DE69903777T2

DE69903777T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Manipulation von Zahnbürstenkörpern und Maschine mit solcher Vorrichtung

Info

Publication number: DE69903777T2
Application number: DE69903777T
Authority: DE
Inventors: Bart Gerard Boucherie
Original assignee: GB Boucherie NV
Current assignee: GB Boucherie NV
Priority date: 1998-08-24
Filing date: 1999-08-05
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2019-08-06
Also published as: EP0982247B1; DE69903777D1; EP0982247A1; BE1013005A3; US6315103B1

Description

Diese Erfindung betrifft sowohl ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ordnen von Zahnbürstenkörpern, als auch eine mit einer derartigen Vorrichtung ausgestattete Maschine.
Es ist bekannt, dass Zahnbürstenkörper mittels Spritzguss in einer Form produziert werden. Hierbei werden die Zahnbürstenkörper aus der Form ausgeworfen und auf nicht- ausgerichtete Weise gesammelt. Um diese Zahnbürstenkörper anschließend mit Bürstenhaar zu versehen, müssen sie einer nach dem anderen einer Bürstenfertigungsmaschine zugeführt werden, in einer geordneten und korrekt ausgerichteten Art und Weise.
Die bis dato bekannten Vorrichtungen zum Ordnen, insbesondere Ausrichten von Zahnbürstenkörpern wenden das Prinzip an, wobei die Zahnbürstenkörper derart, beispielsweise mittels stufenweise angeordneter Plateaus, die sich auf und ab bewegen, in Bewegung versetzt werden, dass aufgrund der Schwerkraft und des gegenseitigen Kontakts zwischen den Zahnbürstenkörpern eine Selektion vorgenommen wird, derart, dass schließlich nur Zahnbürstenkörper zurückgehalten werden, die in der richtigen Richtung ausgerichtet sind. Beispiele dafür sind in den belgischen Patentschriften Nr. 894.577 und Nr. 1.003.803 beschrieben.
Obwohl diese bekannten Vorrichtungen in einer großen Anzahl von Anwendungen ihren Zweck erfüllen, weisen sie in einer Anzahl anderer Anwendungen Probleme auf. Dies ist unter anderem der Fall, wenn eine Anzahl ausgerichteter Zahnbürstenkörper mit großer Sicherheit in einer kurzen Zeitspanne zur Verfügung gestellt werden soll. Bei Anwendung des vorgenannten Plateausystems kann es vorkommen, dass während einer bestimmten Zeitspanne keine Zahnbürstenkörper am Ausgang vorgelegt werden. Weiterhin besteht eine wachsende Tendenz, Zahnbürstenkörper mit einem Weichplastik oder Gummi zu beschichten, wodurch diese Zahnbürstenkörper, aufgrund der Reibung gegen die Plateaus, steckenbleiben können und dadurch Störungen verursachen können.
Es ist auch bekannt, dass fertiggestellte Zahnbürsten oft an der Abfuhrseite der Zahnbürstenfertigungsmaschine auf nicht ausgerichtete Weise gesammelt werden, wonach die Bürsten, vor dem Verpacken, wieder ausgerichtet werden müssen.
Sortiersysteme sind vom Stand der Technik her für verschiedene Zwecke bekannt. Beispielsweise offenbart EP 0.663.271 einen automatischen Nadelsortier- und Zuführapparat, wobei ein Erkennungssystem, das eine Kamera verwendet, angewendet wird. Die bekannten Systeme sind nicht spezifisch zur Behandlung von Zahnbürsten geeignet.
In erster Linie bezweckt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ordnen von Zahnbürstenkörpern, entweder noch zu füllenden Zahnbürstenkörpern, die einer Zahnbürstenfertigungsmaschine zugeführt werden müssen, oder bereits mit Bürstenhaar versehenen Zahnbürstenkörpern, also fertiggestellten Zahnbürsten, die verpackt werden müssen, welches Verfahren und welche Vorrichtung es gestatten, ein rasches Ordnen, spezieller, eine Ausrichtung, auf störungsfreie Weise und ohne die Notwendigkeit eines gegenseitigen Kontakts zwischen den Zahnbürstenkörpern zu erzielen. In zweiter Linie bezweckt sie ein Verfahren und eine Vorrichtung, womit zudem die vorgenannten Nachteile des hier vorangehend erwähnten Plateauverfahrens ausgeschlossen sind.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Ordnen von Zahnbürstenkörpern, welche Zahnbürstenkörper entweder mit Bürstenhaar versehen sind oder nicht, mit dem Merkmal, dass dieses Verfahren im Zuführen der zu ordnenden Zahnbürstenkörper besteht; dem Detektieren der Position der zugeführten Zahnbürstenkörper mittels eines visuellen Erkennungssystems; dem Steuern eines Sortierelements in Funktion der vom Erkennungssystem ausgeführten Detektionen; und, mittels dieses Sortierelements, sowohl dem Vereinzeln zumindest einer Anzahl der Zahnbürstenkörper, als auch deren Anordnen in Abfuhrmitteln, zumindest teilweise geordnet, wobei als Sortierelement ein Manipulator verwendet wird und wobei mittels der Bewegung des Manipulators, wo es nötig ist, einer oder mehr der folgenden Arbeitsgänge ausgeführt wird:
- das Drehen des ergriffenen Zahnbürstenkörpers gemäß einer Achse senkrecht zur Längsachse dieses Zahnbürstenkörpers, derart, dass alle vom Manipulator behandelten Zahnbürstenkörper mit ihren Stielen in ein und dieselbe Richtung ausgerichtet sind;
- das Drehen des ergriffenen Zahnbürstenkörpers um seine Längsachse, derart, dass alle vom Manipulator behandelten Zahnbürstenkörper mit ihrer Unterseite in dieselbe Richtung plaziert sind;
- das Ergreifen der Zahnbürstenkörper mittels des Manipulators an verschiedenen Stellen entlang der Längsachse und/oder das Positionieren des Manipulators an verschiedenen Stellen beim Wiederablegen der Zahnbürstenkörper, derart, dass sie auf ausgerichtete Weise abgelegt werden.
Durch die visuelle Detektion der Position der zugeführten Zahnbürstenkörper können Zahnbürstenkörper stets mit Sicherheit detektiert werden und von der zugeführten Menge aufgenommen werden, um anschließend auf teilweise oder vollständig ausgerichtete Weise abgelegt und abtransportiert zu werden. Da das Ordnen auf Basis einer visuellen Erkennung und der elektronischen Verarbeitung von Signalen geschieht, kann das System jedesmal, wenn Zahnbürstenkörper mit einer anderen Form geordnet werden müssen, einfach angepasst werden, ohne dass eine mechanische Anpassung erforderlich ist.
Gemäß einer ersten Möglichkeit werden alle detektierten Zahnbürstenkörper vom Sortierelement vereinzelt und ausgerichtet oder zumindest teilweise ausgerichtet.
Gemäß einer zweiten Möglichkeit werden ausschließlich diejenigen Zahnbürstenkörper, die bestimmte Kriterien erfüllen, spezieller, bestimmte Bedingungen, in Bezug auf ihre Position, mittels des Sortierelements vereinzelt. Diese zweite Möglichkeit bietet den zusätzlichen Vorteil, dass ein relativ einfacher Manipulator mit einer begrenzten Anzahl von Bewegungen verwendet werden kann.
Für das Erkennungssystem wird vorzugsweise ein mit einer Kamera versehenes elektronisches Sichtsystem verwendet, das ein sehr präzises Detektieren der Position der Zahnbürstenkörper gestattet.
Wie oben erwähnt, besteht das Sortierelement aus einem Manipulator, spezieller einem Roboter, der mit einem Greifer zum Aufnehmen der Zahnbürstenkörper versehen ist.
Gemäß einer besonderen Ausführung der Erfindung werden die Zahnbürstenkörper, nach dem Vereinzeln durch das Sortierelement, weiter in einer oder mehr separaten Vorrichtungen geordnet. In diesen Vorrichtungen können die Zahnbürstenkörper beispielsweise mit ihren Stielen in dieselbe Richtung und/oder allesamt mit ihrer Unterseite in dieselbe Richtung plaziert positioniert werden. In diesem Fall muss das Sortierelement nur dafür sorgen, dass die Zahnbürstenkörper mit ihrer Längsachse in ein und derselben Richtung positioniert sind, ungeachtet des Sinns der Stiele und der Richtung, in die die Unterseite weist, was den Vorteil bietet, dass das Sortierelement auf weniger komplexe Weise verwirklicht sein kann.
Gemäß einer Variante werden mehrere der vorgenannten Arbeitsgänge tatsächlich vom Manipulator ausgeführt. Einerseits wird dann natürlich ein komplexeres Sortierelement nötig sein, jedoch wird dann andererseits der Vorteil erhalten, dass die Anzahl von Vorrichtungen zur Durchführung der zusätzlichen Ausrichtungsvorgänge begrenzt werden kann, wodurch Platz gespart wird.
Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform werden die Zahnbürstenkörper ausschließlich vom Manipulator in die korrekte Endposition gebracht, das heißt, ohne dass zusätzliche Vorrichtungen für das weitere Ausrichten erforderlich sind. In diesem Fall werden in der Steuerung des Manipulators Kriterien auf solche Weise angewendet, dass ausschließlich solche Zahnbürstenkörper vom Manipulator vereinzelt werden, die mittels dieses Manipulators vollständig bis in die richtige Endposition ausgerichtet werden können, während die verbleibenden Zahnbürstenkörper am Manipulator vorbeitransportiert werden.
Vorzugsweise werden die zugeführten, zu ordnenden Zahnbürstenkörper derart zugeführt, dass sie dem visuellen Erkennungssystem in kleinen Mengen und vorzugsweise im wesentlichen frei voneinander vorgelegt werden, wodurch ein einfaches Erkennen ermöglicht wird und es auch erhalten wird, dass eine größere Anzahl von Zahnbürstenkörpern pro zugeführte Menge eine Position einnimmt, die das Aufnehmen eines solchen Zahnbürstenkörpers durch einen Manipulator oder dergleichen gestattet.
Die vom Sortierelement nicht vereinzelten Zahnbürstenkörper werden vorzugsweise mittels eines geschlossenen Kreislaufs zurück in den Sortierkreislauf gebracht. Hierbei wird erfindungsgemäß vorzugsweise für eine Änderung der Ausrichtung dieser Zahnbürstenkörper gesorgt, bevor sie dem Erkennungssystem wieder vorgelegt werden.
Zur Verwirklichung des Verfahrens der Erfindung bezieht diese sich auch auf eine Vorrichtung, deren Merkmale aus der hiernach folgenden Beschreibung deutlich werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine mit einer solchen Vorrichtung ausgestattete Zahnbürstenfertigungsmaschine, wobei diese Vorrichtung dann geordnete und/oder ausgerichtete Zahnbürstenkörper zuführt, die mit Bürstenhaar versehen werden müssen.
Die Erfindung betrifft auch eine mit einer solchen Vorrichtung ausgestattete Zahnbürstenverpackungsmaschine, wobei diese Vorrichtung dafür sorgt, dass die fertiggestellten Zahnbürsten dann dem Einlass der Zahnbürstenverpackungsmaschinen zugeführt werden, um schließlich in eine Blisterverpackung oder dergleichen verpackt zu werden.
Zur besseren Darstellung der Merkmale der Erfindung ist hiernach, als Beispiel ohne jeden einschränkenden Charakter, eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, unter Verweis auf die begleitenden Zeichnungen, worin:
Fig. I schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung darstellt;
Fig. 2 in Perspektive eine Ansicht gemäß Pfeil F2 in Fig. 1 darstellt;
Fig. 3 schematisch eine Ansicht gemäß Pfeil F3 in Fig. 1 darstellt;
Fig. 4 eine praktische Ausführungsform des in Fig. 1 mit F4 angedeuteten Teils darstellt;
Fig. 5 eine Ansicht gemäß Pfeil F5 in Fig. 1 darstellt.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 im wesentlichen aus Zufuhrmitteln 2 für die zu ordnenden Zahnbürstenkörper 3; einem visuellen Erkennungssystem 4 zum Detektieren der Position der zugeführten Zahnbürstenkörper 3; einem Sortierelement, in diesem Fall einem Manipulator 5; Abfuhrmitteln 6 für die geordneten Zahnbürstenkörper 3; und einer Steuereinheit 7 zur Steuerung des Sortierelements oder somit des Manipulators 5 in Funktion der vom Erkennungssystem 4 ausgeführten Detektionen, derart, dass zumindest eine bestimmte Anzahl der Zahnbürstenkörper 3 vom Manipulator 5 vereinzelt wird und den Abfuhrmitteln 6 auf geordnete Weise vorgelegt wird und/oder darin angebracht wird.
Die Zufuhrmittel 2 umfassen Transportmittel zum Zuführen der zu ordnenden Zahnbürstenkörper 3 aufeinanderfolgend entlang des Erkennungssystems 4 und des Manipulators 5, welche Mittel im dargestellten Beispiel aus einem Förderband 8 bestehen, das mittels eines Antriebselements 9 angetrieben wird, das, abhängig von der Ausführung, entweder für einen kontinuierlichen Antrieb oder einen intermittierenden Antrieb des Förderbandes 8 sorgt, wie hiernach weiter erläutert.
Weiterhin umfassen die Zufuhrmittel 2 vorzugsweise auch Mittel, die dafür sorgen, dass die Zahnbürstenkörper 3 derart zugeführt werden, dass sie in kleinen Mengen und vorzugsweise im wesentlichen frei voneinander ausgebreitet werden. Im Beispiel von Fig. 1 bestehen diese Mittel aus einem zweiten Förderband 10, womit eine ungeordnete Menge von Zahnbürstenkörpern 3 zugeführt und auf dem zweiten Förderband 8 in reduzierten Mengen abgelegt wird, dies mittels einer geeigneten Steuerung des Antriebs 11 des Förderbandes 10. Hierbei kann das Förderband 10 beispielsweise mit einer indexierten Bewegung gesteuert werden, was bedeutet, dass es intermittierend gesteuert wird, derart, dass jedesmal nur kleine Mengen von Zahnbürstenkörpern 3 auf dem Förderband 8 abgelegt werden, wo sie ausgebreitet werden. Gemäß einer anderen Möglichkeit kann das Förderband 10 kontinuierlich angetrieben werden, während das Förderband 8 mit einer höheren Geschwindigkeit angetrieben wird.
Wie schematisch mit Linie 12 dargestellt, können die Zahnbürstenkörper 3 von einem Schüttmagazin 13 zugeführt werden, können jedoch auch, wie mit Pfeil 14 dargestellt, auch direkt von einer die Zahnbürstenkörper 3 produzierenden Maschine, wie etwa einer Spritzgussmaschine 15, zugeführt werden.
Zum Herausnehmen der Zahnbürstenkörper 3 aus dem Schüttmagazin 13 kann ein beliebiger Mechanismus angewendet werden. Ein Beispiel eines solchen Mechanismus ist in Fig. 4 dargestellt und besteht aus einem Förderband 16 mit Mitnehmerblättern 17, das das Schüttmagazin 13 durchläuft. Dieses Förderband 16 kann die Zahnbürstenkörper 3 entweder auf das vorgenannte Förderband 10 werfen, wie dargestellt, oder das Förderband 10 ersetzen.
Es ist auch möglich, als Zufuhrmechanismus eine Rüttelzufuhrvorrichtung zu verwenden, die die Bürstenkörper aus einem Schüttmagazin vereinzelt und sie auf das Förderband 8 fallen läßt.
Das Erkennungssystem 4 besteht aus einer Kamera 18, die mit einer Verarbeitungseinheit 19 gekoppelt ist, die in die Steuereinheit 7 integriert sein kann und die die detektierten Bilder verarbeitet und sie beispielsweise mit einer Anzahl gespeicherter Kriterien in Bezug zur Position der detektierten Zahnbürstenkörper 3 vergleicht.
Der Manipulator 5 ist mittels der elektronischen Steuereinheit 7 mit dem Erkennungssystem 4 gekoppelt, derart, dass nur die von der Kamera 18 detektierten Zahnbürstenkörper 3, die die zuvor festgelegten Kriterien in Bezug auf ihre Position erfüllen, aufgenommen werden, um auf ausgerichtete Weise den Abfuhrmitteln 6 vorgelegt zu werden.
Im dargestellten Beispiel besteht dieser Manipulator 5 aus einem Greifer 20, der, in diesem Fall an der Stelle, wo er die Zahnbürstenkörper 3 aufzunehmen hat, im wesentlichen nur geöffnet und geschlossen und seitwärts bewegt sowie auf- und abwärts bewegt werden kann, jedoch keine Drehbewegung ausführen kann. Im dargestellten Beispiel können diese Bewegungen mittels Antriebsmitteln 21 für die Auf- und Abwärtsbewegungen, Antriebsmitteln 22 in Form eines Schlittens für die Seitwärtsbewegung und nicht dargestellten Antriebsmitteln zum Öffnen und Schließen des Greifers 20 verwirklicht werden.
Vorzugsweise bestehen die Abfuhrmittel 6 zumindest aus einem Transportmechanismus 23, worauf oder worin die geordneten Zahnbürstenkörper 3 systematisch angebracht werden können; im dargestellten Beispiel ist dieser Transportmechanismus 23 schematisch als einfaches Förderband dargestellt, in der Praxis jedoch wird er vorzugsweise mit Halterungen, Aussparungen, Klammern oder derartigem zum Aufnehmen und zum weiteren Festhalten der ausgerichteten Zahnbürstenkörper 3 in der vorgelegten Position versehen sein.
Gemäß einer nicht dargestellten Variante können die Abfuhrmittel 6 auch aus einem sogenannten "Stapelkasten mit Bodenentleerung" oder sogenannten Stapelmagazin bestehen. Der Manipulator plaziert dann die ausgerichteten Bürstenkörper in dem Stapelmagazin, wo sie ausgerichtet bleiben.
Wie schematisch in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, kann die Vorrichtung 1, nach dem Manipulator 5, auch ein oder mehr Mechanismen 24-25 umfassen, die für eine zusätzliche korrigierende Ausrichtung sorgen. Der Mechanismus 24 besteht aus einem rotierbaren Element, wie etwa einem Greifer, womit Zahnbürstenkörper 3 aufgenommen und um eine Achse 27 senkrecht zu ihrer Längsachse rotiert werden können. Der Mechanismus 25 besteht aus einem Element, wie etwa einer rotierbaren Klammer, womit die Zahnbürstenkörper 3 um ihre Längsachse L rotiert werden können.
Um zu verhindern, dass stets dieselben Zahnbürstenkörper 3 an der Kamera 18 vorbeitransportiert werden, ohne vom Manipulator 5 entfernt zu werden, ist die Vorrichtung 1 mit Mitteln 28 versehen, womit die Ausrichtung der nicht aufgenommenen Zahnbürstenkörper 3 verändert wird, welche Mittel 28 in diesem Fall aus einem unter dem Förderband 8 befindlichen Förderband 29 bestehen, derart, dass die Zahnbürstenkörper 3, die das Ende des Förderbandes 8 erreichen, von diesem Förderband 8 herunterfallen, sodass sie, wenn sie auf dem Förderband 29 ankommen, im allgemeinen in einer unterschiedlichen Position liegen werden. Vom Ende 30 des Förderbandes 29 werden die Zahnbürstenkörper 3, wie mit Pfeil 31 angedeutet, wieder auf das Förderband 8 gebracht, was auf beliebige Art und Weise stattfinden kann.
Einer Variante gemäß können die nicht aufgenommenen Zahnbürstenkörper 3, wie mit Pfeil 32 angedeutet, auch zum Schüttmagazin zurückgeführt werden, wodurch in diesem Fall ebenfalls der Kreislauf geschlossen wird und gleichzeitig vermieden wird, dass die vom Manipulator 5 nicht aufgenommenen Zahnbürstenkörper 3 wieder auf dieselbe Weise auf das Förderband 8 gelangen.
Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 ist im wesentlichen wie folgt.
Die Zahnbürstenkörper 3 werden mittels des zweiten Förderbandes 10 zugeführt und werden, mittels des geeigneten Antriebs dieses Förderbandes 10, in kleineren Mengen auf das Förderband 8 gebracht, wonach die darauf befindlichen Zahnbürstenkörper 3 vor der Kamera 18 vorbeibewegt werden.
Mittels dieser Kamera 18 wird bestimmt, auf welche Weise die Zahnbürstenkörper 3 sich auf dem Förderband 8 befinden. Die Zahnbürstenkörper 3 mit einer Position, die gewisse Kriterien erfüllt, werden vom Manipulator 5 aufgenomen und den Zufuhrmitteln 2 vorgelegt. Hierbei wird das Förderband 8 vorzugsweise jedesmal, wenn ein aufzunehmender Zahnbürstenkörper 3 unter dem Manipulator 5 angekommen ist, zu einem Stillstand gebracht.
Die angewandten Kriterien können von verschiedener Art sein.
Ein wichtiges Kriterium, das gemäß der Erfindung vorzugsweise angewendet wird, besteht darin, dass die Zahnbürstenkörper 3, die so gelegen sind, dass ihre Längsachse L eine Richtung aufweist, die parallel zu einer zuvor festgelegten Richtung ist oder nur eine gewisse Winkelabweichung A, beispielsweise maximal 20º, in Bezug auf diese zuvor festgelegte Richtung aufweist, vom Manipulator 5 entnommen werden, während die verbleibenden Zahnbürstenkörper 3 weitertransportiert werden.
In der Praxis wird bevorzugt, dass die Zahnbürstenkörper 3, deren Längsachse L senkrecht oder nahezu senkrecht zur Bewegungsrichtung des Förderbandes 8 ist, vom Manipulator 5 aufgenommen werden, während die verbleibenden Zahnbürstenkörper 3 weitertransportiert werden. Im Beispiel von Fig. 5 bedeutet das, dass die Zahnbürstenkörper 3A, 3B, 3C, 3D und 3F vom Manipulator 5 aufgenommen werden, während der Zahnbürstenkörper 3E nicht aufgenommen wird, da dessen Längsachse L zuviel von der senkrechten Richtung D abweicht. Dadurch kann ein relativ einfacher Manipulator 5 angewendet werden, bestehend aus einem Greifer 20, der stets in derselben Richtung positioniert ist und nur eine Querbewegung D und eine Bewegung H in der Höhe ausführen kann.
Es wird angemerkt, dass ein zusätzliches Kriterium darin bestehen kann, dass ausschließlich Zahnbürstenkörper 3 aufgenommen werden, die in Bezug zu den anderen Zahnbürstenkörpern 3 freiliegen. So wird beispielsweise in diesem Fall der Zahnbürstenkörper 3G nicht vom Manipulator 5 aufgenommen, da er sich auf einem Zahnbürstenkörper 3H befindet.
Beim Aufnehmen der Zahnbürstenkörper 3 wird der Greifer 20 über diesen Zahnbürstenkörpern 3 plaziert und geschlossen. Die etwas schräg liegenden Zahnbürstenkörper, wie etwa die in Fig. 5 mit 3B und 3C angedeuteten, werden durch Schließen des Greifers 20 automatisch mit ihrer Längsachse L parallel zur Querrichtung des Förderbandes 8 gebracht.
Beim Positionieren des Greifers 20 kann letzterer an verschiedenen Stellen über dem Förderband 8 in die Querrichtung gebracht werden, um zu erhalten, dass die Zahnbürstenkörper 3 stets an einer solchen Stelle gegriffen werden, dass sie, nachdem sie von den Abfuhrmitteln 6 auf dem Förderband oder dergleichen plaziert wurden, mit ihren Enden ausgerichtet liegen. Dies kann auch erreicht werden, indem der Greifer 20 beim Ablegen statt beim Greifen der Zahnbürstenkörper 3 in Querrichtung positioniert wird.
Im Mechanismus 24 werden die Zahnbürsten mit ihrem Stiel 33 in dieselbe Richtung plaziert, was, in Fig. 5, bedeutet, dass die Zahnbürstenkörper 3D und 3F umgedreht werden.
Im Mechanismus 25 werden die Zahnbürstenkörper mit ihrer Unterseite in dieselbe Richtung plaziert, beispielsweise nach unten gerichtet. Dies bedeutet, dass, in Fig. 5, der Zahnbürstenkörper 3C, nachdem er vom Greifer 20 zu den Abfuhrmitteln 6 gebracht wurde, um 180º um seine Längsachse L gedreht wird, derart, dass dieser Zahnbürstenkörper 3C mit den Öffnungen für das Bürstenhaar nach oben gerichtet abgelegt wird. Der Zahnbürstenkörper 3F, der auf seiner Seitenkante liegt, wird um 90º in die richtige Richtung gedreht. Es ist deutlich, dass ein Selektionskriterium darin bestehen kann, dass ausschließlich Zahnbürstenkörper 3 aufgenommen werden, die flach liegen, wie etwa die Zahnbürstenkörper 3A-3B-3C-3D in Fig. 5, wodurch der Mechanismus 25 ausschließlich in der Lage sein muss, eine Drehbewegung von 180º auszuführen.
In Fig. 3 ist schematisch angedeutet, dass ein Puffer 34 in den Abfuhrmitteln 6 vorgesehen sein kann, um eventuelle Unregelmäßigkeiten bei der Abfuhr der geordneten Zahnbürstenkörper 3 zu kompensieren.
Im dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung 1 mit einer Bürstenfertigungsmaschine 35 gekoppelt.
Dieselbe Vorrichtung 1 kann zum Sortieren von bereits mit Bürstenhaar versehenen Zahnbürstenkörpern angewendet werden, mit anderen Worten, fertiggestellten Zahnbürsten, um sie statt einer Bürstenfertigungsmaschine 35 einer Verpackungsmaschine zuzuführen.
Es wird angemerkt, dass die Abfuhrmittel 6 im Fall einer Bürstenfertigungsmaschine 35 aus einer Halterung dieser Maschine 35 bestehen können, sodass kein zwischengeschaltetes Förderband erforderlich ist. Im Fall einer Verpackungsmaschine können die Abfuhrmittel 6 auch aus noch offenen Verpackungen bestehen, die entlang der Vorrichtung 1 transportiert werden und worin die Zahnbürsten direkt, mittels des Manipulators 5, abgelegt werden.
Wie in der Einleitung erläutert, können auch, wenn ein komplexerer Manipulator 5 verwendet wird, ein oder mehr der von den Mechanismen 24 und 25 ausgeführten Arbeitsgänge von diesem Manipulator ausgeführt werden, wodurch die Mechanismen 24 und/oder 25 weggelassen werden.
Es ist deutlich, dass das Ordnen der Zahnbürstenkörper mit anderen Sortiervorgängen kombiniert werden kann, wie etwa einem Sortieren in Funktion der Farbe, falls Bürstenkörper mit verschiedenen Farben zugeführt werden. Vorzugsweise ist das Verfahren jedoch frei von derartigen zusätzlichen Sortiervorgängen, da ein Sortieren in Funktion der Farbe mittels eines Sichtsystems komplex ist und zusätzliche Berechnungszeit erfordert, was die Leistung der Vorrichtung verlangsamen kann.
Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf die in den Figuren dargestellte Ausführung beschränkt, vielmehr können ein solches Verfahren und solche Vorrichtung zum Ordnen von Zahnbürstenkörpern beziehungsweise Zahnbürsten in verschiedenen Varianten verwirklicht werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zum Ordnen von Zahnbürstenkörpern, welche Zahnbürstenkörper (3) entweder bereits mit Bürstenhaar versehen sind oder nicht, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Verfahren im Zuführen der zu ordnenden Zahnbürstenkörper (3) besteht; dem Detektieren der Position der zugeführten Zahnbürstenkörper (3) mittels eines visuellen Erkennungssystems (4); dem Steuern eines Sortierelements in Funktion der vom Erkennungssystem (4) ausgeführten Detektionen; und, mittels dieses Sortierelements, sowohl dem Vereinzeln zumindest einer Anzahl der Zahnbürstenkörper (3), als auch deren Anordnen, zumindest teilweise geordnet, in Abfuhrmitteln (6), wobei als Sortierelement ein Manipulator (5) verwendet wird und wobei mittels der Bewegung des Manipulators (5), wo es nötig ist, einer oder mehr der folgenden Arbeitsgänge ausgeführt wird:

- das Drehen des ergriffenen Zahnbürstenkörpers (3D-3F) gemäß einer Achse senkrecht zur Längsachse (L) dieses Zahnbürstenkörpers (3D-3F), derart, dass alle vom Manipulator (5) behandelten Zahnbürstenkörper (3A-3B-3C-3D-3F) mit ihren Stielen (33) in ein und dieselbe Richtung ausgerichtet sind;

- das Drehen des ergriffenen Zahnbürstenkörpers (3C-3F) um seine Längsachse (L), derart, dass alle vom Manipulator (5) behandelten Zahnbürstenkörper (3A-3B-3C-3D-3F) mit ihrer Unterseite in dieselbe Richtung plaziert sind;

- das Ergreifen der Zahnbürstenkörper (3) mittels des Manipulators (5) an verschiedenen Stellen entlang der Längsachse (L) und/oder das Positionieren des Manipulators (5) an verschiedenen Stellen beim Wiederablegen der Zahnbürstenkörper (3), derart, dass sie auf ausgerichtete Weise abgelegt werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das visuelle Erkennen der Position der Zahnbürstenkörper (3) ein mit einer Kamera (18) versehenes elektronisches Sichtsystem verwendet wird, das an eine Verarbeitungseinheit (19) gekoppelt ist, die die detektierten Bilder verarbeitet.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich diejenigen Zahnbürstenkörper (3) mittels des Sortierelements abtransportiert werden, die in Bezug auf ihre Position bestimmte Kriterien erfüllen.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sortierelement derart gesteuert wird, dass es ausschließlich diejenigen Zahnbürstenkörper (3) vereinzelt, die entweder eines der folgenden Kriterien erfüllen oder eine Kombination von zwei oder mehr der folgenden Kriterien:

- Zahnbürstenkörper (3), die so liegen, dass ihre Längsachse (L) eine Richtung aufweist, die parallel zu einer zuvor festgelegten Richtung ist oder nur eine bestimmte Winkelabweichung (A) in Bezug auf diese zuvor festgelegte Richtung aufweist;

- Zahnbürstenkörper (3), die in Bezug zu den anderen Zahnbürstenkörpern (3) freiliegen;

- Zahnbürstenkörper (3), die flach liegen, mit anderen Worten, auf ihrer Unter- oder Oberseite.

5. Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnbürstenkörper (3), nachdem sie durch das Sortierelement entnommen wurden, weiter geordnet werden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des weiteren Ordnens zumindest alle Zahnbürstenkörper (3) mit ihren Stielen (33) in derselben Richtung plaziert werden.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass während des weiteren Ordnens zumindest alle Zahnbürstenkörper (3) mit ihrer Unterseite in dieselbe Richtung plaziert werden.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnbürstenkörper (3) ausschließlich vom Manipulator (5) in die korrekte Endposition gebracht werden; und dass der Manipulator (5) in Funktion der vorgenannten Kriterien zu diesem Zweck so gesteuert wird, dass ausschließlich Zahnbürstenkörper (3) vom Manipulator (5) vereinzelt werden, die vollständig mittels des Manipulators (5) selbst in die korrekte Endposition ausgerichtet werden können.

9. Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sortierelement ein Manipulator (5) angewendet wird, der mit einem Greifer (20) oder dergleichen versehen ist, wobei dieser Greifer (20), an der Stelle, an der er die Zahnbürstenkörper (3) halten muss, im wesentlichen geöffnet und geschlossen und seitwärts positioniert sowie in der Höhe bewegt werden kann.

10. Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführten, zu ordnenden Zahnbürstenkörper (3) derart zugeführt werden, dass sie dem Erkennungssystem in reduzierten Mengen und vorzugsweise im wesentlichen frei voneinander vorgelegt werden.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zu ordnenden Zahnbürstenkörper (3) mittels zumindest eines Förderbandes (8) zugeführt werden, wobei man die Zahnbürstenkörper (3) systematisch von einem anderen Förderband (10) auf das erstgenannte Förderband (8) fallen läßt, um zu erhalten, dass sie mehr oder weniger frei voneinander liegen.

12. Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnbürstenkörper (3), die nicht vom Sortierelement vereinzelt werden, in einem geschlossenen Kreislauf zurück in den Sortierzyklus gebracht werden, wobei dafür gesorgt wird, dass die Ausrichtung dieser Zahnbürstenkörper (3) verändert wird.

13. Verfahren gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nur für das Ordnen der Zahnbürstenkörper (3) in Funktion ihrer Position sorgt und weiterhin frei von Sortiervorgängen in Funktion der Farbe der Zahnbürstenkörper (3) ist.

14. Vorrichtung zum Ordnen von Zahnbürstenkörpern, die die Verwirklichung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 gestattet, dadurch gekennzeichnet, dass sie Zufuhrmittel (2) für die zu ordnenden Zahnbürstenkörper (3) umfasst; ein visuelles Erkennungssystem (4) zum Detektieren der Position der zugeführten Zahnbürstenkörper (3); einen Manipulator (5); Abfuhrmittel (6) für die geordneten, beziehungsweise ausgerichteten Zahnbürstenkörper (3); und eine Steuereinheit zum Steuern des Manipulators (5) in Funktion der vom Erkennungssystem (4) ausgeführten Detektion, derart, dass zumindest eine Anzahl der Zahnbürstenkörper (3) vom Manipulator (5) aufgenommen wird und den Abfuhrmitteln (6) auf eine teilweise oder vollständig geordnete Weise vorgelegt wird, wobei der Manipulator (5) derart gesteuert wird, dass zumindest einer der folgenden Arbeitsgänge ausgeführt wird:

- das Drehen des ergriffenen Zahnbürstenkörpers (3C-3F) um seine Längsachse, derart, dass alle vom Manipulator (5) behandelten Zahnbürstenkörper (3A-3B-3C-3D-3F) mit ihrer Unterseite in dieselbe Richtung plaziert sind;

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhrmittel (2) sowohl einen Transportmechanismus umfassen, der systematisch Zahnbürstenkörper (3) aus einem Schüttmagazin (13) abnimmt, als auch Mittel, die dafür sorgen, dass die Zahnbürstenkörper (3) dem Erkennungssystem (4) mehr oder weniger frei voneinander vorgelegt werden.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfuhrmittel (6) ein Stapelmagazin umfassen, worin die Zahnbürstenkörper auf ausgerichtete Weise gestapelt sind.

17. Maschine, ausgestattet mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese Maschine eine Zahnbürstenfertigungsmaschine (35) ist, wobei die vorgenannte Vorrichtung (1) Zahnbürstenkörper (3) zuführt, die mit Bürstenhaar zu versehen sind.

18. Maschine, ausgestattet mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese Maschine eine Zahnbürstenverpackungsmaschine ist, wobei die vorgenannte Vorrichtung (1) fertiggestellte Zahnbürsten zuführt, die anschließend in der Zahnbürstenverpackungsmaschine verpackt werden.