳感器或來(lái)自人操作者的輸入而指示控制器引起一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的激活/停用?？芍辽俨糠值赜商幚砥?004解讀指令，以產(chǎn)生可通過(guò)閥、開(kāi)關(guān)、其他處理器、氣動(dòng)裝置等使用以改變真空源的狀態(tài)的命令。
[0086]第一真空源2008和第二真空源2010可以是控制由真空發(fā)生器產(chǎn)生的真空壓力的分布的閥。類(lèi)似地，第一真空源2008和第二真空源2010可以是控制通過(guò)康達(dá)效應(yīng)、文丘里效應(yīng)、或類(lèi)似的真空發(fā)生器使用以產(chǎn)生真空力的氣體/流體的加壓源的閥。第一真空源2008和第二真空源2010還可包括機(jī)電驅(qū)動(dòng)的真空源，如電子真空泵。
[0087]可以預(yù)期，真空源還可以是任何其他從激活狀態(tài)可切換到停用狀態(tài)的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可被控制以用于產(chǎn)生或結(jié)束接近一個(gè)或多個(gè)真空工具部分的真空力的形成。例如，真空源還可以是用于有選擇地封閉真空工具中的界定區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)孔的機(jī)構(gòu)。例如，具有期望的區(qū)域的形狀的最小孔隙率的材料可以在與材料接觸源相對(duì)的表面附近與板間隔開(kāi)。這樣，當(dāng)在激活狀態(tài)時(shí)，最小孔隙率的材料以足夠距離與板表面間隔開(kāi)，以允許空氣在最小孔隙率的材料和板之間流動(dòng)。當(dāng)在停用狀態(tài)時(shí)，最小孔隙率的材料可更靠近板表面被定位以干擾和/或妨礙空氣通過(guò)覆蓋的孔的流動(dòng)，這可有效地減少在由區(qū)域表示的受影響的真空工具部分處的真空力。
[0088]第一真空工具部分2014和第二真空工具部分2016可各自代表不同的區(qū)域，其可獨(dú)立地在真空產(chǎn)生狀態(tài)和其中不存在真空力的狀態(tài)之間切換?？梢灶A(yù)期，盡管能夠獨(dú)立地被激活，第一真空工具部分2014和第二真空工具部分2016在物理上通過(guò)柔性或剛性的連接部彼此耦合。然而，還可以預(yù)期，在示例性方面，第一真空工具部分和第二真空工具部分可在物理上彼此分開(kāi)。
[0089]視覺(jué)系統(tǒng)2018可提供識(shí)別一個(gè)或多個(gè)材料部分的位置、真空工具的一個(gè)或多個(gè)部分的位置、以及材料和工具之間的相對(duì)位置的控制輸入。因此，可以預(yù)期，真空工具可使用來(lái)自視覺(jué)系統(tǒng)的輸入來(lái)基于捕獲的物體的檢測(cè)到的位置動(dòng)態(tài)地調(diào)整位置和激活的區(qū)域。視覺(jué)系統(tǒng)可包括攝像機(jī)，該攝像機(jī)能夠基于形狀或其他標(biāo)志物來(lái)檢測(cè)和識(shí)別一個(gè)或多個(gè)物體。與具有處理器和存儲(chǔ)器的計(jì)算設(shè)備組合，視覺(jué)系統(tǒng)可具有用于提供由分區(qū)的真空工具可用的環(huán)境和其他位置指示的功能。
[0090]圖21描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面顯示了使用分區(qū)的真空工具的示例性方法2100的框圖。在塊2110中，激活第一板部。例如，可以預(yù)期，(使用處理器和在存儲(chǔ)器上包含的指令的)控制器將命令，諸如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn))傳達(dá)到第一真空源。在接收到命令時(shí)，第一真空源產(chǎn)生有效接近真空工具的底部材料接觸表面的真空力。此底部材料接觸表面可以是板的底表面。如先前所討論的，可以預(yù)期，板部的激活可通過(guò)將加壓空氣引入到真空發(fā)生器、引入比環(huán)境壓力低的低壓空氣以形成真空力，或選擇性地阻斷板的一個(gè)或多個(gè)孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0091]塊2112表示第二板部被激活。第二板部可代表第二區(qū)域，且第一板部可代表第一區(qū)域。因此，可以預(yù)期，共同的板可具有至少兩個(gè)區(qū)，其中的每個(gè)在同一平面內(nèi)允許在該平面上操縱材料部分。每個(gè)區(qū)域可由控制器(和/或用戶(hù)操作者)獨(dú)立地激活/停用，使得在任何給定的時(shí)間，區(qū)域的任何組合可以以任何組合被激活或停用。
[0092]塊2114表示第一材料部分的操縱。例如，第一板部和第二板部?jī)烧呖杀挥糜谝苿?dòng)第一材料部分?？蛇x擇地，為允許材料部分和真空工具的較少精確的定位，這兩個(gè)區(qū)域可用于提供較大余量的面積，其中可通過(guò)真空工具成功地操縱材料部分。如本文中所討論的，材料部分的操縱可包括改變第一材料部分在χ、y和/或Z方向和/或旋轉(zhuǎn)中的位置。此操縱可通過(guò)使真空力在材料部分和板的材料接觸表面之間產(chǎn)生吸引結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn),使得當(dāng)由真空力臨時(shí)結(jié)合時(shí)，材料部分隨板的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。
[0093]塊2116表示第二板部的停用。第二板部可獨(dú)立于第一板部停用，使得第二板部的停用不影響接近第一板部/區(qū)域正在產(chǎn)生的真空力。第二板部可被停用，使得第二材料部分可被操縱，如在塊2118中所描繪的。例如，如果第一材料部分是鞋的鞋面的大部分且第二材料部分是將被放置在鞋的鞋面上的小細(xì)節(jié)片，則第二板部可被停用以預(yù)防當(dāng)小細(xì)節(jié)片由真空工具定位且放置于鞋的鞋面上時(shí)干擾鞋的鞋面。
[0094]塊2120表示第一板部的停用。如從上述可理解的，第一板部和第二板部可以以任何組合激活/停用。因此，在其中第一板部和第二板部不需要用于一個(gè)或多個(gè)材料部分的操縱的時(shí)間段期間，板部可被停用。例如，可以預(yù)期，一個(gè)或多個(gè)另外的工具可與真空工具耦合，如上文所討論的， 如焊接工具。在焊接操作期間，激活的板部可干擾焊接操作。然而，其他制造操作可使用激活的板部以在期望的位置保持材料部分。
[0095]塊2122表示第二板部的激活。在本實(shí)施例中，第二板部可在其中第一板部停用的時(shí)間段期間被激活。例如，為了降低真空工具作為整體的行進(jìn)時(shí)間，使用第一區(qū)域放置材料部分且然后使用第二區(qū)域隨后移動(dòng)相同的材料部分可以是有利的。因此，大板可服務(wù)小部件，這可降低真空工具作為整體的行進(jìn)距離/時(shí)間。
[0096]圖22描述了根據(jù)本發(fā)明的各方面的顯示了使用分區(qū)的真空工具的另一個(gè)示例性方法2200的框圖。塊2202描繪了在第一板部處產(chǎn)生真空力的步驟。如先前所討論的，板部可為真空工具的底部材料接觸表面上的任何尺寸、形狀和位置的區(qū)域。真空力的產(chǎn)生，如先前所討論的，可使用任何本文所提供的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，真空力可通過(guò)康達(dá)效應(yīng)真空發(fā)生器、文丘里真空發(fā)生器、機(jī)械真空泵、電氣真空泵或類(lèi)似物產(chǎn)生。在第一部分和第二部分之間的隔離可用將第一部分從第二部分分離的真空分配器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，可以預(yù)期，第一真空分配器與第一部分單獨(dú)相關(guān)聯(lián)，而不同的第二真空分配器與第二板部單獨(dú)相關(guān)聯(lián)。因此，與第一真空分配器結(jié)合產(chǎn)生的真空力僅與真空工具的第一部分結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)，而與真空工具的第二部分結(jié)合則不會(huì)實(shí)現(xiàn)。
[0097]真空力的產(chǎn)生可以是由控制器分給開(kāi)關(guān)、閥、執(zhí)行器、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓機(jī)構(gòu)和/或類(lèi)似機(jī)構(gòu)的命令的結(jié)果，其允許響應(yīng)于來(lái)自傳感器(例如，視覺(jué)系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、接觸系統(tǒng))或人類(lèi)操作者的一種或多種輸入而產(chǎn)生真空力。例如，真空力的產(chǎn)生可由命令電控閥向康達(dá)效應(yīng)真空發(fā)生器供給加壓空氣的控制器產(chǎn)生。響應(yīng)于收到該命令，則閥可打開(kāi)并允許加壓空氣進(jìn)入康達(dá)效應(yīng)真空發(fā)生器，其將加壓空氣轉(zhuǎn)換為真空力。
[0098]塊2204描繪了在真空工具的第二部分處產(chǎn)生真空力的步驟。如先前所討論的，真空力的產(chǎn)生可使用本文所提供的任何機(jī)構(gòu)，諸如康達(dá)效應(yīng)真空發(fā)生器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0099]塊2206描繪了結(jié)束在第一部分處產(chǎn)生真空力同時(shí)繼續(xù)允許在第二部分處產(chǎn)生真空力的步驟。因此，真空工具的第一部分和相同真空工具的第二部分可獨(dú)立地操作，使得真空工具的通用的、共面的、材料接觸表面可在一個(gè)區(qū)域中提供吸引力同時(shí)在第二個(gè)區(qū)域中不提供真空誘導(dǎo)的吸引力。
[0100]本文為圖示目的提供了各示例性方面。還結(jié)合本發(fā)明的各方面考慮另外的擴(kuò)展/方面。例如，組件、部分和/或?qū)傩缘臄?shù)量、尺寸、定向、和/或形式都包括在本發(fā)明的各個(gè)方面的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種真空工具，包括:第一真空分配器部分；第一真空源；第二真空分配器部分，其中所述第一真空分配器部分與所述第二真空分配器部分耦合；第二真空源；并且所述第一真空源產(chǎn)生與所述第一真空分配器部分相關(guān)的真空，所述第一真空分配器部分獨(dú)立于所述第二真空源，所述第二真空源產(chǎn)生與所述第二真空分配器部分相關(guān)的真空。
2.如權(quán)利要求1所述的真空工具，還包括控制器，所述控制器具有控制所述第一真空源和所述第二真空源的功能。
3.如權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述第一真空源是控制產(chǎn)生真空的氣流的閥。
4.如權(quán)利要求3所述的真空工具，其中所述氣流是加壓空氣。
5.如權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述第一真空源是真空發(fā)生器。
6.如權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述第一真空分配器和所述第二真空分配器剛性地耦合。
7.如權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述第一真空分配器包括第一底表面，并且所述第二真空分配器包括第二底表面，所述第一底表面和所述第二底表面是共面的。
8.如權(quán)利要求1所述的真空工具，其中所述第一真空分配器形成具有操縱第一材料部分的功能的第一真空工具部分，并且所述第二真空分配器形成具有操縱第二材料部分的功能的第二真空工具部分。
9.如權(quán)利要求8所述的真空工具，其中所述第一材料部分和所述第二材料部分形成共同的材料件。
10.如權(quán)利要求8所述的真空工具，其中所述第一材料部分是與所述第二材料部分不同的材料。
11.如權(quán)利要求1所述的真空工具，還包括視覺(jué)系統(tǒng)。
12.如權(quán)利要求11所述的真空工具，其中所述視覺(jué)系統(tǒng)至少部分地控制所述第一真空源和所述第二真空源。
13.一種操作真空工具的方法，所述方法包括:激活所述真空工具的第一板部，其中激活板部導(dǎo)致接近所述板部的真空力；激活第二板部，其中所述第一板部和所述第二板部形成材料操縱表面；以及停用所述第一板部，其中停用板部導(dǎo)致比當(dāng)被激活時(shí)小的真空力。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一真空板部與所述第二真空板部耦合。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括將所述真空工具從第一位置移動(dòng)至第二位置。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括操縱材料部分。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述材料部分由同時(shí)被激活時(shí)的所述第一板部和所述第二板部操縱。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述材料部分在激活所述第二板部之前由所述第一板部操縱。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括接收來(lái)自視覺(jué)系統(tǒng)的輸入，所述輸入表示待由所述真空工具操縱的材料部分的位置。
20.一種操作真空工具的方法，所述方法包括:在真空工具的第一部分處產(chǎn)生真空力；在真空工具的第二部分處產(chǎn)生真空力；以及結(jié)束在所述第一部分處產(chǎn)生真空力，同時(shí)繼續(xù)允許在所述第二部分處產(chǎn)生真空力。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中在所述第二部分處產(chǎn)生真空力之前，結(jié)束在所述第一部分處產(chǎn)生真空力。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中在所述第二部分處產(chǎn)生真空力之后，結(jié)束在所述第一部分處產(chǎn) 生真空力。
【文檔編號(hào)】B26D7/06GK104010781SQ201280056149
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月18日
【發(fā)明者】帕特里克·科納爾·里根, 李國(guó)洪, 張之奇, 廖長(zhǎng)柱, 瓊明峰 申請(qǐng)人:耐克國(guó)際有限公司