TW201519817A - 用於鞋總成之工具路徑的生成 - Google Patents

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Abstract

用於處理一鞋面之一工具路徑可經生成以實質上僅處理鞋之由一咬合線所界限的表面。該咬合線可經界定以對應於該鞋面與一鞋底部單元之接面。咬合線資料及表示一鞋面之由一咬合線所界限的一表面之至少一部分之三維概況資料可組合地用以生成用於處理該鞋面之該表面的一工具路徑，諸如，黏著劑至一入楦鞋面之由一咬合線所界限的該表面之自動化塗覆。

Description

用於鞋總成之工具路徑的生成 【相關申請案之交叉參考】
本申請案為2011年11月18日申請且名為AUTOMATED 3-D MODELING OF SHOE PARTS的當前在申請中的美國申請案第13/299,827號之部分接續申請案，該申請案之全部內容被以引用的方式併入本文中。
本申請案亦藉由主題與名為CONDITIONALLY VISIBLE BITE LINES FOR FOOTWEAR且具有代理人案號NIKE.176432的同時申請之美國申請案第＿＿＿號有關，該申請案之全部內容被以引用的方式併入本文中。
本發明之態樣係關於鞋類物品之自動化製造。更明確而言，本發明之態樣係關於用於鞋之自動化製造中的零件之處理的工具路徑之生成。
由於典型地在製造鞋類物品(且更明確而言，運動鞋)中使用的許多材料之可彎及彎曲本質，在製造製程中的鞋零件之自動化處理造成困難。在建構鞋類物品(且更明確而言，運動鞋)中使用的材料之固有性質導致用於對鞋之間有變化的鞋零件或部分組裝之鞋零件執行製程之最佳工具路徑。由於對鞋(特別是運動鞋)之效能需求及消費者期望，與最 佳工具路徑之甚至小的偏差仍可導致不可接受之鞋或將在預期穿著條件下不合格的鞋。舉例而言，塗覆黏著劑以將鞋面接合至對應的底部單元(例如，接合之中底與外底總成)必須在鞋面之部分上的將接觸對應的底部單元之適當位置處執行。鞋面之所要的部分之不充分覆蓋可導致所得鞋之故障(歸因於底部單元與鞋面之分開)。雖然可藉由塗覆增加量之黏著劑來解決故障之可能性，但黏著劑之過多使用係浪費的、昂貴、對所得結合強度潛在地不利(由於不完全固化製程)且潛在地破壞環境。另外，塗覆增加量之黏著劑可導致黏著材料在所要的黏著劑區之外部的存在，此可導致鞋之變色或污損，從而致使鞋不可為消費者接受。針對諸如此等之原因，鞋之製造的許多態樣已保持為集中式手動製程。
本發明之態樣大體上係關於用於在鞋類物品之自動化製造期間的零件之處理的工具路徑之自動化生成。更明確而言，本發明之態樣係關於用於黏著劑至鞋面之塗覆以供在將鞋面接合至對應的底部單元或鞋底總成時使用的工具路徑之生成。根據本發明之系統及方法可用於用於不同於黏著劑塗覆器之工具(諸如，緩衝器、起動注給器、清潔器、噴漆器及類似者)的工具路徑之生成。此等工具可清潔、製備或以其他方式處理鞋零件之一部分，但通常並不全部鞋零件。另外，根據本發明之系統及方法可用於生成用於在鞋面及鞋底總成外之組件的工具路徑。
根據本發明之系統及方法可分界一咬合線以指示鞋面上之第一表面區域。可藉由預定量之力將鞋面與對應的底部單元或更可能其表示相抵而楦住且保持。(應注意，在處理中，常可利用對應的底部單元之表 示，而非底部單元本身，使得可利用單一底部單元表示來處理複數個鞋面。)可使用一或多個機構在一或多個點處將力施加至入楦鞋面。可替代地或另外將力添加至對應於入楦鞋面之底部單元表示。底部單元可包含單一物件或複數個物件，諸如，外底及中底層，潛在地具有額外組件以提供緩衝、運動控制等等。經施加以保持入楦鞋面與對應的底部單元表示相抵的壓力之量可基於在鞋組裝後在鞋面及對應的底部單元兩者中使用的材料之類型、所要的結合之強度、待使用的結合材料之類型及被預期為在結合製程期間施加的力量或其他考慮而變化。在許多實例中，用以在咬合線之分界期間保持入楦鞋面與對應的底部單元表示相抵之預定力量將與在後續製造步驟期間經施加以將入楦鞋面黏附至對應的底部單元之力量相同或類似，以便在結合後咬合線準確地對應於鞋面與底部單元之間的接合點。
分界咬合線大體上對應於入楦鞋面與底部單元表示之接面(當與預定量之力保持在一起時)。因此標記出之咬合線可界定在入楦鞋面之表面上的至少一第一表面區域及一第二表面區域。界定於入楦鞋面之表面上的第一表面區域可受到咬合線界限，且當藉由預定量之力將入楦鞋面與底部單元表示保持相抵時，可對應於入楦鞋面之表面的由底部單元表示覆蓋之部分。當藉由預定量之力將入楦鞋面與底部單元表示保持相抵時，由咬合線界定之第二表面區域可對應於入楦鞋面之表面的未由底部單元表示覆蓋之部分。最終，可使用可使用根據本發明之系統及方法生成之一或多個工具路徑將黏著劑實質上塗覆於第一表面區域內，而非塗覆至第二表面區域。
根據本發明之系統及方法標記的咬合線可採取多種形式。舉 例而言，可藉由在入楦鞋面上形成標誌來標記咬合線，同時藉由預定量之力將入楦鞋面與對應的底部單元表示保持相抵。在鞋面之材料中產生低凹或任何其他類型之標記的筆、鉛筆、雕繪工具可用以產生此可察覺咬合線。可察覺咬合線可對人可見及/或對在可察覺咬合線之偵測中使用至少一個攝影機的電腦視覺系統可見。在一些實例中，可察覺咬合線可為有條件可見之咬合線。舉例而言，螢光標記試劑(諸如，螢光墨水)或在正常光照條件下不可由人眼察覺之紅外線(IR)標記試劑可用以在入楦鞋面上產生標誌以形成有條件地可察覺咬合線。藉由在適當時使用選定照明(諸如，黑光或IR光)，咬合線之所得標誌可在製造製程期間由至少一個攝影機及/或人類操作者察覺到，而無使鞋變色以致使其對在典型光照條件下觀察鞋之最終消費者而言不可接受的風險。在態樣中，由適當光譜之光照射的有條件可見之標誌可由第一攝影機及第二攝影機偵測到，來自第一攝影機與第二攝影機之影像經組合以產生所得咬合線資料。
根據本發明的咬合線之其他實例可包含不在入楦鞋面留下實體標誌之虛擬咬合線。舉例而言，可沿著入楦鞋面與對應的底部單元表示之間的接面移動與三維表示系統一起使用觸控筆以產生虛擬咬合線。虛擬咬合線之產生之另一實例可利用橫越入楦鞋面、對應的底部單元表示及入楦鞋面與對應的底部單元表示之間的接面投影之光源。在上表面與底部單元表面之間的接面處的光之反射之不連續性可用以生成虛擬咬合線。然而，在經產生後，表示虛擬咬合線之資料可儲存於電腦可讀媒體中且根據本發明之態樣用作表示入楦鞋面之表面之第一表面區域的一個度量，該第一表面區域將藉由一隨後生成之工具路徑來處理。
作為表示入楦鞋面之表面的將藉由隨後生成之工具路徑處理之第一表面區域的另一度量，可掃描入楦鞋面之表面之至少部分以生成按三維表示至少第一表面區域的概況資料。舉例而言，在已自對應的底部單元表示移除入楦鞋面後，可橫越入楦鞋面之表面之第一表面區域的至少一部分投影一光源。至少一個攝影機可偵測到來自入楦鞋面之表面的光自第一表面區域之至少一部分之反射。表示咬合線之資料可接著與三維上表面資料組合，且在適當時用以在生成工具路徑時包括、排除或以其他方式考慮或忽略表示入楦鞋面之在第一表面區域內部或外部的表面之資料。舉例而言，所投影之光與對應於提供於入楦鞋面上的咬合線之標誌的相交部可由偵測雷射自入楦鞋面之表面的反射之至少一個攝影機偵測。替代地/另外，可將虛擬咬合線與自偵測雷射自入楦鞋面之表面之反射生成的三維概況資料比較，其中用於入楦鞋面之表面上處於第一表面區域外的位置(如由虛擬咬合線界定)之資料在生成工具路徑時被排除或以其他方式忽略。在偵測自入楦鞋面之表面的反射光時，可使用至少一個攝影機。一個以上攝影機之使用可提供關於入楦鞋面之三維表面的愈來愈詳細資料。在一些實例中，可使用兩個攝影機偵測自入楦鞋面之表面的反射光。
根據本發明之系統及方法可利用一計算系統，該計算系統執行電腦可讀程式碼以自由偵測自第一表面區域之表面反射的光之至少一個攝影機提供的三維概況資料及/或虛擬咬合線資料生成表示入楦鞋面之表面的資料。同一或不同計算系統可執行電腦可執行碼以執行基於表示第一表面區域之界限的咬合線資料與表示在第一表面區域內的入楦鞋面之表面的三維資料之組合生成工具路徑之方法。對由不同類型之材料製成的不同類 型之鞋執行不同類型之處理的不同類型之工具可能需要不同工具路徑。在一些實例中，該工具可包含一噴霧嘴，該噴霧嘴將噴霧黏著劑塗覆至入楦鞋面，用於鞋面至對應的底部單元之最終結合。在此實例中，工具路徑可將工具頭部維持在相對於入楦鞋面之表面所要的距離處及/或定向上。舉例而言，工具路徑可將噴霧嘴維持在將按實質上垂直角度(諸如，在80度與100度之間)且按相對恆定距離(諸如，在1.5公分至2公分內)將黏著劑投影至表面上的一定向上。在另外實例中，可將距離維持為大致一公分，其中准許10%變化。視需要，可在工具路徑之不同部分處變化工具路徑的相對於表面之定向、與表面相隔之距離及/或其他性質。
可能需要將不同類型之工具路徑用於不同類型之鞋零件、不同鞋、不同材料等等。在使用噴射黏著劑將入楦鞋面結合至對應的底部單元之實例中，工具路徑可將處理提供至第一表面區域之周邊以在底部單元之邊緣附近建立強結合，其中在第一表面區域之內部提供較少覆蓋，在該情況下，結合並不夠關鍵。然而，本發明之系統及方法不限於任一特定類型之工具、任一特定類型之工具路徑或特定工具路徑。
本文中參看隨附繪圖描述本發明，其中：圖1為說明根據本發明之一態樣的入楦鞋面及對應的底部單元之一實例之示意圖；圖2為說明根據本發明之一態樣的入楦鞋面上之咬合線之一實例之示意圖；圖3為說明根據本發明之一態樣的入楦鞋面之表面的掃描之一實例之 示意圖；圖4為說明根據本發明之一態樣的掃描入楦鞋面之表面之一另外實例之頂部正視圖；圖5為根據本發明之一態樣的掃描入楦鞋面之表面之一另外實例之頂部正視圖；圖6A說明根據本發明之一態樣的經生成用於處理入楦鞋面之表面的工具路徑之一實例；圖6B至圖6D說明根據本發明之態樣的具有用於生成之工具路徑的變化之定向及位置配置的工具部分之實例；圖7說明根據本發明之一態樣的在入楦鞋面上之虛擬咬合線之產生之一實例；圖8為說明根據本發明之一態樣的用於生成工具路徑之一例示性系統之示意圖；圖9為說明根據本發明之一態樣的用於生成工具路徑之另一例示性系統之示意圖；圖10為根據本發明之一態樣的用於生成工具路徑之另一例示性系統之示意圖；圖11為說明根據本發明之態樣的用於處理鞋類物品之表面之一例示性方法之流程圖；圖12為說明根據本發明之態樣的用於處理鞋類物品之表面之另一例示性方法之流程圖；圖13為根據本發明之態樣的用於生成工具路徑之一例示性方法之流程 圖；圖14為根據本發明之態樣的入楦鞋面表面之表面映射之三維濁點表示與三維數位咬合線表示組合之描繪；圖15為說明根據本發明之態樣的用於捕獲入楦鞋面之三維表面映射及三維數位咬合線表示用於在生成機器人工具路徑時使用之一例示性方法之圖形流程圖；及圖16為根據本發明之態樣的如由咬合線掃描系統及三維掃描系統捕獲之一例示性入楦鞋面之橫截面圖。
本發明之態樣提供用於在鞋製造製程中處理鞋零件及生成用於處理零件之工具路徑之系統及方法。在本文中所描述之實例中，生成之工具路徑用於鞋面至鞋底總成或底部單元之結合。然而，本發明之態樣可用於生成其他類型之工具路徑及用於鞋類物品之其他部分的處理。舉例而言，本發明之態樣可適用於在諸如鞋之軟貨品之製造製程中生成工具路徑以對表面磨光、清潔、上底漆、塗漆或以其他方式處理。
雖然在本文中為了例示性目的按簡化方式呈現鞋面及鞋底部單元之實例，但實務上，鞋面可包含常由不同類型之材料形成的大量個別零件。可使用多種黏著劑、針腳及其他類型之接合組件將鞋面之組件接合在一起。鞋底部單元可常包含具有多個組件之鞋底總成。舉例而言，鞋底部單元可包含由接觸地面、地板或其他表面的相對硬且耐用材料(諸如，橡膠)製成之外底。鞋底部單元可進一步包含由在正常穿著及/或運動培訓或執行期間提供緩衝且吸收力之材料形成的中底。常在中底中使用的材料 之實例為(例如)乙烯乙酸乙烯酯發泡體、聚胺脂發泡體及類似者。鞋底可進一步具有額外組件，諸如，額外緩衝組件(諸如，彈簧、氣袋及類似者)、功能組件(諸如，解決內轉或外轉之運動控制元件)、保護元件(諸如，防止來自地板或地面之危險損傷腳之彈性板)及類似者。雖然可存在於鞋面及/或鞋底部單元中之此等及其他組件並未特定地描述於本文中之實例中，但此等組件可存在於使用根據本發明之態樣的系統及方法製造之鞋類物品中。
現參看圖1，根據本發明之態樣的一例示性系統經說明且大體上標明為參考數字100。在說明之系統100中，鞋面110已置放於鞋楦120上。鞋楦120可視情況與額外構件122一起施加預定量之力以保持入楦鞋面與對應的底部單元或對應的底部單元之表示130相抵。應注意，在處理中，常可利用對應的單元之表示130，而非底部單元本身，使得可利用單一底部單元表示，130來處理複數個鞋面。底部單元表示130可仿真在鞋之組裝後將應用至鞋面110的對應的底部單元之實際材料、大小、形狀、輪廓等等。另外，預期到，底部單元表示130可由不同於典型地用於底部單元之材料的材料形成。舉例而言，較耐用且剛性之材料可形成底部單元表示之至少一部分，此係因為底部單元表示130之功能為提供用於在重複生產製程中應用咬合線標記之導引。此與通常針對在各原因當中之衝擊衰減、支撐及附著力提供的實際底部單元之功能目的形成對比。
在圖1中所說明之實例中，底部單元表示130及入楦鞋面110可按由箭頭135所指示而旋轉，同時由在入楦鞋面110與底部單元表示130之間的接面112處具有標記尖端之標記機構140接觸。在所說明之實例 中，標記機構140可包含利用可經由標記尖端塗覆之有條件可見標記試劑在入楦鞋面110與底部單元表示130之間的接面處的入楦鞋面110上施加有條件可見標誌之一標記機構。更明確而言，標記機構140可包含具有螢光標記尖端及IR標記尖端中之一者的標記機構，螢光標記尖端及IR標記尖端在入楦鞋面110與底部單元表示130之間的接面112處分別施加螢光標誌或IR標誌以產生僅在准許偵測到有條件可見標誌之光照條件下可觀測的有條件可見咬合線。
因為入楦鞋面110及/或對應的底部單元表示130常可由可彎及/或可壓縮材料形成，所以咬合線在入楦鞋面110之表面上位置可基於用以使入楦鞋面110與對應的底部單元表示130配合的力或壓力之量而變化。在使用標記機構140的有條件可見咬合線之標記期間由系統100施加的預定量之力可為當最終將入楦鞋面110結合至由底部單元表示130表示之底部單元時施加之相同力，但在不脫離本發明之範疇的情況下，可不同於在結合期間施加之力。舉例而言，若底部單元表示130由不同於意欲之底部單元的材料形成，則待施加的力之量可經調整以補償材料之間的不同可壓縮性量。另外，預期到，底部單元表示130之大小可實際上與待塗覆的底部單元之大小有變化，此係因為該大小可補償尖端142之可壓縮性、變形性或甚至厚度的變化。
現參看圖2，入楦鞋面110已經自對應的底部單元表示130移除。如圖2中所示，有條件可見咬合線210已標記於入楦鞋面110上。有條件可見咬合線210可並不在所有光照條件期間可察覺，有條件可見咬合線210可察覺之光照條件取決於用以標記咬合線210之標記試劑。舉例而 言，有條件可見咬合線210可僅在由UV光源(例如，黑光)、IR光源或使用以施加有條件可見咬合線210之標誌的標記試劑可偵測之另一光照源照明時可見。在一個實例中，有條件可見咬合線210可包含由螢光標記試劑(例如，墨水)形成之標誌，使得有條件可見咬合線210可在使用黑光照明時被察覺到。在另一實例中，有條件可見咬合線210可包含由IR標記試劑形成之標誌，使得有條件可見咬合線210可在使用IR光源照明時被察覺到。任何及所有此等變化及其任何組合被預期為在本發明之態樣之範疇內。
仍參看圖2，有條件可見咬合線210界定入楦鞋面110之表面上的第一表面區域214及第二表面區域212。第一表面區域214對應於入楦鞋面110之表面的當藉由預定量之力使入楦鞋面110保持與對應的底部單元表示130相抵時由底部單元表示130覆蓋之部分。同時，第二表面區域212對應於入楦鞋面110之表面的當藉由預定量之力使入楦鞋面110保持與對應的底部單元表示130相抵時未由底部單元表示130覆蓋之部分。因此，意欲將由底部單元表示130表示之底部單元結合至入楦鞋面110的任何處理應在由有條件可見咬合線210界限之第一表面區域214內執行。另外，在第二表面區域212中執行的可改變入楦鞋面110之表面之外觀的任何處理可導致在成品鞋中可觀測到之改變，而在已藉由將入楦鞋面110結合至由底部單元表示130表示之對應的底部單元組裝鞋後，在第一表面區域214內執行之處理可能並不最終可觀測。
圖2之實例僅說明在鞋面110之表面上的有條件可見咬合線210之位置之一個實例。根據本發明的有條件可見咬合線之定向、位置及組態可與圖2之實例中展示的情況大有變化。對於一些鞋設計，由底部單元 表示130表示之底部單元可以在鞋面110之較大部分上延伸底部單元130的方式與鞋面110配合，從而導致位置較遠離鞋面110之底部(例如，較靠近前腳開口及/或腳踝開口)的有條件可見咬合線210。對於其他鞋設計，由底部單元表示130表示的底部單元全部可大部分或完全在鞋面110下方，從而導致完全或大部分在鞋面110之底表面上(例如，最接近在拉幫構造技術中之拉幫板)的有條件可見咬合線210。在其他實例中，由底部單元表示130表示之底部單元在經配合時向上延伸至鞋面110之程度可沿著鞋面110與底部單元表示130之間的接面而變化，從而導致不與鞋面110之底部平行的有條件可見咬合線210。另外，預期到，有條件可見咬合線210可在某些區(諸如腳趾區域及/或腳跟區域)中更遠離底部單元延伸。在此實例中，底部單元可覆蓋在此等區中的鞋面110之較大部分以提供結構益處，諸如，抗磨損性或改良之地面接觸表面(例如，附著力)。
在鞋面110與底部單元表示130之間的接面處的鞋面110之形狀亦可與圖2之實例中展示的情況不同，其意謂有條件可見咬合線210可產生於鞋面110之平、凸、凹或擁有複雜三維彎曲的一部分上。根據本發明之系統及方法可在鞋面及/或底部單元之所有此等及其他組態中提供且利用有條件可見咬合線。
現參看圖3，說明具有一光源370之一例示性三維表面掃描，該光源370可投影光372，使得反射之部分374橫越入楦鞋面110之表面之至少第一表面區域214的一區段反射。在圖3中描繪之實例中，已藉由針腳312將拉幫310接合至鞋面110以圍封且含有鞋楦120。在說明之實例中，拉幫310含於入楦鞋面110之第一表面區域214內，且因此將在鞋組裝 後最終被覆蓋。在一些實例中，入楦鞋面110可使用不同於拉幫310之閉合結構，但在許多運動鞋中，諸如拉幫310的一些類型之拉幫用以圍封鞋面110以准許插入鞋楦120以在鞋楦120上適當地擴展鞋面110。
仍參看圖3，至少一個攝影機380(在圖3中說明為第一攝影機380及第二攝影機382)可偵測自入楦鞋面110的一或多個表面(諸如，拉幫310之表面)及第一表面區域214之在拉幫310與咬合線210之間延伸的一部分反射的光372之部分374。在圖3之實例中，已提供第二攝影機382，其亦偵測到來自反射自入楦鞋面110之表面的光之部分374之光。一個以上攝影機之使用可提供較大視場，使得若待捕獲的表面之一部分對具有第一透視及位置之第一攝影機遮蔽住，則具有不同透視及位置之第二攝影機可有效用於捕獲對第一攝影機之視野遮蔽住的表面之部分。因而，當第一攝影機並未方便地定位以捕獲需要捕獲的表面之所有部分時，可利用額外攝影機補充自第一攝影機捕獲之影像資料。亦預期到，如所說明，在一例示性態樣中，反射之部分374延伸超出咬合線210，使得反射之部分可有效用於生成用於入楦鞋面110之超出有條件可見咬合線210至第二表面區域212內的部分之表面映像。
在態樣中，第一攝影機380及第二攝影機382中之每一者可用以偵測自入楦鞋面之表面的光之反射以顯現外表面之濁點。濁點為在諸如由X、Y及Z座標表示之三維座標系統(在本文中亦被稱作x y z座標)之座標系統中的點之集合，其表示如在入楦鞋面之外表面上識別的點。除了如藉由濁點座標來座標表示的咬合線之三維表示之外，下文圖14亦將描繪表示入楦鞋面之表面的一例示性濁點。為了生成表示外部表面之濁點， 來自第一攝影機380及第二攝影機382兩者之影像可組合，從而利用計算系統(圖中未示)生成濁點，作為入楦鞋面之三維表面映像。三維表面映像可與咬合線資料(諸如，數位咬合線表示)組合及配合，生成用於鞋之進一步處理的工具路徑，如以下更充分地描述。如本文中亦將論述，預期到，可使用一或多個已知技術(諸如，多平面視覺校準工具)來校準生成三維表面掃描之表面掃描系統及生成數位咬合線之數位咬合線偵測系統。在一例示性態樣中，校準允許計算系統準確地合併數位咬合線資料與三維表面掃描資料以為了生成工具路徑之目的而形成入楦鞋面之表示。雖然在此實例中描述兩個攝影機用於生成作為濁點之三維表面映像，但在一替代態樣中，預期到，單一成像源結合一或多個結構化光可產生可使用之三維表面映射。
光源370及/或至少一個攝影機380、382可包含基於由至少一攝影機380、382偵測到的光372之反射374來生成數位表示(常利用電腦軟體)的任一表面成像系統之組件。預期到，至少一個攝影機380、382可包含一或多個濾光器(諸如，遠傳、近傳或帶通濾光器)以選擇性捕獲特定光能量或光能量範圍以進一步改進製程。舉例而言，預期到，光源370及至少一個攝影機380、382可經調適以充分利用一特定頻帶之波長，諸如，易於接受紅外線波長之紅外線及特殊濾光器。其他表面成像系統(諸如，利用無光源或接觸系統之攝影機的系統，其使用一或多個探針實體地嚙合表面)可替代地供根據本發明之系統及/或方法使用。
光源370可為提供在與鞋面110相隔一段距離處的定義之幾何表示的任何合適光源。舉例而言，自以其他方式非結構化之光源產生聚 焦狹縫狀光束之狹縫燈可產生特定地識別光與有條件可見咬合線210之間的相交部所需之投影光。另一光源選項包括結構化雷射光源。結構化雷射光源為按結構化光圖案(諸如，線)投影雷射光之雷射。可藉由允許在特定平面中之光自該源向外成扇形散開同時約束光在所有其他方向上之分散以導致自結構化雷射源發散的光之平面來形成此結構化光線。當光之平面接觸一表面時，形成具有聚焦本質及垂直於光形成之平面的受控制寬度之雷射線表示。
光源370可包含具有各種特徵及能力之雷射線生成器(例如，雷射微線生成器或雷射巨線生成器)。例示性特徵包含可調整扇形角度；均勻強度分佈；恆定線寬(亦即，貫穿整個量測區之厚度)；可調整寬度；可調整光譜範圍(例如635nm至980nm)；及可調整功率(例如，在可見範圍中高達100mW，且在IR範圍中高達105mW)。在一個態樣中，舉例而言，光源370可具有40度之扇形角度、180mm之線長、0.108mm之線寬(亦即，厚度)、245mm之工作距離、12mm之瑞立(Rayleigh)範圍、205mm至510mm之聚焦範圍及0.7度之會聚度。
可配合鞋零件特性來調整光源370之各種態樣。舉例而言，可基於鞋部分之色彩來設定或調整雷射束之色彩。亦即，雷射束色彩(例如，波長)與鞋零件色彩之某些組合可允許使用至少一個攝影機380、382較好地記錄投影之雷射線374。因而，可因此基於鞋零件色彩來調整雷射束色彩。
此外，基於鞋零件之色彩調整光源370之功率位準。舉例而言，單一雷射可具有可調整功率設定，使得可基於鞋零件色彩調整單一雷 射。在另一實例中，可基於鞋零件之色彩互換地利用具有不同功率位準之多個雷射。在一另外實例中，可將多個雷射配置於單一站台處。在本發明之一個態樣中，當將光束投影至經著為黑色(或非白色)之鞋零件上時，可利用高功率雷射。在本發明之一另外態樣中，當將光束投影至經著為白色之鞋零件上時，可利用低功率雷射。在一另外態樣中，可在一零件為多色時的同時使用多個雷射。舉例而言，高功率雷射及低功率雷射皆可將各別光束投影至經著為黑色及增白之鞋零件上。至少一個攝影機380、382經定位以記錄投影之雷射線374的影像。因而，捕獲之影像將投影之雷射線的表示描繪為其顯得橫越入楦鞋面110之一部分反射。
雖然本文中之圖及論述將資料集表示描述為資料之視覺指示(諸如，用於三維表面映像之實際濁點表面映像或表示數位咬合線之三維線)，但應理解，可不在視覺上描繪資料表示。舉例而言，資料表示可僅為數學表達、數學模型、一系列座標或資料之未必由計算裝置或表明資料表示之可察覺描繪的其他部件以圖形方式描繪的其他非視覺表示。然而，為方便起見，本文中描繪及描述不同資料表示之視覺描繪。
現參看圖4，說明使用來自結構化光源(例如，雷射)之光372掃描入楦鞋面110之至少第一表面區域214的一個實例。投影之光372的反射之部分374在至少第一表面區域214及第二表面區域212之一部分中由入楦鞋面110之表面反射。為了生成待與咬合線資料一起用以生成工具路徑以處理入楦鞋面110以用於結合至對應的底部單元(例如，藉由將黏著劑塗覆至入楦鞋面110)之三維概況資料，應僅描繪鞋面110之表面之實質上在第一表面區域214內的部分，但收集之資料應充分涵蓋第一表面區 域214。因此，根據本發明之系統及方法可基於咬合線資料及第一表面區域214之表面的三維概況資料(例如，三維表面映像、濁點)來生成工具路徑。預期到，用於第二表面區域212之表面資料亦可經捕獲且可在(在一例示性態樣中)校準由數位咬合線及三維表面映像提供之資料時可使用。在此實例中，在一例示性態樣中，用於第二表面區域212之表面資料可不用於工具路徑之生成中。
仍參考圖4，可相對於投影之光372移動入楦鞋面110，或亦預期替代方案，使得可相對於入楦鞋面110移動投影之光372，使得掃描入楦鞋面110之至少第一表面區域214的實質上全部。預期到，可沿著咬合線210之至少一部分偵測光372之反射之部分374與咬合線210的相交部，在一例示性態樣中，其可用以藉由咬合線資料對三維表面映像資料定座標。然而，鞋面110之輪廓可致使咬合線210之部分(及因此，咬合線210與投影之光372的相交部之部分)不可為至少一個攝影機，380、382可見。在此等情況下，咬合線資料可用以補充三維概況資料以外插適當工具路徑，如以下更充分地描述且在下文結合圖16所說明。
如圖4中所示，自入楦鞋面110之表面反射的光372之部分374可與咬合線210在第一點415及第二點425處相交。由自入楦鞋面110之表面反射的光372之部分374之第一點415及第二點425界定的區段對應於表面之在第一表面區域214內的區段。預期到，此等區段之長度及位置可由計算系統在組合自三維表面映像(或基於單獨來自三維表面映像之資料)獲得的資料與數位咬合線以幫助判定工具路徑後來判定。藉由當入楦鞋面110相對於光372移動(如由線430指示)時記錄在至少複數個此等區 段內之三維濁點，可生成在第一表面區域214內的實質上整個表面之表示。然而，如下文將論述，預期到，亦可將第二表面區域之部分捕獲為表面掃描之部分。預期到，入楦鞋面110可相對於靜止光源370移動，光源370可相對於入楦鞋面移動，或入楦鞋面110及光源370兩者皆相對於彼此移動以實現本文中論述的掃描中之一或多者。當然，是否移動入楦鞋面110或光源370可針對本發明之不同實例而變化。
亦在圖4中所描繪為反射光372之一替代部分375。不同於定位於部分374與咬合線210相交之位置處的部分374，部分375未由攝影機察覺到與咬合線210相交。咬合線210可在入楦鞋面之對三維表面掃描組件遮蔽住之一部分上延伸，如將在圖16中所論述。此相交部缺乏強調了數位咬合線資料與三維表面映像資料之組合用以生成工具路徑的一例示性態樣。舉例而言，在不補充最接近部分375之位置的三維掃描資料之情況下，所得工具路徑可能不能夠識別待界限工具路徑之咬合線位置。另外，預期到，在捕獲三維表面映像時利用之組件可能對於識別有條件咬合線無效(例如，無效的光照參數)，不管其處於能夠察覺相交部之部分374處或是其處於不能夠察覺與咬合線210之相交部之部分374處。因此，當用以該三維表面映像資料之組件在捕獲有條件可見咬合線時並不有效時，需要數位咬合線資料與三維表面映像資料之組合在判定之容許度內生成工具路徑。
現參看圖5，說明使用投影光372之光源至少掃描入楦鞋面110之第一表面區域214之表面的另一實例。雖然圖4之實例按線性方式(如由箭頭430指示)相對於光372移動入楦鞋面110，但在圖5之實例中，可如由箭頭530指示相對於光372旋轉入楦鞋面110。因此，當入楦鞋面110 及/或光源相對於彼此旋轉530時，至少一個攝影機可偵測到自入楦鞋面110之表面的光之反射之部分374。在一例示性態樣中，可判定/偵測光之反射之部分374與咬合線210的相交；然而，其係可選的，因為可利用分開的咬合線掃描達成有條件可見咬合線位置之全面識別。在圖5中說明之實例中，在第一相交點515與第二相交點525之間延伸的區段可表示第一表面區域214之表面之一小部分。藉由相對於光源370旋轉入楦鞋面110，可獲得複數個此等區段以使用一或多個攝影機380、382按三維提供表面區域214之更完整表示。
如關於圖4所論述，預期到，可將咬合線210之一或多個部分對三維表面映射組件遮蔽，在一例示性態樣中，其說明對於分開的咬合線資料集合之進一步需要。另外，亦如上文所預期，在一例示性態樣中，用以捕獲三維表面映像資料之組件可不經調適以捕獲有條件可見咬合線。
，現參看圖6A，工具路徑610可經生成以處理在由鞋面110之咬合線210界限的第一表面區域214內之入楦鞋面110之表面。在圖6A中說明之實例中，工具路徑610包含處理第一表面區域214之周邊同時保持在咬合線210之內部內且接著處理第一表面區域214之內部之至少部分的複數個區段。工具路徑610可進一步表示工具在三維空間中相對於第一表面區域214之表面的定向，例如，以將噴霧嘴、緩衝器、刷子或其他工具維持在相對於第一表面區域214之表面的一特定角度。雖然在圖6A中描繪一特定工具路徑610，但預期到，可實施替代工具路徑以達成類似界限之覆蓋區。
工具路徑610亦可包括描述移動及控制之額外程度的資 訊，諸如，噴嘴角度、噴嘴距離、流動速率及類似者。舉例而言，工具路徑610可進一步將噴霧嘴維持在與第一表面區域214之表面所成的一實質上垂直角度，諸如，在80度與100度之間。另外，工具路徑610可包含與在第一表面區域214內的入楦鞋面110之表面相隔之相對恆定距離或變化距離。舉例而言，實體地接觸入楦鞋面110之表面的刷子、緩衝器或其他類型工具可使其在三維空間中之位置變化以維持工具且與在第一表面區域214內的入楦鞋面110之表面接觸。然而，其他類型之工具(諸如，噴霧噴嘴)可具有與入楦鞋面110之表面相隔的最佳距離或距離範圍。因此，工具路徑610可基於對於工具路徑610之不同部分之所要的覆蓋程度(諸如，在0.5公分與2.0公分之間)將此工具維持在一特定距離(諸如，1.0公分)或維持在多種距離。舉例而言，若待沿著工具路徑610移動噴霧嘴，則工具路徑610可將噴霧嘴維持在沿著咬合線210之第一距離處，但在第一表面區域214之內部內時，維持在大於第一距離之第二距離處。在此實例中，可在較短之第一距離處更精確地控制黏著劑之噴霧以防止過度噴霧，同時噴霧可提供在第二較大距離處較不密集且更廣泛之覆蓋。在不脫離本發明之態樣之範疇的情況下，可利用超出圖6A中所說明之實例工具路徑610的眾多變化及不同類型之工具路徑。
圖6B至圖6D說明可為根據本發明之態樣生成的工具路徑之部分之參數之另外實例。舉例而言，工具可為將黏著劑652噴霧至入楦鞋面之第一表面區域214之表面上的噴霧嘴650。工具路徑可將諸如噴霧嘴650之工具維持在相對於待處理的表面區域214之表面之一段距離及/或一角度處。在圖6B之實例中，噴嘴650具有第一距離660，其產生用於噴霧 之黏著劑652的第一覆蓋表面區域655。在圖6C之一另外實例中，噴嘴650具有第二距離662，其比第一距離660短且對應地產生小於第一覆蓋表面區域655之第二覆蓋表面區域657。當然，諸如噴嘴650之工具可定位於超出本實例中描述之第一距離660及第二距離662之多種距離處。另外，諸如噴嘴650之工具可按相對於待處理的表面區域214之表面之各種角度置放於位置及/或定向處。舉例而言，如圖6D中所示，可按垂直於待處理的表面區域214之表面之第一角度681將噴嘴置放於第一定向671上，按相對於待處理的表面區域214之表面之第二角度682(在此實例中，鈍角)將噴嘴置放於第二定向672上，或按相對於待處理的表面區域214之表面之第三角度682(在此實例中，銳角)將噴嘴置放於第三定向673上。
現參看圖7，說明虛擬咬合線之生成之一實例。係有關於數位咬合線之捕獲的額外揭示內容提供於名為「Conditionally visible bite lines for footwear」且具有代理人案號NIKE.176432之同時申請之申請案中，該申請案之全部內容在此被以引用的方式併入。可藉由預定量之力保持入楦鞋面110與對應的底部單元之表示130相抵。光源730(諸如，雷射)可在於入楦鞋面110上分界之咬合線處投影結構化光735。預期到，分界之咬合線可藉由有條件可見標記試劑(諸如，IR或UV回應墨水)形成。如先前所提供，用於分界咬合線的有條件可見試劑之使用可防止分界之咬合線的美觀上分散注意力之碎布在最終鞋上可見。另外，為了防止使分界之咬合線可見，傳統地已嘗試移除分界之咬合線的可見部分，此可能需要將在使用有條件可見咬合線時不需要之額外資源。
第一光源730(例如，雷射)投影光735，使得光735之一 部分734橫越標記之入楦鞋面110之表面的至少一部分投影。更明確而言，來自光源730的光735之至少一部分734可自標記之入楦鞋面110之表面的第一表面區域214及第二表面區域212之至少一部分反射。光源730可為在與鞋面110相隔一段距離處提供定義之幾何表示的任何合適之光源，諸如，如雷射之結構化光。
在本發明之態樣中，自光源730發射的光735之波長致使有條件可見咬合線210可偵測。舉例而言，若利用IR標記試劑標記有條件可見咬合線210且光源730為發射在IR光譜中之光735的IR光源，則來自光源730之光735將致使有條件可見咬合線210在光735與咬合線210之相交部處可偵測，從而避免對任何額外光源之需要，如在當前圖7中所說明。然而，在其他態樣中，自光源730發射的光735之波長並不致使有條件可見咬合線210可偵測。舉例而言，若利用螢光標記試劑標記有條件可見咬合線210且自光源730發射之光375不在UV光譜中，則有條件可見咬合線210將不可偵測。在此等態樣中，可能需要額外光照源以致使有條件可見咬合線210可偵測，諸如，補充UV燈。預期到，可實施提供光之任何波長的任何數目個可選光源。
雖然將來自光源730之光735橫越入楦鞋面110之至少一部分投影以與咬合線210相交，同時咬合線210由該至少一個光源致使為可觀測的，但至少一個攝影機可捕獲入楦鞋面110之影像，且更明確而言，光735之反射之部分734與有條件可見咬合線210之間的相交部715。如圖7中所說明，該至少一個攝影機包含第一攝影機710及第二攝影機720，且視情況可包含額外攝影機(圖中未示)，以捕獲咬合線210與投影之光735之 反射之部分734的相交部715。至少一第一攝影機710及第二攝影機720之使用可輔助準確地找到咬合線210與投影之光735之反射之部分734的相交部715之位置。舉例而言，預期到，至少一個攝影機710、720包含兩個攝影機以充分利用允許計算系統自來自變化之視角的一對同時捕獲之判定深度資訊的立體觀測之益處。來自偏移位置的兩個或兩個以上攝影機之充分利用允許計算系統判定一給定點(諸如，相交部715)之x y z座標。
如以下更充分地描述，反射光734與咬合線210之相交部可用以產生虛擬咬合線(亦即，數位咬合線)，虛擬咬合線輔助識別入楦鞋面110之表面在第一表面區域214內的部分，該部分包括待處理(例如，藉由膠結、上底漆、清潔、塗漆、擦光及類似者)的入楦鞋面110之底部部分310。舉例而言，預期到，咬合線掃描系統之一或多個組件可圍繞入楦鞋面之周邊旋轉以捕獲圍繞入楦鞋面之周邊的資料。替代地，預期到，圍繞咬合線掃描系統移動或旋轉入楦鞋面以達成關於入楦鞋面之周邊的資料之捕獲。
現參看圖8，根據本發明之一態樣的用於生成工具路徑之系統經說明且大體上指明為參考數字800。系統包括一咬合線組件810、一三維掃描組件820及用於處理正被處理之鞋零件的一工具830。咬合線組件810有助於收集關於鞋面之資料，咬合線資料表示在鞋之組裝後在鞋面與對應的底部單元之間的界面。本文中已論述用於標記咬合線及生成咬合線資料之各種方法。舉例而言，可利用數位觸控筆系統追蹤暫時接合至對應的底部單元之表示的在鞋面上之咬合線來生成咬合線資料，如在名為「Digital Bite Line Creation for Shoe Assembly」的同在申請中之美國專利申請案第 13/647,511號中所描述，該申請案在此被以引用的方式全部併入本文中。替代地，可藉由用實體標誌來標記咬合線且掃描鞋面以判定標誌與光源之相交點而生成咬合線資料，如上文關於圖7所描述。在本發明之態樣中，實體標誌可藉由有條件可見標記試劑(例如，螢光或紅外線標記試劑)來標記，從而致使所得咬合線標誌僅在特定光照條件下可偵測。在此等態樣中，咬合線組件810可包括用於掃描及/或致使咬合線標誌可偵測之至少一個光源814，及用於拍攝來自至少一個光源之光與分界咬合線之有條件可見標誌之相交點的影像之至少一個攝影機812(其可表示多個攝影機)。在特定態樣中，利用第一攝影機及第二攝影機記錄相交點之影像，將來自兩個攝影機之影像組合以生成咬合線資料。
圖8之系統800之三維掃描組件820有助於收集對於鞋面之在鞋之組裝後待由對應的底部單元覆蓋的至少一部分之三維概況資料。本文中已描述用於收集三維概況資料之各種方法。在特定態樣中，至少一個光源816及至少一個攝影機818掃描覆蓋由咬合線界限的表面區域之至少一部分的鞋面之表面。歸因於鞋面之表面之輪廓，咬合線之部分及因此由咬合線界限的鞋面之部分可對成像鞋面之至少一個攝影機不可見，或至少一個攝影機未經調適以偵測咬合線。因此，根據本發明之態樣，在計算系統(圖中未示)中將在咬合線組件810處收集之咬合線資料與在三維掃描組件820處收集之三維概況資料組合，以生成用於由工具830進一步處理之工具路徑。如先前所闡明，該工具可為經設計以在鞋之處理期間清潔、磨光、黏附、膠結等等之多種工具。
用於處理鞋零件的系統800之在圖8中展示之組態僅為系統 800可採取的組態之一實例。自系統之一個組件至圖8中之另一組件的移動係經由傳送帶840。然而，組件(特別是咬合線組件810及三維掃描組件820)以及傳送機構之次序可在本發明之態樣之範疇內變化。舉例而言，代替傳送帶或除了傳送帶之外，亦可利用一或多個機器人將鞋零件在組件間傳送。
另外，雖未明確描繪，但預期到，咬合線組件810、三維掃描組件820及/或工具830的組件中之一或多者可移動以在多個自由度中操作。舉例而言，如本文中所提供，預期到，咬合線組件810之組件可在圍繞鞋零件之一運動路徑中移動。運動路徑在本質上可為橢圓，使得橢圓圖案之至少一個焦點最接近鞋面之一部分定位。另外或替代地，預期到，可相對於咬合線組件810之一或多個組件移動(諸如，旋轉)鞋零件本身。因此，在一例示性態樣中，預期到，數位咬合線組件810之組件(諸如，至少一個攝影機812及至少一個光814)可為可移動地安裝或固定地安裝在數位咬合線組件810內。類似地，至少一個光源816及至少一個攝影機818可為可移動地安裝或固定地安裝在三維掃描組件820內以達成所要的表面掃描。
圖9及圖10說明屬於本發明之態樣之範疇的替代系統組態。舉例而言，圖9之系統900依賴於多軸機器人臂，作為該組件810與三維掃描組件820之間的傳送機構。圖9中之工具830繼續為多軸移動工具。在圖9之此實例中，在一例示性態樣中，預期到，對咬合線組件810及三維掃描組件820兩者提供服務之多軸機器人臂提供需要用來圍繞咬合線組件810及三維掃描組件820之各種組件操縱鞋零件的移動程度，以達成足夠咬合線識別及表面掃描。舉例而言，至少一個攝影機812及光源814可固定地 安裝於咬合線組件810內，使得機器人臂在多個維度上移動鞋零件以捕獲關於圍繞鞋零件之周邊的咬合線表示。
圖10之系統1000依賴於共同多軸機器人臂，用於自咬合線組件810、三維掃描組件820及工具830之傳送。在此實例中，工具830相對靜態，且由工具進行之處理依賴於由多軸機器人臂提供之移動。因此，預期到，可充分利用多種傳送機構及工具準備選項來實現本發明之態樣。類似於圖9，預期到，機器人臂提供對於每一組件達成意欲之結果(諸如，咬合線之識別及表面映像之生成)所必要的移動程度。因此，在一例示性態樣中，咬合線組件810、三維掃描組件820及工具830之組件可固定地耦接，且圍繞該等組件充分移動鞋以達成系統意欲之結果。
現參看圖11，說明用於生成工具路徑之方法1100。在步驟1110中，可收集咬合線資料。在步驟1110中收集之咬合線資料可表示使用觸控筆、光源(例如，雷射)及攝影機或任何其他方法生成之虛擬咬合線。在一些實例中，可藉由使用設計資料、圖案資料或當保持入楦鞋面與對應的底部單元(或其表示)相抵時量測之典型資料來產生數位咬合線而不將入楦鞋面施加至底部單元(例如，如圖1中所示)來執行步驟1110，但亦可針對待處理器的每一零件或每一組零件個別地執行步驟1110。
在步驟1120中，可收集表示由咬合線界限的鞋面之表面之至少一部分之三維概況資料。舉例而言，可使用光源及至少一個攝影機生成由咬合線界限的入楦鞋面之表面之至少一部分之三維資料表示，諸如，濁點。替代地，可使用單獨攝影機、接觸探針或其他機構來生成表面之數位表示。在例示性態樣中，在生成至少在咬合線內的表面之表示時，可忽 略表面之由在步驟1110中產生之咬合線界限的部分。預期到，在一例示性態樣中，步驟1120可先於步驟1110，此係因為收集咬合線資料及表面掃描資料之次序可變化。另外，在一例示性態樣中，預期到，在一例示性態樣中，可在由不同或共同組件進行之共同操作中獲得咬合線資料及表面資料。
在步驟1130中，可組合咬合線資料與三維概況資料以生成用於鞋面之進一步處理的工具路徑，該工具路徑可基於組合之資料來生成。在步驟1130中生成之工具路徑可確保不在數位咬合線外處理表面，且該表面可進一步將工具維持在相對於表面之所要的距離、定向或其他狀態。在步驟1130中生成之工具路徑可在沿著路徑之不同位置處及在定義為由咬合線界限之表面區域內變化。在一例示性態樣中，工具路徑可包括用於機器人元件最接近入楦鞋面之各種表面部分(諸如，底表面及側壁部分之部分)定位工具的指令。在步驟1140中，可沿著工具路徑處理表面。舉例而言，步驟1140可包含擦光表面、使用噴嘴將黏著劑噴霧至表面上等等。
為了實現諸如在圖11中提供之方法的態樣，預期到，用於處理鞋類物品之部分組裝的零件之系統包括在咬合線處的用於在鞋面上標記實體標誌之標記機構。在一例示性態樣中，可藉由有條件可見標記試劑標記該等標誌。系統可接著充分利用按不平行於標記之咬合線的一角度而橫越標記之咬合線的至少一部分投影光之一光源。為了捕獲光與標誌之相交部，可使用第一攝影機，該第一攝影機記錄表示光與標記之咬合線相交的複數個點及表示離開鞋面之在鞋之組裝後待由對應的底部單元覆蓋的部分之至少部分的光之反射之第一系列影像。另外，為了經由立體觀測達成深度資訊，預期到，亦可使用第二攝影機，該第二攝影機記錄表示光與標 記之咬合線相交的複數個點之第二系列影像。在此實例中，提供顯現咬合線之三維表示所必要的維度座標的為兩個攝影機之使用。然而，預期到，如由攝影機捕獲的已知結構化光之變化亦可用以判定對於顯現三維表示(諸如，入楦鞋面表面之濁點)所必要之座標。另外，處理該第一系列影像及該第二系列影像以生成咬合線資料之計算系統可整合於其中。計算系統亦可使用額外影像或該第一系列影像及該第二系列影像進一步顯現針對鞋部分之三維概況資料。另外，計算系統可採取咬合線資料及三維概況資料來生成工具路徑供處理，諸如，黏著劑之塗覆。
現參看圖12，說明根據本發明的用於處理鞋面之方法1200之一另外實例。在步驟1210中，可楦住鞋面。如先前所論述，鞋面之楦住可包括將一形式定位於鞋面之內部空腔內以提供結構及塑形。在步驟1220中，可製備諸如鞋底或鞋底之表示的鞋底總成。製備可包括定位鞋底總成用於最終配合至入楦鞋面。步驟1210及/或步驟1220可組合多個組件以形成鞋面及/或底部單元。在步驟1230中，可藉由預定壓力/力配合入楦鞋面與對應的鞋底總成以導致鞋底總成與入楦鞋面之間的接面。在步驟1240中，可將對應於入楦鞋面上之配合之鞋底總成之終止的咬合線標記於入楦鞋面之表面上。終止之此位置為鞋底總成與入楦鞋面之間的接面，該接面形成置放咬合線之導引。步驟1240可利用觸控筆光源(例如，雷射)及一或多個攝影機或任何其他系統或製程來標記包含咬合線或虛擬咬合線之標誌，該等標誌用以產生表示在鞋底總成與入楦鞋面之間的接面處的表示入楦鞋面上之座標的數位咬合線。
在步驟1250中，可生成且收集至少表示入楦鞋面之由咬合 線界限的部分(及在例示性態樣中，額外部分)之三維概況資料。生成之數位表示可由任何類型之輸入(諸如，三維及/或數位咬合線掃描)形成。舉例而言，入楦鞋面上由咬合線界限之表面區域可包含第一表面區域，且可使用雷射及至少一個攝影機或其他表面掃描技術(其中之一些描述於本文中之實例中)來掃描彼第一表面區域。在步驟1260中，可在計算系統內充分利用咬合線資料及三維概況資料來生成一工具路徑以處理入楦鞋面之由咬合線界限的至少一部分。
可藉由基於電腦輔助設計(CAD)及電腦輔助製造(CAM)概念之軟體生成工具路徑，該等概念採取來自三維概況資料及數位咬合線資料之資料判定工具路徑之適當態樣(例如，位置、速度、角度、流量等等)。舉例而言，預期到，對軟體提供關於與所要的製程(例如，黏著劑之塗覆)相關聯之約束的資訊。約束可包括所要的覆蓋、塗覆器資訊、循環時間約束及在判定適當工具路徑時使用之其他變數。在一例示性態樣中，軟體接著可採取此等輸入結合三維概況資料及數位咬合線資料顯現適當工具路徑，該適當工具路徑滿足提供之約束，同時停留在由數位咬合線資料界限之所要的區內。最後，在步驟1270中，可使用沿著在步驟1260中生成之工具路徑的一工具(諸如，具有附接至其之黏著劑塗覆工具頭部的多軸機器人)來處理入楦鞋面之至少一部分。舉例而言，在一例示性態樣中，與待使用之特定工具相關聯的約束可與相關聯於多軸機器人之約束一起提供至軟體，使得所得工具路徑特定於待處理之特定鞋面、進行處理之工具及控制且移動工具之機器人。
現參看圖13，說明生成一工具路徑用於處理鞋面之一另外 例示性方法1300。在步驟1310中，可藉由用預定量之壓力使入楦鞋面與底部單元配合來保持入楦鞋面與對應的底部單元(或其表示)相抵。在步驟1320中，可藉由在鞋面上產生標誌來在鞋面上標記咬合線。舉例而言，步驟1320可在藉由預定量之壓力配合的同時在底部單元(或其表示)與入楦鞋面之接面處將一標記施加至鞋面。雖然論述了預定量之壓力，但壓力之量可為足以臨時使底部單元(例如，鞋底總成)與入楦鞋面配合之大體量。在一個態樣中，舉例而言，施加的壓力之量可為大致30kg/cm或以上。步驟1320可使用墨水、鉛筆或螢光、IR或其他有條件可見材料或在鞋面上形成可察覺標誌之任何其他方式。在步驟1330中，可將入楦鞋面與鞋底總成分開。當在步驟1320中產生咬合線時，步驟1330可准許入楦鞋面之由底部單元(或其表示)覆蓋的表面區域之後續掃描及處理。
在步驟1340中，可在咬合線識別符(諸如，有條件可見咬合線分界或標誌)之至少一部分上投影光源(例如，雷射)。可使用致使有條件可見咬合線(諸如，使用螢光或IR標記試劑之咬合線)使用一或多個攝影機可觀測(若在步驟1320中產生了有限/有條件可見性咬合線)的光照條件執行步驟1340。在步驟1350中，可記錄投影之雷射與咬合線之相交部以生成表示入楦鞋面之部分之周邊的咬合線資料，針對該周邊，將生成一工具路徑以對應於入楦鞋面之在藉由預定量之壓力使入楦鞋面與底部單元(或其表示)配合時由底部單元(或其表示)覆蓋的部分。
在步驟1360中，可收集針對入楦鞋面之三維概況資料(如以上更充分地描述)，且在步驟1370中，可組合咬合線資料與三維概況資料。在步驟1380中，可在咬合線內生成工具路徑以處理入楦鞋面之表面。
圖14為入楦鞋面表面之三維表面映像(例如，濁點)表示1402與三維數位咬合線表示1404組合的組合表示1400之描繪。將三維表面映像表示1402描繪為點圖案以表示識別之點，諸如，濁點。將三維數位咬合線表示1404描繪為較大圓形標誌。如在此例示性態樣中所說明，最接近腳趾區域1406之三維數位咬合線表示1404延伸超出由三維表面映像表示1402表示之資料。因而，組合兩個表示以形成一工具路徑在入楦鞋面之至少此部分中係有益的，此係因為單一表示單獨可能不提供足夠的資訊。舉例而言，入楦鞋面之一部分可基於組件與入楦鞋面之相對定位而混淆待掃描的表面之一部分，如將在圖16中所說明。
圖15為說明用於捕獲入楦鞋面之一部分之三維濁點表示及三維數位咬合線表示用於在生成機器人工具路徑時使用之一例示性方法1500之圖形流程圖。在步驟1502，捕獲咬合線資料。如先前所論述，可使用多種技術(諸如，藉由至少一個視覺系統及光源掃描有條件可見標記)來實現咬合線資料之捕獲。舉例而言，可藉由回應於光源(諸如，在IR光譜中操作之雷射)之IR材料形成有條件可見咬合線。在由光源發射之光與有條件可見咬合線之相交部處，識別咬合線分界之位置的標誌可由視覺系統察覺到。如亦在本文中所提供，預期到，咬合線資料可由觸控筆在多軸維度量測裝置上捕獲，該觸控筆依賴於多軸維度量測裝置與待量測之目標(諸如，入楦鞋面)之間的實體接觸。
步驟1504提供數位咬合線之生成。計算系統可將捕獲之咬合線資料轉換成沿著咬合線的點之三維表示。可儲存自入楦鞋面捕獲的咬合線之此三維表示，作為可輸入至視覺系統套裝軟體內用於工具路徑之最 終生成的維度點之分組。預期到，生成之數位咬合線可沿著入楦鞋面之一或多個部分延伸，諸如，入楦鞋面的沿著入楦鞋面之側部分及/或沿著底部之不同部分(例如，當使用拉幫構造時，拉幫板位置)之各種距離。
步驟1506提供沿著入楦鞋面之至少一底部部分自表面掃描捕獲三維表面資料。如本文中所提供，預期到，可串聯使用一或多個攝影機連同一或多個光源以顯現入楦鞋面表面之三維識別。如本文中所預期，具有結構化光源之雷射可穿越入楦鞋面底部部分，同時至少一個攝影機捕獲入楦鞋面與雷射光相交部之影像。
步驟1508生成入楦鞋面之三維表面映像。如本文中所提供，所預期之一例示性態樣允許在步驟1506中捕獲之資料由計算系統處理以識別沿著掃描之表面的複數個點以生成濁點，使得可相對於彼此判定沿著掃描之表面的點之三維座標。在一例示性態樣中，經調適以操作視覺軟體程式之計算系統解譯自至少一個攝影機捕獲之影像以顯現三維表面掃描。計算系統可使用內插及其他數學技術來顯現所得表面映像，使得自沿著掃描之表面區域的有限數目個資料點形成較全面表面映像。
步驟1510組合表示數位咬合線之資料與表示三維表面映像之資料以形成工具將穿越的表面區域之較完整三維模型用於進一步處理，諸如，黏著劑之塗覆。如先前所論述，資料表示之組合可由具有適宜於組合資料表示之軟體的計算系統實現。舉例而言，視覺軟體可經實施以對準三維表面映像資料與三維數位咬合線資料。如此項技術中所知，可基於先前執行之校準製程實現此對準，該先前執行之校準製程允許計算系統將來自在第一實體位置(例如，咬合線掃描組件)中捕獲之第一資料集合的相 對座標位置與來自在第二不同實體位置(例如，表面掃描組件)中捕獲之第二資料集合的相對座標位置對準。來自不同資料表示的組合且對準之資料可用以顯現待藉由產生之工具路徑處理的表面區域之模型。預期到，表面區域可包括入楦鞋面之超出將由工具沿著工具路徑處理之部分的額外部分。如在步驟1510中所描繪，表示數位咬合線之資料與表示三維表面映像之資料經接合成將生成工具路徑的表面區域之共同表示。如上所論述，雖然該等圖及論述指資料表示之視覺描繪，但資料表示之視覺模型可不出現，且在一例示性態樣中將不被生成。另外，預期到，分開的資料表示可不實際上合併成共同資料表示，而是將針對工具路徑之生成被共同地參考，如在步驟1512中所提供。
步驟1512基於來自步驟1510的組合之資料表示沿著入楦鞋面生成工具路徑。如先前所論述，預期到，該工具路徑將允許多軸機器人控制之工具在多個維度中操作以處理入楦鞋面之一部分，諸如，塗覆黏著劑。在一例示性態樣中，基於組合之資料表示的用於入楦鞋面的生成之工具路徑沿著入楦鞋面之底部部分、亦沿著入楦鞋面之側壁部分延伸。另外，預期到，工具路徑可包括用於處理之額外指令，諸如，施用量、速度、角度及適用於使待藉由工具路徑執行之處理步驟最佳化的其他特性。生成之工具路徑可由具有用於充分利用資料表示及預定準則顯現適當工具路徑之程式的計算系統生成。舉例而言，計算系統可包括描述針對黏著劑塗覆的黏著劑之數量、較佳施用量、較佳速度及影響工具路徑之生成的其他因素之一或多個檔案。
步驟1514描繪在步驟1512處生成的工具路徑之執行。在此 實例中，工具路徑允許諸如黏著劑之材料塗覆至在由數位咬合線界限的表面區域內之入楦鞋面。然而，預期到，額外/替代處理可由基於本文中提供之一或多個資料表示生成的一生成之工具路徑執行。舉例而言，在例示性態樣中，可實施在鞋之構造中執行之縫合、擦光、切割、塗漆、劃痕、標記及其他製程。如本文中所提供，材沿著生成之工具路徑的塗覆可包括控制黏著劑塗覆器之速度、施用量、角度及位置。可由具有黏著劑塗覆系統之多軸機器人將生成之工具路徑轉成實際移動。黏著劑塗覆系統可包含塗覆部分(例如，噴霧嘴)及與計算系統功能上耦接之多軸機器人以處理生成之工具路徑，以用於空間移動及黏著劑至鞋類物品之一部分的塗覆。
雖然方法1500描繪一連串特定步驟，但預期到，可重新排列一或多個步驟，同時仍有效地實現用於入楦鞋面之後續處理的生成之工具路徑。舉例而言，預期到，捕獲咬合線資料(步驟1502)、數位咬合線之生成(步驟1504)、三維表面掃描之捕獲(步驟1506)及三維表面映像之生成(步驟1508)的次序可以任何次序執行，且可並行地執行(如與如描繪之串行方式相對)。另外，預期到，在一例示性態樣中，可包括額外步驟，以及可省略一或多個步驟。
圖16為如由咬合線掃描系統1606及三維掃描系統1608捕獲的一例示性入楦鞋面1604之橫截面圖1600。詳言之，橫截面圖1600說明如由例示性鞋楦1602維持的入楦鞋面1604之輪廓可遮蔽待生成工具路徑的表面區域之一或多個部分之程度。舉例而言，入楦鞋面1604形成有頂點1610，作為自諸如拉幫表面1612之底表面至側壁部分的入楦鞋面1604過渡。作為三維掃描系統1608相對於入楦鞋面1604之位置的結果，對由三維 掃描系統1608捕獲之視場遮蔽入楦鞋面1604之部分1614(由具有圓之區域識別)，如由自三維掃描系統1608之至少一個攝影機延伸的虛線描繪。
在此實例中，可在對三維掃描系統1608遮蔽之區域1614中將咬合線1616分界。作為被遮蔽之結果，待生成之工具路徑可不具有來自三維掃描系統1608之足夠資料以停留在由咬合線1616辦公室之區域內。因此，在一例示性態樣中，依賴於咬合線掃描系統1606來捕獲入楦鞋面1604之與三維掃描系統1608不同的視角，如由表示數位咬合線系統1606之視場的自數位咬合線系統1606向外延伸之虛線描繪。在一例示性態樣中，預期到，自數位咬合線系統1606獲取之資料部分地用以界定內插技術可與來自三維掃描系統1608之資料一起用以判定經遮蔽部分中之表面的邊界。另外，在另一例示性態樣中，來自數位咬合線系統1606之資料表示可與來自三維掃描系統1608之資料組合以生成包括經遮蔽區域1614的工具路徑。
替代咬合線1618亦描繪於三維掃描系統1608及數位咬合線系統1606兩者之視場內。在此實例中，預期到，三維掃描系統1608可未經調適以捕獲咬合線資料；因此，可再次依賴數位咬合線系統1606來生成數位咬合線資料表示。舉例而言，若使用不可由三維掃描系統1608察覺之有條件可見咬合線，則可使用數位咬合線系統1606。
雖然描繪三維掃描系統1608與數位咬合線系統1606在一起，但預期到，三維掃描系統1608可在獨立於數位咬合線系統1606之第一實體位置中，使得在不同位置執行資料之順次捕獲。然而，亦預期到，三維掃描系統1608與數位咬合線系統1606可定位於一共同位置中用於資料收集，而不將入楦鞋面1604自第一位置轉移至第二位置，如在本文中圖8至 圖10中所預期。
根據本發明之方法及/或系統可使用執行保持於電腦可讀記憶體中之電腦可讀程式碼以執行適當步驟及/或控制根據本發明的系統之各種組件之一或多個計算系統。在根據本發明之製程或方法中的不同步驟可在不同位置處發生及/或可由不同計算系統控制，且根據本發明的系統之不同組件可由不同計算系統控制。舉例而言，虛擬咬合線之產生可使用第一計算系統發生於第一站台處，而掃描入楦鞋面之表面以收集三維概況資料可發生在第二站台處，且可由第二計算系統控制。
另外，在一些實例中，用於標記咬合線(不管是數位的或是包含可察覺標誌)之對應的底部單元(或其表示)可不同於最終結合至給定鞋面之底部單元。在許多實例中，可使用將最終結合至鞋面之底部單元生成咬合線，但此並非必要的。舉例而言，可在一站台處使用一代表性底部單元來生成咬合線，而在咬合線處與代表性底部單元足夠類似之鞋底可最終結合至鞋面。
另外，在根據本發明的系統及方法之一些實例中，使用之底部單元或用以使入楦鞋面與對應的底部單元(或其表示)配合之力量之變化可提供優勢。舉例而言，若在將入楦鞋面結合至對應的底部單元時使用第一預定力之量，則可使用較小或較大第二力量將入楦鞋面固持至對應的底部單元用於咬合線之標記。在包含可壓縮發泡體材料(諸如，在中底中)的底部單元之實例中，在使鞋面與底部單元配合以產生咬合線時的比在結合製程中所使用小的壓力之使用可准許咬合線易於涵蓋在將鞋底結合至入楦鞋面時將最終由鞋底覆蓋之所有區帶。類似地，比實際底部單元軟或硬 的代表性底部單元可用以標記界定比最終由結合至鞋面之底部單元覆蓋的表面區域大或小之區帶的咬合線。
自前述內容將看出，本發明為經良好地調適以達到上文闡明之所有目的及目標連同明顯且為結構所固有之其他優勢的發明。
應理解，某些特徵及子組合具有效用，且可在不參考其他特徵及子組合之情況下使用。此係由申請專利範圍之範疇預期且在申請專利範圍之範疇內。
由於可在不脫離本發明之範疇的情況下作出本發明之許多可能具體實例，故應理解，本文中闡明或在隨附圖式中展示之所有物質應解釋為例示性且不按限制性意義來解釋。

Claims (21)

  1. 一種用於生成用於處理一部分組裝之鞋類物品的一工具路徑之系統，該系統包含：一咬合線組件，其有助於收集咬合線資料，該咬合線資料係關於一咬合線之一位置，該咬合線在一鞋面上界定在鞋之組裝後在該鞋面與一對應的底部單元之間的一界面接面；一三維掃描組件，其有助於收集三維概況資料，該三維概況資料用於該鞋面之在該鞋之組裝後待由該對應的底部單元覆蓋的一部分之至少部分；及一計算系統，其用於利用該咬合線資料及該三維概況資料生成該工具路徑。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其進一步包含一黏著劑塗覆系統，該黏著劑塗覆系統經調適以基於所述生成之工具路徑將黏著劑塗覆至該鞋面。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該咬合線組件經調適以將該咬合線識別為藉由用一有條件可見標記試劑形成之實體標誌而經標記的。
  4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該有條件可見標記試劑為回應於紫外線光譜之一標記試劑及回應於紅外線光譜之一標記試劑中的一者。
  5. 如申請專利範圍第3項之系統，其進一步包含使該有條件可見標記試劑可見之一視覺系統。
  6. 如申請專利範圍第5項之系統，其中該視覺系統包含： 一光源，其按不平行於所述經標記之咬合線的一角度而橫越所述經標記之咬合線之至少一部分投影一結構化光；一第一攝影機，其記錄表示該光與所述經標記之咬合線相交之複數個點的第一複數個影像；及一第二攝影機，其記錄表示該光與所述經標記之咬合線相交之所述複數個點的第二複數個影像，其中該計算系統處理所述第一複數個影像及所述第二複數個影像以生成該咬合線資料。
  7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該光源為經調適以提供自該鞋面反射為一條線之一結構化光的一雷射。
  8. 如申請專利範圍第6項之系統，其進一步包含一移動機構，該移動機構在該視覺系統記錄所述複數個影像時圍繞該鞋面移動該視覺系統。
  9. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該移動機構按圍繞該鞋面之至少該部分的一實質上圓形方式旋轉該視覺系統。
  10. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該移動機構按圍繞該鞋面之至少一部分的一實質上橢圓方式旋轉該視覺系統，其中該鞋面相對於旋轉該視覺系統所經由的該橢圓之至少一焦點而定位。
  11. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該三維掃描組件包括至少一攝影機，該攝影機記錄表示離開該鞋面之在該鞋之組裝後待由該對應的底部單元覆蓋的該部分之該至少部分的光之反射之複數個影像。
  12. 如申請專利範圍第11項之系統，其中該三維資料掃描組件包含：一第一攝影機，其記錄表示離開該鞋面之在該鞋之組裝後待由該對應 的底部單元覆蓋的該部分之該至少部分的光之該反射之第一系列影像；及一第二攝影機，其記錄表示離開該鞋面之在該鞋之組裝後待由該對應的底部單元覆蓋的該部分之該至少部分的光之該反射之第二系列影像，其中該計算系統處理至少該第一系列影像以產生該鞋面之一表面之一部分之x y z資訊，該x y z資訊可用於判定該三維概況資料。
  13. 一種用於生成用於處理一部分組裝之鞋類物品的一工具路徑之方法，該方法包含：收集咬合線資料，該咬合線資料界定一鞋面之在鞋之組裝後待由一對應的底部單元覆蓋的一部分；收集用於該鞋面之在該鞋之組裝後待由該對應的底部單元覆蓋的該部分之至少部分之三維概況資料；組合該咬合線資料與該三維概況資料；及利用所述經組合之咬合線與三維概況資料生成用於處理該鞋面之一工具路徑，該工具路徑經生成以含於該鞋面之在該鞋之組裝後待由該對應的底部單元覆蓋的該部分內。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中收集該咬合線資料包含：藉由一預定量之力保持該鞋面與該對應的底部單元之一表示相抵，使得該底部單元之該表示覆蓋該鞋面之在該鞋之組裝後待由該對應的底部單元覆蓋的該部分；標記該鞋面與該對應的底部單元之該表示之間的一界面，該界面界定 該鞋面之一第一部分及一第二部分，該第一部分對應於該鞋面之由該對應的底部單元之該表示覆蓋的該部分；及自該對應的底部單元之該表示移除該鞋面。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中標記該鞋面與該對應的底部單元之該表示之間的該界面包含利用一有條件可見標記試劑實體地標記該界面。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該有條件可見標記試劑為回應於紫外線光譜之一標記試劑及回應於紅外線光譜之一標記試劑中的一者。
  17. 如申請專利範圍第13項之方法，其中收集該咬合線資料包含：按不平行於所述經標記之界面的一角度而橫越所述經標記之界面的至少一部分投影光；記錄表示該光與所述經標記之界面相交之複數個點的第一複數個影像；記錄表示該光與所述經標記之界面相交之所述複數個點的第二複數個影像；及組合所述第一複數個影像與所述第二複數個影像以生成該咬合線資料。
  18. 如申請專利範圍第13項之方法，其中收集該三維概況資料包含記錄表示離開該鞋面的光之反射之至少一系列影像以產生該鞋面之一部分之x y z資訊，該x y z資訊可用於判定該三維概況資料。
  19. 一種用於處理一鞋類物品之部分組裝之零件的系統，該系統包含： 一標記機構，其用於在一咬合線處在一鞋面上標記實體標誌，該咬合線在該鞋面上界定在鞋之組裝後在該鞋面與一對應的底部單元之間的一界面；一光源，其按不平行於所述經標記之咬合線的一角度而橫越所述經標記之咬合線之至少一部分投影光；一第一攝影機，其記錄表示該光與所述經標記之咬合線相交之複數個點且表示離開該鞋面之在該鞋之組裝後待由該對應的底部單元覆蓋的部分之至少部分的該光之反射的第一系列影像；一第二攝影機，其記錄表示該光與所述經標記之咬合線相交之所述複數個點的第二系列影像；及一計算系統，其處理該第一系列影像及該第二系列影像以生成咬合線資料及三維概況資料，且利用該咬合線資料及該三維概況資料生成用於處理之一工具路徑。
  20. 如申請專利範圍第19項之系統，其進一步包含一保持機構，該保持機構用於藉由一預定量之力保持該鞋面與該對應的底部單元之一表示相抵，使得該底部單元之該表示覆蓋該鞋面之在該鞋之組裝後待由該對應的底部單元覆蓋的該部分，該保持機構用於當該標記機構於該咬合線處在該鞋面上標記實體標誌時保持該鞋面。
  21. 如申請專利範圍第19項之系統，其進一步包含一黏著劑塗覆系統，該黏著劑塗覆系統經調適以基於所述生成之工具路徑將黏著劑塗覆至該鞋面。
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