口罩自动化生产及缺陷检测

口罩自动化生产及缺陷检测

新(xīn)型冠状病毒疫情扩及了全球各地，各國(guó)政府及人民(mín)都极力遏止疫情更加恶化。非常时期，疫情防护的医疗用(yòng)品需求量也随之增加，而口罩更為(wèi)必要外出时的基本配备。然而，却也因為(wèi)短期间内需求量大增而导致供不应求甚至哄抬价格的现象产生。抗疫期间，有(yǒu)许多(duō)本业非口罩制作的工厂也开始自行生产口罩以应对紧急情况。而為(wèi)了讲求效率、短时间量产以及品质把关，自动化成為(wèi)口罩生产一个非常关键的要点，伴随著自动化生产，品质把关方面则可(kě)搭配机器视觉来辅助检验口罩缺陷检测。机器视觉系统提供高速、高准确性，并可(kě)長(cháng)期稳定地进行重复性工作，与人工检测相比，大量减少出错率，也避免人眼检测弹性疲乏的缺点，提升产品质量及生产速度。

口罩自动化生产过程

口罩的结构一般分(fēn)為(wèi)三层，目前常见為(wèi)含有(yǒu)不织布、活性碳或可(kě)防PM2.5等材质，而在自动化生产線(xiàn)上，因应不同需求，每个企业所生产的机器制程及功能(néng)略有(yǒu)不同，但主要流程為(wèi)将三层不同功能(néng)材质布料重叠，中间压線(xiàn)，压上鼻梁片，再以超声波熔接两边的耳線(xiàn)。最后，经由机器视觉检测将瑕疵品淘汰，完成口罩自动化的生产流程。

机器视觉系统使口罩制造生产自动化过程更加完善

為(wèi)了避免制程中出现任何瑕疵或缺损，有(yǒu)些厂商(shāng)增加口罩瑕疵检测，可(kě)以减少出错率。而透过机器视觉系统，则可(kě)加速口罩制程的最后一个检测阶段，提升效率。在此过程中，工业相机能(néng)准确且快速撷取最真实的影像数据，搭配后端分(fēn)析软體(tǐ)，能(néng)帮助生产線(xiàn)人员在最短时间内做出最有(yǒu)效率的判断，也能(néng)真正减少人员成本以及制程中口罩被污染的机率。由USB 3.0 工业相机在生产線(xiàn)后端捕捉每个口罩成品影像，后端连接计算机，与事先汇入的标准样品资料进行比对，将每个不符合标准值的成品剔除至淘汰區(qū)，确保产品品质受到最严格控管。

以下為(wèi)透过The Imaging Source 映美精相机 DMK 33UX287 黑白工业相机对口罩瑕疵检测做出模拟情况：

口罩成品检测要点

· 口罩尺寸是否符合标准(正负一公分(fēn)内)

透过后端量测，可(kě)检验出長(cháng)宽是否符合正常值。

· 标志(zhì)（LOGO）检测

结合图像分(fēn)析，可(kě)检验口罩上的logo 字样是否正确、移位或缺损。

· 口罩表面

透过图像数据，可(kě)轻易判断口罩表面及侧边是否有(yǒu)缺陷、脏物(wù)或污渍。

· 口罩齿孔及重叠压線(xiàn)(中间压線(xiàn)是否平整；两侧共四排齿孔)

透过图像可(kě)自动判别口罩压線(xiàn)是否偏移，也可(kě)透过判定侧边齿孔数来衡量此产品是否符合规格。

· 耳線(xiàn)長(cháng)度及焊点位置

由相机撷取图像，再经后端软體(tǐ)进行耳線(xiàn)量测，辨识出長(cháng)度是否在标准值内；透过样品比对，也能(néng)判别耳線(xiàn)连接焊点是否偏移。

· 鼻梁片位置及長(cháng)度

鼻梁片為(wèi)口罩很(hěn)重要的防护元素，带上口罩后按压鼻梁片可(kě)使口罩紧密贴合脸部，杜绝细菌及粉尘入侵，也防止口沫飞溅。透过视觉检测，清楚量测出鼻梁片長(cháng)度，也可(kě)确认是否偏位或有(yǒu)任何瑕疵。

图1：透过工业相机及后端图像分(fēn)析系统可(kě)完善口罩成品瑕疵检测过程。上述数值為(wèi)标准值内口罩長(cháng)宽。 检测重点：1.口罩尺寸  2.耳線(xiàn)  3.口罩齿孔  4.中间压線(xiàn)。（以The Imaging Source DMK 33UX287相机拍摄之示意图）

图2：口罩表面瑕疵检测，可(kě)由图像判断出表面污渍及鼻梁片缺损。(以The Imaging Source DMK33UX287相机拍摄之示意图）

结论

口罩生产设备高度自动化对于各國(guó)目前亟需大量口罩的阶段无疑是一大助益，在人员极度短缺的情况下，每一个工厂以少量的人力，操作上仅需要放置原料及汇整成品，而机器视觉在最后把关阶段扮演重要的角色，几乎不需透过人力肉眼检测便可(kě)将有(yǒu)瑕疵的成品排除在外，使自动化程度更加完善与健全。