CN104039192B - 鞋零件的自动化制造 - Google Patents
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Abstract
通过以自动化的方式执行各种鞋制造工艺来增强鞋或鞋的一个部分的制造。例如,可以确定描述鞋零件的信息,例如标识、取向、颜色、表面形貌、对准、大小等等。基于描述鞋零件的信息,自动化鞋制造设备可以被指示以把各种鞋制造工艺应用于鞋零件。
Description
发明背景
制造鞋典型地需要各种组装步骤,例如形成、放置以及组装多个零件。完成这些步骤的某些方法,例如严重地依赖于手动执行的那些方法,可以是资源密集型的并且可以具有高的变化率。
发明概述
本概述提供本公开内容以及本发明的各个方面的高级概述并且引入在下文的详细描述部分中进一步描述的概念的选择。本概述不意图提出要求保护的主题的关键的特征或基本的特征,其也不意图被孤立地用作在用于确定要求保护的主题的范围的辅助内容。
简要地并且在高层地,本公开内容描述了,除了别的以外,鞋的自动化方式的制造。例如,通过分析鞋零件的图像,描述鞋零件的信息可以被导出,例如鞋零件的标识和取向、鞋零件表面形貌、鞋零件大小、鞋零件对准等等。基于标识和取向,可以指示自动化鞋制造设备以把各种鞋制造工艺应用于鞋零件。
示例性的以自动化的方式制造鞋和/或鞋零件的系统可以包括各种部件,例如制造站、零件识别系统、及鞋制造设备和工具。在一个示例性的方面,零件识别系统分析鞋零件的图像以生成从图像导出的信息(例如鞋零件标识、鞋零件取向、表面形貌、零件对准、零件大小等等)。从图像导出的信息被用于指示鞋制造工具,其把鞋零件拾取、转移、放置以及附接在期望的位置处。
示例性的用于以自动化的方式制造鞋零件的方法可以包括各种步骤。例如,第一鞋零件可以定位在制造站处,使得零件识别系统确定第一鞋零件的标识并且确定第一鞋零件的取向。此外,可以从另一个制造站获取第二鞋零件,使得零件识别系统确定第二鞋零件的标识并且确定第二鞋零件的取向。零件制造设备可以用于把第二鞋零件从第二鞋零件取向转移至后续的取向,后续的取向基于第一鞋零件的取向和标识来确定。此外,转移第二零件的零件制造设备可以用于暂时地把第二鞋零件附接于第一鞋零件以保持用于下游加工的定位。
在另外的示例性的用于以自动化的方式制造鞋零件的方法中,第一鞋零件可以定位在第一制造站处的支撑表面上,使得第一鞋零件在支撑表面上实质上是平坦的。此外,第一自动化零件拾取工具可以把第二鞋零件放置在第一鞋零件的顶部上。第一自动化附接工具可以把第二鞋零件附接于第一鞋,由此形成第一鞋零件和第二鞋零件的组合件。此外,该组合件可以被移动至第二制造站,使得第二自动化零件拾取工具把第三鞋零件放置在该组合件的顶部上,并且第二自动化附接工具可以把第三鞋零件附接于该组合件。
在另一个示例性的用于以自动化的方式制造鞋零件的方法中,第一鞋零件可以定位在第一制造站处,使得零件识别系统确定第一鞋零件的标识并且确定第一鞋零件的取向。此外,第二鞋零件和第三鞋零件可以从另一个制造站获取,使得零件识别系统确定第二鞋零件和第三鞋零件的各自的标识和各自的取向。零件制造设备可以用于相继地把第二鞋零件和第三鞋零件从各自的取向转移至各自的后续取向以基于第一鞋零件的取向和位置附接于第一鞋零件。此外,相继地转移第二鞋零件和第三鞋零件的零件制造设备可以用于把第二鞋零件和第三鞋零件附接于第一鞋零件。
附图简述
在下文参照附图详细地描述本发明的例证性的方面,附图通过引用并入本文,其中:
图1、2、和3描绘了根据本发明的示例性的用于以自动化的方式制造鞋零件的系统的示意图;
图4和5描绘了根据本发明的以自动化的方式制造鞋零件的相应方法的流程图;
图6描绘了示例性的可以与根据本发明的系统和方法结合使用的计算装置的框图;以及
图7和8描绘了根据本发明的用于以自动化的方式制造鞋零件的总体的工艺流程的示意图。
发明的详细描述
在本文中专门地描述了本发明的某些方面的主题以满足法定的要求。但是描述本身不意图限定被认为是发明的内容,权利要求限定被认为是发明的内容。要求保护的主题可以包括不同于在本文件中描述的那些要素的要素或与本文件中描述的那些要素相似的要素的组合,结合其他的现有的或未来的技术。术语不应当被解释为暗示本文公开的各种要素之间的任何具体的顺序,除非明确地声明。
本文描述的主题涉及鞋零件的自动化制造,并且图7描绘了用于示例性的鞋零件制造系统2的总体的工艺流程的示意图。例如,图7可以图示通过各种箭头描绘的各种鞋零件制造设备和工艺的鸟瞰图。
图7中的每个箭头可以代表在一个或多个鞋零件或鞋零件组合件上执行的并且可以以自动化的方式、手动地、或其某种组合执行的步骤、阶段和/或工艺。示例性的步骤、阶段和/或工艺可以包括切割、缝合、附接、冲压、模塑、切片或制造各个鞋零件的其他方式。其他的示例性的步骤、阶段和/或工艺可以包括移动或再定位零件,以及把一个零件相对于另一个零件放置(例如在另一个零件的顶部上)。例如,系统2可以包括把零件的集合分成子集合的零件运动设备,子集合被沿着系统2内的指定的路径或流运动。另外的步骤、阶段和/或工艺可以包括把一个或多个零件附接在一起,例如通过缝合、粘附、超声焊接、熔融、胶接等等附接在一起。所列出的这些步骤、阶段和/或工艺仅是示例性的,并且多种其他的鞋制造工艺可以通过其中描绘的系统2和各种站(即箭头)实施。据此,系统2描绘了汇聚并且组合以制造各种鞋零件组合件的各种工艺。
可以利用多种不同的鞋制造设备以执行通过图7中描绘的箭头代表的各种功能。鞋制造设备可以以自动化的方式执行相应的功能,可以被用作辅助手动执行的仪器,或可以以自动化的和手动的方式起作用。示例性的鞋制造设备可以包括零件运动设备(例如传送器系统、马达驱动的转台、机器人臂等等);零件拾取工具(例如真空工具、抓紧工具、挖出工具等等);零件附接工具(例如缝合设备、超声焊接工具、热压、冷压等等);图像捕获装置(例如摄像机、视频记录器、电荷耦合器件等等);激光器;发光装置(例如LED、荧光灯泡、全光谱灯泡、特定颜色的灯泡等等);以及计算装置。鞋制造设备的该列表仅是示例性的并且多种其他的设备也可以被包括在系统2中。据此,这些示例性的鞋制造设备中的一种或多种可以由图7中的箭头代表。
系统2包括各种可以从一个位置运动至另一个以执行相同的或不同的任务的模块化站和部件。例如,在箭头3操作以加工鞋面的鞋面零件的某个模块化的部件(例如拾取工具或零件运动设备)可以与在箭头4或在箭头6操作的部件互换。此外,构成系统2的各种模块化站可以基于站正在对其操作的具体类型的鞋零件被更换或修改。例如,在交叉点7操作的鞋零件制造设备可以被配置为加工某个类型或风格的鞋面零件,并且系统2可以被指示以加工某个数量(例如1000个单位)的该类型或风格。然而,在某个数量的零件被加工之后,在交叉点7操作的鞋零件制造设备可以被再配置或修改以对不同的风格或类型进行操作。此外,可以基于正在被制造的某个风格或类型的鞋增加、减去、上电或断电特定的站(即箭头)。例如,虽然可以在加工鞋零件的一个类型时利用箭头3,但是在系统2正在加工不同类型的鞋零件时,箭头3可以被断电或除去。
系统2可以还包括设备的特定于鞋零件的分组。例如,分组8包括鞋面零件制造设备,分组9包括鞋中底零件制造设备,并且分组13包括鞋外底零件制造设备。虽然图7可以描绘分组8、9和13的具体布置,但是可以利用多种可选择的布置。例如,虽然图7描绘了鞋中底零件15b正在被馈送至分组13,但是在另一个方面,鞋外底零件可以被馈送至鞋中底零件分组9。此外,鞋中底和鞋外底的组合件可以被馈送至针对鞋面零件组合件的分组8。
在一个另外的方面,可以在各个站处采集被利用以实施各种鞋制造工艺的信息。例如,信息可以通过分析一个或多个描绘鞋零件和/或鞋零件的组合件的表示的图像而导出。此外,信息可以通过把激光投射至鞋零件上,捕获被投射的激光线的图像并且分析图像而导出。示例性的可以采集的信息可以描述鞋零件的各个方面,例如大小、形状、表面形貌、放置、取向、旋转、对准等等。
据此,在一个另外的方面,一旦信息已经被生成、收集或导出,那么信息可以在每个分组的成员之间共享。例如,信息(例如鞋零件标识、鞋零件取向、鞋零件大小等等)可以在分组8中描绘的各种鞋制造设备(例如箭头)之间通信。此外,在一个分组中导出的信息可以与另一个分组共享。例如,关于鞋中底组合件的信息(例如描述鞋中底组合件的大小的信息)可以从分组9中的鞋制造设备导出并且然后与分组13共享以指示涉及鞋外底零件制造的工艺。此外,从分组9和13导出的信息可以被组合以指示涉及组合鞋中底和鞋外底的步骤。在一个另外的方面,从分组9和/或13导出的信息可以通信至分组8以指示涉及鞋面零件构建的操作。多种其他的类型的信息可以在系统2的各个部件之间共享以使系统2能够以自动化的方式实施鞋制造工艺。
在系统2中描绘的箭头的布置是示例性的,并且箭头(即制造阶段)可以以各种其他的配置进行再布置。例如,系统2可以包括圆形轨道(例如传送器系统),其具有馈送到中央圆形轨道中或朝向环绕的圆形轨道向外馈送的制造臂或辐条(例如其他的传送器系统)。在另一个示例性的系统中,主要的轨道可以被布置在从一个站横贯至下一个的锯齿形的型式中。再次地,这些所描述的布置仅是例子,并且可以利用多种其他的布置。
图7描绘了系统2可以包括涉及制造鞋组合件的鞋面零件的部件的鞋面零件分组8。据此,分组8中的每个箭头可以把不同的鞋面零件(例如基部层、网格层、粘合剂层、孔眼加强部、支撑层、美学层等等)馈送到总体的鞋面零件组合件中和/或可以实施相应的功能。示例性的功能可以包括切割零件、识别零件、确定零件的位置和取向、把零件运动至相对于另一个零件的位置、堆叠零件、以及把零件附接于另一个零件。据此,总体的鞋面零件组合件15a可以被分组8构建并且向下游传送至一个或多个其他的分组。如已经描述的,描述总体的鞋面零件组合件15a的信息(例如大小、形状、位置、风格、颜色等等)可以从分组8导出(例如通过使用2-D或3-D图像分析系统)并且可以与组合件15a协调地向下游传递。
图7还描绘了分组9包括协调以创建鞋中底零件15b的多个鞋中底零件部件。示例性的鞋中底零件部件(例如分组9中的箭头)可以提供相应的鞋中底零件并且执行相应的功能。示例性的功能可以包括切割零件、模塑零件、涂漆零件、识别零件、确定零件的位置和取向、堆叠零件、把零件移动至相对于另一个零件的位置、以及把零件附接于另一个零件。各种鞋中底零件可以被集成和组装到分组9中,例如缓冲元件、支撑元件和/或扭曲控制元件。鞋中底部件的实例可以包括泡沫、橡胶和/或其他的具有各种品质的聚合物、气穴、飞纶(phylon)元件和/或其他的模塑部件。描述鞋中底零件15b的信息可以从分组9导出(例如通过使用2-D或3-D图像分析系统)并且可以与组合件15b协调地向下游传递。
图7还描绘了分组13包括协调以创建鞋外底零件15c的多个鞋外底零件部件。示例性的鞋外底零件部件(即包括在分组13中的箭头)可以提供相应的鞋外底零件并且执行相应的功能。示例性的功能可以包括切割零件、模塑零件、涂漆零件、识别零件、确定零件的位置和取向、堆叠零件、把零件移动至相对于另一个零件的位置、以及把零件附接于另一个零件。各种鞋外底零件可以被集成和组装到分组13中,例如牵引/踏面元件、支撑元件、缓冲元件和保护元件。鞋外底部件的实例可以包括泡沫、橡胶、飞纶和其他的具有各种品质的基于聚合物的材料。描述鞋外底零件15c的信息可以从分组13导出(例如通过使用2-D或3-D图像分析系统)并且可以与组合件15c协调地向下游传递。
图7还描绘了鞋中底零件可以与鞋外底零件组合以制造鞋外底和鞋中底组合件15d。此外,从分组13导出的信息可以与从分组9导出的信息组合并且与鞋外底和鞋中底组合件15d协调地向下游通信。在一个另外的方面,鞋外底和鞋中底组合件可以与鞋面零件(例如已楦制的或未楦制的)组合以创建具有鞋外底、鞋中底和鞋面的组合件15e。再次地,从每个相应的分组导出的信息可以被协调地传递并且在每个站处编译。
一旦鞋面、鞋中底和鞋外底已经被组装,那么各种其他的鞋制造工艺可以被系统2实施。例如,质量检查可以被系统2执行。此外,其他的零件可以被加入至组合件,例如鞋带或某些美学元件。此外,制备待被运输或船运至另一个位置的鞋的工艺(例如包装、清洁等等)可以被系统2实施。
图8描绘了另一个示例性的用于鞋零件制造系统800的总体的工艺流程的示意图。系统800可以包括鞋面制造系统810(在下文称为鞋面系统810)以及鞋底制造系统812(在下文称为鞋底系统812)。鞋面系统810可以包括材料准备站814、切割/形成站816、组装站818、装饰站820和/或手工站822。在这些站处进行的制造步骤可以包括手动制造步骤、自动化制造步骤和/或手动和自动化的制造步骤二者的组合。此外,虽然鞋面系统810被描绘为包括五个站,但是鞋面系统810可以包括另外的站。可选择地,鞋面系统810可以包括少于五个站。此外,在一个站进行的制造步骤可以在与其他的站不同的制造地点或设施处进行。此外,一个或多个站可以被组合,使得与各个站相关联的制造步骤在组合的站处组合。
示例性的在材料准备站814处执行的功能可以包括组装和组织将在鞋面构建中使用的材料、预处理材料(如果合适的话)、以及堆叠材料。示例性的在切割/形成站816处执行的功能可以包括模切形状、模塑形状、铸造形状和/或针织形状。继续地,示例性的在组装站818处执行的功能可以包括将从切割/形成站816接收的不同形状组装成鞋面。组装可以包括缝合、熔合、焊接、附接、胶接、热压和类似的操作。
在鞋面在组装站818处组装之后,其可以继续至装饰站820。示例性的在装饰站820处执行的功能可以包括高频率(HF)压花、喷涂、丝网印刷和/或数字涂漆。然后,鞋面可以继续至手工站822。示例性的在手工站822处执行的功能可以包括缝口、附子(strobal)附接、和/或楦制。在手工站822处加工之后,鞋面可以继续至最终组装站832。该方面将在下文更深入地解释。在一个方面,在鞋面系统810处进行的制造步骤在二维(2-D)空间发生。因此,形状识别技术可以集中于在2-D空间识别鞋面部件。
现在转向至鞋底系统812,鞋底系统可以包括材料准备站824、模塑/形成站826、组装站828和/或装饰站830。在这些站处进行的制造步骤可以包括手动制造步骤、自动化制造步骤和/或手动和自动化的制造步骤二者的组合。此外,虽然鞋底系统812被描绘为包括四个站,但是鞋底系统812可以包括另外的站。可选择地,鞋底系统812可以包括少于四个站。此外,在一个站进行的制造步骤可以在与其他的站不同的制造地点或设施处进行。此外,一个或多个站可以被组合,使得与各个站相关联的制造步骤在组合的站处组合。
示例性的在材料准备站824处执行的功能可以包括组装和准备待被用于鞋中底构建和鞋外底构建的材料。这可以包括,例如,组装和/或制造待被用于模塑鞋中底和/或鞋外底的已橡胶处理的小球,组装材料(例如橡胶、泡沫、聚氨酯)的片材,和/或堆叠这样的材料。在模塑/形成站826,鞋中底和鞋外底被从已组装的材料模塑或形成。例如,已橡胶处理的小球可以被沉积到模具中并且可以施加热量以把小球形成为鞋中底和/或鞋外底。同样地,鞋中底和/或鞋外底可以从诸如泡沫和/或橡胶的材料模切。在模切之后,材料可以例如通过施加热把材料模塑为对于鞋中底和/或鞋外底期望的形状被进一步处理。另外的功能可以包括从模具移除鞋中底和/或鞋外底。
然后,鞋中底和/或鞋外底可以继续至组装站828,在组装站828,鞋中底和鞋外底通过利用附接技术例如胶粘被接合在一起。各种鞋中底零件可以也被集成为鞋中底/鞋外底复合物。这些可以包括缓冲元件、支撑元件和/或扭曲控制元件。在一个方面,粘合剂被施用于鞋外底并且鞋中底被压制到鞋外底中(例如,预确定的压力被施加于鞋中底/鞋外底持续预确定量的时间以帮助粘着)。热量可以或可以不在该工艺中被施加以帮助粘着。然后,鞋中底/鞋外底复合物可以继续至装饰站830,在装饰站830,鞋中底可以被喷漆。鞋中底/鞋外底复合物可以然后继续至最终组装站832。在一个方面,在鞋底系统812处进行的制造步骤在三维(3-D)空间发生。因此,形状识别技术可以集中于在3-D空间识别鞋中底和鞋外底部件。
示例性的在最终组装站832处执行的功能可以包括把鞋面附接于鞋中底/鞋外底复合物。这样的附接可以例如通过施加粘合剂、压力和/或热量来进行。然后,已完成的鞋继续至打包站834,在打包站834鞋被装盒并且可用于船运。在一个方面,最终组装站832和打包站824可以被组合为单一的站。同样地,最终组装站832和/或打包站834可以位于与其他的站不同的另一制造地点或设施处。在图7和8中描绘的工艺流程可以被扩展到使用焊接和/或缝合制造在平坦的布置中的任何数量的软的工件。例如,可以应用图8中描述的鞋面系统810以制造诸如手提包、水手袋、背包和衣服物品的物品。
可以遍及系统800发生手动的或自动化的质量控制。例如,关于鞋面系统810,可以采用2-D识别技术以确保零件或形状在组装工艺期间被合适地放置和/或堆叠。同样,关于鞋底系统812,3-D识别技术可以被采用以确保鞋中底和/或鞋外底被合适地形成和/或当鞋中底被附接于鞋外底时与彼此对准。最终的质量控制检查可以在最终的组装之后但是在打包之前发生。
现在参照图1,鞋零件制造设备的一个分组被图示为示例性的鞋零件制造系统10的一部分,并从俯视角度进行了描绘。系统10包括各种自动化的制造设备和工具,其可以用于定位和组装鞋零件等。此外,系统10可以包括一个或多个站,该一个或多个站被以可以至少部分自动化的顺序排列。例如,图1描绘了三个通用站,以及代表其他可能的站的位置标志的框5。据此,虽然在图1中描绘了三个通用站,但是系统10可以包括另外的站。此外,三个所描绘的站是示例性的,并且系统10可以也具有更少的站,例如两个站。此外,该通用站中的每个可以包括各种站。例如,被参考数字20a-i和27描绘的部件每个可以被认为是一个站。在一个示例性的方面,图1的系统10可以是图7中描绘的系统2或在图8中描绘的系统800的一部分。
在被组装之前,鞋零件11a-f可以被保持在零件加载站27处。零件加载站27可以是静止的表面,例如桌子或工作台,从其零件被转移至零件馈送设备20a-i。例如,零件11a-f可以被手动加载至零件馈送设备20a-i上。此外,零件加载站27可以包括传送器皮带或其他的用于使零件运动的自动化设备。例如,零件加载站27可以以自动化的方式把零件11a-f运动至零件馈送设备20a-i上。零件14a-h被描绘为在零件馈送设备20a-i上并且图示了可能已经从零件加载站27自动地或手动地转移的零件。
零件11a-f和14a-h可以被切割或以其他方式制备以结合或合并到另一个鞋零件中。例如,在一个方面,可以使用自动切割工具从大块材料自动地切割出零件11a-11f和14a-h。示例性的自动切割工具可以包括尖锐边缘,其成形为匹配鞋零件的轮廓并且被压到大块材料中。当使用自动切割工具时,系统10可以从自动切割工具导出零件标识、零件位置、零件旋转和/或零件大小。例如,自动切割工具可以记录用于创建鞋零件的切割图案的大小和形状并且把已记录的信息通信至系统10,由此向系统10通知切割出的鞋零件的标识和/或大小。此外,自动切割工具可以记录切割步骤执行时的位置,以及当切割步骤执行时的切割仪器的旋转,并且把该已记录的信息通信至系统10,由此向系统10告知切割出的鞋零件在系统内的取向(例如坐标位置和旋转)。在一个示例性的方面,可以从切割工具导出的这种零件标识信息和零件取向信息可以用于确定系统10放置零件并且附接零件的位置。
在一个另外的方面,系统10可以用于以由零件12a-e描绘的方式组合零件11a-f和14a-h。据此,鞋零件11a-f、12a-e、和14a-h可以包括单一的零件或多个已组装的零件。例如,鞋零件11a-f、12a-e、和14a-h可以包括柔性材料(例如织物、皮革、TPU、材料等等)的一个或多个层。鞋零件11a-f、12a-e、和14a-h可以是已完成的鞋和/或其部件的物理结构,例如可以被用于在鞋制造工艺期间接合鞋部件的粘合剂(或其他的附接工具)。在一个示例性的方面,鞋零件11a-f、12a-e、和14a-h代表鞋面的不同的工件,这些不同的工件在模塑鞋面之前被组装以用于向其他的鞋零件附接。通过鞋零件11a-f、12a-e、和14a-h描绘的形状和组合仅是示例性的。
如指示的,系统10也可以包括零件馈送站20a-i,其使零件在鞋制造工艺中是可用的。例如,零件11a-f可以被从零件供应站27加载(例如,通过箭头25a-c图示的)至零件馈送站20a-i上。零件馈送站20a-i可以是把鞋零件支撑在静态的位置以被手动地或自动地获取的固定的站。例如,站20a-i可以包括桌子、工作台或其他静止的支撑元件。据此,零件可以被放置在这些固定的站上的零件拾取区(例如29)以被手动地或自动地获取。可选择地,站20a-i可以包括馈送设备(例如传送器),馈送设备使从零件供应站27加载的零件运动到零件拾取区(例如29)中,从零件拾取区,零件被手动地或自动地转移。如果已经记录了例如为标识、大小和取向的描述零件的信息,那么该信息可以在零件在系统10内从一个位置行进至下一个位置时与零件共同地传递。例如,如果零件馈送站包括传送器系统,那么传送器系统的已知的运动型式可以与鞋零件的初始位置(例如,如由自动切割工具确定的)组合以确定零件已经被传送器系统移动至其的后续位置。
系统10可以以各种方式把鞋零件从零件馈送站20a-i转移。在一个方面,可以手动地从零件馈送站20a-i转移鞋零件。例如,鞋零件12a可以已经被手动地放置在托盘21b上的允许鞋制造设备16a作用于鞋零件12a的位置。此外,鞋零件14a可以被手动地放置在鞋零件12a的顶部以允许组装鞋零件12a和14a。可选择地,鞋零件可以被以自动化的方式从零件馈送站20a-i转移,例如通过使用鞋制造设备16a-c进行这种转移。例如,鞋制造设备16a可能已经把鞋零件12a从零件馈送站20a转移至托盘21b上。鞋制造设备16a也可以把零件14a转移至零件12a上并且然后把零件14a附接至零件12a上。
鞋制造设备16a-c可以包括各种部件或工具来实施各种鞋制造步骤,例如拾取、转移、定位、放置、附接、喷雾、切割、上色、印刷等等。图1描绘了圆圈32a-c,其代表示例性的操作区域,在其中鞋制造设备16a-c可以运动并且实施各种功能。此外,鞋制造设备16a-c,以及可以被结合在其中的工具,可以以自动化的方式操纵并且作用于鞋零件。例如,鞋制造设备16a-c可以基于通信至设备16a-c的并且描述鞋零件的特性(例如标识、位置、旋转等等)的信息实施自动化的步骤。此外,术语“鞋制造设备”描述可以制造鞋、鞋零件或其的组合的设备。据此,术语“鞋制造设备”、“鞋零件制造设备”和“零件制造设备”可以在本公开内容和下文的权利要求全文中可互换地使用。
鞋制造设备16a-c可以包括被布置在可运动的延伸部或臂上的各个位置处的各种工具。示例性的臂或延伸部可以是多轴线的并且可以在各个平面或方向运动以定位用于在鞋零件上操作的工具。例如,设备16a-c可以包括一组4轴线臂延伸部或一组6轴线臂延伸部。
在一个另外的方面,多种不同的工具可以与设备16a-c集成。例如,设备16a-c可以包括用于从大块材料切割鞋零件的自动切割工具。如上文描述的,示例性的自动切割工具可以包括被压到大块材料中的尖锐边缘。此外,从自动切割工具导出的信息可以被通信至设备16a-c以向设备通知零件标识、位置、大小、取向等等。设备16a-c可以还包括用于从零件馈送设备拾取鞋零件的拾取工具。例如,拾取工具可以施加拾取力,例如通过施加吸附、抓紧、夹紧、粘附、挖出等等的力。在一个方面,切割工具和拾取工具可以以合作的方式起作用。例如,一旦切割工具已经执行在大块材料中的切割型式以形成鞋零件,那么零件拾取工具可以向鞋零件施加吸附和/或对抗大块材料的力,以把已形成的鞋零件从大块材料分离。
在一个示例性的方面,系统10可以包括零件识别系统,其确定正在被操纵的各种零件中的某些或全部的特性。例如,零件识别系统可以确定被加载至零件馈送站20a-i上的零件的特性,被鞋制造设备16a-c拾取的零件的特性,或已经被转移至表面18a-d或托盘21a-b上的零件的特性。示例性的可以被零件识别系统确定的特性可以是零件标识,在操作区域(例如圆圈32)内的零件位置,在操作区域内的零件旋转量,零件将被转移至在操作区域内的放置位置,以及零件将在其处被附接于另一个零件的在操作区域内的附接位置。
系统10可以包括多于一个零件识别系统,使得每个零件识别系统确定零件的特定的分组的特性。例如,第一零件识别系统可以确定位于区域32a内的零件的特性,而第二零件识别系统可以确定位于区域32b内的零件的特性。据此,多个零件识别系统可以在零件从一个站运动至另一个时与彼此通信。可选择地,系统10可以包括确定区域32a-c中的每个内的零件的特性的单一的零件识别系统。在一个示例性的方面,零件识别系统的至少一个部分包括执行计算机指令的计算装置。例如,计算机指令可以被存储在计算机存储介质中并且被计算装置的处理器执行。
零件识别系统可以包括遍及系统10定位的图像记录器34a-i(例如摄像机或视频记录器)。图像记录器34a、34d、和34g代表安装在下方的记录器,其可以在零件被鞋制造设备16a-c转移时,捕获被保持的零件的图像。此外,图像记录器34b、34e、和34h代表安装在上方的记录器,其可以捕获被定位在表面18a-d或托盘(例如21a和21b)上的零件的图像。此外,图像记录器34c、34f、和34i代表被安装于设备的记录器,其被安装于鞋制造设备16a中的相应的一个。记录器34c、34f、和34i可以记录被定位在零件馈送站20a-i处的或已经被转移的零件的图像。记录器34a-i和它们的相应的位置仅是示例性的,并且系统10可以包括被布置在不同的位置的更多的或更少的记录器。
在一个示例性的方面,零件识别系统从所记录的图像导出信息。例如,可以通过应用零件识别协议从图像导出零件的标识。此外,可以导出零件相对于工作区域32a-c的取向(例如旋转的位置和量)。这样的信息可以用于确定零件的放置位置以及附接位置。据此,放置位置和附接位置可以用于指示鞋制造设备16a-c。
在另一个示例性的方面,各个发光装置34可以遍及系统10定位。发光装置34可以帮助创建正被捕获在图像中的零件和围绕零件的环境或背景之间的对比度。这样的对比度可以辅助零件识别系统确定零件的边界和/或标识。据此,发光装置可以定位为提供在零件后方的背光或照亮零件的前部表面。在一个另外的方面,激光器可以遍及系统10定位并且可以用于把激光线投射至鞋零件上。据此,可以记录描绘激光线的跨越鞋零件的投影的图像;然后分析该图像以导出鞋零件信息。
在一个示例性的方面,每个鞋制造设备16a-c可以包括可运动的臂26a-b,可运动的臂26a-b可以旋转或延伸/缩回以使设备能够到达期望的位置。臂26a-b大体上被描绘为通过单一的接合部连接;然而,臂26a-b可以包括使每个臂能够在多个方向运动的多个关节部。
此外,每个鞋制造装置可以具有零件拾取工具24a-c,零件拾取工具24a-c能够从零件馈送站20a-i拾取一个或多个零件。示例性的零件拾取工具通过应用各种技术,例如抓紧、施加吸附、粘附、挖出等等的力,可以拾取一个或多个鞋零件。在另一个方面,鞋零件的特性可以帮助便于拾取鞋零件。例如,鞋零件可以具有凸台或其他的零件拾取工具与其啮合的结构。在另一个实施例中,鞋零件可以具有预层压的膜或其他的提供一定量的粘性或胶粘性的组合物,其可以向拾取工具提供可释放的附着。据此,一旦零件识别系统已经向鞋制造设备通知零件馈送站20a-i上的鞋零件位置,那么零件拾取工具24a-c可以用于从该鞋零件位置拾取鞋零件。
在一个另外的方面,每个零件拾取工具能够在零件定位在期望的位置处时释放该零件,例如释放在零件12a的顶部上。释放零件可以是被动的,例如通过简单地释放紧握、吸附或其他的保持技术。零件的被动释放可以通过施加于托盘21a-e的下方的一定程度的吸附来辅助进行,该吸附有助于在零件已经被释放之后“捕获”该零件。此外,释放零件可以是更主动的,例如通过对被释放的零件施加力或压力(例如吹动的空气),并且这种力或压力朝向所释放的零件可以定位至其上的元件。据此,一旦零件识别系统已经向鞋制造设备通知鞋零件应当被放置的放置位置,那么零件拾取工具24a-c可以用于把鞋零件释放在该放置位置处。
每个零件拾取工具24a-c可以具有相同的设计,或各自的设计可以在设备之间变化。例如,拾取工具24a可以不同于拾取工具24b和24c二者。在一个方面,基于将在零件馈送站20a-i处可获得的鞋零件的特性选择和实施拾取工具24a-c。示例性的可以确定拾取工具的类型的特性是大小、形状、重量、轮廓等等。例如,如果零件12a和14a比在系统10中操纵的其他的零件例如零件14b-f大,那么拾取工具24a可以被设计为拾取较大的鞋零件并且拾取工具24b可以被设计为拾取较小的鞋零件。此外,零件拾取工具24a-c可以是零件拾取工具的组合,使得组合的每个工具被设计为拾取不同大小的鞋零件。例如,零件拾取工具可以具有拾取较大的鞋零件的一个工具和拾取较小的鞋零件的另一个部分,使得零件拾取工具可以视为混合零件拾取工具。
在一个另外的方面,每个鞋制造设备16a-c可以包括零件附接工具30a-c,其操作以把鞋零件附接于彼此。例如,零件附接工具30a可以在零件14a已经放置至零件12a上之后把零件14a附接至零件12a上。零件附接工具30a-c可以应用各种附接方法和技术,例如粘附、缝合、超声焊接、热压、冷压等等。此外,每个零件附接工具可以基于待被耦合的零件具有不同的配置。即,零件附接工具30a可以具有与零件附接工具30b不同的配置。据此,在一个示例性的方面,一旦零件识别系统已经确定零件附接位置,那么零件附接工具30a-c可以用于以自动化的方式附接鞋零件。在一个方面,鞋零件被暂时地附接以保持用于下游加工的定位。
图1描绘了鞋零件12a-e可以运动经过一系列的制造工艺,通过这些制造工艺,其他的鞋零件(例如14a-h)可以被加入其中。例如,鞋零件12a-e可以被平坦地布置在表面18a-d上,使得鞋零件14a-h被放置在鞋零件12a-e的面向鞋面的表面上。即,在一个示例性的方面,鞋制造设备16a-c可以用于把鞋零件12a放置至表面18a或托盘21b上以及用于把鞋零件14a-h相对于鞋零件12a定位。
如在图1中描绘的,系统10可以包括一个或多个零件支撑表面18a-d,零件支撑表面18a-d可以在鞋零件被定位为待由鞋制造设备16a-c处理时支撑鞋零件12a-e。为了例证性的目的,箭头19a-c被描绘以指示鞋零件在其从一个鞋制造设备运动至另一个的可能的方向。据此,站可以沿着由箭头19a-c描绘的路径建立。
零件支撑表面18a-d可以包括各种非运动表面,例如桌子或工作台。据此,零件12a-e可以被手动地从一个位置转移至下一个位置,以便后续由零件制造设备处理。此外,零件支撑表面18a-d可以包括一系列的可运动的表面,例如以自动化的方式把鞋零件从一个位置转移至下一个位置的传送器。在图1中描绘的表面18a-d的矩形路径仅是示例性的,并且表面18a-d可以按任何构型布置,其可以包括更多的或更少的表面。
系统10可以还包括鞋零件被放置在其上的支撑托盘21a-b。托盘21a-b在各种情况中可以是有帮助的。例如,托盘可以帮助便于鞋零件从一个运动的传送器18d转移至另一个运动的传送器18a。此外,托盘可以具有辅助把鞋零件保持在期望的位置的各种特征。例如,托盘的顶侧可以具有帮助防止鞋零件滑动的一定量的粘性。此外,托盘的顶侧可以接收销或其他的暂时的紧固件,这些紧固件定位为穿过鞋零件以把鞋零件保持就位。在另一个方面,托盘可以具有在其整个范围内间隔布置的一系列的孔,使得在托盘的下侧生成的吸附力可以被施加于被定位在托盘的顶侧的鞋零件。在鞋零件正在被鞋制造设备16a-c处理时,以这样的方式(即在托盘的下侧)采用的吸附力可以帮助把鞋零件保持在期望的位置。并且,可以利用吸附力以辅助鞋制造设备16a-c对鞋零件的被动释放。
在一个示例性的方面,所采取以把鞋零件固定于托盘的步骤可以与由零件拾取工具24a-c进行的释放或放置协调地定时和执行。即,如上文描述的,零件拾取工具24a-c可以被动地释放鞋零件,或可以主动地对鞋零件施加力或压力,以把鞋零件放置在期望的位置处。据此,可以对施加于托盘以把鞋零件保持在托盘上的位置的吸附或其他的实施措施进行定时,以允许鞋零件从零件拾取工具转移至托盘。
如上文描述的,系统10可以包括一个或多个组装站,其被布置在可以是至少部分自动化的组装线中。图1描绘了三个示例性的站,以及代表用于其他可能的站的位置标志的框5。据此,虽然在图1中仅描绘了三个站,但是系统10可以包括另外的站。此外,三个描绘的站是示例性的,并且系统10可以还包括更少的站。
系统10可以还包括一个或多个热压机70和一个或多个冷压机72。热压机70和冷压机72可以按任何顺序布置以实施期望的鞋零件组装。例如,热压机70和冷压机72可以在任一个侧部零件支撑表面18a-d对准以帮助更快的组装。热压机70施加的热量可以还激活定位在包括鞋零件12e的一组零件之间的粘性元件。通过把压力施加于零件12e和热激活元件二者,该一组零件可以被压制为鞋零件的更紧凑的层。在热压机70之后,接着可以把冷压机72施加于零件12e,来使粘性元件固化和/或固定,由此把该一组零件保持在一起。
系统10可以包括多种其他的制造设备或阶段74。例如,系统10可以包括使鞋零件的手动或自动化的检查成为可能的质量控制站。系统10可以还包括这样的站,在该站处,零件12e与另一个鞋零件组装或附接至另一个鞋零件。此外,系统10可以包括鞋零件12e被抛光、模塑、切割、装饰和/或进一步加工的站。
在一个另外的方面,站74可以代表从表面18a-d或从托盘(例如21a-b)移除鞋零件。例如,可以移除零件以与其他相似的零件堆叠,或转移该零件至执行其他的鞋制造工艺的另一个鞋零件制造系统。据此,鞋零件可以在站74处被提升离开托盘(例如21a-b)。在一个示例性的方面,鞋零件可以使用热熔的类型来构建,其可以粘附于托盘或其他的支撑鞋零件的表面。据此,托盘21a-b可以具有用于把托盘21a-b固定或安置于表面18a-d以及用于帮助防止鞋零件粘附于托盘的机制或特征。在一个示例性的方面,托盘可以具有凸缘或其他的结构元件,这种结构元件可以用于在鞋零件被拾取离开托盘时把托盘保持向下(即紧贴支撑表面例如18a-d)。
系统10可以执行各种方法和步骤。通常,第一鞋零件12a可以定位在支撑表面18a或21b上并且定位在第一制造站处,其中第一鞋零件在支撑表面上实质上是平坦的。此外,第一自动化零件拾取工具24a可以把第二鞋零件14a放置在第一鞋零件的顶部上,并且第一自动化附接工具30a可以把第二鞋零件附接于第一鞋,由此形成第一鞋零件和第二鞋零件的组合件(例如12b)。如在本申请全文中使用的,术语“附接”可以意指永久的附接或暂时的附接以保持用于下游加工的定位。在进一步的步骤中,组合件被移动至第二制造站(如由零件12b描绘的),使得第二自动化零件拾取工具24b把第三鞋零件14b或14c放置在第一鞋零件和第二鞋零件的组合件12b的顶部上。然后,第二自动化附接工具30b可以把第三鞋零件附接于第一鞋零件和第二鞋零件的组合件。
系统10也可以执行其他的方法。例如,支撑表面18a-d(例如传送器)可以把托盘21a-b运动到接收鞋零件(例如12a)的位置。零件识别系统可以识别零件12a并且确定零件12a在区域32a内的位置和取向。基于该位置和取向,可以确定其他鞋零件的放置位置和附接位置。零件识别系统可以确定零件14a的标识、位置和取向。零件14a可以由工具24a拾取,由零件26a-b转移至放置位置,并且由工具30a附接在附接位置处。零件12b对被组装为鞋零件的零件12a和零件14a提供了示例性图示。
一旦组装好,那么鞋零件12b可以由表面18a-d转移至邻近鞋制造设备16b的另一个位置。据此,零件识别系统可以确定零件12b的标识以及零件12b在区域32b内的取向和位置。基于该标识、位置和取向,可以确定其他的鞋零件14b-e的相应的放置位置和相应的附接位置。零件识别系统可以确定零件14b-e的标识和取向。零件14b-e可以然后相继地由工具24b拾取,相继地转移至相应的放置位置,并且相继地由工具30b附接在相应的附接位置处。零件12c对组装为鞋零件的零件12b和零件14b-e提供了示例性图示。鞋零件12c可以转移至后续的站(例如接近鞋制造设备16c),以共同地操纵和组装该鞋零件和另外的零件(例如14g和14h)。例如,鞋零件12e对包括相似于12a和14a-h的零件的组合件提供了示例性图示。
现在参照图2,描绘了在其中可以执行各种鞋制造工艺的系统110。系统110包括各种自动化制造设备和工具,其可以用于,除了别的以外,定位和组装鞋零件。例如,鞋零件112和114可以由鞋制造设备116转移以及组装。图1描绘了多个鞋制造设备16a-c,而图2描绘了单一的鞋制造设备116。据此,图2的系统110可以是图1的较大的系统10内的站。例如,图2的鞋制造设备116可以执行图1中描绘的鞋制造设备16a的功能。
图2中的要素可以被相对通用地表示,从而适合于图2的示意图的情境并且适合于本文提供的描述。例如,鞋零件112、114和设备116是相对通用的形状,这样做是为了示例性的和解释性的目的。然而,这些要素可以包括各种其他的形状、大小、构型等等,并且仍然可以与图2以及本文提供的描述一致。例如,零件112和114可以相似于在图2中描绘的零件12a和14a。
据此,鞋零件112和114可以包括相同或不同的类型的柔性材料,例如织物、皮革、TPU材料等等。鞋零件112和114可以是已完成的鞋和/或其部件的物理结构,例如可以用于在鞋制造工艺期间接合鞋部件的粘合剂(或其他的附接工具)。在一个示例性的方面,鞋零件112和114代表鞋面的不同的工件,其在模塑鞋面之前被组装以用于附接到其他的鞋零件。
图2描绘了系统110可以包括各种制造站,例如第一制造站118、第二制造站120和第三制造站122。制造站可以提供各种功能,例如储存鞋零件、使鞋零件可用于供其他的工具获取、以及支撑正在组装的鞋零件。例如,第二制造站120和第三制造站122可以使鞋零件114和112可用于被获取和转移至第一制造站118。此外,第一制造站118可以用作这样一种组装站,在该组装站处,组装鞋零件112和114。虽然在站120和122处仅描绘了一个零件,但是每个站也可以在相同的时间支撑多个零件。据此,图2的站118、120和122可以(分别)执行图1的支撑表面18、馈送站20a和馈送站20b/c的功能。
制造站可以包括各种制造支撑设备。例如,制造站可以包括固定的支撑表面,例如桌子、工作台等等。此外,制造站可以包括把一个或多个鞋零件从一个位置转移至另一个位置的可运动的支撑表面。具有传送器皮带的传送器设备是可运动的支撑表面的一个例子。例如,站120和122可以包括把鞋零件112和114移动至获取区域的传送器设备,从获取区域,鞋制造设备116获取鞋零件112和114。此外,站118可以包括传送器设备,该传送器设备把一个或多个鞋零件沿着组装线运动,由此允许一个或多个鞋零件经过各种鞋制造步骤(例如组装、模塑、压制、质量控制等等)。
系统110可以具有其他的鞋制造设备和工具,例如鞋制造设备116,其可以包括在下文描述的工具124、126a-d、128、和130。鞋制造设备116可以提供各种能力。例如,鞋制造设备116可以拾取鞋零件112和114并且把鞋零件112和114转移至各种位置。在一个示例性的方面,鞋零件112和114可以运动到摄像机(例如134c或134d)的视场中。此外,鞋零件112和114可以转移至另一个制造站。
据此,鞋制造设备116可以包括集成到单一的鞋制造设备的多个工具。包括鞋制造设备116的多个工具中的每个工具可以提供一个或多个相应的功能,使得多个工具配合地操作以执行鞋制造设备116的任务。在一个示例性的方面,鞋制造设备116包括拾取工具124、零件转移工具126a-d、发光工具128和/或零件附接工具130。如已经指示的,对这些工具124、126a-d、128、和130中的每个工具的描绘可以是通用的,使得每个工具可以根据本发明的更具体的方面包括可选择的形状、大小、构型和部件。
示例性的零件拾取工具124可以用于从制造站拾取一个或多个零件。据此,零件拾取工具124可以通过以各种方式在零件上操纵或工作来拾取一个或多个零件,例如通过抓紧或夹紧、挖出、粘附和/或把吸附力施加于零件进行拾取。据此,零件拾取工具124可以包括用于实施暂时地拾取零件、在零件正在运动的同时保持零件、以及当零件被定位在期望的位置处时释放零件的期望方式的各种部件。例如,零件拾取工具124可以包括用于紧握或抓紧鞋零件的机器人爪。可选择地,示例性的零件拾取工具124可以包括真空工具,真空工具把足以拾取零件的吸附力施加于该零件。在另一个方面,零件拾取工具124可以包括电磁部件和/或发黏的/粘性的部件。
在一个方面,零件拾取工具124包括在美国专利申请第13/299,934号中描述的零件拾取工具,其名称为MANUFACTURING VACUUM TOOL,具有律师案卷编号NIKE.162096,并且其整体通过引用并入本文。例如,零件拾取工具124可以包括具有多个孔的板,如在美国申请第13/299,935的图1和5-15中描绘的。此外,零件拾取工具124可以用于拾取具有多种特性或特性的组合(例如刚性的、可锻的、多孔的、非多孔的等等)的鞋零件。此外,零件拾取工具124可以用于拾取和定位至少部分由皮革、聚合物、织物、橡胶、泡沫、网格和/或类似物构建的零件。在一个另外的方面,零件包括预层压的组合物(例如热熔的组合物),在零件拾取工具拾取、转移和放置零件时,这种组合物便于零件附着到零件拾取工具。
示例性的零件转移工具126a-d可以用于把各种物品在系统110的整个范围内转移和定位。在本发明的一个方面,示例性的零件转移工具126a-d可以转移和定位其他工具(例如零件拾取工具124和零件附接工具130),这些其他工具可以与零件转移工具126a-d集成到鞋制造设备116。例如,零件转移工具126a-d可以把零件拾取工具124相对于站120和122定位在使零件拾取工具124能够拾取鞋零件的取向。在另一个实施例中,零件转移工具126a-d可以把零件附接工具130相对于站118定位在使零件附接工具能够耦合被定位在站118处的鞋零件的取向。在本发明的另一个方面,零件转移工具126a-d可以将已经由零件拾取工具124拾取的鞋零件转移至另一个位置。例如,当零件拾取工具124拾取任一个零件112或114时,零件转移工具126a-d可以调动以使零件112或114能够被定位在站118处。
在图2中描绘了箭头127a-f,以图示零件转移工具126a-d可以运动的示例性的方向。据此,零件转移工具126a-d可以在箭头127a-c的方向往复运动,并且可以在箭头127d-f的方向旋转运动。箭头127a-f仅是示例性的。据此,零件转移工具126a-d可以以各种方式转移零件,例如通过采用可伸缩的构件、液压臂和/或关节接合部的组合。此外,用虚线描绘了零件转移工具140,以图示零件转移工具126a-d可以移动至的另一个位置,例如当零件转移工具把鞋零件从站120或122移动至站118时的另一个位置。
示例性的与鞋制造设备116集成的发光工具128可以用于照亮鞋零件的至少一个部分。例如,发光工具128可以作为前光,当鞋零件112和114定位在相应的站处时,该前光照亮各个鞋零件。此外,发光工具128可以作为背光,来照亮零件拾取工具124获取和保持的鞋零件。在美国申请第13/288,856中提供了发光工具或装置的示例性的特性和目的的其他的描述,该申请的名称为AUTOMATED IDENTIFICATION OF SHOE PARTS,与律师案卷编号NIKE.162095相关联,并且其整体通过引用并入本文。例如,系统110可以还包括发光装置138a-f,在下文更详细地描述。
示例性的零件附接工具130可以用于把一个或多个鞋零件附接至另一个鞋零件上。据此,零件附接工具130可以包括用于实施附接零件的期望方式的部件,所述方式例如为缝合、粘附、焊接、热压和/或任何其他的适合于附接鞋零件的附接方法。例如,零件附接工具130可以包括用于在待连接的零件上的期望位置处进行缝合的自动的缝合工具。可选择地,示例性的零件附接工具130可以包括超声焊接工具,其将足以把零件焊接于另一个零件的频率施加于该零件。在另一个方面,示例性的零件附接工具130可以应用热焊接或压制。
在一个方面,零件附接工具130可以包括在美国专利申请第13/299,908号中描述的零件附接工具,其名称为MULTI-FUNCTIONAL MANUFACTURING TOOL,与律师案卷编号NIKE.162500相关联,并且其整体通过引用并入本文。例如,零件附接工具130可以包括通过参考数字200标识的并且在所述美国申请第13/299,908号的各个图中描绘的超声焊接器。据此,零件附接工具130和零件拾取工具124可以组合为集成的功能单元。
系统110可以还包括零件识别系统,零件识别系统分析鞋零件的图像或扫描图以确定鞋零件的各种特性。例如,零件识别系统可以分析图像以确定零件的大小、形状、颜色、厚度、标识、对质量控制措施的遵从性、位置、旋转、距其他零件的距离等等。此外,零件识别系统可以用于指示其他的鞋制造装置(例如116)应当在制造工艺中操纵零件的方式,例如把零件附接于另一个零件、旋转、切割、抛光、上色、印刷、喷雾、定制、模塑等等。在一个示例性的方面,零件识别系统可以用于确定定位在制造站(例如118、120和/或122)处的鞋零件(例如112和/或114)的标识,以及用于确定鞋零件的在轴线132所标识的维度坐标系(二维(2-D)坐标系和/或三维(3-D)坐标系)内的取向(例如几何位置和旋转量)。
据此,示例性的零件识别系统可以包括一个或多个图像记录器134a-f(例如摄像机),图像记录器134a-f可以定位为遍及系统110并且可以与计算装置136通信。当执行零件识别系统的功能时,图像记录器可以记录鞋零件的图像,其描绘鞋零件的2-D表示,并且被分析以导出各种信息。图像记录器134a-f仅是示例性的,并且图像记录器134a-f的数量、位置和/或取向可以超出图2中图示的实施例变化。
零件识别系统可以还包括发光工具128(其在上文被描述为集成到制造设备116中的工具)以及发光装置138a-f。可以利用发光装置128和138a-f,以在记录图像时向鞋零件提供某些照亮效果。例如,发光装置可以提供鞋零件和周围环境(例如背景)之间的对比度,由此使鞋零件的边界更容易在图像中检测到。
发光装置138a-f代表可以定位在遍及系统110的各个位置处的发光装置(例如白炽灯泡、荧光装置、LED或任何其他的能够发光的装置)。据此,发光装置138a-f可以定位为向鞋零件提供各种发光效果。示例性的发光效果可以是前光或背光。例如,当鞋零件112在站122处时,发光装置138a可以在摄像机134a或134b记录鞋零件112的图像时提供背光效果。此外,发光装置138c可以向在站122处的零件112提供前光。在图2中描绘的发光装置138a-f仅是示例性的,并且发光装置138a-f的数量、类型和位置可以变化。
在一个示例性的方面,零件识别系统记录的图像被通信至计算装置136。计算装置136可以例如通过分析图像并且把指令提供至鞋制造设备来帮助执行各种操作。计算装置136可以是单一的装置或多个装置,并且可以与系统110的其余部分物理地成一体,或可以与系统的其他部件物理地分立。计算装置136可以使用任何介质和/或协议与系统110的一个或多个部件交互。计算装置136可以位于紧邻于系统110处或与系统110的其他的部件远离。
在一个示例性的方面,计算装置136可以帮助分析图像并且从其导出信息。例如,计算装置136从图像导出的信息可以包括鞋零件的标识以及鞋零件相对于2-D几何系统的取向。取向可以包括2-D几何坐标系中的几何坐标(例如x值和y值),以及鞋零件在2-D几何坐标系中被旋转的量。
在一个另外的方面,计算装置136可以使用从图像导出的信息指示鞋制造设备116,例如通过向鞋制造设备116通知相对于2-D坐标系132的零件取向并且通知鞋零件应当被转移至的新的零件取向来指示鞋制造设备116。例如,在系统110中,鞋制造设备116可以把零件115附接于零件113,两个零件都用虚线视图描绘。即,零件112和零件113可以是在系统110中的两个不同的位置处描绘的同一个零件,并且零件114和零件115可以是在系统110中的两个不同的位置处描绘的同一个零件。
据此,计算装置136可以首先确定零件112/113的标识以及零件112/113在站118处的取向。基于零件112/113的标识以及零件112/113在站118处的取向,计算装置136可以确定零件114/115可以被转移至的在2-D几何坐标系中的取向142。此外,计算装置136可以确定附接点,在附接点处,零件附接工具130将把零件114/115附接于零件112/113。此外,图2图示了零件114的旋转可以与零件115的旋转不同,由此描绘了第三取向可以包括除了几何坐标之外的旋转量。
据此,在本发明的一个方面,零件识别系统可以包括在美国专利申请第13/299,856号中描述的2-D零件识别系统中的某些或全部,该美国专利申请的名称为AUTOMATEDIDENTIFICATION OF SHOE PARTS,与律师案卷编号NIKE.162095相关联,并且其整体通过引用并入本文。
现在参照图4,流程图描绘了可以在系统110中实施的以自动化的方式制造鞋零件的方法410。在描述图4时,还参照图2。此外,可以在计算装置(例如136)执行存储在计算机存储介质上的计算机可执行的指令的集合时实施方法410或其至少一部分。
在步骤412,方法410可以包括把第一鞋零件定位在第一制造站处,其中零件识别系统确定第一鞋零件的第一标识并且确定第一鞋零件相对于二维(2-D)几何坐标系的第一取向。例如,鞋零件113可以例如通过传送器设备或通过鞋制造设备116定位在站118处。零件识别系统可以分析鞋零件113的图像以确定鞋零件113的标识以及鞋零件113定位在站118处时的取向。如上文描述的,鞋零件113的取向可以包括在2-D几何坐标系132中的几何坐标以及旋转量。鞋零件113的图像可以由摄像机134a-f中的任何一个捕获,这取决于在捕获图像时鞋零件113定位在何处。
方法410可以还包括,在步骤414,从第二制造站获取第二鞋零件,其中零件识别系统确定第二鞋零件的第二标识并且确定第二鞋零件相对于2-D几何坐标系的第二取向。例如,鞋零件114可以由设备116获取,或者在(例如通过使用摄像机134a或134b)记录零件114的图像之后,或者在记录零件114的图像之前(例如当设备116把零件114定位在摄像机134c的视场中时通过使用摄像机134c记录零件114的图像之前)。在任一个方案中,可以分析该图像以确定零件114的零件标识和零件114的零件取向。
在步骤416,零件制造设备可以用于把第二鞋零件(例如也与零件115一样用虚线表示的零件114)从第二取向转移至第三取向,第三取向是基于第一取向和第一标识确定的。即,如上文描述的,一旦已经识别和定位零件113,那么零件识别系统可以确定零件115应当被设置的取向(例如142)。此外,在步骤418,转移第二零件的零件制造设备(例如116)可以用于把第二鞋零件附接于第一鞋零件。
参照图3,描绘了另一个示例性的系统210,在其中可以实施自动化的鞋制造工艺。系统210包括各种自动化的制造设备和工具,其可以用于定位和组装鞋零件等。例如,系统210可以用于把一个或多个鞋零件211-214从站218和220转移至站222。此外,系统210可以用于把一个或多个鞋零件211-214附接至定位在站222处的鞋零件215a-b上。在这些方面,鞋零件211-214可以相似于图1的鞋零件14b-f。此外,站218和220可以相似于图1的站20d-f,并且站222可以相似于表面18a。
据此,虽然图1描绘了多个鞋制造设备16a-c,但是图3描绘了单一的鞋制造设备216。据此,图3的系统210可以是图1的较大的系统10内的站。例如,图3的鞋制造设备216可以执行在图1中描绘的鞋制造设备16b的功能。此外,系统210可以包括与系统110相似地起作用的某些部件,例如各种鞋制造站、发光装置、图像记录器和鞋制造设备。
虽然系统110和210可以共享相似的部件,但是系统210的部件可以与系统110中描述的要素不同地操作。例如,系统110和210可以被布置在系统10(图1)内的不同位置处并且可以被配置为组装不同的鞋零件。
在图3中,系统210可以包括鞋制造设备216,其相似于在图2中描绘的设备116。例如,鞋制造设备216可以包括零件拾取工具224、零件转移工具226a-d、发光装置228和零件附接工具230,它们以合作的方式执行相应的功能以实施设备216的任务。此外,箭头227a-f描绘了设备216可以调整和运动以把工具或零件转移至系统210内的各个位置的方向。
然而,因为鞋零件211-214可能需要与(图2的)鞋零件112和114不同地加工,所以与鞋制造设备216相关联的工具可以以与设备116中不同的方式起作用。例如,鞋零件211-214可以具有与鞋零件112和114不同的特性,使得系统210包括与系统110不同的操作、功能和部件。例如,鞋零件212可以包括相对于鞋零件112或114的不同的大小、构型、构造、目的等等。据此,系统210可以以与系统110中不同的方式拾取、转移、附接以及执行与零件212有关的制造工艺。
在一个示例性的方面,鞋零件211-214可以包括比系统110中的零件小的尺寸。据此,零件拾取工具224可以包括单一孔的或二个孔的真空工具,例如在上文提到的美国申请第13/299,934号的图22中描绘的示例性的工具,所述美国申请的名称为MANUFACTURINGVACUUM TOOL,具有律师案卷编号NIKE.162096,并且其整体通过引用并入本文。在另一个示例性的方面,零件拾取工具224可以包括单一孔的或二个孔的真空工具,以及具有多个孔的板。这样的示例性的混合零件拾取工具可以用于拾取具有比单独的单一孔的或二个孔的工具或板类型的工具宽的尺寸范围的零件。在另一个方面,零件拾取工具224和零件附接工具230可以被集成到单一的头部。
在本发明的一个另外的方面,鞋零件211-214中的某些或全部可以在零件附接于基部零件(例如215a)时以匹配零件211-214的构型的方式定位在站218和220处。据此,拾取工具224可以以把零件保持在构型中的方式同时拾取多个零件;在保持构型的同时转移零件;并且然后在保持构型的同时把零件放置在基部零件上。例如,具有多个孔的板类型拾取工具可以用于在把零件保持在构型中的同时一次拾取多于一个零件。在另一个方面,多个单一孔的或二个孔的拾取工具可以用于一次拾取多于一个零件。
可以应用各种技术以把鞋零件211-214中的某些或全部布置在站218和220处,以在附接于基部时匹配零件的构型。例如,可以使用被编程从而以预确定的构型切割鞋零件的自动切割工具来切割鞋零件211-214。示例性的自动切割工具可以包括多个零件成形模具,零件成形模具被布置在自动切割工具上以匹配预确定的构型,使得当零件成形模具压到大块材料中时,切割出的零件被布置为匹配预确定的构型。在另一个方面,另一个零件制造设备(例如相似于216)可以用于把零件211-214以预确定的构型放置在站218和220处。
在本发明的另一个方面,从站218和220移动鞋零件211-214中的某些或全部,并将其附接于零件215a-b的组合件。据此,系统210的零件识别系统可以执行零件选择协议,零件选择协议确定指示设备216相继转移鞋零件的顺序。例如,协议可以确定以预确定的顺序转移和附接零件211-214。可选择地,协议可确定可以按任何顺序转移和附接零件211-214。在另一个方面,协议可以确定零件211-214可以被转移的顺序由站218和220之间的每个零件的位置决定。例如,协议可以指示设备216以使从站218或220至站222的最高效率的运动路径(例如最小的距离和最小的旋转)成为可能的顺序转移零件。
现在参照图5,流程图描绘了可以在系统210中实施的以自动化的方式制造鞋零件的方法510。在描述图5时,还参照图3。此外,可以在计算装置236执行存储在计算机存储介质上的计算机可执行的指令的集合时实施方法510或其至少一部分。
块512描绘了把第一鞋零件定位在第一制造站处的步骤,其中零件识别系统确定第一鞋零件的第一标识并且确定第一鞋零件在二维(2-D)几何坐标系内的第一取向。例如,鞋零件215a和215b可以包括定位在制造站222处的第一鞋零件。即,鞋零件可以还包括鞋零件的组合件。据此,图像记录器234a和/或234b可以记录零件215a和215b的组合件的图像,该图像被分析以确定组合件的标识和组合件相对于2-D几何坐标系232的取向。据此,零件识别系统可以为了识别目的以及在确定取向时把零件215a和215b的组合件作为单一的零件对待。
块514描绘了相继地从一个或多个制造站获取第二鞋零件和第三鞋零件的步骤,其中零件识别系统确定第二鞋零件和第三鞋零件的各自的标识并且确定第二鞋零件和第三鞋零件在2-D几何坐标系内的各自的取向。例如,鞋零件212可以由设备216获取,其中鞋零件212的图像在获取之前由摄像机234c或234d捕获或在获取之后由摄像机234e或234f捕获。鞋零件212的图像可以由零件识别系统分析以确定鞋零件212的相应的标识和相应的取向。然后,可以获取鞋零件211,并且可以分析零件211的图像以确定鞋零件211的相应的标识和相应的取向。
块516描绘了使用零件制造设备相继地把第二鞋零件和第三鞋零件从各自的取向转移至各自的后续取向,其二者都基于第一取向和第一标识来确定。继续上文的实施例,如果首先获取了零件212,那么设备216,并且更具体地,工具226a-d,可以用于把零件212从零件212的在图像被记录时的相应的取向转移至后续的取向,后续的取向通过零件212的虚线视图246图示。246所描绘的后续的取向可以基于零件215a和215b的组合件的取向确定。此外,如果零件211第二个被获取,那么设备216可以然后把零件211从零件211的相应的取向转移至后续的取向,后续的取向通过零件212的虚线视图248图示。通过248描绘的后续的取向可以基于零件215a和215b的组合件的取向来确定。
块518描绘了使用相继地转移第二鞋零件和第三鞋零件的零件制造设备把第二鞋零件和第三鞋零件附接于第一鞋零件。例如,设备216的零件附接工具230(其也可以使用工具224和226a-d转移零件211和212)可以把零件212和211以取向246和248(分别地)附接于零件215a和215b的组合件。即,拾取工具224可以(例如通过去除吸附力)释放零件212,该零件212使用零件附接工具230以取向246附接到了零件215a。然后,拾取工具224可以按取向248获取、转移和释放零件211,在该点零件211由零件附接工具230附接。
虽然方法510被描述为一系列相继的步骤,但是可以从一个或多个制造站同时获取第二鞋零件和第三鞋零件。在该方面,零件识别系统确定第二鞋零件和第三鞋零件的各自的标识和取向。零件制造设备可以然后把第二鞋零件和第三鞋零件同时从各自的取向转移至各自的后续取向,其二者都基于第一取向和第一标识来确定。第二鞋零件和第三鞋零件可以然后被相继地或同时附接于第一鞋零件。
据此,已描述了可以包括系统10的至少一个部分的系统110和210。系统110和210的部件可以以各种方式互换和组合以使具有宽范围的特性的鞋和鞋零件的制造成为可能。例如,鞋制造设备16c可以包括关于设备16a和16b描述的零件的各种组合。可选择地,鞋制造设备16c可以包括不同的工具。
在一个示例性的方面,零件拾取工具24c(或在“N站”5中的零件拾取工具)可以包括设计为拾取中等大小的鞋零件的中等拾取工具。中等拾取工具可以按各种方式配置以实现期望的功能。在一个示例性的方面,中等拾取工具包括与关于拾取工具24a描述的板相似的板。然而,如果拾取工具24a设计为比拾取工具24c拾取更大的鞋零件,那么拾取工具24c的板可以比拾取工具24a的板小。上文提出的美国申请第13/299,934号的图19-21描绘了更小的板的一个例子,该申请也通过律师案卷编号NIKE.162096标识。
在另一个示例性的方面,零件拾取工具24c(或在“N站”5中的零件拾取工具)可以包括拾取工具的组合,使得拾取工具可以能够拾取大小在一定范围的鞋零件。例如,零件拾取工具可以包括单一孔的或二个孔的拾取工具(如关于拾取工具24b描述的)和具有带多个孔的板的拾取工具二者的组合。据此,组合拾取工具(即混合拾取工具)可以能够拾取小的鞋零件和中等的/大的鞋零件二者。
如上文描述的,我们的技术可以包括,除了别的以外,方法、系统或存储在一个或多个计算机可读介质上的指令集。存储在计算机可读介质上的信息可以用于指导计算装置的操作,并且在图6中描绘了示例性的计算装置600。计算装置600仅是合适的计算系统的一个例子,并且不意图表明对关于发明方面的用途或功能的范围的任何限制。计算系统600也不应当被解释为具有对关于所图示的部件的任何一个或组合的任何依赖性或要求。此外,本发明的方面也可以在分布式计算系统中实践,其中任务由通过通信网络联接的分离的或远程的处理设备进行。
计算装置600具有直接地或间接地耦合以下部件的总线610:存储器612、一个或多个处理器614、一个或多个呈现部件616、输入/输出端口618、输入/输出部件620、和示例性的电源622。总线610代表可以是一种或多种总线(例如地址总线、数据总线或其组合)。虽然为了清楚性的目的使用线示出了图6的各种块,但是实际上,划界各种部件不是如此清楚的,并且打个比方,线将更精确地是灰色的并且模糊的。例如,处理器可以具有存储器。
计算装置600典型地可以具有多种计算机可读介质。通过实例并且非限制的方式,计算机可读介质可以包括随机存取存储器(RAM);只读存储器(ROM);电可擦除可编程只读存储器(EEPROM);闪速存储器或其他的存储器技术;CDROM、数字通用光盘(DVD)或其他的光学的或全息的介质;磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他的磁存储设备,载波或任何其他的可以用于编码期望的信息并且被计算装置600访问的介质。
存储器612包括以易失性的和/或非易失性的存储器的形式的有形的计算机存储介质。存储器612可以是可移除的、不可移除的或其组合。示例性的硬件设备是固态存储器、硬盘驱动器、光盘驱动器等等。
计算装置600被描绘为具有一个或多个从各种实体例如存储器612或输入/输出部件620读取数据的处理器614。示例性的由处理器读取的数据可以包括计算机代码或机器可用的指令,其可以是计算机可执行的指令例如程序模块,被计算机或其他的机器执行。通常,程序模块例如例程、程序、对象、部件、数据结构等等是指执行特定的任务或实施特定的抽象数据类型的代码。
呈现部件616把数据指示呈现至用户或其他的设备。示例性的呈现部件是显示设备、扬声器、打印部件、发光部件等等。输入/输出端口618允许计算装置600逻辑地耦合于其他的设备,包括输入/输出部件620,其中的某些可以是内置的。
在鞋制造的上下文中,计算装置600可以用于确定各种鞋制造工具的操作。例如,计算装置可以用于控制零件拾取工具或把鞋零件从一个位置转移至另一个位置的传送器。此外,计算装置可以用于控制把一个鞋零件附接(例如焊接、粘附、缝合等等)于另一个鞋零件的零件附接装置。
描绘的各种部件以及未示出的部件的许多不同的布置是可能的,而不偏离下文的权利要求的范围。已经以例证性的而非限制性的意图描述了我们的技术的示例性方面。可选择的方面将在阅读本公开内容之后并且因为阅读本公开内容对阅读者变得明显。可以完成实施上文提到的内容的可选择的手段,而不偏离下文的权利要求的范围。某些特征和子组合具有实用性并且可以被采用,与其他的特征和子组合无关,并且被设想为在权利要求的范围内。
Claims (20)
1.一种用于以自动化的方式制造鞋零件的方法,所述方法包括:把第一鞋零件定位在第一制造站处,其中零件识别系统确定所述第一鞋零件的第一标识并且确定所述第一鞋零件的第一取向和第一位置;从第二制造站获取第二鞋零件,其中所述零件识别系统确定所述第二鞋零件的第二标识并且确定所述第二鞋零件的第二取向;使用零件制造设备把所述第二鞋零件从所述第二取向转移至第三取向,所述第三取向基于所述第一取向和所述第一标识来确定;以及使用转移所述第二鞋零件的所述零件制造设备暂时地把所述第二鞋零件附接于所述第一鞋零件,以保持用于下游加工的定位。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一鞋零件由所述零件制造设备定位在所述第一制造站处。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一鞋零件由传送器定位在所述第一制造站处。
4.根据权利要求1所述的方法,其中每个取向包括在2-D几何坐标系中的相应的坐标点以及相应的零件旋转量。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述零件识别系统通过分析所述第一鞋零件的描绘该第一鞋零件的二维表示的图像确定相对于所述2-D几何坐标系的所述第一取向。
6.根据权利要求1所述的方法,其中通过所述零件制造设备转移所述第二鞋零件包括:把所述第二鞋零件从第二取向几何坐标移动至第三取向几何坐标,并且把所述第二鞋零件的旋转量从第二取向旋转量调整至第三取向旋转量。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述零件制造设备包括零件拾取工具、零件转移工具和零件附接工具,所述零件拾取工具、所述零件转移工具和所述零件附接工具被集成为单一的零件制造设备。
8.根据权利要求1所述的方法,还包括:把所述第一鞋零件和所述第二鞋零件的组合件转移至第三制造站;在所述第三制造站确定所述组合件的第三标识以及所述组合件的第四取向,所述第四取向描述所述组合件的第四取向几何坐标和所述组合件的第四取向零件旋转量;从第三制造站获取第三鞋零件,其中所述零件识别系统确定所述第三鞋零件的第三标识并且确定所述第三鞋零件的第五取向;使用另一个零件制造设备把所述第三鞋零件从所述第五取向转移至第六取向,所述第六取向基于所述第四取向和所述第三标识来确定;以及使用转移所述第三鞋零件的所述另一个零件制造设备暂时地把所述第三鞋零件附接于所述组合件以保持用于下游加工的定位。
9.一种用于以自动化的方式制造鞋零件的系统,所述系统包括:第一制造站,第一鞋零件被定位在所述第一制造站处;第二制造站,第二鞋零件被定位在所述第二制造站处;零件识别系统,所述零件识别系统使用与计算机存储介质通信的处理器确定所述第一鞋零件的第一标识和第一取向并且确定所述第二鞋零件的第二标识和第二取向;以及零件制造设备,所述零件制造设备把所述第二鞋零件转移至第三取向,(A)其中所述零件识别系统基于所述第一标识和所述第一取向确定所述第三取向,并且(B)其中所述零件制造设备把所述第二鞋零件附接至所述第一鞋零件上。
10.根据权利要求9所述的系统,其中所述第一制造站和所述第二制造站包括各自的传送器。
11.根据权利要求9所述的系统,其中所述零件识别系统包括记录所述第一鞋零件和所述第二鞋零件的各自的图像的一个或多个图像记录器,并且其中所述各自的图像包括被分析以确定各自的标识和各自的取向的二维表示。
12.根据权利要求11所述的系统,其中所述一个或多个图像记录器被固定于所述零件制造设备。
13.根据权利要求11所述的系统,其中所述零件制造设备在所述第二鞋零件的图像被记录时把所述第二鞋零件定位在图像记录器的视场中。
14.根据权利要求9所述的系统,其中所述零件制造设备包括零件拾取工具和零件附接工具。
15.根据权利要求14所述的系统,其中所述零件拾取工具被配置为把所述第二鞋零件放置在所述第一鞋零件上,使得所述第二鞋零件在被放置在所述第一鞋零件上时实质上是平坦的。
16.根据权利要求9所述的系统,其中所述零件制造设备包括真空工具和超声焊接器。
17.根据权利要求9所述的系统,还包括布置在相应的制造站处的一个或多个另外的零件制造设备,其中所述零件制造设备和所述一个或多个另外的零件制造设备被布置在自动化组装线中,所述自动化组装线以自动化的方式制造鞋面的至少一部分。
18.一种用于以自动化的方式制造鞋零件的方法,所述方法包括:把第一鞋零件定位在支撑表面上并且定位在第一制造站处,其中所述第一鞋零件在所述支撑表面上实质上是平坦的,并且其中零件识别系统确定所述第一鞋零件的第一标识并且确定所述第一鞋零件的第一取向和第一位置;通过第一自动化零件拾取工具把第二鞋零件放置在所述第一鞋零件的顶部上,其中所述零件识别系统确定所述第二鞋零件的第二标识并且确定所述第二鞋零件的第二取向,并且其中第一自动化附接工具把所述第二鞋零件附接于所述第一鞋零件,由此形成所述第一鞋零件和所述第二鞋零件的组合件;把所述第一鞋零件和所述第二鞋零件的所述组合件移动至第二制造站,其中第二自动化零件拾取工具把第三鞋零件放置在所述第一鞋零件和所述第二鞋零件的所述组合件的顶部上;以及通过第二自动化附接工具把所述第三鞋零件附接于所述第一鞋零件和所述第二鞋零件的所述组合件。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述第二鞋零件在被放置在所述第一鞋零件的顶部上时实质上是平坦的,并且其中所述第三鞋零件在被放置在所述第一鞋零件和所述第二鞋零件的所述组合件的顶部上时实质上是平坦的。
20.根据权利要求18所述的方法,其中所述第一鞋零件、所述第二鞋零件和所述第三鞋零件包括鞋面的至少一部分。
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