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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Bürstenherstellungsmaschine mit
einer Sortiereinrichtung für farblich
unterschiedliche Bürsten,
insbesondere Zahnbürsten.
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Beim
Herstellen und Verpacken von Zahnbürsten ist innerhalb einer Verpackungseinheit
eine Zusammenstellung einer vorgegebenen Anzahl von Bürsten mit
unterschiedlichen Farben erwünscht. Dies
kann erreicht werden, indem jede Bürstenkörperfarbe auf Vorrat produziert
und dann von dem jeweiligen Vorrat eine entsprechende Anzahl von
Bürsten
zum Zusammenstellen einer Sammelverpackung entnommen werden. Beim
Produzieren von Bürstenkörpern jeweils
einer Farbe auf Vorrat und damit einer über den Bedarf gehenden Produktion
von Bürstenkörpern, müssen große Mengen
von Bürstenkörpern zwischengelagert
werden, damit für
nachfolgende Arbeitsgänge
und schließlich
für das
Verpacken Bürstenkörper aller
vorgesehenen Farben in dem gewünschten
Farbsortiment-Verhältnis
zur Verfügung stehen.
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Für das Zwischenlagern
von auf Vorrat produzierten Bürstenkörpern ist
jedoch ein entsprechender Platzbedarf erforderlich und es müssen auch Maßnahmen
getroffen werden, dass die über
längere Zeit
lagernden Bürstenkörper nicht
verschmutzen.
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Dies
gilt insbesondere bei der Produktion von Zahnbürsten aus hygienischen Gründen.
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Aus
der
DE 40 17 503 A1 ist
bereits eine Farbsortiereinrichtung für Bürstenkörper bekannt. Dabei ist einer
Stopfmaschine mit nachgeschalteter Fertigbearbeitungsmaschine eine
Sortiereinrichtung nachgeschaltet, die eine an die Fertigbearbeitungsmaschine
angeschlossene Zuführbahn
und von dieser abzweigende Sortierbahnen aufweist. Die Sortierbahnen,
in die jeweils gleichfarbige Bürsten
geleitet werden, bilden jeweils einen Zwischenspeicher, von dem
aus die Bürsten
in einem gewünschten Farbsortiment
einer Verpackungsmaschine zugeführt werden
können.
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Diese
Sortiermaschine erfordert jedoch einen vergleichsweise hohen Aufwand,
da für
jede Bürstenkörperfarbe
unter anderem ein Zwischenspeicher erforderlich ist.
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Aus
der
DE 34 24 681 C2 ist
eine Bürstenherstellungsmaschine
bekannt, mit einer Bürstenkörper-Bevorratung,
welche Magazine zur farbsortierten Aufnahme von Bürstenkörpern aufweist.
Dabei werden aus einem Vorrat mit farblich unterschiedlichen Bürstenkörpern oder
von einer Spritzgießmaschine gelieferte
Bürstenkörper farbsortiert
in den einzelnen Magazinen abgelegt und können dann wahlweise farbsortiert
aus den Magazinen entnommen werden.
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Die
Anzahl der Magazine entspricht der Anzahl der unterschiedlichen
Bürstenkörper-Farben,
so dass ein vergleichsweise hoher Aufwand für die Magazine zur Aufnahme
jeweils von Bürstenkörpern einer
Farbe vorhanden ist, zumal jedem Magazin jeweils noch eine Vereinzelungs-
und Ausgabevorrichtung zugeordnet ist, von denen ein Weitertransport von
farbsortierten Bürstenkörpern mittels
eines Transportbandes zu einer Stopfmaschine erfolgt.
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Aus
der
DE 195 07 186
A1 ist eine Bürstenherstellungsmaschine mit
einer Stopfeinrichtung und einem Positionierantrieb für eine Positionierung
des Bürstenkörpers und
des Stopfwerkzeugs relativ zueinander bekannt, wobei in Abhängigkeit
von Maßabweichungen
des Bürstenkörpers durch
verschiedene Einflüsse,
Positionierkorrekturen vorgenommen werden. Da in der laufenden Produktion
Maßabweichungen
von Millimeter-Bruchteilen nicht oder nur aufwändig in der kurzen, zur Verfügung stehenden
Zeit erfasst werden können,
wird indirekt über
andere Erkennungsmerkmale, wie zum Beispiel die Farbe der Bürstenkörper, auf
das Bürstenkörper-Material geschlossen
und auf die daraus resultierenden, unterschiedlichen Maßabweichungen.
Eine Farbsortierung und eine farbsortierte Ausgabe von Bürstenkörpern oder
Bürsten
ist damit nicht vorgesehen und auch nicht möglich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bürstenherstellungsmaschine mit
einer Sortiereinrichtung zu schaffen, bei der die Farb-Sortiereinrichtung
nur einen geringen Aufwand erfordert und auch einen geringen Platzbedarf
hat.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Sortiereinrichtung eine
Greifeinrichtung mit wenigstens einem Greifer zum Erfassen eines Bürstenkörpers aus
einem unsortierten, farblich gemischten Bürstenkörpervorrat sowie eine Positioniereinrichtung
zum Positionieren des Greifers bei einem zu ergreifenden Bürstenkörper aufweist
und dass die Positioniereinrichtung mit einer Farberkennungseinrichtung
in Steuerverbindung steht.
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Mit
Hilfe der Greifeinrichtung können
so nacheinander entsprechend einer farblichen Vorgabe Bürstenkörper unterschiedlicher
Farbe aus einem farblich gemischten Bürstenkörpervorrat entnommen und in
einer Reihe hintereinander abgelegt werden, wobei die farbliche Reihenfolge
schon der Farbzusammensetzung innerhalb der Verpackungseinheit entspricht.
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Zweckmäßig ist
es dabei, wenn die Sortiereinrichtung zwischen einer oder mehreren
Spritzgießmaschinen
zum Herstellen von Bürstenkörpern und
einer Stopfmaschine zum Einstopfen von Borstenbündeln angeordnet ist. Dadurch
werden die Bürstenkörper mit
der jeweils gewünschten
Farbe und in der richtigen Farb-Reihenfolge der Stopfmaschine zugeführt. Im
Anschluss an das Stopfen und Nachbearbeiten der Bürsten kann
dann auch das Verpacken der fertigen Bürsten in einer Linie erfolgen.
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Vorzugsweise
ist vorgesehen, daß die
Positioniereinrichtung auch mit einer Lageerkennungseinrichtung
in Steuerverbindung steht zur Lageerkennung von zu ergreifenden
Bürstenkörpern hinsichtlich
deren Dreh- und/oder Wendelage. Unter Drehlage wird im vorliegenden
Fall die Lage der Bürstenkörper in
Rotationsrichtung um ihre Längsachse
und unter Wendelage die Lage der Bürstenkörper um ihre Querachse, die
quer zur Längsachse
verläuft,
verstanden.
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Dadurch
besteht die Möglichkeit,
die nach ihrer Farbe ausgewählten
nur dann zu ergreifen, wenn sie bereits passend im Bürstenkörpervorrat
liegen. Andererseits kann damit erkannt werden, ob ein ergriffener
Bürstenkörper richtig
liegt und es können dann
bedarfsweise Maßnahmen
getroffen werden, ihn in eine für
die Weiterverarbeitung korrekte Ausgangslage zu bringen.
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Zweckmäßigerweise
ist die Positioniereinrichtung zur Bewegung des Greifers zumindest
in zwei Achsen ausgebildet insbesondere für eine entlang eines Bürstenkörpervorrates
verlaufende Positionierbewegung sowie eine dazu rechtwinklige Hubbewegung
und daß gegebenenfalls
eine Rotationsbewegung um eine etwa parallel zur Hubachse verlaufende
Achse vorgesehen ist.
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Der
Greifer kann somit im Bereich eines Bürstenkörpervorrates bei einem als
farblich passend erkannten Bürstenkörper so
positioniert werden, daß der
Bürstenkörper ergriffen
werden kann. Beim Positionieren wird der Greifer über die
Lagererkennungseinrichtung gesteuert. Ist gleichzeitig auch neben
der Farberkennung eine Lagekorrektur vorgesehen, so kann diese bedarfsweise
nach dem Aufnehmen des Bürstenkörpers erfolgen.
Durch eine Rotationsbewegung um die Hubachse des Greifers kann der
Bürstenkörper bedarfsweise
gedreht werden, so daß alle
vom Greifer wieder abgesetzten Bürstenkörper mit
ihrem Bürstenkörperkopf
in eine Richtung weisen.
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Bevorzugt
ist zur Farberkennung und/oder zur Lageerkennung eine mit einer
Bilderkennungseinrichtung gekoppelte Kamera vorgesehen.
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Über die
Bilderkennungseinrichtung können nacheinander
von der Farbe und von der Lage vorgegebene Referenzmuster mit Bürstenkörper des
Bürstenkörpervorrates
verglichen und anschließend
der Bürstenkörper ergriffen
werden, der zumindest hinsichtlich der Farbe dem Referenzmuster
entspricht.
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Zweckmäßigerweise
ist die Kamera an der Greifeinrichtung angeordnet und macht zumindest die
Hauptpositionierbewegungen mit. Sie bleibt dabei insbesondere auf
die Greifstelle des Greifers gerichtet, so daß zwischen dem von der Kamera
erfaßten Bürstenkörper und
dem vor dem Greifer liegenden Bürstenkörper kein
Versatz vorhanden ist.
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Zweckmäßigerweise
hat der Greifer zwei relativ zueinander bewegbare Greifarme, die
vorzugsweise zum Ergreifen eines Bürstenkörpers an gegenüberliegenden
Stellen seiner Längsseiten
ausgebildet ist und wobei vorzugsweise zwischen den Greifarmen ein
Druckelement zur Beaufschlagung der Oberseite des zu ergreifenden
Bürstenkörpers angeordnet
ist.
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An
den Längsseiten
lassen sich Bürstenkörper vergleichsweise
einfach und sicher halten und es ist hierfür auch keine sehr genaue Positionierung
erforderlich. Mit Hilfe des zwischen den Greifarmen befindlichen
Druckelementes können
schräg
liegende Bürstenkörper gerade
gerichtet werden, so daß sie dementsprechend
auch gerade und nicht verkantet von dem Greifer erfaßt werden
können.
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Zusätzliche
Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend
ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der
Zeichnungen noch näher
erläutert.
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Es
zeigt zum Teil etwas schematisiert:
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1 eine
Seitenansicht einer Greifeinrichtung mit Positionier- und Farberkennungseinrichtung,
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2 eine
Längsschnittdarstellung
eines in Längsrichtung
zick-zack-förmig verlaufenden
Flachmagazines,
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3 das
in 2 im Schnitt gezeigte Flachmagazin in Aufsicht
und
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4 eine
Aufsicht einer Stopfmaschine mit zugeordnetem, eine Lagekorrektureinrichtung
aufweisenden Flachmagazin sowie einer Übergabeeinrichtung.
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Eine
in 1 gezeigte Sortiereinrichtung 1 ist Teil
eines Zuführsystems,
bei dem Bürstenkörper unterschiedlicher
Farbe einer Stopfeinrichtung 2 (4) zugeführt werden.
Nach dem Stopfen werden die Bürsten
einer Nachbearbeitung und schließlich einer Verpackungsmaschine
zugeführt,
wo sie farblich sortiert, d. h. in einem vorgegebenen Farbsortiment
in Verpackungseinheiten zusammengefaßt werden.
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Die
Sortiereinrichtung ist oberhalb eines Bürstenkörpervorrates 3, der
sich ungeordnet auf einem zweiten Flachmagazin 4 (vgl.
auch 2 und 3) befindet, angeordnet. Mit
Hilfe der Sortiereinrichtung können
verschiedenfarbige, unsortiert liegende Bürstenkörper nach einer vorgebbaren
Farbfolge entnommen und zumindest hinsichtlich der Farbreihenfolge
geordnet einem weiteren, in 4 gezeigten
ersten Flachmagazin 4a zugeführt werden. In dieser Farbreihenfolge
und zusätzlich
lagekorrigiert werden dann die Bürstenkörper 5 vom
Ende des ersten Flachmagazines 4a mit Hilfe einer Übergabeeinrichtung 7 der
Stopfeinrichtung 2 zugeführt (4).
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Im
Ausführungsbeispiel
ist die Sortiereinrichtung 1 entlang eines zweiten Flachmagazines 4 entlanggeführt. Dazu
ist oberhalb des Flachmagazins eine Längsführung 8 vorgesehen,
an der ein Führungs-Schlitten 10 aufgehängt ist.
Die Längsführung 8 verläuft etwa
mittig des zweiten Flachmagazines 4, so daß die quer
auf dem zweiten Flachmagazin 4 aufliegenden Bürstenkörper 5 etwa
mittig ihrer Längserstreckung
ergriffen werden können.
Die Bürstenkörper liegen
dabei mit ihren Enden an Seitenführungen 9 des
Flachmagazines 4 an.
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Die
Sortiereinrichtung weist den an der Längsführung 8 geführten Schlitten 10 auf,
an dem sich zwei Hubführungen 11 und
an diesen höhenverschiebbar
ein Greifer 12 befindet. Dieser weist zwei relativ zueinander
bewegbare, insbesondere verschwenkbare Greifarme 13, 14 auf,
deren Greifenden an den Bürstenkörperquerschnitt
etwa konturangepaßt
sind.
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Zwischen
den beiden Greifarmen 13, 14 erkennt man noch
ein Druckelement 15, mittels dem die dem Greifer zugewandte
Oberseite des zu ergreifenden Bürstenkörpers beaufschlagt
und dadurch ein schräg
oder gekippt liegender Bürstenkörper geradegerichtet
werden kann. Das Druckelement 15 ist federkraftbeaufschlagt,
so daß nach
dem Beaufschlagen der Oberseite des Bürstenkörpers und dem weiteren Anfahren
des Greifers in Greifposition, das Druckelement 15 relativ
zur Greiferbewegung ausweichen kann.
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Mit
dem Schlitten 10 ist auch eine Kamera 16 verbunden,
die mit einer hier nicht dargestellten Auswerteeinrichtung zur Farberkennung
und gegebenenfalls auch zur Bilderkennung bezüglich der Lage des Bürstenkörpers, verbunden
ist. Diese Kamera 16 ist so ausgerichtet, daß sie den
Greifbereich des Greifers 12 erfaßt sowie die in Verlängerung
dazu befindlichen Bürstenkörper 5.
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Zum
farblichen Sortieren der Bürstenkörper wird
der Greifer 12 mit der Kamera 16 entlang der Längsführung 8 über das
zweite Flachmagazin 4 geführt. Erkennt die Kamera einen
Bürstenkörper mit der
passenden Farbe, wird der Greifer mit einer nicht näher dargestellten
Positioniereinrichtung so positioniert, daß der Greifer 12 direkt
fluchtend oberhalb des zu ergreifenden Bürstenkörpers 5 liegt. Der
Greifer 12 wird dann entlang den Hubführungen 11 abgesenkt
und faßt
den Bürstenkörper. Hat
der Bürstenkörper eine
ungünstige
Lage, so wird der Greifversuch wiederholt, entweder bis der Körper gefaßt ist oder
der Vorgang abgebrochen wird.
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Bevorzugt
ist vorgesehen, daß außer der Farberkennungseinrichtung auch
eine Lageerkennungseinrichtung vorhanden ist. In diesem Fall kann über die
Kamera nicht nur die passende Farbe sondern auch erkannt werden,
ob der Bürstenkörper lagerichtig
für die
weitere Bearbeitung liegt. Ist dies nicht der Fall, kann der Greifer 12 bei
einem anderen, passenden Bürstenkörper 5 positioniert
werden.
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Es
besteht aber auch die Möglichkeit,
daß bei
einem ersten Flachmagazin 4a, wo die zumindest farbsortierten
Bürstenkörper von
dem Greifer 12 abgelegt werden, eine oder mehrere Lagekorrektureinrichtungen 17, 17a angeordnet
sind (4). In diesem Fall ist es nur erforderlich, daß in der
vorgegebenen Farbreihenfolge Bürstenkörper von
dem Bürstenkörpervorrat 3 farbsortiert
auf dem ersten Flachmagazin 4a abgelegt werden. Mit Hilfe
der Lagekorrektureinrichtung 17a erfolgt dann bedarfsweise
eine Lagekorrektur durch Wenden, so daß nach dieser Einrichtung die
Bürstenkörper mit
ihrem Bürstenkörperkopf 18 in
eine Richtung weisen. Das erste Flachmagazin 4a weist beispielsweise
ein Transportband auf, mit dem die darauf liegenden Bürstenkörper in Richtung
des Pfeiles Pf1 transportiert werden.
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Die
mit ihrem Kopfenden in eine Richtung weisenden Bürstenkörper werden nach der Lagekorrektureinrichtung 17a noch
der Lagekorrektureinrichtung 17 zugeführt, mittels der ein Drehen
des Bürstenkörpers um
ihre Längsachse
erfolgen kann, so daß alle
Bürstenkörper danach
mit ihrer Stopfseite nach unten weisen.
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Es
besteht auch die Möglichkeit,
daß direkt bei
dem Greifer 12 eine Wendeeinrichtung integriert ist, so
daß ein
vom Greifer 12 erfaßter
Bürstenkörper bedarfsweise
gewendet und dann mit dem Bürstenkörper-Kopf 18 immer
in gleiche Richtung weisend auf dem ersten Flachmagazin 4a abgelegt
werden kann.
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Falls
auch eine Lagekorrektureinrichtung 17 am ersten Flachmagazin 4a angeordnet
ist, besteht auch die Möglichkeit,
daß der
Greifer nur solche Bürstenkörper von
dem Bürstenkörper-Vorrat 3 ergreift,
die bereits als in der richtigen Drehlage liegend erkannt werden.
Die mit der Kamera verbundene Auswerteeinrichtung ist in diesem
Fall vorzugsweise eine Bilderkennungseinrichtung, mittels der die
von der Kamera erfaßten
Bürstenkörper hinsichtlich
der Farbe und auch der Lage mit einem Referenzmuster verglichen
werden.
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Um
die Bürstenkörper von
dem Bürstenkörper-Vorrat 3 möglichst
sicher ergreifen zu können, sollten
die Bürstenkörper mit
ihrer Längserstreckung etwa
rechtwinklig zur Längserstreckung
des zweiten Flachmagazines 4 liegen. Um dies zu begünstigen, kann
die Auflageseite des zweiten Flachmagazines 4 in Längsrichtung
einen beispielsweise zick-zack-förmigen Höhenverlauf,
wie gut in 2 erkennbar, aufweisen. Die
Bürstenkörper richten
sich dadurch schwerkraftbedingt in einer günstigen Querlage aus. Zusätzlich kann
dieses zweite Flachmagazin 4 dann auch mit einer Vibrations-
oder Rütteleinrichtung
verbunden sein, so daß auch
bei sehr flach verlaufenden Auflageseiten des zweiten Flachmagazines 4,
das schwerkraftbedingte Ausrichten der Bürstenkörper begünstigt ist.
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Die
in 1 gezeigte Sortiereinrichtung 1 mit der
Längsführung 8,
dem Schlitten 10 und dem Greifer 12 sowie der
Kamera 16 kann auch mehreren Behältern mit jeweils darin befindlichen
Bürstenkörpern einer
Farbe zugeordnet sein, so daß der
Greifer kameragesteuert je nach gewünschter Farbe Bürstenkörper aus
einem der Behälter
entnehmen kann. Die Behälter
können
dabei in beliebiger Reihenfolge und bei entsprechender Führung und
Positionierbarkeit des Greifers auch an beliebiger Stelle angeordnet sein.
Bedarfsweise können
auch mehrere Sortiereinrichtungen 1 einer Reihe von Bürstenkörper-Behältern zugeordnet
sein.