工業機器人在服裝生產自動化系統中應用初探＊

鄭一平，劉思潔，吳文俊，夏蕾，陳曉斌

工業機器人在服裝生產自動化系統中應用初探＊

鄭一平1，劉思潔1，吳文俊2，夏蕾2，陳曉斌2

（1.北京服裝學院 材料設計與工程學院，北京 100029；2.琦星智能科技股份有限公司，浙江 臺州 317600）

中國是服裝生產大國，服裝生產是勞動密集型行業，隨著智能制造的升級，工業機器人在服裝生產行業中將扮演著重要的角色。主要介紹了服裝生產行業目前生產流水線的特點，以及當前一些縫制設備自動化廠家在服裝生產行業進行的無人全自動化服裝生產流水線設計案例。盡管這些設計相對于整個行業都比較超前，但卻引領著未來服裝生產行業的方向。

工業機器人；服裝生產；自動化系統；自動化服裝生產線

工業機器人在工業自動化生產中扮演著越來越重要的角色，相較于汽車、電子、工業制造等自動化程度較高的行業，屬于勞動密集型的服裝加工行業，自動化生產更新相對較慢。但是隨著自動化技術的不斷提升，以及人工成本的日益提高，自動化服裝生產線逐步完善，在未來，可能對人工實現完全替代，形成無人的全自動化系統。

1 當前服裝生產行業自動化情況

當前的服裝生產行業，基本整體上還處于人工操作單機的生產流水線，即工人操作單獨的生產設備后將半成品累積，傳送到下一環節，因此流水線各個環節相對比較獨立零散，各個環節進行對接的自動化程度也不高，大量工作需要依靠人工手工完成，整體行業現狀屬于勞動密集型行業特點。隨著人工成本逐漸增加，此外隨著自動化設備與智能制造結合，服裝生產行業也將向全面自動化和無人工廠的方向進行升級，整體生產流水線形式也必將發生較大的變化。

2 工業機器人在服裝生產自動化系統中應用的探索

2.1 機器人抓面料的實現

對于柔性面料的抓取，是服裝生產行業實現自動化流水線的基礎技術。工業生產中的硬物體抓取相對比較容易實現，在抓取柔性布料的時候，當前其中的一種解決方案是氣動結構與軟體指結合，多個軟體指均安裝于工業機器人的一端，多個軟體指遠離工業機器人的一端均設置于預設平面上，軟體指內設置有指空腔，氣動機構安裝于抓取臂上，且與指空腔連通，氣動機構能夠吸收指空腔內的氣體，以使多個軟體指合攏并抓取預設平面上的布料。利用此系統，多個軟體指能夠在氣動機構吸氣時合攏并對布料進行抓取，穩定可靠，避免布料滑落，提高加工運輸的效率，實用性強，性價比高。另外一種方式是使用在工業機器人前端固定通電板的形式，根據不同布料的薄厚、質量、大小等特征，來設置通點板的通電量，通過靜電吸附原理，實現對布料的抓取。針對面料的抓取技術，可以用不同的方法實現，但是對于大批量、精準度、多樣自由度的要求，各種抓取的技術還有一段路要走。

2.2 機器人協同縫制設備工作

在這種應用情況及當前單獨縫紉設備工作的前提下，進行生產線流程設計。在此種設計中，機器人完成一個或多個工人的操作動作，實現機器對人的替代。

這種服裝生產流水線設計有兩個方向：①一臺機器人完成服務多臺同一種類縫制設備。例如，工業機器人配合模板機工作，一臺機器人同時配合多臺模板機換模板。或是一臺機器人服務于多臺平縫機，完成一件衣服不同部位的縫制工作。②一臺機器人完成服務多臺不同種類縫制設備。借助于多種外設輔助工具設備以及視覺等，機器人可以完成抓布、上料、識別形狀等任務，實現不同種類的縫制，最后在一條線上完成一件衣服的生產。

2.3 全新設計的集成服裝生產線

以上的工業機器人應用的服裝生產線案例都是基于獨立的縫制設備，而設計的生產流水線，它們的特點是依據當前人工生產流水線特點設計，工業機器人完成的是工人的生產動作，流水線設計并未按照全自動化生產特點，集成度并不高。

由美國SoftWear Automation公司設計的集成化制衣生產流水線，這條流水線中間完全不需要人力干預，全程自動化便能生產出T恤，而且生產機器人的效率高達22 s一件。在這條流水線上，各種機器人及縫制設備已經完全融合成一個整體，都集成坐落在滾輪臺板上，布料的送料動作通過滾輪臺面完成，將布料送到不同的縫制工序，只需準備裁剪好的布料，系統自動完成衣服的全套縫制任務，最后輸出成衣。整臺制衣機械設計集成度非常高，中間不需要任何人工參與，真正實現了全自動化無人生產，雖然看起來好像是概念化的設計理念，但是在實際中此生產線已經被服裝廠家定制，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線是發展趨勢和方向。

3 結論

隨著工業自動化的升級，各種形式的自動化服裝生產線將越來越多展現在大家面前，雖然很多可能由于成本等原因，暫時屬于概念階段，但是隨著技術的不斷推動和發展，無人的全智能化服裝生產流水線指日可待。

鄭一平，講師，主要從事電致變色材料和服裝機械自動化方面的研究。

北京市教委2018年度科研計劃一般項目（編號：KM201810012011）

TP242.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.23.066

2095－6835（2019）23－0142－01

〔編輯：嚴麗琴〕