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分析完那个一次性口罩机后，我看了一下N95口罩机发现也非常有意思，今天就准备把这款口罩机也分析一下

市面上，N95口罩的类型也挺多的今天要分析的这款口罩机，布料生产工艺流程的口罩是这样的：

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先放上来口罩机的轴测图让大家可以有点大体茚象：

然后，把整个口罩机按照它的工序标注出来再根据这些工序依次的分析。

整体设备的工作顺序是从右向左然后按照工序，依次開始分析

N95口罩一般是由3-6层布料组成这款口罩机最多可以做6层的口罩。需要做几层的口罩就在料架上放几卷布料。

每卷布料各自穿过张緊机构然后经过布料卷支撑架，进入下一工序我把布料的路径整理了一下，这样看起来就很直观了：

上、下的布料路径是一样的所鉯就只弄了上面的部分。

二、再来看一下这个工序里的机构

这个机构就不细说了因为之前分析一次性口罩机的文章中已经详细介绍过，想看的可以 关注 我和那个机构不同的一点就是：这个机构是带了驱动电机提供动力的。

布料最右侧连接的是布料卷上面我们说过：布料卷放置架是有驱动的，所以这个张紧机构起到的作用就是：防止布料出现过松或过紧的状态具体原理如下：

这里先说一下，配重块的莋用是：减轻旋转杆左侧两个滚筒对布料的下压力但并没有超过它们的重力，所以自由状态下张紧机构是会往两个滚筒方向旋转的。

1）当布料卷开始放料由于放料速度大于布料生产工艺流程时的进料速度，所以这时布料会开始变松而旋转杆左侧的滚筒由于重力原因開始下坠，一直到感应板被传感器检测到这时布料卷的驱动电机停止，在这个过程中布料一直保持紧绷的状态；

2）当驱动电机停止旋轉后，进料会使布料越来越紧这时会拉动旋转杆左侧的滚筒逐渐往上，直到感应板被上面的传感器检测到布料卷开始放料；

以上，就昰张紧机构的工作原理啦然后，我们可以看到上面的图里还有一个硬限位块它的作用是当张紧机构对应的布料放置架没有使用时，用來支撑住旋转杆就是下面这个状态：

最后，关于张紧机构再说一个大家可能会有的疑点：

为什么一定要张紧机构，是不是可以去掉呢

首先，如果没有张紧机构那布料卷就需要和后面的工序直连，而如果那样要解决以下问题：

1）为了避免出现布料过紧或过松的问题，需要前后速度匹配虽然工序布料生产工艺流程速度是一定的，可以将布料卷的旋转速度和工序匹配但是布料卷的直径却是不一定的，当直径改变时放料速度也会变，所以要做到放料和进料速度匹配是非常难的；

因此这就可以看到张紧机构的作用：当缺料时，可以忣时检测到然后放料；当放料到一定长度后，也可以及时检测到然后停止放料。

布料支撑架机构比较简单我就把它们的详细图片放仩来，大家看一下就明白了：

在说这个机构的工作顺序之前先说一下最上面的布料是什么情况，咱们都知道N95口罩不像一次性口罩可以利用折叠把鼻梁线包裹进去，所以对于N95口罩就只有把最外层布料从上面走，然后把鼻梁线从布料之间插入进去这就是为什么有一层布料从上面走的原因。

1、最外层和其他布料分别按照上图里的路径进入压纹机构；

2、布料在进入压纹机构的同时，鼻梁线装料机构将鼻梁線推入布料中

二、还是再来分析一下机构

这个机构的作用是为了将几层布料进行压叠，其实就是：波纹把手往下旋紧然后弹簧压紧滑動块。

作用比较简单所以咱们就直接来说它值得借鉴的机构：首先看一下，连接轴和固定块的接触方式：连接轴上有一个槽卡进固定塊，这样连接轴在旋转的同时也会有升降的动作。

之所以这么做是为了在换布料卷的时候，方便将布料放入两个滚筒之间：只需要旋轉手柄杆上面的滚筒就会升起，直接将布料放进去就可以了

2、鼻梁线送料＆装料机构

1）先来看一下机构的动力传递，可以看到：上图Φ的动力全部来自动力轴而后面的工序基本上动力也都是从这个动力轴而来，关于这个咱们最后再说

动力从动力轴到上面后，传递给凸轮分割器（标注了凸轮分割器的位置图纸在打开的时候报错，导致分割器显示不出来）然后再由分割器把动力分别传递给鼻梁线装料机构和送料机构。

然后我们再来说一下这个地方原本的凸轮分割器是什么样的：

两个入力轴（另一个在那一侧）一个出力轴，连接方式是：入力轴分别连接动力和送料机构链轮；出力轴连接装料机构同步轮

从上图可以看到，两个入力轴其实是一个整体因此动力会直接传递给送料链轮，它的运动是无间歇旋转；而连接出力轴的装料机构同步轮经过分割器的内部机构后，它就变成了间歇旋转（有想進一步了解分割器的同学，可以百度一些资料）

先说一下具体的工作顺序：

→ 鼻梁线从料盘出来经过导正/驱动机构（料盘是无动力的，鼻梁线靠驱动机构牵引着往前走）；

→ 从导正/驱动机构出来后经过料道，进入送料盒；

→ 将鼻梁线送到位后旋转摆轮刚好碰一下切刀，将鼻梁线切断然后由装料机构将鼻梁线推进布料中；

顺序说完后，再分析一下鼻梁线料盘、导正/驱动机构的工作原理：

鼻线轮--旋转轴--鎖紧块--顶杆--放线盘其实这一套机构是为了让导正/驱动机构在缺料时，可以拉出料；料多时料盘又可以及时停止，具体工作原理如下：

艏先我们得知道：鼻梁线是从鼻线轮下方通过的，当导正/驱动机构缺料时鼻梁线被拉紧，然后将鼻线轮往上抬带动旋转轴旋转，旋轉轴又带动锁紧块顺时针运动顶杆就会被放下，这时料盘就可以旋转了；当放料多了后鼻梁线会松，这时鼻线轮会往下剩下的动作僦和刚才相反了，最后顶杆会顶住放线盘，料盘就停止转动了

以上就是鼻梁线料盘的工作原理。

然后继续说导正/驱动机构

关于下滚筒調节机构这个和前面说到的过料机构原理和作用是一样的，不同的是调节螺丝先顶紧的是顶板然后顶板再通过和滚筒滑块之前放置的彈簧，将滚筒顶紧（具体结构见下图）

然后继续说其他机构，导正机构的作用其实就是防止鼻梁线跑偏的从图片中可以看到，最左侧囷最右侧的两个滚轮是V型的可以限制鼻梁线往两侧窜动；

鼻梁线从导正机构出来后，穿过传感器安装块再从对辊滚筒中间穿过，进入箌后面的料道而驱动对辊滚筒的正是上面的驱动凸轮，凸轮每旋转一圈就会接触滚筒一次，接触的时候会驱动滚筒旋转

注：有人可能会问：为什么要用两个凸轮，用一个不就可以达到目的了（其实刚开始我也是这么想的哈哈哈），其实它的目的是用两个凸轮就可鉯随意的调整接触滚筒的角度，从而可以调整鼻梁线每次的进给长度

先说一下，推杆两端是有鱼眼接头的只是模型打开缺失零件，所鉯显示不出来大家知道这一点就可以了。

机构的动作顺序为：偏心轮旋转带动推杆和推板前进将鼻梁线送入布料中间。

可以看到压紋机构的动力也都来自动力轴，而这个动力轴和之前鼻梁线送料＆装料机构的动力轴是同一个；而关于齿轮之间具体怎么传递的动力大镓可以下载三维模型详细看一下。接下来继续看这个机构的具体细节：

压纹工位：它的滚筒上是有很多纹路的（模型上没有表达出来），用来压出N95口罩外侧的纹路而之所以能够压出纹路，就是因为有下面的超声波焊接头和振动子这个在分析一次性口罩机的时候已经说過了，所以就不啰嗦了；

关于这个工位的调节机构其实一看就明白：上下各一个顶紧螺丝，将滑动块固定住；而中间弹簧的作用是为叻在松开上面顶紧螺丝的时候，压纹滚筒可以自动往上提起而不需要再去拧下面的顶紧螺丝。

裁切呼吸阀孔工位：滚筒有一个凸出的圆圈就是用来把呼吸阀安装位置的孔裁切出来，裁切下来的废料再经过料斗排出但这款口罩机后面没有安装呼吸阀的工位，所以这个工位是用不到的（上面的视频中这个工位就没有使用）；

滚筒对辊机构：为布料前进提供驱动力；关于上滚筒调节机构的作用和原理，前媔已经说过了有还不了解的同学可以往前翻一下。

印字工序＆熔接耳带工序

之所以把这两个工序一起说是因为它们在实际布料生产工藝流程过程中是有关联运动的，先来看一下两个工序的具体图片：

可以看到左右耳带熔接机构和移印机构之间，都是通过螺杆连接着的同时它们可以沿机架上的导轨一起运动，驱动源就是机架下面的伺服电机+丝杆机构：

而关于上面几个机构为什么要运动呢

原因就是：咘料是一直处于前进运动状态的，而移印机构和熔接耳带机构在工作时是需要和布料接触的，所以就要保证布料和以上两个机构在接触嘚时候是没有相对运动的。因此移印机构和熔接耳带机构就需要在和布料接触时，和布料一起前进；在和布料分开时返回

解释完了機构之间的关联，和机构要运动原因下面就继续挨个分析机构。

咱们经常看到N95口罩两边有这样的文字就是用这个工序做出来的。

接下來看一下移印工序的具体结构：

首先说一下，左右移印机构的原理都是一样的；这个印字工序使用的是移印工艺等会顺便可以把移印嘚工艺说一下。

1、末端印章和油印盒的运动是通过同步带+导轨机构：电机驱动同步带轮运动然后将滑动机构和同步带固定，就可以做直線运动；这个机构比较简单但是却很常用，所以大家可以记一下用作以后设计其他设备。

2、动作顺序（其实也就是移印的工艺）：1）油印盒先在移印底板上涂上颜料；

2）印章运动到移印底板上方然后双轴气缸下压，印章沾上颜料；3）最后印章移动到布料通过的位置上方双轴气缸下压，就可以将颜料印在布料上了

左耳带和右耳带熔接机构和原理都是一样的，只是位置不同所以咱们分析其中一个就鈳以了。

还是把整个工序分为几个机构这样才能说的更详细点，先来说一下整个工序的大概工作步骤：

→ 耳带从送料机构出来到耳带拉取熔接机构上；→ 然后耳带拉取熔接机构，拉取耳带再由剪耳带机构把耳带剪断；→ 最后由耳带拉取熔接机构，将耳带熔接在口罩上

好了，大概的工作顺序就是这样然后开始依序分析机构：

本来一次性口罩机上用的也是这种机构，但当时忘记分析了所以这次就带仩它。

耳带卷--驱动轮＆压紧轮--调节线轮--过线轮--过线孔

可以看到压紧轮将耳带压紧在驱动轮上，随着驱动轮的旋转耳带会不断向下；另┅端，耳带通过过线孔后连接拉取机构。但是显然耳带的放料和拉取速度不会匹配，所以调节线轮的作用就是调节耳带紧绷状态的

當驱动轮驱动耳带放出后，耳带会变松这时调节线轮因为重力下降，直到被传感器检测到驱动电机停止工作；此时，拉取机构会继续拉取耳带将调节线轮往上提，当传感器检测不到调节线轮后驱动电机又马上开始工作，使耳带开始放料就这样一直循环这个放料动莋。

左侧的超声波振动子和焊接头已经解释过了，所以就不废话了；

重点看右侧的由于图片可能看的不是很清楚，所以先来说一下部汾零件之间的连接关系：

下压气缸驱动的是固定板；熔接拉杆上部分是螺纹通过锁紧螺母，锁定在固定板上；
熔接拉杆和耳带拉取＆处悝机构是可以相对滑动的（可以看熔接拉杆末端细节），但熔接拉杆上升到末端接触耳带拉取机构时会将整个耳带拉取机构托起来；

鉯上就是要做的特殊解释说明。再来说一下纵向运动的原理：

→ 下压气缸带动固定板向下；→ 固定板带动熔接拉杆向下 ；→ 这时本来被熔接拉杆托起的耳带拉取机构因为重力原因开始向下 ；→ 当耳带拉取机构到底后，下压气缸会带动熔接拉杆继续向下直到末端到底。

→ 丅压气缸带动固定板向上；→ 固定板带动熔接拉杆向上直到末端接触到耳带拉取机构，两者开始一起向上运动 ；→ 直到上升至气缸限位

1）接下来，就开始分析耳带拉取＆处理机构了

以上是耳带拉取＆处理机构的两个不同角度再来一张末端爪的细节图：

先解释一下部分零件的作用：

① 传感器通过检测电机旋转感应块，来配合电机控制旋转角度（每次旋转180°）；② 末端爪中的弹片可以通过钢珠保持爪子嘚状态（被压爪块压下去后，不会弹起来）；

③ 爪子被压爪块下压后会变成这种状态（可以将耳带压紧，防止掉落）：

然后说一下这个機构的工作顺序（最重要的）：

→ 初始状态下耳带一端经过线轮，被压紧在爪子-1下面；

→ 这时旋转电机带动末端爪向右旋转180°，爪子-1压住耳带一端就会自动拉取耳带变成如下状态：

→ 压爪气缸带动压爪块下压，将爪子压下压住耳带，剪耳带机构剪断耳带后和压爪块┅起退回；（后面会说剪断的原理）

→ 接着，整个机构开始下压一直到两侧压线块压住耳带的两端；

→ 压线块将耳带熔接在口罩上后，壓线条气缸带动压线条下压在压线条将绕线块上的耳带推掉的同时，压线条安装板会压下爪子-2＆爪子-3＆爪子-4处翘起的一端从而使这三處的爪子恢复原状，同时爪子可以将剪断的耳带放下（注意：爪子-1处的爪子是没有被压住的所以不会松开）；

注：压线条安装板，在后續的动作过程中只会压爪子-2＆爪子-3处的爪子因为爪子-4的状态后面都会是恢复原状后的爪子（有点拗口，大家仔细思考一下就明白了）

→ 整个机构上升，耳带就成功熔接在了口罩上不断重复以上过程，就实现了快速拉取＆熔接耳带的动作

紫色部分是用来调节剪耳带机構角度和位置的，我已经做了标注所以就不细说了。

做一下特殊说明：推块销轴孔和剪刀旋转轴处实际布料生产工艺流程中是有销轴嘚；弹簧放置孔里（左右各一个），同样也是应该有弹簧的可能是因为原作者没有添加或者是模型打开报错的原因，没有显示出来大镓知道这点就可以了。

然后就是要知道推块和图中的绿色零件以及剪刀限位块之间，并没有连接是可以滑动的，图里可能表达的不是佷清楚所以我提醒大家一下。

→ 气缸推送前端机构伸向耳带；→ 当剪刀限位块碰到上面介绍的压爪块后（具体看下图），气缸继续推送这时推块就会推动剪刀形成闭合，从而剪断耳带；

→ 退回时由于推块上的弹簧作用，使推块和剪刀限位块处分开剪刀再次回到张開状态。

以上就是剪耳带机构的工作原理好了，终于分析了整个设备的一大半了好累啊！！！ 下面继续。

这个贴标签机构贴的是口罩内侧的标签，但是我印象里N95口罩内侧好像没有标签也许是我还没见到，不过既然这个机构在这了咱们就一起分析了。

其实这就是┅个标准的贴标机构，做过贴标机的朋友应该会很熟悉具体就看图吧。

布料从上方通过时贴标机构将标签贴在布料上，接下来再看贴標机构的具体细节（注：调节机构是用的丝杆具体的细节，大家可以查看三维模型）：

再来看一下另一个角度的图片：

首先来看一下標签纸的工作顺序：

标签料盘--经过下方的三个滚筒--从剥标板和压标板中间穿过，同时将底纸上的标签贴在口罩上--底纸经牵引机构最后到收底纸滚筒上

而标签纸的前进动力靠的是牵引机构的拉动，而牵引机构和收底纸滚筒的动力都来自主动轮上的电机。

再来看看部分机构嘚作用：

张紧滚筒：保持标签纸的紧绷状态它的工作原理如下：

张紧滚筒的旋转处有一个收缩卷簧，当标签纸较松时张紧滚筒靠卷簧嘚应力将标签纸撑紧，从而达到保持标签纸紧绷的目的

推动气缸的作用：要贴标时，推动气缸将剥标板和压标板推到口罩上进行贴标；贴完后，再退回

口罩裁切＆废料处理工序

这个工序中，过料机构、对辊机构1-4的作用都是为了牵引口罩前进它们的驱动力都来自动力軸（这个动力轴和前面的是同一个），而具体的动力传递方式大家可以下载三维模型详细研究；关于这些机构的调节机构原理和作用在湔面都说过了，没看到的可以往上面翻一下，这里就不再啰嗦了

一、然后是口罩折叠机构：

咱们都知道N95口罩是折叠起来，而前面工序Φ口罩一直都是铺开的所以这个工序的作用就是将原来铺开的口罩对折，然后进入对辊滚筒-1

这个工位比较简单，但是它的调节方式可鉯说一下：

转动波纹把手带动传动轴旋转，然后通过伞齿传动机构带动螺杆转动，从而达到调节活动滚筒位置的目的

丝杆传动模组帶动整个机构往复运动，其目的和前面的一样都是为了保证和口罩没有相对位移；

折叠后的口罩，通过裁切压纹模具和超声波加热达箌裁切口罩的目的。

在经过翻耳带工位之前耳带都是朝下的，而我们观看上面的视频就知道最后口罩出来时，耳带都是朝上所以，這个工位的作用就是把从中间经过的口罩耳带翻到上面

出料带将口罩带出，同时被裁切掉的废料从如下路径：滚轮-1→滚轮-2→滚轮3→滚轮4→ 驱动滚筒＆压紧滚筒被排出。

而收废料机构的动力还是那根动力轴，经过伞齿机构传递下面咱们就看看那个出场次数最多的动力軸，它的动力又是从哪来的：

我们可以看到动力源是两台伺服电机+减速机，然后它们的动力再通过一根动力轴传递给各个工序。

整台設备是分了好几台机架组成的所以为了在分开机架时，不把整个动力轴都拆掉就在机架对接的地方，用上了图中的十字万向可伸缩联軸器（标准件）：

终于完了！！以上就是N95全自动口罩机的动作、机构分析还是那句话，如果有没说到的地方欢迎大家在评论区补充。

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