工業(yè)機(jī)器人在服裝生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用初探＊

鄭一平，劉思潔，吳文俊，夏蕾，陳曉斌

工業(yè)機(jī)器人在服裝生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用初探＊

鄭一平1，劉思潔1，吳文俊2，夏蕾2，陳曉斌2

（1.北京服裝學(xué)院 材料設(shè)計(jì)與工程學(xué)院，北京 100029；2.琦星智能科技股份有限公司，浙江 臺州 317600）

中國是服裝生產(chǎn)大國，服裝生產(chǎn)是勞動(dòng)密集型行業(yè)，隨著智能制造的升級，工業(yè)機(jī)器人在服裝生產(chǎn)行業(yè)中將扮演著重要的角色。主要介紹了服裝生產(chǎn)行業(yè)目前生產(chǎn)流水線的特點(diǎn)，以及當(dāng)前一些縫制設(shè)備自動(dòng)化廠家在服裝生產(chǎn)行業(yè)進(jìn)行的無人全自動(dòng)化服裝生產(chǎn)流水線設(shè)計(jì)案例。盡管這些設(shè)計(jì)相對于整個(gè)行業(yè)都比較超前，但卻引領(lǐng)著未來服裝生產(chǎn)行業(yè)的方向。

工業(yè)機(jī)器人；服裝生產(chǎn)；自動(dòng)化系統(tǒng)；自動(dòng)化服裝生產(chǎn)線

工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中扮演著越來越重要的角色，相較于汽車、電子、工業(yè)制造等自動(dòng)化程度較高的行業(yè)，屬于勞動(dòng)密集型的服裝加工行業(yè)，自動(dòng)化生產(chǎn)更新相對較慢。但是隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷提升，以及人工成本的日益提高，自動(dòng)化服裝生產(chǎn)線逐步完善，在未來，可能對人工實(shí)現(xiàn)完全替代，形成無人的全自動(dòng)化系統(tǒng)。

1 當(dāng)前服裝生產(chǎn)行業(yè)自動(dòng)化情況

當(dāng)前的服裝生產(chǎn)行業(yè)，基本整體上還處于人工操作單機(jī)的生產(chǎn)流水線，即工人操作單獨(dú)的生產(chǎn)設(shè)備后將半成品累積，傳送到下一環(huán)節(jié)，因此流水線各個(gè)環(huán)節(jié)相對比較獨(dú)立零散，各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行對接的自動(dòng)化程度也不高，大量工作需要依靠人工手工完成，整體行業(yè)現(xiàn)狀屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)特點(diǎn)。隨著人工成本逐漸增加，此外隨著自動(dòng)化設(shè)備與智能制造結(jié)合，服裝生產(chǎn)行業(yè)也將向全面自動(dòng)化和無人工廠的方向進(jìn)行升級，整體生產(chǎn)流水線形式也必將發(fā)生較大的變化。

2 工業(yè)機(jī)器人在服裝生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用的探索

2.1 機(jī)器人抓面料的實(shí)現(xiàn)

對于柔性面料的抓取，是服裝生產(chǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線的基礎(chǔ)技術(shù)。工業(yè)生產(chǎn)中的硬物體抓取相對比較容易實(shí)現(xiàn)，在抓取柔性布料的時(shí)候，當(dāng)前其中的一種解決方案是氣動(dòng)結(jié)構(gòu)與軟體指結(jié)合，多個(gè)軟體指均安裝于工業(yè)機(jī)器人的一端，多個(gè)軟體指遠(yuǎn)離工業(yè)機(jī)器人的一端均設(shè)置于預(yù)設(shè)平面上，軟體指內(nèi)設(shè)置有指空腔，氣動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于抓取臂上，且與指空腔連通，氣動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠吸收指空腔內(nèi)的氣體，以使多個(gè)軟體指合攏并抓取預(yù)設(shè)平面上的布料。利用此系統(tǒng)，多個(gè)軟體指能夠在氣動(dòng)機(jī)構(gòu)吸氣時(shí)合攏并對布料進(jìn)行抓取，穩(wěn)定可靠，避免布料滑落，提高加工運(yùn)輸?shù)男?，?shí)用性強(qiáng)，性價(jià)比高。另外一種方式是使用在工業(yè)機(jī)器人前端固定通電板的形式，根據(jù)不同布料的薄厚、質(zhì)量、大小等特征，來設(shè)置通點(diǎn)板的通電量，通過靜電吸附原理，實(shí)現(xiàn)對布料的抓取。針對面料的抓取技術(shù)，可以用不同的方法實(shí)現(xiàn)，但是對于大批量、精準(zhǔn)度、多樣自由度的要求，各種抓取的技術(shù)還有一段路要走。

2.2 機(jī)器人協(xié)同縫制設(shè)備工作

在這種應(yīng)用情況及當(dāng)前單獨(dú)縫紉設(shè)備工作的前提下，進(jìn)行生產(chǎn)線流程設(shè)計(jì)。在此種設(shè)計(jì)中，機(jī)器人完成一個(gè)或多個(gè)工人的操作動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器對人的替代。

這種服裝生產(chǎn)流水線設(shè)計(jì)有兩個(gè)方向：①一臺機(jī)器人完成服務(wù)多臺同一種類縫制設(shè)備。例如，工業(yè)機(jī)器人配合模板機(jī)工作，一臺機(jī)器人同時(shí)配合多臺模板機(jī)換模板。或是一臺機(jī)器人服務(wù)于多臺平縫機(jī)，完成一件衣服不同部位的縫制工作。②一臺機(jī)器人完成服務(wù)多臺不同種類縫制設(shè)備。借助于多種外設(shè)輔助工具設(shè)備以及視覺等，機(jī)器人可以完成抓布、上料、識別形狀等任務(wù)，實(shí)現(xiàn)不同種類的縫制，最后在一條線上完成一件衣服的生產(chǎn)。

2.3 全新設(shè)計(jì)的集成服裝生產(chǎn)線

以上的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的服裝生產(chǎn)線案例都是基于獨(dú)立的縫制設(shè)備，而設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流水線，它們的特點(diǎn)是依據(jù)當(dāng)前人工生產(chǎn)流水線特點(diǎn)設(shè)計(jì)，工業(yè)機(jī)器人完成的是工人的生產(chǎn)動(dòng)作，流水線設(shè)計(jì)并未按照全自動(dòng)化生產(chǎn)特點(diǎn)，集成度并不高。

由美國SoftWear Automation公司設(shè)計(jì)的集成化制衣生產(chǎn)流水線，這條流水線中間完全不需要人力干預(yù)，全程自動(dòng)化便能生產(chǎn)出T恤，而且生產(chǎn)機(jī)器人的效率高達(dá)22 s一件。在這條流水線上，各種機(jī)器人及縫制設(shè)備已經(jīng)完全融合成一個(gè)整體，都集成坐落在滾輪臺板上，布料的送料動(dòng)作通過滾輪臺面完成，將布料送到不同的縫制工序，只需準(zhǔn)備裁剪好的布料，系統(tǒng)自動(dòng)完成衣服的全套縫制任務(wù)，最后輸出成衣。整臺制衣機(jī)械設(shè)計(jì)集成度非常高，中間不需要任何人工參與，真正實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化無人生產(chǎn)，雖然看起來好像是概念化的設(shè)計(jì)理念，但是在實(shí)際中此生產(chǎn)線已經(jīng)被服裝廠家定制，相信未來越來越多的類似這一類型的高度集成化服裝生產(chǎn)線是發(fā)展趨勢和方向。

3 結(jié)論

隨著工業(yè)自動(dòng)化的升級，各種形式的自動(dòng)化服裝生產(chǎn)線將越來越多展現(xiàn)在大家面前，雖然很多可能由于成本等原因，暫時(shí)屬于概念階段，但是隨著技術(shù)的不斷推動(dòng)和發(fā)展，無人的全智能化服裝生產(chǎn)流水線指日可待。

鄭一平，講師，主要從事電致變色材料和服裝機(jī)械自動(dòng)化方面的研究。

北京市教委2018年度科研計(jì)劃一般項(xiàng)目（編號：KM201810012011）

TP242.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.23.066

2095－6835（2019）23－0142－01

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕