曾繁昌 譚思敏
摘要:受新冠肺炎疫情影響,口罩在我國(guó)一度成為稀缺品,為滿足國(guó)內(nèi)抗疫需要,各界在口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)研究中投入了大量精力,并取得了不俗成果?,F(xiàn)簡(jiǎn)要介紹了口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)的研發(fā)背景、基本架構(gòu)、具體構(gòu)成及工作原理,分析了幾種口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)的應(yīng)用情況,為口罩機(jī)裝備的從業(yè)人員提供了參考。
關(guān)鍵詞:柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī);全自動(dòng)N95高端立體口罩機(jī);“1拖2”高端型全自動(dòng)口罩機(jī)
1 口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)
1.1? ? 研發(fā)背景
作為預(yù)防新冠肺炎的最有效手段,口罩的重要性不言而喻??諝庵写嬖诘牟【瓤赏ㄟ^(guò)呼吸進(jìn)入人體肺部,如空氣中存在新冠病毒,人很容易因此感染新冠肺炎,并面臨生命威脅,而人通過(guò)佩戴口罩,可通過(guò)口罩的過(guò)濾作用,降低人感染新冠肺炎的概率。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)新冠肺炎的有效預(yù)防,人們必須保證口罩與臉部緊密貼合,降低病毒接觸口鼻的可能性。但在較為傳統(tǒng)的口罩生產(chǎn)過(guò)程中,口罩很容易在生產(chǎn)過(guò)程中受到細(xì)菌污染,無(wú)法折疊存放的口罩也會(huì)帶來(lái)諸多不便。為更好地滿足人們對(duì)口罩性能和款式的需求,口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。
1.2? ? 基本架構(gòu)
以典型的口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)作為研究對(duì)象,該口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)主要由放料裝置、進(jìn)料定型裝置、本體生產(chǎn)裝置、耳帶熔接裝置、消毒裝置、包裝裝置以及其他輔助裝置組成。該口罩生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,口罩生產(chǎn)一體成型,可避免加工過(guò)程中口罩受污染,且加工出的口罩款式新穎、易折疊攜帶,能夠較好地滿足市場(chǎng)需求,具備較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
1.3? ? 具體構(gòu)成及工作原理
口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)的具體構(gòu)成如圖1所示,料盤(pán)與整平機(jī)構(gòu)間設(shè)有傳送帶,消毒機(jī)構(gòu)與料盤(pán)連接,消毒機(jī)構(gòu)與帶熔接裝置下端連接,消毒機(jī)構(gòu)下方設(shè)有置物槽,透明鋼化玻璃材質(zhì)的無(wú)塵罩外壁上設(shè)有控制裝置,廢液回收裝置安裝于印花機(jī)構(gòu)上,料盤(pán)上設(shè)有隔板,采用可開(kāi)合的活動(dòng)板作為置物槽上端面。在口罩具體生產(chǎn)過(guò)程中,進(jìn)入進(jìn)料定型機(jī)構(gòu)的口罩生產(chǎn)材料需通過(guò)壓紋機(jī)構(gòu)壓出紋路,隨后印染顏色和圖案的工序由印花機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé),口罩基于傳送帶通過(guò)切斷熔接機(jī)構(gòu)、整平機(jī)構(gòu),最終傳送至料盤(pán)上,通過(guò)料盤(pán)進(jìn)入消毒機(jī)構(gòu)的口罩可自動(dòng)進(jìn)行消毒,同時(shí)熔接耳帶。
2 口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)的應(yīng)用分析
2.1? ? 柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī)
柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī)屬于典型的口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī),由機(jī)架、AI系統(tǒng)、牽引機(jī)構(gòu)、模切機(jī)構(gòu)、視覺(jué)檢測(cè)機(jī)構(gòu)、翻邊機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)構(gòu)、整合機(jī)構(gòu)、成型機(jī)構(gòu)、上料機(jī)構(gòu)組成,可通過(guò)設(shè)置視覺(jué)檢測(cè)機(jī)構(gòu),自動(dòng)檢測(cè)口罩質(zhì)量,可在生產(chǎn)中省略人工質(zhì)檢環(huán)節(jié),同時(shí)提升產(chǎn)品質(zhì)量,降低用工成本。
該口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)由產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)機(jī)改造而成,利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)(AI人工智能)進(jìn)行鑒別和操控,在AI系統(tǒng)的支持下,柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)一體化,口罩的生產(chǎn)效率和產(chǎn)能因此顯著提升,具體生產(chǎn)可做到集“過(guò)程質(zhì)量檢測(cè)、機(jī)器人管理(引導(dǎo)、定位、識(shí)別、信息采集)、自動(dòng)化生產(chǎn)”于一體,輔以視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備,可更好地保證口罩生產(chǎn)質(zhì)量,單機(jī)產(chǎn)量達(dá)120片/min,在24 h不間斷生產(chǎn)情況下,單機(jī)口罩日產(chǎn)量超過(guò)13萬(wàn)片。此外,該口罩機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì),開(kāi)放性高,使得柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī)可在傳統(tǒng)卷材檢測(cè)設(shè)備與口罩生產(chǎn)設(shè)備之間切換,僅需要更換相應(yīng)的作業(yè)機(jī)構(gòu)。
隨著疫情控制趨于穩(wěn)定并進(jìn)入常態(tài)化防疫時(shí)期,作為防疫緊急裝備的柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī)開(kāi)始逐步停止生產(chǎn),部分柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī)被改裝為涂布機(jī),或用于各種卷材外殼、柔性電路板、柔性顯示屏幕的質(zhì)量檢測(cè)。在柔性設(shè)計(jì)的支持下,柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī)可解決產(chǎn)能浪費(fèi)問(wèn)題,人工智能在口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)的應(yīng)用中所發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)引起了人們的關(guān)注。
2.2? ? 全自動(dòng)N95高端立體口罩機(jī)
JWN3011型全自動(dòng)N95鴨嘴形折疊式口罩機(jī)(以下簡(jiǎn)稱JWN3011型口罩機(jī))同樣屬于典型的口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī),由基本配置部件、選用配置部件、組合件、多種零件組成。它不同于僅能生產(chǎn)普通口罩的柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī),JWN3011型口罩機(jī)不僅能夠滿足3~6層醫(yī)用口罩的生產(chǎn)需要,還能夠用于立體式防霧霾N95口罩的生產(chǎn)。
JWN3011型口罩機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線采用PLC自動(dòng)控制技術(shù)、超聲波焊接技術(shù)、全自動(dòng)耳帶定長(zhǎng)切焊合技術(shù)等,實(shí)現(xiàn)口罩生產(chǎn)的全自動(dòng)化和智能化,單機(jī)產(chǎn)量超過(guò)50片/min,N95口罩日產(chǎn)量可達(dá)5萬(wàn)片。
JWN3011型口罩機(jī)屬于一種高質(zhì)高效的口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī),可實(shí)現(xiàn)口罩的全過(guò)程自動(dòng)化生產(chǎn),且PLC可負(fù)責(zé)控制滾切成型、折疊焊接、耳帶焊接等生產(chǎn)環(huán)節(jié),因此JWN3011型口罩機(jī)具備操作方便、運(yùn)行可靠、結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)等特點(diǎn)。
2.3? ? “1拖2”高端型全自動(dòng)口罩機(jī)
作為較為特殊的一種口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī),“1拖2”高端型全自動(dòng)口罩機(jī)由2 365個(gè)零件組成?!?拖2”高端型全自動(dòng)口罩機(jī)研制中采用了制造殲-20飛機(jī)的數(shù)字化技術(shù),具備生產(chǎn)效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn),單人操作僅需接受簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可,單機(jī)生產(chǎn)效率超過(guò)100片/min,普通口罩日產(chǎn)量可達(dá)10萬(wàn)片。
在“1拖2”高端型全自動(dòng)口罩機(jī)的具體研發(fā)過(guò)程中,采用模塊化設(shè)計(jì)思路,設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度較高,三維整機(jī)數(shù)字模型和生產(chǎn)施工圖紙僅耗時(shí)3天便完成了設(shè)計(jì),輔以裝配與調(diào)試協(xié)同、設(shè)計(jì)與工藝并行的方式,首臺(tái)樣機(jī)研制和后續(xù)設(shè)備生產(chǎn)也在極短時(shí)間內(nèi)完成。
“1拖2”高端型全自動(dòng)口罩機(jī)充分發(fā)揮了穩(wěn)定口罩市場(chǎng)、平抑物價(jià)的作用,有效緩解了新冠肺炎疫情期間口罩短缺的狀況。
3 結(jié)語(yǔ)
口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)的科技含量較高。本文介紹了柔性AI視覺(jué)全自動(dòng)口罩機(jī)、全自動(dòng)N95高端立體口罩機(jī)、“1拖2”高端型全自動(dòng)口罩機(jī),對(duì)不同類型的口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析??梢园l(fā)現(xiàn),柔性AI視覺(jué)技術(shù)、全自動(dòng)生產(chǎn)技術(shù)均能較好地應(yīng)用于口罩自動(dòng)化生產(chǎn)一體機(jī)中,顯著提高了口罩自動(dòng)化生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。
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收稿日期:2020-06-16
作者簡(jiǎn)介:曾繁昌(1990—),男,廣東揭西人,工程師,主要從事項(xiàng)目研發(fā)工作。