CN114194490B - 一种牙刷理料装置 - Google Patents

Abstract

一种牙刷自动理料装置，属于自动化理料设备技术领域，包括依次相连托盘输送线和单列输送线，第一视觉检测机构设置在单列输送线的上方，第一视觉检测机构对单列输送线上牙刷的姿态进行检测，第一搬运机构、姿态调整机构沿托盘输送线的运动方向依次设置，第一搬运机构将单列输送线上的牙刷搬运到托盘输送线上，牙刷水平放置在托盘中，牙刷放置方向与托盘输送线的运动方向相互垂直，姿态调整机构包括第一调整部，第一调整部包括拨块，拨块设置在托盘输送线的上方，当牙刷刷毛部朝上放置时，拨块下端面与牙刷刷头部接触，当牙刷刷毛部朝下放置时，牙刷拨块下端面与牙刷刷头部不接触。该装置能够调整牙刷的姿态统一，从而适应自动化生产工序。

Description

一种牙刷理料装置

技术领域

本发明属于自动化理料设备技术领域，具体涉及一种牙刷自动理料装置。

背景技术

现有的牙刷包装生产工序中，将牙刷刷体和刷毛部放置到带有凹槽的塑料外罩，然后印有产品和商家新型的硬质包装纸与塑料外罩进行压合，完成对牙刷上市前的外包装。塑料外罩采用薄制透明的塑料材料，方便消费者观察牙刷的结构尤其是刷头的细节，另一方面提高包装的经济性。现有的牙刷依旧采用人工将牙刷放置到与塑料外罩中，包装效率低，对人工依赖程度高。

牙刷主要包括两部分组成，刷毛部和刷体，将刷毛部种植在刷体的一端，刷体的一端为刷毛部，另一端为手持部，为了适应人体工学的要求，刷毛部所在的刷体一端宽度较小，手持部所在的刷体一端宽度较大，两者重量在上存在区别。对于市场通用的理料单元，例如离心盘、振动盘等常用的理料装置，很难将牙刷姿态统一的输出。

发明内容

本发明提供一种牙刷理料装置，该装置能够调整牙刷的姿态统一，从而适应自动化生产工序，提高自动化生产程度。

本发明采用的技术方案如下：一种牙刷理料装置，包括托盘输送线和离心盘，离心盘的输出端与单列输送线的输入端相连，第一视觉检测机构设置在单列输送线的上方，第一视觉检测机构对单列输送线上牙刷的姿态进行检测，第一搬运机构设置在单列输送线输出端的上方，第一搬运机构设置在托盘输送线的一侧，第一搬运机构将单列输送线上的牙刷搬运到托盘输送线上，第一搬运机构、姿态调整机构沿托盘输送线的运动方向依次设置，牙刷放置在托盘输送线的托盘中，托盘输送线包括托盘和输送线，输送线带动托盘运动，牙刷水平放置在托盘中，牙刷放置方向与托盘输送线的运动方向相互垂直，其特征在于，姿态调整机构包括第一调整部，第一调整部包括拨块，拨块设置在托盘输送线的上方，当牙刷刷毛部朝上放置时，拨块下端面与牙刷刷头部接触，当牙刷刷毛部朝下放置时，牙刷拨块下端面与牙刷刷头部不接触。

进一步的，姿态调整机构还包括第二调整部，第二调整部设置在托盘输送线的一侧且位于第一调整部下游，第二调整部包括压板，压板安装在第一直行气缸的输出端，第一直行气缸竖直设置，压板开有间隔均匀的横截面为v型的齿槽，当第一直行气缸带动压板下行时，压板的齿槽与牙刷刷体的中部接触并对其按压。

进一步的，托盘包括托盘底板，托盘底板上设置三个相互平行的第一立板、第二立板和限位立板，第一立板、第二立板和限位立板沿牙刷刷体方向依次设置在托盘底板的上端面，第一立板上开有多个间隔均匀的横截面为V型的齿槽，第二立板上对应位置开有多个间隔间隔的齿槽，第二立板与第一立板的中心距离大于牙刷长度的3/5，小于牙刷长度的4/5，牙刷靠近刷毛部的刷体放置在第一立板的齿槽中，牙刷的另一端放置在第二立板的齿槽中。

进一步的，还包括第二视觉检测机构和剔除机构，第二视觉检测机构、剔除机构设置在托盘输送线的一侧且位于姿态调整机构的下游，第二视觉检测机构设置在托盘输送线的上方，第二视觉检测机构用于检测牙刷在托盘中姿态，剔除机构用于对托盘中刷毛部非竖直向下的牙刷进行剔除。

进一步的，还包括定位机构，定位机构位于托盘输送线的一侧且位于姿态调整机构的下游，定位机构包括定位板，定位板安装第五直行气缸的输出端， 第五直行气缸水平设置，定位板上开有间隔均匀的横截面的v型的水平定位槽，第五直行气缸带动定位板远离或者靠近托盘输送线，第五直行气缸的运动方向与托盘中牙刷刷体轴线平行。

进一步的，还包括回流输送线，回流输送线位于单列输送线的下方，两者之间可以设置导流槽进行连接。

有益效果：（1）设置回流输送线，能够将第一搬运机构没有及时抓取或者第一视觉检测机构不能识别而导致并联机器人没有拾取的牙刷进行收集或进入离心盘，避免牙刷散乱；（2）姿态调整机构采用机械机构的拨块，机械机构更加稳定、简单，拨块与托盘中第一立板、第二立板配合，利用牙刷刷毛部在物料托盘上不同姿态时，拨块与牙刷的距离差来实现牙刷的翻转，从而调整牙刷姿态统一；另外还设置第二调整部， 第二调整部对牙刷刷体进行按压，调整牙刷倾斜姿态的小概率事件；（3）设置定位机构，巧妙地将牙刷从托盘中松动，调整牙刷端部平齐，适应于进行下一自动化工位。

附图说明

图1 为本发明装置的整体立体结构示意图。

图2 为本发明装置中物料托盘的立体结构示意图一。

图3 为本发明装置中物料托盘的立体结构示意图二。

图4 为本发明装置中物料托盘的立体结构示意图三。

图5 为本发明装置中第一搬运机构的结构示意图。

图6 为本发明装置中搬运抓手的结构示意图。

图7 为本发明装置中第一调整部的结构示意图。

图8 为本发明装置中第二调整部的结构示意图。

图9 为本发明装置中剔除机构结构示意图。

图10 为本发明装置中定位机构的结构示意图。

图中:1.离心盘；2.第一视觉检测机构；3.单列输送线；4.托盘输送线；401.托盘；411.托盘底板；412.限位立板；413.第二立板；414.第一立板；5.第一调整部；501.拨块支架；502.拨块；6.第二调整部；601.第一直行气缸；602.压板；7.第二视觉检测机构；8.剔除机构；801.第三直行气缸；802.第四直行气缸；803.第二夹爪气缸；9.定位机构；901.定位板；902.第五直行气缸；10.第一搬运机构；1001.并联机器人本体；102.搬运抓手；1021.第二直行气缸；1022.第一夹爪气缸；1023.夹爪。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，一种牙刷自动理料装置，包括托盘输送线4和离心盘1，离心盘1的出料口与单列输送线3的输入端相连，第一视觉检测机构2设置在单列输送线3的上方且位于离心盘1的下游，第一视觉检测机构2用于检测单列输送线3上牙刷位置和牙刷刷毛部，所述单列输送线3的输入端设置在托盘输送线4的一侧，第一搬运机构10设置单列输送线输出端的上方，第一搬运机构设置在托盘输送线的一侧，多个托盘401间隔均匀设置在托盘输送线4上，托盘401随托盘输送线4运动，第一搬运机构10从单列输送线3上搬运牙刷，第一搬运机构10带动牙刷转动，牙刷刷体朝向一致的放置到托盘输送线4的托盘401中。

离心盘、单列输送线和第一搬运机构构成牙刷供料部，所述牙刷供料部的数量可以设置多个，多个牙刷供料部1的结构相同沿托盘输送线4的运动方向排列，牙刷供料部中离心盘1倾斜设置，从而减少离心盘1竖直投影沿托盘输送线4运动方向占用的距离，从而能够沿托盘输送线4设置更多的牙刷供料部1。

为了防止第一视觉检测机构2不能及时或者正确识别单列输送线上的牙刷，在单列输送线的下方设置回流输送线（图中未示出），单列输送线的末端与回流输送线的输入端之间设置导流槽，未被第一搬运机构拾取的牙刷落入导流槽，牙刷经导流槽流入回流输送线，牙刷经回流输送线进入牙刷收集盒或者流入离心盘进入下一个供料循环。

如图2、图3、图4所示，托盘401包括托盘底板411，托盘底板411上设置三个相互平行的第一立板414、第二立板413和限位立板412，托盘401上设置多个用于放置第一立板414、第二立板413和限位立板412沿牙刷刷体的方向依次设置在托盘底板411的上端面，第一立板414上开有多个间隔均匀的横截面为v型的齿槽，第二立板413上对应位置开有多个间隔间隔的齿槽，第一立板414中齿槽和第二立板413中对应齿槽的连线与托盘输送线的运动方向相互垂直，牙刷的两端水平放置在第一立板的齿槽和第二立板对应的齿槽中，其中牙刷刷毛部放置在第一立板414齿槽中，牙刷刷体放置在第二立板413齿槽中。本实施例中，第二立板413中齿槽的横截面为矩形，第二立板413与第一立板414的中心距离大于牙刷长度的3/5，小于牙刷长度的4/5，第一立板414、第二立板413对牙刷给予两个支撑点，将两个支撑点之间间距设置为牙刷长度的3/5到牙刷长度的4/5之间，牙刷放置在第一立板414、第二立板413的凹槽中，牙刷刷体在齿槽中能够绕自身轴线转动。本实施例中，第一立板414、第二立板413分别设置两个齿槽单元，每个凹槽单元包括五个齿槽，每个凹槽单元中齿槽数量等于包装罩中凹槽数量。

如图5、图6所示，第一搬运机构10包括四轴的并联机器人本体1001和第一搬运抓手1002，并联机器人本体1001设置在托盘输送线4的正上方，第一搬运抓手1002安装在并联机器人本体1001的输出法兰上，并联机器人本体1001带动第一搬运抓手1002沿X、Y、Z三个方向平动以及绕Z轴转动，第一搬运抓手1002包括两个抓取单元，两个抓取单元对称设置在并联机器人本体1001的输出端，设置两个抓取单元能够提高第一搬运机构10的抓取效率，抓取单元包括第二直行气缸1021，第二直行气缸1021通过气缸安装板以安装在并联机器人本体1001的输出法兰上，第一夹爪气缸1022安装在第二直行气缸1021的输出端，两个夹爪1023对称安装在第一夹爪气缸1022的输出端，橡胶垫块对称安装在夹爪1023的内侧，对牙刷的抓取部位起到保护作用。

姿态调整机构用于调整牙刷在托盘401的姿态，姿态调整机构包括第一调整部5。如图7、图3、图4所示，第一调整部5包括拨块502，拨块502通过拨块支架501设置在托盘输送线4的上方，牙刷放置在托盘401中，第一立板414设置在托盘401靠近拨块502的一端，拨块502位于第一立板414侧上方。当牙刷刷毛部向下放置在托盘中，牙刷刷毛部最上端的高度设为H1，当牙刷刷毛部倾斜放置在托盘中，牙刷刷毛部最上端的高度设为H2，当牙刷刷毛部向上放置在托盘中，牙刷刷毛部最上端的高度为H3，H2>H1，H3>H1，调整拨块502下端面与第一立板414中齿槽的距离到适当位置，当牙刷刷毛部朝上放置时，拨块502下端面与牙刷刷头部接触，当牙刷刷毛部朝下放置时，拨块502下端面与牙刷刷头部不接触。如图6所示，当牙刷刷毛部倾斜设置时，牙刷刷毛部的高度高于牙刷刷毛部朝下时刷毛部的高度，拨块502与牙刷刷毛部接触，牙刷绕其自身轴线转动，将第二立板413中齿槽的横截面为矩形，第一立板414上开有多个间隔均匀的横截面为v型的齿槽，第一立板414中齿槽的形状有利于牙刷与拨块502相互作用开始转动，第二立板413中齿槽的形状有利于维持牙刷竖直朝向或者竖直朝下的姿态，当牙刷倾斜放置在托盘401中，牙刷刷体在第二立板413上处于不稳定状态，收到重力作用，牙刷刷体绕自身轴线转动，趋于稳定状态。

为了保证更好的姿态调整效果，沿托盘输送线4的运动方向设置多个拨块502，拨块502与牙刷刷毛部接触后，牙刷绕其自身轴线转动，调整牙刷刷毛部至竖直向下状态，为了防止牙刷转动不到位或者转动过度，设置多个拨块502，对托盘401中牙刷进行多次调整。

因为牙刷刷体上设置有防滑的凸点或者隔套，为了防止牙刷转动过程中，呈倾斜状态，即牙刷刷毛部非竖直向上或者竖直向下状态，进一步的，如图8所示，还包括第二调整部6，所述第二调整部包括第一直行气缸601和压板602，第一直行气缸601通过支架设置在托盘输送线4的上方，第一直行气缸601竖直设置，压板602安装在第一直行气缸601的输出端，压板602开有间隔均匀的横截面为V型的齿槽，当第一直行气缸601带动压板602下行时，压板602的齿槽与牙刷刷体中部接触并对其按压，牙刷绕其轴线进行转动，从而牙刷均水平放置在托盘401中，方便第二视觉检测机构7对托盘401中牙刷刷毛部的姿态进行检测。

对于刷毛部朝向的牙刷，剔除机构8将上述牙刷从托盘401中进行剔除，或者上述牙刷所在的整个托盘401中牙刷进行剔除。

定位机构9对托盘401中牙刷进行定位，保证牙刷在托盘401中所占位置统一。如图10所示，定位机构9包括定位板901，定位板901安装第五直行气缸902的输出端， 第五直行气缸902水平设置，定位板901上开有间隔均匀的横截面的v型定位槽，第五直行气缸902的运动方向与托盘中牙刷刷体轴线平行，定位板901中的v型定位槽正对托盘401中牙刷刷毛部所在一端，第五直行气缸902带动定位板901远离或者靠近托盘输送线4中托盘401。牙刷刷毛部所在端的顶部与定位板901中定位槽接触，推动牙刷在托盘401中沿齿槽运动，当牙刷刷体的端部与限位立板412的侧面接触后，牙刷运动到位。

进一步，为了防止牙刷姿态不同，还包括第二视觉检测机构7和剔除机构8，第二视觉检测机构7和剔除机构8设置在托盘输送线4的一侧且位于所述姿态调整机构的下游，第二视觉检测机构7用于检测牙刷在托盘401中的姿态，剔除机构8根据第二视觉检测机构7的检测机构对于托盘401中不符合预定姿态的牙刷，剔除机构8对托盘401中不符合预定姿态牙刷进行剔除或者对其所在的托盘401中全部牙刷进行剔除。

如图9所示，剔除机构8包括第三直行气缸801和第四直行气缸802，第三直行气缸801通过剔除支架以设置在托盘输送线4的上方，第三直行气缸801水平安装在剔除支架上，第四直行气缸802安装在第三直行气缸801的输出端，第四直行气缸802竖直设置，第二夹爪气缸803安装在第四直行气缸802的输出端，夹爪安装在第二夹爪气缸803的输出端。第三直行气缸801带动第四直行气缸802靠近托盘输送线4，第四直行气缸802带动夹爪气缸803下行，夹爪气缸803带动夹爪开闭，夹爪抓取刷毛部非竖直朝下的牙刷。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构可以有多种方式和变化。凡在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施实例，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种牙刷理料装置，包括托盘输送线(4)和离心盘(1)，所述离心盘(1)的输出端与单列输送线(3)的输入端相连，第一视觉检测机构(2)设置在单列输送线(3)的上方，第一视觉检测机构(2)对单列输送线(3)上牙刷的姿态进行检测，第一搬运机构(10)设置在单列输送线(3)输出端的上方，第一搬运机构(10)设置在托盘输送线(4)的一侧，第一搬运机构(10)将单列输送线(3)上的牙刷搬运到托盘输送线(4)上，第一搬运机构(10)、姿态调整机构沿托盘输送线(4)的运动方向依次设置，牙刷放置在托盘输送线(4)的托盘(401)中，托盘输送线(4)包括托盘(401)和输送线，输送线带动托盘(401)运动，牙刷水平放置在托盘(401)中，牙刷放置方向与托盘输送线(4)的运动方向相互垂直，其特征在于，所述第一搬运机构(10)带动牙刷转动，牙刷刷体朝向一致的放置到托盘输送线(4)的托盘(401)中；所述托盘(401)包括托盘底板(411)，托盘底板(411)上设置三个相互平行的第一立板(414)、第二立板(413)和限位立板(412)，第一立板(414)、第二立板(413)和限位立板(412)沿牙刷刷体方向依次设置在托盘(401)底板的上端面，第一立板(414)上开有多个间隔均匀的横截面为V型的齿槽，第二立板(413)上对应位置开有多个间隔间隔的齿槽，牙刷靠近刷毛部的刷体放置在第一立板(414)的齿槽中，牙刷的另一端放置在第二立板(413)的齿槽中，牙刷刷体在齿槽中能够绕自身轴线转动，所述姿态调整机构包括第一调整部(5)，第一调整部(5)包括拨块(502)，拨块(502)设置在托盘输送线(4)的上方，当牙刷刷毛部朝上放置时，拨块(502)下端面与牙刷刷头部接触，当牙刷刷毛部朝下放置时，牙刷拨块(502)下端面与牙刷刷头部不接触。

2.根据权利要求1所述的牙刷理料装置，其特征在于，所述姿态调整机构还包括第二调整部(6)，所述第二调整部(6)设置在托盘输送线(4)的一侧且位于第一调整部(5)下游，所述第二调整部(6)包括压板(602)，压板(602)安装在第一直行气缸(601)的输出端，第一直行气缸(601)竖直设置，压板(602)开有间隔均匀的横截面为v型的齿槽，当第一直行气缸(601)带动压板(602)下行时，压板(602)的齿槽与牙刷刷体的中部接触并对其按压。

3.根据权利要求1所述的牙刷理料装置，其特征在于，所述第二立板(413)与第一立板(414)的中心距离大于牙刷长度的3/5，小于牙刷长度的4/5。

4.根据权利要求1所述的牙刷理料装置，其特征在于，还包括第二视觉检测机构(7)和剔除机构(8)，所述第二视觉检测机构(7)、剔除机构(8)设置在托盘输送线(4)的一侧且位于所述姿态调整机构的下游，第二视觉检测机构(7)设置在托盘输送线(4)的上方，第二视觉检测机构(7)用于检测牙刷在托盘(401)中姿态，剔除机构(8)用于对托盘(401)中刷毛部非竖直向下的牙刷进行剔除。

5.根据权利要求1所述的牙刷理料装置，其特征在于，还包括定位机构(9)，所述定位机构(9)位于托盘输送线(4)的一侧且位于所述姿态调整机构的下游，所述定位机构(9)包括定位板(901)，定位板(901)安装第五直行气缸(902)的输出端，第五直行气缸(902)水平设置，定位板(901)上开有间隔均匀的横截面的v型的水平定位槽，第五直行气缸(902)带动定位板(901)远离或者靠近托盘输送线(4)，第五直行气缸(902)的运动方向与托盘(401)中牙刷刷体轴线平行。

6.根据权利要求1所述的牙刷理料装置，其特征在于，还包括回流输送线，回流输送线位于单列输送线(3)的下方，两者之间可以设置导流槽进行连接。

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