用于将材料施加到服饰物品的制造系统及其使用方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月23日提交的美国临时申请第62/904,575号的优先权，该美国临时申请通过引用并入本文。

领域

本公开总体上涉及制造系统，包括用于将材料施加到诸如服饰物品的物品的系统和方法。

背景

制造用于在各种消费产品(诸如服饰)中使用的材料可能是劳动密集的且耗时的。例如，用于在鞋楦上构造鞋类物品的常规方法和系统可以包括将部件手动施加到上楦的鞋面(lasted upper)。手动将这些部件施加到上楦的鞋面可能是低效的，并且还会导致材料的不准确放置。

附图简述

图1图示了用于接收服饰物品并将辅助部件施加到服饰物品的示例性系统。

图2图示了图1的系统的另一个视角，其中服饰物品与辅助部件接触。

图3图示了图1的系统的另一个视角，其中辅助部件施加到服饰物品。

图4A和图4B图示了施加到服饰物品的辅助部件包括鞋底结构的实施例。

图5A和图5B图示了施加到服饰物品的辅助部件包括围绕服饰物品的至少一部分包裹的材料的实施例。

图6A和图6B图示了施加到服饰物品的辅助部件包括鞋跟构件和鞋尖构件(toemember)的实施例。

图7A和图7B图示了施加到服饰物品的辅助部件的另外的示例性实施例。

图8图示了用于准备辅助部件并将辅助部件递送到接收站以用于施加到服饰物品的示例性系统。

图9图示了图8的系统的另一个视角，其中辅助部件由材料输送系统接收以用于输送到接收站。

图10图示了图8的系统的另一个视角，其中辅助部件定位在接收站处以用于施加到服饰物品。

图11图示了用于准备辅助部件并将辅助部件输送到接收站以用于施加到服饰物品的另一个示例性系统。

图12A-图12C图示了用于接收用于施加到服饰物品的辅助部件的示例性接收站。

图13A和图13B图示了用于接收和固定用于施加到服饰物品的辅助部件的示例性接收站。

图14A-图14D图示了用于将热和/或辐射施加到辅助部件并将服饰物品移动到适当位置以将辅助部件施加到服饰物品的示例性系统。

图15A-图15F描绘了用于将多个辅助部件施加到物品的示例性系统。

图16图示了包括计算系统的实施例的示意图。

图17描绘了概述用于将辅助部件施加到物品的示例性方法的示例性流程图。

图18描绘了用于实现所公开的技术的示例性计算系统。

图19描绘了安装在多轴机器人的支撑件上的示例性服饰物品。

图20描绘了安装在多轴机器人的支撑件上的示例性服饰物品。

图21描绘了安装在多轴机器人的支撑件上的示例性服饰物品。

图22图示了辅助部件被打印在接收站的表面上的实施例。

图23图示了辅助部件被打印在接收站的表面上的另一个实施例。

图24A和图24B图示了施加到服饰物品的辅助部件包括被打印到接收站上的鞋底结构的实施例。

图25A和图25B图示了施加到服饰物品的辅助部件包括被打印到接收站上的墨剂层的实施例。

图26图示了结合材料被打印到辅助部件的表面上的实施例。

详细描述

本文公开了与服饰物品和类似产品的构造有关的制造系统和方法的各种实施例。

在一个实施例中，提供了一种制造系统，用于将一个或更多个辅助部件施加到服饰物品。该系统包括：第一多轴机器人，该第一多轴机器人包括臂和联接到臂的支撑结构；定位成邻近多轴机器人的一个或更多个接收站；以及一个或更多个图像设备，图像设备被布置成当一个或更多个辅助部件被接收在一个或更多个接收站上时从一个或更多个接收站的区域捕获图像信息以识别一个或更多个辅助部件的位置和定向。支撑结构可以设定尺寸为接收固定在该支撑结构上的服饰物品的第一部件，并且一个或更多个接收站可以包括在第一多轴机器人的臂的可操作范围内的上表面且该上表面设定尺寸为接收一个或更多个辅助部件。

在另一实施例中，制造服饰物品的方法可以包括：将第一部件固定到联接到第一多轴机器人的臂的支撑结构，第一部件形成服饰物品的至少一部分并具有外表面；在接收站的表面上设置第二部件，第二部件包括具有上表面和下表面的材料，该下表面面向接收站的表面；通过将多轴机器人的臂从第一部件与第二部件间隔开的第一位置移动到第一部件的外表面与第二部件的上表面接触的第二位置而将第二部件的上表面附接到第一部件的外表面；以及在第二部件附接到第一部件的外表面的情况下，将第一部件远离接收站移开。

在另一个实施例中，可以提供用于在其上接收和夹持辅助部件的支撑结构。该结构可以包括：柔性壳体，其限定内部容积并具有用于接收辅助部件的上表面；以及真空装置，其联接到柔性壳体并配置为减小柔性壳体的内部压力。柔性壳体可以是在非塌陷状态和塌陷状态之间可移动的，并且当柔性壳体的内部压力减小时，柔性壳体可以从非塌陷状态转变为到塌陷状态，在塌陷状态，柔性壳体是至少部分塌陷的。柔性壳体的上表面从处于非塌陷状态的柔性表面转变为处于塌陷状态的刚性表面。

在又一实施例中，提供了将附接部件固定在固定位置以用于施加到服饰物品的方法。该方法包括：将附接部件设置在支撑结构的表面上，支撑结构包括具有内部容积和上表面的柔性壳体；以及对柔性壳体施加真空以减小柔性壳体的内部压力并使柔性壳体至少部分地塌陷。附接部件可以包括具有上表面、下表面和侧表面的材料，该下表面面向支撑结构的表面，并且当施加真空时，柔性壳体可以围绕附接部件塌陷，以通过使柔性壳体接触附接部件的侧表面来限制支撑结构的表面与附接部件的下表面之间的相对移动。

本文在下面的说明书和所附的权利要求书中提供了上述实施例的各种实施方式的附加的实施例和细节。

本文的详细描述描述了与鞋类的制造有关的某些示例性实施例；然而，应当理解，本文公开的各种系统和方法可应用于其他制造系统，包括与除鞋类之外的服饰物品有关的制造系统。此外，尽管示例性实施例可以公开特定类型的鞋类，但应当理解，其他类型的鞋类可以从所公开的系统和方法中受益。例如，实施例可适合于用于任何活动的鞋类，该活动包括任何运动和/或娱乐活动，诸如步行、慢跑、跑步、徒步旅行、网球和其他球拍运动、手球、训练，以及团队运动，诸如篮球、排球、长曲棍球、曲棍球和足球。

如本文所使用的，术语“服饰物品”是指任何可被穿戴的服饰、衣服和/或装备，包括鞋类物品，以及礼帽、便帽、衬衫、运动衫、夹克、袜子、短裤、裤子、内衣、运动支撑服饰、手套、腕带/臂带、袖子、头带、背包、护腿等。

本文所述的系统和方法及其各个部件不应被解释为以任何方式局限于本文所述的特定用途或系统。代替地，本公开单独地以及以彼此的各种组合及子组合集中于各种公开的实施例的全部新颖且不明显的特征和方面。例如，如相关领域的普通技术人员根据本文公开的信息所认识到的，所公开的实施例的任何特征或方面可以以彼此的各种组合和子组合使用。此外，所公开的系统、方法及其部件并不限于任何特定方面或特征或其组合，所公开的事物和方法也不要求存在任何一种或更多种具体的优势或解决任何一个或更多个具体的问题。仅出于可读性的目的而提供了标题，并且应当理解，在本公开中，一个部分中的元素和/或步骤可以与不同标题下的元素和/或步骤组合。

正如本申请中所使用的，除非在上下文中另外清楚地指出，否则单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数形式。另外，术语“包括(include)”意指“包括(comprise)”。此外，如本文所使用的，术语“和/或”意指短语中的任何一项或项的组合。此外，术语“示例性”意指用作非限制性的示例、实例或说明。如本文所使用的，术语“例如(e.g.)”和“例如(for example)”引入了一个或更多个非限制性实施例、示例、实例和/或说明的列表。

虽然为了便于呈现而以特定的、连续的顺序描述了所公开的方法中的一些方法的操作，但是应该理解，除非下面陈述的具体语言要求特定的顺序，否则此描述方式包括重新排列。例如，按顺序描述的操作可以在某些情况下被重新排列或同时实施。此外，为了简单，附图可能没有展示所公开的事物和方法可以与其它事物和方法结合使用的各种方式。另外，有时描述使用了如“提供”、“产生”、“确定”和“选择”的术语来对所公开的方法进行描述。这些术语是所执行的实际操作的高级描述。对应于这些术语的实际操作将依赖于特定的实施方式而变化，并且可容易地被本领域的技术人员所辨别，同时具有本公开的益处。

出于本公开的目的，鞋类物品的部分(及其各种部件的部分)可以基于当鞋类穿在适当尺寸的足部上时定位在鞋类物品的该部分处或该部分附近的足部的区域来识别。例如，鞋类物品和/或鞋底结构可以被认为具有在足部的前部处的“鞋前部区”、在足部的中间或足弓区域处的“鞋中部”区以及在足部的后部处的“鞋跟区”。鞋类和/或鞋底结构还包括“外侧面(lateral side)”(足部的“外侧”或“小脚趾侧”)和“内侧面(medial side)”(足部的“内侧”或“大脚趾侧”)。鞋前部区大致包括鞋类的对应于脚趾以及将跖骨与趾骨连接的关节的部分。鞋中部区大致包括鞋类的对应于足部的足弓区域的部分。鞋跟区大致对应于足部的包括跟骨的后部部分。鞋类的外侧面和内侧面延伸穿过鞋前部区、鞋中部区和鞋跟区，并且大致对应于鞋类的相对两侧(并且可以被认为被中央纵向轴线分开)。这些区和侧不意图划分鞋类的精确区域。而是，术语“鞋前部区”、“鞋中部区”、“鞋跟区”、“外侧面”和“内侧面”意图代表鞋类物品及其各个部件的大致区域以帮助以下的讨论。

图1-图3描绘了包括多轴机器人102的示例性系统100，多轴机器人102具有联接到物品支撑构件的臂104。如图1所示、物品支撑构件可以是通过鞋楦延伸部108联接到臂104的鞋楦106。尽管下面的示例性实施例说明了制造支撑在鞋楦106上的鞋类物品(或其部件)的系统和方法，但应当理解，所公开的系统和方法可以将辅助部件施加到可以支撑在联接到多轴机器人的臂的结构上的任何物品。

如本文所使用的，术语“鞋楦”指的是可以围绕其构造鞋类物品的工具形式。鞋楦可以至少部分地界定所得的鞋类物品的轮廓、形状、样式、以及其他特性。上楦的部件110可以是可在鞋楦106上接收的鞋类物品的任何部件。例如，如图1所示，上楦的部件110可以是具有内部容积的鞋面，鞋楦106至少部分地被接纳在该内部容积中。

上楦的部件110可以由各种材料(诸如皮革、针织物(knit)、编织的(woven)、编结的(braided)、毡合的(felted)、非编织的(non-woven)材料等)形成。可以使用本文描述的方法来形成上楦的部件110的部分或全部。可替代地，和/或除了本文所述的方法之外，上楦的部件110的至少一些部分在被固定到鞋楦106之前或之后可以使用常规方法(例如，不需要将上楦的部件移动到与辅助材料接触的方法)来形成。使用本文描述的方法，或者这些方法和常规方法的组合，上楦的部件可以由单一材料或多种材料制成，并且可以由连续材料、不连续材料、切割和缝纫组合、切割和粘附组合、熔合层等形成。因此，本文设想上楦的部件可以由多种材料和/或由所公开的方法与常规方法的组合形成。

在一些实施例中，上楦的部件可以具有完全或部分地围住鞋楦106的底部(即，下侧)的底部部分。底部部分可以由与上楦的部件的其余部分相同或不同的材料形成，和/或可以与上楦的部件的其他部分连续或不连续。在一些实施例中，鞋底结构可以在被接收在鞋楦106上之前或之后联接(例如，粘附、缝合)到上楦的部件。以下讨论的图4A-图4B图示了使用本文描述的方法联接到上楦的部件的鞋底结构的实施例。

图1-图3的示例性实施例图示了插入到由具有整体针织构造的上楦的部件110形成的内部容积中的鞋楦106。上楦的部件110包括鞋尖端(toe end)118、相对的鞋跟端120、内侧面122和相对的外侧面124。此外，上楦的部件110具有底部部分(下表面)126。上楦的部件110可以具有不同类型的针织图案。例如，一些区域可以具有更紧密的编织以给足部更多的支撑，而其他区域具有不同的编织以提供更大的柔性和/或透气性。

虽然图1-图3的上楦的部件110被图示为具有“袜”状构造的整体针织构造(unitary knit construction)，但是上楦的部件可以具有任何构型并包括在其附图中未具体描述的任何数量的部件。例如，设想上楦的部件110可以(但不一定)包括鞋舌、鞋前部开口、踝部鞋领、系带系统、一个或更多个孔、鞋包头(toe box)、鞋跟稳定器(heelcounter)等。

参考图1-图3，多轴机器人102被配置为在三维工作空间中以高精确度移动上楦的部件110。优选地，多轴机器人102可以在至少五个轴上移动(5-DOF机器人)，这允许上楦的部件110通过三个空间轴(X-Y-Z)和至少两个另外的轴移动。在一些实施例中，多轴机器人可以在所有六个轴上移动(6-DOF机器人)。图1-图3图示了5-DOF机器人，其具有允许在图1中指示的方向上移动的马达。

可以提供一个或更多个机器视觉传感器(诸如一个或更多个成像设备128)，以有助于机器人引导，识别辅助部件和其他系统元件的位置和定向，和/或提供其他相关信息，以用于实现将辅助部件112高度精确地施加到上楦的部件110。

图1图示了在第一位置中定位在鞋楦106上的上楦的部件110。如图2所示，在识别/确认辅助部件112的位置和定向之后，引导机器人102将上楦的部件110移动到与辅助部件112接合的期望位置。辅助部件112可以被接收在任何合适的表面上，以便以本文所述的方式施加。例如，图1-图3示出了在接收站116的表面114上的辅助部件112。

在一些实施例中，辅助部件112可以在上表面(例如，暴露表面)上具有结合材料，以促进在接触时在上楦的部件的外表面和辅助部件的上表面之间的结合。结合包括通过使用胶或其它粘合剂、通过结合材料的熔化和随后的固化、和/或通过取代元件(substituentelement)的熔化和随后的固化进行的结合，但不包括缝合、装订或在结构上连接结合的复合材料的取代元件的类似类型的机械附接。

上楦的部件110可以同时与辅助部件112的整个表面接触，或者，如果需要，上楦的部件110可以接触辅助部件112的第一部分，并且然后缓慢或快速地(例如，取决于所选择的辅助部件和/或结合材料，和/或其他设计要求)移动成与辅助部件的其他部分接触，以促进分阶段地结合和/或附接。在移动到辅助部件的不同部分之前或在远离接收站116的表面114移开(图3)之前，上楦的部件110可以保持与辅助部件112接触(只要有必要)，以确保上楦的部件110和辅助部件112之间的充分结合。

图1-图3图示了将辅助部件112施加到上楦的部件110的鞋中部部分。辅助部件112在施加到上楦的部件之后从鞋中部的下部区域延伸到鞋中部的上部区域。辅助部件可以包括用于为鞋类物品提供结构和/或美学益处的任何合适的材料。图4-图6图示了已经接收以与图1-图3中所示的辅助部件112相同的一般方式施加的辅助部件的其他示例性上楦的部件110。

本文所述的辅助部件可以包括任何形状、形式和结构的材料，并且可以被施加以实现各种功能和/或美学改进。例如，要施加到上楦的部件的辅助部件可以选择性地施加到上楦的部件上的位置，以提供改进的柔性、耐用性、成形性、透气性等。可形成辅助部件的材料包括纺织品、天然织物、合成纤维、针织物、编织材料、非编织材料、网状物、皮革、合成革、聚合物、橡胶和泡沫。此外，上面未列出的任何其他材料都可以适合于以本文所述的方式施加，只要该材料能够结合到上楦的部件的表面，或者能够结合到已经结合到或以其他方式附接到上楦的部件的另一材料的表面。

图4A图示了设置在接收站116的表面114上以用于施加到上楦的部件110的鞋底结构130。上楦的部件110可以移动成与鞋底结构130接触，全部一次性地(例如，直接从上方)接触，或者通过与第一部分(例如，鞋跟区)的初始接触并且然后随后与其他部分(例如，鞋中部区和鞋尖区)接触来实现。

可以在鞋底结构130的上表面132上提供结合材料(例如，粘合剂)，以将上楦的部件110的下表面126结合到鞋底结构130的上表面132。鞋底结构130可以是为穿着者的足部提供支撑并且支承与地面或比赛表面直接接触的表面的任何结构，诸如，单一鞋底；鞋外底和内鞋底的组合；鞋外底、鞋底夹层和内鞋底的组合；以及外部覆盖物、鞋外底、鞋底夹层和内鞋底的组合。图4B图示了在鞋底结构130结合到上楦的部件110的下表面126之后的鞋底结构130。

图5A图示了设置在接收站116的表面114上以用于施加到上楦的部件110的鞋中部包裹件(wrap)134。鞋中部包裹件134可以设定尺寸为围绕上楦的部件110的鞋中部区完全或几乎完全地延伸。鞋中部包裹件134可以由各种材料(诸如拉伸性聚合物或聚合物和纺织品复合材料)形成。例如，鞋中部包裹件134可包括可拉伸PU涂覆的合成材料和纺织品，或非编织弹性体聚合物基材料。在一些实施例中，接收站116可以包括用于将鞋中部包裹件134保持在伸长(即，拉伸)构型的结构，诸如夹具。

上楦的部件110在图5A中被示出为开始与鞋中部包裹件134的第一部分接触。鞋中部包裹件134的上表面136上的结合材料(例如，粘合剂)结合到上楦的部件110的表面，以将鞋中部包裹件134固定到上楦的部件110。图5B图示了在鞋中部包裹件134已经结合到完全或基本上包围上楦的部件110的鞋中部区的表面之后的鞋中部包裹件134。在将鞋中部包裹件施加到上楦的部件期间，上楦的部件可以移动(例如，旋转)，使得鞋中部包裹件顺序地与上楦的部件的不同部分接合以进行结合。

尽管图示为围绕上楦的部件110的鞋中部区延伸，但包裹件可以设置在上楦的部件110的任何区处，包括例如设置在鞋前部区中和/或围绕上楦的部件110的后部(例如，在鞋跟上方且在踝部下方)设置。

图6A图示了设置在接收站116的表面114上以用于施加到上楦的部件110的鞋跟构件138和鞋尖构件140。如在其他实施例中一样，上楦的部件110可以移动成与这些辅助部件接触，全部一次性地接触，或者通过最初与第一部分接触并且然后随后与其他部分接触来实现。

结合材料(例如，粘合剂)可以设置在鞋跟构件138的上表面142上和鞋尖构件140的上表面144上，以将上楦的部件110的表面结合到鞋跟构件138的上表面142和鞋尖构件140的上表面144。图6B图示了在鞋跟构件138和鞋尖构件140结合到上楦的部件110之后的鞋跟构件138和鞋尖构件140。

图7A和图7B图示了使用本文描述的方法和系统将辅助部件施加到上楦的部件的另外的示例性实施例。具体地说，所施加的部件包括鞋底结构130、设置在上楦的部件110的整个主体上以改善鞋类物品的结构和/或外观的多个辅助部件112、以及邻近上楦的部件110中的开口结合到上楦的部件110的拉片146。图7A和图7B中的多个辅助部件112可包括用于任何所需结构和/或美学功能的任何合适材料。

如上所述，使用本文所述的方法和系统，各种材料和部件可以施加到上楦的部件，这些材料和部件包括例如较大的部件(诸如鞋底结构)和较小的部件(诸如纺织品或其它材料的小部分或条)。以下部件中的任一项或全部可以施加到上楦的部件(可以施加到上楦的部件的基层或已使用本文所述方法或其他方法构建或添加到基层的其他层)：材料的部分和/或条、材料的片料(诸如纺织品片料、网状复合片料)；固定鞋面和鞋底结构相接合的接合部的鞋面材料片料(foxing panel)或条，其沿接合部的一部分延伸或基本上环绕整个鞋；完全或部分地围绕上楦的部件的一部分延伸的包裹件(例如，鞋中部包裹件)；鞋尖构件和/或鞋跟构件，诸如鞋尖和鞋跟缓冲件(bumper)等；膜；踏面(tread)或其他附着摩擦力元件；以及张力构件，其至少部分地通过在沿着上楦的部件的某些位置处结合而被固定，该张力构件诸如是从上楦的部件的一个部分延伸到另一个部分(例如，从鞋底结构延伸到系带区)的缆线或股线构件。

图8-图10图示了用于将辅助部件从材料区域202递送到接收站116的材料递送站200。材料递送站200可包括用于拾取辅助部件并将辅助部件放置在适当位置以用于施加到上楦的部件的任何输送机构。在一个实施例中，具有臂206的第二多轴机器人204联接到夹持器208。夹持器可以包括任何能够夹持的装置，诸如通过抓持、提升、拉动和/或抽吸来进行夹持。

参考图8，夹持器208可以包括真空夹持系统，该真空夹持系统在施加吸力时能够安全且无损伤地夹持不同材料、尺寸(例如，长度、宽度和厚度)和重量的辅助部件。因此，例如，真空夹持系统可以拾取和放置较大的物品(诸如鞋底结构)，以及较小的物品(诸如纺织品或其他材料的小条)。如在其他实施例中一样，可以提供一个或更多个机器视觉传感器(诸如成像设备128)，以便于如图8-图10所示的辅助部件的拾取和放置。

图8图示了在材料区域202处的辅助部件112，图9图示了由夹持器208拾取的辅助部件112，以及图10图示了在被夹持器释放并设置在接收站116的表面114上之后的辅助部件。

材料区域202可包括切割装置210。切割装置210可以从源212(例如，柔性材料的卷(roll))接收用于辅助部件的材料，并根据需要执行一个或更多个切割操作以获得期望尺寸和形状的辅助部件。在一些实施例中，源212可以包括柔性卷材料，诸如被馈送到切割装置210的狭缝卷材(slit-rolled goods)。如本文所使用的，术语“柔性卷材料”是指可以从卷分配的任何材料。柔性卷材料的示例包括纺织品、天然织物、合成织物、针织物、编织材料、非编织材料、网状物、皮革、合成革、聚合物、橡胶和泡沫，或者这些材料的任意组合。

图11图示了利用不同的夹持器208的另一个材料递送站200。替代作为抽吸式夹持器操作，图11中的夹持器208具有至少部分地包围辅助部件以拾取辅助部件的柔性壳体。例如，夹持器可以包括柔性壳体214(例如，橡胶壳体)，其中材料被包封在由柔性壳体限定的容积内。柔性壳体内的材料可以包括例如粒状颗粒(诸如沙子或咖啡渣)，粒状颗粒可以基于橡胶壳体内的压力变化从可流动状态转变为更固态。特别是，在大气压力下，粒状颗粒可以在橡胶壳体内自由流动；然而，当施加真空并且柔性壳体的内部压力减小时，粒状颗粒转变为更固态。因此，在操作中，当夹持器移动成与辅助部件接触时，真空被施加到橡胶壳体，并且夹持器208锁定在适当位置，从而形成围绕辅助部件的刚性结构。至少部分地包围或围住辅助部件的至少侧表面的刚性结构对辅助部件施加足以使机器人204将辅助部件从材料区域202输送到接收站116的夹持力。

接收站可以是能够接收辅助部件并将辅助部件保持在适当位置以用于施加到本文所述的上楦的部件的任何结构。例如，图12A-图12C图示了包括圆柱形平台或基座的示例性接收站116。当然，也可以使用其他形状。在图12A中，接收站116被图示为具有平坦的表面114，在图12B中，接收站116被图示为具有凹形的表面114，并且图12C中，接收站116被图示为具有凸形的表面114。

为了更好地将辅助部件保持在接收站116的表面114上，可以提供真空系统以在辅助部件的下表面上施加力(例如，吸力)，以在施加过程的至少一部分期间保持辅助部件在表面114上的位置。例如，真空系统可配置为通过表面114中的一个或更多个孔施加真空，从而将辅助部件保持在表面114上的适当位置。

另外，或者可替代地，接收站的表面材料可以被选择为具有更大的粘性(即，表面和辅助部件之间增加的摩擦)。例如，表面114可以是由于纹理化、一个或更多个涂层或表面材料本身的选择而具有高摩擦系数的防滑表面。

在一些实施例中，接收站可以包括类似于上面结合夹持器208描述的表面。例如，表面114可包括柔性材料(诸如橡胶壳体)，柔性材料包围(至少部分地)粒状颗粒216(诸如沙子或咖啡渣)，该粒状颗粒216可基于橡胶壳体内的压力变化从可流动状态转变为更固态。因此，例如，在大气压力下，粒状颗粒可以在橡胶壳体内自由流动，并且表面114作为普通表面，如图13A所示的。然而，当施加真空时(例如，通过一个或更多个孔218)，粒状颗粒216转变为更固态。因此，当表面114转变为更固态时，柔性壳体至少部分地塌陷，导致表面114的部分移动成与辅助部件112的侧表面的至少一部分接触，从而形成围绕辅助部件112的刚性结构。在表面114的刚性结构至少部分地包围或围住辅助部件112的侧表面的情况下，表面114在辅助部件112上施加足以在施加过程的至少一部分期间限制辅助部件112的移动的夹持力。在一些实施例中，表面114塌陷以仅与辅助部件112的侧表面接合。例如，表面114可以塌陷以与辅助部件的基本上整个侧表面(侧表面厚度的100％)或仅与辅助部件的侧表面的下部区域的一部分(例如，小于侧表面厚度的100％)接合。在一些实施例中，表面114接触小于侧表面厚度的75％。在其它实施例中，表面114接触小于侧表面厚度的50％。在其它实施例中，表面114在其塌陷状态下接触侧表面厚度的10％至90％。通过接触小于辅助部件的整个侧表面，接收站的表面114可以夹持辅助部件，同时使辅助部件的上表面暴露以与另一部件(例如，上楦的部件110)结合。

图14A-图14D图示了用于将辅助部件施加到上楦的部件(例如，上楦的部件110)的另一示例性系统。图14A-图14D与图1-图3相似，但还包括加热系统300和计算系统400，加热系统300被配置为将合适量的热和/或辐射递送到辅助部件的结合材料，计算系统400控制系统的不同部件的操作。

如上所述，在一些实施例中，辅助部件112在上表面(例如，暴露表面)上具有结合材料，从而在上楦的部件110与辅助部件112的表面上的结合材料之间的接触导致两者之间的附着。结合包括通过使用胶或其它粘合剂、通过结合材料的熔化和随后的固化、和/或通过取代元件的熔化和随后的固化进行的结合。

在一些实施例中，结合材料可以包括任何合适的热固性材料(例如，热固性聚合物、树脂或塑料材料)或热塑性材料。例如，结合材料可以是聚氨酯反应性粘合剂(PUR)。结合材料可以在辅助部件被接收到接收站116之后被施加到辅助部件(例如，通过喷涂)，和/或结合材料可以在辅助部件被设置在接收站上之前被施加。例如，再次参考图8-图10，切割装置210可以从已经具有施加到材料一侧的结合部件的材料(例如，卷材)形成辅助部件。

加热系统300可以被设置为选择性地将热和/或辐射递送到接收站116处的结合材料。例如，在图14A-图14D的示例性实施例中，加热元件302(例如，闪热盘(flash tray))由支撑构件304支撑，该支撑构件304允许加热元件302从更远离辅助部件的位置的第一位置(例如，图14B)移动到较靠近辅助部件的第二位置(例如，图14A)。在第二位置，即加热位置，加热元件302可以例如定位在辅助部件的正上方。

加热系统300的操作可由计算系统400来控制，以使结合材料的加热与将辅助部件112施加到上楦的部件110同步。例如，如图14A所示，紧接在上楦的部件110移动成与辅助部件接触(图14C)之前，计算系统400可使加热系统移动到适当位置以便将热和/或辐射递送到辅助部件的上表面(例如，递送到结合材料)。如果加热系统300的加热位置(即，操作位置)将干扰上楦的部件110移动成与辅助部件112接触，则在将上楦的部件110移动成与辅助部件112接触之前可以引导加热元件返回其第一位置(即，图14B所示的非操作位置)。通过使结合材料的加热与上楦的部件移动成与辅助部件接触同步，可以实现最佳结合。如图14D所示，在上楦的部件110与辅助部件112接触必要的时长以确保上楦的部件110和辅助部件112之间的充分结合之后，上楦的部件110可以在辅助部件112固定到上楦的部件110的情况下远离接收站116移开。

闪热/辐射的定时和用于将部件固定到物品的压力(例如，时间和量)的施加可以根据所使用的部件和/或结合材料而变化。尽管可能有多种范围，但下面的表1说明了几个示例范围。

图15A-图15F图示了包括多个不同接收站116的示例性系统500，该多个不同接收站116可与本文别处描述的多轴机器人102结合使用。如在其它实施例中一样，鞋类物品的上楦的部件110可以定位在鞋楦106上。可以将上楦的部件110移动成与定位在多个接收站116上的一个或更多个辅助部件112接触。

多个接收站116的使用可以允许将不同的辅助部件顺序地施加到上楦的部件110。此外，施加过程可以更有效，在下游接收站上准备另外的辅助部件并将另外的辅助部件移动到适当位置，以允许系统连续或几乎连续地操作。

例如，在图15A-图15F中图示了辅助部件112顺序施加到上楦的部件110的示例。在该示例中，可以准备上楦的部件110(图15A)，并且然后将上楦的部件110移动成与第一辅助部件112接触(图15B)，以将第一辅助部件施加到上楦的部件110的外侧面124。在施加第一辅助部件112之后，上楦的部件110可以移动到另一接收站116以接收第二辅助部件，诸如图15C中所示的鞋跟部件。在将第二辅助部件施加到上楦的部件110的鞋跟端120之后，上楦的部件110可以移动到另一接收站116以接收第三辅助部件，诸如图15D中所示的鞋尖构件。再次，上楦的部件110可以移动到另一接收站以接收另一辅助部件，诸如施加到上楦的部件110的内侧面122的第四辅助部件，如图15E所示的。在所有期望的辅助部件被施加到上楦的部件110(图15F)之后，上楦的部件110可以从鞋楦106移除和/或经受另外的处理。可以提供任意数量的接收站，诸如二至十个，二至八个，或二至五个。

在一些实施例中，可以补充辅助部件，使得同一接收站可以用于将材料多次施加到上楦的部件。可替代地或者另外地，接收站可以是可移动的，其中在另外的辅助部件已经设置在接收站上的情况下不同的接收站移动到适当位置(即，在多轴机器人的操作范围内)。

如上所述，本文描述的系统和方法可以实现在物品上高度精确地放置辅助部件。为了实现高度精确的放置，在施加之前应该知道辅助材料的位置。在一些实施例中，可以通过以高精确度将辅助部件设置在已知位置来实现辅助材料的精确放置。在已知辅助材料的位置的情况下，可以使用常规的机器人系统来控制多轴机器人，以将上楦的部件(或其他物品)移动到用于与辅助部件结合的位置。

在其他实施例中，可以提供机器视觉传感器(诸如一个或更多个成像设备128)，以有利于机器人引导并识别辅助部件112的位置和定向，以实现将辅助部件112高度精确地施加到上楦的部件110。成像设备128可以是能够捕获图像信息的任何种类的设备。可使用的不同成像设备的示例包括但不限于任何类型的相机(例如，静止拍摄、视频、数字、非数字)以及本领域已知的其他种类的光学传感设备。可以根据诸如期望的数据传递速度、系统存储器分配和期望的分辨率的因素来选择光学传感设备的类型。

成像设备的位置可以相对于接收站固定。可替代地，成像设备可以安装在诸如机器人臂104的移动部件上，以识别例如辅助部件相对于上楦的部件的位置。

成像设备128可以将光学图像转换成经由电信号传输到一个或更多个合适的计算系统的信息。在接收到这些电信号时，一个或更多个系统可以使用该信息来确定关于成像设备128可以可见的对象(例如，辅助部件、上楦的部件)及其位置(例如，位置和定向)的各种信息。该信息可以被转换为笛卡尔坐标系，该笛卡尔坐标系与已知的上楦的部件的位置相结合可用于使用可获得的工业机器人软件为上楦的部件计算适当的轨迹路径。

在一些实施例中，多轴机器人的操作可以通过“教导”机器人技术以便通过手动地将多轴机器人从点到点移动并将这些点到点的移动记录为机器人的运动命令以期望的方式移动来编程。例如，题为“Control Apparatus and Control Method for Robot Arm,Robot,Control Program for Robot Arm,and Integrated Electronic Circuit”的美国专利第8,489,236号公开了用于以这种方式训练机器人的系统，并通过引用以其整体并入本文。在其他实施例中，多轴机器人的操作可以至少部分地使用机器视觉来执行，如题为“Vision-guided Robots and Methods of Training Them”的美国专利第9,701,015号和题为“Object Pickup Strategies for a Robotic Device”的美国专利第9,987,746号中所描述的，这两个美国专利以其整体并入本文。

图16图示了包括计算系统400、控制系统402、显示器404和成像设备128的实施例的示意图。计算系统400被配置为从一个或更多个成像设备128接收关于系统中的部件(例如，机器人臂104、上楦的部件110、辅助部件112等)的位置、定向和类型的信息，并且基于所接收的信息和服饰物品的预期设计，向控制系统402提供操作指令以采取某些动作(例如，机器人臂的移动、加热结合材料、切割辅助部件、输送辅助部件等)。

控制系统402可以控制各种系统的操作，这些系统包括与上楦的部件和/或材料递送站相关联的一个或更多个多轴机器人以及任何其他期望的处理设备。例如，控制系统402还可以控制与准备用于与物品接触的辅助部件相关联的其他系统，诸如将辅助部件形成为期望形状和/或结构的切割站设备，以及被配置为将合适量的热和/或辐射递送到辅助部件的表面上的结合材料的加热系统。如上所述，加热系统优选地被控制以根据需要将同步加热递送到辅助部件，以实现辅助部件和上楦的部件之间的最佳结合。

在一些实施例中，计算系统400接收关于材料(包括结合材料、上楦的部件和辅助部件)的信息，并基于材料和相关设计信息选择加热顺序。然后，计算系统400可以向控制系统402提供一系列指令，控制系统402又使加热系统移动到适当位置，施加期望量的热/辐射，并移出位置，同时控制系统402使上楦的部件移动到适当位置，以用于在结合材料被加热/辐照之后立即与辅助部件接触。

基于来自成像设备的信息，计算系统可以被配置为使用软件来计算上楦的部件以期望的方式与辅助材料接触的期望的运动。例如，基于期望的结果，上楦的部件可以一次性地与辅助部件的整个表面接触和/或以顺序方式接合(例如，通过在辅助部件上滚动上楦的部件的一部分以在不同时间与辅助部件的不同区域接合)。此外，如上所述，根据辅助材料、结合材料和/或期望的设计结果，较长或较短的接触都可以是合适的。

图17图示且描绘了用于将辅助部件施加到物品(例如，上楦的部件)的示例性方法600。方法600可以包括将辅助材料输送到接收站(过程框602)。辅助材料可以如本文所述或以任何其他期望的方式输送。方法600可以包括从一个或更多个成像设备获得成像信息(过程框604)。图像信息可以以任何方式拍摄，包括本文描述的那些方式，并且可以连续地获得或在处理中的一个或更多个不同的离散时间获得。根据图像信息，可以确定辅助材料的位置和定向(过程框606)。该系统可以从图像设备获得和使用附加信息，诸如跟踪其他系统(例如，切割、加热、材料转移系统)的操作和/或识别辅助部件的其他方面(例如，材料、形状、结构等)。如图17所示，加热系统可以移动到加热位置(过程框608)，将热/辐射递送到辅助材料的上表面上的结合材料(过程框610)，并且移出加热位置(过程框612)，以允许上楦的部件更容易地接合辅助部件。最后，计算系统使用软件来计算上楦的部件的期望运动，并控制机器人臂，使得上楦的部件以期望的方式移动以与辅助材料接合(过程框614)。

图18描绘了其中可以实现所描述的创新的合适的计算系统400的一般示例。计算系统400不旨在对使用范围或功能提出任何限制，因为创新可以在不同的通用或专用计算系统中实现。例如，计算系统400可以用于实现硬件和软件。

参考图18，计算系统400包括一个或更多个处理单元410、415、非易失性存储器420和存储器425。在图18中，该基本配置430包括在虚线内。如本文所公开的，处理单元410、415执行计算机可执行指令，包括用于计算上楦的部件的轨迹、计算用于结合材料的所需加热顺序以及协调系统的移动以实现辅助部件到上楦的部件的所需施加的指令。处理单元可以是通用中央处理单元(“CPU”)、专用集成电路(“ASIC”)中的处理器或任何其他类型的处理器。在多处理系统中，多个处理单元执行计算机可执行指令以提高处理能力。例如，图18示出了中央处理单元410以及图形处理单元(“GPU”)或协同处理单元(co-processing unit)415。有形存储器425可以是可由处理单元访问的易失性存储器(例如，寄存器、高速缓存、RAM)、非易失性存储器(例如，ROM、EEPROM、闪存等)或两者的某种组合。存储器425以适于由处理单元执行的计算机可执行指令的形式存储实现本文描述的一个或更多个创新的软件480。

计算系统可以具有另外的特征。例如，计算系统400包括存储装置440、一个或更多个输入设备450、一个或更多个输出设备460以及一个或更多个通信连接470。诸如总线、控制器或网络的互连机构(未示出)将计算系统400的部件互连。典型地，操作系统软件(未示出)为在计算系统400中执行的其他软件提供操作环境，并协调计算系统400的部件的活动。

有形存储装置440可以是可移除或不可移除的，并且包括磁盘、磁带或盒式磁带、CD-ROM、DVD或可用于存储信息并且可在计算系统400内访问的任何其他介质。存储装置440存储用于实现本文描述的一个或更多个创新的软件480(诸如工业机器人软件)的指令。

输入设备450可以是诸如键盘的触摸输入设备或向计算系统400提供输入的其他设备。对于视频编码，输入设备450可以是具有图像传感器的相机、视频卡、TV调谐器卡或以模拟或数字形式接受视频输入的类似设备，或者是将视频样本读入计算系统400的CD-ROM、CD-RW、DVD或蓝光光盘。输出设备460可以是从计算系统400接收输出或通过来自计算系统400的指令或一系列指令由计算系统400控制的任何设备(诸如具有上楦的部件的机器人系统、辅助部件切割站、用于将辅助部件移动到接收站的拾取和放置系统、以及用于将热和/或辐射引导到辅助部件上的结合材料的加热系统)。

通信连接470使得能够通过通信介质(例如，连接网络)与另一个计算实体进行通信。通信介质以调制数据信号传送信息，比如计算机可执行指令、压缩图形信息、视频或其他数据。通信连接470不限于有线连接(例如，兆位或千兆位以太网、无线带宽技术网络(Infiniband)、电或光纤连接上的光纤通道)，而且还包括无线技术(例如，经由蓝牙的RF连接、WiFi(IEEE 802.11a/b/n)、WiMax、蜂窝、卫星、激光、红外)和用于为所公开的媒介物、网桥和媒介物数据用户提供网络连接的其他合适的通信连接。在虚拟主机环境中，通信连接可以是由虚拟主机提供的虚拟网络连接。

所公开的方法的一些实施方式可以使用在计算云490中实现全部或部分所公开的技术的计算机可执行指令来实施。例如，所公开的计算机可读指令可以由位于计算环境430中的处理器执行，或者所公开的计算机可读指令可以在位于计算云490中的服务器上执行。

计算机可读介质是可以在计算环境400内访问的任何可获得的介质。作为示例而非限制，对于计算环境400，计算机可读介质包括存储器420和/或存储装置440。应当容易理解，术语计算机可读存储介质包括用于数据存储的介质(比如存储器420和存储装置440)，但不包括诸如调制数据信号或其他瞬态信号的传输介质。

创新可以在计算机可执行指令的一般背景中描述，比如在计算系统中在目标真实处理器或虚拟处理器上执行的程序模块中包括的那些指令。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定数据类型的例程、程序、库、对象、类、部件、数据结构等。在各种实施例中，程序模块的功能可以根据需要在程序模块之间进行组合或分割。用于程序模块的计算机可执行指令可以在本地或分布式计算系统中执行。

尽管本文所示的某些示例性实施例涉及鞋类的制造，但本文所公开的系统和方法可以应用于其他制造系统，包括与除鞋类之外的服饰物品有关的制造系统。图19图示了服饰物品700，其是由多轴机器人702的支撑构件706支撑的礼帽。使用以上公开的相同系统和方法，一个或更多个部件712可以在礼帽由支撑构件706支撑时施加到礼帽。

类似地，图20和图21图示了可以使用本文描述的系统和方法来修改和/或形成的其他服饰物品700。图20将该物品图示为附接有多个部件712的衬衫，并且图21将物品图示为附接有多个部件712的背包。在图19-图21中的任何一个中，支撑构件706可以包括以类似于本文关于鞋类所描述的鞋楦的方式至少部分地支撑物品的结构。例如，支撑构件可以成形为大致填充物品的内部容积的至少一部分。

如上所述，接收站可以是能够接收辅助部件并将辅助部件保持在适当位置以用于施加到本文所述的上楦的部件的任何结构。如下面更详细地讨论的，在其他实施例中，可以将辅助部件直接打印到接收站的表面上。

图22和图23图示了辅助部件被打印在接收站116的表面上的实施例。因此，在这些实施例中，辅助部件包括直接从打印头组件804递送到接收站116上的打印材料。打印材料可以包括墨剂的单层或者可通过接触而转移到物品上的其他打印材料(例如，图23所示的墨剂层806)，或者该打印材料可以包括打印材料的一层或更多层(例如，图22所示的鞋底结构830)。

参考图22，接收站116可以被定位成使得可以经由打印装置800直接打印辅助部件。例如，在一个实施例中，打印装置800可以定位在接收站116的上方，使得打印装置可以将打印材料递送到接收站116的表面上。在其他实施例中，打印装置可以相对于接收站移动，以便于直接打印到表面上。例如，图22图示了一个实施例，在该实施例中，接收站116(或可替代地，打印装置)可以在至少一个方向(诸如水平方向802)上移动，以移动到接收打印材料的期望位置。

可替代地，接收站116可以固定在适当位置，其中打印装置定位在接收站116的上方。在这样的实施例中，打印装置可以包括任何打印系统，该打印系统能够充分接近打印装置的接收站的表面，以便物品以本文所述的方式移动成与打印材料接触。在又一实施例中，打印装置可以被配置为使得它可以从远程位置移动到位于接收站116上方的期望位置。

打印装置可以是三维打印系统或打印机。如贯穿本公开所使用的，术语“三维打印系统”、“三维打印机”、“3D打印系统”和“3D打印机”指的是任何已知的3D打印系统或3D打印机。打印装置的打印材料可以被接收在接收站的表面上，以便以本文公开的方式转移到物品的表面。如果需要，则可以在接收站的表面上在接收站的表面与打印材料之间设置释放层。可替代地，打印材料或接收站的表面的材料可以选择成使得不需要释放层。

打印材料可以包括能够被打印或沉积到接收站的表面上的任何材料。还如贯穿本公开所使用的，术语“打印(printing)”或“打印(printed)”以及“沉积(depositing)”或“沉积(deposited)”各自可同义地使用，并且意在指代将来自材料源的材料关联到接收表面或接收对象。例如，打印材料可以包括树脂、丙烯酸、墨剂、聚合物、热塑性材料、热固性材料、光固化材料或这些材料的组合。打印材料可以选择成使得当物品移动成与打印材料的上表面接触时该打印材料可以粘附/结合到物品的表面。根据物品的材料(例如，其可以包括纺织品、天然织物、合成织物、针织物、编织材料、非编织材料、网状物、皮革、合成革、聚合物、橡胶和泡沫中的一种或更多种)，可以采取额外的步骤来促进结合。例如，在一些实施例中，如本文所公开的，打印材料的表面可以在结合之前被加热。可替代地，一个或更多个结合层可以用打印材料打印，使得结合层形成打印材料的上表面。

打印材料可以通过在材料沉积到任何所需厚度的顺序中打印一层或更多层来形成，并且还可以包括填充材料以向打印材料赋予增强的或美观的外观。例如，填充材料可以是粉末材料或染料(其设计成赋予期望的颜色或颜色图案或过渡)、金属或塑料颗粒或刨花、或任何其他粉末状矿物、金属或塑料，并且可以根据所需的性质定制打印材料的硬度、强度或弹性。填充材料可以在打印之前与打印材料预混合，或者该填充材料可以在打印期间与打印材料混合。打印材料因此可以是复合材料。

在图22所示的示例性实施例中，辅助部件被图示为类似于图4A中所描绘的鞋底结构130的鞋底结构830。当然，应该理解，本文公开的任何结构都可以通过直接将结构3D打印到接收站上来形成。

图23图示了类似的实施例，但是不是3D打印材料，而是打印材料包括直接打印在接收站116的表面上的墨剂层806。

图24A图示了设置在接收站116的表面上以用于施加到上楦的部件110的鞋底结构830。上楦的部件110可以移动成与鞋底结构830接触，全部一次性地(例如，直接从上方)接触或者通过与第一部分(例如，鞋跟区)的初始接触并且然后随后与其他部分(例如，鞋中部区和鞋尖区)接触来实现。图24B图示了在鞋底结构830结合到上楦的部件110的下表面126之后的鞋底结构130。

图25A图示了将接收站116上的墨剂层806(如图23所示)施加(即，转移)到上楦的部件110。上楦的部件110在图25A中被示出为初始与墨剂层806(未示出)接触。图25B图示了在墨剂层806已经从接收站的表面转移到上楦的部件110的表面之后的墨剂层806。

如上所述，在一些实施例中，辅助部件可以在上表面(例如，暴露表面)上具有结合材料，以促进在接触时在上楦的部件的外表面和辅助部件的上表面之间的结合。结合包括通过使用胶或其它粘合剂、通过结合材料的熔化和随后的固化、和/或通过取代元件的熔化和随后的固化进行的结合，但不包括缝合、装订或在结构上连接结合的复合材料的取代元件的类似类型的机械附接。图26图示了结合材料810直接打印到辅助部件(例如，鞋底结构830)的暴露表面上的实施例。

鉴于可以应用所公开的本发明的原理的许多可能的实施例，应该认识到，所图示的实施例仅仅是本发明的优选的示例，且不应该被认为限制了本发明的范围。而是，本发明的范围由所附权利要求限定。因此，我要求所有落入这些权利要求的范围和精神内的内容都是我的发明。