CN113057414A - 鞋零件的自动组装和缝合 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及鞋零件的自动组装和缝合。通过以自动方式执行各种鞋制造过程来提高鞋或鞋的一部分的制造。例如，鞋零件可根据预设的相对位置而被取回和临时组装以形成零件叠层。零件叠层可使用被维持的鞋零件的相对定位来取回并放置在缝合机处以用于经由零件的缝合更永久地连接以形成鞋组件。将零件叠层从堆叠表面转移到缝合机的传送机构在缝合期间的移动和与缝合机相关联的针的移动由共享的控制机构控制，使得这些移动相对于彼此同步。可以利用视觉系统以得到在机器和位置之间和在机器和位置处的移动和位置信息。

Description

鞋零件的自动组装和缝合
本申请是申请日为2015年01月23日，申请号为201910523392.2，发明名称为“鞋零件的自动组装和缝合”的申请的分案申请。
申请日为2015年01月23日，申请号为201910523392.2，发明名称为“鞋零件的自动组装和缝合”的申请是申请日为2015年01月23日，申请号为201510033750.3，发明名称为“鞋零件的自动组装和缝合”的申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
标题为“AUTOMATED ASSEMBLY AND STITCHING OF SHOE PARTS”的申请按照主题涉及同时提交的14/162,275号美国专利申请，该14/162,275号美国专利申请的标题为“ADJUSTABLE SURFACE FOR USE IN MANUFACTURING SHOE PARTS”，该申请特此通过引用被并入，如同全部在本文被阐述一样。
技术领域
本发明涉及鞋的自动制造。更具体地，本发明涉及以自动方式组装和缝合鞋的零件，例如共同形成鞋面的一部分或全部的鞋零件。
背景技术
制造鞋一般需要多个组装步骤，例如将几个鞋零件切割、形成、组装、粘附和/或缝合在一起。完成这些步骤(例如大量依赖手工执行的那些步骤)的一些方法可能是资源密集的，并可能具有高可变率。
发明内容
该概述提供本公开和本发明的各种方面的高水平概要，并介绍在下面的详细描述中进一步描述的概念的选择。该概述并不打算识别所主张的主题的关键特征或本质特征，也不打算用作在单独确定所主张的主题的范围时的辅助。
简言之且在高水平处，本公开除了别的以外还描述了以自动方式组装和缝合鞋的零件。例如，单独的鞋零件(例如，共同形成鞋面组件的全部或一部分的鞋零件)可根据预设的相对位置在堆叠站处被取回和临时组装以形成零件叠层。零件叠层可在鞋零件的相对定位被维持的情况下被取回并放置在缝合机处以用于经由零件的缝合而更永久地连接以形成鞋组件。在将零件叠层从堆叠表面转移到缝合机的传送机构在缝合期间的移动和与缝合机相关联的针的移动可由共享的控制机构控制，使得这些移动相对于彼此同步。
以自动方式组装和缝合鞋零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。在一个示例性方面中，系统包括具有相关联的第一拾取工具的第一传送机构，第一传送机构可从至少一个制造站取回鞋零件并将所取回的鞋零件转移到包括堆叠表面的另一制造站，所取回的鞋零件位于该堆叠表面处，至少一个鞋零件在预设的相对定位处与另一鞋零件的至少一部分重叠以形成零件叠层。第一视觉系统可确定由第一传送机构取回的鞋零件相对于第一拾取工具的定位，定位信息用于帮助将鞋零件定位在堆叠表面处。第二视觉系统可确定所取回的鞋零件中的单独鞋零件相对于堆叠表面的定位，并可确定零件叠层相对于堆叠表面的定位。包括相关联的第二拾取工具的第二传送机构可从堆叠表面取回零件叠层并将该叠层转移到又一制造站，这个制造站包括可将包括在零件叠层中的鞋零件的重叠部分的至少一部分缝合在一起的缝合机。第二视觉系统可确定所取回的零件叠层相对于第二拾取工具的定位，且第二传送机构可相对于与缝合机相关联的针将零件叠层定位在适当的位置上以用于缝合。共享的控制系统使用处理器，其与计算机存储介质通信并可使在缝合期间通过第二传送机构进行的零件叠层相对于缝合机针的移动与针的移动同步。
该系统还包括粘合剂涂敷站，粘合剂涂敷站将粘合剂涂敷到在零件叠层形成时在预设的相对位置处鞋零件中的一个鞋零件的与鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的至少一部分。
粘合剂涂敷站包括粘合剂散布机构，粘合剂散布机构将所涂敷的粘合剂散布在零件叠层形成时在预设的相对位置处鞋零件中的一个鞋零件的与鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的表面的至少一部分之上。
该系统还包括第三视觉系统，当零件叠层涉及预设缝合图案时，第三视觉系统确定零件叠层相对于缝合机的位置。
共享的控制系统还：确定遵循零件叠层上的预设缝合图案将导致穿过零件叠层的至少一个针脚相对于鞋零件中的一个鞋零件的与鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；以及在缝合之前产生调节的缝合图案，调节的缝合图案将针脚的偏移维持在期望的偏差范围内。
该系统还包括第三视觉系统，第三视觉系统确定在缝合期间在多个预定的间隔处的穿过零件叠层的针脚相对于鞋零件中的一个鞋零件的与鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的边缘的偏移。
共享的控制系统基于所确定的偏移在缝合期间实施对预设缝合图案的至少一个修改。
第二视觉系统还捕获由计算设备可用的零件叠层的图象以关联预设缝合图案，图象接着用于确定零件叠层上的预设缝合图案导致穿过零件叠层的至少一个针脚相对于鞋零件中的一个鞋零件的与鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移，并且第二视觉系统和/或计算设备产生将针脚的偏移维持在期望的偏差范围内的调节的缝合图案。
用于以自动方式组装和缝合鞋零件的示例性方法可包括各种步骤。例如，可利用包括第一拾取工具的第一传送机构取回第一鞋零件。利用第一视觉系统，可确定第一鞋零件相对于第一拾取工具的定位，且利用第二视觉系统，可确定基础鞋零件相对于堆叠表面的定位。利用第一鞋零件相对于第一拾取工具的定位和基础鞋零件相对于堆叠表面的定位，可将第一鞋零件定位在堆叠表面上，使得第一鞋零件的至少一部分在预设的相对位置处与基础鞋零件的至少一部分重叠以形成零件叠层。利用第二视觉系统，可确定零件叠层相对于堆叠表面的定位。可利用包括第二拾取工具的第二传送机构从堆叠表面取回零件叠层，且可将零件叠层定位在缝合机处。第一鞋零件和基础鞋零件的重叠部分的至少一部分可被缝合在一起。通过第二传送机构进行的零件叠层相对于缝合机的移动和与缝合机相关联的针的移动可由共享的控制系统控制，使得相应的移动被同步。
所述方法还包括在将第一鞋零件定位在预设的相对位置处之前将粘合剂涂敷到第一鞋零件的与基础鞋零件的部分重叠的部分的至少一部分，其中将第一鞋零件定位在预设的相对位置处包括将第一鞋零件定位成使得所涂敷的粘合剂接触基础鞋零件。
第一鞋零件的与基础鞋零件的部分重叠的部分的至少一部分具有在其表面上的非活性粘合剂，其中所述方法还包括激活非活性粘合剂，且其中将第一鞋零件定位在预设的相对位置处包括将第一鞋零件定位成使得所激活的粘合剂接触基础鞋零件。
第二视觉系统还在第二传送机构从堆叠表面取回零件叠层之后确定零件叠层相对于第二拾取工具的位置。
所述方法还包括基于从堆叠表面取回的零件叠层而改变与第二传送机构相关联的第二拾取工具。
所述方法还包括利用第三视觉系统确定在缝合期间在多个预定的间隔处的穿过零件叠层的针脚相对于第一鞋零件的与基础鞋零件的部分重叠的部分的边缘的偏移。
将第一鞋零件和基础鞋零件的重叠部分的至少一部分缝合在一起最初由预设缝合图案界定，且其中基于所确定的偏移在缝合期间对预设缝合图案做出至少一个修改。
所述方法还包括：当零件叠层涉及预设缝合图案时，利用第三视觉系统确定零件叠层相对于缝合机的位置；确定使用零件叠层上的预设缝合图案的至少一部分将导致穿过零件叠层的至少一个针脚相对于第一鞋零件的与基础鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；在缝合之前产生调节的缝合图案，调节的缝合图案将针脚的偏移维持在期望的偏差范围内；以及根据调节的缝合图案来缝合。
所述方法还包括：使用第二视觉系统捕获零件叠层的图象；使预设缝合图案与零件叠层的所捕获的图象相关联；确定预设缝合图案将导致穿过零件叠层的至少一个针脚相对于第一鞋零件中的一个的与基础鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；以及在缝合之前产生调节的缝合图案，调节的缝合图案将针脚的偏移维持在期望的偏差范围内。
在用于以自动方式组装和缝合鞋零件的另一示例性方法中，可利用包括第一拾取工具的第一传送机构取回第一鞋零件。利用第一视觉系统，可确定第一鞋零件相对于第一拾取工具的定位，且第一鞋零件可位于堆叠表面处。利用第二视觉系统，可确定第一鞋零件相对于叠层表面的定位。再次利用第一传送机构，可取回第二鞋零件，且利用第一视觉系统，可确定第二鞋零件相对于第一拾取工具的定位。可将粘合剂涂敷到第二鞋零件的至少一部分。利用第一鞋零件相对于堆叠表面的定位和第二鞋零件相对于第一拾取工具的定位，可将第二鞋零件定位在堆叠表面处，使得第二鞋零件的至少一部分在预设的相对定位处与第一鞋零件的至少一部分重叠以形成零件叠层，第二鞋零件的与第一鞋零件的部分重叠的部分包括粘合剂被涂敷到的第二鞋零件的部分。利用第二视觉系统，可确定零件叠层相对于堆叠表面的定位，且可利用包括第二拾取工具的第二传送机构从堆叠表面取回零件叠层。可将零件叠层定位在缝合机处，且第一鞋零件和第二鞋零件的重叠部分的至少一部分可被缝合在一起。通过第二传送机构进行的零件叠层相对于缝合机的移动和与缝合机相关联的针的移动可由共享的控制系统控制，使得相应的移动被同步。
第二视觉系统还在第二传送机构从堆叠表面取回零件叠层之后确定零件叠层相对于第二拾取工具的位置。
所述方法还包括利用第三视觉系统确定在缝合期间在多个预定的间隔处的穿过零件叠层的针脚相对于第二鞋零件的与第一鞋零件的部分重叠的部分的边缘的偏移。
将第二鞋零件和第一鞋零件的重叠部分的至少一部分缝合在一起开始遵循预设缝合图案，且其中在缝合期间基于所确定的偏移对预设缝合图案做出至少一个修改。
所述方法还包括：当零件叠层涉及预设缝合图案时，利用第三视觉系统确定零件叠层相对于缝合机的位置；确定遵循零件叠层上的预设缝合图案将导致穿过零件叠层的至少一个针脚相对于第二鞋零件的与第一鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；在缝合之前产生调节的缝合图案，调节的缝合图案将针脚的偏移维持在期望的偏差范围内；以及根据调节的缝合图案来缝合。
所述方法还包括：利用第二视觉系统使零件叠层相对于预设缝合图案相关；确定遵循零件叠层上的预设缝合图案将导致穿过零件叠层的至少一个针脚相对于第二鞋零件的与第一鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；以及产生调节的缝合图案，调节的缝合图案将针脚的偏移维持在期望的偏差范围内。
在各方面中，在上述系统和方法中利用的堆叠表面可包括在鞋零件的自动制造中使用的可调节表面。可调节表面可包括具有大体上平面的支承表面的支承结构和与支承结构联接的多个可调节构件。多个可调节构件中的每个可以在相对于平面的支承表面的至少一个方向上是独立可调节的。
各方面还涉及用于以自动方式制造鞋零件的示例性方法，其可包括将第一鞋零件定位在大体上平面的顶表面上，该顶表面由多个可调节构件形成，当多个可调节构件中的每个在延伸位置上时，该多个可调节构件被大体上平面的支承表面所支承。该方法还可包括将多个构件中的一个或多个调节到缩回位置中，产生用于接纳鞋处理工具的至少一个开口，其中当一个或多个构件被调节时鞋零件大体上保持在适当的位置上。
附图说明
下面参照附图详细描述了本发明的例证性方面，附图通过引用被并入本文，且其中：
图1和2描绘根据本发明的方面的用于以自动方式组装和缝合鞋零件的示例性系统的顶视图的示意图。
图3-26B是根据本发明的方面的顺序地示出将两个鞋零件示例性地组装和缝合在一起的示意图。更具体地，图3是根据本发明的方面的用于以自动方式组装和缝合鞋零件的示例性系统的透视图的示意图，该系统具有位于第一制造站处的第一鞋零件；
图4是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘与第一传送机构相关联的第一拾取工具取回图3所示的第一鞋零件；
图5是作为可根据本发明的方面使用的示例性第一拾取工具的真空板的透视图的示意图，该真空板已经取回图3的第一鞋零件；
图6是根据本发明的方面的图3示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘由第一视觉系统对第一拾取工具所取回的第一鞋零件的检查；
图7是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘第一拾取工具经过粘合剂涂敷站；
图8是根据本发明的方面的图7的粘合剂涂敷站的侧视图的示意图，其描绘当由图3-9的系统处理的鞋零件是第一鞋零件或基础鞋零件时没有粘合剂涂敷到其；
图9是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘由第一拾取工具将第一鞋零件定位在零件堆叠表面处；
图10是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘第一鞋零件位于零件堆叠表面处且第二鞋零件位于第一制造站处；
图11是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘第一拾取工具从第一制造站取回图10所示的第二鞋零件；
图12是作为可根据本发明的方面使用的示例性第一拾取工具的真空板的透视图的示意图，该真空板已经取回图10的第二鞋零件；
图13是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘由第一视觉系统对第一拾取工具所取回的第二鞋零件进行的检查；
图14是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘第一拾取工具经过粘合剂涂敷站；
图15A是根据本发明的方面的图14的示例性粘合剂涂敷站的侧视图的示意图，其描绘当由图10-17的系统处理的鞋零件是第二鞋零件或非基础鞋零件时粘合剂被涂敷到其；
图15B是根据本发明的方面的图14和图15A的示例性粘合剂涂敷站的侧视图的示意图，其描绘粘合剂涂敷站包括用于将所涂敷的粘合剂散布在第二鞋零件的表面的至少一部分之上的散布机构；
图16A是根据本发明的方面的示出在与散布机构接触之前(或在与散布机构没有接触的情况下)根据图15A和图15B的涂敷粘合剂的示意图；
图16B是根据本发明的方面的示出在与散布机构接触之后根据图15A和图15B的涂敷粘合剂的示意图；
图17是根据本发明的方面的示出图3的示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘在相对于第一鞋零件的预设位置处由第一拾取工具将第二鞋零件定位在堆叠台处；
图18是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第一级的透视图的示意图，其描绘当第二鞋零件由第一拾取工具释放时，在相对于第一鞋零件的预设位置处，第二鞋零件位于第一鞋零件的一部分之上，产生零件叠层；
图19是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第二级的透视图的示意图，其描绘通过第二视觉系统对在堆叠站处的零件叠层进行的检查；
图20是根据本发明的方面的描绘通过第二视觉系统对在第二制造站或堆叠站处的零件叠层进行的检查的透视图的示意图；
图21A是根据本发明的方面的示例性第二制造站或堆叠站的侧视图的示意图，其示出堆叠表面包括独立可调节的多个构件，所有构件在所示视图中的“向上”位置上，产生大体上平面的顶表面。
图21B是根据本发明的方面的图21A的示例性第二制造站或堆叠站的侧视图的示意图，堆叠表面的各种可调节构件保持在“向上”位置上并且其它构件移动到“向下”位置；
图21C是根据本发明的方面的类似于图21A的制造站或堆叠站的示例性第二制造站或堆叠站的顶视图的示意图，堆叠表面的各种可调节构件在前向/后向方向上是可滑动地可调节的；
图21D是根据本发明的方面的类似于图21A的制造站或堆叠站的示例性第二制造站或堆叠站的顶视图的示意图，堆叠表面的各种可调节构件按具有多行和多列的栅格状方位布置，形成独立可调节的构件的矩阵；
图22示出根据本发明的方面的描绘在其各种可调节构件已经移动到“向下”位置之后由第二视觉系统对在堆叠站处的零件叠层进行的检查的透视图的示意图，其示出当可调节构件中的一个或多个被调节时零件叠层大体上保持在适当位置上；
图23是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第二级的透视图的示意图，其描绘与第二传送机构相关联的第二拾取工具利用通过构件调节产生的对堆叠表面做出的开口从堆叠台取回零件叠层；
图24是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第二级的透视图的示意图，其描绘由第二拾取工具将零件叠层定位在缝合机处；
图25是根据本发明的方面的图3的示例性系统的第二级的透视图的示意图，其描绘当零件叠层根据适当的缝合图案由第二传送机构移动时通过缝合机缝合零件叠层；
图26A和图26B是根据本发明的方面的第二拾取工具的透视图，其示出其可改变的性质；
图27是根据本发明的方面的示出在缝合期间当第二拾取工具旋转以维持缝合针相对于第三视觉系统的一致角度时第二拾取工具的运动的示意图；
图28A是根据本发明的方面的示出预设的缝合图案的示意图；
图28B是根据本发明的方面的示出其上叠加有预设的缝合图案的稍微变形的第二鞋零件的示意图；
图28C是根据本发明的方面的示出相对于预设的缝合图案的已调节的缝合图案的示意图，该调节已经基于从第三视觉系统接收的反馈被做出；
图29和图30是根据本发明的方面的示出用于以自动方式制造鞋零件的方法的流程图；以及
图31是示出可与根据本发明的方面的系统和方法一起使用的示例性计算设备的方框图。
具体实施方式
在本文特别描述了本发明的某些方面的主题以满足法定要求。但该描述本身并不打算界定什么被视为发明，这是权利要求所做的。所主张的主题可包括类似于在这个文件中描述的元件或元件的组合的结合其它当前或未来的技术的不同的元件或元件的组合。术语不应被解释为暗示在本文公开的各种元件当中或之间的任何特定顺序，除非明确规定。
本文描述的主题涉及鞋零件的自动组装和缝合，且图1和图2描绘总的示例性组装和缝合系统100的示意图。例如，图1和2示出各种示例性鞋制造站和经由示例性传送机构在它们之间的移动的示例性方法的鸟瞰透视图。在系统100中的制造站的布置是示例性的，并可按各种其它配置重新布置。仅作为例子，系统100可包括环形轨道(例如，传送系统)，该环形轨道具有馈送到中央环形轨道中的制造臂或辐条(例如，其它传送系统)。在另一示例性系统中，主轨道可按照从一个站横穿到下一站的Z字形图案布置。再次，这些所描述的布置仅仅是例子，且各种其它布置可被利用。
所示的组装和缝合系统100包括(分别)第一、第二和第三制造站110、112、114、粘合剂涂敷站116、分别的第一和第二传送机构118和120以及共享的控制系统172。如所示，第一制造站110包括鞋零件取回站，鞋零件可在组装之前从鞋零件取回站取回，第二制造站112包括用于在预设的相对定位处组装或堆叠鞋零件以形成零件叠层的堆叠站，且第三制造站114包括用于将包括零件叠层的鞋零件缝合在一起的缝合站。鞋制造站的这个清单仅仅是示例性的，且各种其它站也可包括在系统100中。而且，特定的站可基于正被制造的某个式样或类型的鞋来被添加、减去、加电或断电。例如，虽然粘合剂涂敷站116可在处理一种类型的鞋零件(例如，非基础鞋零件)时被利用，但是粘合剂涂敷站116可在系统100处理不同类型的鞋零件(例如，基础或第一鞋零件)时被断电或移除，如下面更充分描述的。此外，在本文被描述为在一个站处执行的制造步骤可在不同于其它站的制造位置或设施处被执行。此外，一个或多个站可组合，使得与单独的站相关的制造步骤在组合站处被组合。任何和所有这样的变型及其任何组合被设想在其范围内。
所示示例性第一和第二传送机构118和120包括机器人臂。然而，所示传送机构仅仅是示例性的，且任何适当的零件移动装置(例如传送机机构、电机驱动的转台、X-Y平面移动台、X-Y-Z空间移动台等)可在其各方面的范围内被利用。第一传送机构118包括与其相关联的用于例如从第一制造站或鞋零件取回站110拾取或取回鞋零件的第一拾取工具122。在所示方面中，第一拾取工具122包括真空板，该真空板包括其中的一个或多个孔，空气经过该一个或多个孔向内流动以临时保持被拾取或取回的鞋零件，如下面更充分描述的。在一个方面中，第一拾取工具包括在标题为“MANUFACTURING VACUUM TOOL”并通过引用被全部并入本文的2013/0127193A1号美国专利公布中描述的零件拾取工具。然而应理解和认识到，第一拾取工具可包括任何适当的拾取工具，包括但不限于抓握工具、掘取工具、基于静电的工具及类似。
如由点线轮廓线示出的，第一传送机构118配置成从第一制造站或鞋取回站110取回鞋零件并随着鞋零件被移动经过第一视觉系统124(见图2)、移动经过粘合剂涂敷站116并位于第二制造站或堆叠站112处临时保持鞋零件。第二制造站112包括与其相关联的用于在预设的相对定位处将各种鞋零件至少部分地定位和/或堆叠在彼此的顶部上以准备下游处理的堆叠表面126，如在下面更充分描述的。仅仅为了解释的容易，第一传送机构118移动经过的示例性系统100的部分(即，在图1中由点线示出的第一传送机构118的移动所经过的系统100的部分)在本文被称为系统100的第一级。
现在参考图2，第二传送机构120包括与其相关联的第二拾取工具128。在示例性方面中，第二拾取工具128包括可互换的抓握工具。然而，应理解和认识到，第二拾取工具的性质并不打算限制其各方面，且可使用任何适当的拾取工具，包括但不限于掘取工具、真空工具等。如由点线轮廓线示出的，第二传送机构120配置成从第二制造站或堆叠站112取回堆叠的鞋零件，并将零件叠层移动到第三制造站或缝合站114。在所示的方面中，第三制造站114包括与其相关联的用于将各种堆叠的鞋零件缝合在一起的缝合机130，如下面更充分描述的。仅仅为了解释的容易，第二传送机构120移动经过的示例性系统100的部分(即，在图2中由点线示出的第二传送机构120的移动所经过的系统100的部分)在本文被称为系统100的第二级。
现在参考图3-26B，顺序地示出说明根据本发明的方面的两个鞋零件组装和缝合在一起的示意图。应理解，其各方面不限于仅仅两个鞋零件的组装和缝合，而是可用于将任何数量的鞋零件和/或鞋零件组件缝合在一起。在一个方面中，多个扁平的预先切割的鞋面零件可以用自动方式被组装和缝合在一起以形成半完工的鞋面。还设想所示的顺序的步骤中的一个或多个可被省略，另外的步骤可被插入，且一个或多个步骤可以按顺序的次序根据其各方面重新布置。
图3是用于图1和图2中所示的以自动方式组装和缝合鞋零件的示例性系统100的示意图，系统100具有位于第一制造站或鞋零件取回站110处的第一鞋零件132。在被定位在第一制造站110之前，鞋零件(例如，第一鞋零件132)可维持在零件装载站(未示出)处。示例性零件装载站可以是无运动表面，例如台子或工作台，零件从其被转移到零件馈送装置(part-feeding apparatus)。例如，可将零件手动或自动装载到零件馈送装置上。此外，示例性零件装载站可包括传送带或用于移动零件的其它自动装置。例如，零件装载站可用自动方式将鞋零件移动到零件馈送装置上。在标题为“AUTOMATED MANUFACTURING OF SHOEPARTS”并通过引用全部并入本文的2013/0125319A1号美国专利公布中示出并描述了包括零件装载站和零件馈送装置的示例性系统。
鞋零件(例如，第一鞋零件132)可以被切割或以另外方式制备以被合并或组装到另一鞋零件中。例如在一个方面中，可使用自动切割工具(未示出)从库存材料自动切割鞋零件。示例性自动切割工具可包括被成形为匹配鞋零件的轮廓并被压入库存材料中的尖锐边缘。当使用自动切割工具时，系统100可从自动切割工具得到零件识别、零件位置、零件旋转和/或零件尺寸。例如，自动切割工具可记录用于产生鞋零件的切割图案的尺寸和形状并将所记录的信息传递到系统100，从而告知系统100所切割的鞋零件的识别和/或尺寸。而且，自动切割工具可记录执行切割步骤时的位置以及当执行切割步骤时切割仪器的旋转，并将该所记录的信息传递到系统100，从而通知系统100所切割的鞋零件在系统内的方位(例如坐标位置和旋转)。在示例性方面中，可从切割工具得到的该零件识别信息和零件方位信息可至少部分地用于确定系统100放置零件并连接零件的定位。
如第一鞋零件132的鞋零件可包括单一零件或多个组装的零件。例如，鞋零件可包括一层或多层材料，例如皮革、聚合物、织物、橡胶、泡沫、网眼织物(mesh)、TPU和/或类似材料。而且，鞋零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。此外，鞋零件可包括有助于促进在缝合之前一个零件粘附到另一零件的预先层压的成分(例如，热熔胶)。在一个示例性方面中，鞋零件代表在模制鞋面以用于连接到其它鞋零件之前待被组装的鞋面的不同件。由鞋零件描绘的形状和组合在本文仅仅是示例性的。
参考图4，示出图3的示例性系统的第一级并显示与第一传送机构118相关联的第一拾取工具122正从第一制造站或鞋零件取回站110取回图3所示的第一鞋零件(由第一拾取工具122覆盖且因此在图4的视图中是不可见的)。如图5所示，所示系统100包括作为示例性第一拾取工具122的真空板，该真空板包括其中的一个或多个孔134，空气在箭头的方向上穿过该一个或多个孔134向内流动以在取回时临时保持第一鞋零件132。在一个方面中，第一拾取工具122包括在标题为“MANUFACTURING VACUUM TOOL”并通过引用被全部并入本文的13/299,934号美国专利公布中描述的零件拾取工具。然而，应理解和认识到，第一拾取工具可包括任何适当的拾取工具，包括但不限于抓握工具、掘取工具、基于静电的工具及类似的工具。
一旦被第一拾取工具122取回，第一传送机构118就将所取回的鞋零件(由第一拾取工具覆盖且因此在图6的视图中是不可见的)移动到第一视觉系统124，在第一视觉系统124处确定第一鞋零件相对于第一拾取工具122的定位。在一个方面中，第一鞋零件132相对于第一拾取工具122的定位可包括关于第一鞋零件132的定位以及例如第一鞋零件132的定位和/或方位的信息。当第一鞋零件132具有如所示的不规则形状时，这种定位和方位信息可能是特别有用的。在各方面中，第一视觉系统124包括配置成捕获第一鞋零件132的一个或多个图像及其相对于第一拾取工具122的位置(包括方位和/或定位)的图像捕获设备(例如，照相机、录像机、电荷耦合设备等)。在各方面中，第一视觉系统124还可包括具有视觉软件功能的计算机系统(未示出)，该计算机系统与图像捕获设备联接以用于利用所捕获的图像和信息，以及在示例性方面中利用可如上面阐述的从切割工具得到并提供给系统100的零件识别和/或零件方位信息，以得到组装和缝合信息以用于下游处理。
现在参考图7，第一传送机构118经由第一拾取工具122继续将第一鞋零件(由第一拾取工具覆盖且因此在图7的视图中是不可见的)移动到粘合剂涂敷站116。如在图8的视图中更好地看到的，粘合剂涂敷站116包括粘合剂分配机构136，例如喷嘴，其配置成将粘合剂分配到正由第一拾取工具122保持的鞋零件132上。粘合剂涂敷站116还包括粘合剂散布机构，其配置成将所涂敷的粘合剂散布在适当的鞋零件的表面的至少一部分之上并以大体上一致的厚度更均匀地分布粘合剂。这种粘合剂散布改善了多个鞋零件在接触时对彼此的粘附。
一般来说，存在将利用图3-26B的系统100的两种示例性类型的鞋零件——基础鞋零件(即，将直接放置在堆叠表面上以用于组装而不是至少部分地在另一鞋零件的顶部上的那些鞋零件或零件组件)和非基础鞋零件(即，将放置在堆叠表面126处使得其至少一部分与已经存在于堆叠表面126处的基础鞋零件或零件组件的至少一部分重叠的那些鞋零件或零件组件)。虽然当前的例子被限制到两个零件，但是可设想的是，以任何组合的任何数量的零件可利用本发明的方面。在图3-26B所示的例子中，第一鞋零件132包括基础鞋零件。因此，在所示方面中，没有粘合剂涂敷到第一鞋零件132，因为它是基础鞋零件且在所示的处理阶段本身不粘附到另一鞋零件。因此，粘合剂涂敷站116被断电或以其他方式不被激活，因为第一传送机构118将具有第一鞋零件132的第一拾取工具122移动经过粘合剂涂敷站116而不涂敷粘合剂。
现在参考图9，第一传送机构118继续将第一拾取工具122并且因此将第一鞋零件132移动到第二制造站或堆叠站112，在第二制造站或堆叠站112处第一鞋零件132位于堆叠表面126的顶部上。可部分地基于由第一视觉系统124所确定的第一鞋零件132相对于第一拾取工具122的定位和/或可例如从切割工具得到的或以其他方式提供给系统100的任何零件识别和/或零件方位信息来确定放置的定位和方位。如图10所示的，当第一鞋零件132从第一拾取工具122释放到堆叠表面126上时，第二视觉系统146检查在堆叠表面126处的第一鞋零件132并确定第一鞋零件132相对于堆叠表面126的定位。此外，第一传送机构118返回到第二鞋零件140所位于的第一制造站或零件取回站110以用于取回。
如图11所示，与第一传送机构118相关联的第一拾取工具122从第一制造站或零件取回站110取回第二鞋零件(由第一拾取工具覆盖且因此在图11的视图中是不可见的)。如图12所示，所示第一拾取工具包括作为示例性第一拾取工具122的真空板，如前面参照图5描述的。第一拾取工具122包括其中的多个孔134，空气在箭头的方向上穿过该多个孔134向内流动，在取回时临时保持第二鞋零件140。
一旦被第一拾取工具122取回，第一传送机构118就将所取回的第二鞋零件(由第一拾取工具122覆盖且因此在图13的视图中是不可见的)移动到第一视觉系统124，在第一视觉系统124处确定第二鞋零件相对于第一拾取工具122的定位。如前面参照图6阐述的，在一个方面中，第二鞋零件140相对于第一拾取工具122的定位可包括关于第二鞋零件140的定位以及例如第二鞋零件140的定位和/或方位的信息。当第二鞋零件140具有如所示的不规则形状时，这种定位和方位信息可能是特别有帮助的。
参考图14，第一传送机构118经由第一拾取工具122继续将第二鞋零件(由第一拾取工具122覆盖且因此在图14的视图中是不可见的)移动到粘合剂涂敷站116。如前面参照图8描述的，存在将利用图3-26B的系统100的两种基本类型的鞋零件——基础鞋零件(即，将直接放置在堆叠表面126上以用于组装而不是至少部分地与另一鞋零件重叠的那些鞋零件或零件组件)和非基础鞋零件(即，将放置在堆叠表面126处使得其至少一部分与已经存在于堆叠表面126处的基础鞋零件或零件组件的至少一部分重叠的那些鞋零件或零件组件)。如在图3-26B所示的例子中的，第一鞋零件132已经位于堆叠表面126上，第二鞋零件140是非基础鞋零件。因此，在粘合剂涂敷站116处粘合剂涂敷到第二鞋零件140以至少临时帮助第二鞋零件粘附在第一或基础鞋零件132的至少一部分的顶部上。
在一个方面中且如在图15A和15B的视图中更好地看到的，粘合剂涂敷站可包括将粘合剂分配到第二鞋零件140的表面上的粘合剂分配机构136，例如喷嘴。第一传送机构118在相对于粘合剂涂敷站116的方向上移动第一拾取工具122并因而移动第二鞋零件140，使得粘合剂分配在第二鞋零件140的表面的至少一部分之上。在粘合剂的涂敷之后，第二鞋零件140的表面(粘合剂涂敷在该表面之上)被粘合剂散布机构138接触(见图15B)。当粘合剂散布机构138接触第二鞋零件140表面的部分时，粘合剂被散布开，使得以大体上一致的厚度更均匀地分布在该表面的至少一部分之上。图16A和图16B示出不利用粘合剂散布机构138(图16A)和利用粘合剂散布机构138(图16B)的粘合剂示例性分布(以虚线轮廓线示出)。如前面阐述的，这种粘合剂散布改善两个鞋零件在接触时对彼此的粘附。
如前面描述的，在各方面中，鞋零件可包括有助于促进将一个鞋零件粘附到另一鞋零件的预先层压的成分(例如热熔胶)。在这样的实例中，应注意，当如所述的粘合剂的涂敷将是不必要的时，粘合剂涂敷站116可被断电或以另外方式从系统100不存在。
现参考图17，第一传送机构118继续将第一拾取工具122并且因此将第二鞋零件140移动到第二制造站或堆叠站112，在第二制造站或堆叠站112中第二鞋零件140被设置在堆叠表面126处，使得其在预设的相对定位处与第一鞋零件132的至少一部分重叠。被组装成使得第二鞋零件140至少部分地与第一鞋零件132的至少一部分重叠的第一鞋零件和第二鞋零件在堆叠表面126处形成零件叠层或组件144，如图18所示。可部分地基于由第一视觉系统124确定的第二鞋零件相对于第一拾取工具122的定位、由第二视觉系统146确定的第一鞋零件132相对于堆叠表面126的定位和/或可例如从切割工具得到的或以其他方式被提供给系统100的任何零件识别和/或零件方位信息来确定第二鞋零件140在第一鞋零件132的至少一部分的顶部上的放置的定位和方位。当在相对于第一鞋零件132的预设定位处将第二鞋零件140从第一拾取工具122释放到堆叠表面126上时，第一传送机构118返回到第一制造站110(另一鞋零件(未示出)可位于第一制造站110中以用于取回)或返回到断电或默认位置以等待接收另一指令。
现在参考图19，示出了图3的示例性系统100的第二级的示意图，其描绘由第二视觉系统146对在堆叠表面126处的零件叠层144进行的检查。第二视觉系统146检查在堆叠表面126处的零件叠层144以确定零件叠层144相对于堆叠表面126的定位。在图19和图20中为了示例性目的介绍了可选择的发光设备145。在示例性方面中，发光设备145被描绘为配置成照亮堆叠表面126的至少一部分。发光设备145可以是提供在任何强度下的任何波长的光的任何照明源，比如提供在例如可见光谱、红外光谱和/或紫外光谱中的照明的白炽灯、发光二极管和/或荧光灯。在本文提供的各种方面中可实施任何数量或任何配置的发光设备。在示例性方面中，发光设备145可增强第二视觉系统146识别诸如零件叠层144的一个或多个部件的特征、线、交叉部分、接合部、轮廓、尺寸、定位等的能力。由发光设备145提供的这种增强可能对例如较低对比度检测、通过电子感测装置的较快视觉检测和/或在特征/边缘检测中的较大置信度是有益的。在图20中示出系统100的该部分的较大视图。
在一个方面中，零件叠层144相对于堆叠表面126的定位可包括关于零件叠层144的位置以及例如零件叠层144的定位和/或方位的信息。当零件叠层像在图19和图20中所示的零件叠层144一样具有不规则形状时，这样的定位和方位信息可能是特别有帮助的。在各方面中，第二视觉系统146像第一视觉系统124一样包括配置成捕获一个或多个图像的图像捕获设备(例如，照相机、录像机、电荷耦合设备等)。第二视觉系统146可配置成捕获零件叠层144的图像及零件叠层144相对于堆叠表面126的位置(包括方位和/或定位)。在各方面中，第二视觉系统146还可包括与图像捕获设备联接以用于利用所捕获的图像来得到取回和缝合信息以用于下游处理的计算机系统(未示出)。
此外，除了利用第二视觉系统146来确定零件叠层144相对于一个或多个部件的定位以外，还设想第二视觉系统146可起作用来虚拟地定位和调节在零件叠层144的一个或多个部分上的预设缝合图案，该预设缝合图案可由缝合装置随后使用。如将在图27-28C更详细讨论的，预设缝合图案可基于包括正被缝合的零件叠层144的鞋零件的性质(即，关于正被处理的鞋零件组件的类型的已知信息、正被处理的鞋零件组件的设计、包括正被缝合在一起的鞋零件的材料及类似性质)。然而，有时例如当在包括零件叠层的鞋零件之一中有缺陷时或当在组装期间和在缝合之前在鞋零件和/或零件叠层的定位期间有某个量的滑移时，对预设缝合图案的调节可能是期望的。正是缝合图案的这种定位和调节可利用第二视觉系统146来执行这些各种功能。
在示例性方面中，设想第二视觉系统单独地或与计算系统组合配置成捕获零件叠层的图象(representation)。第二视觉系统和/或计算系统然后可使预设缝合图案与零件叠层的所捕获的图象相关联。例如，具有被维持在用于最佳零件叠层的期望的图案中的存储器中的缝合图案可虚拟地(例如，数字地)被叠加(例如，被投影)在零件叠层的所捕获的图象上，允许计算系统和/或视觉系统确定预设的缝合图案将导致穿过零件叠层的至少一个针脚相对于鞋零件之一的与另一鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望偏差范围之外的偏移。换句话说，如果预设缝合图案从在零件叠层(例如，接近边缘或重叠位置)上的期望相对位置偏离，则预设缝合图案被确定为需要改变。作为结果，可以设想的是，计算系统和/或第二视觉系统然后产生调节的缝合图案，其将针脚的偏移维持在期望的偏差范围内。该调节的缝合图案然后可与特定的零件叠层和随后的缝合操作相关联并被维持在存储器中以用于特定的零件叠层和随后的缝合操作。例如，调节的缝合路径可界定将由传送机构和/或缝纫机执行的一个或多个运动以根据调节的缝合路径在零件叠层上执行缝合。
在示例性方面中，虚拟地定位在零件叠层144上并被调节以适应于零件叠层144的缝合图案被维持在计算系统(例如，PLC)的存储器中，使得在示例性方面中当零件叠层144位于缝合装置处时，传送机构以引起在借助于第二视觉系统146确定的位置定位处的缝合零件叠层144的适当的运动来移动零件叠层144。在下文中在可选择的/另外的方面中利用第三视觉系统170进一步讨论了这个功能。如可被理解的，任何组合的或单独的视觉系统可用于确定缝合图案。
图3-26B的示例性系统100的堆叠表面126可大体上在平行于第三制造站114的支承表面的平面中。如所示，堆叠表面126包括多个可调节构件148，这些构件中的每一个经由液压技术、电磁学、气动技术等在相对于该平面的至少一个方向上是独立地可调节的。在一个方面中，多个可调节构件可大体上平行于彼此对齐，使得其相应的纵轴垂直于堆叠表面126的平面，且每个构件148可在垂直于堆叠表面126的平面的至少一个方向上是独立可调节的。在其它方面中，多个构件148中的一个或多个可以在平行于堆叠表面126的平面的方向上(例如，在向前/向后或左右方向上是可滑动地可调节的)或在任何其它适当的方向上是可调节的。虽然在图3-26B中的顺次过程描绘主要显示用于独立可调节的构件148的行或列构型，但是可设想的是，可利用独立可执行的构件的任何相对关系。例如，多个构件148可按具有多个行和多个列的栅格状方位布置，形成如图21D中所示的独立可调节的构件148的阵列。任何和所有这样的变型及其任何组合被设想在其各方面的范围内。
在各方面中，包括堆叠表面126的每个可调节构件148具有延伸位置和缩回位置。当所有构件148在其相应的延伸位置中时，大体上平面的顶表面在堆叠表面126上形成。当构件148中的一个或多个在其相应的缩回定位上时，可产生配置成用于接纳在鞋零件的下游自动化制造中使用的一个或多个工具的一个或多个开口，如下面更充分描述的。
在各方面中，第二视觉系统146配置成利用零件叠层144相对于堆叠表面126的所确定的定位信息(以及如果可适用，提供给系统100的关于正被组装的鞋零件的任何另外的信息)以产生用于多个构件148中的一些的指令来调节(例如，利用液压技术、气动技术、电磁学等)以适应从堆叠表面126取回零件叠层144。在一个方面中，多个可调节构件可大体上平行于彼此而对齐，使得其相应的纵轴垂直于堆叠表面126的平面，且每个构件148可在垂直于堆叠表面126的平面的至少一个方向上是独立可调节的。在图21A和21B中示出这样的方面。图21A示出如同当第一零件132和第二鞋零件140堆叠以形成零件叠层144(见图20)时一样在“向上”或延伸位置上的所有构件148。图21B示出在接收到来自第二视觉系统146的指令之后且基于零件叠层144相对于堆叠表面126的所确定的定位(和由系统100接收的任何其它信息，在可适用时)保持在“向上”或延伸位置上的各种可调节构件148和移动到“向下”或缩回位置的其它可调节构件。图22示出由第二视觉系统146进行的相对于堆叠表面126对零件叠层的检查，类似于图20，但在根据图21B所示的方面其各种可调节构件148已被移动到“向下”或缩回位置之后。换句话说，可调节构件148选择性地缩回以形成开口，在使用拾取工具部分固定零件叠层144之前拾取工具部分可插入该开口中而不干扰零件叠层144。可基于零件叠层的所识别的定位和已知的或所识别的拾取工具构造来选择性地调节可调节构件148，使得由于零件叠层相对于堆叠表面126的定位中的变化或在拾取工具构造中的差异，不同的可调节构件148可对于类似的零件叠层缩回。
在另一方面中，当接收到来自第二视觉系统146的指令时且至少基于零件叠层144相对于堆叠表面126的所确定的定位，多个构件148中的一个或多个可在平行于堆叠表面126的平面的方向上是可调节的，例如在如图21C所示的向前/向后方向上是可滑动地可调节的。
图23是描绘利用由构件148的调节产生的在堆叠表面126中的开口150从堆叠表面126取回零件叠层144的与第二传送机构120相关联的第二拾取工具128的示意图。如所示，第二拾取工具128包括具有彼此间隔开固定距离的两个叉子152的抓握工具。堆叠表面126的可调节构件148已被调节成使得叉子152配合在可调节构件之间以用于从堆叠表面126取回零件叠层144。虽然包括第二拾取工具128的示例性抓握工具的叉子152彼此隔开固定的距离，但是拾取工具128本身是可调换的并可由更好地适合于取回给定的零件叠层并将这样的零件叠层转移到第三制造站114以用于另外的处理的拾取工具释放和更换。
参考图26A和图26B，两个不同的第二拾取工具128A和128B分别被示为与第二传送机构120连接。可基于涉及正处理的鞋零件组件的信息和/或基于从第二视觉系统146得到的信息(例如在可用于零件叠层144的取回的适当的开口在堆叠表面126中的位置、涉及零件叠层144相对于堆叠表面126的定位的信息及类似的信息)来调换第二拾取工具128。任何和所有这样的变型及其任何组合被设想在其各方面的范围内。在一个方面中，第二拾取工具128可自动改变而没有人工干预。此外，设想第二拾取工具128可以是动态可调节的，使得在叉子之间的宽度可基于待操纵的零件叠层144而被调节。不同拾取工具的接触零件叠层的表面可包含提供期望抓握力同时限制对零件叠层144的一个或多个表面的损坏的各种材料。例如，设想可使用聚氨基甲酸酯、乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate)、橡胶、硅树脂、砂纸和其它适当的材料来形成第一接触零件叠层的表面。还设想拾取工具的顶部的接触零件叠层的表面可使用与拾取工具的底部的接触零件叠层的表面不同的材料。例如，在示例性方面中，用于零件叠层的顶表面美学感受性可能需要比零件叠层的底表面更少毁坏的材料。
回来参考图23，一旦第二拾取工具128已经从堆叠表面126取回零件叠层144，第二视觉系统146就检查在第二拾取工具128的抓握中的零件叠层144以确定零件叠层144相对于第二拾取工具128的定位。以这种方式，可在下游处理开始之前确定并考虑由从堆叠表面126取回零件叠层144引起的任何滑移或其它移动，如下面更充分描述的。
在通过第二拾取工具128从堆叠表面126取回零件叠层144之后，第二传送机构120可将零件叠层144(经由第二拾取工具128)转移到第三制造站114以用于在缝合机130处将包括零件叠层144的第一鞋零件132和第二鞋零件140缝合在一起，如图24所示。在一个方面中，第二传送机构120相对于缝合机130将零件叠层144定位在适当的位置上以用于缝合，即，将零件叠层144定位成使得在零件叠层144上开始缝合时的位置(第一缝合位置)位于与缝合机130相关联的针154之下。然后可开始包括零件叠层144的第一鞋零件132和第二鞋零件140的缝合。
如在图25的示意图中描绘的，零件叠层144可相对于缝合机130的针154放置在适当的位置上，使得零件叠层144在适当位置上以用于缝合。零件叠层144相对于缝合机130的移动由第二传送机构120的第二拾取工具128控制，第二拾取工具128本身由使第二传送机构120(和因此第二拾取工具128)的移动与缝合机130的针154的移动同步的共享控制系统172控制。以这种方式，当针154与零件叠层144接合时(即，当针154在“向下”位置上时)，第二传送机构120不移动零件叠层144，且当针头从零件叠层144脱离时(即，当针154在“向上”位置上时)，第二传送机构120根据预设或经调节的缝合路径相对于针154移动零件叠层144，如下面更充分描述的。针的定位可由与共享控制系统172操作地联接的传感器例如光电传感器确定。在一个方面中，每当针154从零件叠层144脱离时，零件叠层144沿着适当的缝合路径移动。
第三制造站114包括与其相关联的第三视觉系统170。像第一视觉系统124和第二视觉系统146一样，第三视觉系统170包括图像捕获设备(例如，照相机、录像机、电荷耦合设备等)。第三视觉系统170的图像捕获设备可配置成捕获零件叠层144的一个或多个图像及其相对于缝合机130的位置(包括方位和/或定位)。在各方面中，第三视觉系统170也可包括与图像捕获设备联接以用于利用所捕获的图像以得到用于下游处理的信息的计算机系统(未示出)。如所示，第三视觉系统170还包括发光设备174(例如，LED、荧光灯泡、全光谱灯泡、颜色特定的灯泡等)以帮助图像捕获。
在一个方面中，当零件叠层144涉及预设的缝合图案时，第三视觉系统170可检查在缝合机130处的适当位置上的零件叠层144并确定零件叠层144相对于缝合机130的位置。预设的缝合图案可基于包括正被缝合的零件叠层144的鞋零件的性质(即，关于正被处理的鞋零件组件的类型的已知信息、正被处理的鞋零件组件的设计、包括正被缝合在一起的鞋零件的材料及类似性质)。然而有时例如当在包括零件叠层的鞋零件中的一个中有缺陷时或当在组装期间和在缝合之前在鞋零件和/或零件叠层的定位期间有某个量的滑移时，对预设缝合图案的调节可能是期望的。
参考图28A，示例性非基础鞋零件156被显示具有在其上以虚线所示的预设缝合图案158。图28A表示所示的鞋零件156的理想情况——其中预设缝合图案158提供沿着适当的零件轮廓的缝合同时维持缝合的适当偏移以允许在鞋零件156的边缘160和预设缝合图案158之间的一致的边限。图28B表示一种情况，其中在所示的非基础鞋零件164中有几个缺陷162，其将导致根据预设缝合图案158的缝合产生基于鞋零件164的边缘166的不适当地偏移的针脚。这种不适当的偏移可产生在最坏的情况下可使所缝合的零件叠层不可用且在最好的情况下可使所缝合的零件叠层在美学上令人不愉快的边限。因此，在其各方面中，可在缝合开始之前做出对预设缝合图案158的调节，以产生维持适当的缝合偏移和边限的调节的缝合路径168。在图28C中示出调节的缝合图案168。可利用图19的第二视觉系统145和/或图25所示的第三视觉系统做出这样的调节。
在示例性方面中，可使用一系列步骤来实现预设缝合图案的调节。例如，视觉系统之一可捕获零件叠层的图像(在被第二传送机构固定之前或在被固定之前)以用于在图案匹配功能中使用。图案匹配功能可识别零件叠层上的用于第一针脚定位的位置。该过程可以以执行边缘识别功能的视觉应用来继续，该边缘识别功能识别在边限从其建立的零件叠层内的分层材料之间的边缘。在示例性方面中，一旦边缘被识别出且第一针脚位置被定位，则计算过程就可识别在离边缘的可容忍的边限内并满足预设缝合图案的随后的针脚的位置。还设想可实施另外的步骤，例如，预设缝合图案可被合乎逻辑地投影到由已定位的第一针脚位置确定方位的零件叠层上。可使用视觉软件逻辑急忙地或提前地验证随后的针脚的位置以确保针脚中的一个或多个在可容忍的边限内。
也可在缝合开始之后当第三视觉系统170确定根据预设缝合图案继续缝合将导致不可接受的和/或不期望的针脚偏移时对预设缝合图案158进行调节。在一个方面中，与第三视觉系统170相关联的图像捕获设备可在每个针脚之后捕获零件叠层144的图像，并将图像与预设的或已经调节的缝合图案进行比较，以确定另外的调节是否是必需的以维持期望的误差幅度。因此可在逐个针脚基础上做出调节以在利用缝合图案的情况下使缝合回到轨道上或可在必要时对缝合图案的其余部分做出调节。
在一个方面中，第二拾取工具128沿着模仿缝合路径的路径旋转，使得正被缝合的鞋零件的边缘线176保持垂直于第三视觉系统170的图像捕获设备，如图27所示。以这种方式，从第三视觉系统170的图像捕获设备到缝合机130的针154的无阻碍视野被维持以更好地保证在缝合期间维持适当的针脚偏移和边限。然而，在示例性方面中，设想如所述的第三视觉系统实施可至少部分地被省略。例如，在一些例子中，如果第二视觉系统用于确定零件叠层的缝合路径，则第三视觉系统可能通常不被使用或可能不用于缝合路径识别。因此，设想一些方面可利用第三视觉系统，且一些方面可省略如在本文提供的第三视觉系统。在又一另外的方面中，第三视觉系统可例如用于零件叠层或其它特征/部件的定位或方位的识别但不用于缝合路径的确定。
现在转到图29，示出了描绘根据本发明的方面的用于以自动方式制造鞋零件的示例性方法2900的流程图。如在方框2910处表示的，可利用第一传送机构(例如图3的第一传送机构118)来取回第一鞋零件，该第一传送机构包括第一拾取工具，例如图3的第一拾取工具122。如在方框2912处表示的，可利用第一视觉系统(例如，图3的第一视觉系统124)来确定第一鞋零件对第一拾取工具的相对定位。可利用第二视觉系统(例如，图3的第二视觉系统146)来确定基础鞋零件相对于堆叠表面的定位，如在方框2914处表示的。如在方框2916处表示的，使用由第一视觉系统确定的第一鞋零件相对于第一拾取工具的定位和由第二视觉系统确定的基础鞋零件相对于堆叠表面的定位，可将第一鞋零件定位在堆叠表面处，使得第一鞋零件的至少一部分在预设的相对定位处与基础鞋零件的至少一部分重叠以形成零件叠层。如在方框2918处表示的，利用第二视觉系统，可确定零件叠层相对于堆叠表面的定位。如在方框2920处表示的，可利用包括第二拾取工具(例如，图3的第二拾取工具128)的第二传送机构(例如，图3的第二传送机构120)从堆叠表面取回零件叠层。如在方框2922处表示的，可将零件叠层定位在缝合机(例如，图3的缝合机130)处，该缝合机具有与其相关联的针。可将基础鞋零件和第一鞋零件缝合在一起，如在方框2924处表示的。在一个方面中，通过第二传送机构进行的零件叠层相对于缝合机的移动和缝合机针的移动由共享的控制系统(例如图3的共享控制系统172)控制，使得相应的移动被同步。
现在转到图30，示出描绘根据本发明的方面的用于以自动方式制造鞋零件的另一示例性方法300的流程图。如在方框3010处表示的，可利用第一传送机构(例如，图3的第一传送机构118)取回第一鞋零件，该第一传送机构包括第一拾取工具(例如，图3的第一拾取工具122)。如在方框3012处表示的，利用第一视觉系统(例如，图3的第一视觉系统124)，可确定第一鞋零件相对于第一拾取工具的定位。可将第一鞋零件定位在堆叠表面(例如，图3的堆叠表面126)上，如在方框3014处表示的。如在方框3016处表示的，可利用第二视觉系统(例如，图3的第二视觉系统146)来确定第一鞋零件相对于堆叠表面的定位。如在方框3018处表示的，可利用第一传送机构(例如，图3的第一传送机构118)来取回第二鞋零件。利用第一视觉系统，可确定第二鞋零件相对于第一拾取工具的定位，如在方框3020处表示的。如在方框3022处表示的，可将粘合剂(例如，液体粘合剂)涂敷到第二鞋零件的至少一部分以帮助至少临时将第一鞋零件和第二鞋零件粘附在一起。如在方框3024处表示的，使用由第二视觉系统确定的第一鞋零件相对于堆叠表面的定位和由第一视觉系统确定的第二鞋零件相对于第一拾取工具的定位，可将第二鞋零件定位在堆叠台上，使得第二鞋零件的至少一部分在预设的相对定位处与第一鞋零件的至少一部分重叠以形成零件叠层。与第一鞋零件的部分重叠的第二鞋零件部分可包括被涂敷粘合剂的第二鞋零件部分。利用第二视觉系统，可确定零件叠层相对于堆叠表面的定位，如在方框3026处表示的。如在方框3028处表示的，可利用具有第二拾取工具(例如，图3的第二拾取工具128)的第二传送机构(例如，图3的第二传送机构120)从堆叠表面取回零件叠层。可将零件叠层定位在缝合机(例如，图3的缝合机130)处，缝合机具有与其相关联的针，如在方框3030处表示的。如在方框3032处表示的，可将第一鞋零件和第二鞋零件的重叠部分的至少一部分缝合在一起。在一个方面中，通过第二传送机构进行的零件叠层相对于缝合机的移动和与缝合机相关联的针的移动可由共享的控制系统(例如，图3的共享控制系统172)控制，使得相应的移动被同步。
一旦多个鞋零件已被组装和缝合在一起，各种其它鞋制造过程就可由系统100和/或其它补充系统(未示出)执行。例如，可组装鞋面、鞋底夹层和鞋外底，可执行质量检查。而且，可将其它零件添加到组件，例如鞋带或某些美学元件。此外，过程(例如，包装、清洁等)可由准备把鞋运输或装运到另一位置的系统100(和/或补充系统)执行。
如上所述，在本文描述的技术可除了别的以外还可包括方法、系统或存储在一个或多个计算机可读介质上的一组指令。存储在计算机可读介质上的信息可用于指导计算设备的直接操作，且在图31中描绘了示例性计算设备3100。计算设备3100仅仅是适当的计算系统的一个例子，且并不打算暗示关于其创造性方面的使用或功能的范围的任何限制。计算系统3100也不应被解释为具有与所示的部件中的任一个或组合有关的任何相关性或要求。而且，也可在分布式计算系统中实施本发明的方面，其中任务由通过通信网络链接的单独的或远程处理的设备来执行。示例性计算系统可包括例如个人计算机、分布式计算系统、可编程逻辑控制器和其它工业计算系统。
计算设备3100具有直接或间接联接下列部件的总线3110：存储器3112、一个或多个处理器3114、一个或多个展示部件3116、输入/输出(I/O)端口3118、I/O部件3120和例证性电源3122。总线3110代表可以是一个或多个总线(例如，地址总线、数据总线或其组合)的总线。虽然为了清楚起见，图31的各种方框被用线示出，但是实际上，勾画各种部件不是如此清楚，且比喻地，这些线将更准确地是灰色和模糊的。例如，处理器可具有存储器。
计算设备3100一般包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是可由计算系统3100访问并包括易失性和非易失性介质、可去除和不可去除介质的任何可用介质。作为例子并且不作为限制，计算机可读介质可包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据的信息的任何方法或技术来实施的易失性和非易失性、可去除和不可去除的介质。
作为例子并且不作为限制，计算机存储介质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)；闪存或其它存储器技术；CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其它光学或全息介质；盒式磁带、磁带、磁盘存储器或其它磁性存储设备。计算机存储介质不包括传播数据信号。
通信介质一般包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或在调制数据信号(例如载波)或其它传输机制中的其它数据，并包括任何信息递送介质。术语“调制数据信号”意指具有以使得将信号中的信息进行编码的方式设置或改变的其特性中的一个或多个的信号。作为例子并且不作为限制，通信介质包括有线介质(例如有线网络或直接有线连接)和无线介质(例如声波、RF、红外和其它无线介质)。上述中的任一个的组合也应包括在通信介质的范围内。
计算设备3100被描绘为具有从诸如存储器3112或I/O部件1320的各种实体读取数据的一个或多个处理器3114。由处理器读取的示例性数据可包括计算机代码或机器可用的指令，机器可用的指令可以是由计算机或其它机器执行的计算机可执行指令，例如程序模块。通常，诸如例程、程序、对象、部件、数据结构等的程序模块指的是执行特定的任务或实施特定的抽象数据类型的代码。
展示部件3116向用户或其它设备展示数据指示。示例性展示部件是显示设备、扬声器、打印部件、发光部件等。I/O端口3118允许计算设备3100逻辑地联接到其它设备，包括I/O部件3120，I/O部件3120中的一些可被内置。
在鞋制造的背景下，计算设备3100可用于确定各种鞋制造工具的操作。例如，计算设备可用于控制零件拾取工具(例如，在图3中示出的第一零件拾取工具或第二零件拾取工具)或将鞋零件从一个位置转移到另一位置的传送机(例如，图3所示的第一传送机构或第二传送机构)。此外，计算设备可用于控制将一个鞋零件连接(例如，粘附、缝合等)到另一鞋零件的零件连接工具。
所描绘的各种部件以及未示出的部件的很多不同的布置是可能的，而不偏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。在阅读了本公开之后和由于阅读了本公开，可选择的方面将对本公开的读者变得明显。实施前述的可选择装置可被完成，而不偏离下面的权利要求的范围。某些特征和子组合是有效用的，并可被使用而不考虑其它特征和子组合，且被设想处于权利要求的范围内。

Claims (27)

1.一种用于以自动方式制造鞋零件的方法，所述方法包括：
利用第二视觉系统(146)确定基础鞋零件相对于堆叠表面(126)的位置；
将第一鞋零件(132)定位在所述堆叠表面(126)处，使得所述第一鞋零件(132)的至少一部分在预设的相对位置处与所述基础鞋零件的至少一部分重叠以形成零件叠层(144)；
利用所述第二视觉系统(146)确定所述零件叠层(144)相对于所述堆叠表面(126)的位置；
利用包括第二拾取工具(128)的第二传送机构(120)从所述堆叠表面(126)取回所述零件叠层(144)；
将所述零件叠层(144)定位在缝合机处，所述缝合机(130)具有与其相关联的针(154)；以及
将所述第一鞋零件(132)和所述基础鞋零件的重叠部分的至少一部分缝合在一起，其中通过所述第二传送机构(120)进行的所述零件叠层(144)相对于所述缝合机(130)的移动和与所述缝合机(130)相关联的所述针(154)的移动由共享的控制系统(172)控制，使得相应的移动被同步。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在将所述第一鞋零件(132)定位在所述预设的相对位置处之前将粘合剂涂敷到所述第一鞋零件(132)的与所述基础鞋零件的部分重叠的部分的至少一部分，其中将所述第一鞋零件(132)定位在所述预设的相对位置处包括将所述第一鞋零件(132)定位成使得所涂敷的粘合剂接触所述基础鞋零件；和/或
其中所述第一鞋零件(132)的与所述基础鞋零件的部分重叠的部分的至少一部分具有在其表面上的非活性粘合剂，其中所述方法还包括激活所述非活性粘合剂，且其中将所述第一鞋零件(132)定位在所述预设的相对位置处包括将所述第一鞋零件(132)定位成使得所激活的粘合剂接触所述基础鞋零件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二视觉系统(146)还在所述第二传送机构(120)从所述堆叠表面(126)取回所述零件叠层(144)之后确定所述零件叠层(144)相对于所述第二拾取工具(128)的位置；和/或
所述方法还包括基于从所述堆叠表面(126)取回的所述零件叠层(144)而改变与所述第二传送机构(120)相关联的所述第二拾取工具(128)。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括利用第三视觉系统(170)确定在缝合期间在多个预定的间隔处的穿过所述零件叠层(144)的针脚相对于所述第一鞋零件(132)的与所述基础鞋零件的部分重叠的部分的边缘的偏移；
其中将所述第一鞋零件(132)和所述基础鞋零件的重叠部分的至少一部分缝合在一起最初由预设缝合图案(158)界定，且其中基于所确定的偏移在缝合期间对所述预设缝合图案(158)做出至少一个修改。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：当所述零件叠层(144)涉及预设缝合图案(158)时，利用第三视觉系统(170)确定所述零件叠层(144)相对于所述缝合机(130)的位置；确定使用所述零件叠层(144)上的所述预设缝合图案(158)的至少一部分将导致穿过所述零件叠层(144)的至少一个针脚相对于所述第一鞋零件(132)的与所述基础鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；在缝合之前产生调节的缝合图案，所述调节的缝合图案将针脚的偏移维持在所述期望的偏差范围内；以及根据所述调节的缝合图案来缝合；和/或
还包括：使用所述第二视觉系统(146)捕获所述零件叠层(144)的图象；使预设缝合图案(158)与所述零件叠层(144)的所捕获的图象相关联；确定所述预设缝合图案(158)将导致穿过所述零件叠层(144)的至少一个针脚相对于所述第一鞋零件中的一个的与所述基础鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；以及在缝合之前产生调节的缝合图案，所述调节的缝合图案将针脚的偏移维持在所述期望的偏差范围内。
6.一种用于以自动方式制造鞋零件的系统，所述系统包括：
第二制造站(112)，其包括堆叠表面(126)，取回的鞋零件定位在所述堆叠表面(126)处，使得鞋零件中的一个鞋零件的至少一部分在预设的相对位置处与鞋零件中的另一个鞋零件的至少一部分重叠以形成零件叠层(144)；
第二视觉系统(146)，其确定所取回的鞋零件中的单独鞋零件相对于所述第二制造站(112)的所述堆叠表面(126)的位置，并确定所述零件叠层(144)相对于所述堆叠表面(126)的位置；
第二传送机构(120)，其具有与其相关联的第二拾取工具(128)，其中所述第二传送机构(120)从所述堆叠表面(126)取回所述零件叠层(144)并将所取回的零件叠层转移到第三制造站(114)，所述第三制造站(114)包括将在所述零件叠层(144)中所包括的所述鞋零件的重叠部分的至少一部分缝合在一起的缝合机(130)，其中所述第二视觉系统(146)还确定所取回的零件叠层相对于所述第二拾取工具(128)的位置，且其中所述第二传送机构(120)将所述零件叠层(144)相对于与所述缝合机(130)相关联的针(154)定位在适当的位置上以用于缝合；以及
共享的控制系统(172)，其使用与计算机存储介质通信的处理器并使在缝合期间通过所述第二传送机构(120)进行的所述零件叠层(144)相对于所述缝合机的针(154)的移动与所述针(154)的移动同步。
7.根据权利要求6所述的系统，还包括粘合剂涂敷站(116)，所述粘合剂涂敷站(116)将粘合剂涂敷到在所述零件叠层(144)形成时在所述预设的相对位置处所述鞋零件中的一个鞋零件的与所述鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的至少一部分；
其中所述粘合剂涂敷站(116)包括粘合剂散布机构(138)，所述粘合剂散布机构(138)将所涂敷的粘合剂散布在所述零件叠层(144)形成时在所述预设的相对位置处所述鞋零件中的一个鞋零件的与所述鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的表面的至少一部分之上。
8.根据权利要求6所述的系统，还包括第三视觉系统(170)，当所述零件叠层(144)涉及预设缝合图案(158)时，所述第三视觉系统(170)确定所述零件叠层(144)相对于所述缝合机(130)的位置；
其中所述共享的控制系统(172)还：
确定遵循所述零件叠层(144)上的所述预设缝合图案(158)将导致穿过所述零件叠层(144)的至少一个针脚相对于所述鞋零件中的一个鞋零件的与所述鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；以及在缝合之前产生调节的缝合图案，所述调节的缝合图案将针脚的偏移维持在所述期望的偏差范围内。
9.根据权利要求6所述的系统，还包括第三视觉系统(170)，所述第三视觉系统(170)确定在缝合期间在多个预定的间隔处的穿过所述零件叠层(144)的针脚相对于所述鞋零件中的一个鞋零件的与所述鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的边缘的偏移；
其中所述共享的控制系统(172)基于所确定的偏移在缝合期间实施对预设缝合图案(158)的至少一个修改。
10.根据权利要求6所述的系统，其中所述第二视觉系统(146)还捕获由计算设备可用的所述零件叠层(144)的图象以关联预设缝合图案(158)，所述图象接着用于确定所述零件叠层(144)上的所述预设缝合图案(158)导致穿过所述零件叠层(144)的至少一个针脚相对于所述鞋零件中的一个鞋零件的与所述鞋零件中的另一个鞋零件的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移，并且所述第二视觉系统和/或所述计算设备产生将针脚的偏移维持在所述期望的偏差范围内的调节的缝合图案。
11.一种用于以自动方式制造鞋零件的方法，所述方法包括：
将第一鞋零件(132)定位在堆叠表面(126)上；
利用第二视觉系统(146)确定所述第一鞋零件(132)相对于所述堆叠表面(126)的位置；
利用第一传送机构(118)取回第二鞋零件(140)；
将粘合剂涂敷到所述第二鞋零件(140)的至少一部分；
将所述第二鞋零件(140)定位在所述堆叠表面(126)上，使得所述第二鞋零件(140)的至少一部分在预设的相对位置处与所述第一鞋零件(132)的至少一部分重叠以形成零件叠层(144)，所述第二鞋零件(140)的与所述第一鞋零件(132)的部分重叠的部分包括所述第二鞋零件(140)的粘合剂所涂敷到的部分；
利用所述第二视觉系统(146)确定所述零件叠层(144)相对于所述堆叠表面(126)的位置；
利用包括第二拾取工具(128)的第二传送机构(120)从所述堆叠表面(126)取回所述零件叠层(144)；
将所述零件叠层(144)定位在缝合机(130)处，所述缝合机(130)具有与其相关联的针(154)；以及
将所述第一鞋零件(132)和所述第二鞋零件(140)的重叠部分的至少一部分缝合在一起，其中通过所述第二传送机构(120)进行的所述零件叠层(144)相对于所述缝合机(130)的移动和与所述缝合机(130)相关联的所述针(154)的移动由共享的控制系统(172)控制，使得相应的移动被同步。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二视觉系统(146)还在所述第二传送机构(120)从所述堆叠表面(126)取回所述零件叠层(144)之后确定所述零件叠层(144)相对于所述第二拾取工具(128)的位置。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括利用第三视觉系统(170)确定在缝合期间在多个预定的间隔处的穿过所述零件叠层(144)的针脚相对于所述第二鞋零件(140)的与所述第一鞋零件(132)的部分重叠的部分的边缘的偏移；
其中将所述第二鞋零件(140)和所述第一鞋零件(132)的重叠部分的至少一部分缝合在一起开始遵循预设缝合图案(158)，且其中在缝合期间基于所确定的偏移对所述预设缝合图案(158)做出至少一个修改。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括：当所述零件叠层(144)涉及预设缝合图案(158)时，利用第三视觉系统(170)确定所述零件叠层(144)相对于所述缝合机(130)的位置；确定遵循所述零件叠层(144)上的所述预设缝合图案(158)将导致穿过所述零件叠层(144)的至少一个针脚相对于所述第二鞋零件(140)的与所述第一鞋零件(132)的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；在缝合之前产生调节的缝合图案，所述调节的缝合图案将针脚的偏移维持在所述期望的偏差范围内；以及根据所述调节的缝合图案来缝合。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：利用所述第二视觉系统(146)使所述零件叠层(144)相对于预设缝合图案(158)相关；确定遵循所述零件叠层上的所述预设缝合图案(158)将导致穿过所述零件叠层的至少一个针脚相对于所述第二鞋零件(140)的与所述第一鞋零件(132)的部分重叠的部分的边缘的在期望的偏差范围之外的偏移；以及产生调节的缝合图案，所述调节的缝合图案将针脚的偏移维持在所述期望的偏差范围内。
16.一种用于以自动方式制造鞋零件的传送机构，包括：
机器人臂；
用于转移所述鞋零件的零件移动装置；以及
用于拾取或取回所述鞋零件的拾取工具。
17.根据权利要求16所述的传送机构，其中，所述零件移动装置为传送机机构、电机驱动的转台、X-Y平面移动台或X-Y-Z空间移动台。
18.根据权利要求16所述的传送机构，其中，所述拾取工具包括真空板，所述真空板包括其中的一个或多个孔，空气经过所述一个或多个孔向内流动以临时保持被拾取或取回的鞋零件。
19.根据权利要求16所述的传送机构，其中，所述拾取工具包括抓握工具、掘取工具或基于静电的工具。
20.一种拾取工具，包括真空板，所述真空板包括其中的一个或多个孔，空气经过所述一个或多个孔向内流动以临时保持被拾取或取回的鞋零件。
21.一种鞋零件，包括：
基础鞋零件，所述基础鞋零件直接放置在堆叠表面上以用于组装而不是至少部分地与另一鞋零件重叠；以及
非基础鞋零件，所述非基础鞋零件放置在所述堆叠表面处使得其至少一部分与已经存在于所述堆叠表面处的所述基础鞋零件或零件组件的至少一部分重叠。
22.根据权利要求21所述的鞋零件，其中，所述鞋零件包括单一零件或多个组装的零件。
23.根据权利要求21所述的鞋零件，其中，所述鞋零件包括有助于促进在缝合之前一个零件粘附到另一零件的预先层压的成分。
24.根据权利要求21所述的鞋零件，其中，所述鞋零件代表在模制鞋面以用于连接到其它鞋零件之前待被组装的所述鞋面的不同件。
25.一种用于以自动方式制造鞋零件的系统的计算设备，包括：
存储器；
一个或多个处理器；
一个或多个展示部件；
输入/输出(I/O)端口；
I/O部件；
电源；以及
直接或间接联接所述存储器、所述一个或多个处理器、所述一个或多个展示部件、所述输入/输出(I/O)端口、所述I/O部件和所述电源的总线。
26.根据权利要求25所述的计算设备，其中，所述计算设备用于控制零件拾取工具或将所述鞋零件从一个位置转移到另一位置的传送机。
27.根据权利要求25所述的计算设备，其中，所述计算设备用于控制将一个鞋零件连接到另一鞋零件的零件连接工具。
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