CN111343884A - 制造框 - Google Patents

Abstract

一种制造框(230)包括一或多个对准突片(330)。每一对准突片包括对准元件(340a)。所述对准元件与制造站处的对应对准元件(520a)相互作用，以由制造站(500)识别框的定位及定向。所述框以相对于所述框已知的定位及定向对挠性材料(205)进行支撑，进而使得制造站能够依据框上与制造站上的对准元件的相互作用而推断出框上的挠性材料的定位及定向。

Description

制造框

技术领域

本发明涉及一种用于在制造操作期间对材料进行支撑的框。更具体而言，本发明是涉及一种用于在一系列制造操作期间对挠性材料进行支撑的框。

背景技术

一些制造程序需要在实体上不同的制造站之间移动程序内(in-process)加工材料。此类站可执行循序操作，所述循序操作需要知晓材料的位置(location)，需要将材料固定以防止其相对于制造站和/或相对于彼此而移动，和/或需要将各部件张紧。该些功能可通过站特有的设备(例如与特定站相关联的夹子、钳子、销或其他装置)来提供，且可能是联合视觉系统或人类操作员而达成，以帮助在每一制造站处视需要在加工材料上放置标志(landmark)或确认标志在加工材料上的放置。作为另一选择，该些功能可由在特定站处对加工材料进行定位及操纵的人类操作员或机器人操作员提供。该些系统是笨重、复杂的，且尤其对于人类操作员而言，易于出现偏差、出错且具有造成损伤的可能性。

发明内容

本发明大体而言涉及一种制造框。所述框可用于在一系列制造操作期间对材料进行固定。使用二或更多个不同的制造站可为有必要或方便的。当移动加工材料时，可有必要相对于制造站确定加工材料的定位(position)。举例而言，必须将包括绗缝臂(quiltingarm)的制造站相对于加工材料上的标志(例如加工材料的边缘或加工材料中的开孔)进行定位，以恰当地放置接缝。作为另一实例，必须相对于加工材料以特定方式对包括裁切工具的制造站进行定位及定向，以将材料恰当地裁切成与所期望图案匹配。类似地，可期望将加工材料保持于特定张力下。举例而言，可期望将部件保持于中性张力下或松弛的或拉紧的。所揭示的框可在所期望张力下对挠性加工材料进行固定。所述框可为刚性的和/或抗扭的，以防止加工材料的张力和/或位置在制造操作期间发生改变。

所述框可包括对准突片(alignment tab)。所述对准突片可具有对准元件，所述对准元件被配置成与制造站处的对应对准元件相互作用。各对准元件协作，以将框的定位及框上的任何材料的定位告知制造站。因此，对准元件可用于为制造站界定起点(origin)且相对于所述起点对加工材料进行定位。如此一来，所述框使得加工材料能够在各制造站之间移动，而不必为了继续进行循序操作而重新评估加工材料的定位或对加工材料进行重新定位。对准元件可足以在不对加工材料进行视觉检验或重新定位的情况下对加工材料进行定位。

以下更详细地阐述所主张发明的该些及其他可能特征。

附图说明

本发明参照附图，在附图中：

图1示出根据本发明各方面的多种示例性鞋。

图2示出根据本发明各方面的示例性制造框。

图3A至图3H示出根据本发明各方面的示例性制造框的所选细节。

图4示出根据本发明各方面用于准备制造框以供在制造程序中使用的示例性流程图。

图5A至图5B示出根据本发明各方面的在制造框上的与制造站上的对应对准元件之间的示例性相互作用。

图6A至图6E示出根据本发明各方面使用制造框所执行的一系列示例性制造操作。

图7A至图7B示出根据本发明各方面的加工材料的示例性堆叠。

图8示出根据本发明各方面的加工材料的示例性堆叠。

图9示出用于在材料的相对两面上执行制造操作的示例性流程图。

图10A至图10D示出在材料的相对两面上执行的一系列示例性制造操作。

具体实施方式

对挠性材料(例如非织材料、织物及膜)的加工在制造期间可能是具有挑战性的。所述材料可在自身上或自身之下折回、以非期望方式发生垂坠、使定位移位、或者以其他方式阻挠在制造期间将部件保持于特定位点或定向的努力。该些材料的移动可例如在部件之间的接缝或接合点、裁切线及美观性上造成最终的缺陷。举例而言，若材料未相对于裁切刀片按预期的那样被定位，则部件可被裁切成错误的形状或大小。作为另一实例，若由二或更多种材料形成的堆叠中的材料已折叠至自身上且未在缝纫针或绗缝臂之下经过，则所述材料可能未被接合至堆叠中的任何其他材料。不在应有定位被胶合或缝合的被不恰当定位的部件可由于错位而为难看的或无功能的。

传统上为了保持小的和/或挠性部件的定位所作的努力一直是繁琐的，例如，此涉及部件至表面的基于真空或吸力的固定，涉及人类设备操作员或昂贵的视觉检验系统。该些方法中的一些方法可妨碍某些制造技术。举例而言，配备有真空或吸力的表面相对于一台特定制造设备(例如缝纫机)的运作面积而言可为非常大的。密实的连续表面亦可对要求工件之下具有余隙的一些装置造成机械干扰，或者甚至会阻止在工件的背侧上进行加工。

在一些方面中，揭示一种供在制造中使用的框。所述框具有长边及短边。所述框具有由所述长边与第二对置的长边、所述短边与第二对置的短边界定的周边。所述框包括自所述框长边延伸出的第一对准突片。所述第一对准突片包括对准元件。所述第一对准突片及所述对准元件使得能够将所述框以已知的位置定位于制造站处，以使制造程序在由所述周边界定的中心区域内进行。

所述框可包括第二对准突片，所述第二对准突片包括第二对准元件。若存在，所述第二对准突片可以与所述第一对准突片的定向相同的定向自所述框长边延伸出。所述第一对准突片可距所述框短边在150毫米(mm)之内。所述第二对准突片可距第二框短边在150毫米之内。所述第一突片的所述对准元件可与所述第二对准元件是关于所述框的中心轴线被对称地定位。所述第一突片的所述对准元件可与所述第二对准元件是关于所述框的中心轴线被不对称地定位。所述对准元件可自所述对准突片突出。所述对准元件可为所述对准突片的至少表面中的不连续处(discontinuity)。所述框可包括用于将材料固定于所述框内的张紧元件。所述框可包括用于将材料支撑于所述框内的支撑结构。所述支撑结构可为不连续的。

在一些方面中，一种供在制造中使用的框包括第一框。所述第一框包括固定至所述第一框的多个磁性元件。所述第一框包括固定至所述第一框的第一多个销，其中所述第一多个销是围绕所述第一框而定位以对跨所述第一框的中心区域延伸的材料进行固定。所述第一框包括延伸穿过所述第一框的第一开孔。所述框包括被配置成与所述第一框共延伸地配合的第二框。所述第二框包括固定至所述第二框的第二多个磁性元件。所述第一多个磁体与所述第二多个磁体被协作地定位以在呈所述共延伸配合构形时将所述第一框与所述第二框磁性吸引。所述第二框的密实部分被配置成当所述第一框与所述第二框呈所述共延伸配合构形时与所述第一框的所述第一开孔对准。所述框包括当所述第二框与所述第一框共延伸地配合时自所述框延伸出的对准突片。所述框可为直线性的。所述框可包含铝或钢。所述第一多个销可包括至少40个销。所述第一开孔可不延伸穿过所述第二框。

在一些方面中，揭示一种在由框保持的材料的相对两面上执行制造操作的方法。所述方法包括将所述框在第一制造站处定位成使得第一面是朝欲在所述第一制造站处执行的第一制造操作而定位。所述方法包括在自所述框延伸出的第一对准突片与所述第一制造站机械接合的情况下，将所述框在所述第一制造站处对准。所述方法包括在由所述框保持的材料的第一面上执行所述第一制造操作，其中所述材料的所述第一面与所述框的所述第一面是类似地被定向。所述方法包括将所述框在第二制造站处定位成使得第二面是朝第二制造站而定位，其中自所述框延伸出的所述第一对准突片与所述第二制造站机械接合。所述方法包括在由所述框保持的所述材料的第二面上执行第二制造操作。所述材料的所述第二面与所述框的所述第二面是类似地被定向。所述框的定向可在所述第一制造站与所述第二制造站之间不改变。执行所述第一制造操作可包括相对于所述对准突片来设定起点。所述第二制造操作可包括在不对所述第一制造操作的放置进行视觉确认的情况下相对于所述对准突片来设定起点。

所述的制造设备及方法可用于制造多种产品及产品中间组件。举例而言，制造框可用于生产服装、外套、可穿戴配饰(例如帽子及围巾)、一次性物品(例如鞋套及雨衣)、枕头及其他家居装饰品、以及其他含有纺织品、非织物、膜或其他薄的挠性材料的产品或产品组件。在一些方面中，所述设备及方法可用于生产鞋且更具体而言生产鞋帮。

甚至对于类似的鞋(例如，图1中所示的各运动鞋)，鞋帮的设计自制作角度来看亦可有显著变化。举例而言，虽然鞋100、120、140、160及180在形状及结构上类似，然而其具有使得进行不同的制造程序成为必要或更加便利的设计元素。举例而言，鞋100包括美观性元素(可能为缝线、印花、或附加材料)，以在鞋帮的脚踝开口下方及脚趾端处形成图案。相较之下，鞋120在鞋帮的设计的大部分中包括近乎均匀的织物。鞋140包括在鞋帮的脚跟部分及脚踝开口部分处形成设计的附加材料。鞋160包括形成反差的材料，所述材料被缝入至鞋帮的脚趾端中且沿着鞋帮的足中区及脚踝开口区被缝上。并且，鞋180包括具有方向性图案的单一材料，所述材料是以小的片块组合而成以跨鞋帮形成多方向图案。在该些设计中，即使鞋帮的大体图案保持恒定，组合程序有时亦会有显著变化。当然，随着鞋的结构(鞋带的定位，鞋舌的形状及附接，滚边(piping)、衬里(lining)或镶边(edging)的存在或不存在等)的变化，在制造程序中所需的改变的次数及量值可迅速增加。

图2示出可例如用于制作鞋帮或鞋帮的一部分的示例性制造框230。框230包括顶框200及底框220。顶框具有长边270及短边240。底框具有与顶框长边270共延伸的对应长边250及与顶框短边240共延伸的对应短边260。由于图2所示的框是直线性的(或者因各隅角是圆角而为近似直线性的)，因此顶框具有第二长边270a及第二短边240a，且底框具有对应的第二长边250a及对应的第二短边260a。然而，框可具有其他形状，包括但不限于椭圆形、正方形、三角形、不规则形状等。

视需要，框230可还包括定位于顶框200与底框220之间的支撑结构210。如图所示，支撑结构210是栅格或网格，其可便于进行某些制造操作，例如针绣(needlework)，如缝纫、刺绣、镶边等。视特定制造程序的要求而定，可期望具有不连续的表面，例如栅格或网格或者具有切口的表面，所述切口穿透框230的周边内的区域的部分。在其他情况下，可期望具有密实的支撑结构210。举例而言，支撑结构可便于进行加热(通过具有高的热流率(effusivity)、高的热传递系数，或者相反地具有低的热阻(thermal insulance)，通过感应加热，或者通过其他方式)或冷却，或者可充当用于音波熔接(sonic welding)的砧(anvil)。作为另一实例，支撑结构可为冲压操作或压花操作提供阻力。在又一些情况下，可不需要或不期望具有支撑结构210。如以下所述，支撑结构210可被设计成便于通过积层沉积(additive deposition)在框230内形成材料。在其他方面中，框可组合有层叠于顶框200与底框220之间的材料205。材料205被示出为层叠于支撑结构210之上(即，距顶框200更近)，但可定位于支撑结构210下面(即，距底框220更近)，或者若不使用支撑结构210，则直接定位于顶框200与底框220之间。应理解，材料205是以单数形式被阐述，但在制造程序开始时或随着制造程序继续进行，材料205可以是多种材料的积层体(laminate)、不同的层或其他混合体。材料205可为柔韧性的。亦即，若材料205在其自身重量下悬垂，则在织物垂坠性测试(fabric drape test)中，所述材料将不会保持于平面的±35°之内。

若被使用，则支撑结构210可为并入至产品中的传统材料(亦即，支撑结构210可为起始材料205)，或者支撑结构210可在对材料205进行加工和/或自框230和/或支撑结构210拆下成品部件或部件组件的过程中被毁坏，或者支撑结构210可为不并入至部件或部件组件中的可重新使用结构。示例性支撑结构210是由铁氟龙(Teflon)和/或玻璃形成的编织膜。其他的非限制的可适合用作支撑结构的材料包括玻璃纤维、松捻绣花线(embroideryfloss)、聚酯、有机棉、非织物、或其组合。若支撑结构210是具有低表面能且可克服垫片393、垫片390或垫片395(若被使用)而滑移的材料，则支撑结构210可通过缝纫、热结合、粘性结合等而接合至具有较高表面能的边缘材料或者将不太可能克服垫片而滑移的纹理化表面。

如图3A至图3H中所示，框230可具有多种嵌入式结构。举例而言，框230可包括一或多个顶出销(ejection pin)300。在一些方面中，顶出销300可存在于顶框200或底框220、或者顶框200及底框220中。如图所示，底框220包括顶出销300，而顶框200不包括顶出销300。参考编号360标示出顶框200上的与顶出销300突出的位置对应的平坦表面。如此一来，对顶出销300施加压力可通过将顶框推离底框而将顶框与底框分离。

框230可还包括一或多个对准销310。对准销310可存在于顶框200或底框220中，或者以互补样式存在于顶框200及底框220上(以使得顶框200与底框220能够配合)。如图所示，对准销310自底框220的上表面突出，且对应于顶框200中的孔370。此使得顶框200的下表面能够在对准销310与孔370对准时与底框220的上表面齐平地安放。孔370可以但未必完全贯穿顶框200的厚度。而是，孔370在顶框200中的高度应与对准销310相对于底框220的上表面的高度近似相同。各对准销310被示出为具有彼此相同的形状及大小，但可使用不同的对准销。举例而言，可使用高度和/或横截面不同的对准销，以确保各框是如所需要地定向。此外或作为另一选择，各对准销的放置可沿着框的一边或沿着框的不同边而有所不同。各对准销的间距可沿着框230的周边的一部分或沿着框230的整个周边是均匀的，或者可相对框230的中心线(沿着x轴线或y轴线)是不规则和/或不对称的。

可使用任何所期望数目的对准销310，少则整个框存在一个销或两个销，多则高达与框的尺寸相适合的数目的销。在一些方面中，对准销310可用于在框内将挠性材料进行定向和/或帮助将挠性材料固定。举例而言，材料可具有开孔或可被加工成形成开孔，所述开孔与对准销相配。在一些方面中，可期望具有相对高数目的销，例如多于30个销、或者至少40个销或46个销。对于一些加工材料及制造操作，少至2个销即可起作用，或者8个销或12个销可起作用。可期望围绕框230的周边将对准销310以介于60毫米与360毫米之间(端值包括在内)的间隔进行放置。若间隔是不规则的，则可期望将各销放置成分隔开不大于360毫米。若所述销是用于将材料在框内保持就位的主要固定机构，则销的数目相对高可帮助防止材料在制造操作期间移动，其中定位的相对小幅移位—大约为毫米级—有时可能会在产品或产品组件中造成缺陷。对准销亦可用于将支撑结构210(若被使用)对准。作为另一选择，支撑结构210可在不将支撑结构210安置于对准销上的情况下安放于底框220与顶框200之间，尤其但并非排他性地是在支撑结构210遍及框230内的区域350为均匀的(例如，均匀的网格或栅格、均匀的密实表面等)情况下。在支撑结构210是不连续的或具有不均匀图案、进而使得支撑结构210相对于框230的放置对于位置确定而言较重要的情况下，将支撑结构210中的一或多个开孔安置于一或多个对准销310上可为较有益的，如以下更详细地阐述。若支撑结构210和/或加工材料205被安置于对准销310上，则支撑结构210和/或加工材料205可安置于在框230上存在的所有对准销310上，或者可仅安置于对准销310的子集上。若支撑结构210及加工材料205被安置于对准销310的子集上，则支撑结构210及加工材料205可安置于对准销310的同一子集上、或者对准销310的不同的子集上、或者对准销310的交叠的子集上。

框可包括磁体320。磁体320可在顶框200与底框220中具有相反的极性，且可倾向于将顶框200固定至底框220。若使用磁体，则可期望使磁体具有足以在制造程序期间将框保持于一起的强度。若框欲被重新使用，则可期望使磁体具有足够有限以可将顶框与底框分离的强度，以在加工完成之后拆下部件或废料。此项技术中具有通常知识者应了解，该些界限取决于所使用的特定程序。举例而言，与在进行一些裁切操作或针绣操作时相较，在进行冲压操作或压花操作时，磁体可需要更强。作为另一实例，与在使用气动工具或机器来打开各框时相较，在人类操作员用手打开各框时，可期望使用相对更弱的磁体。亦可改变磁体的数目及间距，以达成底框220对顶框200的所期望吸引力。磁体的替代方案可充当框230的闭合件(closure)，包括但不限于螺丝、螺栓螺母(bolt-and-nut)、夹具(clamp)、结扣(tie)、锚(anchor)、钩环带(hook-and-loop tape)、粘合剂以及相似者。磁体适合于进行高效的自动化框组合与拆解，如以下更详细地阐述。

如图3A中所示，框230可包括一或多个支座(stand-off)305。支座305可用于当顶框200呈配合构形(如图3H中所示)时在顶框200与底框220之间的接合面398处形成固定的距离。使用支座305来形成固定的空间会防止材料205和/或支撑结构210在各框之间界定间距，进而得到一致性的框结构。由支座形成的距离可大于0且小于1毫米、或者介于1毫米与2毫米之间(端值包括在内)、或者大于2毫米，此视在框中使用的材料205和/或支撑结构210的性质而定。在不同的制造程序中或者对于不同的材料，可对原本同一个框230使用不同的支座305。

如在图3C及图3D中底框220的顶表面的分解图中所示，所述框可包括垫片395。图中示出垫片位于底框220的顶表面上，然而，垫片395可附装至顶框200的底表面，或者在底框220的顶表面及顶框200的底表面上均可存在垫片395。垫片可为能够压缩的，且可用于帮助将支撑结构210和/或加工材料205固定于框内。作为另一选择或另外，如图3C中所示，顶框200(或底框220，图中未示出)可沿着框的外表面具有凹槽或凹痕380。垫片390可被配置成以压入配合构形安放于凹痕380中，如图3D中所示。支撑结构210和/或加工材料205的一部分可至少局部地包绕于框230的外表面上，且垫片390可在支撑结构210和/或加工材料205之上安放于凹痕380内，如图3D中所示。垫片395和/或390可用于帮助对支撑结构210和/或加工材料205进行固定，且可帮助在制造操作期间调节加工材料205上的张力。垫片可尤其适用于但非排他性地适用于在使用相对低数目的对准销的情况下或者在为了容置一或多个对准销310在加工材料205中形成开孔而使加工材料205可能易于撕裂或拆散的情况下，对加工材料205进行固定。在一些实施例中，可如图3D中所示将单件式框230(即，不具有单独的顶框及底框)与垫片一起使用，以将材料205和/或支撑结构210固定至框230，或者作为另一选择，在一些情况下，可通过使用垫片390将材料205和/或支撑结构210固定至底框220而仅使用底框220且不使用顶框200。图3D中的垫片390被示出为实心杆，但可为空心的(例如，管)，且可围绕框230的周边是连续或不连续的。可为垫片390(或者垫片395或垫片393)使用任何适合的材料，包括但不限于橡胶(包括乳胶、布纳橡胶(BUNA)及腈橡胶)、聚丙烯、聚硅氧、金属、发泡体、氯丁橡胶、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，PTFE)、聚碳酸酯、乙烯基材料、聚乙烯、耐纶(nylon)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)、热塑性聚胺酯(thermoplastic polyurethane，TPU)、聚异戊二烯及其组合。

如图3A及图3B中所示，对准突片330自底框220延伸出。对准突片330可自顶框200或底框220延伸出，或者可定位于各框之间且通过垫片395或390固定就位，或者可通过围绕顶框200及底框220中的一者或两者进行压入配合被固定就位，或者可以其他方式被固定至已组合框(例如，通过螺丝、螺栓、粘合剂、油灰(putty)、磁体等)。对准突片330包括至少一个对准元件，且如图所示，在对准突片330上包括两个对准元件340a、340b。同一突片上的对准元件可为相同的或不同的类型(例如，销、开孔、其他机械紧固件、粘合剂、钩环紧固件等)，且同一框上的不同突片上的对准元件可为相同的或不同的类型。

可使用多于一个对准突片330，其中每一对准突片330具有至少一个对准元件。若使用多于一个对准突片330，则附加对准突片可自框的同一边(例如，长边270、相对的长边270a、短边240、相对的短边240a、或者底框220的对应的边)延伸出或者自框的不同边或自框的所有边延伸出。若放置于同一边上，则可接近所述边的相对两端而放置二或更多个对准突片330。举例而言，长边270或250上的第一对准突片可接近短边240或260(例如距短边在200毫米之内、或者距短边在150毫米之内、或者距短边在100毫米之内)而放置。长边270或250上的第二对准突片可接近短边240a或260a(例如距短边在200毫米之内、或者距短边在150毫米之内、或者距短边在100毫米之内)而放置。若使用多于一个对准突片，则各对准突片可具有相同结构，且可以类似的或不同的方式被定向(例如，向上突出、向下突出、侧向突出、向上开孔、向下开孔、侧向开孔)。若使用多于一个对准突片，则对准突片和/或其对准元件可相对框230的中心线(在x方向上或在y方向上)是对称的，或者可以不对称的方式被定位。

对准元件可自对准突片330突出。举例而言，对准元件可为销或杆。不那么显著的突出部亦应起作用，然而，销或杆可在对对准元件的接合中增加精确度。作为另一选择，对准元件可为对准突片330的表面中的开孔或不连续处。对准突片330上的对准元件可由制造站上的对准元件接合。举例而言，如图5中所示，框230可具有两个对准突片330a、330b，所述两个对准突片330a、330b具有与制造站500上的对准元件520a、520b对应的对准元件。在对准突片上的对准元件是突出部的情况下，制造站上的对准元件可为制造站的表面中的开孔、不连续处或孔，所述开孔、不连续处或孔的大小及构形适于接纳或接合对准突片330上的突出部。在对准突片330上的对准元件是开孔或不连续处的情况下，如制造站500上所示，对准元件520a、520b可为突出部(例如销、杆)，所述突出部的大小及定位适于接合对准突片330上的开孔或不连续处。可使用其他对应的对准元件来使对准突片上与制造站上的对准元件接合，包括钩环紧固件、选择性粘合剂(包括内聚粘合剂(cohesive))、螺母螺栓、螺丝等。基于销的接合系统具有以下优点：相对精确—开孔的大小及形状可适于接纳特定销且保持销的定位几乎没有变化；并且相对快速地进行接合及脱离—销被定位于开孔之上(或者开孔被定位于销之上)且降入或滑入就位，或者自开孔中升起或远离开孔以进行脱离。

可如图4所示来准备框230以供在制造程序中使用。框230可由人类操作员手动进行准备。然而，可期望使用自动化程序来准备所述框。在此种情形中，可将框230放置于组合/拆解机器中，此被示出为组合/拆解程序400中的步骤410。可通过组合/拆解机器上的对准元件来接合框230上的对准突片330，此被示出为步骤420。在步骤430处，可使组合/拆解机器中被配置成与框230中的一或多个顶出销300对准的销上升，以将顶框200与底框220分离，例如，通过超过框230中磁体320的吸引力。若使用替代闭合件，则可需要附加的和/或同时发生的步骤，以使闭合件脱离，例如，通过旋松螺丝或螺栓、解开结扣、松开夹具等。

在步骤440处，自底框220拆下顶框200。自底框220拆下顶框200是使得顶框200的下表面与底框220有距离。在一些情况下，此距离可仅足以在顶框200与底框220之间拆下或增添材料。在其他情况下，可将顶框200远离底框220移动，或者将底框220远离顶框200移动，或者甚至可自组合/拆解机器临时拆下顶框200。在步骤450处，可自框拆下所述框中自先前制造操作而剩余且不再期望留在所述框内的任何材料205和/或支撑结构210，若材料205和/或支撑结构210与对准销310接合，则包括拆自对准销310拆下。被拆下的材料可为来自先前制造操作的成品或成品组件，或者可为来自先前制造操作的废料(例如，若在将框移动至组合/拆解机器之前，于制造站处已自框拆下了成品或成品组件)。当然，若框是新的或者框内不具有材料，则可不需要进行步骤450且视需要不需要进行步骤430及440。

在步骤460处，可将新的材料205和/或支撑结构210放置于框中。将材料205和/或支撑结构210放置于框中可包括将材料205和/或支撑结构210安置于框230中的一或多个对准销310上。若来自先前制造操作的支撑结构210将被再次使用，则支撑结构210可在组合/拆解程序期间保持处于原位。若预期使支撑结构210在对框的组合/拆解期间保持处于原位，则支撑结构210可具有与框230对应的顶出销或孔以便于打开框230，或者作为另一选择，可具有孔或切口(例如，支撑结构210的周边中的不规则处(irregularity))，以使得支撑结构在顶出销或孔附近不存在且不会影响对框的打开。

一旦新的材料205和/或支撑结构210被放置于框上，便将顶框200配合至底框220(若使用顶框200)。亦即，可将顶框200放置于底框220中的对准销310的顶部上，或者作为另一选择，可将顶框200中的对准销310放置于底框220上。可将顶框200抵靠底框220进行按压。此种按压可用于压缩顶框200与底框220之间的任何垫片395、材料205和/或支撑结构210至足以使闭合系统接合，所述闭合系统(例如，磁体320)将在制造操作期间使顶框200与底框220保持于一起。在一些配置中，将不需要将顶框200与底框220按压于一起。举例而言，磁体或基于结扣的闭合系统可在不对框施加单独的力的情况下将各框组件牵拉于一起。

顶框200可使用舌槽结构(tongue-and-groove structure)装配至底框220中，如图3F至图3H中所示。如图所示，在顶框200上示出的舌392装配至底框220上的凹槽394中。然而，所述舌可被置于底框220上，且凹槽可被置于顶框200上。可在凹槽394内放置内垫片393。当将舌392在材料205和/或支撑结构210之上放置至凹槽394中时，内垫片393受到压缩，以施加倾向于将材料205和/或支撑结构220抵靠舌392进行按压的力，进而将材料205和/或支撑结构210保持就位。图中示出内垫片393位于凹槽394的一个侧壁上，但其可被放置于凹槽394的相对的侧壁上，或者可在凹槽394的侧壁中的每一者上放置单独的垫片。作为另一选择或另外，可将垫片393放置于凹槽394的底部处，然而，此种垫片可倾向于对舌392施加向上力(或者若舌392设置于底框220上，则对舌392施加向下力)，并且可能会需要调整用于将各框固定于一起的压入配合、磁体、结扣或其他闭合件，以适应所述向上压力，进而防止各框趋向分离。作为另一选择，可将内垫片393放置于舌392的表面上，即，在被放置于凹槽394中的舌392的任一侧、两侧、底部或所有三侧上。

若围绕框230的外边缘使用垫片390，则可在步骤490处将垫片390固定至外边缘。固定所述垫片可涉及将材料205的和/或支撑结构210的部分包绕在框230上。如上所述，可将垫片390在材料205的和/或支撑结构210的包绕部分之上放置于框230中的凹痕380中。可在步骤460处对垫片390进行固定，作为将新的材料205和/或支撑结构210安置于对准销310上的补充或替代。

当新的材料205和/或支撑结构210被固定且框230被闭合时，组合/拆解机器可使对准突片330脱离。可自组合/拆解机器手动地或机械地拆下框230。

图5A中示出准备好用于制造操作的已组合框230，其中框230中固定有新的材料205。亦可存在支撑结构(图中未示出)。作为另一选择，可存在支撑结构210，而不存在新的材料205。举例而言，可在积层沉积操作(例如三维(three dimensional，3D)印刷、挤制、喷射沉积等)期间使用支撑结构210，在此情况下，材料205最初不存在于框中而是作为利用框230执行的制造操作的一部分沉积于支撑结构210上。当然，可作为制造操作的一部分将其他材料放置于支撑结构210上，例如，作为制造操作的一部分将纺织品组件平放于支撑结构上。

图5A至图5B中示出已组合框230，在框的两个对置长边(例如，长边270、270a和/或250、250a)上具有对准突片330a及330b。对准突片可被放置于方便于进行制造程序的任何位置。在一些情况下，可期望使各对准突片彼此间隔开，以防止对准突片共同地作为可使框230绕其旋转的单个点。在其他情况下，可仅使用一个对准突片。对准突片330a及330b与制造站500处的对准元件520a及520b相互作用。如图所示，对准突片330a及330b包括开孔，且对准元件520a及520b包括相对于制造站500的表面隆起的突出部，所述突出部可装配至对准突片330a及330b上的开孔中。作为另一选择，对准突片330a及330b可包括突出部，所述突出部装配至制造站500上的开孔中。或者，对准突片330a及330b以及对准元件520a及520b可包括任何相容的、可以可逆方式接合的系统，例如螺栓螺母、螺丝、销、钩环、粘合剂(尤其但非排他性地为选择性粘合剂，例如内聚粘合剂)、夹具、压入配合机构等。若使用多于一个对准突片，则可对不同的突片使用不同的接合系统。举例而言，第一对准突片330a可包括突出销，且第二对准突片330b可包括开孔。作为另一实例，第一对准突片330a可包括压入配合机构，且第二对准突片330b可包括螺丝。

当框230上的对准突片330a、330b与制造站500处的对准元件520a、520b接合时，将框相对于制造站500以已知的位置及定向进行定位，如图5B中所示。在不另外进行检验或调整的情况下，可在框230的位置中以及间接地在固定于框230中的材料205和/或支撑结构210的位置中有把握地执行制造操作。如图所示，制造站500包括绗缝臂510，绗缝臂510可用于进行缝合、刺绣、绗缝、或其他针绣。可基于框的已知位置及定向而以高精确度将此种针绣定位于材料205上。若期望，则视觉检验系统和/或人类操作员可验证框230的定位、加工材料205的定位和/或特定制造操作的成果的品质。然而，应不需要使用视觉检验系统检验和/或人类操作员检验来确认框230或材料的位置或定向，并且视觉检验系统检验和/或人类操作员检验可以被省略或可被间歇性地使用，例如，对随机选择的部件使用或以任意时间区间或数量区间对部件使用。若期望，则视觉检验系统可被并入至独立制造站中(例如，所述制造站处的制造操作是视觉检验)，或者可作为一项补充性设备及功能被增添至(除视觉检验之外亦)执行另一制造操作的制造站。

图6A至图6E示出可如何在一系列制造操作中使用框230。使已组合框230与第一制造站600接合。如图6A中所示，第一制造站600包括旋转式裁切工具605。图中亦示出包括放置臂615的第二制造站610(图6C)及包括绗缝臂510的第三制造站500(图6D)。特定制造站处的制造操作的性质以及框被递送至各种制造站的次序可基于所制造的产品或产品组件而变化。制造操作的非限制性实例包括放置(例如，仔细地对材料进行重新定位，或者可能除已位于框中的材料以外亦在框内放置新的材料)、接合(针绣、粘合剂施加、热结合、高频率熔接、超音波熔接、音波熔接等)、装饰(染色、染料升华(dye sublimation)、数位印刷(digital printing)、移印(pad printing)、热转印(heat transfer)、上漆(painting)、喷漆(spray painting)、修饰(embellishing)、针绣等)、施配(例如，粘合剂或修饰物，如人造钻石或闪光物)、裁切、清洁、簇绒(tufting)、纹理化(texturizing)、抛光(polishing)等。可将不同的操作组合于单个制造站处。举例而言，可将材料先接合且然后裁切成型，或者先裁切成型且然后锁边，而无需在实体上分离的制造站之间移动。

框230使用多个对准突片330(在图6A中示出为自框230的同一边延伸出)与制造站600接合。与对准突片的接合确认了框230在制造站600处是处于已知且稳定的定位。使用关于框大小、所涉及材料及任何先前制造操作的资料，制造站可相对于框界定起点，或者相对于任意起点确定框的定位并且继续进行以执行位置特定的程序，而不必单独地确认框230内的材料205的定位。亦即，可在视觉上或机械上确定材料205的定位的情况下精确地确定制造操作的定位。

当自制造站600拆下框230时，材料205已被修改成中间材料650，在本实施例中，中间材料650是已自材料205被局部地裁切(例如，划刻)，如图6B中所示。可将带有中间材料650的框230转移至第二制造站610，如图6C中所示。然后，使框230上的一或多个对准突片与制造站610处的对准元件接合。如前所述，制造站610可在不进行直接的视觉确认或机械确认的情况下推断出中间材料650的定位。当制造站610处的制造操作完成时，制造站610使框230的对准突片脱离，框230现在对中间材料660进行固定。将框230移动至制造站500，其中制造站500与框230上的一或多个对准突片接合且执行制造操作，如图6D中所示。在此实例中，制造站500提供针绣以并入在制造站610处被增添至中间材料650的一层，进而得到中间材料670。当制造站500处的制造操作完成时，制造站500使框230的对准突片脱离，框230接着可用于将中间材料670转移至制造站640，如图6E中所示。

制造站640可包括另一制造操作。制造站640可包括拆下和/或检验站，其中自框230拆下已完成的产品或产品组件，可能通过将产品或产品组件自原始材料205的一部分切离。作为另一选择或另外，制造站640可包括组合/拆解机器，以拆下产品、产品组件和/或非产品剩余材料。制造站640可表示一系列其他制造操作，其中每一制造站接合框230上的对准突片、执行制造操作并使对准突片脱离。

图7A至图7B示出可如何将材料堆叠于制造框上。举例而言，可使用支撑结构210。可在第一制造站处放置预先裁切的第一层710或者裁切并放置第一层710，得到了中间材料650。可在第二制造站处放置第二层720，得到了中间材料660。第三制造站处的针绣操作可留下缝线730，得到了中间材料670。如以下所述，制造可在框230及材料205的两面上进行，进而使得可在支撑结构210下方具有第四层740。在此特定实例中，支撑结构210可为可拆下的，例如，当不再需要支撑结构210时，通过对支撑结构210进行撕裂、溶解、损坏、熔化或升华。支撑结构210可为易碎的、牺牲性的或可溶解的。支撑结构210亦可具有部件线、间隙、开孔等，此将使得已完成的部件或部件组件能够自支撑结构210被拆下。层710、720、730及740组合以形成堆叠700，如图7B中所示，在此实例中，堆叠700是通过缝线730而被接合于一起。

图8依据俯视图示出各材料的示例性堆叠，其中材料205是在制造之前最初层叠于框中的基底材料。随着其他层被增添，材料205在区域800a及800b中保持自堆叠的顶部可见。堆叠可包括结构性加强层830，结构性加强层830相对于产品中心附近的上覆层显露出来。堆叠可包括装饰层810，装饰层810为产品的设计增添颜色或视觉多样性。层810亦可具有结构性特征，例如拉伸性或耐拉伸性、或耐磨性、或耐撕裂性。作为对不同的材料的复杂形状进行层叠的结果，仅自三个材料层便创造出精巧的美观性外观。各层中的任一者的颜色或形状的变化可在产品或产品组件(在此实例中，为鞋帮)的外观中引起显著的改变。并且，在制造期间，可使用依据一或多个对准突片330所确定的框230的位置而在不进行直接的视觉确认或机械对准的情况下将各层相对于彼此进行定位。

如以上所提及，所述的框可便于自框的两面进行制造操作，或者换言之，在固定于框230内的材料205或支撑结构210的两面上进行制造操作。在图9中概述且在图10A至图10D中示出在材料的两面上进行的制造程序。在步骤910处，将已组合框230定位于第一制造站1030处。如图所示，框的正面(up-face)1010(以及框230内的材料205的对应正面1000)在第一制造站1030处面向上(图10A至图10B)。在此意义上，第一制造站在上面操作的面可为正面，因框可在第一制造站处很容易地被定位成使底框220面向上或使顶框200面向上。在步骤920处，通过对框230上的对准突片330进行接合而将框230与第一制造站1030对准。在步骤930处，在材料的第一面上执行第一制造操作。尽管第一操作是在(或自)材料的第一面上执行，然而应理解，第一操作仍可接触或影响材料的第二面。举例而言，针绣可贯通两个面，且将材料切穿亦可对材料的两面产生作用。当第一制造操作完成时，制造站使对准突片脱离，且可自第一制造站1030拆下所述框。

可将框230定位于第二制造站处，此被示出为步骤940。在第二制造站处，可将框230定位成使框的正面1010向上950a(图10D)或使正面1010向下950b(图10C)。与在第一制造站1030处一样，在步骤960处，通过对框230上的对准突片330进行接合来使框230与第二制造站对准。在步骤970处，在材料的第二面1020上执行第二制造操作。若正面1000面向上，则此可涉及被配置成自框230下方进行加工的制造站1050(图10D)。若正面1000面向下，则此可涉及被配置成在当前面向上的那一表面上进行加工的制造站1040(图10C)。不论哪种方式，均可在不自框230拆下材料205的情况下对材料的第二面1020或反面(down-face)进行加工。使框230上的对准突片330脱离，则可自第二制造站1040或1050拆下框230。视需要，可在材料的任一面上执行附加制造操作。此可包括对一个面或两个面增添层、增添表面装饰或表面处理(例如，簇绒、抛光、打磨(abraiding)、增添闪光物、上漆或染色等)、或者自材料的一个面影响两个面的程序，例如将材料切穿或一些针绣操作。

应理解，某些特征及子组合具有实用性，且可在无需参照其他特征及子组合的情况下加以采用。此是申请专利范围所预期的且处于所述申请专利范围的范围内。

由于可在本发明的范围内作出诸多可能的实施例，因此包括附图在内的本说明应被解释为是说明性的而非具有限制意义。

Claims (20)

1.一种在制造中使用的框，其具有长边及短边，所述框包括：

周边，由对置的所述长边与第二对置的长边、所述短边与第二对置的短边界定；

第一对准突片，自所述框长边延伸出，所述第一对准突片包括对准元件，其中所述第一对准突片及所述对准元件使得能够将所述框以已知的位置定位于制造站处，以使制造程序在由所述周边界定的中心区域内进行。

2.根据权利要求1所述的框，还包括第二对准突片，所述第二对准突片包括第二对准元件。

3.根据权利要求2所述的框，其中所述第二对准突片以与所述第一对准突片的定向相同的定向自所述框长边延伸出。

4.根据权利要求3所述的框，其中所述第一对准突片距所述框短边在150毫米之内，且所述第二对准突片距第二框短边在150毫米之内。

5.根据权利要求2所述的框，其中所述第一突片的所述对准元件与所述第二对准元件是关于所述框的中心轴线被对称地定位。

6.根据权利要求2所述的框，其中所述第一突片的所述对准元件与所述第二对准元件是关于所述框的中心轴线被不对称地定位。

7.根据权利要求1所述的框，其中所述对准元件自所述对准突片突出。

8.根据权利要求1所述的框，其中所述对准元件是所述对准突片的至少所述表面中的不连续处。

9.根据权利要求1所述的框，还包括用于将材料固定于所述框内的张紧元件。

10.根据权利要求1所述的框，还包括用于将材料支撑于所述框内的支撑结构。

11.根据权利要求10所述的框，其中所述支撑结构是不连续的。

12.一种在制造中使用的框，所述框包括：

第一框，包括：

(1)第一多个磁性元件，固定至所述第一框；

(2)第一多个销，固定至所述第一框，其中所述第一多个销是围绕所述第一框而定位以对跨所述第一框的中心区域延伸的材料进行固定；

(3)第一开孔，延伸穿过所述第一框；

第二框，被配置成与所述第一框共延伸地配合，所述第二框包括：

(1)第二多个磁性元件，固定至所述第二框，其中所述第一多个磁体与所述第二多个磁体被协作地定位以在呈所述共延伸配合构形时将所述第一框与所述第二框磁性吸引；

(2)所述第二框的密实部分，被配置成当与所述第二框呈所述共延伸配合构形时与所述第一框的所述第一开孔对准；以及

对准突片，当所述第二框与所述第一框共延伸地配合时，自所述框延伸出。

13.根据权利要求11所述的框，其中所述框是直线性的。

14.根据权利要求11所述的框，其中所述框包含铝或钢。

15.根据权利要求11所述的框，其中所述第一多个销包括至少40个销。

16.根据权利要求11所述的框，其中所述第一开孔不延伸穿过所述第二框。

17.一种在由框保持的材料的相对两面上执行制造操作的方法，所述方法包括：

将所述框在第一制造站处定位成使得第一面是朝向欲在所述第一制造站处执行的第一制造操作而定位；

在自所述框延伸出的第一对准突片与所述第一制造站机械接合的情况下，将所述框在所述第一制造站处对准；

在由所述框保持的材料的第一面上执行所述第一制造操作，其中所述材料的所述第一面与所述框的所述第一面是类似地被定向，；

将所述框在第二制造站处定位成使得第二面是朝向欲在所述第二制造站处执行的第二制造操作而定位；

在自所述框延伸出的所述第一对准突片与所述第二制造站机械接合的情况下，将所述框在所述第二制造站处对准；以及

在由所述框保持的所述材料的第二面上执行所述第二制造操作，其中所述材料的所述第二面与所述框的所述第二面是类似地被定向。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述框的所述定向在所述第一制造站与所述第二制造站之间不改变。

19.根据权利要求17所述的方法，其中执行所述第一制造操作包括相对于所述对准突片来设定起点。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述第二制造操作包括在不对所述第一制造操作的所述放置进行视觉确认的情况下相对于所述对准突片来设定起点。

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