CN111657604B - 一种立式折叠口罩全自动化生产设备及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种立式折叠口罩全自动口罩生产设备及工艺，所述设备包括依次设置的上料模块、鼻梁线置入模块、滚花模块、切边模块、耳线焊接模块、封边模块以及废料牵引模块；所述切边模块相邻设置在滚花模块的下游工位，由多层布料复合而成的口罩基体经滚花模块滚花后，以平展状态进入切边模块，由切边模块的切边轴裁切出来的口罩本体嵌入在口罩基体中随口罩基体向前输送至后续工位；所述耳线焊接模块用于将耳线焊接到裁切出来的口罩本体上，所述封边模块用于将口罩本体进行对折并封边；还包括打孔模块以及定位模块；本发明具有裁切精度高、调试难度小、定位精准、体积小以及工位设置灵活等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种口罩生产设备及工艺，具体涉及一种立式折叠口罩全自动化生产设备及工艺。
背景技术
目前，立式折叠口罩（如KN95口罩）的生产主要有半自动化和全自动化两种，半自动化立式折叠口罩生产设备包括打片模块、耳线焊接模块、封边模块等主要设备，打片机用于将多层布料通过超声波的方式复合在一起，并置入鼻梁线，接着进行滚花和切边，获得片状的中间产品；随后人工转移至耳线焊接模块中进行耳线的焊接，最后再进行封边处理。半自动化的立式折叠口罩生产设备存在效率低、人工成本高、设备占用空间大等不足。
全自动化立式折叠口罩生产设备克服了半自动化设备的上述不足，实现了立式折叠口罩的从上料到出成品的全自动化生产。全自动化立式折叠口罩生产设备主要包括依次设置的上料模块、鼻梁线置入模块、滚花模块、耳线焊接模块、对折模块、封边模块、切边模块以及废料收集模块，其中，上料模块用于将多卷布料输送至后续的生产工位中；鼻梁线置入模块用于将鼻梁线固定在布料上；滚花模块用于在立式折叠口罩的边缘以及内部进行超声波滚压，滚压处实现多层布料的复合连接；耳线焊接模块用于将耳线焊接到复合后的口罩基体上；对折模块用于让口罩基体沿着口罩的中心进行对折；封边模块用于将对折后的口罩基体的两个侧边进行封边，从而围闭成一个杯型空间；切边模块用于将口罩从口罩基体上切下，获得立式折叠口罩成品；废料收集模块用于将切下立式折叠口罩成品后的废料收集起来。现有的全自动化立式折叠口罩生产设备大大减少了人工投入，提高了生产效率，但是仍然存在以下不足：
1、立式折叠口罩在进行切边时，需要沿着滚花时形成的边缘线以及封边时形成的边缘线进行裁切，现有的全自动化立式折叠口罩生产设备中，滚花工位位于生产线的起始位置，而切边工位位于生产线的末端位置，由于两个工位之间相距较远，并且由布料构成的口罩基体具有拉伸变形特性，使得在切边工位处要实现沿着滚花时形成的边缘线外侧均匀地进行裁切难度非常大，通常需要进行长时间的调试，使得设备难以快速投入使用，并且在使用过程中会出现出误差或者更换布料后，又要重新调试，严重影响生产效率。
2、现有的全自动化立式折叠口罩生产设备在对口罩基体进行对折后再进行切边，对折的精度也影响切边的精度，从而进一步增加精准切边的难度；并且，对折后口罩基体的厚度加倍，裁切时可能出现打滑或者不完全切断的情形，影响产品质量和生产速度。
3、现有的全自动化立式折叠口罩生产过程中，由于口罩本体和口罩基体在最后才实现分离，因此口罩基体的对折、封边以及切边这几个工艺必须按流水作业的方式依次进行，封边和切边两个工位都只能单工位前后设置，不能根据需要进行多工位设置。
4、现有的全自动化立式折叠口罩设备中，口罩基体的对折、封边以及切边这几个工艺必须按流水作业的方式依次进行，尤其是口罩基体的对折工艺，需要采用渐变式的方式进行对接，完成对折需要较长的输送距离，使得整个生产设备的长度尺寸大。
5、现有的全自动化立式折叠口罩生产设备中，对折后的口罩基体处于直立状态，直立状态的口罩基体在输送过程中进行封边和切边，定位难度大，也导致封边和切边的精度难以保证。
6、沿着口罩基体的输送方向，口罩基体在各个加工工位处的定位是依靠控制口罩基体的输送行程来实现的，由于口罩基体在输送过程中存在拉伸变形以及打滑等情况，从而口罩基体在各个加工工位处的定位精度。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种立式折叠口罩全自动口罩生产设备，该设备具有裁切精度高、调试难度小、定位精准、体积小以及工位设置灵活等优点。
本发明的另一个目的在于提供一种立式折叠口罩全自动口罩生产工艺。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种立式折叠口罩全自动口罩生产设备，包括依次设置的上料模块、鼻梁线置入模块、滚花模块、切边模块、耳线焊接模块、封边模块以及废料牵引模块，在上述模块之间设置有若干用于牵引布料向前输送的布料牵引模块；其中，所述上料模块用于将多层布料输送至后续工位，包括若干个卷料安装轴以及卷料导向机构；所述滚花模块包括滚花轴以及驱动滚花轴转动的滚花驱动机构；所述切边模块相邻设置在滚花模块的下游工位，该切边模块包括切边轴以及驱动切边轴转动的切边驱动机构，由多层布料复合而成的口罩基体经滚花模块滚花后，以平展状态进入切边模块，由切边模块的切边轴裁切出来的口罩本体嵌入在口罩基体中随口罩基体向前输送；所述耳线焊接模块用于将耳线焊接到裁切出来的口罩本体上，所述封边模块用于将口罩本体进行对折并封边；
还包括用于在口罩基体的两侧打出定位孔的打孔模块以及用于对口罩基体进行定位的定位模块，其中，沿着口罩基体的输送方向，所述打孔模块设置于耳线焊接工位前方的工位上；所述定位模块设置于耳线焊接工位和封边工位上；或者所述打孔模块位于所述切边模块和所述滚花模块之间；所述定位模块设置在切边工位、耳线焊接工位和封边工位处；所述打孔模块在口罩基体中与每个口罩本体对应的位置均打有定位孔，所述定位模块通过与所述定位孔配合以实现对口罩基体的位置姿态进行纠正；
一种立式折叠口罩全自动口罩生产工艺，包括以下步骤：
（1）多个布料料卷安装在料安装轴上，在卷料导向机构的引导下，多种布料输送至滚花模块中进行滚花复合，在滚花模块之前，通过鼻梁线置入模块将鼻梁线置入到布料中，随后续的滚花模块被封装于口罩基体内；
（2）滚花模块中的滚花轴上设置有凸起，这些凸起与超声波焊头配合在口罩基体上滚压出超声波焊接线，使得多层布料被固定在一起，且形成口罩本体的轮廓；
（3）口罩本体在滚花之后，保持平展的状态输送至切边模块中，切边模块用于在口罩基体中切出口罩本体，切出的口罩本体为展开状态，该口罩本体的部分外轮廓与滚花模块滚出的构成成型后立式折叠口罩的开口边缘的超声波焊接线相匹配；切边后的口罩本体嵌入在口罩基体上，口罩基体对口罩本体起到定位作用，两者作为一个整体向前输送至后续的工位；
（4）当口罩本体到达耳线焊接模块处后，通过定位模块与口罩基体上的定位孔配合，纠正口罩基体以及位于口罩基体内的对应口罩本体的位置偏差，随后由耳线焊接模块将耳带焊接到口罩本体上；
（5）随后输送至封边模块，通过定位模块与所述定位孔配合，从而纠正口罩基体以及位于口罩基体内的对应口罩本体的位置偏差，随后对与口罩基体已经分离的口罩本体进行对折，并对设定的轮廓边缘进行封边，从而形成立式折叠口罩。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明中，由于滚花模块和切边模块相邻设置，滚花完成后即进行切边操作，两个工位之间相距较近，并且口罩基体都是处于平展的状态，因此很容易在切边工位处实现沿着滚花时形成的边缘线外侧均匀地进行裁切，调试的难度大大减小，可以让设备快速投入生产，提高生产效率。
2、本发明中，利用布料牵引模块牵引口罩基体向前输送，利用打孔模块打出的定位孔以及设置在耳线焊接工位、封边工位或切边工位、耳线焊接工位和封边工位的定位模块相配合，使得口罩基体在移动过程中套孔定位，严格保证切边或/和耳带焊接和封边焊接不产生位移偏差，使得本发明的立式折叠口罩全自动口罩生产设备生产效率和产品品质得到大幅度提高。
3、本发明中，由于滚花模块和切边模块相邻设置，因此滚花模块中的滚花轴和切边模块中的切边轴可以采用同一个动力进行联动驱动，从而可以更好地确保滚花轴和切边轴的同步性，更有利于提高切边的精度。
4、本发明中，口罩基体在平展状态下进行切边，与现有技术中折叠后再裁切相比，需要裁切的物料厚度更薄，因此不会出现打滑的情况，也更加省力，更容易保证口罩本体完全裁切分离。
5、本发明中，由于口罩本体在前面的工序中即裁切下来，此时口罩本体依然嵌入于口罩基体上，从而在输送方向上，两者依然可以保持一体化输送，从而利用口罩基体对裁切后的口罩本体进行精准的定位输送，确保口罩本体能够准确地输送到后续的工位中。
6、本发明中，由于口罩本体在前面已经与口罩基体裁切分离，因此在对接时无需依赖口罩基体来实现渐变式的对折，可以通过其他形式的对折机构对裁切后的口罩本体进行单独的对折，也无需让对折机构和封边机构沿着输送方向来设置，因此能够大大缩减设备的长度，减少占地。
7、本发明中，由于口罩本体在前面已经与口罩基体裁切分离，无需在依赖口罩基体来实现传送，在焊接完耳线之后，可以设置多个工位对口罩本体进行对折和封边，从而根据需要调整生产节拍，提高生产效率。
8、本发明中，口罩基体和口罩本体以平展的状态进行输送，更容易实现精确的定位，提高产品精度和质量。
附图说明
图1为本发明的立式折叠口罩全自动口罩生产设备的第一个具体实施方式的立体结构示意图。
图2和图3为本发明的立式折叠口罩全自动口罩生产设备中去除上料机构的结构示意图，其中，图2为立体结构示意图，图3为主视图。
图4为打孔模块的立体结构示意图。
图5为打孔模块中的打孔件的立体结构示意图。
图6为打孔刀的立体结构示意图。
图7-图10为耳线焊接模块的结构示意图，其中，图7为立体结构示意图，图8为主视图，图9为侧视图，图10为仰视图。
图11为去除耳线输送装置的立体结构示意图。
图12为旋转驱动机构的局部放大图。
图13为耳线输送装置的立体结构示意图。
图14为夹持模块的立体结构示意图。
图15为第一夹线机构的结构简图。
图16-图18为耳线输送装置的动作示意图，其中，图16为耳线夹持输送装置夹取耳线前的示意图，图17为耳线夹持输送装置夹取耳线时的示意图，图18为耳线夹持输送装置夹取耳线后的示意图。
图19-图21为所述封边模块的三个不同视角的立体结构示意图。
图22为去除转移机构后的立体结构示意图。
图23为转移机构的立体结构示意图。
图24为本发明的立式折叠口罩全自动口罩生产设备的第二个具体实施方式中的定位模块的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1
参见图1-图23，本发明的立式折叠口罩全自动口罩生产设备，包括依次设置的上料模块、鼻梁线置入模块F、滚花模块E、切边模块D、耳线焊接模块H、封边模块A以及废料牵引模块G，在上述模块之间设置有若干用于牵引布料向前输送的布料牵引模块；其中，
所述上料模块用于将多层布料输送至后续工位；
所述滚花模块E包括滚花轴以及驱动滚花轴转动的滚花驱动机构；
所述切边模块D相邻设置在滚花模块E的下游工位，该切边模块D包括切边轴以及驱动切边轴转动的切边驱动机构，由多层布料复合而成的口罩基体经滚花模块E滚花后，以平展状态进入切边模块D，由切边模块D的切边轴裁切出来的口罩本体嵌入在口罩基体中随口罩基体向前输送至后续工位；
所述耳线焊接模块H用于将耳线焊接到裁切出来的口罩本体上，所述封边模块A用于将口罩本体进行对折并封边。
本发明的立式折叠口罩全自动口罩生产设备还包括用于在口罩基体的两侧打出定位孔的打孔模块B以及用于对口罩基体进行定位的定位模块C，其中，沿着口罩基体的输送方向，所述打孔模块B设置于耳线焊接工位前方的工位上，所述定位模块C设置于耳线焊接工（未显示）位和封边工位上；与每个口罩本体对应的位置均打有定位孔，所述定位模块C包括定位杆以及驱动定位杆伸入到口罩基体的定位孔中的定位驱动机构，其中，所述定位杆中用于伸入定位孔的一端为渐缩式结构，例如为锥形结构，这种渐缩式结构有利于引导定位杆逐渐伸入到定位孔中，对口罩基体以及位于口罩基体内的对应口罩本体实现更高的位置纠正。
参见图1-图7，所述打孔模块B包括支架1b、设置在支架1b上的打孔件5b以及用于驱动所述打孔件5b竖向运动以实现在口罩基体上打孔的竖向驱动机构，其中，所述支架1b横跨在所述口罩基体的两侧，所述竖向驱动机构包括竖向气缸3b以及压板2b，其中，所述竖向气缸3b安装在支架1b上，该竖向气缸3b的伸缩杆与所述压板2b连接；所述打孔件5b为两组，两组打孔件5b分别位于所述口罩基体的两侧，且位于所述压板2b的下方；每组打孔件5b包括设置在所述支架1b上的刀座5-1b以及设置在刀座5-1b上的打孔刀5-2b，其中，所述刀座5-1b上设置有凹槽5-5b，所述凹槽5-5b沿着所述刀座5-1b的长度方向延伸，该凹槽5-5b构成口罩基体的输送通道的一部分；所述打孔刀5-2b为多组，多组打孔刀5-2b沿着口罩基体的输送方向在刀座5-1b上依次排列；所述刀座5-1b在与所述在与所述打孔刀5-2b接触的位置设置有避让孔；所述避让孔分为两组，一组位于所述凹槽5-5b的上方，另一组位于所述凹槽5-5b的下方；当竖向驱动机构带动压板2b向下运动时，所述压板2b带动打孔刀5-2b竖向穿过位于凹槽5-5b上方和下方的避让孔，从而完成对位于凹槽5-5b内的口罩基体的打孔工作。
另外，所述压板2b与所述支架1b之间设置有竖向导向机构4b，所述竖向导向机构4b为四组，分别位于所述压板2b的四个对角处，该竖向导向机构4b为导杆+导套结构，通过设置四组竖向导向机构4b，可以实现对压板2b的竖向运动进行导向。
参见图1-图7，本实施例中的打孔刀5-2b的上端设置有限位环5-3b，所述限位环5-3b的直径大于所述避让孔的直径，所述限位环5-3b与所述刀座5-1b的上表面之间设置有弹簧5-4b，所述弹簧5-4b上端作用在所述限位环5-3b上，下端作用在所述刀座5-1b的上表面；所述弹簧5-4b的弹力促使所述打孔刀5-2b向上远离所述凹槽5-5b。通过设置上述结构，可以保证压板2b与打孔刀5-2b之间为弹性接触，即弹簧5-4b起到弹性缓冲的作用；避免由于压板2b的竖向速度太大而导致该压板2b和打孔刀5-2b刚性碰撞，这有利于延长打孔模块B中各个零部件的使用寿命。
参见图1-图6，沿着口罩基体的传送方向，所述滚花模块E滚压出的构成成型后立式折叠口罩的开口边缘的超声波焊接线位于前侧，所述切边模块D切除的裁切轮廓中，与后续封边位置对应的裁切轮廓位于后侧。其好处在于，滚花模块E滚压出的构成成型后立式折叠口罩的开口边缘的超声波焊接线，在切边模块D裁切后，这部分由于原来受到了超声热合的作用，会产生收缩，而与后续封边位置对应的裁切轮廓由于没有收到超声热合的作用，这个部位不会产生收缩，并且与后续封边位置对应的裁切轮廓具有三角形结构，这样口罩基体在带动口罩本体向前输送过程中，口罩基体就能通过所述与后续封边位置对应的裁切轮廓与口罩本体实现精确的定位，使得口罩基体和口罩本体在输送过程中不存在间隙，也不会在宽度方向产生移位，确保两者的位置精度，进而确保口罩的生产精度。
参见图7-图18，所述耳线焊接模块H包括用于输送耳线的耳线输送装置1、用于将耳线输送装置1中的耳线夹持并输送到耳线焊接工位的耳线夹持输送装置2以及用于将耳线焊接工位处的耳线焊接到口罩本体上的耳线焊接装置3，其中，
所述耳线夹持输送装置2包括夹持模块4、用于驱动所述夹持模块4做竖向运动的竖向驱动机构5以及用于驱动所述夹持模块4做旋转运动的旋转驱动机构6，其中，所述夹持模块4为两组，且沿着所述口罩本体的输送方向依次排列；每组夹持模块4包括夹持机构以及用于驱动所述夹持机构夹紧和张开的夹持驱动机构；其中，所述夹持机构包括第一夹持机构和第二夹持机构，其中，所述第一夹持机构和第二夹持机构为圆周排布；所述旋转驱动机构6用于驱动两组夹持模块4做相向转动；驱动每组夹持模块4中的夹持机构从耳线夹取工位转动至耳线焊接工位，且当第一夹持机构到达耳线焊接工位时，第二夹持机构位于耳线夹取工位处；所述耳线输送装置1用于将待焊接的耳线输送至耳线夹取工位处。
工作时，所述耳线输送装置1带动耳线运动，使得耳线自所述两个夹持模块4的下方穿过；当所述口罩本体运动至耳线焊接工位时，所述旋转驱动机构6分别带动两组夹持模块4相向转动至两组夹持模块4中的第一夹持机构位于耳线的正上方，所述竖向驱动机构5带动两组夹持模块4向下运动，两组夹持模块4中的夹持驱动机构驱动所述第一夹持机构将耳线夹取；所述竖向驱动机构5带动两组夹持模块4向上运动，并回到初始高度；接着，所述旋转驱动机构6分别带动两组夹持模块4相向转动至两组夹持模块4中的第一夹持机构分别位于所述耳线焊接工位中的口罩本体的两个待焊接位置的正上方；此时，在旋转驱动机构6的带动下，两组夹持模块4中的第二夹持机构位于所述耳线的正上方。最后，所述竖向驱动机构5带动耳线向下运动，两组夹持模块4中的第一夹持机构所夹持的耳线向下运动至耳线焊接工位中的口罩本体的待焊接位置处，所述耳线焊接装置3将耳线焊接到口罩本体上；与此同时，两组夹持模块4中的夹持驱动机构分别驱动第二夹持机构将耳线的两端夹住，为对下一张口罩本体的耳线焊接做准备。这样，相对于传统的耳线焊接装置而言，由于本发明中的耳线焊接装置中的耳线夹持输送装置2不需要来回搬运耳线，因此本发明的耳线焊接装置中的夹持机构4将耳线从耳线输送装置1搬运到耳线焊接工位所花费的时间更少，使得本发明的耳线焊接速度能够得到成倍的提高，从而提高耳线焊接的速率。另外，由于本发明的耳线焊接装置减少了耳线夹持输送装置2的来回搬运的行程，这有利于减小耳线搬运过程中所带来的误差，使得所述耳线夹持输送装置2可以准确地将耳线送至耳线焊接工位的待焊接位置处，从而提高耳线焊接的精度。
参见图7-图18，所述耳线输送装置1、耳线夹持输送装置2以及耳线焊接装置3为两组，分别位于所述耳线焊接工位的两侧。通过上述设置，可以同时实现对耳线焊接工位处的口罩本体的两侧进行耳线焊接，从而提高焊接效率。
参见图7-图18，所述旋转驱动机构6包括转动座6-1、设置在所述转动座6-1上的转动盘6-2以及用于驱动所述转动盘6-2转动的旋转电机6-3，其中，所述转动盘6-2为两个，两个转动盘6-2转动连接在所述转动座6-1上，且分别与两个夹持模块4连接；所述旋转电机6-3安装在所述转动座6-1上，该旋转电机6-3的主轴与其中一个转动盘6-2之间，该转动盘6-2与另一个转动盘6-2之间均通过齿轮传动机构连接；所述齿轮传动机构包括设置在所述旋转电机6-3的主轴上的齿轮6-4以及设置在两个转动盘6-2的外圆周面上的轮齿，其中，所述齿轮6-4与其中一个转动盘6-2的轮齿啮合，该转动盘6-2上的轮齿与另一个转动盘6-2上的轮齿啮合。通过旋转电机6-3带动齿轮6-4转动，从而带动两个转动盘6-2相向转动，进而实现将耳线的两端分别输送到耳线焊接工位处，完成耳线的焊接。
参见图7-图18，所述竖向驱动机构5包括设置在机架上的竖向气缸5-1以及连接架5-2，其中，所述竖向气缸5-1的伸缩杆与所述连接架5-2连接，所述连接架5-2的两端分别与位于耳线焊接工位两侧的耳线夹持输送装置2连接。通过竖向气缸5-1带动连接架5-2竖向运动，从而带动位于耳线焊接工位两侧的耳线夹持输送装置2竖向运动，从而实现对耳线的夹持以及将耳线放置于耳线焊接工位处。
除上述方式外，所述竖向驱动机构5还可以采用电机与丝杆传动机构结合的方式。
参见图7-图18，所述竖向驱动机构5还包括导向机构5-3，所述导向机构5-3为两组，分别设置在所述连接架5-2的两侧；每组导向机构5-3包括设置在所述机架上的导向套以及设置在连接架5-2上的与所述导向套配合的导柱，其中，所述导柱竖直设置。通过所述导向机构5-3，可以对两个夹持模块4的竖向运动进行导向，从而提高两个夹持模块4的竖向运动精度。
参见图7-图18，每个夹持模块4中的夹持机构为四组，四组夹持机构沿着转动盘6-2的圆周方向均匀排布，包括两组第一夹持机构和两组第二夹持机构，其中，两组第一夹持机构沿着耳线的输送方向设置，两组第二夹持机构的设置方向与所述第一夹持机构的设置方向垂直；对应的，所述夹持驱动机构也为四组，每组夹持驱动机构分别驱动一组第一夹持机构或第二夹持机构工作。通过在每个夹持模块4上设置四组夹持机构和四组夹持驱动机构，在旋转驱动机构6带动夹持模块4转动时，当有一组夹持机构位于耳线焊接工位的上方时，另外就有一组夹持机构位于耳线夹取工位的上方，这样，所述耳线夹持输送装置2可以连续将耳线夹取并送至耳线焊接工位处，从而提高耳线焊接的效率。
参见图7-图18，所述夹持驱动机构为夹持气缸4-1，所述夹持气缸4-1安装在所述转动盘6-2上；所述夹持机构包括第一夹持块4-2和第二夹持块4-3，其中，所述第一夹持块4-2固定在夹持气缸4-1上，所述夹持气缸4-1安装在所述转动盘6-2上，且伸缩杆与所述第二夹持块4-3连接。通过夹持气缸4-1带动所述第二夹持块4-3朝着所述第一夹持块4-2的方向运动，从而实现夹持机构的夹紧；通过夹持驱动机构带动所述第二夹持块4-3朝着远离所述第一夹持块4-2的方向运动，从而实现夹持机构的夹松开。
参见图7-图18，在两组耳线夹持输送装置2中，分别用于控制八组第一夹持机构的夹持气缸4-1通过第一控制管路同步控制，分别用于控制八组第二夹持机构的夹持气缸4-1通过第二控制管路同步控制。通过上述结构，使得两组耳线夹持输送装置2中，用于控制八组第一夹持机构的八组夹持驱动机构同步驱动，即这八组第一夹持机构同时张开或同时闭合，而另外用于控制八组第二夹持机构的八组夹持驱动机构也同步驱动，即这八组第二夹持机构同时张开或同时闭合。这样，本发明中的两组耳线夹持输送装置2中的十六组夹持驱动机构只需要通过两条控制管路就可以控制，这样可以简化结构，节省制造成本。另外两组控制管路中的气体的通断可以通过两个电磁阀分别控制，所述第一控制管路和第二控制管路自所述转动盘6-2的中部穿过，并分别与对应的夹持气缸4-1连接，在转动盘6-2中部设置有气滑环，用于防止第一控制管路和第二控制管路在夹持模块4转动过程中出现缠绕。
参见图7-图18，所述耳线输送装置1包括第一夹线机构7、第二夹线机构8以及用于驱动所述第二夹线机构8运动以将耳线输送到耳线夹取工位的输送驱动机构9，其中，所述第一夹线机构7包括第一夹线件7-1、第二夹线件7-2以及用于驱动第二夹线件7-2沿着垂直于口罩本体的输送方向运动的第一夹线气缸7-3，其中，所述第一夹线件7-1中设置有用于供耳线穿过的凹槽7-11，所述第二夹线件7-2中设置有与所述凹槽7-11配合的夹线部7-21，所述第一夹线气缸7-3用于驱动所述第二夹线件7-2中的夹线部7-21与所述凹槽7-11配合；所述第二夹线机构8包括第三夹线件8-1、第四夹线件8-2以及用于驱动所述第三夹线件8-1和第四夹线件8-2夹紧和松开的第二夹线气缸8-3；所述输送驱动机构9包括设置在机架上的输送电机9-1以及丝杆传动机构9-2，其中，所述丝杆传动机构9-2包括丝杆以及与所述丝杆配合的丝杆螺母，其中，所述丝杆沿着所述口罩本体的输送方向延伸，所述丝杆螺母与所述第二夹线气缸8-3通过连接板9-3连接；所述耳线输送装置1还包括用于将耳线剪断的耳线裁剪机构11，其中，所述耳线裁剪机构11设置在所述第一夹线机构7和第二夹线机构8之间；当所述夹持模块4中的夹持机构将耳线夹住时，所述耳线裁剪机构11将耳线剪断。
通过上述结构，工作时，先将耳线穿过第一夹线件7-1的凹槽7-11，然后通过第一夹线气缸7-3带动第二夹线件7-2运动，从而将耳线夹紧在所述第一夹线件7-1的凹槽7-11侧壁和第二夹线件7-2的夹持部之间。接着，输送电机9-1带动丝杆转动，从而带动丝杆螺母以及与丝杆螺母连接的第二夹线机构8朝着第一夹线机构7运动，当所述第二夹线机构8到达第一夹线机构7处时，所述第二夹线气缸8-3驱动第三夹线件8-1和第四夹线件8-2将耳线夹住，此时，所述第一夹线气缸7-3带动所述第二夹线件7-2退出凹槽7-11，所述输送电机9-1带动丝杆转动，从而带动第二夹线机构8朝远离第一夹线机构7的方向运动，并同时带动耳线运动。当第二夹线机构8运动到特定位置处，所述第一夹线气缸7-3带动第二夹线件7-2的夹线部7-21进入到凹槽7-11内，从而夹紧耳线。接着，当所述夹持模块4中的夹持机构将耳线的两端夹住时，所述耳线裁剪机构将耳线剪断；同时所述第一夹线气缸7-3和第二夹线气缸8-3分别驱动第一夹线机构7和第二夹线机构8松开耳线，这样就完成耳线的交接，重复上述步骤，即可以连续完成耳线的交接工作。其中，所述耳线裁剪机构11的具体结构可以参照市面上现有的裁剪机构实施。
除上述实施方式外，所述输送驱动机构9还可以采用气缸驱动的方式。所述耳线焊接装置3和口罩输送装置可以采用市面上现有的装置实施，例如所述耳线焊接装置3采用焊接头以及驱动焊接头竖向运动的竖向气缸10。
参见图19-图23，所述封边模块A包括用于将口罩本体夹紧的夹紧机构1a用于将口罩本体对折的对折机构2a以及用于将对折后的口罩本体转移至封边工位的转移机构3a以及用于对口罩本体进行封边的封边机构4a。
参见图19-图23，所述夹紧机构1a包括接料平台1-1a、设置在接料平台1-1a上方的成型板1-2a、驱动接料平台1-1a向上运动以将口罩本体夹紧的夹紧驱动机构1a-3a，所述接料平台1-1a以及成型板1-2a上在与口罩本体的对折位置对应处设有上下贯通的避让槽；其中，所述夹紧驱动机构1a-3a可以采用气缸驱动的方式，或者采用电机与丝杆传动机构结合的方式。
参见图19-图23，所述对折机构2a包括对折板2-1a以及驱动对折板2-1a上下移动的对折驱动机构2-2a，其中，所述对折板2-1a设置于所述避让槽的正下方，所述对折驱动机构2-2a可以采用气缸驱动的方式，或者采用电机与丝杆传动机构结合的方式。
所述转移机构3a设置于夹紧机构1a的上方，包括用于夹紧对折后的口罩本体的夹持机构以及驱动夹持机构移动至封边工位的夹持驱动机构，其中，所述夹持机构包括第一夹持块3-1a、第二夹持块3-2a以及用于驱动所述第一夹持块3-1a和第二夹持块3-2a夹紧或松开的夹持气缸3-3a，其中，所述夹持气缸3-3a的伸缩杆分别与第一夹持块3-1a和第二夹持块3-2a连接；所述夹持驱动机构包括设置在所述成型板1-2a上的第一支架3-4a以及设置在第一支架3-4a上的直线气缸3-5a，其中，所述直线气缸3-5a安装在第一支架3-4a上，该直线气缸3-5a的伸缩杆通过连接块3-6a与所述夹持气缸3-3a的缸体连接。通过直线气缸3-5a带动夹持机构竖向运动至对折后的口罩本体处时，所述夹持气缸3-3a带动第一夹持块3-1a和第二夹持块3-2a做相向运动，实现对对折后的口罩进行夹紧；然后直线气缸3-5a带动夹持机构竖向运动到封边工位处，封边机构4a对该口罩本体进行封边。在本实施例中，本发明的直线气缸3-5a可以用电机与丝杆传动机构代替。
所述封边机构4a包括封边动模4-1a、与封边动模4-1a相对设置的超声波焊头4-2a以及驱动封边动模4-1a运动的封边驱动机构，其中，所述封边驱动机构包括第二支架4-3a、设置在第二支架4-3a上的驱动气缸4-4a，其中，所述驱动气缸4-4a安装在所述第二支架4-3a上，该驱动气缸4-4a的伸缩杆与所述封边动模4-1a连接；所述封边动模4-1a与所述第二支架4-3a之间还设置有横向导向机构4-5a，所述横向导向机构4-5a为四组，每组包括设置在第二支架4-3a上的导向套以及设置在封边动模4-1a上的导杆，其中，所述导杆安装在所述导向套上。通过驱动气缸4-4a带动封边动模4-1a运动，从而将对折后的口罩本体压紧在所述超声波焊接头处，完成对口罩本体的封边工序。
参见图19-图23，所述成型板1-2a中的避让槽为成型槽，所述对折板2-1a推动口罩本体从成型槽中穿过。通过设置成型槽，口罩本体在对折板2-1a的驱动下，从成型槽中通过，成型槽为夹缝结构，由成型槽中通过的口罩本体自然对折，并实现了对折过程中的定位，使得口罩本体可以精确对折。
参见图19-图23，所述成型板1-2a设有用于引导对折后的口罩本体上下移动的引导机构1-4a，该引导机构1-4a由相对设置的两个挡板构成，该引导机构1-4a一端连接所述成型板1-2a的成型槽，另一端延伸至封边工位处。通过设置所述引导机构1-4a，在转移机构3a夹持口罩本体送往封边工位的过程中，可以对对折后的口罩本体进行定位导向，使得口罩本体能够精确地转移至封边工位处。
参见图19-图23，所述夹持驱动机构还包括竖向导向机构3-7a，所述竖向导向机构3-7a为两组，每组竖向导向机构3-7a包括设置在第一支架3-4a上的导杆以及设置在所述连接块3-6a上的与所述导杆配合的导向孔，其中，所述导杆竖向穿过所述导向孔。通过设置竖向导向机构3-7a，可以对夹持机构的竖向运动进行导向，从而保证其运动精度，以此来准确将对折后的口罩转移到封边工位处。
参见图19-图23，所述成型板1-2a下方设置有定位框1-5a，所述定位框1-5a位于所述送条推板的正上方，用于对送料平台上的口罩本体进行导向和限位。在夹紧驱动机构1a-3a带动送料平台竖向运动与成型板1-2a配合时，所述定位框1-5a可以对送料平台中的口罩本体进行导向和限位，使得口罩本体在所述定位框1-5a中做竖向运动，而该定位框1-5a的内腔则对口罩本体进行限位，使得所述口罩本体不发生偏移，即该口罩本体的中心位置位于所述避让槽处，这样当对折驱动机构2-2a带动对折板2-1a向上运动时，该对折板2-1a的上端与口罩的平分线接触并带动口罩本体穿过避让槽后进入成型板1-2a中，实现口罩本体的精准对折。
参见图1-图23，所述封边模块A为多组，沿着口罩基体的输送方向排列。由于口罩本体在到达封边模块A处时已经和口罩基体分离，因此可以设置多组封边模块A，从而调节生产节拍，充分发挥设备的产能，提高生产效率。
参见图19-图23，所述封边模块A的工作原理是：
当焊接好耳线的口罩本体输送至料平台后，口罩本体上的对折部位与所述避让槽相对齐，所述紧驱动机构驱动接料平台1-1a向上运动，从而将口罩本体夹紧在接料平台1-1a与成型板1-2a之间；随后对折机构2a中的对折驱动机构2-2a带动对折板2-1a向上运动，对折板2-1a穿过避让槽，将口罩本体向上推动，使得口罩本体形成对折状态；接着，转移机构3a中的夹持机构将对折后的口罩本体夹持，在夹持驱动机构的驱动下将折叠后的口罩本体转移至封边工位处；封边机构4a中的封边驱动机构带动封板动模将口罩本体压紧在超声波焊头4-2a上，从而对口罩本体的边缘进行热风，形成立式折叠口罩。
参见图1-图23，本发明的立式折叠口罩全自动口罩生产设备的工作原理是：
多个布料料卷安装在料安装轴上，在卷料导向机构的引导下，多种布料输送至滚花模块E中进行滚花复合，在滚花模块E之前，通过鼻梁线置入模块F将鼻梁线置入到布料中，随后续的滚花模块E被封装于口罩基体内；口罩基体以间隙式的方式进行运动，每次运动的距离是相邻两个口罩本体之间的距离；滚花模块E中的滚花轴上设置有凸起，这些凸起与超声波焊头配合在口罩基体上滚压出超声波焊接线，使得多层布料被固定在一起，其中部分超声波焊接线形成口罩本体的轮廓，该轮廓对应于立式折叠口罩成型后的开口边缘；口罩本体在滚花之后，保持平展的状态输送至切边模块D中，切边模块D用于在口罩基体中切出口罩本体，切边模块D在口罩基体上的裁切轮廓分成两部分，一部分是沿着上述构成成型后立式折叠口罩的开口边缘的超声波焊接线外侧的切边，另一部分是与后续的封边轮廓对应的切边；切出的口罩本体为展开状态，由于切边模块D和滚花模块E相邻设置，因此容易保证切边形成的裁切轮廓与滚花形成的边缘的相对位置精度；切边后的口罩本体嵌入在口罩基体上，口罩基体对口罩本体起到定位作用，两者仍然作为一个整体向前输送至后续的工位，从而保证口罩本体输送至后续工位的时候依然能够保证位置精度，从而便于后续的定位和加工；当口罩本体到达耳线焊接模块H处后，由耳线焊接模块H将耳带焊接到口罩本体上；随后输送至封边模块A，在封边模块A处，对与口罩基体已经分离的口罩本体进行对折，并对设定的裁切轮廓边缘进行封边，从而形成立式折叠口罩。口罩本体在输送至耳线焊接工位以及封边工位之前，利用打孔模块B在口罩基体宽度方向的两侧打出定位孔，定位孔与裁切出的每个口罩本体一一对应；当口罩本体输送至耳线焊接工位以及封边工位上时，在进行耳线焊接和封边之前，通过定位驱动机构驱动定位杆伸入到定位孔中，从而可以纠正口罩基体以及位于口罩基体内的对应口罩本体的位置偏差，从而保证口罩基体以及嵌入在口罩基体内的口罩本体能够实现准确无误的定位传送，从而从根本上解决现有技术中口罩基体输送定位精度差的问题。
采用上述优选方案的目的在于，通过定位杆与定位孔的配合，使得口罩基体可以在各个加工工位上进行精确的定位，具体地，通过打孔模块B在口罩基体的两侧打出定位孔，定位孔与裁切出的每个口罩本体一一对应，当口罩本体输送至耳线焊接工位、封边工位等后续加工工位时，通过定位驱动机构驱动定位杆伸入到定位孔中，从而可以纠正口罩基体以及位于口罩基体内的对应口罩本体的位置偏差，从而保证口罩基体以及嵌入在口罩基体内的口罩本体能够实现准确无误的定位传送，从而从根本上解决现有技术中口罩基体输送定位精度差的问题。
参见图1-图23，本发明的立式折叠口罩全自动口罩生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）多个布料料卷安装在料安装轴上，在卷料导向机构的引导下，多种布料输送至滚花模块E中进行滚花复合，在滚花模块E之前，通过鼻梁线置入模块F将鼻梁线置入到布料中，随后续的滚花模块E被封装于口罩基体内；
（2）滚花模块E中的滚花轴上设置有凸起，这些凸起与超声波焊头配合在口罩基体上滚压出超声波焊接线，使得多层布料被固定在一起，且形成口罩本体的轮廓；
（3）口罩本体在滚花之后，保持平展的状态输送至切边模块D中，切边模块D用于在口罩基体中切出口罩本体，切出的口罩本体为展开状态，该口罩本体的部分外轮廓与滚花模块E滚出的构成成型后立式折叠口罩的开口边缘的超声波焊接线相匹配；切边后的口罩本体嵌入在口罩基体上，口罩基体对口罩本体起到定位作用，两者作为一个整体向前输送至后续的工位；
（4）当口罩本体到达耳线焊接模块H处后，通过定位驱动机构驱动定位杆伸入到定位孔中，纠正口罩基体以及位于口罩基体内的对应口罩本体的位置偏差，随后由耳线焊接模块H将耳带焊接到口罩本体上；
（5）随后输送至封边模块A，通过定位驱动机构驱动定位杆伸入到定位孔中，纠正口罩基体以及位于口罩基体内的对应口罩本体的位置偏差，随后对与口罩基体已经分离的口罩本体进行对折，并对设定的轮廓边缘进行封边，从而形成立式折叠口罩。
实施例2
参见图24，本实施例与实施例1的不同之处在于：
所述定位模块C包括支架4c、设置在支架4c上的第一定位轮1c、第二定位轮3c以及用于驱动第一定位轮1c和第二定位轮3c转动的定位驱动机构，其中，所述第一定位轮1c设置在口罩基体的输送平面的上方，所述第二定位轮4c设置在口罩基体的输送平面的下方，该第二定位轮3c上设置有与所述口罩基体上的定位孔配合的定位凸点3-1c，所述定位凸点3-1c为多个，多个定位凸点3-1c沿着所述第二定位轮3c的圆周方向在该第二定位轮3c的外圆周面上均匀排列，所述第一定位轮1c上设置有用于避让所述定位凸点的定位槽1-1c，所述定位槽1-1c沿着所述第一定位轮1c的圆周方向延伸。
通过定位驱动机构带动第一定位轮1c和第二定位轮3c转动，使得第二定位轮3c在转动的同时该第二定位轮3c上的定位凸点3-1c进入到口罩基体的定位孔中，从而对口罩基体的位置进行矫正。同时，通过第一定位轮1c和第二定位轮3c配合，也可以实现将口罩基体向前输送。而相对于实施例1中通过定位杆竖向运动来实现对口罩基体的位置进行矫正的方式而言，本实施例的定位模块C所采用的定位方式的定位速度更快，且定位精度更高，并且在定位的同时也有利于将口罩基体向前输送；
另外，所述定位模块C中的第一定位轮1c和第二定位轮2c为两组，且分别设置在所述口罩基体的两侧，其中，两组第一定位轮1c之间通过连接杆2c连接；两组第二定位轮3c之间通过连接杆5c连接；所述定位驱动机构为定位电机，所述定位电机通过同步带传动机构或齿轮传动机构分别与连接杆2c或/和连接杆5c连接。
在本实施例中，所述定位模块C为多组，多组定位模块C沿着口罩基体的输送方向依次设置在各个功能模块（例如其中一组设置在耳线焊接模块H和封边模块A）之间，通过设置多组定位模块C，可以实现对口罩基体的各个位置进行矫正，从而更进一步地保证口罩基体的输送精度，使得口罩基体上的口罩本体可以精确到达各个加工工位，例如耳线焊接工位、封边工位等等，从而保证口罩的质量。
其余结构参照实施例1实施。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于，所述打孔模块B位于所述切边模块D和所述滚花模块E之间；所述定位模块C设置在切边工位、耳线焊接工位和封边工位处。
其余结构可以参照实施例2实施。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种立式折叠口罩全自动口罩生产设备，其特征在于，包括依次设置的上料模块、鼻梁线置入模块、滚花模块、切边模块、耳线焊接模块、封边模块以及废料牵引模块，在上述模块之间设置有若干用于牵引布料向前输送的布料牵引模块；其中，所述上料模块用于将多层布料输送至后续工位，包括若干个卷料安装轴以及卷料导向机构；所述滚花模块包括滚花轴以及驱动滚花轴转动的滚花驱动机构；所述切边模块相邻设置在滚花模块的下游工位，该切边模块包括切边轴以及驱动切边轴转动的切边驱动机构，由多层布料复合而成的口罩基体经滚花模块滚花后，以平展状态进入切边模块，由切边模块的切边轴裁切出来的口罩本体嵌入在口罩基体中随口罩基体向前输送；所述耳线焊接模块用于将耳线焊接到裁切出来的口罩本体上，所述封边模块用于将口罩本体进行对折并封边；
还包括用于在口罩基体的两侧打出定位孔的打孔模块以及用于对口罩基体进行定位的定位模块，其中，沿着口罩基体的输送方向，所述打孔模块设置于耳线焊接工位前方的工位上；所述定位模块设置于耳线焊接工位和封边工位上；或者所述打孔模块位于所述切边模块和所述滚花模块之间；所述定位模块设置在切边工位、耳线焊接工位和封边工位处；所述打孔模块在口罩基体中与每个口罩本体对应的位置均打有定位孔，所述定位模块通过与所述定位孔配合以实现对口罩基体的位置姿态进行纠正；
所述定位模块包括支架、设置在支架上的第一定位轮、第二定位轮以及用于驱动第一定位轮和第二定位轮转动的定位驱动机构，其中，所述第一定位轮设置在口罩基体的输送平面的上方，所述第二定位轮设置在口罩基体的输送平面的下方，该第二定位轮上设置有与所述口罩基体上的定位孔配合的定位凸点，所述定位凸点为多个，多个定位凸点沿着所述第二定位轮的圆周方向在该第二定位轮的外圆周面上均匀排列，所述第一定位轮上设置有用于避让所述定位凸点的定位槽，所述定位槽沿着所述第一定位轮的圆周方向延伸；
所述耳线焊接模块包括用于输送耳线的耳线输送装置、用于将耳线输送装置中的耳线夹持并输送到耳线焊接工位的耳线夹持输送装置以及用于将耳线焊接工位处的耳线焊接到口罩本体上的耳线焊接装置，其中，所述耳线夹持输送装置包括夹持模块、用于驱动所述夹持模块做竖向运动的竖向驱动机构以及用于驱动所述夹持模块做旋转运动的旋转驱动机构，其中，所述夹持模块为两组，且沿着所述口罩本体的输送方向依次排列；每组夹持模块包括至少两组夹持机构以及用于驱动所述夹持机构夹紧和张开的夹持驱动机构；所述旋转驱动机构用于驱动两组夹持模块做相向转动，驱动每组夹持模块中的夹持机构从耳线夹取工位转动至耳线焊接工位，且当第一个夹持机构到达耳线焊接工位时，下一个夹持机构位于耳线夹取工位处；所述耳线输送装置用于将待焊接的耳线输送至耳线夹取工位处；
所述封边模块包括用于将口罩本体夹紧的夹紧机构、用于将口罩本体对折的对折机构以及用于将对折后的口罩本体转移至封边工位的转移机构以及用于对口罩本体进行封边的封边机构，其中，所述夹紧机构包括接料平台、设置在接料平台上方的夹料板、驱动接料平台向上运动以将口罩本体夹紧的夹紧驱动机构，所述接料平台以及夹料板上在与口罩本体的对折位置对应处设有上下贯通的避让槽；所述对折机构包括对折板以及驱动对折板上下移动的对折驱动机构，所述对折板设置于所述避让槽的正下方；所述转移机构设置于夹紧机构的上方，包括用于夹紧对折后的口罩本体的夹持机构以及驱动夹持机构移动至封边工位的夹持驱动机构；所述封边机构包括封边动模、与封边动模相对设置的超声波焊头以及驱动封边动模运动的封边驱动机构；
所述夹料板的上方设置有成型板，该成型板上设有成型槽，所述对折板推动口罩本体从成型槽中穿过；
所述成型板设有用于引导对折后的口罩本体上下移动的引导机构，该引导机构由相对设置的两个挡板构成，该引导机构一端连接所述成型板的成型槽，另一端延伸至封边工位处。
2.根据权利要求1所述的立式折叠口罩全自动口罩生产设备，其特征在于，沿着口罩基体的传送方向，所述滚花模块滚压出的构成成型后立式折叠口罩的开口边缘的超声波焊接线位于前侧，所述切边模块切除的裁切轮廓中，与后续封边位置对应的裁切轮廓位于后侧。
3.根据权利要求1所述的立式折叠口罩全自动口罩生产设备，其特征在于，所述耳线焊接模块为两组，相对设置在同一个耳线焊接工位的两侧。
4.根据权利要求1所述的立式折叠口罩全自动口罩生产设备，其特征在于，所述封边模块为多组，沿着口罩基体的输送方向排列。
5.一种用于权利要求1-4任一项所述的立式折叠口罩全自动口罩生产设备的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）多个布料料卷安装在料安装轴上，在卷料导向机构的引导下，多种布料输送至滚花模块中进行滚花复合，在滚花模块之前，通过鼻梁线置入模块将鼻梁线置入到布料中，随后续的滚花模块被封装于口罩基体内；
（2）滚花模块中的滚花轴上设置有凸起，这些凸起与超声波焊头配合在口罩基体上滚压出超声波焊接线，使得多层布料被固定在一起，且形成口罩本体的轮廓；
（3）口罩本体在滚花之后，保持平展的状态输送至切边模块中，切边模块用于在口罩基体中切出口罩本体，切出的口罩本体为展开状态，该口罩本体的部分外轮廓与滚花模块滚出的构成成型后立式折叠口罩的开口边缘的超声波焊接线相匹配；切边后的口罩本体嵌入在口罩基体上，口罩基体对口罩本体起到定位作用，两者作为一个整体向前输送至后续的工位；
（4）当口罩本体到达耳线焊接模块处后，通过定位模块与口罩基体上的定位孔配合，纠正口罩基体以及位于口罩基体内的对应口罩本体的位置偏差，随后由耳线焊接模块将耳带焊接到口罩本体上；
（5）随后输送至封边模块，通过定位模块与所述定位孔配合，从而纠正口罩基体以及位于口罩基体内的对应口罩本体的位置偏差，随后对与口罩基体已经分离的口罩本体进行对折，并对设定的轮廓边缘进行封边，从而形成立式折叠口罩。
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