TWI836148B - 用於檢查製刷機的填塞工具的填塞舌的方法以及製刷機 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於檢查製刷機(10)的填塞工具(16)的填塞舌(18)的方法，其中設置有以下步驟：- 在兩個填塞步驟之間執行至少一個空填塞步驟，在該空填塞步驟中，該填塞舌(18)從該填塞工具(16)中自由露出，- 在該空填塞步驟期間偵測該填塞舌(18)的從該填塞工具(16)中露出的區段(18A)，- 藉由與額定資料進行比較來測定該填塞舌(18)是否滿足該製刷機(10)按規定運行所需要的標準。

本發明還關於一種製刷機(10)，具有纖維盒(12)、用於待填塞的刷子基體(3)的載體(24)、取束器(14)、具有填塞舌(18)的填塞工具(16)、控制裝置(60)以及用於該填塞舌(18)的前部區段(18A)的偵測系統(30)，其中該偵測系統(30)配置給該填塞工具(16)的前端部，並且該控制裝置(60)設計為用於執行這種方法。

Description

用於檢查製刷機的填塞工具的填塞舌的方法以及製刷機

本發明係關於一種用於檢查用於製造刷子的機器的填塞工具的填塞舌的方法以及一種製刷機。

用於製造刷子的機器根據先前技術是眾所周知的。它們包含纖維盒、用於待填塞的刷子基體的載體、取束器、具有填塞舌的填塞工具以及控制裝置。刷子基體可以是牙刷、毛刷、刷子等的坯件。根據刷子的類型使用不同的刷毛，例如用於牙刷的非常細的塑膠刷毛、用於笤帚的非常粗的塑膠刷毛或者還有用於一些毛刷和刷子的天然毛髮。

待置入到刷子基體中的纖維或刷毛容納在纖維盒中。它們在彼處被取束器取出並被輸送到填塞工具，該填塞工具藉助於填塞舌將它們壓入到刷子基體中的開口中。在許多情況下同時藉助於填塞工具***固定件，使得每個刷毛束藉助於固定件牢固地固定在刷子基體中的相應開口中。

基於執行填塞程序的速度，高機械負荷作用到填塞舌上。在每個單個填塞程序中，必須抓取固定件和刷毛束並將其以一定的力足夠深地推入到刷子基體中。對於普通的製刷機，循環速率在每分鐘1000個填塞程序的數量級或更高。

如若在填塞期間填塞舌的前端部斷裂或以其他方式被損壞（例如彎曲），這導致的是，刷毛束根本沒有被置入刷子基體中或者刷毛束和固定件沒有被一起足夠深地壓入到刷子基體的相應開口中。在第一種情況下，即當刷毛束完全沒有被安置時，可以比較容易地辨識出故障。在第二種情況下，即當固定件沒有按規定被安置時，這不能從外部立即辨識出。相反需要的是，在完成填塞的刷子中檢查單個開口，或測量出將刷毛束從相應的開口拉出所需要的拉出力。

由DE 103 12 016 A1已知一種方法和設備，利用該方法和設備應檢查填塞工具中的填塞舌是否損壞。為此目的，在填塞工具中設置有開口，該開口橫截地延伸穿過填塞舌在其中往復運動的通道。該開口在此如下地定位，即，該開口位於後止點附近，使得填塞舌的前端部在完好無損的情況下位於開口橫截面的區域中。可以光學地、感應地或藉助於施加到開口上的氣流來偵測填塞舌的前部區段的存在。當光線或壓縮空氣可以從開口的一側到達另一側時，則這是填塞舌的前端部不再存在的跡象。

在實踐中已經證實，以此方式不能以期望的精度和速度偵測填塞舌的前部區段的損壞。光學系統對灰塵和到處飛的刷毛非常敏感。感應系統在填塞工具內僅能非常困難地以所需的精度工作。壓縮空氣的問題是，雖然在填塞舌的前端部完全斷裂時可以辨識出來。然而在部分斷裂的情況下，所產生的額外的流動橫截面比較小，因而對於在任何情況下都不可避免的洩漏無法辨識出明顯的不同。

本發明的目的是，提供一種方法和設備，利用該方法或該設備可以非常快地並且以高精度辨識出填塞舌的損壞。

為了實現該目的，根據本發明設置有用於藉助於以下步驟檢查用於製造刷子的機器的填塞工具的填塞舌的方法： - 在兩個填塞步驟之間執行至少一個空填塞步驟，在該空填塞步驟中，填塞舌從填塞工具中自由地露出， - 在空填塞步驟期間偵測填塞舌的從填塞工具中露出的區段， - 藉由與額定資料進行比較來測定填塞舌是否滿足製刷機按規定運行所需要的標準。

本發明基於如下的基本思路：執行空填塞步驟以使填塞舌進入「測試狀態」，在該空填塞步驟中，填塞舌雖然從填塞工具中移出，就好像它在執行填塞程序，但是要確保的是：所有那些在正常運行中阻礙檢查填塞舌前端部的元件不存在。在正常的填塞程序中，填塞舌的前端部被刷毛束包圍，因而不能檢查前端部。另外在填塞時，前端部會進入刷子基體的相應開口中，這同樣使得不可能對填塞舌的前端部進行檢查。即使在返回時，即在將刷毛束（必要情況下還有固定件）置入到刷子基體之後，由於已經安置的刷毛束，填塞舌的前端部通常亦不可見。相反，在填塞舌「進入外部」並且沒有刷毛束（必要情況下沒有固定件）地進行填塞衝程的空填塞步驟中，填塞舌的前端部曝露在外，因而可以偵測其是被損壞還是完好無損。

較佳為空填塞步驟禁止固定件的輸送。否則由於固定件未***到刷子基體中，固定件會從填塞舌中自由拋出。

較佳可以為空填塞步驟中斷固定件材料的輸送。為此只需要為一個填塞衝程關閉材料進給；切割工具仍然可以運行。以此方式最小程度地干涉製刷機的正常運行程序。

為了確保在空填塞步驟中能自由看到填塞舌的前部區段，較佳為空填塞步驟禁止刷毛束的輸送；其間使取束器進一步運動，該取束器在填塞時從纖維盒接收刷毛束並將刷毛束遞交給填塞工具。由此亦確保了，最小程度地干涉製刷機的正常運行程序。

為了空填塞步驟，可以將纖維盒調整到沒有刷毛束被遞交給取束器的位置。視情況，為了該空填塞步驟亦可封閉纖維盒的出口。在兩種情況下所需的機構都是眾所周知的，特別是多格纖維盒（Mehrfach-Faserkasten），因此在此不需要技術方面的額外花費。

根據本發明的一種設計方案規定：為了空填塞步驟如下地控製刷子基體的進給，使得在該空填塞步驟中填塞舌位於刷子基體的外部。換而言之：為了空填塞步驟使刷子基體如下地運動，即，使得填塞舌的前端部不進入刷子基體的開口中，而是在自由空間中運動。

根據本發明的一種設計方案可以為此規定：為了空填塞步驟，使保持有待配備刷毛的刷子基體的載體繼續移動一段距離，該距離小於從一個刷子基體到下一個刷子基體的路程。例如當載體設置為轉筒狀並且在其外周上可以夾緊四個刷子基體時，該載體不能從剛填塞的刷子基體進一步移動90°至下一個刷子基體，而是首先移動45°以執行空填塞步驟，並且隨後再移動45°，使得然後能夠填塞下一個刷子基體。

為了在空填塞步驟中偵測填塞舌的從填塞工具中露出的區段，可以設置有機械感測器。利用該機械感測器可以偵測填塞舌的前部區段的位置和輪廓。

還可能的是，設置有無接觸式感測器，利用該無接觸式感測器來偵測在空填塞步驟中填塞舌的從填塞工具中露出的區段，例如光學感測器，該光學感測器藉助於多個光柵來偵測填塞舌的前部區段的輪廓是否完整（即沒有任何部分斷裂）並且還偵測填塞舌是否位於其應該在的最靠前的位置，即，固定件以所期望的深度壓到刷子基體中。

根據本發明的一種較佳實施方式，設置有影像偵測和分析處理系統，利用該影像偵測和分析處理系統來偵測和分析在空填塞步驟中填塞舌的從填塞工具中露出的區段。利用這種影像偵測和分析處理系統可以非常精確地分析填塞舌的前部區段的輪廓和位置。因此可以確定：是在填塞舌的前邊稜上材料斷裂還是前邊稜整體斷裂。還可以確定的是，填塞舌的前部區段是否彎曲而使得填塞舌的前邊稜位於其原本設置的位置的一側或另一側的前止點處。利用這種影像偵測和分析處理系統還可以判斷，可能的損壞或彎曲是否小到使得填塞舌可以繼續運行（一段時間）還是立即更換或需要重新調整。

根據本發明的一種設計方案，在第一空填塞步驟之後的第二空填塞步驟期間執行影像分析處理。這具有的優點是，為影像分析處理提供較長的時段，從而可以使用成本上更有利的硬體和軟體。

還可能的是，製刷機在影像分析處理期間停止或減速。在這種情況下，亦有比較長的時間可用以判斷填塞舌是否滿足要求。

還可以在下一個刷子基體的填塞程序期間執行影像分析處理。在這種情況下還有更多時間可用以分析在空填塞步驟期間為填塞舌的前部區段拍攝的影像。如若在此辨識到填塞舌的損壞超出允許的程度，則將當前生產的刷子和之前那個刷子標記為廢品。

可以在刷子基體完全填塞刷毛束之後執行空填塞步驟。視情況還可以規定：以較大的間隔進行空填塞步驟，例如在每五個刷子、每十個刷子、每一百個刷子等之後。在此涉及的是在一方面損失填塞速度（例如如若必須在一個刷子基體上填塞30個開口，那麼當在每個刷子基體之後執行空填塞步驟時產量將減少3.3%）與另一方面在填塞舌的損壞未被及時辨識的情況下產生一定數量的未按規定填塞的刷子的風險之間的權衡。

本發明還提供一種製刷機，該製刷機具有纖維盒、用於待填塞的刷子基體的載體、取束器、具有填塞舌的填塞工具、控制裝置以及用於填塞舌的前部區段的偵測系統，其中偵測系統組態給填塞工具的前端部，並且控制裝置設計為執行上述類型的方法。關於所產生的優點參考以上說明。

第1圖示意性圖示製刷機10，藉由該製刷機10，在所圖示的實施例中將多個刷毛束1分別填塞到刷子基體3的一個開口2中。以此方式在此製造牙刷4。

刷毛束1分別由多根纖維或刷毛構成，它們容納在(在第1圖中非常簡化地示出的)纖維盒12中。藉助於(在第1圖中同樣僅非常簡化地示出的)取束器14從纖維盒12中取出刷毛束並且輸送到填塞工具16中。填塞工具16具有填塞舌18，該填塞舌18可以在填塞工具16中以往復運動的方式得到調整，以便接收由取束器14輸送的刷毛束1並將其置入到刷子基體3中的相應開口2中。

填塞工具16還配置有用於固定件22的輸送系統20，這些固定件22同樣藉助於填塞舌18被置入到刷子基體3中的相應的開口2中。當填塞舌18進行向前運動時，以原則上已知的方式，該填塞舌18在其前端部首先攜帶固定件22並且然後攜帶刷毛束1，然後將它們共同壓入到刷子基體中的開口2中。

固定件22例如可以是小金屬板或線環。

刷子基體3裝配在載體24上，該載體24在此構造為轉筒類型並且在該載體24的外周上可以容納總共四個刷子基體。

第2圖圖示第1圖所示製刷機的填塞工具16在填塞程序期間向前運動的狀態。那麼填塞舌18向前移動，從而進入刷子基體的開口2中並且在彼處將相應的刷毛束1固定（為了更好的清晰性，這在第2圖中未示出）。

基本構造以及如何將刷毛束***到刷子基體中的基本方式由先前技術已知。

由先前技術同樣原則上已知的是，填塞舌18的前端部承受非常高的機械負荷，並且存在前端部損壞或完全斷裂的高風險。這會導致：刷毛束和固定件完全不或未被填塞舌以期望的深度壓入到刷子基體的相應的開口2中。同時特別在第2圖中可以辨識的是：填塞舌18的前端部在製刷機的任何運行狀態下都不可見。

當填塞工具16位於拉回位置時，在該拉回位置刷毛束由取束器遞交到填塞工具上（見第1圖），填塞舌18的前端部在填塞工具中被拉回。當填塞舌將刷毛束和固定件共同壓入到刷子基體中時，填塞工具16的前端部緊鄰刷子基體，並且填塞舌18被推入到相應的開口2中。另外，與第2圖所示不同的是，彼處還存在刷毛束，因此看不到填塞舌。

為了能夠偵測填塞舌18的前端部的狀態，根據本發明的製刷機10具有偵測系統30，利用該偵測系統30可以偵測填塞舌18的前端部。

此外設置有控制裝置60，該控制裝置60控制製刷機的功能和偵測系統30。

為了能夠偵測填塞舌18的前端部而設定：製刷機10在可預設數量的填塞程序之後進行空填塞步驟，即，不存在刷毛束、亦不***固定件並且填塞舌18的前端部亦不進入到刷子基體的開口中的填塞步驟。第3圖圖示該狀態。亦即，在空填塞步驟中，填塞舌18的前端部被自由地從填塞工具16向前推到空間中。

空填塞步驟需要最小程度地干涉製刷機10的正常運行程序。

為了防止固定件22被輸送給填塞工具16，中止向空填塞步驟進給用於製造固定件的材料就夠了。例如，為此可以相應地操控通常用來將材料輸送到切割工具的伺服電機。

為了防止刷毛束1被輸送給填塞舌18，可以藉助於閘板或槓桿為空填塞步驟暫時封閉纖維盒上用於纖維的排出口。

對於多格纖維盒，亦可將纖維盒或設置在纖維盒上的調整構件置於這樣一個位置，使得取束器不能取出刷毛束。這藉助於第4圖和第5圖來簡短地解釋。

第4圖圖示在正常運行狀態的纖維盒12。它具有三個纖維通道40、42、44，其中包含不同的纖維類型。藉助於推送器46可以控制將哪種纖維類型輸送到取束器14的分束槽口15。

第4圖圖示纖維盒12處於從中央纖維通道42輸送纖維的狀態。

當執行空填塞步驟時，將推送器46帶入到第5圖所示的中間位置，在該中間位置中，分束槽口15位於兩個纖維通道之間的中間接橋區域中。與此相應地，沒有纖維被提供到分束槽口15，因而取束器14不將刷毛束1運輸到填塞工具16。以此方式，取束器14可以不變地繼續運行；無需將其與驅動器斷聯。

當執行空填塞步驟時，用於刷子基體3的載體24被定位為，使得沒有刷子基體與填塞工具16對置。因此在所圖示的實施例中，載體24不繼續移動90°地從一個刷子基體到下一個刷子基體，而是例如僅繼續移動45°，因而填塞舌18「填塞」到兩個刷子基體之間的空處中。

當執行空填塞步驟時，藉助於偵測系統30偵測填塞舌18的前端部(參見第3圖中的局部放大的前部區段18A)。「偵測」的意思是，偵測對於判斷填塞舌18的前部區段18A是否「正常」所需要的那些參數。這些參數特別可以是前部區段18A的輪廓以及前部區段18A在縱向方向上和垂直於該縱向方向的位置。以此方式可以測定填塞舌18的前邊稜是否完好無損或者部件是否斷裂。還可以辨識填塞舌18的前邊稜是否在前止點中位於期望的位置上，以將固定件和刷毛束足夠深地填塞到刷子基體中，或者是否必須重新調整填塞舌18。最後可以辨識填塞舌18的前部區段18A是否已彎曲，使刷毛束和固定件不再被居中壓入到刷子基體3中的相應的開口2中。

偵測系統30特別涉及相機和影像分析處理系統。當填塞舌位於前止點、即最大程度地從填塞工具16推出至載體24時，藉由該相機至少拍攝填塞舌18的前部區段18A的影像。

利用影像分析處理系統如下地執行影像辨識：填塞工具的前邊稜的和前部區段18A的輪廓及（或）位置是否在預設公差內。

在一種實施例中設定：總是在刷子基體的所有孔被填塞後進行空填塞步驟。在接下來開始製造下一個刷子之前，在空填塞步驟中偵測填塞舌18是否仍是正常的。如若辨識到不是這種情況，則可以將最後製造的刷子標記為廢品。相反，當填塞舌18正常時，則填塞下一個刷子。

1:刷毛束 2:開口 3:刷子基體 4:牙刷 10:製刷機 12:纖維盒 14:取束器 15:分束槽口 16:填塞工具 18:填塞舌 18A:前部區段 20:輸送系統 22:固定件 24:載體 30:偵測系統 40、42、44:纖維通道 46:推送器 60:控制裝置

下面藉助於在圖式中示出的實施方式來描述本發明。在圖式中：

第1圖示意性圖示根據本發明的在正常運行期間的用於製造刷子的機器；

第2圖圖示第1圖所示製刷機的放大視圖，其中一些構件未示出；

第3圖圖示第1圖所示製刷機的處於執行空填塞步驟的狀態；

第4圖圖示可以應用在第1圖至第3圖所示製刷機中的多格纖維盒的示例，其中纖維盒處於正常運行狀態中；以及

第5圖圖示第4圖的纖維盒，其中該纖維盒處於空填塞步驟期間的狀態。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

1:刷毛束

2:開口

3:刷子基體

4:牙刷

16:填塞工具

18:填塞舌

18A:前部區段

24:載體

30:偵測系統

Claims (20)

1. 一種用於檢查一製刷機(10)的一填塞工具(16)的一填塞舌(18)的方法，其中設置有以下步驟：- 在兩個填塞步驟之間執行至少一個空填塞步驟，在該空填塞步驟中，該填塞舌(18)從該填塞工具(16)中自由地露出，- 在該空填塞步驟期間偵測該填塞舌(18)的從該填塞工具(16)中露出的一前部區段(18A)，- 藉由與額定資料進行比較來測定該填塞舌(18)是否滿足該製刷機(10)按規定運行所需要的標準。
2. 如請求項1所述之方法，其中為了該空填塞步驟而禁止一固定件(22)的輸送。
3. 如請求項2所述之方法，其中為了該空填塞步驟而中斷該固定件(22)的材料的輸送。
4. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中為了該空填塞步驟而禁止一刷毛束(1)的輸送。
5. 如請求項4所述之方法，其中為了該空填塞步驟而將一纖維盒(12)調整到沒有刷毛束(1)被遞交到取束器(14)上的一位置中。
6. 如請求項4所述之方法，其中為了該空填塞步驟而封閉一纖維盒(12)的一出口。
7. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中在該空填塞步驟期間使一取束器(14)繼續運動，該取束器(14)在填塞時從一纖維盒(12)中取出一刷毛束 (1)並遞交到該填塞工具(16)上。
8. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中為了該空填塞步驟而控制一刷子基體(3)的進給，使得在該空填塞步驟中該填塞舌(18)的該前部區段(18A)位於該刷子基體(3)的外部。
9. 如請求項8所述之方法，其中為了該空填塞步驟而使一載體(24)進一步移動一距離，在該載體(24)上保持有待配備刷毛的該等刷子基體(3)，該距離小於從一個刷子基體(3)到下一個刷子基體的路程。
10. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中設置有一機械感測器，利用該機械感測器來偵測在該空填塞步驟中該填塞舌(18)的從該填塞工具(16)中露出的該前部區段(18A)。
11. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中設置有一無接觸式感測器，利用該無接觸式感測器來偵測在該空填塞步驟中該填塞舌(18)的從該填塞工具(16)中露出的該前部區段(18A)。
12. 如請求項9所述之方法，其中設置有一影像偵測和分析處理系統，利用該影像偵測和分析處理系統來偵測和分析在該空填塞步驟中該填塞舌(18)的從該填塞工具(16)中露出的該前部區段(18A)。
13. 如請求項12所述之方法，其中在一第一空填塞步驟之後的一第二空填塞步驟期間執行一影像分析處理。
14. 如請求項12所述之方法，其中該製刷機(10)在一影像分析處理期間停止或減速。
15. 如請求項12所述之方法，其中在一下一個刷子基體(3)的一填塞程序期間執行一影像分析處理。
16. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中在該填塞舌(18)的最大推進位置中偵測該填塞舌(18)的一前端部的一位置。
17. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中對該填塞舌(18)的從該填塞工具(16)中露出的該前部區段(18A)的一形狀進行分析。
18. 如請求項1至3中任一項所述之方法，其中在一可調節數目的填塞衝程之後推進一空填塞衝程。
19. 一種製刷機(10)，該製刷機(10)具有一纖維盒(12)、用於待填塞的刷子基體(3)的一載體(24)、一取束器(14)、具有一填塞舌(18)的一填塞工具(16)、一控制裝置(60)以及用於該填塞舌(18)的一前部區段(18A)的一偵測系統(30)，其中該偵測系統(30)配置給該填塞工具(16)的一前端部，並且該控制裝置(60)設計為用於執行根據請求項1至18中任一項所述的一方法。
20. 如請求項19所述之製刷機，其中該偵測系統(30)具有一相機和一影像分析處理系統。