CN111633997A - 一种全自动口罩生产线的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种全自动口罩生产线的控制系统，包括生产线，所述生产线包括成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构，所述成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构上连接有使其自身能单独带动物料进入加工的伺服传动系统，所述成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构上的伺服传动系统共同连接有控制主站；所述生产线上设有冗余机构，所述控制主站连接有控制面板、可对生产线进行视觉检测的视觉检测系统、可远程管理生产线的云端。在本发明中，利用冗余机构对生产线上相应的工序之间的物料进行冗余，避免前一个工序的生产速度受下一个工序的影响，从而让生产线的各机构可以单独地、稳定地运行，以提高生产线的生产效率。

Description

一种全自动口罩生产线的控制系统

技术领域

本发明涉及口罩制作领域，具体涉及一种全自动口罩生产线的控制系统。

背景技术

口罩是一种卫生用品，一般指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻的用具，以纱布或纸等制成。按照我国GB2626-2006标准，口罩分为KN类和KP类，KN是指口罩适用于过滤非油性颗粒物，KP是指口罩适用于过滤油性和非油性颗粒物。

如图1所示，现有KN系列口罩的生产工序有以下：在物料上进行口罩外围形状定型、口罩耳带焊接、口罩本体折叠、口罩本体封边、口罩本体切边，最终得到口罩成品，上述的每个工序都有对应的生产装置，对应每个工序的生产装置连接组合成生产KN系列口罩的口罩生产线。该生产线包括用于口罩外围形状定型并焊接鼻梁的成型机构、在口罩上焊接耳带的焊耳机构、用于折叠口罩本体的折叠机构、用于口罩本体封边的封边机构、用于口罩本体切边成型的切边机构。

上述的成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构共同连接有一传动机构，通过该传动机构连接有一驱动电机，同时联动成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构这五个机构，拉动物料依次经过成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构进行加工，最终得到口罩成品的。然而上述口罩生产线存在以下问题：

1、利用同一个传动机构驱动生产线各机构输送物料的结构复杂；

2、对物料输送时的平面度和垂直度要求极高，才能保证各工序加工的质量；

3、各机构之间衔接配合加工的要求极高，调试时间长，难度高；

4、由于五个机构是同步带动同一物料进行加工，加工时前一工序容易影响后一工序，导致产品受限，每分钟生产口罩的最高生产速度仅为57片，成品率低；

5、生产线启动生产时，物料需要先依次穿过成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构，才能启动生产，导致启动耗料大于9m，耗料严重。

为了解决上述问题，本发明人对传统生产线输送物料时的机械传动方式进行改进，在成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构上均连接有使其自身能单独带动物料进入加工的伺服传动系统，以使成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构可通过其自身的伺服传动系统独自带动物料进入其自身机构内进行加工，实现生产线的各个机构可单独启动工作、互不干涉的目的；然而现有的生产线控制系统无法与改进后的生产线功能相匹配，因此需要开发一种改进后的生产线功能相匹配的控制系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种全自动口罩生产线的控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种全自动口罩生产线的控制系统，包括用于KN系列口罩生产的生产线，所述生产线包括成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构，其特征在于：所述成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构上连接有使其自身能单独带动物料进入加工的伺服传动系统，所述成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构上的伺服传动系统共同连接有控制主站；所述生产线上设有至少一个可对前一工序已加工物料进行冗余的冗余机构，所述控制主站连接有控制面板、可对生产线进行视觉检测的视觉检测系统、可远程管理生产线的云端。

在本发明中，所述成型机构包括鼻梁机构、滚花机构，所述成型机构的动力源包括有主轴伺服电机、推鼻梁伺服电缸、切断气缸、送鼻梁伺服电机，主轴伺服电机、推鼻梁伺服电缸、切断气缸、送鼻梁伺服电机组成与成型机构连接的伺服传动系统。

在本发明中，所述焊耳机构包括焊耳工作台、焊耳装置、超声波发生器，所述超声波发生器连接有与焊耳装置配合焊接的磨头，所述焊耳装置固定安装在焊耳工作台上且不可跟随物料移动；所述焊耳机构的动力源包括有旋转伺服电机、升降伺服电机、拉绳伺服电机、送料伺服电机，旋转伺服电机、升降伺服电机、拉绳伺服电机、送料伺服电机组成与焊耳机构连接的伺服传动系统。

在本发明中，所述折叠机构包括使物料两侧逐渐靠拢折叠的折叠引导板、对物料的口罩本体进行滚压折叠的折叠装置，所述折叠装置的动力源包括有纠偏伺服电机、拉布伺服电机Ⅰ，所述拉布伺服电机Ⅰ和纠偏伺服电机由控制主站连接控制形成与折叠机构连接的伺服传动系统。

在本发明中，所述折叠机构上设有对物料高度进行限位的遮挡机构。

在本发明中，所述折叠机构、封边机构之间设有用于调节经过折叠机构后物料高低的高低限位机构。

在本发明中，所述封边机构、切边机构设置在同一个第一工作台上组合成封边/切边机。

在本发明中，所述切边机构的出口后侧还设有将拉动物料输送的出料机构，所述出料机构旁还设有用于收集加工废料的废料机构。

在本发明中，所述生产线还包括料架，所述料架上设有多个用于放置物料的物料支杆、联动物料支杆转动控制物料输送的多个料架伺服电机，所述多个料架伺服电机与多个物料支杆一一对应。

本发明的有益效果：在本发明中，成型机构、焊耳机构、折叠机构、封边机构、切边机构可通过其自身连接的伺服传动系统，从而可以让控制主站能单独启动运行工作，避免了传统生产线机械传动方式的弊端，实现生产线的各个机构可单独运行加工，生产效率高。同时，利用冗余机构对生产线上相应的工序之间的物料进行冗余，避免前一个工序的生产速度受下一个工序的影响，从而让生产线的各机构可以单独地、稳定地运行，以提高生产线的生产效率。而且控制主站连接有视觉检测系统和云端，可自动控制生产线各机构运行或对远程操控生产线，不仅节约时间，提高生产效率，还节省了人力，降低生产成本，实用性强，适于推广应用。综上所述，本发明的结构设计合理，自动化程度高，能控制生产线的各个机构独自运行加工，有效提高生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明：

图1为生产线生产工序的流程图；

图2为本实施例的系统架构图；

图3为生产线的立体图；

图4为生产线的主视图；

图5为生产线的俯视图；

图6为成型机构的结构示意图；

图7为焊耳机构的结构立体图；

图8为焊耳机构的部分结构示意图一；

图9为焊耳机构的俯视图；

图10为焊耳机构的部分结构示意图二；

图11为折叠机构的主视图；

图12为折叠机构的立体图；

图13为封边/切边机的结构示意图；

图14为封边机构的结构示意图一；

图15为封边机构的结构示意图二；

图16为切边机构的结构示意图一；

图17为切边机构的结构示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图2~13，一种全自动口罩生产线的控制系统，包括用于KN系列口罩生产的生产线，所述生产线包括成型机构1、焊耳机构2、折叠机构3、封边机构4、切边机构5，上述的成型机构1为附图所示的打片机构。进一步的，所述成型机构1、焊耳机构2、折叠机构3、封边机构4、切边机构5上连接有使其自身能单独带动物料进入加工的伺服传动系统，所述成型机构1、焊耳机构2、折叠机构3、封边机构4、切边机构5上的伺服传动系统通过ETHERCAT总线共同连接有控制主站；在本实施例中，所述控制主站采用PLC控制，所述控制主站为微秒PC5M中型机, 微秒PC5M中型机是基于德国3S CODESYS软件平台的产品，其通过ETHERCAT总线方式连接总线伺服，可形成集中式控制方式，有利于控制系统的控制与稳定。

再进一步的，所述生产线上设有至少一个可对前一工序已加工物料进行冗余的冗余机构6，对生产线上相应的工序之间的物料进行冗余，避免前一个工序的生产速度受下一个工序的影响，从而通过冗余机构6对前一工序已加工的物料进行冗余，让成型机构1、焊耳机构2、折叠机构3、封边机构4、切边机构5可以单独运行，以提高生产线的生产效率。

更进一步的，所述控制主站通过PROFINET总线连接有控制面板7、可对生产线进行视觉检测的视觉检测系统8、可远程管理生产线的云端9；其中，控制面板7用于技术人员的现场操控，其连接设置在生产线旁的悬臂上；视觉检测系统8可以检测给进入到各机构中加工的物料的加工位置是否准确、上一工序是否有效加工、是否存在加工缺陷，从而控制主站可以根据视觉检测系统8的检测结果，驱动控制生产线的各个机构自动运行或者报错；同时，技术人员利用云端9查看视觉检测系统8摄录的影像，并通过云端9连接控制主站可以实现技术人员的远程操控、监控生产线运行及故障预警及时提醒，实现全自动生产，提高工作效率。

优选的，如图6所示，所述成型机构1包括可把口罩鼻梁加工到物料上的鼻梁机构11、在物料上压出口罩外围形状定型的滚花机构12，物料依次经过鼻梁机构11、滚花机构12进行加工，完成口罩的定型，以上为现有机构，故不具体描述。进一步的，所述滚花机构12上通过机械传动机构连接有带动其滚花主轴转动的主轴伺服电机13；所述鼻梁机构11上通过机械传动机构连接有推鼻梁伺服电缸14、切断气缸、送鼻梁伺服电机16，送鼻梁伺服电机16联动鼻梁机构11上的整卷鼻梁条材料按照设定长度向鼻梁机构11内输送，切断气缸联动鼻梁机构11的鼻梁切刀将送进来的鼻梁条材料按照设定好的长度冲切裁断，推鼻梁伺服电缸14联动鼻梁机构11将冲切裁断后的鼻梁条材料推进多层物料中。所述主轴伺服电机13、推鼻梁伺服电缸14、切断气缸、送鼻梁伺服电机16由控制主站连接控制，即主轴伺服电机13、推鼻梁伺服电缸14、切断气缸、送鼻梁伺服电机16形成成型机构1上的伺服传动系统。而且送鼻梁伺服电机16可根据实际需求设有对应的减速机，以降低工作的速度。进一步的，所述成型机构1上还设有用于检测鼻梁机构11上是否缺失鼻梁条材料的缺料检测器、检测即将进入滚花机构12的物料内是否有鼻梁条的鼻梁条检测器、配合控制送鼻梁伺服电机16的打片槽形开关和打片接近开关，以提高加工质量。

优选的，如图3或7所示，所述冗余机构6包括多个错开设置且可转动缠绕物料的转动辊；每个转动辊可以相对移动，或者一排同时移动，在本实施例中，该多个转动辊错开设置有两排，其中，第一排转动辊固定不可移动；第二排转动辊设置在一可使冗余机构6调节物料可冗余量的冗余量调节机构上。进一步的，所述冗余量调节机构包括可带动第二排转动辊相对第一排转动辊移动的冗余量调节座、带动或限制冗余量调节座移动的驱动锁紧组件，另一排转动辊设置在冗余量调节座上，随冗余量调节座动作,以使第二排转动辊相对第一排转动辊移动，从而增加或减少冗余机构6上的物料可冗余量。在本实施例中，所述冗余机构6有三个，第一个冗余机构6设置在成型机构1与焊耳机构2之间，第二个冗余机构6设置在焊耳机构2与折叠机构3之间，第三个冗余机构6设置在折叠机构3与封边机构4之间，从而对生产线上相应的工序之间的物料进行冗余，避免前一个工序的生产速度受下一个工序的影响，从而有效提高生产线的生产效率。

由于耳带焊接在口罩上时需要一定时间的原因，导致焊接速度慢，所以耳带焊接工序的加工效率远远低于其他工序的加工效率。为了使耳带焊接工序的效率能跟上其他生产工序，现有的焊耳机构2上都具有多个焊耳装置，这多个焊耳装置可同步同距的平移，跟随物料移动，并在移动时将耳带焊接物料的几个口罩本体上，焊接完后再复位继续跟随物料进行耳带焊接，从而使耳带焊接工序的效率跟上口罩的其它生产工序，然而多个焊耳装置同步移动焊接时，移动所需的活动空间大，不适合在小场地使用，噪音严重、移动工作的能耗高。在本发明中，由于具有冗余机构6，故焊耳机构2有如下结构：

如图7~10所示，所述焊耳机构2包括焊耳工作台21、焊耳装置22、超声波发生器23，所述超声波发生器23连接有与焊耳装置22配合焊接的磨头，其中一个冗余机构6位于在焊耳装置22入口前方，因此所述焊耳装置22固定安装在焊耳工作台21上，不可跟随物料移动。进一步的，所述焊耳装置22包括固定安装在焊接工作台21上的固定机架221、用于焊接左耳带的第一焊接装置222和用于焊接右耳带的第二焊接装置223，所述第一焊接装置222和第二焊接装置223安装在固定机架221上。再进一步的，所述第一焊接装置222和第二焊接装置223均包括可输送耳带料的耳带输送装置、把耳带料焊接在物料上的耳带焊接装置，耳带输送装置向耳带焊接装置输送裁断好的耳带，进行焊接。

在本实施例中，所述耳带输送装置包括可放出耳带料的耳带供料机构224和把耳带定长后剪断的耳带剪断机构225。进一步的，所述耳带供料机构224包括供料安装板2241、设置在供料安装板2241侧面上的供料电机2242、由供料电机2242连接驱动的供料驱动轮2243、位于供料驱动轮2243一侧的供料从动轮2244、设置在供料安装板2241上的耳带导向轮2245以及设置在供料安装板2241上的耳带张紧机构，所述耳带张紧机构包括设置在供料安装板2241上的第一导柱以及滑动连接在第一导柱上的耳带张紧轮2246，进一步的，所述耳带剪断机构225包括设置在焊接工作台21上的第一气动夹2251和平移机构2252、滑动连接在平移机构2252上的第二气动夹2253、固定在平移机构2252上的气动剪刀2254，所述气动剪刀2254位于第一气动夹2251旁，所述平移机构2252连接有驱动第二气动夹2253往复平移的拉绳伺服电机2255。耳带料从供料驱动轮2243和供料从动轮2244中穿过，供料电机2242驱动供料驱动轮2243转动，供料驱动轮2243驱动耳带料向前送料，耳带料依次通过耳带张紧轮2246和耳带导向轮2245，再穿过固定机架221上的导绳板进入到第一气动夹2251上，拉绳伺服电机2255驱动第二气动夹2253往第一气动夹2251移动，夹住耳带料的一端，然后复位把耳带料拉出一定长度，再由气动剪刀2254剪断，得到对应长度的耳带料。

在本实施例中，所述耳带焊接装置包括夹送剪好耳带料的夹送机构226、可压在物料上的压料机构227、把剪好耳带料焊接在物料上的耳带焊接机构228，夹送机构226把裁剪好的耳带定位放置在物料的相应位置上等待焊接，而压料机构227压住物料，配合耳带焊接机构228把放好的耳带焊接在物料上。进一步的，所述夹送机构226包括旋转方向相反的两个第三气动夹2261、分别驱动两个第三气动夹2261的两个旋转伺服电机2262，两个旋转伺服电机2262分别连接有旋转机构以带动第三气动夹2261旋转，两个旋转伺服电机2262和旋转机构安装在固定机架221上；当气动剪刀2254将要剪断耳带料时，两个第三气动夹2261旋转一定角度，分别夹住将要被剪断的耳带料的两端，待气动剪刀2254剪断耳带料后，两个第三气动夹2261再旋转一定角度，把剪好的耳带料两端分别摆放到物料相应的位置上，等待焊接。再进一步的，所述压料机构227包括滑动连接在固定机架221上的压块2271，安装在固定机架221上的升降伺服电机2272，所述升降伺服电机2272通过机械传动机构连接驱动压块2271在固定机架221上作升降运动，从而可压在经过固定机架221的物料上；所述耳带焊接机构228包括滑动连接在固定机架221上的焊接头2281、安装在固定机架221上的升降气缸2282，升降气缸2282驱动焊接头2281上下升降，从而焊接头2281可以下降与磨头配合焊接耳带。

所述焊接工作台21上设有用于带动物料穿过焊耳装置的第一拉料装置25，所述第一拉料装置25包括两块相对应的第一安装板、两个第一拉料轮和带动第一拉料轮旋转的送料伺服电机251。

在本实施例中，旋转伺服电机2262、升降伺服电机2272、拉绳伺服电机2255、送料伺服电机251组成与焊耳机构2连接的伺服传动系统，旋转伺服电机2262、升降伺服电机2272、拉绳伺服电机2255、送料伺服电机251可以根据实际需求设置有减速机。进一步的，所述焊耳机构2上还设有磁感应传感器、第一接近开关、第一槽形开关等元件，与控制主站配合控制与焊耳机构2连接的伺服传动系统。

如图10和图12所示，在本实施例中，所述折叠机构3包括使物料两侧逐渐靠拢折叠的折叠引导板31、对物料的口罩本体进行滚压折叠的折叠装置，所述折叠引导板31向上的、倾斜地设于一调位机构37上，调位机构37可对折叠引导板31位置进行调节，折叠装置可带动物料并折叠物料；折叠时，物料依次经过折叠引导板31、折叠装置，完成物料上的口罩本体的折叠。进一步的，所述折叠装置包括第一折叠装置32和第二折叠装置33，所述折叠装置的动力源包括有纠偏伺服电机34、拉布伺服电机Ⅰ35，具体为：所述拉布伺服电机Ⅰ35通过机械传动机构连接带动第二折叠装置33进行折叠工作，而第一折叠装置32进料时，则是利用封边机构带动物料进入到第一折叠装置32中，完成折叠；所述纠偏伺服电机34有两个，两个纠偏伺服电机34通过机械传动机构连接驱动调位机构37的两个纠偏调节轴38，控制主站可以根据视觉检测系统8检测折叠引导板31上的物料位置是否有偏差，自动控制调位机构37的两个纠偏调节轴38对折叠引导板31进行升降调节，达到纠偏的目的，确保物料的居中折叠。拉布伺服电机Ⅰ35和纠偏伺服电机34由控制主站连接控制，即拉布伺服电机Ⅰ35和纠偏伺服电机34形成与折叠机构3连接的伺服传动系统。再进一步的，纠偏伺服电机34和拉布伺服电机Ⅰ35可根据实际需求设有对应的减速机；而且所述折叠机构3上还设有第二接近开关、第二槽型开关，与控制主站连接，以配合控制纠偏伺服电机34、拉布伺服电机Ⅰ35工作。

优选的，所述折叠机构3上设有对物料高度进行限位的遮挡机构10，所述遮挡机构10设置在第一折叠装置32和第二折叠装置33之间，所述限位通道的入口对应第二折叠装置33的出口，所述限位通道的出口对应第一折叠装置32的入口，从而遮挡机构10同时对物料在第二折叠装置33出口处和第一折叠装置32入口前的高度进行限制，并引导物料进入到第一折叠装置32中加工，以提高折叠质量。进一步的，所述遮挡机构10包括可罩设在物料上的折叠罩板101，所述折叠罩板101上设有供物料穿过的限位通道，所述限位通道的截面直径由限位通道的入口往限位通道的出口方向逐渐减小，便于物料进入到限位通道中，同时使限位通道能对物料起到一定的挤压作用，从而提高折叠效果。

优选的，如图9和图10所示，所述遮挡机构10还包括可插入到物料对折处的折叠撑板102，所述折叠撑板102位于折叠罩板101的下方，所述折叠撑板102插入到限位通道中并在限位通道内留有供物料穿过的空间间隙，从而使第一折叠装置32和第二折叠装置33滚压物料的高度一致，保证物料上口罩本体的折叠质量。

优选的，所述遮挡机构10还包括限位底座103，所述限位底座103安装在折叠机构的折叠工作台上，所述限位底座103上设有位置可调的第一固定座104和第二固定座105，所述折叠罩板101安装位第一固定座104上，所述折叠撑板102安装在第二固定座105上，从而可以让工作人员根据实际生产要求，调节物料的高度位置，保证折叠机构的加工质量。同样的，所述折叠罩板101相对于第一固定座104的位置可调，所述折叠撑板102相对于第二固定座105的位置可调，从而可以实现折叠罩板101、折叠撑板102上下左右前后调节的功能，进一步方便工作人员调节物料的高度位置，保证折叠机构的加工质量。在上述结构中，所述限位底座103、第一固定座104和第二固定座105、折叠罩板101和折叠撑板102主要通过在其自身上设有长圆孔或螺孔或通孔，并通过螺钉或螺栓与相应部件连接，以此在放松螺钉或螺栓时，让上述部件的位置可调节。

优选的，所述第一折叠装置32包括第一框体321、折叠滚轴322和第一纠偏滚轴323，所述折叠滚轴322和第一纠偏滚轴323安装在第一框体321内且两者之间留有供物料经过的间隙，所述折叠滚轴322和第一纠偏滚轴323的转动方向相反。进一步的，为了提高折叠效果，所述第一折叠装置32还包括驱动第一纠偏滚轴323减小与折叠滚轴322之间间隙的第一驱动机构，所述第一驱动机构由以下结构形成：所述第一框体321的顶板和底板分别设有与其滑动连接的第一滑块324，所述第一纠偏滚轴323的两端分别与两块第一滑块324转动连接，所述第一滑块324上设有第一弹簧座，所述第一框体321的一侧设有两个第一调节把手325，所述第一调节把手325的末端设有第二弹簧座，所述第一弹簧座和第二弹簧座之间设有第一弹簧326；两块第一滑块324上穿插有同一根第一调节轴327，所述第一框体321的顶板和底板还分别设有第一卡块328，所述第一调节轴327上设有第一缺口，所述第一卡块328可活动嵌入到第一缺口中。所述第一折叠装置32和第二折叠装置33为相同结构，可参照第一折叠装置32的结构。

进一步的，所述折叠机构还包括设置在折叠引导板31入口前的物料压紧装置36，所述物料压紧装置36包括两块相对应的第二安装板和两个第二拉料轮，两个第二拉料轮由下至上依次转动连接在两块第二安装板上，两个第二拉料轮之间留有供物料穿过的间隙，同时所述安装板上设有驱动其中一个第二拉料轮以缩小两个第二拉料轮之间间隙的弹簧组件，物料压紧装置36对成型后的物料压紧增加摩擦力，物料再由拉布伺服电机Ⅰ35驱动第二折叠装置33转动时对其进行转动拉扯形成张力，从而让物料在折叠引导板31上有效形成折叠效果。

优选的，所述折叠机构3、封边机构4之间设有用于调节经过折叠机构3后物料高低的高低限位机构100，从而保证进入到封边机构4物料的位置高低及平整度保持一致。在本实施例中，所述高低限位机构100包括限制物料最低位置的限位板、限制物料最高位置的限位罩、调节限位罩上下高度的高低微调机构，所述限位板由下至上进入到限位罩内，限位板与限位罩之间留有供物料经过的通道，使用时，限位板由下至上插入到物料的对折处，限位罩罩设在物料上，从而实现物料的高低限位，保证物料进入到封边工序中的定位精度，保证封边质量，提高良品率。进一步的，所述高低微调机构包括微调导座、由微调导座导向的微调座、可带动微调座上下移动的螺杆，所述限位板或/和限位罩设置在微调座上，可调节上下高度，以限制物料的高低。

优选的，如图13所示，所述封边机构4与切边机构5之间同样可设有所述冗余机构6，对封边机构4将要输向切边机构5上加工的物料进行冗余，以提高生产效率；而在本实施例中，所述封边机构4、切边机构5设置在同一个第一工作台上组合成封边/切边机500，所述封边/切边机500具有一伺服控制系统，该伺服控制系统的动力源包括拉合伺服电机Ⅰ46、拉合伺服电机Ⅱ56、封边伺服电机45、拉布伺服电机Ⅱ、切边伺服电机58。

进一步的，所述封边机构4的动力源包括由控制主站连接控制的拉合伺服电机Ⅰ46、封边伺服电机45，拉合伺服电机Ⅰ46、封边伺服电机45通过机械传动机构连接驱动封边机构4工作，从而组成封边机构4上的伺服传动系统。切边机构5的动力源包括由控制主站连接控制的拉布伺服电机Ⅱ、切边伺服电机58、拉合伺服电机Ⅱ56，拉布伺服电机Ⅱ、切边伺服电机58、拉合伺服电机Ⅱ56通过机械传动机构与切边机构5连接，带动切边机构5工作，从而形成切边机构5上的伺服传动系统。再进一步的，拉合伺服电机Ⅰ46、拉合伺服电机Ⅱ56、封边伺服电机45、拉布伺服电机Ⅱ、切边伺服电机58可根据实际需求设有对应的减速机。而且封边/切边机500上设有与控制主站配合连接控制的第三接近开关、第三槽形开关，从而提高加工质量。

如图14~15所示，所述封边机构4包括封边超声波发生器、封边框架42、封边滚轴43、熔接磨头44，所述封边超声波发生器连接驱动熔接磨头44熔接，所述封边框架42安装在第一工作台上，所述封边滚轴43转动连接在封边框架42内，所述熔接磨头44固设于封边框架42内。进一步的，所述封边滚轴43连接有驱动其转动的封边伺服电机45，所述封边框架42上设有驱动封边滚轴43靠近熔接磨头44的第一力矩可调驱动机构，所述第一力矩可调驱动机构包括带动封边滚轴43做往复平移运动的封边平移机构、可根据负载调节推动封边滚轴43力矩的拉合伺服电机Ⅰ46，所述拉合伺服电机Ⅰ46连接驱动封边平移机构。

封边机构4工作时，封边平移机构带动封边滚轴43靠近熔接磨头44，封边超声波发生器启动，配合熔接磨头44与封边滚轴43进行熔接封边。拉合伺服电机Ⅰ46的输出力矩可根据需要设定,并且在熔接过程中，当封边滚轴43挤向熔接磨头44时产生的挤压力形成了拉合伺服电机Ⅰ46的负载；当拉合伺服电机Ⅰ46受到的负载改变时，拉合伺服电机Ⅰ46的输出力矩相应发生改变，当到达设定上限时，则拉合伺服电机Ⅰ46停止挤推封边滚轴43,使得封边滚轴43只能向熔接磨头44产生在设定范围内的挤压力，从而避免挤压力过高，有效防止熔接磨头44或封边滚轴43上的封边凸纹损坏，保证本发明的封边质量，并延长熔接磨头44、封边滚轴43的使用寿命。

优选的，所述封边平移机构包括把拉合伺服电机Ⅰ46的旋转运动转为直线运动的第一传动机构47、给封边滚轴43导向的第一导向机构48，所述封边滚轴43转动连接在第一导向机构48上，所述第一传动机构47连接带动封边滚轴43往复平移。进一步的，所述第一导向机构48包括两组由上至下固设在封边框架42内的第一导向轨道481、滑动连接在每组第一导向轨道481上的第一滚轴滑块482，该第一滚轴滑块482由第一传动机构47联动平移；所述封边滚轴43的上下两端分别与两组第一导向轨道481上的第一滚轴滑块482转动连接，从而当第一滚轴滑块482移动时，连带封边滚轴43跟随第一滚轴滑块482移动，靠近或离开熔接磨头44。

再进一步的，第一传动机构47包括两个由上至下排列固设在封边框架42内的第一安装座471、转动连接在两个第一安装座471上的第一调节轴472；所述第一调节轴472上设有第一驱动连杆473，所述第一驱动连杆473的两端分别与第一滚轴滑块482、第一调节轴472铰接，拉合伺服电机Ⅰ46连接带动第一调节轴472转动。当第一调节轴472被拉合伺服电机Ⅰ46带动时，第一调节轴472利用第一驱动连杆473带动第一滚轴滑块482而联动封边滚轴43，此时拉合伺服电机Ⅰ46检测工作时的力矩，并根据检测结果自动调节输出力矩。

更进一步的，所述第一调节轴472上铰接有两根第一驱动连杆473，两根第一驱动连杆473的一端分别铰接两个第一滚轴滑块482上，以同时驱动两个第一滚轴滑块482，使封边滚轴43的上下两端可以同步同距移动。控制主站通过视觉检测系统8检测物料上的口罩本体形状，以判断物料上的口罩本体是否到达相应的加工位置；如到达相应的加工位置，控制主站则以此发出封边信号指令，控制驱使封边滚轴43、熔接磨头44动作，进行熔接封边工作，完成物料上的口罩本体封边。

同样的，如图16~17所示，所述切边机构5包括切边框架52、第一切边滚轴53和第二切边滚轴54，切边框架52安装在第一工作台上，所述切边框架52的侧面上还设有两块相对应的耳带托板57，所述第一切边滚轴53和第二切边滚轴54转动连接在所述切边框架52内。所述第一切边滚轴53或第二切边滚轴54齿轮连接有驱动其转动的切边伺服电机58，在本实施例中，切边伺服电机58连接驱动第一切边滚轴53旋转，而第二切边滚轴54则在物料从第一切边滚轴53和第二切边滚轴54之间经过时产生的摩擦力作用下旋转。所述切边框架52内设有驱动第一切边滚轴53平移靠向第二切边滚轴54的第二力矩可调驱动机构，所述第二力矩可调驱动机构包括带动第一切边滚轴53做往复平移运动的第二平移机构55、可根据负载调节推动第一切边滚轴53力矩的拉合伺服电机Ⅱ56，所述拉合伺服电机Ⅱ56连接驱动第二平移机构55。

切边机构5工作时，物料通过两块相对应的耳带托板57后进入第二切边滚轴54和第一切边滚轴53之间，耳带托板57将耳带拨开并紧贴物料特定位置，从而避开第二切边滚轴54或第一切边滚轴53上的刀纹，防止耳带被切断，而物料则由第二切边滚轴54或第一切边滚轴53切断，得到口罩成品。在切边过程中，第一切边滚轴53挤向第二切边滚轴54的挤压力形成了拉合伺服电机Ⅱ56的负载；当拉合伺服电机Ⅱ56受到的负载改变时，拉合伺服电机Ⅱ56的输出力矩相应发生改变，通过如此方式改变拉合伺服电机Ⅱ56的输出力矩，使得第一切边滚轴53只能向第二切边滚轴54产生在设定范围内的挤压力，从而避免挤压力过高，有效防止第二切边滚轴54或第一切边滚轴53上的刀纹损坏，保证本发明的切边质量，并延长第一切边滚轴53和第二切边滚轴54的使用寿命。

优选的，所述第二平移机构55包括把拉合伺服电机Ⅱ56的旋转运动转为直线运动的第二传动机构、给第一切边滚轴53导向的第二导向机构，所述第一切边滚轴53转动连接在第二导向机构上。进一步的，所述第二导向机构包括两组由上至下固设在切边框架52内的第二导向轨道551、滑动连接在每组第二导向轨道551上的第二滚轴滑块552，该第二滚轴滑块552由第二传动机构联动；所述第一切边滚轴53的上下两端分别与两组第二导向轨道551上的第二滚轴滑块552转动连接，从而当第二滚轴滑块552移动时，连带第一切边滚轴53跟随第二滚轴滑块552移动，靠近或离开第二切边滚轴54。

再进一步的，第二传动机构包括两个由上至下排列固设在切边框架52内的第二安装座553、转动连接在两个第二安装座553上的第二调节轴554；所述第二调节轴554上设有第二驱动连杆555，所述第二驱动连杆555的两端分别与第二滚轴滑块552、第二调节轴554铰接，拉合伺服电机Ⅱ56连接带动第二调节轴554转动。当第二调节轴554被拉合伺服电机Ⅱ56带动时，第二调节轴554利用第二驱动连杆555带动第二滚轴滑块552而联动第一切边滚轴53，此时拉合伺服电机Ⅱ56检测工作时的力矩，并根据检测结果自动调节输出力矩。

更进一步的，所述第二调节轴554上铰接有两根第二驱动连杆555，两根第二驱动连杆555的一端分别铰接两个第二滚轴滑块552上，以同时驱动两个第二滚轴滑块552，使第一切边滚轴53的上下两端可以同步同距移动。

上述的第一传动机构47、第二传动机构不限于上述结构，第一传动机构47、第二传动机构还可以是齿轮齿条传动、带传动、丝杆传动、链条传动方式中的任意一种，只需可实现相同目的即可。

优选的，现有KN系列口罩的生产工序还包括将进行口罩本体切边后的物料拉扯输送的出料工序，因此所述切边机构5的出口后侧还设有将拉动物料输送的出料机构200，出料机构200通过机械传动机构由拉布伺服电机Ⅱ带动工作。进一步的，所述出料机构200旁还设有用于收集加工废料的废料机构300，所述废料机构300可以通过机械传动机构由拉布伺服电机Ⅱ带动工作，让工作台保持清洁，可有效降低故障的发生率。

优选的，所述生产线还包括料架400，用于摆放制作口罩需要的物料。所述料架400上设有多个用于放置物料的物料支杆、联动物料支杆转动控制物料输送的多个料架伺服电机401，所述多个料架伺服电机401与多个物料支杆一一对应，从而独立控制每个物料支杆的转圈量，料架伺服电机401可根据实际需求设有对应的减速机，并且所述料架伺服电机401由控制主站连接控制，同时料架400上还设有与控制主站配合控制的第四接近开关。

优选的，所述视觉检测系统8包括多个摄像分布在生产线上的视觉检测机构81，所述视觉检测机构81包括摄像装置、移动调节装置位置的检测位置调节机构，控制主站通过视觉检测机构81检测物料是否到达加工位置，上一工序是否有效加工，从而控制各机构是否继续加工或者控制各机构进行纠偏。

本实施例所提到的机械传动机构为现有常见的机械结构，其可为齿轮齿条传动、带传动、丝杆传动、链条传动等方式中的任意一种，只需实现利用伺服传动的目的即可，故不作具体描述。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全自动口罩生产线的控制系统，包括用于KN系列口罩生产的生产线，所述生产线包括成型机构（1）、焊耳机构（2）、折叠机构（3）、封边机构（4）、切边机构（5），其特征在于：所述成型机构（1）、焊耳机构（2）、折叠机构（3）、封边机构（4）、切边机构（5）上连接有使其自身能单独带动物料进入加工的伺服传动系统，所述成型机构（1）、焊耳机构（2）、折叠机构（3）、封边机构（4）、切边机构（5）上的伺服传动系统共同连接有控制主站；所述生产线上设有至少一个可对前一工序已加工物料进行冗余的冗余机构（6），所述控制主站连接有控制面板（7）、可对生产线进行视觉检测的视觉检测系统（8）、可远程管理生产线的云端（9）。

2.根据权利要求1所述的一种全自动口罩生产线的控制系统，其特征在于：所述成型机构（1）包括鼻梁机构（11）、滚花机构（12），所述成型机构（1）的动力源包括有主轴伺服电机（13）、推鼻梁伺服电缸（14）、切断气缸、送鼻梁伺服电机（16），主轴伺服电机（13）、推鼻梁伺服电缸（14）、切断气缸、送鼻梁伺服电机（16）组成与成型机构（1）连接的伺服传动系统。

3.根据权利要求1所述的一种全自动口罩生产线的控制系统，其特征在于：所述焊耳机构（2）包括焊耳工作台（21）、焊耳装置（22）、超声波发生器（23），所述超声波发生器（23）连接有与焊耳装置（22）配合焊接的磨头，所述焊耳装置（22）固定安装在焊耳工作台（21）上且不可跟随物料移动；所述焊耳机构（2）的动力源包括有旋转伺服电机（2262）、升降伺服电机（2272）、拉绳伺服电机（2255）、送料伺服电机（251），旋转伺服电机（2262）、升降伺服电机（2272）、拉绳伺服电机（2255）、送料伺服电机（251）组成与焊耳机构（2）连接的伺服传动系统。

4.根据权利要求1所述的一种全自动口罩生产线的控制系统，其特征在于：所述折叠机构（3）包括使物料两侧逐渐靠拢折叠的折叠引导板（31）、对物料的口罩本体进行滚压折叠的折叠装置，所述折叠装置的动力源包括有纠偏伺服电机（34）、拉布伺服电机Ⅰ（35），所述拉布伺服电机Ⅰ（35）和纠偏伺服电机（34）由控制主站连接控制形成与折叠机构（3）连接的伺服传动系统。

5.根据权利要求1所述的一种全自动口罩生产线的控制系统，其特征在于：所述折叠机构（3）上设有对物料高度进行限位的遮挡机构（10）。

6.根据权利要求1所述的一种全自动口罩生产线的控制系统，其特征在于：所述折叠机构（3）、封边机构（4）之间设有用于调节经过折叠机构（3）后物料高低的高低限位机构（100）。

7.根据权利要求1所述的一种全自动口罩生产线的控制系统，其特征在于：所述封边机构（4）、切边机构（5）设置在同一工作台上组合成封边/切边机（500）。

8.根据权利要求1所述的一种全自动口罩生产线的控制系统，其特征在于：所述切边机构（5）的出口后侧还设有将拉动物料输送的出料机构（200），所述出料机构（200）旁还设有用于收集加工废料的废料机构（300）。

9.根据权利要求1所述的一种全自动口罩生产线的控制系统，其特征在于：所述生产线还包括料架（400），所述料架（400）上设有多个用于放置物料的物料支杆、联动物料支杆转动控制物料输送的多个料架伺服电机（401），所述多个料架伺服电机（401）与多个物料支杆一一对应。

Images