自动缝纫机器人Sewbot正在为服装制造业带来重大变革

这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

众所周知,较低的服装零售价是低成本生产方式的结果。在以前,低成本生产意味着要在海外劳动力市场进行生产制造,现在企业可以通过使用机器人来实现低成本制造。

以SoftWear Automation的自动缝纫机LOWRY为例,这款全自动缝纫机器人是该公司旨在实现纺织业自动化计划的一部分,就像其他行业使用机器人技术进行制造一样。

fully automated sewbot in textile industry

长期以来,自动缝制的难点在于织物本身的特性,织物很柔软,可以拉伸、弯曲和折叠。这些材料问题是纺织品加工所特有的,在金属或塑料加工行业的自动化制造中不存在这些顾虑。

该自动缝纫技术研发始于十多年前佐治亚理工学院(Georgia Tech)的先进技术开发中心(Advanced Technology Development Center)。但是在与沃尔玛基金会(Walmart Foundation)合作并获得美国国防部技术创新部门(DARPA)于2012年提供的125万美元研究经费资助后,这项技术才真正开始成形。虽然DARPA似乎不太可能对服装制造商进行投资,但是因为军队要求必须购买美国制造的服装,这项技术研究才会对其有了直接的影响。

automated sewing

自动缝纫机器人的工作原理

SoftWear系统至少拥有三项专利并有多项专利正在申请中,该系统能够使用高度校准的机器视觉来对织物进行观察和分析。它可以检测出变形并自动调整面料。机器人分布在70英尺长的T恤生产线上来执行每一个任务,包括裁剪、缝线、添加衣袖和质量检查。在此过程的每个步骤中,计算机视觉都会对纺织进行引导。

缝制过程从编程开始,“我们从Gerber的Accumark文件中获得所有的缝制数据,所以当设计师使用2D或3D模型设计产品的时候,缝制数据会嵌入机器人的文件中。”市场营销部的副总裁Pete Santora表示。

然后是已获得专利的机器视觉系统。ID Tech Ex说它拥有比人眼更高的精度:“可以在半毫米的精度内追踪到针头的位置。”IEEE解释说它可以追踪到织物中的每根线的线程:“为此,【该公司】开发了一种能够每秒捕获超过1000帧的专用相机,并提供了图像处理的算法来对每一帧上的线程进行检测。”

利用这种高校准精度的机器视觉和实时分析,机器人可以持续操作和调整织物,使其正确排列。拾起和放置(Pick & Place)机器能够模仿裁缝移动和处理织物的方式。IEEE说:“这些微型操控设备由精密的线性制动器驱动,可以以亚毫米级的精度将布料穿过缝纫机,从而纠正材料的变形。”

移动织物有两种方式,第一种是使用四轴机械臂,可以使用真空夹具把织物提起和放置。第二种是360度传送系统,传送装置为嵌入式球形滚轴的工作台。随着每个滚轴(或者叫Budger Ball)高速独立移动,滚轴可以根据需要重新定位织物或平整织物。

缝纫方式也有所不同。直接缝纫意味着不同于固定的缝纫机通过移动织物缝纫,缝纫机器人是通过移动针来完成缝纫过程的。

工程师在“如何缝制扣眼”的说明中向《华尔街日报》解释了缝纫机器人的早期版本。

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机器人制造带来的生产收益

对于像为阿迪达斯和阿玛尼生产服装的中国服装制造商天元服饰有限公司这样的企业来说,这项自动化缝纫技术使他们能够在中国以外的阿肯色州开设新的工厂。

自动化缝纫机器人减少了对缝纫工人的需求,在天元的新工厂,21条机器人生产线只有三到五人进行工作,相比于传统生产线上的10名工人,减少了50-70%的劳动力。

除了降低成本之外,机器人还能够提高产量。一个工人缝纫生产线在8小时内生产669件T恤,而相同时间内,机器人的产量为1142件,产量提高了71%,所以每年T恤的总产量可达120万件。

使用机器人技术可以使在美国生产T恤的成本与在海外生产的成本相当。例如,在孟加拉国,生产一件牛仔衬衫的人工成本约为0.22美元。如果由美国工人制造,人工成本跃升至7.47美元,但如果使用机器人生产线,每件T恤的成本仅为0.33美元。

就像Quartz所说的那样:“在一个操作人员的指导下,一个机器人每小时生产的衬衫数量等同于17个工人的工作量。”所以,在John Henry与机器的对决中,似乎是机器胜出了。

tshirt automation process

缝纫机器人对纺织制造业的影响

在2000年到2010年之间,美国失去了560万个制造业岗位。但是,这些流失的岗位中只有13%是由于将厂址转设在海外造成的,而有85%的岗位流失是机器人技术和机械技术的“生产力增长”所导致的。据预测,到2025年,全球由机器人完成的制造任务的平均值将在所有行业中从10%增长到25%。

SoftWear并没有强调机器人是如何取代制造岗位的,而是将重点转向讨论制造商如何实现“本地缝制”,从而“在地理上缩短制造商和消费者之间的距离”。

随着普通美国服装业工人临近退休,用机器人技术影响该行业将会是一个长期的解决方案。但是,在全球范围内,此类技术将对雇佣低薪工人的亚洲制造业产生重大影响。根据国际劳工组织的报告,预计机器人将取代印度尼西亚64%、越南86%和柬埔寨88%的纺织品、服装和鞋履制造业的工人。

apparel industry

纺织品制造机器人的未来

随着我们通过机器人技术进入自动化的第四次工业革命,预计“人工智能(AI)、机器学习(ML)和认知计算将直接影响约47%的美国就业机会”。

然而,目前适用机器人进行纺织品制造的前沿领域还仅局限于相对简单物品的大批量制造。“我们永远不会做婚纱。” SoftWear Automation的首席执行官Palaniswamy Rajan说。

另一种提高供应链效率的方法是,去年,亚马逊获得了一项按需服装制造系统的专利,该系统可以在接收到订单后对客户的服装进行缝制。

DevicePlus 编辑团队
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