DE3417086A1

DE3417086A1 - Buerstenherstellungsmaschine

Info

Publication number: DE3417086A1
Application number: DE19843417086
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Steinebrunner; Heinz Dr.-Ing. 7868 Todtnau Zahoransky
Original assignee: FA ANTON ZAHORANSKY; FA ANTON ZAHORANSKY 7868 TODTNAU; Anton Zahoransky GmbH and Co
Current assignee: Anton Zahoransky GmbH and Co
Priority date: 1983-07-23
Filing date: 1984-05-09
Publication date: 1985-01-31
Also published as: DE3417086C2; GB2146519A; GB8418687D0; GB2146519B

Description

Bürstenherstellungsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Bürstenherstellungsmaschine mit einer Bohr- und/oder Stopfvorrichtung sowie gegebenenfalls nachgeschalteten, weiteren Bearbeitungsvorrichtungen z. B. zum Abscheren,zum Abrunden , zum Ausputzen der Borstenbüschel.

Trotz der insgesamt sehr zuverlässig arbeitenden Bürstenherstellungsmaschinen ist es bei der Herstellung von Qualitätsbürsten, wie z. B. Zahn-, Handwasch-, Haarbürsten usw. vorgesehen, nach der Fertigstellung der Bürsten eine Qualitätskontrolle durchzuführen. Diese Qualitätskontrolle wird dabei manuell durchgeführt, indem jede einzelne Bürste in die Hand genommen und zumindest sichtkontrolliert wird. Dieses Kontrollverfahren ist jedoch sehr aufwendig und auch fehlerbehaftet. Auch hinsichtlich der hygienischen Verhältnisse ist die manuelle Kontrolle insbesondere z. B. bei Zahnbürsten nachteilig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bürstenherstellungsmaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der eine nachträgliche manuelle bzw. Sichtkontrolle der bestückten Bürsten entfallen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß insbesondere vorgeschlagen, daß den Bearbeitungsvorrichtungen eine Meß- und/oder Prüfeinrichtung zur Endkontrolle der

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Bürsten zumindest auf Vollständigkeit des Borstenfeldes nachgeschaltet ist. Durch diese Prüfeinrichtung kann die sonst vorgesehene nachträgliche Sichtkontrolle durch eine Kontrollperson entfallen. Dadurch ergeben sich Vorteile hinsichtlich des Aufwandes₍der Fehlerquote und auch bezüglich der Hygiene.

Eine Ausführung der Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, daß die Prüfeinrichtung oberhalb und/oder seitlich des Borstenfeldes angeordnete, mechanische Abtaster aufweisen, die vorzugsweise mit elektrischen Kontakten und/oder Lichtschranken in Verbindung stehen. Diese Ausführungsform ist robust und einfach" im Aufbau.

Zweckmäßigerweise sind entsprechend den Einzelpositionen eines Lochfeldes bzw. eines Büschelfeldes eine entsprechende Anzahl von Abtastelementen in einem Abtasterfeld angeordnet, wobei eine Transportvorrichtung zum Positionieren der Abtastelemente über dem Büschelfeld vorgesehen ist. Dadurch ist in einem Arbeitsgang eine Kontrolle eines gesamten Büschelfeldes möglich.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform sind die Abtastelemente als etwa koaxial zu den Borstenbüscheln angeordnete Abtaststifte od. dgl. ausgebildet, die in axialer Richtung gegen eine zu den Borstenbüscheln hin wirkende Rückstellkraft verschiebbar gelagert und mit elektrischen Kontakten od. dgl. verbunden sind. Solche Abtaststifte "können auch bei eng stehenden Borstenbüscheln wegen ihres geringen Platzbedarfes angeordnet werden. Vorteilhafterweise erfolgt dabei die Rückstellkraft der Abtaststifte od. dgl. vorzugsweise schwerkraftbedingt, ggfs. durch Federn, wobei die Rückstellkraft geringer als der Gegendruck eines vollständigen Borstenbüschels ist. Ist ein zu überprüfendes Borstenbüschel vorhanden bzw. vollständig, so wird beim Absenken des Abtaststiftes od. dgl. dieser durch das Borstenbüschel verschoben. Falls ein unvollständiges Bor-

stenbüschel vorhanden ist, reicht dessen Stabilität nicht aus, die Rückstellkraft des Abtaststiftes zu überwinden, so daß dann z. B. über einen Kontakt ein Meldesigna] gegeben wird. Dies erfolgt gleichzeitig bei einem nicht vorhandenen Borstenbüschel. Somit ist eine Kontrolle sowohl auf Vorhandensein eines Borstenbüschels als auch auf vollständige Ausbildung in einem Arbeitsgang möglich.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß insbesondere bei eng stehenden Borstenbüscheln bzw. kleinen Bürsten das Abtasterfeld in mehrere, räumlich getrennte Teilbereiche aufgeteilt ist, beispielsweise zum schachbrettartig versetzten Abtasten des Borstenfeldes in zwei Abtastvorgäng'en, wobei eine Transportvorrichtung zum Transportieren der.Bürsten von einem Abtastfeld zum anderen vorgesehen ist. Dadurch kann der Abstand benachbarter Abtastelemente größer als der Abstand benachbarter Borstenbüschel gehalten werden, so daß dadurch der konstruktive Aufbau eines Abtasterfeldes auch für kleine Bürsten bzw. für eng stehende Borstenbüschel vereinfacht ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind zur Kontrolle von im Außenbereich eines Borstenfeldes liegenden Büscheln etwa quer zu diesen angeordnete Abtastelemente vorgesehen, wobei die Abtaststellen vorzugsweise in der Nähe des Bürstenkörpers liegen. Durch diese Anordnung von Abtastelementen ist auf einfache Weise auch eine besonders gute Kontrolle der Außenreihen eines Borstenfeldes möglich, wo ein Fehlen von Büscheln besonders störend ist bzw. besonders gut auffallen würde.

Nach einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist als Abtaster wenigstens ein Gleitabtaster vorgesehen, der in Längsrichtung einer Büschelreihe relativ zu dieser bewegbar sowie durch Gewicht und/oder Federkraft an die Borstenbüschel andrückbar ist. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei in geraden Reihen stehenden Büscheln mit ge-

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raden, abgescherten Oberflächen einsetzbar. Dadurch ist der Aufwand reduziert, da man nur noch für jede Reihe einen Gleitabtaster benötigt bzw. auch einen einzigen Gleitabtaster auf verschiedene Reihen umschalten kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist gemäß einer Ausgestaltung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, vorgesehen, daß zur Kontrolle der Borstenbüschellängen eine zu dem Borstenfeld hin absenkbare Tastplatte vorgesehen ist, die mit einer Hubkontrolleinrichtung verbunden ist. Sind dabei alle Borstenbüschel auf eine vorgesehene Länge abgeschert, so führt die Tastplatte einen maximalen Hub aus. Falls einzelne Borstenbüschel beim Ablängen nicht erfaßt' wurden, so wird der Hub entsprechend kleiner sein, wobei dann die Hubkontrolleinrichtung anspricht. Eine andere Möglichkeit zur .Kontrolle der Borstenbüschellängen sieht vor, daß wenigstens eine den Endbereich der Borstenbüschel erfassende, quer zur Längserstreckung der Borsten angeordnete Lichtschranke vorgesehen ist. Dadurch ist ein berührungsloses Abtasten möglich.Das Verfahren der Lichtschranke bzw.der Bürste erfolgt dabei vorzugsweise mittels eines schnellen Positionier-Schrittmotors.Eine Ausgestaltung der Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, daß zur Kontrolle des Borstenfeldes eine optoelektronische Vorrichtung zumindest mit einer Aufnahmekamera ggfs. einer Zeilenaufnahmekamera sowie einer damit verbundenen Auswerte- und Speichereinrichtung vorgesehen ist. Mit einer solchen Vorrichtung ist eine kontaktlose Kontrolle "von Bürsten möglich.

Dabei kann die Aufnahmekamera als Zeilenkamera ausgebildet sein, wobei die Bürste(n) sowie die Zeilenkamera relativ zueinander bewegbar angeordnet sind zur zeilenweisen Erfassung des zu kontrollierenden Bürstenbereiches. Durch eine solche Zeilenkamera erhält man eine hohe Auflösung und somit auch die Erkennungsmöglichkeit geringfügiger Fehler und außerdem ist ein solches Kamerasystem vergleichsweise preisgünstig.

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Gegebenenfalls kann als Aufnahmekamera eine Matrixkamera vorgesehen sein, die im Bereich des jeweiligen Prüffeldes stillstehend positionierbar ist. Mit einer solchen Aufnahmekamera kann das gesamte Prüffeld, z. B. das Borstenfeld erfaßt werden.

Eine Weiterbildung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, daß als Prüfeinrichtung eine Waage, insbesondere eine Präzisionswaage vorgesehen ist. Mit Hilfe einer solchen Präzisionswaage können über einen Wiegevorgang Bürsten erfaßt werden, bei denen Borsten fehlen bzw. bei denen Borsten nicht abgelängt wurden.

Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.

Es zeigt stärker schematisiert:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bürstenherstellungsmaschine mit mehreren Bearbeitungsstationen sowie Prüfeinrichtungen,

Fig. 2 eine Stirnseitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Maschine,

Fig. 3 eine Teilseitenansicht einer Bürste mit einem Gleitabtaster,

Fig. A eine Seiten-Teilansicht einer Bürste mit einem Abtaststift,

Fig. 5 eine Stirnseitenansicht einer Bürste mit seitlich daran angeordneten Abtastern,

Fig, 6 eine Stirnseitenansicht einer Bürste mit einer

Prüfeinrichtung zum überprüfen der Borstenlänge,

Fig. 7 eine Teilseitenansicht einer Bürste mit einer Reflexlichtschranke als Kontrolleinrichtung,

Fig.. 8 eine Prüfeinrichtung mit mechanischen Abtastern,

Fig. 9 eine Seitenansicht der in Fig. 8 gezeigten Anordnung,

Fig. 10 eine Darstellung etwa gemäß Fig. 8, hier jedoch in einer anderen Betriebsstellung,

Fig. 11 eine Seitenansicht einer Prüfeinrichtung mit Aufnahmekamera,

Fig. 12 eine Prüfanordnung mit zwei Kameras und

Fig. 13 eine Darstellung einer durch eine Kamera erfaßten, fehlerhaften Bürste.

Von einer im ganzen mit 1 bezeichneten Bürstenherstellungsmaschine ist in Fig. 1 im wesentlichen eine Transporteinrichtung mit einem umlaufenden Transportband 2 gezeigt, auf dem Werkstückhalter 3 für Bürstenkörper 4 bzw. Bürsten 5 angeordnet sind. Im Verlauf des Transportbandes 2 sind Bearbeitungsvorrichtungen, insbesondere Nachbearbeitungsvorrichtungen angeordnet, mittels denen die gestopften Bürsten nachbearbeitet werden. Im Ausführungsbeispiel sind einer Abscherstation 6 zwei Nachbearbeitungsstationen 7, 7 a zum Abrunden der Borstenenden nachgeschaltet. Im weiteren Verlauf sind dann noch zwei Kontroll- bzw. Prüfeinrichtungen angeordnet, mittels denen eine Endkontrolle der fertig bearbeiteten Bürsten 5 vorgenommen wird. Insbesondere kann mit diesen Prüfeinrichtungen jede Bürste auf Vollständigkeit des Borstenfeldes, hinsichtlich der Borstenbüschellängen u. dgl. kontrolliert werden. Eine solche Prüfeinrichtung 8 kann zur Kontrolle auf Vollständigkeit des Borstenfeldes oberhalb bzw. seitlich von diesem Borstenfeld angeordnete, mechanische Abtaster aufweisen, die mit entsprechenden Kontakten in Verbindung stehen. Gemäß Fig. k ist erkennbar, daß als Abtaster koaxial zu den Borstenbüscheln 9 angeordnete Abtaststifte vorgesehen sein können. Diese sind in axialer Richtung gegen eine zu den Borstenbüscheln hin wirksame Rückstellkraft verschiebbar gelagert. Während des PrüfVorganges werden die Abtaststifte 10 auf die Borstenbüschel 9 abgesenkt, die bei Vorhandensein ein entsprechendes Widerlager bilden, durch das die Abtaststifte 10 einfedern. Diese Axialverschiebung dient dann zur Auswertung bzw. zur Meldung, daß entsprechende Borstenbüschel vorhanden sind. Trifft ein Abtaststift 10 wegen eines fehlenden Borstenbüschels 9 in einen Leerraum, so erfolgt keine Axialverschiebung und damit eine Signalisierung bzw. Ansteuerung einer Auswerfeinrichtung zum Aussortieren dieser fehlerhaften Bürste 5. Die Kontaktgabe der einzelnen Abtaststifte 10 kann über einen elektrischen Kontakt 11,

wie in Fig. 3 erkennbar oder aber über Lichtschranken, wie in Fig. 8 und 10 rechtsseitig erkennbar, erfolgen. Neben einer Einzelabtastung mit nur einem oder wenigen Abtaststiften 10 ist wegen der dabei notwendigen Positionierung der Abtaststifte 10 bzw. der Bürste 5 und dem dadurch bedingten Zeitaufwand eine Anordnung vorteilhaft, bei der entsprechend den Einzelpositionen eines Lochfeldes bzw. eines Büschelfeldes eine entsprechende Anzahl von Abtastelementen in einem Abtasterfeld angeordnet sind. In diesem Falle erfolgt ein einmaliges Positionieren der Abtastelernente bzw. der Bürsten relativ zueinander, bis die Abtastelemente in koaxialer Lage zu den Borstenbüscheln 9 sind. Dann erfolgt in einem einzigen Prüf-Arbeitsgang das Kontrollieren der Bürste 5. Dadurch sind wesentlich höhere Arbeitszyklen möglich.

Wie bereits vorerwähnt, sind die Abtaststifte 10 od. dgl. Abtastelemente federnd gelagert. Bei entsprechender Dosierung dieser Rückstellkraft derart, daß diese etwas geringer als der Gegendruck eines vollständigen Borstenbüschels 9 ist, besteht die Möglichkeit, nicht nur zu überprüfen, ob ein Borstenbüschel vorhanden ist oder nicht, sondern darüber hinaus auch, ob ein Borstenbüschel vollständig mit einer entsprechenden Anzahl von Borsten ausgebildet ist. Ist dies nämlich nicht der Fall, so findet das Abtastelement einen geringeren Gegendruck durch dieses Borstenbüschel 9 vor, so daß dann das Abtastelement nicht einfedert. In diesem Fall erfolgt dann eine Störungsmeldung. Borstenbüschel werden üblicherweise V-förmig gefaltet und an ihrer Knickstelle in einem Bürstenkörperloch mit Hilfe einer Stopfvorrichtung verankert. Falls dieses V-förmige Falten so weit unsymmetrisch erfolgt, daß auch nach dem Nachbearbeiten das obere Ende dieses Borstenbüschels nur die halbe Anzahl von Borsten aufweist, so kann auch dies durch die vorerwähnte Abstimmung der Rückstellkraft der Abtastelemente mit erfaßt werden.

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Erwähnt sei noch, daß die Abtastenden 12, wie in Fig. 4 dargestellt, eine konkave Wölbung 13 aufweisen können, durch die eine gewisse Zentrierwirkung beim Beaufschlagen der Borstenbüschel-Enden und damit ein sichereres Erfassen möglich ist.

Insbesondere bei eng stehenden Borstenbüscheln bzw. kleinen Bürsten ist eine vollständige Bestückung einer Prüfeinrichtung 8 mit Abtaststiften 10 od. dgl. entsprechend der Anzahl der Borstenbüschel 9 einer Bürste 5 nicht möglich oder nur schwierig durchführbar. Für diesen Fall ist es vorteilhaft, wenn das Abtasterfeld in mehrere, räumlich getrennte Teilbereiche aufgeteilt ist. Dadurch kann z. B. bei einem gegenüber dem Abstand der Borstenbüschel doppelten Abstand der Abtaster voneinander in zwei Arbeitsgängen die Gesamtkontrolle der Bürste vorgenommen werden. Dabei besteht die Möglichkeit, zwei Abtasterfelder vorzusehen und den Bürstenkörper nacheinander diesen zuzuführen. Andererseits kann aber bei entsprechender Ausbildung des Abtasterfeldes dieses auch relativ zu dem Borstenfeld um einen Borstenabstand nach dem ersten Prüfvorgang verschoben werden, worauf sich der zweite PrüfVorgang anschließt. Beispielsweise kann das Abtasterfeld zum schachbrettartig versetzten Abtasten des Borstenfeldes ausgebildet sein.

Zur Überprüfung der Außenreihen von Borstenbüscheln 9 eines Borstenfeldes, wo das Fehlen eines Borstenbüschels besonders stark auffällt, können, wie in Fig. 5 gezeigt, Abtastelemente 14 auch quer zu den Borstenbüscheln 9 angeordnet sein. Sie sind dabei zweckmäßigerweise in der Nähe des Bürstenkörpers 4 positioniert, da die Borstenbüschel hier eine größere Steifigkeit aufweisen."

Neben den mechanischen Abtastelementen 14 können, wie in Fig. 7 angedeutet, auch eine oder mehrere Reflexlichtschranken 15 od. dgl. optoelektronische Abtaster vorge-

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sehen sein. Bei Verwendung einer einzigen Reflexlichtschranke 15 od. dgl. kann diese über einen Positionierantrieb jeweils in etwa axial fluchtende Lagen zu den Borstenbüscheln gebracht werden. Die Anordnung mehrerer Lichtschranken und ein dann reihenweises Abtasten ist möglich. Auch können mehrere, nebeneinander angeordnete Bürsten in einem Prüfzyklus kontrolliert werden. Zur Kontrolle der Länge der Borstenbüschel 9 kann gut eine Lichtschranke 16 eingesetzt werden, wie dies in Fig. gezeigt ist. Eine weitere Möglichkeit zur Kontrolle der Borstenbüschellänge ist in den Figuren 1 und 2 gezeigt. Hier ist eine zu dem Borstenfeld 17 hin absenkbare Tastplatte 18 vorgesehen, die mit einer nicht näher dargestellten Hubkontrolleinrichtung verbunden ist. Beim Prüfvorgang wird diese Tastplatte 18 auf das Borstenfeld 17 abgesenkt. Weisen die Borstenbüschel alle eine vorgesehene Länge auf, so wird die Tastplatte 18 einen entsprechenden Maximalhub ausführen. Steht jedoch ein oder mehrere Borstenbüschel über diese Oberseite vor, so kann die Tastplatte 18 nur einen entsprechend geringeren Hub ausführen, was dann mittels der Hubkontrolleinrichtung für eine Störungsmeldung bzw. eine Auswerfeinrichtung verwertet wird.

Gemäß Fig. 3 ist nach einer abgewandelten Ausführungsform als Abtaster ein Gleitabtaster 19 vorgesehen. Dieser ist in Längsrichtung einer Büschelreihe relativ zu dieser bewegbar und durch Gewicht bzw. Federkraft an die Borstenbüschel andrückbar. Anstatt des Gleitabtasters könnte auch die Bürste 5 entsprechend verschoben werden. Das Abtastende 20 ist dabei in Gleitrichtung so bemessen, daß es mindestens gleich oder etwas größer als der lichte Abstand benachbarter Borstenbüschel 9 ist. Ist das Borstenfeld 17 vollständig, so gleitet das Abtastende 20 über die Enden der Borstenbüschel, ohne daß dabei eine größere Verschwenkbewegung des als Winkelhebel ausgebildeten Gl-eitabtasters 19 auftritt. Der elektrische Kontakt 11 bleibt somit geöffnet. Ist jedoch eine Lücke 21 durch ein oder mehrere

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fehlende Borstenbüschel vorhanden, gelangt das Abtastende 20 in diese Lücke 21 und der Kontakt 11 wird zur Fehlermeldung geschlossen.

Die Figuren 8 bis 10 zeigen eine Ausführungsform einer Prüfeinrichtung 8, bei der die Abtastelemente 14 als Schwinghebel 22 ausgebildet sind. Diese weisen ein Abtastende 20 und am anderen Ende eine Lagerung 23 auf. Im Ausführungsbeispiel sind entsprechend der Anzahl von in einer Längsreihe einer Bürste angeordneten Borstenbüscheln 9 eine entsprechende Anzahl von Schwinghebeln 22 angeordnet, Bei einer einseitigen Anordnung von solchen Schwinghebeln wäre zum gesamten überprüfen einer Bürste nach jedem Prüfvorgang ein Verschieben in Querrichtung zu der Bürste auf die nächste Borstenreihe erforderlich. Bei einer Bürste mit vier Längsreihen von Borstenbüscheln 9 wäre somit auch eine viermalige Positionierung und entsprechend vier Prüfvorgänge erforderlich. Durch ein weiteres, von der anderen Seite der Bürste her eingreifendes Schwinghebel-Paket besteht dagegen die Möglichkeit, jeweils gleichzeitig zwei Längsreihen von Borstenbüscheln abzutasten. Es ist nach diesem Prüfvorgang dann nur noch ein einmaliges Umposi-

tionieren bei vier Borstenbüschelreihen erforderlich. Jedes Reihenpaket von Schwinghebeln 22 wird im Ausführungsbeispiel durch einen Abhebebügel 24 Untergriffen, der mit einem Hubzylinder 25 in Verbindung steht. Dadurch können die Schwinghebel-Pakete beim Positionierwechsel bzw. beim Zuführen einer nächsten Bürste etwas angehoben werden. In Prüfstellung fahren dann die Hubzylinder 25 wieder so weit aus, daß die Schwinghebel 22 mit ihren Abtastenden 20 auf den Borstenbüscheln aufliegen können bzw. bei einem fehlenden Borstenbüschel so weit herunterschwingen, daß der elektrische Kontakt 11 bzw. eine anstatt dieses Kontaktes vorgesehene Lichtschranke 26 anspricht, wie dies in Fig. 10 verdeutlicht ist.

Für eine völlig kontaktlose überprüfung von gefertigten Bürsten, insbesondere zur Kontrolle des Borstenfeldes kann auch eine optoelektronische Vorrichtung zumindest mit einer Aufnahmekamera sowie einer damit verbundenen Auswerte- und Speichereinrichtung vorgesehen sein (Fig. 11). Mit Hilfe der Aufnahmekamera kann zunächst das Bild einer fehlerfreien Bürste aufgenommen und abgespeichert werden. Beim Kontrollieren der laufenden Bürstenfertigung wird dann das jeweils aufgenommene Bild mit dem abgespeicherten verglichen und falls sich da Differenzen zeigen, wir die entsprechende Bürste ausgeschieden. Zum Erfassen eines gesamten Borstenfeldes kann eine Matrixkamera vorgesehen sein, die im Bereich des jeweiligen Prüffeldes stillstehend positionierbar ist. Zum Erfassen nur eines Prüfbereiches, z. B. des Borstenfeldes einer Bürste, kann die Matrixkamera feststehend angeordnet sein; sie kann aber auch zum überprüfen verschiedener Bereiche einer Bürste nacheinander, z. B. des Borstenfeldesi7und eines StempelaufdruckesUod. dgl. eingesetzt werden, wobei dann eine entsprechende Positionierbewegung erforderlich ist.

Mit einer Aufnahmekamera ist eine Erkennung eines vorgegebenen Musters möglich, wobei zunächst ein Referenzmuster eingelernt wird, indem eine einwandfreie Bürste vorgelegt und deren Muster in der Auswerte- und Speichereinrichtung gespeichert wird. Mit diesem abgespeicherten Referenzmuster werden dann die produzierten Bürsten verglichen. Ergeben sich keine Abweichungen, so bedeutet dies, daß eine einwandfreie Bürste vorliegt, während bei Abweichungen eine fehlerhafte Bürste erfaßt ist, die dann entsprechend ausgeschieden werden kann.

Die Aufnahmekamera kann auch als Zeilenkamera 27 ausgebildet sein. In diesem Fall ist vorgesehen, daß die zu überprüfende Bürste sowie die Zeilenkamera 27 relativ zueinander bewegbar angeordnet sind zur zeilenweisen Erfassung des zu kontrollierenden Bürstenbereiches. Fig. 11 läßt gut erkennen, daß

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als Bewegungsantrieb für die Zeilenkamera 27 ein Hubzylinder 28 in Verbindung mit einem Linearmeßsystem 29 vorgesehen ist. Durch den Hubzylinder kann die Zeilenkamera 27 relativ zu der fest eingespannten Bürste 5 in Längsrichtung des Borstenfeldes von Borsten-Querreihe zu Querreihe positioniert werden. Es erfolgt somit zeilenweise ein überprüfen der Querreihen von Borstenbündeln nacheinander. Zur genauen Positionierung der Zeilenkamera 27 dient das Linearmeßsystem 29, das im wesentlichen einen Abtastkopf 30 sowie einen Linearstrichmaßstab 31 aufweist. Wie bereits vorerwähnt, tastet die Zeilenkamera 27 jeweils quer zur Längsrichtung des Bürstenkörpers eine Zeile z. B. in Schritten von 0,1 mm ab und vergleicht die Reflektionswerte des jeweiligen Prüflings mit den Werten des von einem guten Musterstück eingegebenen Wertes.

Gegebenenfalls kann als Positionierantrieb auch ein Schrittmotor vorgesehen sein, für den dann kein Meßsystem wie vorbeschrieben erforderlich ist. Auch der Einsatz eines Gleichstrommotors mit vorzugsweise direkt angebautem rotativem Meßsystem bzw. Inkrementalgeber ist möglich. Bei Verwendung von motorischen Antrieben erfolgt die Bewegung zweckmäßigerweise über eine Kugelrollspindel.

Zum überprüfen verschiedener Bereiche einer Bürste 5 könnten entsprechend mehrere Kameras, wie in Fig. 12 gezeigt, vorgesehen sein, andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, wie in Fig. 11 gezeigt, daß die Aufnahmekamera mittels ihrer Positioniereinrichtung von einem Prüffeld zum anderen verfahren wird, so daß man in diesem Falle mit einer einzigen Aufnahmekamera auskommt. Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß mehrere Bürsten vorzugsweise nebeneinander im Arbeitsbereich einer Aufnahmekamera positioniert und miteinander überprüft werden. Erwähnt sei noch, daß auch beim überprüfen unterschiedlicher Bürstenbereiche jeweils nur eine Auswerteelektronik erforderlich ist, da je nach Prüffeldposition der Kamera das jeweils passende Referenzmuster abgerufen werden kann.

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Zur Beleuchtung des Prüffeldes ist eine Lichtquelle vorgesehen, die- vorzugsweise an der Kamera angebracht ist. Beispielsweise können hierfür flexible Lichtleiter vorgesehen sein, mit denen eine gute Ausleuchtung im Prüfbereich möglich ist. Der Prüfablauf ist so vorgesehen, daß die Prüfbewegung jeweils schleifenförmig, d.h. abwechselnd von rechts nach links und anschliessend von links nach rechts erfolgt, um einen Leer-Rückhub mit hohen Geschwindigkeiten und entsprechendem Zeitverlust zu vermeiden.

Fig. 13 zeigt noch eine Bürste, bei der eine Einzelborste seitlich absteht. Dies ergibt sowohl ein unschönes Aussehen der Bürste als auch die Gefahr von Verletzungen insbesondere bei Zahnbürsten während des Gebrauchs. Um solche Bürsten als Ausschuß zu erkennen, kann der Rechner der Kamera so programmiert sein, daß nur das normale Borstenfeld einer einwandfreien Bürste als Meßprogramm bzw. Vergleichsprogramm gespeichert wird und alle außerhalb des Meßfeldes a liegenden Reflektionen von Borsten 32 separat ausgewertet und als Fehler erkannt werden.

Als Aufnahmekamera werden bevorzugt sogenannte CCD-Halbleiterkameras verwendet, da diese bei geringen Abmessungen robust sind und eine hohe Lebensdauer haben.

In Fig. 11 ist der Abtastkopf 30 mit der Aufnahmekamera verbunden und macht deren Positionierbewegungen mit. Es kann auch eine umgekehrte Anordnung von Abtastkopf 30 und Inkrementalgeber 31 vorgesehen sein, bei der der Abtastkopf 30 feststehend angeordnet ist. Dies ist bzgl. der in den Abtastkopf geführten Anschlüsse vorteilhaft.

Um Positionierbewegungen sowohl der Aufnahmekamera als auch des Prüflings zu vermeiden, kann dazwischen eine optische Umlenkvorrichtung angeordnet sein, mittels der der jeweilige Abtastbereich umgelenkt und der Kamera zugeführt werden kann. Diese Umlenkvorrichtung weist im wesentlichen einen verstellbaren Umlenkspiegel ggf. mit einem Objektiv auf.

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AIs weitere Möglichkeit zur Endkontroüle von gefertigten Bürsten kann auch eine Präzisionswaage eingesetzt werden. Zweckmäßig ist es dabei, wenn diese Präzisionswaage mit Grenzwertgebern verbunden ist, die z.B. unterhalb und oberhalb eines festgelegten Wertes ein Signal geben, mittels dem z.B. ein Auswerfer angesteuert werden kann. Fehlt ein oder mehrere Borstenbüschel, so spricht der untere Grenzwertgeber an, während bei unvollständig oder nicht abgescherten Borsten der obere Grenzwertgeber anspricht.

Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

- Zusammen^a-sfsung -

- Leerseite -

Claims

Bürstenherstellungsmaschine Ansprüche

Bürstenherstellungsmaschine mit einer Bohr- und/oder ,Stopfvorrichtung sowie gegebenenfalls nachgeschalteten, weiteren Bearbeitungsvorrichtungen, z. B. zum "Abscheren, zum Abrunden, zum Ausputzen der Borstenbüschel, dadurch gekennzeichnet daß den Bearbeitungsvorrichtungen eine Meß- und/oder Prüfeinrichtung (8) zur Endkontrolle der Bürsten (5) zumindest auf Vollständigkeit des Borstenfeldes nachgeschaltet ist.

2. Maschine insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung (8) oberhalb und/oder seitlich des Borstenfeldes (17) angeordnete, mechanische Abtaster aufweist, die vorzugsweise mit elektrischen Kontakten und/oder Lichtschranken in Verbindung stehen.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend den Einzelpositionen eines Lochfeldes bzw. eines Borstenfeldes (17) eine entsprechende Anzahl von Abtastelementen (14) in einem Abtasterfeld angeordnet sind und daß eine Transportvorrichtung zum Positionieren de*> Abtastelemente über dem Borstenfeld vorgesehen ist.

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A. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastelemente (IA) als etwa koaxial zu den Borstenbüscheln angeordnete bzw. positionierbare Abtaststifte (10) od. dgl. ausgebildet sind, die in axialer Richtung gegen eine zu den Borstenbüscheln hin wirkende Rückstellkraft verschiebbar gelagert und mit elektrischen Kontakten (11) od. dgl. verbunden sind.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß . die Rückstellkraft der Abtaststifte od. dgl. vorzugsweise schwerkraftbedingt, ggfs. durch Federn erfolgt, und daß die Rückstellkraft geringer als der Gegendruck eines vollständigen Borstenbüschels ist.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastende (12) des Abtastelementes bzw. der Abtastelemente eine konkave Wölbung (13) aufweist und daß der Außenquerschmitt zumindest im Bereich des Abtastendes (20) gleich oder vorzugsweise geringfügig größer als ein Borstenbüschel-Querschnitt ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere bei eng stehenden Borstenbüscheln (9) bzw. kleinen Bürsten, das Abtasterfeld in mehrere, räumlich getrennte Teilbereiche aufgeteilt ist, beispielsweise zum schachbrettartig versetzten Abtasten des Borstenfeldes in zwei Abtastvorgängen, und daß eine Transportvorrichtung zum Transportieren der Bürsten von einem Abtastfeld zum anderen vorgesehen ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle von im Außenbereich eines Borstenfeldes (17) liegenden Büscheln (9)

etwa quer zu diesen angeordnete Abtastelemente (14) vorgesehen sind, und daß die Abtaststellen vorzugsweise in der Nähe des Bürstenkörpers (4) liegen.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Abtaster wenigstens ein Gleitabtaster (19) vorgesehen ist, der vorzugsweise in Längsrichtung einer Büschelreihe relativ zu dieser bewegbar sowie durch Gewicht und/oder Federkraft an die Borstenbüschel andrückbar ist.

10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Abtastendes (20) des Gleitabtasters (19)

' in Gleitrichtung gleich oder etwas größer als der lichte Abstand benachbarter Borstenbüschel ist.

11. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtaster als Schwinghebel (22.) ausgebildet sind, und daß vorzugsweise eine Einrichtung (2A) zum gemeinsamen Abheben der Abtaster aus einer Abtaststellung vorgesehen ist.

12. Maschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle der Borstenbüschellängen eine zu dem Borstenfeld hin absenkbare Tastplatte (18) vorgesehen ist, die mit einer Hubkontrolleinrichtung verbunden ist.

13. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle der Borstenbüschellängen wenigstens eine den Endbereich der Borstenbüschel erfassende, quer zur Längserstreckung der Borsten angeordnete Lichtschranke (16) vorgesehen ist.

14. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abtasten des Borstenbüschel-

feldes eine oder mehrere relativ zu den Borstenbüscheln positionierbare, vorzugsweise koaxiale Lichtschranke, insbesondere eine Reflexlichtschranke (15) vorgesehen ist.

15. Maschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bjß Tt₁ dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontrolle des Borstenfeldes (17) eine optoelektronische Vorrichtung zumindest mit einer Aufnahmekamera ggfs. einer Zeilenaufnahme kamera, sowie einer damit verbundenen Auswerte- und Speichereinrichtung u.dgl. vorgesehen ist.

16. Maschine insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfeinrichtung eine

, Waage, insbesondere eine Präzisionswaage vorgesehen ist.

17. Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Präzisionswaage zumindest mit einem Grenzwertgeber für einen unterhalb des Sollgewichtes einer vollständig bestückten Bürste liegenden Wertes verbunden ist und daß gegebenenfalls ein weiterer Grenzwertgeber zum Erfassen eines Wertes oberhalb eines Sollgewichtes einer vollständig bestückten Bürste vorgesehen ist.

18. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und/oder Prüfeinrichtung mit einer Meldevorrichtung zum Signalisieren und/oder einer Auswerfeinrichtung od. dgl. zum Aussortieren einer fehlerhaften Bürste verbunden ist.

19. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahmekamera wenigstens eine Zeilenkamera (27) vorgesehen ist und daß die Bürste(n) (5) sowie die Zeilenkamera (27) relativ zueinander bewegbar angeordnet sind zur zeilenweisen Erfassung des zu kontrollierenden Bürstenbereiches.

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20. Maschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Bewegungsantrieb für die Zeilenkamera oder die zu kontrollierende(n) Bürste(n) (5) ein Hubzylinder (28) in Verbindung mit einem Linearmeßsystem (29) vorgesehen ist.

21. Maschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Bewegungsantrieb ein Schrittmotor oder gegebenenfalls ein Motor mit Inkrementalgeber vorgesehen ist, der vorzugsweise mit einer Kugelrollspindel verbunden ist.

22. Maschine nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßsystem zur Erfassung des Positionierweges zwischen Aufnahmekamera und Bürste (5) einen Maßstab, vorzugsweise einen linearen Maßstab als Inkrementalgeber sowie einen Abtastkopf (30) aufweist.

23. Maschine nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bürsten (5) vorzugsweise nebeneinander im Arbeitsbereich einer Aufnahmekamera (27) positionierbar sind.

24. Maschine nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsantrieb sowohl zur zeilenweisen Abtastung als auch zur Positionierung der Aufnahmekamera (27) im Bereich verschiedener Prüffelder, z. B. im Bereich des Borstenfeldes (17) und im Bereich eines Stempelaufdruckes (33) od. dgl. ausgebildet ist.

25. Maschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Aufnahmekamera eine Matrixkamera vorgesehen ist, die im Bereich des jeweiligen Prüffeldes stillstehend positionierbar ist.

26. Maschine nach einem der Ansprüche 15, 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung des Prüffeldes wenigstens ein insbesondere flexibler Lichtleiter vorgesehen ist, der vorzugsweise mit der Aufnahmekamera verbunden ist.

27. Maschine nach einem der Ansprüche 15,19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmekamera sowie der Prüfling während der Kontrolle relativ zueinander feststehend angeordnet sind und daß zwischen Aufnahmekamera und Prüfling eine optische Umlenkvorrichtung, vzw. ein Umlenkspiegel ggf. mit Objektiv angeordnet ist.

-Beschreibung-