CN210794901U - 一种牙刷生产自动化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种牙刷生产自动化设备，包括自动上料机构、多关节机器人、注塑机和自动收料机构，人工将摆好牙刷头的定制载盘放至自动上料机构，由机械手抓取放至模芯内，完成后放入插销固定，再由多关节机器人将装满产品的模芯抓取放到注塑机内注塑成型，注塑成型后再由多关节机器人取出含牙刷成品的模芯，放至自动收料机构，待自动收料机构取出成品，然后多关节机器人再把空模芯放至自动上料机构，以此循环，完成牙刷头供料、成型一体化生产，自动上下料，全自动式操作方式、自动产量计数，使牙刷生产更加智能化，提高生产效率、降低人力成本。

Description

一种牙刷生产自动化设备

技术领域

本实用新型涉及牙刷生产设备领域，特别涉及一种自动上下料的牙刷生产自动化设备。

背景技术

现有技术中，牙刷的制作通常是牙刷柄注塑、拣料打磨、植入刷毛、最后清洁打包，随着技术的进步，也可将牙刷头先注塑，注塑的同时与刷毛结合为一体，形成牙刷头，然后再将牙刷头转入模具中注塑牙刷柄。如何将牙刷头自动上料、注塑牙刷柄、自动收料是实用新型所要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种牙刷生产自动化设备，旨在实现牙刷头供料、成型一体化生产，自动上下料，提高生产效率。

本实用新型提出一种牙刷生产自动化设备，包括自动上料机构、多关节机器人、注塑机、自动收料机构和用于控制自动上料机构、多关节机器人、注塑机、自动收料机构的控制系统；所述自动上料机构用于将牙刷头摆放至模芯内并用插销固定；所述多关节机器人用于将所述自动上料机构上的装有牙刷头的模芯抓取放到所述注塑机内注塑成型并在牙刷头注塑成型为牙刷成品后从所述注塑机取出装有牙刷成品的模芯放至所述自动收料机构中；所述自动收料机构用于自动收集模芯上的牙刷成品，所述多关节机器人还用于将取出牙刷成品的空模芯放至所述自动上料机构中；

所述自动上料机构包括上料机架、设置在所述上料机架上的用于放置摆好牙刷头的载盘的载盘供料槽、设置在所述载盘供料槽的侧旁的用于放置空载盘的载盘回收槽、安装在所述载盘供料槽的前方的用于放置模芯的载具旋转机构、用于将所述载盘供料槽中的载盘上的牙刷头抓取至所述载具旋转机构上的模芯中以及将所述载盘供料槽中的已卸下牙刷头的空载盘抓取至所述载盘回收槽中的上料抓夹机构；

所述自动收料机构包括收料机架、安装在所述收料机架上的用于放置空的成品盘的空成品盘放置位、用于放置装满成品牙刷的载料成品盘放置位、用于放置模芯并能180°旋转换位的互换旋转台、用于将互换旋转台上的模芯中的牙刷成品抓取至所述空成品盘放置位上的成品盘中并将空成品盘放置位上的装满牙刷成品的成品盘抓取至载料成品盘放置位上的收料抓夹机构；所述互换旋转台的对着所述多关节机器人的位置为机器人抓取工位，对着所述收料抓夹机构的位置为卸料工位，该两工位上设置有用于放置模芯的模芯位，该两工位可通过所述互换旋转台的旋转实现互换。

优选地，所述上料抓夹机构包括从所述载盘供料槽位置到所述载盘回收槽位置方向的Y轴上料电动滑轨、从所述载盘供料槽位置到所述牙刷头安装工位方向的X轴上料电动滑轨、安装在所述X轴上料电动滑轨的滑动位上的安装架、安装在所述安装架的侧向所述载盘供料槽的一侧的Z轴上料气缸、安装在所述Z轴上料气缸的伸缩端的上料吸附装置、安装在所述安装架的侧向所述载盘回收槽的一侧的Z轴回收气缸以及安装在所述Z轴回收气缸的伸缩端的回收吸附装置，所述X轴上料电动滑轨安装在所述Y轴上料电动滑轨的滑动位上；

通过所述X轴上料电动滑轨和Y轴上料电动滑轨配合将所述上料吸附装置移动至所述载盘供料槽的载盘上方，由所述Z轴上料气缸带动所述上料吸附装置下降至所述上料吸附装置压在所述载盘的牙刷头上，由所述上料吸附装置吸附载盘上的牙刷头，然后通过所述Z轴上料气缸带动所述上料吸附装置上提，由所述X轴上料电动滑轨和Y轴上料电动滑轨配合将所述上料吸附装置移动至所述牙刷头安装工位的模芯上方，接着通过所述Z轴上料气缸带动所述上料吸附装置下降至所述上料吸附装置吸附的牙刷头放置至模芯的刷头槽中，接着所述上料吸附装置松开，完成牙刷头的上料并循环上述工作，直至一载盘上的牙刷头全部移空的最后一次动作——所述上料吸附装置下降至所述上料吸附装置压在所述载盘的牙刷头上，由所述上料吸附装置吸附载盘上的牙刷头，同时，所述Z轴回收气缸带动所述回收吸附装置下降至所述回收吸附装置紧贴在所述载盘上，由所述回收吸附装置吸附载盘，然后由所述Y轴上料电动滑轨带动所述X轴上料电动滑轨及其上的上料吸附装置和回收吸附装置移动至所述回收吸附装置吸附的载盘位于所述载盘回收槽位置时，所述回收吸附装置松开，载盘落入所述载盘回收槽中，接着通过所述X 轴上料电动滑轨带动所述上料吸附装置移动至所述牙刷头安装工位的模芯上方，接着完成牙刷头的上料动作，至此为一周期动作，如此循环。

优选地，所述模芯包括主板和副板，所述主板上设有开口朝外的副板安装槽，所述主板上设有前端缺少槽前端部的刷头槽主体和刷柄槽，所述副板上设有与所述刷头槽主体前端适配的槽前端部，所述副板安装在所述副板安装槽上，所述槽前端部与所述刷头槽主体拼合形成刷头槽；在所述副板和所述主板上竖向贯穿设置有位置相对的插销孔；

所述自动上料机构还包括用于在所述模芯的插销孔内安装插销以使所述主板和所述副板组装连接的插销固定机构和用于将所述模芯上的插销拔出的插销取出机构；

所述插销固定机构包括由立柱支撑在高位的插销回收盘、插销供料振动盘、插销待取槽、插销电动滑轨机构、插销气缸、插销抓夹头和安装位模芯顶紧机构，所述安装位模芯顶紧机构包括位于所述插销安装工位的模芯外侧的安装位气缸和安装在该安装位气缸活动端的安装位压块；所述载具旋转盘上的模芯放置位上设有模芯座，所述模芯座上设有用于放置模芯的模芯槽，所述模芯槽的外侧为开口设置，所述安装位压块与所述插销安装工位上的模芯槽开口相对，供所述安装位压块挤压放置在模芯槽内的模芯；

所述插销回收盘的高度高于所述插销供料振动盘，所述插销回收盘的出口端连接倾斜的输料滑道，所述输料滑道的出口端位于所述插销供料振动盘的上方，所述插销待取槽的入口端与所述插销供料振动盘的出料端连通，所述插销气缸安装在所述插销电动滑轨机构的滑动位上，所述插销抓夹头安装在所述插销气缸的活动端；

所述插销回收盘内设置有推料机构，所述插销回收盘内的插销通过推料机构从插销回收盘的出口端滑入输料滑道，通过所述输料滑道落入所述插销供料振动盘，由所述插销供料振动盘将插销单个依次输送至所述插销待取槽，再由所述插销抓夹头夹取所述插销待取槽中的插销，然后通过所述插销电动滑轨机构将所述插销气缸和插销抓夹头运送至所述插销安装工位的模芯上方，使所述插销抓夹头夹取的插销正对所述模芯上的插销孔，同时所述安装位模芯顶紧机构将模芯顶紧；再通过所述插销气缸带动所述插销抓夹头下降，使所述插销抓夹头夹取的插销插入对应的插销孔中，然后所述插销抓夹头松开，并由所述插销气缸带动上升，由所述插销电动滑轨机构带动回到所述插销待取槽位置，循环上述动作。

优选地，所述插销取出机构包括拔销电动滑轨机构、拔销气缸、拔销抓夹头和取出位模芯顶紧机构，所述取出位模芯顶紧机构包括位于所述插销取出工位的模芯外侧的取出位气缸和安装在该取出位气缸活动端的取出位压块；所述取出位压块与所述插销取出工位上的模芯槽开口相对，供所述取出位压块挤压放置在模芯槽内的模芯；

所述拔销电动滑轨机构从所述插销取出工位上方通向所述插销回收盘上方，所述拔销气缸安装在所述拔销电动滑轨机构的滑动位上，所述拔销抓夹头安装在所述拔销气缸的活动端；

通过所述拔销电动滑轨机构带动所述拔销抓夹头移动，使所述拔销抓夹头位置对应所述插销取出工位的模芯上的插销，然后由所述拔销气缸带动所述拔销抓夹头下降，使所述拔销抓夹头抓住对应的插销，然后由所述拔销气缸带动上升，由所述拔销电动滑轨机构带动移至所述插销回收盘上方，再由所述拔销气缸带动所述拔销抓夹头下降，然后所述拔销抓夹头松开，插销落入所述插销回收盘内，再由所述拔销气缸带动所述拔销抓夹头上升，由所述拔销电动滑轨机构带动回到所述插销取出工位的模芯上的插销上方，循环上述动作。

优选地，所述载具旋转机构包括载具旋转盘和用于驱动所述载具旋转盘转动的驱动装置，所述载具旋转盘上设有用于放置模芯的至少4个模芯放置位；所述载具旋转盘对着所述上料抓夹机构的位置为牙刷头安装工位，对着所述插销固定机构的位置为插销安装工位，对着所述多关节机器人的位置为模芯抓取工位，对着所述插销取出机构的位置为插销取出工位，此4个工位依次排列，所述模芯放置位依次循环转动至4个工位上进行相应的工序操作。

优选地，所述收料抓夹机构包括从空成品盘放置位到载料成品盘放置位方向的X轴收料电动滑轨、从互换旋转台到空成品盘放置位方向的Y轴收料电动滑轨、安装在所述Y轴收料电动滑轨的滑动位上的Z轴收料气缸以及安装在所述Z轴收料气缸的伸缩端的收料吸附装置，所述Y轴收料电动滑轨安装在所述X轴收料电动滑轨的滑动位上；

通过所述X轴收料电动滑轨和Y轴收料电动滑轨配合将所述收料吸附装置移动至所述互换旋转台的卸料工位的模芯上方，由所述Z轴收料气缸带动所述收料吸附装置下降至所述收料吸附装置压在模芯的成品牙刷上，由所述收料吸附装置吸附模芯上的成品牙刷，再由所述Y轴收料电动滑轨将带有成品牙刷的收料抓取头移动至所述空成品盘放置位上方，然后所述收料吸附装置松开，将成品牙刷放置至空成品盘放置位上的成品盘中；接着，所述收料吸附装置吸附装有成品牙刷的成品盘，再由所述X轴收料电动滑轨将Y轴收料电动滑轨及其上的收料吸附装置一起移动至载料成品盘放置位上方，然后所述收料吸附装置松开，将成品盘放置至载料成品盘放置位中，最后所述X 轴收料电动滑轨和Y轴收料电动滑轨复位，循环上述动作，完成自动收料。

优选地，所述多关节机器人为六轴机器人。

优选地，所述多关节机器人的手抓端安装有机器人手抓机构，所述机器人手抓机构包括基座、安装在所述基座一端面上的模芯上料夹具的和安装在所述基座另一端面上的模芯回收夹具；

通过所述模芯回收夹具朝向所述机器人抓取工位上的空模芯做夹紧动作，再由所述多关节机器人带动所述机器人手抓机构移动至所述模芯抓取工位，由所述多关节机器人带动所述机器人手抓机构转动至所述模芯上料夹具对着所述模芯抓取工位上的模芯，通过所述模芯上料夹具朝向所述模芯抓取工位上的模芯做夹紧动作，再由所述多关节机器人带动所述机器人手抓机构转动至所述模芯回收夹具对着所述模芯抓取工位，由所述模芯回收夹具松开空模芯，使空模芯回收至载具旋转盘上，接着由所述多关节机器人带动所述机器人手抓机构移动至所述注塑机的注塑工位上，由所述模芯上料夹具放开装有牙刷头的模芯至注塑工位上。

优选地，还包括围绕所述多关节机器人设置的安全护栏。

优选地，所述控制系统包括安装在所述上料机架上的人机操作界面。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的牙刷生产自动化设备包括自动上料机构、多关节机器人、注塑机和自动收料机构，人工将摆好牙刷头的定制载盘放至自动上料机构，由机械手抓取放至模芯内，完成后放入插销固定，再由多关节机器人将装满产品的模芯抓取放到注塑机内注塑成型，注塑成型后再由多关节机器人取出含牙刷成品的模芯，放至自动收料机构，待自动收料机构取出成品，然后多关节机器人再把空模芯放至自动上料机构，以此循环，完成牙刷头供料、成型一体化生产，自动上下料，全自动式操作方式、自动产量计数，使牙刷生产更加智能化，提高生产效率、降低人力成本。

附图说明

图1为本实用新型的牙刷生产自动化设备的自动上料机构的结构示意图一；

图2为本实用新型的牙刷生产自动化设备的自动上料机构的结构示意图二；

图3为本实用新型的牙刷生产自动化设备的模芯安装在模芯座上的结构示意图；

图4为本实用新型的牙刷生产自动化设备的模芯的结构分解示意图；

图5为本实用新型的牙刷生产自动化设备的多关节机器人的结构示意图；

图6为本实用新型的牙刷生产自动化设备的自动收料机构的结构示意图；

图7为本实用新型的牙刷生产自动化设备的整体结构示意图一；

图8为本实用新型的牙刷生产自动化设备的整体结构示意图二。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1至图8，提出本实用新型的牙刷生产自动化设备的一实施例：

参照图1至图8，提出本实用新型的牙刷生产自动化设备的一实施例：

一种牙刷生产自动化设备，包括自动上料机构100、多关节机器人200、注塑机300、自动收料机构400和用于控制自动上料机构100、多关节机器人 200、注塑机300、自动收料机构400使其相互配合工作的控制系统。

自动上料机构100用于将牙刷头21摆放至模芯20内并用插销固定；多关节机器人200用于将自动上料机构100上的装有牙刷头21的模芯20抓取放到注塑机300内注塑成型并在牙刷头21注塑成型为牙刷成品后从注塑机 300取出装有牙刷成品的模芯20放至自动收料机构400中；自动收料机构400 用于自动收集模芯20上的牙刷成品，多关节机器人200还用于将自动收料机构400上的已经取出牙刷成品的空模芯放回至自动上料机构100中。

自动上料机构100包括上料机架、设置在上料机架上的用于放置摆好牙刷头21的载盘的载盘供料槽1、设置在载盘供料槽1的侧旁的用于放置空载盘的载盘回收槽2、安装在载盘供料槽1的前方的用于放置模芯20的载具旋转机构、用于将载盘供料槽1中的载盘上的牙刷头21抓取至载具旋转机构上的模芯20中以及将载盘供料槽1中的已卸下牙刷头21的空载盘抓取至载盘回收槽2中的上料抓夹机构。

载盘为平板形状，其上设有行列整齐排列设置的多个牙刷头安装槽，通过人工或机器将牙刷头21放置载盘上，然后通过人工将载盘叠放在载盘供料槽1中。

模芯20包括主板20-1和副板20-2，主板20-1上设有开口朝外的副板安装槽，主板20-1上设有前端缺少槽前端部的刷头槽主体和刷柄槽，副板20-2 上设有与刷头槽主体前端适配的槽前端部，副板20-2安装在副板安装槽上，槽前端部与刷头槽主体拼合形成刷头槽；在副板20-2和主板20-1上竖向贯穿设置有位置相对的插销孔22。

自动上料机构100还包括用于在模芯20的插销孔22内安装插销以使主板20-1和副板20-2组装连接的插销固定机构和用于将模芯20上的插销拔出的插销取出机构。

载具旋转机构包括载具旋转盘3和用于驱动载具旋转盘3转动的驱动装置，载具旋转盘3上设有用于放置模芯20的4个模芯放置位，4个模芯放置位均匀分布在载具旋转盘3的外缘。

载具旋转盘3对着上料抓夹机构的位置为牙刷头安装工位3-1，对着插销固定机构的位置为插销安装工位3-2，对着多关节机器人200的位置为模芯抓取工位3-3，对着插销取出机构的位置为插销取出工位3-4，此4个工位依次排列，载具旋转盘3每次转动90°，模芯放置位依次循环转动至4个工位上进行相应的工序操作。

上料抓夹机构包括从载盘供料槽1到载盘回收槽2方向的Y轴上料电动滑轨4、从载盘供料槽1到牙刷头安装工位3-1方向的X轴上料电动滑轨5、安装在X轴上料电动滑轨5的滑动位上的安装架6、安装在安装架6的侧向载盘供料槽1的一侧的Z轴上料气缸7、安装在Z轴上料气缸7的伸缩端的上料吸附装置8、安装在安装架6的侧向载盘回收槽2的一侧的Z轴回收气缸 9以及安装在Z轴回收气缸9的伸缩端的回收吸附装置10，X轴上料电动滑轨5安装在Y轴上料电动滑轨4的滑动位上。

通过X轴上料电动滑轨5和Y轴上料电动滑轨4配合将上料吸附装置8 移动至载盘供料槽1的载盘3上方，由Z轴上料气缸7带动上料吸附装置8 下降至上料吸附装置8压在载盘3的牙刷头21上，由上料吸附装置8吸附载盘3上的牙刷头21，然后通过Z轴上料气缸7带动上料吸附装置8上提，由 X轴上料电动滑轨5和Y轴上料电动滑轨4配合将上料吸附装置8移动至牙刷头安装工位3-1的模芯20上方，接着通过Z轴上料气缸7带动上料吸附装置8下降至上料吸附装置8吸附的牙刷头21放置至模芯20的刷头槽中，接着上料吸附装置8松开，完成牙刷头21的上料并循环上述工作，直至一载盘 3上的牙刷头21全部移空的最后一次动作——上料吸附装置8下降至上料吸附装置8压在载盘3的牙刷头21上，由上料吸附装置8吸附载盘3上的牙刷头21的同时，Z轴回收气缸9带动回收吸附装置10下降至回收吸附装置10紧贴在载盘3上，由回收吸附装置10吸附载盘3，然后由Y轴上料电动滑轨 4带动X轴上料电动滑轨5及其上的上料吸附装置8和回收吸附装置10移动至回收吸附装置10吸附的载盘3位于载盘回收槽2位置时，回收吸附装置10 松开，载盘3落入载盘回收槽2中，接着通过X轴上料电动滑轨5带动上料吸附装置8移动至牙刷头安装工位3-1的模芯20上方，接着完成牙刷头21 的上料动作，至此为一周期动作，如此循环。

插销固定机构包括由立柱支撑在高位的插销回收盘11、插销供料振动盘 13、插销待取槽14、插销电动滑轨机构15、插销气缸16、插销抓夹头17和安装位模芯顶紧机构24。插销回收盘11的高度高于插销供料振动盘13，插销回收盘11的出口端连接倾斜的输料滑道12，输料滑道12的出口端位于插销供料振动盘13的上方，插销待取槽14的入口端与插销供料振动盘13的出料端连通，插销气缸16安装在插销电动滑轨机构15的滑动位上，插销抓夹头17安装在插销气缸16的活动端。

载具旋转盘3上的模芯放置位上设有模芯座19，模芯座19的左右两侧上设有两个用于放置模芯20的模芯槽，模芯槽的外侧为开口设置，每个模芯座 19上安装两个模芯20。安装位模芯顶紧机构24包括位于插销安装工位3-2 的两模芯20外侧的两个安装位气缸和安装在该安装位气缸活动端的安装位压块；安装位压块与插销安装工位3-2上的模芯槽开口23一一相对，供安装位压块挤压放置在模芯槽内的模芯20。

在一个模芯座19上安装两个模芯20时，插销回收盘11、插销供料振动盘13、插销待取槽14、插销电动滑轨机构15、插销气缸16、插销抓夹头17 均设置两组，每组与一模芯20对应，工作方式相同。(为清楚的看清每组的结构，附图中只画图一组。)

插销回收盘11内设置有推料机构，插销回收盘11内的插销通过推料机构从插销回收盘11的出口端滑入输料滑道12，通过输料滑道12落入插销供料振动盘13，由插销供料振动盘13将插销单个依次输送至插销待取槽14，再由插销抓夹头17夹取插销待取槽14中的插销，然后通过插销电动滑轨机构15将插销气缸16和插销抓夹头17运送至插销安装工位3-2的模芯20上方，使插销抓夹头17夹取的插销正对模芯20上的插销孔22，同时安装位模芯顶紧机构24将模芯20顶紧；再通过插销气缸16带动插销抓夹头17下降，使插销抓夹头17夹取的插销插入对应的插销孔22中，然后插销抓夹头17松开，并由插销气缸16带动上升，由插销电动滑轨机构15带动回到插销待取槽14 位置，循环上述动作，完成插销动作。通过插销将模芯20的主板20-1和副板 20-2组装固定，从而在多关节机器人200抓取模芯20的时候不会因翻转而散开。

自动收料机构400包括收料机架、安装在收料机架上的用于放置空的成品盘的空成品盘放置位33、用于放置装满成品牙刷的载料成品盘放置位32、用于放置模芯20并能180°旋转换位的互换旋转台31、用于将互换旋转台31 上的模芯20中的牙刷成品抓取至空成品盘放置位33上的成品盘中并将空成品盘放置位33上的装满牙刷成品的成品盘抓取至载料成品盘放置位32上的收料抓夹机构。互换旋转台31的对着多关节机器人200的位置为机器人抓取工位31-1，对着收料抓夹机构的位置为卸料工位31-2，该两工位上设置有用于放置模芯20的模芯位，该两工位可通过互换旋转台31的旋转实现互换。通过多关节机器人200将含有牙刷成品的模芯20放置在互换旋转台31的机器人抓取工位31-1上，接着互换旋转台31转动180°，使含有牙刷成品的模芯20转动至卸料工位31-2上，由收料抓夹机构将模芯20上的牙刷成品移出，同时多关节机器人200再次将含有牙刷成品的模芯20放置在互换旋转台31 的机器人抓取工位31-1上，在模芯20上的牙刷成品被清空时，互换旋转台 31再次转动，将空模芯移至机器人抓取工位31-1上，含有牙刷成品的模芯20 移至卸料工位31-2上，收料抓夹机构继续将模芯20上的牙刷成品移出，同时多关节机器人200将空模芯移至载具旋转盘3的模芯抓取工位3-3上。

收料抓夹机构包括从空成品盘放置位33到载料成品盘放置位32方向的X 轴收料电动滑轨27、从互换旋转台31到空成品盘放置位33方向的Y轴收料电动滑轨28、安装在Y轴收料电动滑轨28的滑动位上的Z轴收料气缸29以及安装在Z轴收料气缸29的伸缩端的收料吸附装置30，Y轴收料电动滑轨 28安装在X轴收料电动滑轨27的滑动位上。

通过X轴收料电动滑轨27和Y轴收料电动滑轨28配合将收料吸附装置 30移动至互换旋转台31的卸料工位31-2的模芯20上方，由Z轴收料气缸 29带动收料吸附装置30下降至收料吸附装置30压在模芯20的成品牙刷上，由收料吸附装置30吸附模芯20上的成品牙刷，再由Y轴收料电动滑轨28将带有成品牙刷的收料抓取头移动至空成品盘放置位33上方，然后收料吸附装置30松开，将成品牙刷放置至空成品盘放置位33上的成品盘中；接着，收料吸附装置30吸附装有成品牙刷的成品盘，再由X轴收料电动滑轨27将Y 轴收料电动滑轨28及其上的收料吸附装置30一起移动至载料成品盘放置位 32上方，然后收料吸附装置30松开，将成品盘放置至载料成品盘放置位32 中，最后X轴收料电动滑轨27和Y轴收料电动滑轨28复位，循环上述动作，完成自动收料。

多关节机器人200为六轴机器人。多关节机器人200的手抓端安装有机器人手抓机构，机器人手抓机构包括基座25、安装在基座25一端面上的模芯上料夹具26的和安装在基座25另一端面上的模芯回收夹具。

通过模芯回收夹具朝向机器人抓取工位31-1上的空模芯做夹紧动作，再由多关节机器人200带动机器人手抓机构移动至模芯抓取工位3-3，由多关节机器人200带动机器人手抓机构转动至模芯上料夹具26对着模芯抓取工位 3-3上的模芯20，通过模芯上料夹具26朝向模芯抓取工位3-3上的模芯20做夹紧动作，再由多关节机器人200带动机器人手抓机构转动至模芯回收夹具对着模芯抓取工位3-3，由模芯回收夹具松开空模芯，使空模芯回收至载具旋转盘3上，接着由多关节机器人200带动机器人手抓机构移动至注塑机300 的注塑工位上，由模芯上料夹具26放开装有牙刷头21的模芯20至注塑工位上，由注塑机300进行注塑。

插销取出机构包括拔销电动滑轨机构、拔销气缸、拔销抓夹头和取出位模芯顶紧机构，取出位模芯顶紧机构包括位于插销取出工位3-4的模芯20外侧的两取出位气缸和安装在该取出位气缸活动端的取出位压块；取出位压块与插销取出工位3-4上的模芯槽开口23一一相对，供取出位压块挤压放置在模芯槽内的模芯20。(附图中未画出插销取出机构)

在一个模芯座19上安装两个模芯20时，拔销电动滑轨机构、拔销气缸、拔销抓夹头也均设置有两组，两组动滑轨机构从插销取出工位3-4上方分别通向插销回收盘11上方，一拔销气缸安装在一拔销电动滑轨机构的滑动位上，一拔销抓夹头安装在一拔销气缸的活动端。两组机构的工作方式相同。

通过拔销电动滑轨机构带动拔销抓夹头移动，使拔销抓夹头位置对应插销取出工位3-4的模芯20上的插销，然后由拔销气缸带动拔销抓夹头下降，使拔销抓夹头抓住对应的插销，然后由拔销气缸带动上升，由拔销电动滑轨机构带动移至插销回收盘11上方，再由拔销气缸带动拔销抓夹头下降，然后拔销抓夹头松开，插销落入插销回收盘11内，再由拔销气缸带动拔销抓夹头上升，由拔销电动滑轨机构带动回到插销取出工位3-4的模芯20上的插销上方，循环上述动作，完成拔销动作。

本实用新型围绕多关节机器人200设置有安全护栏500，工作更加安全。

控制系统包括安装在上料机架上的人机操作界面18，方便人机操作，设置设备参数。

本实用新型的牙刷生产自动化设备包括自动上料机构100、多关节机器人200、注塑机300和自动收料机构400，人工将摆好牙刷头21的定制载盘3放至自动上料机构100，由机械手抓取放至模芯20内，完成后放入插销固定，再由多关节机器人200将装满产品的模芯20抓取放到注塑机300内注塑成型，注塑成型后再由多关节机器人200取出含牙刷成品的模芯20，放至自动收料机构400，待自动收料机构400取出成品，然后多关节机器人200再把空模芯放至自动上料机构100，由插销取出机构将插销取出，以此循环，完成牙刷头 21供料、成型一体化生产，自动上下料，全自动式操作方式、自动产量计数，使牙刷生产更加智能化，提高生产效率、降低人力成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种牙刷生产自动化设备，其特征在于，包括自动上料机构、多关节机器人、注塑机、自动收料机构和用于控制自动上料机构、多关节机器人、注塑机、自动收料机构的控制系统；所述自动上料机构用于将牙刷头摆放至模芯内并用插销固定；所述多关节机器人用于将所述自动上料机构上的装有牙刷头的模芯抓取放到所述注塑机内注塑成型并在牙刷头注塑成型为牙刷成品后从所述注塑机取出装有牙刷成品的模芯放至所述自动收料机构中；所述自动收料机构用于自动收集模芯上的牙刷成品，所述多关节机器人还用于将取出牙刷成品的空模芯放至所述自动上料机构中；

所述自动上料机构包括上料机架、设置在所述上料机架上的用于放置摆好牙刷头的载盘的载盘供料槽、设置在所述载盘供料槽的侧旁的用于放置空载盘的载盘回收槽、安装在所述载盘供料槽的前方的用于放置模芯的载具旋转机构、用于将所述载盘供料槽中的载盘上的牙刷头抓取至所述载具旋转机构上的模芯中以及将所述载盘供料槽中的已卸下牙刷头的空载盘抓取至所述载盘回收槽中的上料抓夹机构；

所述自动收料机构包括收料机架、安装在所述收料机架上的用于放置空的成品盘的空成品盘放置位、用于放置装满成品牙刷的载料成品盘放置位、用于放置模芯并能180°旋转换位的互换旋转台、用于将互换旋转台上的模芯中的牙刷成品抓取至所述空成品盘放置位上的成品盘中并将空成品盘放置位上的装满牙刷成品的成品盘抓取至载料成品盘放置位上的收料抓夹机构；所述互换旋转台的对着所述多关节机器人的位置为机器人抓取工位，对着所述收料抓夹机构的位置为卸料工位，该两工位上设置有用于放置模芯的模芯位，该两工位可通过所述互换旋转台的旋转实现互换。

2.根据权利要求1所述的牙刷生产自动化设备，其特征在于，所述上料抓夹机构包括从所述载盘供料槽位置到所述载盘回收槽位置方向的Y轴上料电动滑轨、从所述载盘供料槽位置到所述牙刷头安装工位方向的X轴上料电动滑轨、安装在所述X轴上料电动滑轨的滑动位上的安装架、安装在所述安装架的侧向所述载盘供料槽的一侧的Z轴上料气缸、安装在所述Z轴上料气缸的伸缩端的上料吸附装置、安装在所述安装架的侧向所述载盘回收槽的一侧的Z轴回收气缸以及安装在所述Z轴回收气缸的伸缩端的回收吸附装置，所述X轴上料电动滑轨安装在所述Y轴上料电动滑轨的滑动位上；

通过所述X轴上料电动滑轨和Y轴上料电动滑轨配合将所述上料吸附装置移动至所述载盘供料槽的载盘上方，由所述Z轴上料气缸带动所述上料吸附装置下降至所述上料吸附装置压在所述载盘的牙刷头上，由所述上料吸附装置吸附载盘上的牙刷头，然后通过所述Z轴上料气缸带动所述上料吸附装置上提，由所述X轴上料电动滑轨和Y轴上料电动滑轨配合将所述上料吸附装置移动至所述牙刷头安装工位的模芯上方，接着通过所述Z轴上料气缸带动所述上料吸附装置下降至所述上料吸附装置吸附的牙刷头放置至模芯的刷头槽中，接着所述上料吸附装置松开，完成牙刷头的上料并循环上述工作，直至一载盘上的牙刷头全部移空的最后一次动作——所述上料吸附装置下降至所述上料吸附装置压在所述载盘的牙刷头上，由所述上料吸附装置吸附载盘上的牙刷头，同时，所述Z轴回收气缸带动所述回收吸附装置下降至所述回收吸附装置紧贴在所述载盘上，由所述回收吸附装置吸附载盘，然后由所述Y轴上料电动滑轨带动所述X轴上料电动滑轨及其上的上料吸附装置和回收吸附装置移动至所述回收吸附装置吸附的载盘位于所述载盘回收槽位置时，所述回收吸附装置松开，载盘落入所述载盘回收槽中，接着通过所述X轴上料电动滑轨带动所述上料吸附装置移动至所述牙刷头安装工位的模芯上方，接着完成牙刷头的上料动作，至此为一周期动作，如此循环。

3.根据权利要求1或2所述的牙刷生产自动化设备，其特征在于，所述模芯包括主板和副板，所述主板上设有开口朝外的副板安装槽，所述主板上设有前端缺少槽前端部的刷头槽主体和刷柄槽，所述副板上设有与所述刷头槽主体前端适配的槽前端部，所述副板安装在所述副板安装槽上，所述槽前端部与所述刷头槽主体拼合形成刷头槽；在所述副板和所述主板上竖向贯穿设置有位置相对的插销孔；

所述自动上料机构还包括用于在所述模芯的插销孔内安装插销以使所述主板和所述副板组装连接的插销固定机构和用于将所述模芯上的插销拔出的插销取出机构；

所述插销固定机构包括由立柱支撑在高位的插销回收盘、插销供料振动盘、插销待取槽、插销电动滑轨机构、插销气缸、插销抓夹头和安装位模芯顶紧机构，所述安装位模芯顶紧机构包括位于所述插销安装工位的模芯外侧的安装位气缸和安装在该安装位气缸活动端的安装位压块；所述载具旋转盘上的模芯放置位上设有模芯座，所述模芯座上设有用于放置模芯的模芯槽，所述模芯槽的外侧为开口设置，所述安装位压块与所述插销安装工位上的模芯槽开口相对，供所述安装位压块挤压放置在模芯槽内的模芯；

所述插销回收盘的高度高于所述插销供料振动盘，所述插销回收盘的出口端连接倾斜的输料滑道，所述输料滑道的出口端位于所述插销供料振动盘的上方，所述插销待取槽的入口端与所述插销供料振动盘的出料端连通，所述插销气缸安装在所述插销电动滑轨机构的滑动位上，所述插销抓夹头安装在所述插销气缸的活动端；

所述插销回收盘内设置有推料机构，所述插销回收盘内的插销通过推料机构从插销回收盘的出口端滑入输料滑道，通过所述输料滑道落入所述插销供料振动盘，由所述插销供料振动盘将插销单个依次输送至所述插销待取槽，再由所述插销抓夹头夹取所述插销待取槽中的插销，然后通过所述插销电动滑轨机构将所述插销气缸和插销抓夹头运送至所述插销安装工位的模芯上方，使所述插销抓夹头夹取的插销正对所述模芯上的插销孔，同时所述安装位模芯顶紧机构将模芯顶紧；再通过所述插销气缸带动所述插销抓夹头下降，使所述插销抓夹头夹取的插销插入对应的插销孔中，然后所述插销抓夹头松开，并由所述插销气缸带动上升，由所述插销电动滑轨机构带动回到所述插销待取槽位置，循环上述动作。

4.根据权利要求3所述的牙刷生产自动化设备，其特征在于，所述插销取出机构包括拔销电动滑轨机构、拔销气缸、拔销抓夹头和取出位模芯顶紧机构，所述取出位模芯顶紧机构包括位于所述插销取出工位的模芯外侧的取出位气缸和安装在该取出位气缸活动端的取出位压块；所述取出位压块与所述插销取出工位上的模芯槽开口相对，供所述取出位压块挤压放置在模芯槽内的模芯；

所述拔销电动滑轨机构从所述插销取出工位上方通向所述插销回收盘上方，所述拔销气缸安装在所述拔销电动滑轨机构的滑动位上，所述拔销抓夹头安装在所述拔销气缸的活动端；

通过所述拔销电动滑轨机构带动所述拔销抓夹头移动，使所述拔销抓夹头位置对应所述插销取出工位的模芯上的插销，然后由所述拔销气缸带动所述拔销抓夹头下降，使所述拔销抓夹头抓住对应的插销，然后由所述拔销气缸带动上升，由所述拔销电动滑轨机构带动移至所述插销回收盘上方，再由所述拔销气缸带动所述拔销抓夹头下降，然后所述拔销抓夹头松开，插销落入所述插销回收盘内，再由所述拔销气缸带动所述拔销抓夹头上升，由所述拔销电动滑轨机构带动回到所述插销取出工位的模芯上的插销上方，循环上述动作。

5.根据权利要求1所述的牙刷生产自动化设备，其特征在于，所述载具旋转机构包括载具旋转盘和用于驱动所述载具旋转盘转动的驱动装置，所述载具旋转盘上设有用于放置模芯的至少4个模芯放置位；所述载具旋转盘对着所述上料抓夹机构的位置为牙刷头安装工位，对着所述插销固定机构的位置为插销安装工位，对着所述多关节机器人的位置为模芯抓取工位，对着所述插销取出机构的位置为插销取出工位，此4个工位依次排列，所述模芯放置位依次循环转动至4个工位上进行相应的工序操作。

6.根据权利要求1所述的牙刷生产自动化设备，其特征在于，所述收料抓夹机构包括从空成品盘放置位到载料成品盘放置位方向的X轴收料电动滑轨、从互换旋转台到空成品盘放置位方向的Y轴收料电动滑轨、安装在所述Y轴收料电动滑轨的滑动位上的Z轴收料气缸以及安装在所述Z轴收料气缸的伸缩端的收料吸附装置，所述Y轴收料电动滑轨安装在所述X轴收料电动滑轨的滑动位上；

通过所述X轴收料电动滑轨和Y轴收料电动滑轨配合将所述收料吸附装置移动至所述互换旋转台的卸料工位的模芯上方，由所述Z轴收料气缸带动所述收料吸附装置下降至所述收料吸附装置压在模芯的成品牙刷上，由所述收料吸附装置吸附模芯上的成品牙刷，再由所述Y轴收料电动滑轨将带有成品牙刷的收料抓取头移动至所述空成品盘放置位上方，然后所述收料吸附装置松开，将成品牙刷放置至空成品盘放置位上的成品盘中；接着，所述收料吸附装置吸附装有成品牙刷的成品盘，再由所述X轴收料电动滑轨将Y轴收料电动滑轨及其上的收料吸附装置一起移动至载料成品盘放置位上方，然后所述收料吸附装置松开，将成品盘放置至载料成品盘放置位中，最后所述X轴收料电动滑轨和Y轴收料电动滑轨复位，循环上述动作，完成自动收料。

7.根据权利要求1所述的牙刷生产自动化设备，其特征在于，所述多关节机器人为六轴机器人。

8.根据权利要求1所述的牙刷生产自动化设备，其特征在于，所述多关节机器人的手抓端安装有机器人手抓机构，所述机器人手抓机构包括基座、安装在所述基座一端面上的模芯上料夹具的和安装在所述基座另一端面上的模芯回收夹具；

通过所述模芯回收夹具朝向所述机器人抓取工位上的空模芯做夹紧动作，再由所述多关节机器人带动所述机器人手抓机构移动至所述模芯抓取工位，由所述多关节机器人带动所述机器人手抓机构转动至所述模芯上料夹具对着所述模芯抓取工位上的模芯，通过所述模芯上料夹具朝向所述模芯抓取工位上的模芯做夹紧动作，再由所述多关节机器人带动所述机器人手抓机构转动至所述模芯回收夹具对着所述模芯抓取工位，由所述模芯回收夹具松开空模芯，使空模芯回收至载具旋转盘上，接着由所述多关节机器人带动所述机器人手抓机构移动至所述注塑机的注塑工位上，由所述模芯上料夹具放开装有牙刷头的模芯至注塑工位上。

9.根据权利要求1所述的牙刷生产自动化设备，其特征在于，还包括围绕所述多关节机器人设置的安全护栏。

10.根据权利要求1所述的牙刷生产自动化设备，其特征在于，所述控制系统包括安装在所述上料机架上的人机操作界面。

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