TW202345720A - 自動化製造系統 - Google Patents

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馬修 Ｄ 諾德史特若姆
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荷蘭商耐克創新有限合夥公司
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Abstract

本發明提出用於製造工程化織物之自動化製造系統、以此等工程化織物形成之鞋類及服飾，用於製造此等工程化織物之方法，及用於操作此等製造系統之記憶體儲存、處理器可執行的指令。一種自動化製造系統自由經疊加、非織造線束組成之工件來構造工程化織物。該系統包含承載一縫接頭及一影像擷取裝置之一可移動末端執行器。該縫接頭具有一送線器及縫合針以產生針跡。該影像擷取裝置擷取該工件之影像及輸出指示該等影像之資料。一系統控制器接收此影像擷取裝置資料且自該工件之該經擷取影像定位經界定於該等經疊加線束之四邊形之間的間隙。該控制器命令該末端執行器循序地移動該縫接頭，且藉此使該縫合針與該等間隙對準，且命令該縫接頭將一連串針跡插入於此等間隙內。

Description

自動化製造系統
本發明大體上係關於工程化織物。更具體而言，本發明之態樣係關於用於鞋類及服飾之工程化織物之自動化製造之系統、方法及裝置。
鞋類物件(諸如鞋、靴子、拖鞋、涼鞋及類似者)通常由兩個主要元件組成：用於將鞋類緊固至一使用者之腳之一鞋面；及用於為腳提供下臥支撐之一鞋底。鞋面可由各種材料(包含織物、聚合物、天然皮革及合成皮革等)製造，該等材料經縫接或結合在一起以形成用於牢固地收納一腳之一殼或束帶。例如，許多涼鞋及拖鞋具有擁有露腳趾及/或露腳跟構造之一鞋面。一些設計採用限於一系列繫帶之一鞋面，該等繫帶在使用者之腳背上方且視需要環繞腳踝延伸。相反地，靴子及鞋設計採用具有包住腳之一封閉式腳趾及腳跟構造之一全鞋面。穿過鞋面之後四分之一部分的一腳踝開口提供鞋類內部之出入口，從而促進腳伸入鞋面內及自鞋面抽出。可利用一鞋帶或繫帶系統以將腳緊固於鞋面內。
一鞋底結構安裝至鞋面之下側，定位於使用者之腳與地面之間。在包含運動鞋及靴子之許多鞋類物件中，鞋底結構係一分層構造，其通常併入有一增強舒適性之內底、一減輕衝擊之中底及一接觸表面之外底。可部分或全部定位於鞋面內之該內底係對使用者之腳之下側「足底」區提供一接觸表面之一薄且可壓縮之部件。相比之下，中底安裝於內底下面，形成鞋底結構之一中間層。除了減弱地面反作用力之外，中底亦可有於控制腳運動並賦予增強之穩定性。形成鞋類之地面接觸部分之一外底緊固於中底下面。該外底通常由包含經工程化以改善牽引力之踏面(tread)圖案之一耐久、防水材料製成。
採用具有一封閉式腳趾/腳跟設計之一全鞋面之鞋類習知地將呈現多層構造，該等多層構造係藉由將各種切口薄片材料元件接合在一起而形成。可選擇此等薄片元件以給鞋面之不同區域賦予耐磨性、防潮性、伸展性、可撓性、透氣性、舒適性等。為製造鞋面，首先將個別元件自薄片存料切割至所要形狀，且接著透過縫接、黏合性結合或其他合適接合技術將該等個別元件接合在一起。薄片元件通常以一重疊或分層組態接合以賦予個別區域多個性質。隨著併入至鞋面中之薄片元件之數目及類型增加，與運輸、貯存、切割及接合元件相關聯之時間及費用成比例地增加。隨著併入至一鞋面中之薄片元件之數目及類型增加，來自此等製程之棄置材料亦累積至一較大程度。此外，對於由較大數目個個別薄片元件製成之鞋面，回收再利用一鞋類物件變得愈來愈困難。
本文中提出用於製造工程化織物之具有伴隨控制邏輯之自動化製造系統、全部或部分由此等工程化織物形成之鞋類及服飾、用於製造此等工程化織物之方法及用於操作此等製造系統之記憶體儲存、處理器可執行之指令。藉由實例且非限制，揭示由(例如)經由一交織針接縫陣列(array of interleaved stitch seams)或其他接合技術相互連接(interconnected)之經疊加、非織造線束組成之工程化織物(engineered textiles)。所得織物並不需要、且因此可消除：一下臥支撐紗幕(subjacent support scrim)或織物層。與習知設計相反，至少一些所揭示工程化織物既非經織造亦非經編織；而是，個別股線可在兩個、三個或更多個方向延伸且在多個預定義位置處(例如，經由結合劑、緊固件、黏著劑、焊接等)彼此接合。
在組裝期間，經疊加線束可纏繞一工件框架(或「夾具」)之柱，且藉由線束保持張緊以使線束在一相互交叉圖案中對準。一組相互平行之繞線係在(例如)與一第一預定義負載路徑對準之一第一方向伸長，且另一組相互平行之繞線係在(例如)與一第二預定義負載路徑對準之一第二方向伸長，該第二預定義負載路徑相對於該第一方向成角度。第三組、第四組、第五組等各可在相異於其他組之一各別方向伸長。第一組繞線可跨第二組繞線鋪設且毗連第二組繞線，而不會使該兩組繞線交織。為維持工程化織物之一所要形狀，同時允許線束間移動，藉由在經疊加線束之間的間隙中鎖縫接在一起之第一(頂部)及第二(梭芯)細線機械接合兩組繞線。鎖縫接之細線可配置成與線束交織且毗連線束之正交列及行之一矩陣。替代性地，可經由黏著劑、緊固件、熔合等接合繞線。
組裝上述工程化織物可出於各種考量而變得複雜，包含在將經疊加線束接合在一起時使其保持張緊，及以容許線束上線束(wire-on-wire)平移、同時以防止織物一旦自夾具移除就變形或變得纏結之一方式來接合線束。其他複雜情況可包含：在縫接期間防止線束移動；定位界定在十字形交叉線束之各四邊形之間的一中心間隙；及在此等中心間隙中將頂部細線及梭芯細線精確鎖縫接在一起等。為解決前述問題之任一者或多者或全部，提出一種自動化製造系統，其採用用於維持線束定位及張力之一夾具，及用於精確定位線束間間隙及使經疊加線束互連之一視覺或雷射導向縫接頭。對於一些實施方案，自動化製造系統可利用具有一基於雷射之對準感測器之一精確定位設備來固持、定向及動態地定位夾具且因此經疊加線束。此外或替代性地，具有一縫接頭(stitching head)之一縫接末端執行器(stitching end effector)、及一高精確度數位相機安裝至一機械臂或托架(carriage)，以用於經疊加線束之控制器自動化(controller-automated)、視覺導向縫接(vision guided stitching)。
本發明之態樣係關於用於組裝工程化織物之控制器調節、視覺導向縫接系統。在一實例中，提出一種用於自由經疊加線束組成之一工件構造一工程化織物之自動化製造系統。與被限定為將製造織物切口、聚合物薄片、天然及合成皮革板等縫接在一起之現有縫合系統相比，此自動化製造系統通常旨在機械地連接一非織造、相互交叉之繞線陣列。此等繞線可由任何合適天然或合成材料形成，包含經擠壓之彈性及非彈性聚合物、編結纖維、其等之組合及類似者。自動化製造系統包含一可移動末端執行器，諸如一氣動關節型機械臂或一馬達驅動托架。安裝至該可移動末端執行器之一縫接頭包含協同地產生針跡之一或多個送線器及一縫合針。擷取工件之影像及輸出指示該等影像之資料之一影像擷取裝置亦安裝至可移動末端執行器。
繼續論述以上實例，自動化製造系統亦包含一常駐或遠端系統控制器，該常駐或遠端系統控制器可體現為一電子控制單元或分散式控制器或控制模組之一網路，以用於調節一或多個常駐處理系統之操作。系統控制器經有線或無線地連接至可移動末端執行器、縫接頭及影像擷取裝置。此控制器經程式化以自影像擷取裝置接收指示工件之經擷取影像之資料，且自經擷取影像定位各界定於經疊加線束之一四邊形之間的多個間隙。一旦定位線束間間隙，系統控制器便傳輸一或多個命令信號至可移動末端執行器以跨工件循序地移動縫接頭且藉此使縫合針與經識別間隙之各者對準。系統控制器同時傳輸一或多個命令信號至縫接頭以將一連串針跡插入於經疊加線束之間的間隙內。
本發明之其他態樣係關於用所揭示之工程化織物之任一者製造之鞋類、服飾、運動用品及其他消費品。作為一實例，提出一鞋類物件，其包含經設計以收納及附接至一使用者之一腳之一鞋面，及附接至該鞋面且經設計以在其上支撐該使用者之腳之一鞋底結構。該鞋面係全部或部分由一工程化織物製造且因此包含由工程化織物製造之一或多個鞋面片段。工程化織物可包含在一第一方向伸長之一第一組相互平行之繞線，及在相異於該第一方向(例如，相對於該第一方向傾斜地成角度或實質上正交於該第一方向)之一第二方向伸長之一第二組相互平行之繞線。該等第一及第二組繞線經疊加使得該第一組以界定各具有一中心間隙之一四邊形陣列之一非織造、相互交叉圖案毗連該第二組。第一(頂部)及第二(梭芯)細線係分別相對於該等第一及第二方向平行之一第三且視需要一第四方向伸長。在另一實施例中，該等第一及第二細線可界定相對於該等第一及第二方向傾斜及/或正交於該等第一及第二方向之一第三方向。此兩個細線係與安置於相互交叉之繞線之間的各中心間隙中之一各別鎖針跡鎖縫接在一起。
本發明之額外態樣係關於用於操作所揭示系統之任一者或用於製造所揭示工程化織物之任一者的技術、演算法及邏輯。例如，提出非暫時性、電腦可讀媒體(CRM)，其等儲存可藉由一自動化製造系統之一系統控制器之一或多個處理器執行之指令。此等指令引起該自動化製造系統執行一組系統操作，包含自安裝至一可移動末端執行器之一影像擷取裝置接收指示一工件之一經擷取影像之資料。該工件係由(例如)以一十字形交叉圖案對準之多個非織造、經疊加繞線組成。該可移動末端執行器亦具有安裝至其之一縫接頭，該縫接頭具有協同地經組態以產生針跡之一送線器及一縫合針。經儲存指令亦引起該系統自該工件之該經擷取影像定位界定於該等經疊加、相互交叉線束之個別四邊形之間的多個間隙。發送一或多個命令信號至該可移動末端執行器以循序地移動該縫接頭且藉此使該縫合針與該等間隙之各者對準。另外，發送一或多個命令信號至該縫接頭以將一連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內。
本發明之額外態樣係關於用於製造所揭示工程化織物之任一者的方法及用於控制所揭示系統及裝置之任一者的方法。在一實例中，提出一種用於操作自由經疊加線束組成之一工件構造一工程化織物之一自動化製造系統的方法。此代表性方法以任何順序及以上文或下文所揭示之特徵及選項之任一者的任何組合包含：經由一系統控制器自安裝至一可移動末端執行器之一影像擷取裝置接收指示一工件之一經擷取影像之資料，該可移動末端執行器具有安裝至其之一縫接頭，該縫接頭具有協同地經組態以產生針跡之一送線器及一縫合針；經由該系統控制器自該工件之該經擷取影像定位多個間隙，各間隙界定於該等經疊加線束之一四邊形之間；經由該系統控制器命令該可移動末端執行器以循序地移動該縫接頭且藉此使該縫合針與該等間隙之各者對準；及經由該系統控制器命令該縫接頭以將一連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內。
對於所揭示製造系統、方法及CRM之任一者，系統控制器可識別在工件之經擷取影像內界定四邊形之經疊加線束之各別組相交點(例如，每組四個點)。控制器接著判定在每個各別組內連接一對相對相交點之一各別對角線片段之一中心。在此例項中，定位四邊形間隙包含將各組相交點之對角線片段之中心指定為間隙之一者。作為另一選項，系統控制器可識別在經擷取之工件影像內用於各經疊加線束之一各別經估計中心線，且自此等經估計中心線構造經疊加線束之四邊形。在此例項中，定位間隙包含將經估計中心線之間的四邊形之各者內之一中心區指定為間隙之一者。視需要，系統控制器可識別在經擷取影像各界定一四邊形之一各別隅角之經疊加線束之至少兩個相交點，且以自連接兩個各別隅角之一線段之一經校準角度及距隅角之一者的一經校準距離判定各四邊形之一中心區。在此例項中，定位間隙包含將各四邊形之中心區指定為間隙之一者。
對於所揭示製造系統、方法及CRM之任一者，系統控制器可導出、計算、擷取或查詢(在下文中「判定」)使縫接頭將連串針跡插入於經疊加線束之間的間隙內之路徑規劃資料。該路徑規劃資料包含一路徑原點、一路徑目的地及將縫接頭自該原點穿越至該目的地之一針跡路線。作為此程序之部分，系統控制器可視需要產生該針跡路線之一跡線，判定在工件之經擷取影像內的起始位置及終止位置，及將針跡路線跡線疊加至經擷取影像上，其中原點與起始位置重疊且目的地與終止位置重疊。系統控制器接著可判定針跡路線上之多個經校準對準點，判定各經校準對準點與工件影像中之一各別對準位置之間的一各別位移(若有)，及判定抵消每個各別位移之一各別跡線校正。
對於所揭示工程化織物、CRM、製造系統及方法之任一者，製造系統可配備有在結構上經組態以將經疊加線束保持為一張緊、十字形交叉圖案之一工件框架。該工件框架可經製造具有多個毗連罩殼壁，該等毗連罩殼壁在其等之間界定一內框架空間，工件跨該內框架空間伸展。一系列柱(例如)自罩殼壁實質上正交地突出，其中該等柱沿著內框架空間之周邊彼此間隔。在此例項中，線束纏繞柱且自柱懸掛。
對於所揭示製造系統、方法及CRM之任一者，製造系統可配備有即時追蹤縫接頭相對於一經校準原點位置之移動之一或多個感測器。系統控制器可視需要自一或多個位置感測器接收指示縫接頭之即時位置之一或多個感測器信號。控制器可自(若干)經接收之感測器信號及(若干)經擷取之工件影像判定縫接頭之各即時位置與間隙之下一相鄰者之間的一經估計距離。在此例項中，命令可移動末端執行器循序地移動縫接頭包含估計各基於縫接頭之一即時位置與一各別下一相鄰間隙之間的經估計距離之多個所要軌跡。系統控制器可同時自(若干)經接收之感測器信號及(若干)經擷取之工件影像一次一個地即時判定最靠近縫接頭之各即時位置之一各別下一相鄰間隙。
對於所揭示工程化織物、CRM、製造系統及方法之任一者，縫接頭可配備有：一針收納器，其可操作以往復地平移縫合針；一梭芯殼體可操作以饋送梭芯細線；及一擺梭，其可操作以在該梭芯細線與自送線器饋送之一頂部細線之間產生一鎖針跡。對於一些系統組態，可移動末端執行器包括附接至一機械臂之一支撐框架。替代性地，可移動末端執行器包括附接至一滑軌框架之一支撐托架。
以上概述並不表示本發明之每項實施例或每項態樣。實情係，前文概述僅提供本文中所闡述之新穎概念及特徵中之一些之例示。將自在結合附圖及附屬技術方案獲取時之實行本發明之所繪示實例及代表性模式之以下詳細描述易於明白本發明之以上特徵及優點以及其他特徵及伴隨優點。此外，本發明明確包含上文及下文提出之元件及特徵之任何及所有組合及子組合。
優先權主張及相關申請案之交叉參考本申請案主張於2019年11月1日申請之美國臨時專利申請案第62/929,499號的權利及優先權。
本發明之態樣廣義上係關於使用一或多個非織造工程化織物形成之一鞋類物件，及用於產生此等織物之製造方法。一般而言，本發明之工程化織物包括複數個拉伸股線，該等拉伸股線可沿著特定經指定負載路徑選擇性地定位及定向使得織物可在特定功能活動期間可預測地作出回應。由於織物係在無織造之情況下形成，所以材料完整性可淪為一類意大利麵條股線混亂，而缺少接合相鄰層之某種方式。因而，本發明廣義上係關於在無織造之情況下適應地接合傾斜成角度之拉伸股線之相鄰層之方式。如所描述，較佳的是，接合方式允許一定程度之相對線束移動，如與將所有股線剛性地鎖定成一剛性對準相反。此局部移動可容許織物在整個功能活動中移動及對穿著者的身體之任何撓曲作出回應，同時仍維持整體材料完整性。雖然本發明主要描述經由一鎖縫接在線束相交點處接合，但除非受發明申請專利範圍如此限制，否則此應僅被視為一實例。
本發明可有許多不同形式之實施例。在圖式中展示本發明之代表性實例且將在本文中詳細描述該等代表性實施例，應理解，此等代表性實例係作為所揭示原理之例示提供，而非限制本發明之寬廣態樣。就此而言，在[摘要]、[技術領域]、[先前技術]、[發明內容]及[實施方式]章節中描述但未在發明申請專利範圍中明確闡述之要素及限制不應藉由暗示、推斷或以其他方式單獨地或共同地併入至發明申請專利範圍中。
出於本發明之目的，除非明確否認，否則單數包含複數且反之亦然；字詞「及」及「或」應同時為連接詞及反義連接詞；字詞「任何」及「所有」皆應意謂「任何及所有」；且字詞「包含」、「包括」、「具有」、「含有」及類似者各應意謂「包含但不限於」。此外，諸如「大約」、「幾乎」、「通常」、「實質上」、「近似」及類似者的近似字詞在本文中可依(例如)「處於、接近或幾乎處於」或「在…之0至5%內」或「在可接受之製造容限內」或其等之任何邏輯組合之意義使用。最後，諸如前、後、內側、外側、近側、末端、垂直、水平、前、後、左、右等之指向性形容詞及副詞可關於在穿著在一使用者之腳上且(例如)以鞋底結構之一觸地行走(ground-engaging)底表面位於一平坦表面上而可操作地定向時之一鞋類物件。
現參考圖式，其中貫穿若干視圖相同元件符號係指相同特徵，圖1A中展示一代表性鞋類物件，其概括地以10指定且在本文中出於論述目的而被描繪為一運動鞋或「膠底運動鞋」。所繪示之鞋類物件10 (為簡潔起見在本文中亦被稱為「鞋類」或「鞋」)係可用其實踐本發明之新穎態樣及特徵之一例示性應用。同理，藉由所繪示之自動化製造系統實施本發明概念亦應被理解為所揭示概念之一代表性實施方案。因此，將理解，本發明之態樣可整合至其他鞋類設計中，可併入至任何邏輯相關類型之消費品中，且可藉由其他自動化製造系統架構實行。如本文中所使用，術語「鞋」及「鞋類」(包含其等之置換)可互換及同義地使用以參考穿著於一人腳上之任何合適類型之服裝。最後，圖式中所呈現之特徵並不一定按比例繪製且僅僅是出於指導目的提供。因此，圖式中所展示之特定及相對尺寸不應被解釋為限制性。
代表性鞋類物件10在圖1A及圖1B中通常被描繪為一兩部分構造，該兩部分構造主要由安裝於一下臥鞋底結構14之頂部上之一腳收納鞋面12組成。為便於參考，鞋類10可被劃分成三個解剖區：一前足區R FF、一中足區R MF及一後足(腳跟)區R HF，如圖1中所展示。亦可沿著一垂直平面將鞋類10劃分成一外側片段S LA(距人體之矢狀平面最遠之鞋10之末端一半)及一內側片段S ME (最靠近人體之矢狀平面之鞋10之近端一半)。根據經辨識之解剖分類，前足區R FF定位於鞋類10之前面且通常與趾骨(腳趾)、蹠骨及其等之任何互連關節對應。中足區R MF置於前足區R FF與後足區R HF之間，中足區R MF通常與楔狀骨、舟狀骨及骰骨(即，腳之足弓區域)對應。相比而言，後足區R HF定位於鞋類10之後面且通常與距骨(腳踝)及跟(腳跟)骨對應。鞋類10之外側片段S LA及內側片段S ME兩者延伸穿過全部三個解剖區R FF、R MF及R HF，且各對應於鞋類10之一各別橫向側。雖然圖1A及圖1B中僅展示用於一使用者之一左腳之一單個鞋10，但可提供用於一使用者之一左腳之實質上相同對應物。可辨識地，可單獨或共同地改變鞋10之形狀、尺寸、材料組成及製造方法以適應實際上任何習知或非習知鞋類應用。
再次參考圖1A，鞋面12經描繪為具有用於包住一人腳之一類殼封閉式腳趾及腳跟組態。圖1A之鞋面12通常係由三個毗連區段(即，一腳趾套12A、一鞋面前端12B及一後四分之一12C)界定。腳趾套12A經展示為自末端延伸至近端趾骨以覆蓋及保護使用者之腳趾之鞋面12之一圓形前向尖端。相比而言，鞋面前端12B係定位於腳趾套12A後面，且自蹠骨延伸至骰骨之鞋面12之一拱形中間區段。如所展示，鞋面前端12B亦提供一系列鞋帶孔眼16及一鞋舌18。一後四分之一12C係定位於鞋面前端12B後面，後四分之一12C自橫向跗骨關節延伸以包裹跟骨且包含鞋面12之後端及後側。雖然在圖式中被描繪為包括三個主要片段，但鞋面12可被製造為一單件式構造或可係由任何數目個片段(包含腳趾護罩、腳跟帽30、腳踝帶、內襯等)組成。對於涼鞋及拖鞋應用，鞋面12可呈現一露腳趾或露腳跟組態，或可用單條繫帶或多條互連繫帶代替。
鞋類10之鞋面12部分可係由各種材料之任一者或組合製造，諸如織物、工程化發泡體、聚合物、天然皮革及合成皮革等。鞋面12之個別片段一旦經組裝或切割至形狀及尺寸，便可被縫接、黏合性結合、緊固、焊接或以其他方式接合在一起，以形成舒適地收納一腳之一內部空隙。可選擇鞋面12之個別材料元件且將其相對於鞋類10定位以便賦予(例如)耐久性、透氣性、耐磨性、可撓性、外觀及舒適性之所要性質。鞋面12之後四分之一12C中之一腳踝開口15提供鞋10之內部的出入口。一鞋帶20、繫帶、扣件或其他市售機構可用於修改鞋面12之圍度以將腳更牢固地保持於鞋10之內部以及促進腳伸入鞋面12及自鞋面12抽出。鞋帶20可透過一系列孔眼16螺合於鞋面12中或經附接至鞋面12；鞋舌18可在鞋帶20與鞋面12之內部空隙之間延伸。
鞋底結構14係剛性地緊固至鞋面12，使得鞋底結構14在鞋面12與一使用者站立所處之一支撐表面之間延伸。實際上，鞋底結構14用作使該使用者之腳與地面分離並保護使用者之腳免受地面影響之一中間支撐平台。除了減弱地面反作用力及對腳提供緩衝之外，圖1A及圖1B之鞋底結構14亦可提供牽引力，賦予穩定性及幫助限制各種腳運動(諸如無意中腳內翻或外翻)。設想鞋底結構14可經由任何當前可用或在下文開發之合適構件附接至鞋面12。對於至少一些應用，鞋面12可係直接耦合至中底24，且因此缺乏至內底22或外底26之一直接耦合。藉由非限制性實例，鞋面12可係經由底漆、膠合及按壓黏合地附接至一中底側壁21之僅一內側周邊，例如，以一10 mm結合容差緊固。
根據所繪示實例，鞋底結構14經製造為具有一腳接觸內底22 (圖1A)、一中間中底24及一最底部外底26之一夾層結構。替代性鞋底結構組態可用多於或少於三個層製造。內底22定位於鞋類10之一內部空隙內，可操作地定位於鞋面12之一下部分處，使得內底22毗連腳之一足底表面。一中底24係在內底22下面，中底24併入有增強鞋類10之舒適性、效能及/或地面反作用力減弱性質之一或多個材料或內嵌元件。此等元件及材料可個別地或以任何組合包含聚合物發泡體材料，諸如聚胺基甲酸酯或醋酸乙烯乙酯(EVA)、填充劑材料、緩衝體、充氣式囊袋、板、鞋楦元件或運動控制部件。外底26定位於中底24下面，以僅界定鞋類10之最底部、觸地行走部分之部分或全部。外底26可由提供用於接觸地面之一耐久及耐磨表面之天然或合成橡膠材料形成。另外，外底26可經輪廓化及紋理化以增強鞋類10與下方支撐表面之間的牽引(即，摩擦)性質。
現參考圖2，展示另一代表性鞋類物件，其概括地以110指定且在本文中出於論述目的而被描繪為籃球類型之一運動鞋。儘管在外觀上不同，但圖2之運動鞋110可呈現上文參考圖1A至圖1B中呈現之鞋類10所描述之特徵、選項及替代例之任一者，且反之亦然。例如，圖2之運動鞋110包含位於一腳支撐鞋底結構114之頂部上之一腳緊固鞋面112。運動鞋110亦經組裝具有在一鞋帶120與鞋面112之一內部腳收納空隙之間延伸之一長形鞋舌118。相比之下，圖1A之鞋類10經組裝具有各由一工程化織物製造之一或多個離散鞋面區段(諸如中足鞋面前端區段32)，該工程化織物由經疊加、交錯線束形成。另一方面，圖2之鞋類110經組裝具有一鞋面112，鞋面112具有幾乎完全由工程化織物材料132製造之一外表面。特定言之，鞋面112之工程化織物132表面自腳趾套112A之一前向邊緣穿過鞋面前端區段112B之兩側且環繞後四分之一112C延伸。一選用半透明紗幕層134跨鞋面112之工程化織物132表面之選擇區段延伸且覆蓋該等選擇區段，從而為鞋面112之彼等選擇片段提供結構加固。
圖2內之插圖係用於製造鞋類鞋面112之外表面之工程化織物132之放大圖解。根據所繪示實例，工程化織物132通常包括兩組繞線140及142或對於至少一些實施方案基本上有兩組繞線140及142組成，繞線140及142係經由由相對細線144及146形成之交織針跡接縫之一陣列互連。第一組繞線140之繞線係實質上彼此平行且全部在(例如)對應於一第一預定義負載路徑之一第一方向D1上伸長。在同一插圖中，第二組繞線140之繞線係實質上彼此平行且全部在一第二方向D2上伸長，第二方向D2通常可正交於第一方向D1且可對應於一第二預定義負載路徑。雖然經展示配置成垂直列及行之一正方形陣列，但設想第一組繞線140可相對於第二組繞線142傾斜地成角度。此等繞線140、142可由一有機或無機材料形成，包含經擠壓彈性聚合物、編結彈性纖維、無彈性聚合物纖維、其等之組合及類似者。在一些實施例中，股線140、142可包括以下一或多者：脂族或半芳族聚醯胺纖維，諸如PA6、PA66；芳族聚酯纖維，諸如由Kuraray有限公司製造之VECTRAN®；芳族聚醯胺纖維，諸如由DuPont de Nemours公司製造之KEVLAR®；聚丙烯纖維或高模量聚乙烯纖維。取決於所要應用，會希望繞線140、142之直徑比縫接細線144、146之直徑大至少50%至75%，或在一些實施例中大至少100%至200%，或在一些實施例中大3倍至4倍。
為幫助確保繞線140、142以容許相對線束移動及/或線束上線束平移之一方式組裝，第一組繞線140以一毗連、非織造方式定位於第二組繞線142之頂部上。如在一習知織造織物薄片中可見，第一組繞線140以一非織造、相互交叉圖案跨第二組繞線142之一上面鋪設，而非以一上下交替組成交織繞線140、142。如此，第一繞線140可在第一方向D1上平移及/或伸展，且第二繞線142可獨立於使第一繞線140平移/伸展或與使第一繞線140平移/伸展同時地在第二方向D2上平移及/或伸展。使繞線140、142以一十字形交叉配置相交界定一四邊形陣列，該等四邊形之四者經展示隱藏於圖2之右上插圖中且概括地指定為148。此等四邊形148在圖中被描繪為直角矩形多邊形；然而，各四邊形148可呈現可類似於或相異於其他四邊形148之四邊形形狀之其他形狀及尺寸。一中心通孔或「線束間間隙」150係在各四邊形148之中點處。
以維持經組裝工程化織物132之一所要周邊形狀但不阻礙上述線束上線束移動之一方式機械地接合經堆疊線束140、142。根據所繪示實例，一第一細線144 (在縫合說法中被稱為「頂部細線」)係透過一自動化縫接程序與一第二細線146 (被稱為「梭芯細線」)交織以便形成與十字形交叉組之繞線140、142交織並將十字形交叉組之繞線140、142黏結在一起之實質上線性針跡接縫之一混合物。圖2之右上插圖描繪在相對於第一線束組140之第一方向D1實質上平行之一第三方向D3上伸長之一線性針跡接縫。一選用第二線性針跡接縫係在相對於第二線束組142之第二方向D2實質上平行之一第四方向D4上伸長。可藉由在第三方向D3上牽拉第一細線144及第二細線146且在各群組之相互交叉線束之間的中心間隙150中將其等循序地鎖縫接在一起來實現製造第一組針跡接縫。同樣地，可藉由在第四方向D4上牽拉第一細線144及第二細線146且在各群組之相互交叉線束之間的中心間隙150中將其等循序地鎖縫接在一起來製造第二組針跡接縫。此程序係沿著與第三方向D3及第四方向D4對準之平行軌跡系統地重複直至達成所要數目個線性針跡接縫。如圖2之左下插圖中所見，可在相對於相互交叉線束傾斜之方向牽拉互鎖細線144、146。
應認識到，可藉由在各線束間間隙150內部放置一鎖針跡來最佳化工程化織物132之結構完整性；然而，例如，使用控制器自動化、視覺導向縫接技術在每隔一個間隙150中或僅在間隙150之選定者中放置一鎖針跡係在本發明之範疇內。可藉由在每對相鄰、平行繞線140、142之間定位一針跡接縫來進一步最佳化經最佳化之結構完整性。然而，視需要，可在每隔一對相鄰繞線140、142或僅選擇對之相鄰繞線之間放置一接縫。在此方面，本發明本身不限於一特定類型之針跡，且因此可採用其他習知及非習知針跡類型，包含鏈式針跡、鎖針跡、包縫針跡、繃縫針跡等。作為又另一選項，繞線140、142及細線144、146可沿著直線路徑、曲線路徑或幾何路徑之任何混合組合而伸長。
為幫助將經疊加線束保持於一張緊狀態中同時伴隨地最小化線束接合程序期間之線束運動，可跨圖3之一工件框架200 (在本文中亦被稱為「夾具」)將經疊加繞線140、142伸展拉緊。根據所繪示實例，工件框架200係由共同界定一內框架空間201之多個框架壁(即，分別為第一罩殼壁202、第二罩殼壁204及第三罩殼壁206)組成，經疊加、非織造線束跨內框架空間201伸展以形成一工件132’。通常筆直且實質上共線之第一罩殼壁202及第二罩殼壁204可經由第三壁206 (其經展示具有一長形、弓形形狀)彼此連接。在至少一些所要實施方案中，罩殼壁202、204、206連同各別第三罩殼壁206之一各別端向內突出之第一罩殼壁202及第二罩殼壁204一體地形成為一單件式、單式結構。明顯地，圖3之工件框架200之形狀及尺寸本質上僅為代表性的，且因此在範疇上係非限制性的。
用於將工件框架200緊固至一下臥支撐表面(諸如一工作站台之組裝工作台(benchtop)或一製造系統之一傳送帶)之一系列機械緊固特徵208 (例如，按扣緊固件頭)沿著各罩殼壁202、204、206之長度間隔。此外，一系列圓柱形線束柱210大體上自各罩殼壁202、204、206之上表面正交地突出以用於收納經疊加線束工件132’。如同機械緊固特徵208，線束柱210係圍繞內框架空間201之外周邊彼此間隔。非織造、經疊加線束140、142纏繞此等線束柱210以產生初步工件132’。順便提及，織造工程化織物132可能需要在接合線束140、142之前在工件框架200上以一張緊、十字形交叉圖案定位經疊加線束140、142。定位經疊加線束140、142可包含手動地或用機器人錨定，接著使一第一離散線束以一第一z字形圖案(zigzag pattern)纏繞一第一組選擇柱(例如圓柱形的線束柱210中的某些者)，且隨後錨定，接著使一第二離散線束以一第二z字形圖案纏繞一第二組選擇柱(例如圓柱形的線束柱210中的其他者)，使得工件132’跨內框架空間201伸展。可(例如)經由縫接、結合、熔合及/或緊固線束而在多個預定義位置處將非織造、重疊線束140、142接合在一起。對於一鞋類應用，個別線束之錨定點、個別線束之(若干)伸長方向、線束之重疊點及/或接合線束之位置可為映射至一預期使用者或使用者腳(foot/feet)以提供(例如)改善之腳保持、舒適性、效能、能量返回等之資料。
接著參考圖4，呈現用於自由非織造、經疊加線束組成之一工件(諸如圖3之工件132’)構造一工程化織物產品(諸如圖2之鞋類鞋面112之工程化織物132表面)之一自動化製造系統300。為保持指明及簡潔，僅展示織造系統300之選擇組件且將在下文額外詳細描述該等選擇組件。然而，本文中所論述之製造系統及裝置可包含數個額外及替代特徵，以及其他市售周邊組件，(例如)以實行本發明之各種協定及演算法。為此，自動化製造系統300在圖中被描繪及在下文被描述為具有一控制器自動化、視覺導向機器人架構；儘管，系統300可呈現其他合適架構，包含使用基於感測器之自動化及滑軌、托架承載精確移動之彼等架構。
製造系統300使用基於感測器及/或視覺導向之縫接以自動化具有一所要形狀及一組所要功能特性之一工程化織物之構造。圖4之代表性架構採用一可移動末端執行器，諸如一壁、頂面或地板安裝之機器人縫接單元302，其與管理單元302之操作之一機器人系統控制器304 (例如)有線或無線地通信。機器人縫接單元302包含安裝至一關節型機械臂308之一末端的一支撐框架306。替代實施例可利用由可滑動地安裝以用於一滑軌框架(未展示)上之多向移動之一支撐托架組成之一可移動末端執行器。如下文將進一步詳細描述，機器人縫接單元302經設計以選擇性地沿著一或多個工件之一或多個接縫接合區完成一或多個縫接操作。可藉助於伺服馬達、線性及旋轉傳感器、氣動致動器、液壓致動器或藉由任何其他類型之邏輯上適用之致動機構來提供關節型機械臂308之移動。在同一插圖中，機械臂308可具有如所展示之六個運動自由度，或具有任何其他合適數目個運動自由度。
經由支撐框架306將用於接合經疊加線束之一處理頭(諸如縫接頭310)安裝至一製造系統工作站314之一可伸縮台式桌312上方之關節型機械臂308。該處理頭可呈現各種合適格式，包含用於熔合線束之一焊接頭、用於結合線束之一黏合頭、用於機械地接合線束之一緊固件頭等。根據所繪示實例，縫接頭310包含一第一(頂部)送線器316，透過其選擇性地放出一經計量長度之一第一(頂部)細線。在圖4中表示為一梭芯殼體318之一第二(底部)送線器相對於第一送線器316相對間隔地安裝，透過該第二(底部)送線器選擇性地放出一經計量長度之一第二(梭芯)細線。一縫合針320係由一馬達致動之針收納器322收納並可操作地保持。機器人系統控制器304內部之一或多個積體電路(IC)處理器324執行作為一第一控制模組321儲存於常駐記憶體裝置326中之縫接頭控制邏輯以經由針收納器322實現縫合針320之往復運動(圖4中之上下平移)。與針320及針收納器322並列之一擺梭328可操作以在自梭芯殼體饋送之梭芯細線與自頂部送線器316饋送之頂部細線之間產生一鎖針跡。
如上文所指示，機器人系統控制器304經構造及程式化以尤其自動化製造系統300之移動及操作。控制模組、模組、控制器、控制單元、電子控制單元、處理器及其等之任何置換可經定義以包含以下一或多者的任一者或各種組合：邏輯電路、特定應用積體電路(ASIC)、電子電路、中央處理單元(例如，微處理器)、輸入/輸出電路及裝置、適當信號調節及緩衝電路，及提供所描述功能性之其他組件等。在圖4中以326示意性地展示之相關聯記憶體及儲存器(例如，唯讀、可程式化唯讀、隨機存取、硬碟機、有形等)，無論常駐、遠端或兩者的一組合，皆儲存共同以321、323及325表示之處理器可執行軟體、韌體程式、模組、常式等。
軟體、韌體、程式、指令、常式、程式碼、演算法及類似術語可互換及同義地使用以意謂包含校準及查詢表之任何處理器可執行指令集。系統控制器304可經設計具有經執行以提供所要功能之一組控制常式及邏輯。控制常式係諸如藉由一中央處理單元來執行且可操作以監測來自感測裝置及其他網路化控制模組之輸入，及執行控制及診斷常式以控制裝置及致動器之操作。在系統300之持續使用或操作期間，可即時、連續地、系統地、零星地及/或以規則間隔(例如，每100微秒、3.125微秒、6.25微秒、12.5微秒、25微秒及100微秒等)執行常式。
如圖4中所展示，縫接頭310攜載可操作以尤其擷取一工件(例如，圖3之工件132’)之即時數位影像之一高精確度數位相機330 (例如，NAC MEMRECAM MX®處理光學器件)。此數位相機330在整合至製造系統300中之一監測子系統內作為一感測裝置操作，且可包含一致動器驅動之自動聚焦裝置及用於該自動聚焦裝置之控制器操作之一多焦點模組。數位相機330感測一或多個物體及產生回饋資料，偵測相對於各物體之選擇位點之各別位置且隨後將位置影像信號發送回至一第二記憶體儲存之模組323內之一影像處理邏輯。經機動化之自動聚焦裝置(例如)藉由經調整為更靠近及更遠離各物體/位點來對物體及經指定位點之間的位移提供系統精確聚焦。將藉由數位相機330產生且透過影像處理模組323處理之影像資料傳遞至儲存於第一控制模組321中之縫接頭控制邏輯及作為一第三控制模組325儲存於常駐記憶體裝置326中之機器人控制邏輯以自動化將一工程化織物工件之非織造、經疊加線束鎖縫接在一起。
接著參考圖5之流程圖，概括地以400描述根據本發明之態樣之用於使一製造系統(諸如圖4之製造系統300)自一工件(諸如圖3之工件132’)產生一工程化織物產品(諸如圖2之工程化織物132)之自動化操作之一經改良方法或控制策略。圖5中所繪示且下文進一步詳細描述之一些或所有操作可表示對應於處理器可執行指令之一演算法，該等處理器可執行指令可儲存(例如)於主要或輔助或遠端記憶體中且(例如)藉由一機上或機外控制器、處理單元、控制邏輯電路或其他模組或裝置或模組/裝置之網路來執行以執行與所揭示概念相關聯之上文或下文所描述功能之任一者或所有者。應認識到，可改變所繪示操作方塊之執行順序，可添加額外方塊，且可修改、組合或消除所描述方塊中之一些。
方法400以圖5之終端方塊401開始，其中處理器可執行指令使一可程式化控制器或控制模組或類似合適之處理器在一自動化縫接操作期間藉由即時縫接頭導向及調整來調用用於一閉合迴路控制序列之一初始化程序。方塊401可回應於來自機器人縫接單元302之一系統操作者或技術人員之一使用者提示，或回應於來自被委派管理一機器人單元、機器人單元集合或其中併入有一或多個機器人單元之一製造設施之操作之任務的一後端伺服器類電腦或中間軟體運算節點之一廣播提示信號而初始化。為實行此協定，一控制系統或一或多個子系統之任何組合可操作以接收、處理及合成相關資訊及輸入，且執行控制邏輯及演算法以調節各種子系統及/或子系統組件以實現所要控制目標。作為以終端方塊401起始方法400之部分，可透過一合適人機介面(HMI)在機器人縫接單元302上實行一初始系統設置，包含將各種系統組件接通電源、校準一原點位置及識別縫接頭及工件相對於此經校準原點位置之各別當前位置。
圖5之方法400自終端方塊401進展至輸入/輸出方塊403，其中處理器可執行指令使一控制裝置(諸如機器人系統控制器304)與一影像擷取裝置(諸如圖4之高精確度數位相機330)交換資料。藉由該影像擷取裝置產生之資料可指示一工件之一平面視圖及/或透視圖之一即時經擷取影像或影像集合。在預定義程序方塊405，對控制裝置提供指令以分析該(等)經擷取之工件影像，且透過此評估在藉由工件之十字形交叉、經疊加線束界定的四邊形內定位線束間間隙。藉由非限制性實例，圖4之機器人系統控制器304可採用儲存於記憶體裝置326內之影像處理模組323以：(1)處理及過濾工件之經擷取影像(例如，聚焦、縮放、輪廓清晰化、邊緣偵測、物體偵測等)；(2)掃描影像以識別共同地完全或部分界定各四邊形之經疊加線束之兩個、三個或四個相交點之各別組；(3)對於每個各別組相交點，導出連接一對相對相交點之一各別對角線片段(例如，連接一多邊形之相對頂點之一幾何「對角線」)之一中心；及(4)將相交點組之對角線片段之中心指定為線束間間隙。
可透過前文章節中所描述之技術之各種補充或替代技術來實現用於提供視覺導向之精確縫接之準確間隙識別及定位。例如，機器人系統控制器304可採用影像處理模組323以：(1)處理及過濾(若干)經擷取之工件影像；(2)自此等經處理及過濾之影像，大致估計用於各經疊加線束之一中心線或橫向邊緣線；(3)自此等經估計之中心線/邊緣線構造經疊加線束四邊形；及(4)將經估計中心線之間的各四邊形內之一中心區指定為間隙之一者。視需要，機器人系統控制器304可採用影像處理模組323以：(1)處理及過濾工件之經擷取影像；(2)評估該(等)經處理及過濾之工件影像以導出界定各四邊形之一共同邊緣上之至少兩個各別隅角之至少兩個線束相交點；(3)對於各四邊形，判定依以下定義之一中心區：(i)距連接兩個各別隅角之一線段之一經校準角度，及(ii)距各別隅角之一者的一經校準距離；及(4)將四邊形之此等中心區分類為線束間間隙。
預定義程序方塊405可提供用於處理預期製造一特定產品之多個工件之一連串工件的產品特定路由指令，而非在一個別化基礎上識別各工件之間隙位置。例如，圖4之機器人系統控制器304可自常駐記憶體裝置326查詢或以其他方式擷取已對縫接頭制定出以將一連串針跡插入於經疊加線束之間的間隙內之一客製化預定義路徑規劃指令集。前述路徑規劃資料可尤其包括一縫接頭起始位置或「原點」、一縫接頭終止位置或「目的地」及用於將縫接頭自該原點移動至該目的地以便沿著路線將針跡插入於經指定點處之一經校準縫接路線。其他路徑規劃資料可包含縫接頭速度、前後俯仰角及俯仰率、橫向俯仰角及俯仰率等。
一旦系統識別所要間隙位置(針跡將插入於其中以用於將工件之經疊加線束機械地互連)，方法400便繼續進行至程序方塊407且起始自動化縫接。如此，機器人系統控制器304可傳輸一或多個電子命令信號至關節型機械臂308以跨工件132’之經暴露面循序地移動縫接頭310且使縫合針320與四邊形之內部間隙之各者精確地對準。可採用基於視覺之導向系統以在插入一針跡之前確保針收納器322及擺梭328相對於線束間間隙之準確對準。程序方塊407亦可提供引導機器人系統控制器304傳輸一或多個電子命令信號至縫接頭310以將一連串針跡插入於經疊加線束之間的間隙內之指令。
可進一步透過縫接頭310之即時位置追蹤來實現自動化縫接程序之精確控制。一或多個光學位置感測器332可安裝於機器人縫接單元302之離散位置處以判定縫接頭310 (例如)相對於一經校準原點位置之即時位置。機器人系統控制器304自(若干)位置感測器332接收指示縫接頭310之即時位置之一或多個感測器信號。若如此需要，則系統控制器304可自(若干)經接收之感測器信號及工件之(若干)經擷取影像判定縫接頭310之各即時位置與鄰近縫接頭之當前位置之下一間隙之一各別位置之間的一經估計距離。關節型機械臂308之自動化移動可包含基於縫接頭與下一相鄰間隙之間的對應經估計距離估計用於將縫接頭310自其當前位置移動至下一間隙之位置之一所要軌跡。機器人系統控制器304亦可自(若干)經接收之感測器信號及(若干)經擷取之工件影像一次一個地即時定位最靠近縫接頭310之當前即時位置之下一相鄰間隙。
對於以上實施方案之任一者，會希望對縫接路線參數進行即時調整以便適應零件間變動、製造容限、無意線束位移等。此可包含程序方塊409：對系統控制器提供拉出針跡路線之一軌跡跡線之指令；識別在工件之一經擷取影像內的起始位置及終止位置；及將針跡路線之該跡線疊加至工件之該經擷取影像上，其中原點與起始位置重疊且目的地與終止位置重疊。在將跡線疊加至經擷取影像上之後，系統控制器識別針跡路線上之一或多個零件特定經校準對準點，且判定各經校準對準點與工件之影像中之一對應對準位置之間是否具有任何位移。若如此，則系統回應地判定及實施抵消每個各別位移之一各別跡線校正。一旦完成前述操作，圖5之方法400便可進展至終端方塊411並終止，或可循環回至終端方塊401且以一連續循環運行。
在一些實施例中，可透過通常被稱為軟體應用程式或應用程式之藉由本文中所描述之一控制器或控制器變動之任一者執行之一電腦可執行指令程式(諸如程式模組)來實施本發明之態樣。在非限制性實例中，軟體可包含執行特定任務或實施特定資料類型之常式、程式、物件、組件及資料結構。軟體可形成容許一電腦根據一輸入源作出反應之一介面。軟體亦可與其他程式碼片段協作以回應於組合經接收資料之來源而接收之資料起始各種任務。軟體可儲存於各種記憶體媒體之任一者上，諸如CD-ROM、磁碟及半導體記憶體(例如，各種類型之RAM或ROM)。
此外，本發明之態樣可用各種電腦系統及電腦網路組態來實踐，包含微處理器系統、基於微處理器或可程式化消費性電子器件、迷你電腦、大型電腦，及類似者。另外，可在其中藉由透過一通信網路連結之常駐及遠端處理裝置執行任務之分散式運算環境中實踐本發明之態樣。在一分散式運算環境中，程式模組可係定位於包含記憶體儲存裝置之本端電腦儲存媒體及遠端電腦儲存媒體兩者中。因此，可結合一電腦系統或其他處理系統中之各種硬體、軟體或其等之一組合來實施本發明之態樣。
本文中所描述之方法之任一者可包含藉由以下執行之機器可讀指令：(a)一處理器、(b)一控制器，及/或(c)任何其他合適處理裝置。本文中所揭示之任何演算法、軟體、控制邏輯、協定或方法可被體現為經儲存於一有形媒體(舉例而言，諸如一快閃記憶體、固態記憶體、一硬碟機、一CD-ROM、一數位多功能磁碟(DVD)或其他記憶體裝置)上的軟體。替代性地，可藉由除一控制器以外及/或以一可用方式(例如，藉由一特定應用積體電路(ASIC)、一可程式化邏輯裝置(PLD)、一場可程式化邏輯裝置(FPLD)、離散邏輯等實施)體現於韌體或專用硬體中之一裝置。此外，儘管參考本文中所描繪之流程圖來描述特定演算法，但替代性地可使用用於實施實例性機器可讀指令的許多其他方法。
已參考所繪示實施例詳細地描述本發明之態樣；然而，熟習此項技術者將認識到，可在不脫離本發明之範疇之情況下作出本發明之態樣之許多修改。本發明並不限於本文中所揭示之精確構造及組合物；自前文描述明白之任何及所有修改、改變及變動係在如藉由隨附發明申請專利範圍定義之本發明之範疇內。此外，本發明概念明確地包含前述元件及特徵之任何及所有組合及子組合。可在以下實施例中反映額外特徵：
實施例1：一種用於自由經疊加線束組成之一工件構造一工程化織物之自動化製造系統，該製造系統包括：一可移動末端執行器；一處理頭，其經安裝至該可移動末端執行器；及一系統控制器，其經可操作地連接至該可移動末端執行器及該處理頭，該系統控制器經程式化以：判定該等經疊加線束之複數個預定義接合位置；命令該可移動末端執行器循序地移動該處理頭以與該等預定義接合位置之各者對準；及命令該處理頭在該等預定義接合位置處接合該等經疊加線束以形成該工程化織物。
實施例2：如實施例1之製造系統，其中該處理頭包含具有協同地經組態以產生針跡之一送線器及一縫合針的一縫接頭。
實施例3：如實施例2之製造系統，其進一步包括一影像擷取裝置，該影像擷取裝置安裝至該可移動末端執行器且經組態以擷取該工件之一影像及輸出指示該影像之資料。
實施例4：如實施例3之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：自該影像擷取裝置接收指示該工件之該經擷取影像之該資料，其中判定該複數個預定義接合位置包含自該工件之該經擷取影像定位多個間隙，各間隙界定於該等經疊加線束之一四邊形之間，且其中命令該處理頭接合該等經疊加線束包含命令該縫接頭將一連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內。
實施例5：如實施例4之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：識別在該工件之該經擷取影像內界定該等四邊形之該等經疊加線束之各別組相交點；及判定在該等各別組之各者內連接該等相交點之一相對對之一各別對角線線段之一中心，其中定位該等間隙包含將該等組相交點之各者的該對角線線段之該中心指定為該等間隙之一者。
實施例6：如實施例4之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：識別在該工件之該經擷取影像內用於該等經疊加線束之各者的一經估計中心線；及自該等經估計中心線構造該等經疊加線束之該等四邊形，其中定位該等間隙包含將該等經估計中心線之間的該等四邊形之各者內之一中心區指定為該等間隙之一者。
實施例7：如實施例4之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：識別在該工件之該經擷取影像內界定該等四邊形之各者之兩個各別隅角的該等經疊加線束之兩個相交點；及針對該等四邊形之各者，以自連接該兩個各別隅角之一線段的一經校準角度及距該等各別隅角之一者的一經校準距離判定一中心區，其中定位該等間隙包含將該等四邊形之各者的該中心區指定為該等間隙之一者。
實施例8：如實施例1至8中任一項之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以判定用於移動該處理頭以在該等預定義接合位置處接合該等經疊加線束之路徑規劃資料，該路徑規劃資料包含一原點、一目的地及將該處理頭自該原點穿越至該目的地之一接合路線。
實施例9：如實施例8之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：產生該接合路線之一跡線；判定在該工件之該經擷取影像內的一起始位置及一終止位置；及將該接合路線之該跡線疊加至該工件之該經擷取影像上，其中該原點與該起始位置重疊且該目的地與該終止位置重疊。
實施例10：如實施例9之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：判定該針跡路線上之複數個經校準對準點；判定該等經校準對準點之各者與該工件之該影像中之一各別對準位置之間的一各別位移，若有；及判定抵消該等各別位移之各者的一各別跡線校正。
實施例11：如實施例1至10中任一項之製造系統，其進一步包括經組態以將該等經疊加線束保持為一張緊、十字形交叉圖案之一工件框架。
實施例12：如實施例11之製造系統，其中該工件框架包含：界定一內框架空間之複數個毗連罩殼壁，該工件跨該內框架空間伸展；及自該等罩殼壁突出且沿著該內框架空間之周邊彼此間隔之一系列柱，該等線束纏繞該等柱。
實施例13：如實施例1至12中任一項之製造系統，其進一步包括一位置感測器，該位置感測器經組態以：判定該處理頭相對於一經校準原點位置之即時位置；及輸出指示該等即時位置之感測器信號。
實施例14：如實施例13之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：自該位置感測器接收指示該處理頭之該等即時位置的該等感測器信號；及自該等經接收之感測器信號及該工件之一經擷取影像判定該處理頭之該等即時位置之各者與該等接合位置之一下一相鄰者之間的一經估計距離；及估計各基於該處理頭之該即時位置與該等接合位置之該各別下一相鄰者之間的該經估計距離之複數個所要軌跡。
實施例15：如實施例14之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以自該等經接收之感測器信號及該工件之該經擷取影像一次一個地即時判定最靠近該縫接頭之該等即時位置之各者的該等接合位置之該各別下一相鄰者。
實施例16：如實施例1至15中任一項之製造系統，其中該可移動末端執行器包含附接至一機械臂之一支撐框架。
實施例17：如實施例1至15中任一項之製造系統，其中該可移動末端執行器包含附接至一滑軌框架之一支撐托架。
實施例18：一種用於一使用者之一腳之鞋類物件，該鞋類物件包括：一鞋底結構，其經組態以在其上支撐該使用者之該腳；及一鞋面，其附接至該鞋底結構且經組態以附接至該使用者之該腳，該鞋面包含由一工程化織物製造之一鞋面片段，該工程化織物包含：在一第一方向伸長之一第一組相互平行之繞線；在相異於該第一方向之一第二方向伸長之一第二組相互平行之繞線，該第二組繞線以一非織造、相互交叉圖案毗連該第一組繞線，其中該等毗連之第一及第二組繞線係在複數個預定義接合位置處接合。
實施例19：如實施例18之鞋類物件：其中該非織造、相互交叉圖案界定具有中心間隙之複數個四邊形，且其中該鞋類物件進一步包括在相對於該第一方向平行之一第三方向伸長之第一及第二細線，其中該等第一及第二細線係在該等相互交叉線束之間的該等中心間隙中鎖縫接在一起。
實施例20：一種非暫時性、電腦可讀媒體，其儲存藉由一自動化製造系統之一系統控制器之一或多個處理器執行之指令，該等指令引起該自動化製造系統執行包括以下之操作：自安裝至一可移動末端執行器之一影像擷取裝置接收指示一工件之一經擷取影像之資料，該工件由多個非織造、經疊加線束組成，該可移動末端執行器具有安裝至其之一縫接頭，該縫接頭具有協同地經組態以產生針跡之一送線器及一縫合針；自該工件之該經擷取影像定位界定於該等經疊加線束之一四邊形之間的多個間隙；命令該可移動末端執行器循序地移動該縫接頭且藉此使該縫合針與該等間隙之各者對準；及命令該縫接頭以將一連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內。
實施例21：一種操作一自動化製造系統之方法，該方法包括：收納由經疊加線束組成之一工件；經由一系統控制器判定用於該等經疊加線束之複數個預定義接合位置；經由該系統控制器命令一可移動末端執行器循序地移動一處理頭以藉此使該處理頭與該等預定義接合位置之各者對準；及經由該系統控制器命令該處理頭在該等預定義接合位置處接合該等經疊加線束以形成一工程化織物。
實施例22：如實施例21之方法，其進一步包括經由該系統控制器自一影像擷取裝置接收指示該工件之一經擷取影像之資料。
實施例23：如實施例21或22之方法，其中該處理頭包含具有協同地經組態以產生針跡之一送線器及一縫合針的一縫接頭。
實施例24：如實施例23之方法，其中該縫接頭進一步包含：一針收納器，其可操作以往復地平移該縫合針；一梭芯殼體，其可操作以饋送梭芯細線之一梭芯殼體；及一擺梭，其可操作以在該梭芯細線與自送線器饋送之一頂部細線之間產生一鎖針跡。
實施例25：如實施例22至24中任一項之方法，其中判定用於該等經疊加線束之該等預定義接合位置包含經由該系統控制器自該工件之該經擷取影像定位多個間隙，各間隙界定於該等經疊加線束之一四邊形之間，且其中命令該處理頭在該等預定義接合位置處接合該等經疊加線束包含經由該系統控制器命令該縫接頭將一連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內。
實施例26：如實施例24之方法，其進一步包括：識別在該工件之該經擷取影像內界定該等四邊形之該等經疊加線束之各別組相交點；及判定在該等各別組之各者內連接該等相交點之一相對對之一各別對角線線段之一中心，其中定位該等間隙包含將該等組相交點之各者的該對角線線段之該中心指定為該等間隙之一者。
實施例27：如實施例24之方法，其進一步包括：識別在該工件之該經擷取影像內用於該等經疊加線束之各者的一經估計中心線；及自該等經估計中心線構造該等經疊加線束之該等四邊形，其中定位該等間隙包含將該等經估計中心線之間的該等四邊形之各者內之一中心區指定為該等間隙之一者。
實施例28：如實施例24之方法，其進一步包括：識別在該工件之該經擷取影像內界定該等四邊形之各者之兩個各別隅角的該等經疊加線束之兩個相交點；及針對該等四邊形之各者，以自連接該兩個各別隅角之一線段的一經校準角度及距該等各別隅角之一者的一經校準距離判定一中心區，其中定位該等間隙包含將該等四邊形之各者的該中心區指定為該等間隙之一者。
實施例29：如實施例21至29中任一項之方法，其進一步包括判定用於移動該處理頭以在該等預定義接合位置處接合該等經疊加線束之路徑規劃資料，該路徑規劃資料包含一原點、一目的地及將該處理頭自該原點穿越至該目的地之一路線。
實施例30：如實施例29之方法，其進一步包括：產生該路線之一跡線；判定在該工件之該經擷取影像內的一起始位置及一終止位置；及將該路線之該跡線疊加至該工件之該經擷取影像上，其中該原點與該起始位置重疊且該目的地與該終止位置重疊。
實施例31：如實施例30之方法，其進一步包括：識別該路線上之複數個經校準對準點；判定該等經校準對準點之各者與該工件之該影像中之一各別對準位置之間的一各別位移，若有；及判定抵消該等各別位移之各者的一各別跡線校正。
實施例32：如實施例21至31中任一項之方法，其中該自動化製造系統進一步包括一工件框架，該方法進一步包括以一張緊、十字形交叉圖案將該等經疊加線束定位於該工件框架中。
實施例33：如實施例32之方法，其中該工件框架包含界定一內框架空間之複數個毗連罩殼壁，及自該等罩殼壁突出且沿著該內框架空間之周邊彼此間隔之一系列柱，且其中定位該等經疊加線束包含使該等線束纏繞該等柱使得該工件跨該內框架空間伸展。
實施例34：如實施例21至33中任一項之方法，其中該自動化製造系統進一步包含一位置感測器，該方法進一步包括經由該系統控制器自該位置感測器接收指示該處理頭相對於一經校準原點位置之即時位置之感測器信號。
實施例35：如實施例34之方法，其進一步包括自該等經接收之感測器信號及該工件之該經擷取影像判定該處理頭之該等即時位置之各者與該等接合位置之一下一相鄰者之間的一經估計距離，其中命令該可移動末端執行器移動該處理頭包含估計各基於該處理頭之該即時位置與該等接合位置之該各別下一相鄰者之間的該經估計距離之複數個所要軌跡。
實施例36：如實施例35之方法，其進一步包括自該等經接收之感測器信號及該工件之該經擷取影像一次一個地即時判定最靠近該處理頭之該等即時位置之各者的該等接合位置之該各別下一相鄰者。
實施例37：如實施例21之方法，其中該可移動末端執行器包含附接至一機械臂之一支撐框架或附接至一滑軌框架之一支撐托架。
實施例38：一種用於自由經疊加線束組成之一工件構造一工程化織物之製造系統，該製造系統包括：一可移動末端執行器；一縫接頭，其安裝至該可移動末端執行器且包含協作地經組態以產生針跡之一送線器及一縫合針；一影像擷取裝置，其安裝至該可移動末端執行器且經組態以擷取該工件之一影像及輸出指示該影像之資料；及一系統控制器，其可操作地連接至該可移動末端執行器、該縫接頭及該影像擷取裝置，該系統控制器經程式化以：自該影像擷取裝置接收指示該工件之該經擷取影像之該資料；自該工件之該經擷取影像定位多個間隙，各間隙界定於該等經疊加線束之一四邊形之間；命令該可移動末端執行器循序地移動該縫接頭且藉此使該縫合針與該等間隙之各者對準；及命令該縫接頭將一連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內。
實施例39：如實施例38之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：識別在該工件之該經擷取影像內界定該等四邊形之該等經疊加線束之各別組相交點；及判定在該等各別組之各者內連接該等相交點之一相對對之一各別對角線線段之一中心，其中定位該等間隙包含將該等組相交點之各者的該對角線線段之該中心指定為該等間隙之一者。
實施例40：如實施例38之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：識別在該工件之該經擷取影像內用於該等經疊加線束之各者的一經估計中心線；及自該等經估計中心線構造該等經疊加線束之該等四邊形，其中定位該等間隙包含將該等經估計中心線之間的該等四邊形之各者內之一中心區指定為該等間隙之一者。
實施例41：如實施例38之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：識別在該工件之該經擷取影像內界定該等四邊形之各者之兩個各別隅角的該等經疊加線束之兩個相交點；及針對該等四邊形之各者，以自連接該兩個各別隅角之一線段的一經校準角度及距該等各別隅角之一者的一經校準距離判定一中心區，其中定位該等間隙包含將該等四邊形之各者的該中心區指定為該等間隙之一者。
實施例42：如實施例38至41中任一項之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以判定用於使該縫接頭將該連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內之路徑規劃資料，該路徑規劃資料包含一原點、一目的地及將該縫接頭自該原點穿越至該目的地之一針跡路線。
實施例43：如實施例42之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：產生該針跡路線之一跡線；判定在該工件之該經擷取影像內的一起始位置及一終止位置；及將該針跡路線之該跡線疊加至該工件之該經擷取影像上，其中該原點與該起始位置重疊且該目的地與該終止位置重疊。
實施例43：如實施例43之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：判定該針跡路線上之複數個經校準對準點；判定該等經校準對準點之各者與該工件之該影像中之一各別對準位置之間的一各別位移，若有；及判定抵消該等各別位移之各者的一各別跡線校正。
實施例44：如實施例38至43中任一項之製造系統，其進一步包括經組態以將該等經疊加線束保持為一張緊、十字形交叉圖案之一工件框架。
實施例45：如實施例44之製造系統，其中該工件框架包含：界定一內框架空間之複數個毗連罩殼壁，該工件跨該內框架空間伸展；及自該等罩殼壁突出且沿著該內框架空間之周邊彼此間隔之一系列柱，該等線束纏繞該等柱。
實施例46：如實施例38至45中任一項之製造系統，其進一步包括一位置感測器，該位置感測器經組態以：判定該縫接頭相對於一經校準原點位置之即時位置；及輸出指示該等即時位置之感測器信號。
實施例47：如實施例46之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以：自該位置感測器接收指示該縫接頭之該等即時位置的該等感測器信號；及自該等經接收之感測器信號及該工件之該經擷取影像判定該縫接頭之該等即時位置之各者與該等間隙之一下一相鄰者之間的一經估計距離，其中命令該可移動末端執行器循序地移動該縫接頭包含估計各基於該縫接頭之該即時位置與該等間隙之該各別下一相鄰者之間的該經估計距離之複數個所要軌跡。
實施例48：如實施例46或47之製造系統，其中該系統控制器進一步經程式化以自該等經接收之感測器信號及該工件之該經擷取影像一次一個地即時判定最靠近該縫接頭之該等即時位置之各者的該等間隙之該各別下一相鄰者。
實施例49：如實施例38至48中任一項之製造系統，其中該縫接頭進一步包含：一針收納器，其可操作以往復地平移該縫合針；一梭芯殼體，其可操作以饋送梭芯細線；及一擺梭，其可操作以在該梭芯細線與自送線器饋送之一頂部細線之間產生一鎖針跡。
實施例50：如實施例38至49中任一項之製造系統，其中該可移動末端執行器包含附接至一機械臂之一支撐框架。
實施例51：如實施例38至49中任一項之製造系統，其中該可移動末端執行器包含附接至一滑軌框架之一支撐托架。
實施例52：一種用於一使用者之一腳之鞋類物件，該鞋類物件包括：一鞋底結構，其經組態以在其上支撐該使用者之該腳；及一鞋面，其附接至該鞋底結構且經組態以附接至該使用者之該腳，該鞋面包含由一工程化織物製造之一鞋面片段，該工程化織物包含：在一第一方向伸長之一第一組相互平行之繞線；在相異於該第一方向之一第二方向伸長之一第二組相互平行之繞線，該第二組繞線以界定具有中心間隙之複數個四邊形之一非織造、相互交叉圖案毗連該第一組繞線；及在相對於該第一方向平行之一第三方向伸長之第一及第二細線，其中該等第一及第二細線係在該等相互交叉線束之間的該等中心間隙中鎖縫接在一起。
實施例53：一種非暫時性、電腦可讀媒體，其儲存藉由一自動化製造系統之一系統控制器之一或多個處理器執行之指令，該等指令引起該自動化製造系統執行包括以下之操作：自安裝至一可移動末端執行器之一影像擷取裝置接收指示一工件之一經擷取影像之資料，該工件由多個非織造、經疊加線束組成，該可移動末端執行器具有安裝至其之一縫接頭，該縫接頭具有協同地經組態以產生針跡之一送線器及一縫合針；自該工件之該經擷取影像定位界定於該等經疊加線束之一四邊形之間的多個間隙；命令該可移動末端執行器循序地移動該縫接頭且藉此使該縫合針與該等間隙之各者對準；及命令該縫接頭以將一連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內。
實施例54：一種操作用於自由經疊加線束組成之一工件構造一工程化織物之一自動化製造系統之方法，該方法包括：經由一系統控制器自安裝至一可移動末端執行器之一影像擷取裝置接收指示一工件之一經擷取影像之資料，該可移動末端執行器具有安裝至其之一縫接頭，該縫接頭具有協同地經組態以產生針跡之一送線器及一縫合針；經由該系統控制器自該工件之該經擷取影像定位多個間隙，各間隙界定於該等經疊加線束之一四邊形之間；經由該系統控制器命令該可移動末端執行器以循序地移動該縫接頭且藉此使該縫合針與該等間隙之各者對準；及經由該系統控制器命令該縫接頭以將一連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內。
實施例55：如實施例54之方法，其進一步包括：識別在該工件之該經擷取影像內界定該等四邊形之該等經疊加線束之各別組相交點；及判定在該等各別組之各者內連接該等相交點之一相對對之一各別對角線線段之一中心，其中定位該等間隙包含將該等組相交點之各者的該對角線線段之該中心指定為該等間隙之一者。
實施例56：如實施例54之方法，其進一步包括：識別在該工件之該經擷取影像內用於該等經疊加線束之各者的一經估計中心線；及自該等經估計中心線構造該等經疊加線束之該等四邊形，其中定位該等間隙包含將該等經估計中心線之間的該等四邊形之各者內之一中心區指定為該等間隙之一者。
實施例57：如實施例54之方法，其進一步包括：識別在該工件之該經擷取影像內界定該等四邊形之各者之兩個各別隅角的該等經疊加線束之兩個相交點；及針對該等四邊形之各者，以自連接該兩個各別隅角之一線段的一經校準角度及距該等各別隅角之一者的一經校準距離判定一中心區，其中定位該等間隙包含將該等四邊形之各者的該中心區指定為該等間隙之一者。
實施例58：如實施例54至57中任一項之方法，其進一步包括判定用於使該縫接頭將該連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等間隙內之路徑規劃資料，該路徑規劃資料包含一原點、一目的地及將該縫接頭自該原點穿越至該目的地之一針跡路線。
實施例59：如實施例58之方法，其進一步包括：產生該針跡路線之一跡線；判定在該工件之該經擷取影像內的一起始位置及一終止位置；及將該針跡路線之該跡線疊加至該工件之該經擷取影像上，其中該原點與該起始位置重疊且該目的地與該終止位置重疊。
實施例60：如實施例59之方法，其進一步包括：識別該針跡路線上之複數個經校準對準點；判定該等經校準對準點之各者與該工件之該影像中之一各別對準位置之間的一各別位移，若有；及判定抵消該等各別位移之各者的一各別跡線校正。
實施例61：如實施例54至60中任一項之方法，其中該自動化製造系統進一步包括一工件框架，該方法進一步包括以一張緊、十字形交叉圖案將該等經疊加線束定位於該工件框架中。
實施例62：如實施例61之方法，其中該工件框架包含界定一內框架空間之複數個毗連罩殼壁，及自該等罩殼壁突出且沿著該內框架空間之周邊彼此間隔之一系列柱，且其中定位該等經疊加線束包含使該等線束纏繞該等柱使得該工件跨該內框架空間伸展。
實施例63：如實施例54至62中任一項之方法，其中該自動化製造系統進一步包含一位置感測器，該方法進一步包括經由該系統控制器自該位置感測器接收指示該縫接頭相對於一經校準原點位置之即時位置之感測器信號。
實施例64：如實施例63之方法，其進一步包括自該等經接收之感測器信號及該工件之該經擷取影像判定該縫接頭之該等即時位置之各者與該等間隙之一下一相鄰者之間的一經估計距離，其中命令該可移動末端執行器循序地移動該縫接頭包含估計各基於該縫接頭之該即時位置與該等間隙之該各別下一相鄰者之間的該經估計距離之複數個所要軌跡。
實施例65：如實施例54至64中任一項之方法，其進一步包括自該等經接收之感測器信號及該工件之該經擷取影像一次一個地即時判定最靠近該縫接頭之該等即時位置之各者的該等間隙之該各別下一相鄰者。
實施例66：如實施例54至65中任一項之方法，其中該可移動末端執行器包含附接至一機械臂之一支撐框架或附接至一滑軌框架之一支撐托架。
10:鞋類物件/鞋類/鞋 12:腳收納鞋面/鞋面 12A:腳趾套 12B:鞋面前端 12C:後四分之一 14:下臥鞋底結構/鞋底結構 15:腳踝開口 16:鞋帶孔眼 18:鞋舌 20:鞋帶 22:內底/腳接觸內底 24:中底/中間中底 26:外底/最底部外底 30:腳跟帽 32:中足鞋面前端區段 110:運動鞋/鞋類 112:腳緊固鞋面/鞋面/鞋類鞋面 112A:腳趾套 112B:鞋面前端區段 112C:後四分之一 114:腳支撐鞋底結構 118:長形鞋舌 120:鞋帶 132:工程化織物材料/工程化織物/經組裝工程化織物 132’:工件/經疊加線束工件 134:半透明紗幕層 140:繞線/第一組繞線/繞線/股線/第一繞線/經堆疊線束/第一線束組/經疊加繞線/非織造、經疊加線束/線束 142:繞線/第二組繞線/繞線/股線/第二繞線/經堆疊線束/第二線束組/經疊加繞線非織造、經疊加線束/線束 144:細線/縫接細線/第一細線/互鎖細線 146:細線/縫接細線/第二細線/互鎖細線 148:四邊形 150:中心通孔或線束間間隙/中心間隙/間隙 200:工件框架 201:內框架空間 202:第一罩殼壁/罩殼壁 204:第二罩殼壁/罩殼壁 206:第三罩殼壁/第三壁/罩殼壁 208:機械緊固特徵 210:圓柱形線束柱/線束柱 300:自動化製造系統/製造系統/系統 302:機器人縫接單元/單元 304:機器人系統控制器/系統控制器 306:支撐框架 308:關節型機械臂/機械臂 310:縫接頭 312:可伸縮台式桌 314:製造系統工作站 316:第一(頂部)送線器 318:梭芯殼體 320:縫合針/針 321:第一控制模組 322:馬達致動之針收納器/針收納器 323:第二記憶體儲存之模組/影像處理模組 324:積體電路(IC)處理器 325:第三控制模組 326:常駐記憶體裝置/記憶體裝置 328:擺梭 330:高精確度數位相機/數位相機 332:光學位置感測器/位置感測器 400:方法 401:終端方塊/方塊 403:輸入/輸出方塊 405:預定義程序方塊 407:程序方塊 409:程序方塊 411:終端方塊 D1:第一方向 D2:第二方向 D3:第三方向 D4:第四方向 R FF:前足區 R HF:後足(腳跟)區 R MF:中足區 S LA:外側片段 S ME:內側片段
圖1A係根據本發明之態樣之具有一或多個工程化織物鞋面片段之一代表性鞋類物件之一外側視圖圖解。
圖1B係圖1A之代表性鞋類物件之一仰視圖圖解。
圖2係根據所揭示概念之態樣之具有一工程化織物鞋面之一代表性運動鞋之一俯瞰透視圖圖解。
圖3係其中保持由以一十字形交叉圖案張緊之非織造、經疊加線束組成之代表性工件之一代表性工件框架(「夾具」)之一平面視圖圖解。
圖4係根據所揭示概念之態樣之用於自由非織造、經疊加線束組成之工件構造工程化織物之一代表性自動化製造系統的一示意性圖解。
圖5係繪示根據所揭示概念之態樣之具有用於控制一自動化製造系統之操作之邏輯之一代表性控制演算法的一流程圖，該邏輯可對應於藉由一常駐或遠端控制器、控制邏輯電路、可程式化電子控制單元或其他積體電路(IC)裝置或IC裝置之一網路執行之經記憶體儲存之指令。
本發明可有各種修改及替代形式，且一些代表性實施例係在圖式中以實例方式展示且將在本文中詳細描述。然而，應理解，本發明之新穎態樣並不限於以上列舉圖式中所繪示之特定形式。實情係，本發明將涵蓋落在如由隨附發明申請專利範圍所涵蓋之本發明之範疇內之全部修改、等效物、組合、子組合、置換、群組及替代物。
10:鞋類物件/鞋類/鞋
12:腳收納鞋面/鞋面
12A:腳趾套
12B:鞋面前端
12C:後四分之一
14:下臥鞋底結構/鞋底結構
15:腳踝開口
16:鞋帶孔眼
18:鞋舌
20:鞋帶
22:內底/腳接觸內底
24:中底/中間中底
26:外底/最底部外底
30:腳跟帽
32:中足鞋面前端區段

Claims (36)

  1. 一種從由經疊加線束組成之工件以構造一工程化織物的方法，其包括： 經由一系統控制器，自一影像擷取裝置接收指示該工件之一經擷取影像之資料； 經由該系統控制器，從該工件的經擷取影像來判定用於該等經疊加線束之複數個接合位置，該判定包含：定位多個線束間隙，各線束間隙界定於該等經疊加線束之各別的一四邊形之間； 經由該系統控制器，命令一可移動末端執行器以移動附接到可移動末端執行器的一處理頭，從而循序地將該處理頭與該等接合位置之每一者對齊，該處理頭包含經組態以產生針跡的縫接的機器；及 經由該系統控制器，命令該處理頭該處理頭在該等接合位置處接合該等經疊加線束以形成工程化織物，該接合包含：該縫接的機器將一連串針跡插入於該等經疊加線束之間的該等線束間隙內。
  2. 如請求項1的方法，其中該縫接的機器包括一縫合針、一送線器、一針收納器、一梭芯殼體及一擺梭，該方法進一步包括： 命令該針收納器以往復地平移該縫合針； 命令該梭芯殼體以饋送一梭芯細線；及 命令該擺梭以在該梭芯細線與自該送線器的所饋送的一頂部細線之間產生一鎖針跡。
  3. 如請求項1的方法，其中該影像擷取裝置經安裝至該可移動末端執行器，且該方法進一步包括：經由該影像擷取裝置，在可移動末端執行器的移動期間擷取多個影像。
  4. 如請求項1的方法，進一步包括： 在捕獲的工件圖像中識別定義四邊形的疊加導線的相應相交點集 經由該系統控制器，在該工件之該經擷取影像內識別界定該等四邊形之該等經疊加線束之各別組相交點；及 判定在該等各別組之各者內連接該等相交點的一相對之對的一各別對角線線段之一中心， 其中定位該等線束間隙包含：將該等組相交點之各者的該對角線線段之中心指定為該等線束間隙的其中之一。
  5. 如請求項1的方法，進一步包括： 經由該系統控制器，在該工件之該經擷取影像內識別用於該等經疊加線束之各者的一經估計中心線；及 自該等經估計中心線構造該等經疊加線束之該等四邊形， 其中定位該等線束間隙包含：將該等經估計中心線之間的該等四邊形之各者內之一中心區指定為該等線束間隙的其中之一。
  6. 如請求項1的方法，進一步包括： 經由該系統控制器，在該工件之該經擷取影像內識別界定該等四邊形之各者之兩個各別隅角的該等經疊加線束之兩個相交點；及 針對該等四邊形之各者，以自連接該兩個各別隅角之一線段的一經校準角度及距該等各別隅角之一者的一經校準距離，來判定一中心區， 其中定位該等線束間隙包含：將該等四邊形之各者的該中心區指定為該等線束間隙的其中之一。
  7. 如請求項1的方法，進一步包括： 經由該系統控制器，判定用於移動該處理頭以在該等接合位置處接合該等經疊加線束之路徑規劃資料，該路徑規劃資料包含一原點、一目的地及將該處理頭自該原點穿越至該目的地之一接合路線。
  8. 如請求項7的方法，進一步包括： 產生該接合路線之一跡線； 判定在該工件之該經擷取影像內之一起始位置及一終止位置；及 將該接合路線之該跡線疊加至該工件之該經擷取影像上，其中該原點與該起始位置重疊，且該目的地與該終止位置重疊。
  9. 如請求項8的方法，進一步包括： 判定該針跡路線上之複數個經校準對準點； 判定是否該等經校準對準點之各者與該工件之該影像中之一各別對準位置之間有一各別位移，若有，則判定該各別位移；及 判定抵消該等各別位移之各者之一各別跡線校正。
  10. 如請求項1的方法，進一步包括：將若干可拉伸的線束股線的一第一層及一第二層纏繞於一工件框架，以界定該等經疊加線束。
  11. 如請求項10的方法，其中該工件框架包含： 界定一內框架空間的複數個毗連罩殼壁，該等可拉伸的線束股線的第一層及第二層在該內框架空間上伸展；及 從該等罩殼壁突出且沿著該內框架空間之周邊彼此間隔的一系列柱，該等線束股線纏繞該等柱，以保持為一張緊、十字形交叉圖案。
  12. 如請求項1的方法，進一步包括： 經由該系統控制器，使用接收自一位置感測器的感測器信號，判定該處理頭相對於一經校準原點位置的若干即時位置。
  13. 如請求項12的方法，進一步包括： 經由該系統控制器，自該位置感測器，接收指示該處理頭之該等即時位置之該等感測器信號； 自該等經接收之感測器信號及該工件之一經擷取影像，判定該處理頭之該等即時位置之各者與該等接合位置之一下一相鄰者之間之一經估計距離；及 估計複數個所要軌跡，其中各所要軌跡是基於該處理頭之即時位置與該等接合位置之該各別下一相鄰者之間的該經估計距離。
  14. 如請求項13的方法，進一步包括： 經由該系統控制器，自該等經接收之感測器信號及該工件之該經擷取影像，一次一個地即時判定最靠近該縫接的機器之該等即時位置之各者的該等接合位置之該各別下一相鄰者。
  15. 如請求項1的方法，其中該可移動末端執行器包含經附接至一機械臂之一支撐框架。
  16. 如請求項1的方法，其特徵在於：缺少織造步驟且缺少編織步驟來構造工程化織物。
  17. 如請求項1的方法，進一步包括： 將該等經疊加線束跨一工件框架伸展，以形成一相互交叉陣列的未織造且未編織的複數繞線。
  18. 如請求項1的方法，其中該等經疊加線束包含第一線束股線及第二線束股線，該等第一線束股線及第二線束股線之每一者是由脂族或半芳族聚醯胺材料、芳族聚酯材料、芳族聚醯胺材料、聚丙烯材料、及／或高模量聚乙烯材料形成。
  19. 一種從由經疊加線束組成之工件以構造一工程化織物的方法，其包括： 經由一系統控制器，來判定用於該等經疊加線束之複數個接合位置； 判定用於移動附接到一可移動末端執行器的一處理頭以在該等接合位置處接合該等經疊加線束之路徑規劃資料，該路徑規劃資料包含一原點、一目的地及將該處理頭自該原點穿越至該目的地之一接合路線； 產生該接合路線之一跡線； 判定在該工件之一經擷取影像內之一起始位置及一終止位置；及 將該接合路線之該跡線疊加至該工件之該經擷取影像上，其中該原點與該起始位置重疊，且該目的地與該終止位置重疊； 經由該系統控制器，命令該可移動末端執行器循序地移動該處理頭，以使該處理頭與該等接合位置之每一者對齊；及 經由該系統控制器，命令該處理頭該處理頭在該等接合位置處接合該等經疊加線束以形成工程化織物。
  20. 如請求項19的方法，其中該處理頭包含經組態以產生針跡的縫接的機器，該縫接的機器包括一縫合針、一送線器、一針收納器、一梭芯殼體及一擺梭，該方法進一步包括： 命令該針收納器以往復地平移該縫合針； 命令該梭芯殼體以饋送一梭芯細線；及 命令該擺梭以在該梭芯細線與自該送線器的所饋送的一頂部細線之間產生一鎖針跡。
  21. 如請求項19的方法，其中該影像擷取裝置經安裝至該可移動末端執行器，且該方法進一步包括：經由該影像擷取裝置，在可移動末端執行器的移動期間擷取多個影像。
  22. 如請求項19的方法，進一步包括： 判定該針跡路線上之複數個經校準對準點； 判定是否該等經校準對準點之各者與該工件之該影像中之一各別對準位置之間有一各別位移，若有，則判定該各別位移；及 判定抵消該等各別位移之各者之一各別跡線校正。
  23. 如請求項19的方法，進一步包括：將若干可拉伸的線束股線的一第一層及一第二層纏繞於一工件框架，以界定該等經疊加線束。
  24. 如請求項23的方法，其中該工件框架包含： 界定一內框架空間的複數個毗連罩殼壁，該等可拉伸的線束股線的第一層及第二層在該內框架空間上伸展；及 從該等罩殼壁突出且沿著該內框架空間之周邊彼此間隔的一系列柱，該等線束股線纏繞該等柱，以保持為一張緊、十字形交叉圖案。
  25. 如請求項19的方法，其中該可移動末端執行器包含經附接至一機械臂之一支撐框架。
  26. 如請求項19的方法，其特徵在於：缺少織造步驟且缺少編織步驟來構造工程化織物。
  27. 如請求項19的方法，進一步包括： 將該等經疊加線束跨一工件框架伸展，以形成一相互交叉陣列的未織造且未編織的複數繞線。
  28. 如請求項19的方法，其中該等經疊加線束包含第一線束股線及第二線束股線，該等第一線束股線及第二線束股線之每一者是由脂族或半芳族聚醯胺材料、芳族聚酯材料、芳族聚醯胺材料、聚丙烯材料、及／或高模量聚乙烯材料形成。
  29. 一種從由經疊加線束組成之工件以構造一工程化織物的方法，其包括： 經由一系統控制器，來判定用於該等經疊加線束之複數個接合位置； 經由該系統控制器，命令一可移動末端執行器循序地移動附接到可移動末端執行器的一處理頭，以使該處理頭與該等接合位置之每一者對齊； 經由該系統控制器，自一位置感測器，接收指示該處理頭之若干即時位置之感測器信號； 經由該系統控制器，自該等經接收之感測器信號及該工件之一經擷取影像，判定該處理頭之該等即時位置之各者與該等接合位置之一下一相鄰者之間之一經估計距離； 估計複數個所要軌跡，其中各所要軌跡是基於該處理頭之即時位置與該等接合位置之該各別下一相鄰者之間的該經估計距離；及 經由該系統控制器，命令該處理頭該處理頭在該等接合位置處接合該等經疊加線束以形成工程化織物。
  30. 如請求項29的方法，其中該影像擷取裝置經安裝至該可移動末端執行器，且該方法進一步包括：經由該影像擷取裝置，在可移動末端執行器的移動期間擷取多個影像。
  31. 如請求項29的方法，進一步包括：將若干可拉伸的線束股線的一第一層及一第二層纏繞於一工件框架，以界定該等經疊加線束。
  32. 如請求項31的方法，其中該工件框架包含： 界定一內框架空間的複數個毗連罩殼壁，該等可拉伸的線束股線的第一層及第二層在該內框架空間上伸展；及 從該等罩殼壁突出且沿著該內框架空間之周邊彼此間隔的一系列柱，該等線束股線纏繞該等柱，以保持為一張緊、十字形交叉圖案。
  33. 如請求項29的方法，其中該可移動末端執行器包含經附接至一機械臂之一支撐框架。
  34. 如請求項29的方法，其特徵在於：缺少織造步驟且缺少編織步驟來構造工程化織物。
  35. 如請求項29的方法，進一步包括： 將該等經疊加線束跨一工件框架伸展，以形成一相互交叉陣列的未織造且未編織的複數繞線。
  36. 如請求項29的方法，其中該等經疊加線束包含第一線束股線及第二線束股線，該等第一線束股線及第二線束股線之每一者是由脂族或半芳族聚醯胺材料、芳族聚酯材料、芳族聚醯胺材料、聚丙烯材料、及／或高模量聚乙烯材料形成。
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