<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze en inrichting voor het ordenen van tandenborstellichamen en machine die met zulke inrichting is uitgerust.
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het ordenen van tandenborstellichamen, alsmede op een machine die met zulke inrichting is uitgerust.
Het is bekend dat tandenborstellichamen worden vervaardigd door middel van spuitgieten in een matrijs. De tandenborstellichamen worden hierbij uit de matrijs uitgeworpen tandenborstellichamen vervolgens van borstelharen te voorzien, dienen deze een na één op een geordende en juist georiënteerde wijze aan een borstelvervaardigingsmachine te worden toegevoerd.
De tot op heden bekende inrichtingen voor het ordenen, meer speciaal oriënteren, van tandenborstellichamen maken gebruik van het principe waarbij de tandenborstellichamen zodanig in beweging worden gebracht, bijvoorbeeld door middel van trapvormig opgestelde op en neer bewegende schuiven, dat door de zwaartekracht en het onderling contact tussen de tandenborstellichamen een selectie wordt uitgevoerd, zodanig dat uiteindelijk slechts tandenborstellichamen worden weerhouden die in de juiste richting georiënteerd zijn. Voorbeelden hiervan zijn beschreven in de Belgische octrooien nr. 894. 577 en nr. 1. 003. 803.
Alhoewel deze bekende inrichtingen in een groot aantal toepassingen doeltreffend zijn, vertonen zij in een aantal andere toepassingen dan weer problemen. Dit is onder meer
<Desc/Clms Page number 2>
het geval wanneer met een grote zekerheid op korte termijn een aantal georiënteerde tandenborstellichamen ter beschikking dient te worden gesteld. Bij de aanwending van het voornoemde schuivensysteem kan het gebeuren dat gedurende een bepaalde tijd geen tandenborstellichamen aan de uitgang worden gepresenteerd.
Verder bestaat er meer en meer de tendens om tandenborstellichamen met een zachte kunststof of rubber te bekleden, waardoor deze tandenborstellichamen door de wrijving tegen de schuiven, ingeklemd kunnen worden en bijgevolg storingen veroorzaken. dikwijls op een niet-georiënteerde wijze worden verzameld aan de afvoer van de tandenborstelvervaardigingsmachine, waarna deze voor het verpakken opnieuw dienen te worden georiënteerd.
De uitvinding beoogt in eerste instantie een werkwijze en inrichting voor het ordenen van tandenborstellichamen, hetzij nog te vullen tandenborstellichamen die aan een tandenborstelvervaardigingsmachine dienen te worden toegevoerd, hetzij reeds van borstelharen voorziene tandenborstellichamen, dus kant en klare tandenborstels, die dienen te worden verpakt, welke werkwijze en inrichting toelaten dat op een probleemloze wijze, en zonder dat een onderling contact tussen de tandenborstellichamen noodzakelijk is, een vlugge ordening, meer speciaal oriëntering, tot stand kan worden gebracht.
In tweede instantie beoogt zij een werkwijze en inrichting waarmee bovendien de voornoemde nadelen van het hiervoor aangehaalde schuivensysteem worden uitgesloten.
<Desc/Clms Page number 3>
Hiertoe betreft de uitvinding een werkwijze voor het ordenen van tandenborstellichamen, welke tandenborstellichamen al dan niet reeds voorzien zijn van borstelharen, met als kenmerk dat deze werkwijze bestaat in het toevoeren van de te ordenen tandenborstellichamen ; het door middel van een visueel herkenningssysteem waarnemen van de ligging van de toegevoerde tandenborstellichamen ; het in functie van de waarnemingen uitgevoerd door het herkenningssysteem aansturen van een sorteerelement ;
en het door middel van dit sorteerelement afzonderen van minstens een aantal van de tandenborstellichamen, alsmede het minstens gedeeltelijk geordend aanbrengen hiervan in afvoermiddelen. toegevoerde tandenborstellichamen, kunnen steeds met zekerheid tandenborstellichamen worden gedetecteerd en uit de toegevoerde hoeveelheid opgenomen worden, om vervolgens op gedeeltelijk of volledig georiënteerde wijze te worden neergelegd en afgevoerd. Doordat het ordenen gebeurt op basis van een visuele herkenning en de elektronische verwerking van signalen, kan het systeem gemakkelijk worden aangepast telkens wanneer tandenborstellichamen van een andere vormgeving dienen te worden geordend, zonder dat een mechanische ombouw noodzakelijk is.
Volgens een eerste mogelijkheid worden alle waargenomen tandenborstellichamen door het sorteerelement afgezonderd en georiënteerd, of minstens gedeeltelijk georiënteerd.
Volgens een tweede mogelijkheid worden uitsluitend die tandenborstellichamen door middel van het sorteerelement afgezonderd die aan bepaalde criteria, meer speciaal bepaalde voorwaarden, qua ligging voldoen. Deze tweede mogelijkheid biedt het bijkomende voordeel dat gebruik kan
<Desc/Clms Page number 4>
worden gemaakt van een relatief eenvoudig sorteerelement, zoals bijvoorbeeld een manipulator met een beperkt aantal bewegingsvrijheden.
Voor het herkenningssysteem wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een elektronisch visiesysteem dat is voorzien van een camera, wat een zeer preciese detectie van de ligging van de tandenborstellichamen toelaat.
Het sorteerelement bestaat bij voorkeur uit een manipulator, meer speciaal een robot die voorzien is van een grijper voor het opnemen van de tandenborstellichamen. worden de tandenborstellichamen na door het sorteerelement te zijn afgezonderd, verder geordend in één of meer afzonderlijke inrichtingen. In deze inrichtingen kunnen de tandenborstellichamen bijvoorbeeld met hun stelen in dezelfde richtingszin worden gelegd en/of met hun rugzijde allen in dezelfde richting worden geplaatst. In zulk geval hoeft het sorteerelement er slechts voor te zorgen dat de tandenborstellichamen met hun langsas in dezelfde richting worden gelegd, ongeacht de richtingszin van de stelen en de richting naar waar de rugzijde gekeerd is, met als voordeel dat het sorteerelement minder complex dient te zijn uitgevoerd.
Volgens een variante zullen een of meer van voornoemde handelingen wel door het sorteerelement, dat dan bij voorkeur bestaat uit een manipulator, worden verwezenlijkt.
Enerzijds is dan wel een meer complex sorteerelement nodig, doch anderzijds ontstaat dan weer het voordeel dat het aantal inrichtingen voor het uitvoeren van de bijkomende
<Desc/Clms Page number 5>
oriëntatiehandelingen kan worden beperkt waardoor plaats wordt gewonnen.
Volgens een andere bijzondere uitvoeringsvorm, waarbij voor het sorteerelement bij voorkeur gebruik wordt gemaakt van een manipulator, worden de tandenborstellichamen uitsluitend door de manipulator in de juiste eindpositie gelegd, dus zonder dat bijkomende inrichtingen voor het verder oriënteren noodzakelijk zijn. In dit geval worden bij de aansturing van de manipulator criteria toegepast, zodanig dat uitsluitend tandenborstellichamen door de manipulator worden afgezonderd die door middel van deze manipulator zelf volledig kunnen worden georiënteerd tot in lichamen aan de manipulator worden voorbijgevoerd.
Bij voorkeur zullen de toegevoerde te ordenen tandenborstellichamen zodanig worden aangevoerd dat zij in kleine hoeveelheden en bij voorkeur hoofdzakelijk vrij van elkaar aan het visueel herkenningssysteem worden gepresenteerd, waardoor een gemakkelijke herkenning wordt mogelijk gemaakt en tevens wordt verkregen dat een groter aantal tandenborstellichamen per toegevoerde hoeveelheid een positie inneemt die toelaat dat zulk tandenborstellichaam door een manipulator of dergelijke kan worden opgenomen.
De tandenborstellichamen die niet door het sorteerelement worden afgezonderd, worden bij voorkeur via een gesloten kringloop opnieuw in het sorteercircuit gebracht. Hierbij zal er volgens de uitvinding bij voorkeur voor gezorgd worden dat de oriëntering van deze tandenborstellichamen wordt gewijzigd alvorens zij opnieuw aan het herkenningssysteem worden gepresenteerd.
<Desc/Clms Page number 6>
Teneinde de werkwijze van de uitvinding te realiseren, heeft zij ook betrekking op een inrichting, waarvan de kenmerken nog uit de hiernavolgende beschrijving zullen blijken.
Verder heeft de uitvinding ook betrekking op een tandenborstelvervaardigingsmachine die met zulke inrichting is uitgerust, waarbij deze inrichting dan geordende en/of georiënteerde tandenborstellichamen toevoert die met borstelharen dienen te worden voorzien.
Tevens heeft de uitvinding betrekking op een tandenborstelverpakkingsmachine die met zulke inrichting is afgewerkte tandenborstels dan op georiënteerde wijze aan de ingang van de tandenborstelverpakkingsmachines worden toegevoerd om uiteindelijk in een blisterverpakking of dergelijke te worden verpakt.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna als voorbeeld zonder enig beperkend karakter een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding weergeeft ; figuur 2 in perspectief een zieht weergeeft volgens pijl F2 in figuur 1 ; figuur 3 schematisch een zieht weergeeft volgens pijl
F3 in figuur 1 ; figuur 4 een praktische uitvoeringsvorm weergeeft van het gedeelte dat in figuur 1 met F4 is aangeduid ;
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
figuur 5 een zieht weergeeft volgens pijl F5 in figuur l.
Volgens figuren tot 3 bestaat de inrichting 1 volgens de
1uitvinding hoofdzakelijk uit toevoermiddelen 2 voor de te ordenen tandenborstellichamen 3 ; een visueel herkenningssysteem 4 voor het waarnemen van de ligging van de
EMI7.2
toegevoerde tandenborstellichamen 3 een sorteerelement, in dit geval een manipulator 5 afvoermiddelen 6 voor de geordende tandenborstellichamen 3 en een stuureenheid 7 voor het bevelen van het sorteerelement of dus de manipulator 5 in functie van de waarnemingen uitgevoerd door het herkenningssysteem 4, zodanig dat minstens een worden afgezonderd en op een geordende wijze worden gepresenteerd aan en/of aangebracht in de afvoermiddelen 6.
De toevoermiddelen 2 bevatten transportmiddelen om de te ordenen tandenborstellichamen 3 opeenvolgend langsheen het herkeningssysteem 4 en de manipulator 5 te voeren, welke in het weergegeven voorbeeld bestaan uit een transportband 8 die wordt aangedreven door middel van een aandrijfelement 9 dat afhankelijk van de uitvoering hetzij in een continue aandrijving, hetzij in een discontinue aandrijving van de transportband 8 voorziet, zoals hierna nog uiteengezet.
Verder bevatten de toevoermiddelen 2 bij voorkeur ook middelen die er voor zorgen dat de tandenborstellichamen 3 zodanig worden aangevoerd dat zij in kleine hoeveelheden en bij voorkeur hoofdzakelijk vrij van elkaar komen te liggen. Deze middelen bestaan in het voorbeeld van figuur 1 uit een tweede transportband 10, waarmee een massa tandenborstellichamen 3 wordt aangevoerd en met kleinere hoeveelheden op de eerste transportband 8 worden gedeponeerd, dit door
<Desc/Clms Page number 8>
middel van een gepaste aansturing van de aandrijving 11 van de transportband 10. Hierbij kan de transportband 10 bijvoorbeeld met een geïndexeerde beweging worden aangestuurd, waarmee bedoeld wordt dat hij stapsgewijs wordt aangestuurd, zodanig dat telkens slechts kleine hoeveelheden tandenborstellichamen 3 op de transportband 8 worden gedeponeerd, waar deze uit elkaar vallen.
Volgens een andere mogelijkheid kan de transportband 10 continu worden aangedreven, terwijl de transportband 8 met een grotere snelheid wordt aangedreven.
De tandenborstellichamen 3 kunnen zoals schematisch weergegeven met lijn 12 worden aangevoerd van uit een massamaga- rechtstreeks afkomstig zijn van een machine die de tandenborstellichamen 3 vervaardigt, zoals bijvoorbeeld een spuitgietmachine 15.
Om de tandenborstellichamen 3 uit het massamagazijn 13 te ontnemen, kan eender welk mechanisme worden toegepast. Een voorbeeld van zulk mechanisme is afgebeeld in figuur 4 en bestaat uit een transportband 16 met meeneemschoepen 17 die doorheen het massamagazijn 13 passeert. Deze transportband 16 kan de tandenborstellichamen 3 ofwel op de voornoemde transportband 10 werpen zoals afgebeeld, ofwel de transportband 10 vervangen.
Als aanvoermechanisme kan ook een trilvuller gebruikt worden die de borstellichamen uit een massamagazijn afscheidt en op de transportband 8 laat vallen.
Het herkenningssysteem 4 bestaat uit een camera 18 die gekoppeld is aan een verwerkingseenheid 19, die kan geïntegreerd zijn in de stuureenheid 7 en die de
<Desc/Clms Page number 9>
waargenomen beelden verwerkt en bijvoorbeeld vergelijkt met een aantal ingebrachte criteria qua ligging van de waargenomen tandenborstellichamen 3.
De manipulator 5 is via de elektronische stuureenheid 7 gekoppeld met het herkenningssysteem 4, één en ander zodanig dat uitsluitend de door de camera 18 herkende tandenborstellichamen 3 die aan de vooropgestelde criteria qua ligging voldoen, worden opgenomen om op georiënteerde wijze aan de afvoermiddelen 6 te worden gepresenteerd.
Deze manipulator 5 bestaat in het weergegeven voorbeeld uit een grijper 20 die in dit geval op de plaats waar hij de uitsluitend kan worden geopend en gesloten en zijdelings kan worden gepositioneerd, alsook op en neer kan worden verplaatst, doch geen draaibeweging kan uitvoeren. In het weergegeven voorbeeld kunnen deze bewegingen worden gerealiseerd door middel van aandrijfmiddelen 21 voor de op en neergaande bewegingen, aandrijfmiddelen 22 in de vorm van een slede voor de zijdelingse verplaatsing en niet weergegeven aandrijfmiddelen voor het openen en sluiten van de grijper 20.
De afvoermiddelen 6 bestaan bij voorkeur minstens uit een transportmechanisme 23, waarop of waarin de geordende tandenborstellichamen 3 systematisch kunnen worden aangebracht in het weergegeven voorbeeld is dit transportmechanisme 23 schematisch voorgesteld als een eenvoudige transportband, doch bij voorkeur zal deze in de praktijk voorzien zijn van houders, uitsparingen, klemmen of dergelijke om de georiënteerde tandenborstellichamen 3 in de gepresenteerde positie op te nemen en verder vast te houden.
<Desc/Clms Page number 10>
Volgens een niet weergegeven variante kunnen de afvoermiddelen 6 ook gevormd worden door een zogenaamde "stack hopper"of zogenaamd stapelmagazijn. De manipulator 5 legt dan de georiënteerde borstellichamen in het stapelmagazijn waar ze georiënteerd blijven.
Zoals schematisch is aangeduid in de figuren 1 tot 3 kan de inrichting 1 na de manipulator 5 ook nog één of meer mechanismen 24-25 bevatten die in een corrigerende bijkomende oriëntatie voorzien. Het mechanisme 24 bestaat uit een verdraaibaar element 26, zoals een grijper, waarmee tandenborstellichamen 3 kunnen worden opgenomen en rond een as 27 loodrecht op hun langsas kunnen worden geroteerd. Het klem, waarmee de tandenborstellichamen 3 rond hun langsas L kunnen worden gewenteld.
Om te voorkomen dat steeds dezelfde tandenborstellichamen 3 aan de camera 18 worden voorbijgevoerd zonder dat zij door de manipulator 5 worden weggenomen, is de inrichting 1 voorzien van middelen 28 waarmee de oriëntatie van de niet opgenomen tandenborstellichamen 3 wordt gewijzigd, welke middelen 28 in dit geval bestaan uit een derde transportband 29, die zieh onder de transportband 8 bevindt, een en ander zodanig dat de tandenborstellichamen 3 die het einde van de transportband 8 bereiken, van deze transportband 8 vallen, zodat zij bij het neerkomen op de transportband 29 doorgaans anders zullen liggen. Van aan het einde 30 van de transportband 29 worden de tandenborstellichamen 3 zoals aangeduid met pijl 31 opnieuw op de transportband 8 gebracht, wat op eender welke wijze kan gebeuren.
Volgens een variante kunnen de niet opgenomen tandenborstellichamen 3, zoals aangeduid met pijl 32, ook opnieuw
<Desc/Clms Page number 11>
naar het massamagazijn 13 worden gevoerd, waardoor ook in dit geval het circuit gesloten is en tevens vermeden wordt dat de niet door de manipulator 5 opgenomen tandenborstellichamen 3 opnieuw op dezelfde wijze op de transportband 8 terechtkomen.
De werking van de inrichting 1 is hoofdzakelijk als volgt.
De tandenborstellichamen 3 worden via de tweede transportband 10 aangevoerd en door middel van de gepaste aandrijving van deze transportband 10 met kleinere hoeveelheden op de transportband 8 gedeponeerd, waarna de hierop gedeponeerde tandenborstellichamen 3 onder de camera 18 worden Door middel van deze camera 18 wordt nagegaan op welke wijze de tandenborstellichamen 3 zieh op de transportband 8 bevinden. De tandenborstellichamen 3 waarvan de ligging aan bepaalde criteria beantwoordt, worden door de manipulator 5 opgenomen en aan de toevoermiddelen 2 gepresenteerd.
Hierbij wordt de transportband 8 bij voorkeur tot stilstand gebracht, telkens wanneer een weg te nemen tandenborstellichaam 3 onder de manipulator 5 is aangekomen.
De toegepaste criteria kunnen van verschillende aard zijn.
Een belangrijk criteria dat volgens de uitvinding bij voorkeur wordt toegepast, bestaat erin dat de tandenborstellichamen 3 die zodanig zijn gelegen dat de langsas L hiervan een richting vertoont die parallel is met een vooropgestelde richting of slechts een bepaalde hoekafwijking H, bijvoorbeeld van maximum 20 , ten opzichte van deze vooropgestelde richting vertoont door de manipulator 5
<Desc/Clms Page number 12>
worden weggenomen, terwijl de overige tandenborstellichamen 3 worden doorgevoerd.
Praktisch geniet het de voorkeur dat de tandenborstellichamen 3 waarvan de langsas L zieh loodrecht of nagenoeg loodrecht op de bewegingsrichting van de transportband 8 bevinden, door de manipulator 5 worden opgenomen, terwijl de overige tandenborstellichamen 3 worden doorgevoerd. In het voorbeeld van figuur 5 betekent dit dat de tandenborstellichamen 3A, 3B, 3C, 3D en 3F door de manipulator 5 zullen worden opgenomen, terwijl het tandenborstellichaam 3E niet wordt opgenomen omdat de richting van de langsas L hiervan te veel afwijkt van de dwarsrichting D. Hierdoor bestaande uit een grijper 20 die steeds in dezelfde richting is gepositioneerd en slechts een dwarsverplaatsing D en een verplaatsing H in de hoogte kan uitvoeren.
Opgemerkt wordt dat een bijkomend criterium erin kan bestaan dat uitsluitend tandenborstellichamen 3 worden opgenomen die vrij liggen ten opzichte van de andere tandenborstel- lichamen 3. Zo bijvoorbeeld zal in zulk geval het tanden-borstellichaam 3G niet door de manipulator 5 worden opgeno-men daar het zieh bovenop een tandenborstellichaam 3H bevindt.
Bij het opnemen van de tandenborstellichamen 3 wordt de grijper 20 over deze tandenborstellichamen 3 geplaatst en gesloten. De tandenborstellichamen die een weinig schuin liggen, zoals deze die in figuur 5 met 3B en 3C zijn aangeduid, worden bij het sluiten van de grijper 20 met hun langsas L automatisch parallel aan de dwarsrichting van de transportband 8 gebracht.
<Desc/Clms Page number 13>
Bij het positioneren van de grijper 20 kan deze in de dwarsrichting D op verschillende plaatsen boven de transportband 8 worden geplaatst, om te verkrijgen dat de tandenborstellichamen 3 steeds op een zodanige plaats worden vastgenomen dat zij na het neerleggen ervan op de transportband of dergelijke van de afvoermiddelen 6, met hun uiteinden gealigneerd liggen. Dit kan ook bereikt worden door de grijper 20 bij het opnieuw vrijgeven van de tandenborstellichamen 3 in de dwarsrichting te positioneren, in de plaats van tijdens het vastgrijpen.
In het mechanisme 24 worden de tandenborstels met hun steel 33 in dezelfde richting gelegd, hetgeen in figuur 5 omgekeerd.
In het mechanisme 25 worden de tandenborstellichamen met hun rugzijde in dezelfde richting geplaatst, bijvoorbeeld naar onderen gericht. Dit betekent dat in figuur 5 het tandenborstellichaam 3C, nadat het door middel van de grijper 20 naar de afvoermiddelen 6 wordt gebracht, over 1800 zal worden gewenteld rond zijn langsas L, zodanig dat dit tandenborstellichaam 3C met de openingen voor de borstelharen naar boven wordt geplaatst. Het tandenborstellichaam 3F dat op zijn zijkant ligt, zal over 90 worden gewenteld in de juiste richting. Het is duidelijk dat een criterium bij de selectie erin kan bestaan dat uitsluitend tandenborstellichamen 3 worden opgenomen die vlak liggen, zoals de tandenborstellichamen 3A-3B-3C-3D in figuur 5, waardoor het mechanisme 25 uitsluitend een verdraaiing van 180 moet kunnen uitvoeren.
In figuur 3 is schematisch aangeduid dat in de afvoermiddelen 6 een buffer 34 kan zijn aangebracht om
<Desc/Clms Page number 14>
eventuele onregelmatigheden in de afvoer van de geordende tandenborstellichamen 3 op te vangen.
In het weergegeven voorbeeld is de inrichting 1 gekoppeld aan een borstelvervaardigingsmachine 35.
Dezelfde inrichting 1 kan worden aangewend voor het sorteren van reeds van borstelharen voorziene tandenborstellichamen, met andere woorden kant en klare tandenborstels, teneinde deze in plaats van aan een borstelvervaardigingsmachine 35 aan een verpakkingsmachine toe te voeren.
EMI14.1
-- < een borstelvervaardigingsmachine 35 kunnen bestaan uit een houder van deze machine 35, zodanig dat geen tussenliggende transportband nodig is. In het geval van een verpakkingsmachine kunnen de afvoermiddelen 6 ook bestaan uit nog open zijnde verpakkingen die aan de inrichting 1 worden voorbijgevoerd en waarin de tandenborstels rechtstreeks door middel van de manipulator 5 worden neergelegd.
Zoals uiteengezet in de inleiding kunnen een of meer van de handelingen die uitgevoerd worden door de mechanismen 24 en 25, mits gebruik van een meer complexe manipulator 5, ook door deze laatste worden uitgevoerd, waardoor de mechanismen 24 en/of 25 komen te vervallen.
Het sorteerelement hoeft niet noodzakelijk te bestaan uit een manipulator 5. Volgens een variante kan aan het einde van de transportband 8 een beweegbare klep of dergelijke worden aangebracht die in een eerste stand er voor zorgt dat vrij liggende tandenborstellichamen 3 of tandenborstels over de klep glijden en een na een in een opvangsysteem
<Desc/Clms Page number 15>
terechtkomen, terwijl deze klep in een tweede stand er voor zorgt dat tandenborstellichamen 3 die niet voldoende afgezonderd van elkaar liggen onder deze klep terechtkomen om bijvoorbeeld via de transportband 29 te worden teruggevoerd.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke werkwijze en inrichting voor het ordenen van tandenborstellichamen, respectievelijk tandenborstels, kunnen in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.