DE102018127030A1 - Method of making brushes and brush making machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bürstenherstellung mittels einer Bürstenherstellungsmaschine, die eine Führung (26) aufweist, entlang der mehrere Schlitten (12) nacheinander zu mehreren Bohrstationen (16A, 16B) und anschließend zu einer Stopfstation (18) bewegt werden können, wobei die Bohrstationen (16A, 16B) gleichzeitig mit der Stopfstation (18) betrieben werden und wobei die Anzahl an Bohrzyklen, die jede Bohrstation (16A, 16B) je Zeiteinheit macht, gleich der Anzahl an Stopfzyklen der Stopfstation (18) in derselben Zeiteinheit ist, geteilt durch die Anzahl an Bohrstationen (16A, 16B). Die Erfindung betrifft auch eine Bürstenherstellungsmaschine mit einer Führung (26), mehreren Schlitten (12), die einen oder mehrere Bürstengrundkörper (32) aufnehmen können und verstellbar an der Führung (26) aufgenommen sind, mehreren Bohrstationen (16A, 16B) und einer Stopfstation (18), wobei sich die Führung (26) entlang der mehreren Bohrstationen (16A, 16B) und anschließend entlang der Stopfstation (18) erstreckt, und mit einer Steuerung (48), die ein Zyklusteilermodul (49) aufweist, das eine Zyklusgeschwindigkeit der Stopfstation (18) in eine Zyklusgeschwindigkeit jeder Bohrstation (16A, 16B) untersetzt, die ein n-tel der Zyklusgeschwindigkeit der Bohrstation (18) ist, wobei n die Anzahl der Bohrstationen (16A, 16B) im Verhältnis zur Anzahl der Stopfstationen (18) ist.The invention relates to a method for brush production by means of a brush production machine which has a guide (26) along which several carriages (12) can be moved successively to several drilling stations (16A, 16B) and then to a tamping station (18), the drilling stations (16A, 16B) are operated simultaneously with the tamping station (18) and the number of drilling cycles that each drilling station (16A, 16B) makes per unit time is equal to the number of tamping cycles of the tamping station (18) in the same time unit divided by the number of drilling stations (16A, 16B). The invention also relates to a brush production machine with a guide (26), a plurality of slides (12) which can accommodate one or more brush base bodies (32) and are adjustably received on the guide (26), a plurality of drilling stations (16A, 16B) and a tamping station (18), the guide (26) extending along the plurality of drilling stations (16A, 16B) and then along the tamping station (18), and with a controller (48) having a cycle divider module (49) that has a cycle speed of Tamping station (18) into a cycle speed of each drilling station (16A, 16B) which is an nth of the cycle speed of the drilling station (18), where n is the number of drilling stations (16A, 16B) in relation to the number of tamping stations (18) is.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bürsten sowie eine Bürstenherstellungsmaschine.The invention relates to a method for manufacturing brushes and a brush manufacturing machine.
Bei der Herstellung von Bürsten, beispielsweise Zahnbürsten, Haushaltsbürsten oder auch Pinseln, ist es üblich, dass ein Bürstengrundkörper nacheinander zu verschiedenen Bearbeitungsstationen geführt wird, an denen jeweils ein spezifischer Bearbeitungsschritt vorgenommen wird. Beispielsweise können an einer Bearbeitungsstation mehrere Löcher in den Bürstengrundkörper gebohrt werden, und an einer nachfolgenden Arbeitsstation werden Borstenbündel in die Löcher gestopft. Zum Verstellen der Bürstengrundkörper werden meist Schlitten verwendet, die entlang eines vorgegebenen Weges so umlaufen, dass die an ihnen angeordneten Borstengrundkörper nacheinander den verschiedenen Stationen zur Bearbeitung angeboten werden. In einem einfachen Beispiel weist die Bürstenherstellungsmaschine eine Beladestation, eine Bohrstation, eine Stopfstation und eine Entnahmestation auf. Dann können vier Schlitten verwendet werden, die bei jedem Takt der Bürstenherstellungsmaschine jeweils eine Station weiter verstellt werden. Die Schlitten sind üblicherweise an einem Antriebselement wie einem gemeinsamen Träger oder eine Kette angebracht, das alle Schlitten gemeinsam weiterverstellt.In the production of brushes, for example toothbrushes, household brushes or even brushes, it is common for a brush base body to be guided successively to different processing stations, at each of which a specific processing step is carried out. For example, several holes can be drilled in the brush body at one processing station, and bristle bundles are stuffed into the holes at a subsequent work station. To adjust the basic brush bodies, slides are usually used, which run along a predetermined path in such a way that the basic bristle bodies arranged on them are successively offered to the various stations for processing. In a simple example, the brush manufacturing machine has a loading station, a drilling station, a tamping station and a removal station. Then four slides can be used, which are adjusted one station for each cycle of the brush manufacturing machine. The slides are usually attached to a drive element such as a common carrier or a chain, which adjusts all the slides together.
Nachteilig bei den bekannten Maschinen ist, dass beim Weiterverstellen der Schlitten von einer Bearbeitungsstation zur nächsten eine gewisse Zeit vergeht, was sich nachteilig auf die Produktivität der Bürstenherstellungsmaschine auswirkt.A disadvantage of the known machines is that when the carriage is moved further from one processing station to the next a certain time passes, which has a disadvantageous effect on the productivity of the brush production machine.
Um dieses Problem zu lösen, ist aus der
Die Bürstenherstellungsmaschine weist einen Führungsblock
Um den Führungsblock
Der Führungsblock
Die Führung
Zum Verstellen der Schlitten
Die Antriebsvorrichtung
Bei den genannten Antriebsvorrichtungen handelt es sich lediglich um Beispiele und nicht um eine abschließende Aufzählung.The drive devices mentioned are only examples and are not a conclusive list.
An jedem Schlitten
Jede Spannvorrichtung
Weiterhin ist eine Kippvorrichtung
Weiterhin ist eine Höhenverstellung
Mit Bezug auf die Orientierung der Bürstenherstellungsmaschine, wie sie in den
Angaben wie „oben“ oder Ähnliches verstehen sich hier lediglich als Bezugnahme auf die Figuren. Die Bürstenherstellungsmaschine kann später auch anders angeordnet sein, da sich die Führung
Zum Verstellen der Schlitten
Die Bearbeitungsstationen können unterschiedliche Bearbeitungsschritte ausführen. In einem Beispiel kann die Bearbeitungsstation
Die Bearbeitungsstation
Die Bearbeitungsstation
Die Bearbeitungsstation
In Abhängigkeit von den Bearbeitungsschritten, die mittels der Bürstenherstellungsmaschine vorgenommen werden sollen, können weitere Bearbeitungsstationen verwendet werden. Beispielsweise kann eine Trimmstation vorgesehen sein, in der die am Bürstengrundkörper
Die Bürstenherstellungsmaschine kann mit einer Spritzgussstation gekoppelt sein, sodass in einer angrenzenden Spritzgussstation die Bürstenkörper zuerst spritzgegossen werden oder Zusatzteile an bereits zuvor hergestellte Bürstenkörper angespritzt werden. Von der Spritzgussstation werden diese Bürstenkörper dann manuell oder, vorzugsweise vollautomatisch, zur Bürstenherstellungsmaschine transportiert und in der Beladestation in die Bürstenherstellungsmaschine eingekoppelt. Dies kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Wenn die Träger die Bürstenherstellungsmaschine nicht verlassen, werden die Bürstenkörper in der Bürstenherstellungsmaschine in die Träger eingesetzt. Darüber hinaus könnten die Träger auch in der Beladestation in die Herstellungsmaschine bereits in beladenem Zustand eingesetzt werden. In der gezeigten Ausführungsform ist es jedoch so, dass die Träger in der Bürstenherstellungsmaschine umlaufen und dadurch diese nicht verlassen.The brush production machine can be coupled to an injection molding station, so that in an adjacent injection molding station the brush bodies are first injection molded or additional parts are injection molded onto previously produced brush bodies. These brush bodies are then transported manually or, preferably fully automatically, to the brush manufacturing machine from the injection molding station and are coupled into the brush manufacturing machine in the loading station. This can be done in different ways. If the carriers do not leave the brush making machine, the brush bodies in the brush making machine are inserted into the carriers. In addition, the carriers could also be used in the loading station in the manufacturing machine already loaded. In the embodiment shown, however, it is the case that the carriers rotate in the brush manufacturing machine and thus do not leave it.
Es ist auch möglich, die Bürstenherstellungsmaschine „doppelt“ zu bestücken, also in einer Hälfte eine Beladestation, verschiedene Bearbeitungsstationen und eine Entnahmestation, und anschließend in der zweiten Hälfte wiederum eine Beladestation, mehrere Bearbeitungsstationen und eine Entnahmestation. Auf diese Weise kann die Anzahl der je Takt hergestellten Bürsten verdoppelt werden. It is also possible to equip the brush manufacturing machine “twice”, ie in one half a loading station, various processing stations and one removal station, and then in the second half again a loading station, several processing stations and one removal station. In this way, the number of brushes produced per cycle can be doubled.
Wesentliches Merkmal der beschriebenen Bürstenherstellungsmaschine ist, dass ein Bürstengrundkörper, bevor er der nächsten Bearbeitungsstation angeboten wird, vorpositioniert wird. Dies wird anhand von
Der als nächstes zu bearbeitende Borstengrundkörper
Dieses Vorpositionieren kann einerseits während der Zustellbewegung von einer Bearbeitungsstation in die darauffolgende erfolgen oder durch ein kurzes Stoppen unmittelbar vor der darauffolgenden Bearbeitungsstation. Dies kommt vor allem darauf an, wie weit die Bearbeitungsstationen voneinander entfernt sind und wie zeitaufwendig die Vorpositionierung ist, was wiederum auch von der Geometrie der herzustellenden Bürste abhängt.This prepositioning can take place on the one hand during the infeed movement from one processing station to the next, or by stopping briefly directly in front of the following processing station. This mainly depends on how far the processing stations are from each other and how time-consuming the pre-positioning is, which in turn also depends on the geometry of the brush to be manufactured.
Wenn sämtliche Löcher des Bürstengrundkörpers
Es ist erkennbar, dass die Taktrate, mit der Bürstengrundkörper gebohrt und dann mit Borsten bestückt werden können, von der „langsamsten“ der beiden Stationen Bohren und Stopfen abhängt; da je Bürstengrundkörper so viele Löcher gebohrt werden müssen wie gestopft werden müssen, kann keine dieser beiden Stationen schneller arbeiten als die andere. Falls sie es doch tut, muss sie anschließend warten, bis die Bearbeitung an der anderen Station abgeschlossen ist.It can be seen that the cycle rate with which the brush base body can be drilled and then equipped with bristles depends on the “slowest” of the two stations, drilling and plugging; Since as many holes have to be drilled per plug base as there are to be plugged, neither of these two stations can work faster than the other. If it does, it must then wait until processing at the other station is complete.
Es hat sich herausgestellt, dass derzeit das Bohren der Löcher den „Flaschenhals“ darstellt. Im Hinblick darauf, dass die Bohrspäne aus dem Loch entfernt werden müssen und außerdem das Material nicht beliebig schnell bearbeitet werden kann (bei Bürstengrundkörpern aus Kunststoff besteht das Risiko, dass das Material schmilzt), sind aktuell mit üblichen Bohrern und üblichen Bohrtechniken die Bearbeitungsgrenzen erreicht.It has turned out that drilling the holes is currently the "bottleneck". In view of the fact that the drilling chips have to be removed from the hole and that the material cannot be processed as quickly as desired (with plastic brush base bodies there is a risk that the material will melt), the processing limits have currently been reached with standard drills and standard drilling techniques.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Bürsten und eine Bürstenherstellungsmaschine zu schaffen, mit denen die Bearbeitungsgeschwindigkeit weiter gesteigert werden kann.The object of the invention is to provide a method for manufacturing brushes and a brush manufacturing machine with which the processing speed can be increased further.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zur Bürstenherstellung mittels einer Bürstenherstellungsmaschine vorgesehen, die eine Führung aufweist, entlang der mehrere Schlitten nacheinander zu mehreren Bohrstationen und anschließend zu mindestens einer Stopfstation bewegt werden können, wobei die Bohrstationen gleichzeitig mit der mindestens einen Stopfstation betrieben werden und wobei die Anzahl an Bohrzyklen, die jede Bohrstation je Zeiteinheit macht, gleich der Anzahl an Stopfzyklen der mindestens einen Stopfstation in derselben Zeiteinheit ist, geteilt durch das Verhältnis der Anzahl von Bohrstationen zur Anzahl der Stopfstationen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß auch eine Bürstenherstellungsmaschine, insbesondere zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens, vorgesehen, mit einer Führung, mehreren Schlitten, die einen oder mehrere Bürstengrundkörper aufnehmen können und verstellbar an der Führung aufgenommen sind, mehreren Bohrstationen und einer Stopfstation, wobei sich die Führung entlang der mehreren Bohrstationen und anschließend entlang der Stopfstation erstreckt, und mit einer Steuerung, die ein Zyklusteilermodul aufweist, das eine Zyklusgeschwindigkeit der Stopfstation in eine Zyklusgeschwindigkeit jeder Bohrstation untersetzt, die ein n-tel der Zyklusgeschwindigkeit der Bohrstation ist, wobei n die Anzahl der Bohrstationen im Verhältnis zur Anzahl der Stopfstationen ist.To achieve this object, a method for brush production by means of a brush production machine is provided according to the invention, which has a guide, along which several carriages can be successively moved to several drilling stations and then to at least one tamping station, the drilling stations being operated simultaneously with the at least one tamping station and wherein the number of drilling cycles that each drilling station makes per unit time is equal to the number of tamping cycles of the at least one tamping station in the same time unit divided by the ratio of the number of drilling stations to the number of tamping stations. To achieve this object, a brush manufacturing machine is also provided according to the invention, in particular for carrying out the aforementioned method, with a guide, a plurality of slides which can accommodate one or more brush base bodies and are adjustably received on the guide, a plurality of drilling stations and a tamping station, the Guide along the multiple drilling stations and then along the tamping station, and with a controller that has a cycle divider module that reduces a cycle speed of the tamping station into a cycle speed of each drilling station that is an nth of the cycle speed of the drilling station where n is the number of drilling stations in relation to the number of tamping stations.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die Arbeit des Bohrens der Löcher im Bürstengrundkörper auf zwei oder mehr Bohrstationen aufzuteilen und die Zyklusgeschwindigkeit der Bohrstationen entsprechend dem Verhältnis von Bohrstationen zu Stopfstationen zu verringern. Dies ermöglicht, die Löcher mit Zweidrittel der Zyklusgeschwindigkeit (wenn drei Bohrstationen und zwei Stopfstationen vorhanden sind), der halben Zyklusgeschwindigkeit (wenn doppelt so viele Bohrstationen vorhanden sind wie Stopfstationen) oder einem Drittel, einem Viertel, ... der Zyklusgeschwindigkeit zu bohren (wenn drei, vier, ... Bohrstationen vorhanden sind), mit der gestopft wird. Somit bleibt ausreichend Zeit, um die Löcher mit Standardbohrern zu bohren, ohne dass auf aufwendige Techniken zurückgegriffen werden muss, mit denen die Bohrgeschwindigkeit weiter gesteigert werden könnten.The invention is based on the basic idea of dividing the work of drilling the holes in the brush base body over two or more drilling stations and reducing the cycle speed of the drilling stations in accordance with the ratio of drilling stations to tamping stations. This allows the holes to be drilled at two-thirds of the cycle speed (if there are three drilling stations and two tamping stations), half the cycle speed (if there are twice as many drilling stations as tamping stations) or one third, one fourth, ... of the cycle speed (if three, four, ... drilling stations are available) with which to stuff. This leaves enough time to drill the holes with standard drills without having to resort to elaborate techniques that could further increase the drilling speed.
„Zyklusgeschwindigkeit“ bedeutet die Rate, mit der ein Zyklus (also beispielsweise Stopfen eines Lochs oder Bohren eines Lochs) durchgeführt werden kann. Wenn beispielsweise zwei Bohrstationen bei einer Stopfstation vorhanden sind, kann ein Zyklusgeschwindigkeit von 50 Löchern/sec. beim Bohren und eine Zyklusgeschwindigkeit von 100 Löchern/sec. beim Stopfen verwendet werden. Dementsprechend bedeutet „Zyklusverhältnis“ das Verhältnis der Anzahl von unterschiedlichen Stationen zueinander und die sich daraus ergebende Verringerung der Zyklusgeschwindigkeit der Bohrstationen im Verhältnis zur Zyklusgeschwindigkeit der Stopfstationen.“Cycle speed” means the rate at which a cycle (for example, plugging a hole or drilling a hole) can be carried out. For example, if there are two drilling stations at a tamping station, a cycle speed of 50 holes / sec. when drilling and a cycle speed of 100 holes / sec. to be used when stuffing. Accordingly, “cycle ratio” means the ratio of the number of different stations to each other and the resulting reduction in the cycle speed of the drilling stations in relation to the cycle speed of the tamping stations.
Wenn zwei Bohrstationen vorhanden sind, kann gemäß einer Ausführungsform vorgesehen sein, dass das von einer der Bohrstationen gebohrte Lochbild dem von der anderen Bohrstation gebohrten Lochbild, verschoben um eine Lochreihe, entspricht. Hierdurch verringert sich der Aufwand der Programmierung des Bohrschemas, da die Bohrer für die beiden Bohrstationen synchron verstellt werden können. Es ist allenfalls eine kleine Anpassung der Ausrichtung des Bürstengrundkörpers im Winkel nötig, falls sich die Ausrichtung der gleichzeitig gebohrten Löcher voneinander unterscheidet.If two drilling stations are present, it can be provided according to one embodiment that the hole pattern drilled by one of the drilling stations corresponds to the hole pattern drilled by the other drilling station, shifted by a row of holes. This reduces the cost of programming the drilling scheme, since the drills for the two drilling stations can be adjusted synchronously. At most, a small adjustment of the alignment of the brush base body is necessary if the alignment of the holes drilled at the same time differs from one another.
Es kann auch vorgesehen sein, dass alle Bohrstationen exakt dasselbe Lochbild bohren, die Bürstengrundkörper jedoch dann weiterverstellt werden, wenn eine Bohrstation „ihren“ Anteil am Lochbild gebohrt hat. Hierdurch verringert sich der Programmier- und Steuerungsaufwand für die Bohrstationen, da nur ein einziges Lochbild programmiert werden muss.It can also be provided that all drilling stations drill exactly the same hole pattern, but the brush base bodies are adjusted further when a drilling station has drilled “its” part of the hole pattern. This reduces the programming and control effort for the drilling stations, since only a single hole pattern has to be programmed.
Um den Steuerungsaufwand weiter zu verringern, können die Bohrstationen synchron miteinander betrieben werden.To further reduce the control effort, the drilling stations can be operated synchronously with each other.
Die Schlitten werden vorzugsweise innerhalb der beiden Bohrstationen und der Stopfstation gleichzeitig weiterverstellt, also synchron aus der ersten Bohrstation zur nächsten, aus der zweiten zur entweder nächsten oder zur Stopfstation, und aus der Stopfstation zu einer weiteren Bearbeitungsstation. Dies vermindert die Taktzeiten für die Fertigstellung einer Bürste.The carriages are preferably further adjusted simultaneously within the two drilling stations and the tamping station, that is to say synchronously from the first drilling station to the next, from the second to either the next or to the tamping station, and from the tamping station to a further processing station. This reduces the cycle times for the completion of a brush.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen:
- -
1 eine Bürstenherstellungsmaschine aus dem Stand der Technik in einer schematischen Draufsicht; - -
2 schematisch einen Schnitt entlang der LinieII-II von1 ; - -
3 in einer vergrößerten Ansicht eine Bearbeitungsstation mit einem aktuell bearbeiteten Borstengrundkörper und einem vorpositionierten, anschließend zu bearbeitenden Borstengrundkörper; und - -
4 in einer schematischen Draufsicht eine erfindungsgemäße Bürstenherstellungsmaschine.
- -
1 a brush manufacturing machine from the prior art in a schematic plan view; - -
2nd schematically a section along the lineII-II from1 ; - -
3rd an enlarged view of a processing station with a currently processed bristle base and a pre-positioned bristle base to be subsequently processed; and - -
4th a schematic plan view of a brush manufacturing machine according to the invention.
In
Der Unterschied zwischen der in
Die beiden Bohrstationen
Ein weiterer Unterschied zwischen der aus dem Stand der Technik bekannten Bürstenherstellungsmaschine und der in
Das Zyklusteilermodul dient dazu, die Zyklusgeschwindigkeit für die beiden Bohrstationen
Das Untersetzungsverhältnis kann abhängig von der Konfiguration der Maschine eingestellt werden, ist jedoch während des Betriebs der Maschine konstant.The reduction ratio can be set depending on the configuration of the machine, but is constant during the operation of the machine.
Um insgesamt eine hohe Taktrate zu erhalten, bohrt jede Bohrstation
Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Bürstengrundkörper
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Reihenfolge, in der die eine Hälfte der Löcher von der Bohrstation
Besonders bevorzugt wird, dass alle Bohrstationen synchron betrieben werden, also gleichzeitig dasselbe vollständige Lochbild bohren. Dies wird nachfolgend anhand von
Betrachtet man einen bestimmten Bürstengrundkörper, der entlang der Führung bewegt wird, trifft er zunächst auf die Bohrstation
Nachdem die Bohrstation
Der „alte“ Bürstengrundkörper
Wenn dies abgeschlossen ist, werden die Schlitten wiederum weitergestellt, so dass die Bohrstation
Entscheidend ist, dass jede Bohrstation zum Bohren „ihrer“ Löcher genauso viel Zeit zur Verfügung hat, wie die Stopfstation benötigt, um sämtliche Löcher eines Bürstengrundkörpers
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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