CN110037385B - 用于鞋部件的自动化加工的材料处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于鞋部件的自动化加工的材料处理系统。通过以自动化方式执行各种鞋制造工艺来提高鞋或鞋的一部分的制造。适合于在自动化鞋制造工艺中使用的材料处理系统具有导引轨道和第一可移动保持元件以及第二可移动保持元件，每个保持元件具有用于在制造工艺期间接合部件或部件叠层的夹持元件。

Description

用于鞋部件的自动化加工的材料处理系统

本申请是申请日为2016年04月22日，申请号为201610257116.2，发明名称为“用于鞋部件的自动化加工的材料处理系统”的申请的分案申请。

技术领域

本文的方面涉及鞋的自动化制造。更具体地，各方面涉及以自动化方式组装和缝合鞋部件，例如共同形成鞋面的一部分或全部的鞋部件。

背景

制造鞋通常需要多个组装步骤，例如将数个鞋部件切割、形成、组装、粘附和/或缝合在一起。完成这些步骤，例如大量依赖手工完成的那些步骤的一些方法可能是资源密集的，并可能具有高的变化速率。自动化组装已经被描述，然而，用于组装其它物品的工艺和机械可能不足以组装鞋，这对于缝合工艺和其它连接工艺提出了各种挑战。例如，鞋的鞋面可以包括难于均匀缝合的厚的、致密的材料，特别是对于复杂的形状。而且，鞋缝合要求相对较高程度的精度，以既保持可预测的合体性又确保两只鞋成对地匹配。

鞋的鞋面可以包括功能性的、美学的，或两者的缝合，并且未能实现高程度的准确性的布置和缝合的均匀性可能使鞋易于过早失效或在美学上是不可接受的。例如，在给定的部件内，而且部件之间均匀性是期望的以确保装饰性缝合在一双鞋的两只鞋上是一致的。当然，例如，为了确保鞋面不从鞋的鞋底或鞋舌分离，以及确保鞋面的任何分离的部件不会彼此无意地分离，功能性的缝合也应当是均匀的。同时，用于构造鞋面的材料可能容易受到来自用于组装高耐磨或没有显著的美学价值的物品，例如，航海防水布的自动化装备的损伤、磨损，或其它的破坏。对鞋面材料的破坏可能是美学上不可接受的，或可能妨碍鞋的鞋面的功能性特性，例如，水分的透过性。

仍然需要在组装期间改善组装，特别是缝合工艺的准确度和精度的自动化鞋组装系统、工艺以及方法。

概述

本概述提供本公开的高层面概述并且介绍了在下文的详细描述中进一步描述的概念的精髓。本概述不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不旨在孤立地用作帮助确定所要求保护的主题的范围。

简言之且高水平地，除了其它事项以外，本公开还描述了例如通过缝合以自动化的方式组装和连接鞋的部件。以自动化方式组装和缝合鞋部件的示例性系统可包括各种部件，例如制造站、传送机构、视觉系统和共享的控制系统。示例性的系统和系统部件在例如各自在2014年1月23日提交的美国专利申请第14/162,271号和美国专利申请第14/162,275号中被描述，该两个申请据此通过引用以其全部并入本文。

例如，单独的鞋部件(例如，共同形成鞋面组件的全部或一部分的鞋部件)可根据预设的相对位置在堆叠站处被提取并被临时组装以形成部件叠层(part stack)。部件和/或部件叠层可以被提取，其中鞋部件的相对定位被维持，并放置在缝合机处以用于经由部件的缝合更永久的附接来形成鞋组件和/或装饰性缝合。该提取装置可以包括材料处理系统(material handling system)或可以将部件或部件叠层传送至材料处理系统。材料处理系统在部件或部件叠层放置在缝合机处之前、之时，或之后可以接合部件或部件叠层。该材料处理系统在所有的缝合工艺或一部分缝合工艺期间可以保持与部件或部件叠层接合。

在组装和连接工艺的一些部分中，使用可以维持部件相对于设备和/或相对于彼此的位置的方法，例如静态附接、减小的空气压力(即，“真空”)、其它空气排放技术、离心力等等来保持或移动部件可以是可接受的。在各种制造站、传送过程，和/或视觉检查位置处，以为部件的张力和/或位置提供更加直接的控制的方式夹持部件或部件叠层可能是期望的。作为示例，在缝合或其它连接操作期间，部件可以被物理地拉动、拖动或以可能导致部件或部件叠层的不期望的重新定位或重新张紧的方式的其它方式被操纵。例如，在缝合期间，由于缝合针和/或缝合线所施加的力，部件或部件叠层可能趋于移动、聚集、拉动，或自身折叠回来。如果该趋向不以部件之间的大体上相同的方式显现，这可能是线迹的整体性、放置，或外形的变化的来源。

示例性材料处理系统可以包括导引轨道。该导引轨道可以具有第一端部和第二端部。第一保持元件可以可移动地定位在沿该导引轨道的第一部分的路径中。第一保持元件沿第一保持元件路径可以是可移动的。该第一保持元件的路径可以在导引轨道的第一端部与第二端部之间延伸。导引轨道的第一部分可以从导引轨道的中点延伸至导引轨道的第一端部。第二保持元件可以可移动地定位在沿该导引轨道的第二部分的路径中。第二保持元件沿第二保持元件路径可以是可移动的。该第二保持元件的路径可以在导引轨道的第一端部与第二端部之间延伸。导引轨道的第二部分可以从导引轨道的中点延伸至导引轨道的第二端部。

每个保持元件可以包括第一夹持元件和相对的第二夹持元件。第一夹持元件相对于第二夹持元件可以是可移动的，或第二夹持元件相对于第一夹持元件可以是可移动的，或第一夹持元件与第二夹持元件两者相对于彼此可以是可移动的。

多轴机械臂可以与导引轨道联接。该多轴机械臂可以移动作为单元的材料处理系统。该材料处理系统可以包括用于移动第一保持元件的传动机构。该传动机构可以机械地接合第一保持元件。该传动机构可以沿第一保持元件路径有效地移动第一保持元件。第二传动机构可以机械地接合第二保持元件。该第二传动机构可以沿第二保持元件路径有效地移动第二保持元件。第一传动机构和/或第二传动机构可以是电传动装置、气动传动装置、液压传动装置，或带传动件。

第一保持元件路径可以是第二保持元件路径的镜像。任何一个路径或两个路径可以是线性的。第一保持元件的第一夹持元件和/或第二夹持元件的移动可以正交于第一保持元件路径。第二保持元件的第一夹持元件和/或第二夹持元件(作为单元的材料处理系统的第三夹持元件和/或第四夹持元件)的移动可以正交于第二保持元件路径。

用于以自动化方式制造鞋部件的系统可以包括制造站和材料处理系统。该系统还可以包括视觉检查系统。

用于制造鞋的方法可以包括使用材料处理系统接合部件或部件叠层。接合部件或部件叠层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叠层。接合部件或部件叠层还可以包括在部件或部件叠层已经被固定后使第一保持元件移动远离第二保持元件。该方法可以包括在制造站处在部件或部件叠层上执行组装操作。该方法可以包括从材料处理系统脱开部件或部件叠层。该组装操作可以包括铆接、粘接结合、附着结合、焊接、装订，或缝合中的一种或多种。该方法可以包括视觉检查部件或部件叠层。部件或部件叠层可以在组装操作之后进行视觉检查。在部件或部件叠层被视觉检查的同时，该材料处理系统可以与部件或部件叠层接合。该方法可以包括将部件或部件叠层移动至第二制造站。在部件或部件叠层被移动至第二制造站的同时，该材料处理系统可以保持与部件或部件叠层接合。

本公开还涉及以下方面：

(1)一种材料处理系统，所述材料处理系统包括：

导引轨道，其具有第一端部和第二端部；

第一保持元件，其沿所述导引轨道的第一部分在第一保持元件路径中是可移动的，所述第一保持元件路径在所述导引轨道的所述第一端部和所述第二端部之间延伸；

第二保持元件，其沿所述导引轨道的第二部分在第二保持元件路径中是可移动的；

所述第一保持元件包括第一夹持元件和相对的第二夹持元件，所述第一夹持元件与所述第二夹持元件中的至少一个相对于另一个是可移动的；并且

所述第二保持元件包括第三夹持元件和相对的第四夹持元件，所述第三夹持元件与所述第四夹持元件相对于彼此是可移动的。

(2)根据(1)所述的材料处理系统，还包括与所述导引轨道联接的多轴机械臂。

(3)根据(1)所述的材料处理系统，还包括第一传动机构，所述第一传动机构与所述第一保持元件机械地接合，所述第一传动机构沿所述第一保持元件路径有效地移动所述第一保持元件。

(4)根据(3)所述的材料处理系统，还包括第二传动机构，所述第二传动机构与所述第二保持元件机械地接合，所述第二传动机构沿所述第二保持元件路径有效地移动所述第二保持元件。

(5)根据(4)所述的材料处理系统，其中，所述第一保持元件路径与所述第二保持元件路径是镜像路径。

(6)根据(1)至(5)中的任一项所述的材料处理系统，其中，所述第一保持元件路径是线性的。

(7)根据(1)至(5)中的任一项所述的材料处理系统，其中，所述第一保持元件的移动独立于所述第二保持元件的移动。

(8)根据(1)至(5)中的任一项所述的材料处理系统，其中，所述第一夹持元件和/或所述第二夹持元件的移动正交于所述第一保持元件路径。

(9)根据(3)所述的材料处理系统，其中，所述第一传动机构包括电传动装置、气动传动装置、液压传动装置或带传动件。

(10)根据(1)至(5)中的任一项所述的材料处理系统，其中，所述第一保持元件路径从所述导引轨道的中点延伸至所述第一端部，并且所述第二保持元件路径从所述导引轨道的所述中点延伸至所述第二端部。

(11)一种用于以自动化方式制造鞋部件的系统，所述系统包括：

制造站，和

材料处理系统；

其中，所述材料处理系统包括：

导引轨道，其具有第一端部和第二端部；

第一保持元件，其沿所述导引轨道的第一部分在第一保持元件路径中是可移动的，所述第一保持元件路径在所述导引轨道的所述第一端部和所述第二端部之间延伸；

第二保持元件，其沿所述导引轨道的第二部分在第二保持元件路径中是可移动的；

所述第一保持元件包括第一夹持元件和相对的第二夹持元件，所述第一夹持元件与所述第二夹持元件中的至少一个相对于另一个是可移动的；并且

所述第二保持元件包括第三夹持元件和相对的第四夹持元件，所述第三夹持元件与所述第四夹持元件相对于彼此是可移动的。

(12)根据(11)所述的系统，还包括视觉检查系统。

(13)一种制造鞋的方法，所述方法包括：

使用材料处理系统接合部件或部件叠层，其中，接合所述部件或部件叠层包括第一保持元件与第二保持元件固定所述部件或部件叠层，然后将所述第一保持元件从所述第二保持元件间隔开；

在制造站处在所述部件或部件叠层上执行组装操作；和

通过从所述第一保持元件和所述第二保持元件释放所述部件或部件叠层而从所述材料处理系统脱开所述部件或部件叠层。

(14)根据(13)所述的方法，其中，所述组装操作包括铆接、粘接结合、附着结合、焊接、装订或缝合中的一种或多种。

(15)根据(14)所述的方法，其中，所述组装操作包括缝合。

(16)根据(15)所述的方法，还包括在所述组装操作后视觉检查所述部件或部件叠层。

(17)根据(16)所述的方法，其中，在所述部件或部件叠层被视觉检查的同时，所述材料处理系统与所述部件或部件叠层接合。

(18)根据(17)所述的方法，还包括将所述部件或部件叠层移动至第二制造站。

(19)根据(18)所述的方法，其中，在所述部件或部件叠层被移动至第二制造站的同时，所述材料处理系统保持接合所述部件或部件叠层。

(20)根据(13)至(19)中的任一项所述的方法，其中，所述第一保持元件包括第一夹持元件和相对的第二夹持元件，并且所述第一保持元件固定所述部件或部件叠层包括将所述部件或部件叠层布置在所述第一夹持元件与所述第二夹持元件之间，并且接近彼此移动所述第一夹持元件与所述第二夹持元件至更靠近，使得所述部件或部件叠层布置在所述第一夹持元件与所述第二夹持元件之间以将所述部件或部件叠层固定在所述第一夹持元件和所述第二夹持元件之间。

附图简述

下面参考附图详细描述了本公开的例证性方面，附图通过引用并入本文，并且在附图中：

图1是适合在用于以自动化方式组装和缝合鞋部件的系统中使用的示例性材料处理系统的透视图；

图2是适合在用于以自动化方式组装和缝合鞋部件的系统中使用的示例性材料处理系统的侧视图；

图3是例如那些在图1与图2中描绘的系统的示例性保持元件的侧视图；

图4是图3的示例性保持元件的侧视图，其示出了夹持臂的示例性移动；

图5是与示例性制造站有关的图1的示例性材料处理系统的透视图；

图6-7是示出使用材料处理系统的示例性方法的流程图；以及

图8是适合在用于以自动化方式组装和缝合鞋部件的系统中使用的示例性材料处理系统的透视图。

详述

本主题被具体描述以满足法定要求。但描述自身并不旨在界定什么被视为发明、哪个是权利要求所要求保护的。结合其它的现有技术或未来的技术，所要求保护的主题可以包括不同的元件或与本文件中所描述的元件类似的元件的组合。除非明确陈述，术语不应被解释为暗示了本文公开的各种元件之中或之间任何特定次序。

本公开涉及鞋部件的自动化组装和缝合，且特别地，涉及用于在鞋部件的组装和缝合的装置或系统中使用的材料处理系统。如上面提到的，以自动化方式组装和缝合鞋部件的系统可以包括各种部件，例如制造站、传送机构、视觉系统以及共享的控制系统。材料处理系统或一系列材料处理系统同这些子部件中的任何一个，特别地但不排他地，切割、成形，和/或连接鞋的部件的制造站一起可以是有用的。材料处理系统可以形成传送机构的一部分，从而在一个或多个制造站处和/或在一个或多个制造站之间维持与部件或部件叠层接合。材料处理系统可以与特定的制造站相关，从而接合用于单个制造操作或步骤的部件或部件叠层。材料处理系统在任何制造步骤或传送步骤的所有的或一部分的期间可以接合部件或部件叠层，或在制造步骤或传送步骤的一部分的期间可以接合部件或部件叠层，在制造步骤或传送步骤的一部分的期间可以脱离部件或部件叠层，以及在相同的制造步骤或传送步骤的一部分的期间可以重新接合部件或部件叠层。为了本公开的目的，当特定的任务已经完成时(例如，从较大的材料块切割下一部分、组装部件叠层，或缝合部件或部件叠层)，独立制造步骤结束，且当传送系统将部件或部件叠层(包括鞋面鞋组件或组装的鞋)传送至一件新的设备时，独立传送步骤结束，而不用考虑在任何一件特定的设备处传送机构是否完全从部件或部件叠层脱离。

材料处理系统可以特定地但不排他地用于涉及缝合或其它连接方法(例如，铆接；粘接结合或附着结合；热、超声或其它方式的焊接；装订；等)的制造操作。在这样的操作中，维持部件或部件叠层的位置和/或部件或部件叠层中的张力通常是重要的，且该操作自身可能趋于引起部件或部件叠层移动或部件或部件叠层中的张力变化。

图1描绘了示例性的、非限制性的材料处理系统10。如所示的，材料处理系统10包括两个步进电机20。步进电机20各自连接至主轴30，且主轴30各自连接至传动带40。保持元件50沿传动带40可移动地定位，保持元件50具有夹持臂60。如所示的，在传动带的一个上存在两个保持元件50，然而，在一些实施方案中，每个保持元件可以沿单独的传动带定位，或一个或多个保持元件可以固定至材料处理系统10，而不用连接至传动带，如图2所示的。还如所示的，保持元件50各自具有两个夹持臂60，上臂70以及下臂80。该夹持臂可以分叉(如叉或三叉)成两个，或三个，或更多部分。夹持臂60在尺寸和构型上示出为相似，然而，与特定的保持元件50相关的夹持臂60可以是不同的。作为示例，上臂70可以具有两个叉状物(prong)且下臂80可以具有一个叉状物。作为可选的示例，上臂70可以具有一个叉状物且下臂80可以具有两个叉状物。作为另一个示例，上臂70与下臂80的长度可以是不同的。其中，上臂与下臂是不对称的，它们可以居中或相对于彼此偏离中心。不同的保持元件50可以具有不同的夹持臂构型。例如，一个保持元件可以具有比另外的保持元件短的夹持臂。如图8中所示，中间保持元件50b具有比外部保持元件50a与50c短的夹持臂。可选地，保持元件50a可以具有比保持元件50b与50c短的臂，或保持元件50c可以具有比其它的保持元件短的夹持臂，或一个保持元件可以具有比其它的保持元件长的夹持臂，或所有三个保持元件可以具有不同长度的夹持臂。

回到图1，三个保持元件50被示出，然而，三个保持元件50不是必要的。两个保持元件50可以适当地执行，且如果需要，可以使用三个以上的保持元件50。例如，保持元件50的数量和在给定的应用中有用的夹持臂构型可能取决于部件或部件叠层的尺寸，在部件或部件叠层上将要进行的操作或多个操作，以及在部件或部件叠层上将要进行的操作或多个操作的位置和路径。例如，保持元件的不同数量和/或构型可以允许用于特定的部件和或部件叠层的不同缝合路径。换言之，不同数量的保持元件和/或不同长度的夹持臂在各方面可以被实施以适应可能被干扰或由干扰的保持元件和/或夹持臂导致操作是效率低的具体的操作(例如，缝合、焊接、粘合以及切割)。因此，在示例性方面中，如果工具路径或其它操作路径被部件遮挡或以其它方式被干扰，可以考虑改变、移除，或重新定位一个或多个部件以消除可能的干扰。

如图1中所示，步进电机20、主轴30、传动带40以及保持元件50全部被直接或间接地附接至导引轨道90。在可选的实施方案中，每个保持元件或保持元件的子组合可以附接至单独的轨道或多个轨道，或附接至可选的支撑件，例如机械臂、垂直板，或类似物。如所示，导引轨道90大致是线性的和平面的，然而，为特定的材料处理系统中的一个或至少一个或所有的保持元件提供弯曲的和/或非平面的导引轨道可能是期望的。

如图2中所示，传动带40可以移动以使保持元件100与110相对于彼此重新定位。传动带40与步进电机(在图2中未示出)一起使用以重新定位保持元件100与110。可以使用任何合适的传动机构，包括但不限于，电传动装置、气动传动装置、液压传动装置、带传动件，或它们的组合。如图2中所示，一组三个保持元件中的两个横向最外侧(相对于导引轨道90的中点)的保持元件100、110各自沿相同的轴线在相反的方向上移动大致相等的距离。第一保持元件100在第一保持元件路径中，朝向导引轨道90的第一外侧端朝外移动，且第一保持元件100可以沿第一保持元件路径或沿可选的路径在第二方向上朝内移动至其初始开始位置或甚至超过其初始开始位置。第二保持元件110在第二保持元件路径中，朝向导引轨道90的第二外侧端朝外移动，且第二保持元件110可以沿第二保持元件路径或沿可选的路径在第二方向上朝内移动至其初始开始位置或甚至超过其初始开始位置。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可以连接至传动机构，或者连接至保持元件120特有的传动机构，或连接至与另一个保持元件例如保持元件100或保持元件110共用的传动机构。作为材料处理系统10中的第三保持元件的保持元件120可以独立于保持元件100、110中的一个或两者移动，或可以与一个或多个其它的保持元件协同移动(例如，大致沿相同的路径，然而可能不移动相同的程度)。

在保持元件接合部件或部件叠层之前，保持元件从开始位置和/或导引轨道90的中点移动的绝对距离可以是大约相等的。保持元件可以由单独的电机在独立控制下驱动，以允许保持元件的对称或不对称的移动。例如，保持元件110可以比保持元件100移动的多或者少。在一些情况中，可能期望的是，在制造操作期间改变一个或多个保持元件的位置，以例如在该操作期间改变部件或部件叠层的仅一部分的位置或张力。例如，对于每个独立的部件或部件叠层，或对于一系列部件或部件叠层，保持元件(多个保持元件)的位置可以预先确定或可以在操作期间调节。例如，保持元件(多个保持元件)可以具有用于给定类型的鞋的固定的开始位置和终止位置。可选地，保持元件的位置可以基于例如，来自人类操作者或视觉控制系统的视觉观察被计算以用于给定的部件或一系列部件。需要实现部件或部件叠层中的期望的位置或张力的保持元件的移动可能非常小，甚至在一些情况中是肉眼注意不到的。在一些方面中，保持元件的移动可以比0mm大且比2mm小，或在包括端点在内的0.5mm和1mm之间。在另一个非限制性的可选的方面中，保持元件的位置可以被调节以将规定的力施加至部件或部件叠层，或实现部件或部件叠层中的规定的张力。如果需要，该材料处理系统可以装备有力测量设备(例如，弹簧或负荷传感器)以评估施加至部件或部件叠层的力，或部件或部件叠层内的张力。例如，力测量设备可以与电机20和/或与保持元件50的臂相关。换言之，保持元件50的移动可以基于由一个或多个保持元件50移动的距离来控制，或保持元件50的移动可以基于由保持元件(多个保持元件)的移动所产生的张力来控制。

如图2中所示，保持元件(多个保持元件)的移动可以是线性的，和/或在横向平面中可以是线性的。垂直和/或多轴移动也可以被考虑，且不同的保持元件可以在不同的路径和/或平面中移动。在一些实施方案中，两个或两个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动。尽管三个保持元件被示出和描述，但可以使用大于或等于两个的任何期望数量的夹持器。保持元件的初始的和进程中的间隔可以但并不必是等距的、对称的，和/或相对于导引轨道90或其它机构居中，且该间隔可以调节以在使用中适合特定的部件、工艺以及设备。在一些实施方案中，在接合部件或部件叠层之前、之中，或之后，保持元件被彼此不等地间隔可能是期望的。如果两个以上的保持元件被使用，另外的保持元件(多个保持元件)可以是移动的或固定的，且可以定位在其它保持元件之间或定位在其它保持元件的外部。

图3与图4示出保持元件50的侧视图。保持元件50具有平面的且对称的部件接触表面。如果需要，保持元件50可以装备有纹理表面，该纹理表面具有例如脊、任何形状或分布的凸起区域或凹陷区域、或齿，以帮助抓持部件或部件叠层。如果保持元件50是有纹理的，该纹理可以对应于部件或部件叠层的特征。保持元件50可以具有打开位置130和闭合位置140。在一些实施方案中，在操作期间调节闭合位置140，例如，以允许部件或部件叠层的有限的重新定位或重新张紧可能是期望的。例如，如果视觉观察识别未对齐，对部件或部件叠层进行重新定位或重新张紧可能是期望的。图4表明闭合位置140通过使上臂70下降来实现，然而，下臂80可以升起以会合上臂70，或两个臂可以朝向中心移动以实现闭合位置140。如果两个臂移动，该两个臂可以相对于臂之间的中心位置移动类似的距离，或一个臂可以比另一个臂移动的更远。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动以会合上臂70。当上臂70或下臂80围绕部件或部件叠层闭合时，另一个臂可以保持静止。如上面所讨论的，不同的保持元件可以关于初始和进程中的位置、尺寸、形状、移动性、纹理等以相同的方式或不同的方式来定位或构造。作为示例，下臂80可以具有矩形的轮廓，和/或下臂80可以具有平坦的底部。下臂80上的平坦底部可以帮助实现距工作表面，例如水平支撑件190(在图5中示出)的一致的间隙距离。

图5示出在示例性情境中的示例性材料处理系统10，其具有经由中间板160连接至导引轨道90的多轴机械臂150。在制造站180处，一系列三个保持元件50各自与部件170接合。如图5中所示，制造站180可以包括水平支撑件190。水平支撑件190可以支持制造操作或传送操作和/或可以帮助维持部件170的位置。在一些实施方案中，水平支撑件190可以构造成接触一个或多个保持元件50的下臂80的底部。在该构型中，水平支撑件190可以减少保持元件50围绕横向轴线的任何不期望的旋转的功能性影响和/或例如，可能由部件170的重量导致的保持元件50的变形。可选地，调平机构或水平仪(即，用于通过激光对准或使用液体中的气泡建立水平的线或平面的设备)可以附接至每个保持元件以确保与期望的水平平面的任何偏差是可容许的。作为另一个可选方案，保持元件50可以以限制旋转移动的方式固定至导引轨道90。在还有的另一个可选择方案中，保持元件50可以可旋转地联接至导引轨道90，且保持元件50的旋转位置可以被控制。保持元件的过度旋转或变形可能对部件或部件叠层的位置的定位或部件之间的均匀性产生负面影响。什么是过度的将取决于设备、部件或部件叠层的特征、正在执行的操作以及特定的操作的输出中的变化容差。在一些实施方案中，下臂80不接触制造站180或水平支撑件190的表面。将部件或部件叠层正好保持在制造站180或水平支撑件190的表面的上方可以减少来自下臂80和制造站180或水平支撑件190的相互作用的噪声，和/或可以改善工艺的控制和/或灵活性。例如，如果制造站180是缝合站，则下臂80接触水平表面190可能限制用于执行缝合操作的可利用的空间(高度)，和/或有助于部件或部件叠层中的褶皱形成。多轴机械臂150可以用于将接合部件170的材料处理系统10移动至其它制造站和/或检查站(未示出)，从而基本上使得多轴机械臂150与材料处理系统10的组合成为传送系统。可选地，如果使用多个站，指定的多轴机械臂150与指定的材料处理系统10可以仅与一个制造站180、与用于在不同的制造站和/或检查站之间移动部件170的单独的传送系统(未示出)一起使用。可选地，材料处理系统10可以保持接合，同时部件170通过单独的传送系统传送至不同的站。

当材料处理系统10接合部件170时，材料处理系统10在打开位置130使用夹持臂60接近部件170，从而将部件170布置在相对的上臂70与下臂80之间。夹持臂60移动至闭合位置140以将部件170固定在保持元件50中。第一保持元件100然后与第二保持元件110间隔开，这可以通过将第一保持元件100远离第二保持元件110移动、将第二保持元件110远离第一保持元件100移动，或将第一保持元件100与第二保持元件110远离彼此移动来实现。移动第一保持元件与第二保持元件增加了部件170中的张力，这有助于避免在制造站和检查站处的失误。例如，由部件或部件叠层上的保持元件产生的横向张力在缝合操作期间为部件或部件叠层与穿透部件的针之间的摩擦粘合提供阻力。在另一个示例中，横向张力可以帮助阻止部件或部件叠层折叠、聚集，或以其它方式阻止部件或部件叠层以可能导致部件在视觉检查站出现缺陷，或可能导致部件在另外的加工步骤中出现失误(例如，穿过不应该包括在特定的缝合路径中的折叠的下方的层的缝合)的方式的移动。夹持臂60可以朝向彼此在正交于保持元件路径的方向上移动，这可以减小夹持臂60对部件170中的横向张力的影响，从而允许使用保持元件路径对部件170中的横向张力进行更简单且更好的控制。

材料处理系统10通过使上臂70和下臂80彼此移开成打开位置130，或直到部件170落下、滑动，或部件170可以被拉动或以其它方式从夹持臂60移除而从部件170脱开。夹持臂60可以完全返回至打开位置130，或可以打开到打开位置130与闭合位置140的中间的位置。在一些例子中，在打开夹持臂60之前，朝向彼此移动保持元件100、110以缓解或完全释放部件170中的任何横向张力可能是期望的。材料处理系统10可以通过打开夹持臂60从部件170部分地脱开，使得部件170仍然布置在上臂70与下臂80之间，但部件170可以相对于夹持臂60移动或重新定位。

关于自动化组件和鞋部件的缝合，已经描述了该系统。可以使用如描述的材料处理系统组装的种类的鞋是广泛的，包括但不限于：跑步鞋、舞蹈鞋、篮球鞋、美式足球鞋、足球鞋、交叉训练鞋、棒球鞋、高尔夫球鞋、滑板鞋、滑雪鞋、网球鞋，工作室包裹鞋以及便鞋。所涉及的缝合可以是功能性的或美学的或两者。缝合可以作为单个制造操作，或作为两个或更多个制造操作来完成。例如，鞋面组件的部件可以在一个操作中在一个制造站处缝合，且鞋面组件的另一个部件可以在单独的操作中在另一个制造站处缝合。作为其它的示例，功能性缝合可以不同于美学缝合发生在单独的站处，或使用不同种类的线迹或线的功能性缝合和/或美学缝合可以在单独的站处或作为单独的操作发生。

鞋部件可以包括单一部件或多个组装的部件。例如，鞋部件可以包括材料，例如皮革、聚合物、织物、橡胶、泡沫、网眼织物、TPU(热塑性聚氨酯)，或它们的组合的一层或多层。而且，鞋部件可具有各种特征或特征的组合，例如刚性的、延展性的、多孔的、非多孔的，等。鞋部件可以包括例如在缝合之前，在组装期间促进一个部件粘附至另一部件的预层压成分，例如，热熔胶。在一个示例性方面中，鞋部件代表在模制该鞋的鞋面以用于附接至其它鞋部件之前待被组装的不同件的鞋的鞋面。本文描绘和描述的形状和组合仅仅是示例性的。

例如，在用于鞋部件的自动化组装和缝合的更大的系统中，材料处理系统可以是有用的。用于鞋部件的自动化组装和缝合的系统可以包括一个或多个制造站、一个或多个传送系统，和/或一个或多个视觉检查系统。组成用于自动化组装和缝合鞋部件的系统(“自动化鞋组装系统”)的所选定的站和系统可以包括手动操作，然而，站或系统中的至少一些是自动化的。在一些自动化鞋组装系统中，所有的子站和子系统是自动化的。自动化鞋组装系统可以包括用于制造完整的鞋的工艺，或可以包括用于组装例如鞋面组件的鞋的部件的工艺，或可以包括用于组装例如鞋头盖和鞋面前片，或鞋面，或鞋头盖(或内包头)、鞋面前片、鞋面、鞋眼(或可选的紧固件)的其它组合，以及类似物的鞋的部件的子部件的工艺。自动化鞋组装系统可以将用于以后组装的单个的、整体部件制备成鞋子组件或完整的鞋。例如，出于功能性的和/或美学的目的，整体鞋面组件或鞋面组件的部分可以在其连接至其它鞋部件之前被缝合。

制造站可以构造成执行独立的任务，例如，从原材料流切割鞋部件，或可以构造成执行任务的组合，例如，从原材料流切割鞋部件且将粘合剂施加至该鞋部件。示例性制造站可以提供原材料；从原材料切割、成形，或形成部件；堆叠或以其它方式临时组装部件；和/或将分立部件连接在一起以形成完整的鞋、鞋部件组件，或具有两个或更多的子部件的新的部件。这些仅仅是示例，且既没有必要包括所有的这些示例性站，可能的站也不限于这些示例。在一些系统中，制造站可以存在，但在某些鞋的制造中没有被使用。例如，当组装一种类型的鞋部件时，粘合剂施加站可以被使用，且当组装不同类型的鞋部件时，该粘合剂施加站可以不被使用。不同的鞋部件的组装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顺序使用相同的制造站的子组。

传送系统可以包括任何合适的部件移动装置，包括但不限于：机械臂、传送机、电机驱动转盘、X-Y平面移动台、X-Y-Z空间移动台，或它们的组合。传送系统包括拾取工具，该拾取工具可以包括材料处理系统或由材料处理系统组成。可选地，或除了材料处理系统外，传送系统可以包括或由抓持工具、铲取工具、基于静电的工具、空气排放或基于“真空”的工具，或它们的组合组成。示例性传送系统例如，在美国专利公布第2013/0127193A1号中被描述。

传送系统通过自动化鞋组装系统的不同的元件单独地或以2个或更多个部件或部件叠层的组的形式提取且重新定位部件或部件叠层。例如，传送系统可以从形成或修改部件或部件叠层的制造站，或从视觉检查站提取部件或部件叠层，且将该部件或部件叠层传送至另一个制造站或视觉检查站。视觉检查站可以构造成手动检查(例如，通过人类肉眼；或借助于小型放大镜；放大镜；光；光过滤器；包括静止相机或摄像机以及电荷耦合装置的成像系统，或它们的组合)或自动化检查(即，无需人的干预进行的检查，如通过对数字照片的计算机分析和与规范进行对比)。自动化的鞋组装系统可以包括一个以上的视觉检查站，且该视觉检查站(多个站)可以是手动的、自动化的，或如果存在一个以上的站，是手动和自动化的组合。视觉检查站可以用于检测部件或部件叠层的存在、位置、定向、尺寸，和/或形状。部件或部件叠层的位置和/或定向可以相对于传送系统、制造站、材料处理系统、另一个部件或部件叠层，或部件或它们的组合被评估。

来自视觉检查系统的信息可以用于中断对无法挽回地超出规格的部件或部件叠层的加工，或改变对超出规格的部件或部件叠层的进一步的加工。例如，来自视觉检查系统的信息可以手动地或自动地馈送至制造站处的缝合操作，以允许考虑到错位或其它可恢复的缺陷对缝合图案的修改。作为示例，部件或部件叠层的表征可以通过视觉系统在计算机的辅助下或不在计算机的辅助下与默认的缝合图案或预设的缝合图案进行比较。该默认的缝合图案可以虚拟地(例如，数字地)覆盖(例如，投射)在实际的部件或部件叠层的表征上，以允许计算机和/或视觉系统确定预设的缝合图案会导致超出可接受的变化范围的至少一个线迹的偏移。换言之，如果预设缝合图案从部件或部件叠层上的期望相对位置(例如，接近边缘或重叠位置)偏离，则预设缝合图案被确定为需要改变。计算系统和/或视觉系统可以产生用于特定的部件或部件叠层的改变的缝合图案，且该改变的缝合图案可以被部署在存储器中或与存储器相关以及保持在存储器(例如，在PLC或可选的计算系统中)中，以用于以后的使用。可选地，该计算系统和/或视觉系统可以产生用于传送机构的改变的路径或活动以对部件或部件叠层中的变化进行调节。

在鞋制造的情况下，计算设备可以用来确定各种鞋制造工具的操作。例如，计算设备可以用于控制部件拾取工具或将鞋部件从一个位置传送至另一个位置的传送机。此外，计算设备可以用于控制将一个鞋部件附接(例如，粘附、缝合等)至另一个鞋部件的部件附接工具。

图6与图7是使用材料处理系统制造鞋的示例性方法的流程图。图6示出了方法200，方法200包括接收部件或部件叠层210，其可以发生在暂存区域、在前的制造站、传送站，或视觉检查站处。部件或部件叠层在制造站或视觉检查站处由材料处理系统接合220，或部件或部件叠层被接合220且被传送至制造站或视觉检查站。在部件或部件叠层上执行操作230——例如，组装步骤、传送步骤，或视觉检查。任选地，该材料处理系统在执行操作(未示出)期间可以脱开，或脱开且重新接合部件或部件叠层。一旦操作完成，该材料处理系统可以从部件或部件叠层脱开240。图7示出了通过在材料处理系统从部件或部件叠层脱开240之前任选地添加的一个或多个另外的操作(多个操作)260的图6的方法的修改250。另外的操作(多个操作)260可以包括制造站之间的另外的传送(未示出)。如图6中的方法，该材料处理系统在执行任何一个或所有的另外的操作(多个操作)(未示出)期间可以任选地脱开，或脱开且重新接合部件或部件叠层。

所描绘的多种部件以及未示出的部件的许多不同布置是可能的，而不脱离下面的权利要求的范围。以例证性的而不是限制性的意图描述了本技术的示例性方面。在阅读了本公开后和因为阅读了本公开，对读者而言，本公开的可选的方面将变得明显。能够完成实施前面提到的可选择的方法而不脱离下面的权利要求的范围。某些特征和子组合具有效用，并可以被使用而不需要参考其它特征和子组合，并且预期处在权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种材料处理系统，所述材料处理系统包括：

第一电机和第二电机，所述第一电机连接到第一主轴，所述第二电机连接到第二主轴，其中所述第一主轴和所述第二主轴各自连接到传动带；

导引轨道，其具有第一端部和第二端部；

第一保持元件，其沿所述传动带可移动地定位且沿所述导引轨道的第一部分在第一保持元件路径中是可移动的，所述第一保持元件路径在所述导引轨道的所述第一端部和所述第二端部之间延伸；

第二保持元件，其沿所述传动带可移动地定位且沿所述导引轨道的第二部分在第二保持元件路径中是可移动的；

所述第一保持元件包括第一夹持元件和相对的第二夹持元件，所述第一夹持元件与所述第二夹持元件中的至少一个相对于另一个是可移动的，其中所述第一保持元件相对于所述第一夹持元件或所述第二夹持元件的移动方向正交地移动；并且

所述第二保持元件包括第三夹持元件和相对的第四夹持元件，所述第三夹持元件与所述第四夹持元件相对于彼此是可移动的。

2.根据权利要求1所述的材料处理系统，还包括与所述导引轨道联接的多轴机械臂。

3.根据权利要求1所述的材料处理系统，还包括第一传动机构，所述第一传动机构与所述第一保持元件机械地接合，所述第一传动机构沿所述第一保持元件路径有效地移动所述第一保持元件。

4.根据权利要求3所述的材料处理系统，还包括第二传动机构，所述第二传动机构与所述第二保持元件机械地接合，所述第二传动机构沿所述第二保持元件路径有效地移动所述第二保持元件。

5.根据权利要求4所述的材料处理系统，其中，所述第一保持元件路径与所述第二保持元件路径是镜像路径。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的材料处理系统，其中，所述第一保持元件路径是线性的。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的材料处理系统，其中，所述第一保持元件的移动独立于所述第二保持元件的移动。

8.根据权利要求1至5中的任一项所述的材料处理系统，其中，所述第一夹持元件和/或所述第二夹持元件的移动正交于所述第一保持元件路径。

9.根据权利要求3所述的材料处理系统，其中，所述第一传动机构包括电传动装置、气动传动装置、液压传动装置或带传动件。

10.根据权利要求1至5中的任一项所述的材料处理系统，其中，所述第一保持元件路径从所述导引轨道的中点延伸至所述第一端部，并且所述第二保持元件路径从所述导引轨道的所述中点延伸至所述第二端部。

11.一种用于以自动化方式制造鞋部件的系统，所述用于以自动化方式制造鞋部件的系统包括：

制造站，和

材料处理系统；

其中，所述材料处理系统包括：

第一电机和第二电机，所述第一电机连接到第一主轴，所述第二电机连接到第二主轴，其中所述第一主轴和所述第二主轴各自连接到传动带；

导引轨道，其具有第一端部和第二端部；

第一保持元件，其沿所述传动带可移动地定位且沿所述导引轨道的第一部分在第一保持元件路径中是可移动的，所述第一保持元件路径在所述导引轨道的所述第一端部和所述第二端部之间延伸；

第二保持元件，其沿所述传动带可移动地定位且沿所述导引轨道的第二部分在第二保持元件路径中是可移动的；

所述第一保持元件包括第一夹持元件和相对的第二夹持元件，所述第一夹持元件与所述第二夹持元件中的至少一个相对于另一个是可移动的，其中所述第一保持元件相对于所述第一夹持元件或所述第二夹持元件的移动方向正交地移动；并且

所述第二保持元件包括第三夹持元件和相对的第四夹持元件，所述第三夹持元件与所述第四夹持元件相对于彼此是可移动的。

12.根据权利要求11所述的用于以自动化方式制造鞋部件的系统，还包括视觉检查系统。

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