一种牙刷柔性自动生产线

摘要

本发明公开一种牙刷柔性自动化生产线，包括注塑单元、注胶单元、植毛单元、磨毛单元、清洗消毒检测单元和包装单元，各单元之间由物流设备实现物料的有序转运，包括在注塑单元与注胶单元之间的排序输送机械手、后续单元之间的等距输送机构；采用模块化结构，可以根据生产需要进行组装，各单元配备相应的排序输送机械手可独立运行，且排序输送机械手中的等距输送机构与独立的等距输送机构接口相同，保证两者互换；生产线采用基于现场总线的PLC网络，实现各单元之间协同控制，配有视频监控设备，有效实现对生产线的控制与状态监测。本发明实现了牙刷生产线的柔性化与自动化，能有效提高牙刷生产的效率和生产质量，大幅降低工人劳动强度及生产成本。

权利要求

1.一种牙刷柔性自动生产线，其特征在于，包括注塑单元、注胶单元、植毛单元、磨毛单元、清洗消毒检测单元、包装单元和控制系统，所述注塑单元、注胶单元、植毛单元、磨毛单元、清洗消毒检测单元和包装单元依次设置，所述注塑单元与注胶单元之间安装有排序输送机械手，所述注胶单元与植毛单元之间、植毛单元与磨毛单元之间、磨毛单元与清洗消毒检测单元、清洗消毒检测单元与包装单元之间安装有等距输送机构二、三、四、五；

所述控制系统包括监控计算机、注塑单元PLC、排序输送机械手PLC、注胶单元PLC、植毛单元PLC、磨毛单元PLC、清洗消毒检测单元PLC和包装单元PLC，所述监控计算机分别控制所述注塑单元PLC、排序输送机械手PLC、注胶单元PLC、植毛单元PLC、磨毛单元PLC、清洗消毒检测单元PLC和包装单元PLC，所述注塑单元PLC控制注塑单元，所述排序输送机械手PLC控制排序输送机械手，所述注胶单元PLC控制注胶单元，所述植毛单元PLC控制植毛单元，所述磨毛单元PLC控制磨毛单元，所述清洗消毒检测单元PLC控制清洗消毒检测单元，所述包装单元PLC控制包装单元。

2.根据权利要求1所述的一种牙刷柔性自动生产线，其特征在于，所述注塑单元包括注塑机系统和冷却输送带，所述注塑机系统包括注塑机本体、上模具、下模具、上限位开关、下限位开关、出模机构、供料电机、供料输送器、料位计和料斗，所述料位计用于检测料斗内料位，所述供料电机通过供料输送器向料斗内提供物料，所述注塑机本体控制料斗内的物料进入下模具的容腔，所述上模具位于所述下模具的正上方、用于成型牙刷，所述上限位开关和下限位开关分别位于所述上模具的上方和下方，

所述出模机构设在所述下模具的一侧、用于取出牙刷且送入冷却输送带；

所述冷却输送带包括冷却器、输送带和传感器，所述牙刷通过输送带输送、且通过冷却器冷却，所述传感器设在输送带的出口端；

所述排序输送机械手包括排序机构和等距输送机构一，所述排序机构包括料框、料位计和分离上料器，所述输送带的出口端位于料框的上方，所述料位计用于检测料框内的牙刷，所述分离上料器用于将牙刷分支输送到等距输送机构一；

所述等距输送机构一包括转向翻转机械手、传感器一、齿形输送带和传感器二，所述传感器一和传感器二分别位于所述齿形输送带的前、后端，所述转向翻转机械手位于所述传感器一的一侧；所述分离上料器将牙刷输至传感器一的一侧，所述转向翻转机械手用于将牙刷进行转向或翻转、且依次放置在齿形输送带的齿槽内；所述传感器一用于检测牙刷并控制转向翻转机械手动作，所述传感器二用于检测牙刷放满至齿形输送带的齿槽内并控制注胶单元动作；

所述注胶单元包括注胶机系统、注胶上料机械手和注胶下料机械手，所述注胶上料机械手和注胶下料机械手分别位于所述注胶机系统的两侧，所述注胶机系统包括注胶机本体、上模具、下模具、上限位开关、下限位开关、供料电机、供料输送器、料斗和料位计，所述料位计用于检测料斗内料位，所述供料电机通过供料输送器向料斗内提供物料；

所述注胶上料机械手用于将齿形输送带内的牙刷吸放到下模具中，所述上模具位于所述下模具的正上方、用于牙刷的注胶成型，所述上限位开关和下限位开关分别位于所述上模具的上方和下方，

所述注胶下料机械手用于将下模具中的牙刷吸放至等距输送机构二上；

所述等距输送机构二包括传感器三、齿形输送带和传感器四，所述传感器三和传感器四分别设在所述齿形传输带的前、后端；所述传感器三用于检测牙刷放置在齿形传输带的齿槽内且控制齿形传输带动作，所述传感器四用于检测齿形传输带的齿槽内的牙刷且控制植毛单元动作；

所述植毛单元依次包括植毛上料机械手、植毛机和植毛下料机械手，所述植毛上料机械手通过抓取牙刷送给植毛机进行植毛，完成后由植毛下料机械手取出，放到等距输送机构三上；

所述等距输送机构三包括传感器五、齿形输送带和传感器六，所述传感器五和传感器六分别设在所述齿形传输带的前、后端；所述传感器五用于检测牙刷放置在齿形传输带的齿槽内且控制齿形传输带动作，所述传感器六用于检测齿形传输带的齿槽内的牙刷且控制磨毛单元动作；

所述磨毛单元依次包括磨毛上料机械手、磨毛机和磨毛下料机械手，所述磨毛上料机械手抓取牙刷送给磨毛机进行磨毛，完成后由磨毛下料机械手取出，放到等距输送机构四上；

所述等距输送机构四包括传感器七和齿形输送带，所述传感器七设在所述齿形传输带的前端；所述传感器七用于检测牙刷放置在齿形传输带的齿槽内且控制齿形传输带动作；

所述清洗消毒检测单元依次包括上料机械手、超声波清洗消毒检测机、下料机械手和废品料框，所述超声波清洗消毒检测机包括清洗传感器、齿形传输带、清洗消毒设备、烘干设备和检测设备，所述上料机械手依次将等距输送机构四上的牙刷取出，送至超声波清洗消毒检测机的齿形输送带上，当清洗传感器检测到有牙刷时放到齿槽内时，齿形输送带运转，齿形输送带上的牙刷依次经过清洗消毒设备、烘干设备和检测设备，然后，通过下料机械手抓取动作；

所述清洗消毒设备用于对牙刷清洗、消毒，所述烘干设备用于对牙刷烘干，所述检测设备用于检测牙刷，所述废品料框用于放置不合格的牙刷；

所述等距输送机构五包括传感器八、齿形输送带和传感器九，所述传感器八和传感器九分别设在齿形输送带的前后端，所述传感器八用于检测牙刷放置在齿形传输带的齿槽内且控制齿形传输带动作，所述传感器九用于检测齿形传输带的齿槽内的牙刷且控制包装单元动作；

所述包装单元包括包装上料机械手、包装机、包装下料机械手和包装物料，包装上料机械手和包装下料机械手分别设在所述包装机的两侧，所述包装物料包括料位传感器一、包装塑料壳堆、料位传感器二、包装纸堆和成品料框，所述料位传感器一用于检测包装塑料壳堆的料位，并控制添加包装塑料壳，所述料位传感器二用于检测包装纸堆的料位，并控制添加包装纸，所述包装机包括上模具、下模具、上限位开关和下限位开关，

所述包装上料机械手先将牙刷取出放入包装塑料壳堆的最上一层包装塑料壳内，再将最上一层包装塑料壳放入包装机的下模具中，最后将最上一张包装纸放在包装塑料壳上，所述上模具位于所述下模具的正上方、用于牙刷的包装成型，所述上限位开关和下限位开关分别位于所述上模具的上方和下方，

所述包装下料机械手将包装成型的牙刷放入到成品料框中。

说明书

一种牙刷柔性自动生产线

技术领域

[0001] 本发明涉及一种自动化生产线，尤其是一种牙刷柔性自动化生产线，属于工业自动化生产技术领域。

背景技术

[0002] 牙刷是一种生活必需品，每年全球需要消耗数十亿支。目前，我国是牙刷产量最大的国家，传统的牙刷生产属于劳动密集型行业，难以满足牙刷的生产质量、效率和成本要求。牙刷生产主要有注塑、注胶、植毛、磨毛和包装等工艺过程，目前在部分工艺过程已出现了一些具有一定自动化程度的生产装备，如植毛机、注胶机、磨毛机等，并研制了具有自动排序功能的机械手，形成了可自动化生产的单元，提高了生产效率和生产质量，降低了生产成本和工人劳动强度。本公司先后申请了名为“一种牙刷植毛机的送料系统”（申请号：201310645722.8）、“一种磨毛机生产线全自动机械手”（申请号：201310575693.2）和“一种转向翻转系统”（申请号：201310644075.9），实现了牙刷的自动分离排序，实现牙刷位置、方向的一致性排列，保证了植毛机和磨毛机的生产效果和效率。

[0003] 然而，目前所实现的仅仅是个别工艺过程的自动化，如植毛、磨毛等，其它工艺过程仍需要人工上料与下料，更没有整个牙刷生产过程的自动化生产线，牙刷生产仍然需要大量人工进行操作与干预，进行物料的转运、放置，工作枯燥且效率低。另外，在完成某个自动化工艺过程（如注胶、植毛等）后，牙刷已按顺序排列，而目前的处理方法是将牙刷一起放入料框中，在进入下一个工艺过程前，再重新排序，浪费了大量的时间。因此，需要物流设备将牙刷各生产工艺过程有机结合起来，实现牙刷在生产过程中的有序输送，避免重复劳动。因此，根据牙刷的生产工艺过程，可建立一种牙刷柔性自动化生产线，将各工艺过程构建为一制造单元，在各制造单元之间配有物流设备实现牙刷的有序转运，提高牙刷生产效率与质量。

发明内容

[0004] 本发明针对以上问题，提供了一种采用模块化结构，提高牙刷生产的效率与质量，降低生产成本和工人劳动强度的牙刷柔性自动化生产线。

[0005] 本发明的技术方案是：包括注塑单元、注胶单元、植毛单元、磨毛单元、清洗消毒检测单元、包装单元和控制系统，

[0006] 所述注塑单元、注胶单元、植毛单元、磨毛单元、清洗消毒检测单元和包装单元依次设置，所述注塑单元与注胶单元之间安装有排序输送机械手，所述注胶单元与植毛单元之间、植毛单元与磨毛单元之间、磨毛单元与清洗消毒检测单元、清洗消毒检测单元与包装单元之间安装有等距输送机构二、三、四、五；

[0007] 所述控制系统包括监控计算机、注塑单元PLC、排序输送机械手PLC、注胶单元PLC、植毛单元PLC、磨毛单元PLC、清洗消毒检测单元PLC和包装单元PLC，所述监控计算机分别控制所述注塑单元PLC、排序输送机械手PLC、注胶单元PLC、植毛单元PLC、磨毛单元PLC、清洗消毒检测单元PLC和包装单元PLC，

[0008] 所述注塑单元PLC控制注塑单元，所述排序输送机械手PLC控制排序输送机械手，所述注胶单元PLC控制注胶单元，所述植毛单元PLC控制植毛单元，所述磨毛单元PLC控制磨毛单元，所述清洗消毒检测单元PLC控制清洗消毒检测单元，所述包装单元PLC控制包装单元。

[0009] 所述注塑单元包括注塑机系统和冷却输送带，所述注塑机系统包括注塑机本体、上模具、下模具、上限位开关、下限位开关、出模机构、供料电机、供料输送器、料位计和料斗，

[0010] 所述料位计用于检测料斗内料位，所述供料电机通过供料输送器向料斗内提供物料，所述注塑机本体控制料斗内的物料进入下模具的容腔，所述上模具位于所述下模具的正上方、用于成型牙刷，

[0011] 所述上限位开关和下限位开关分别位于所述上模具的上方和下方，[0012] 所述出模机构设在所述下模具的一侧、用于取出牙刷且送入冷却输送带；

[0013] 所述冷却输送带包括冷却器、输送带和传感器，所述牙刷通过输送带输送、且通过冷却器冷却，所述传感器设在输送带的出口端；

[0014] 所述排序输送机械手包括排序机构和等距输送机构一，所述排序机构包括料框、料位计和分离上料器，所述输送带的出口端位于料框的上方，所述料位计用于检测料框内的牙刷，所述分离上料器用于将牙刷分支输送到等距输送机构一；

[0015] 所述等距输送机构一包括转向翻转机械手、传感器一、齿形输送带和传感器二，所述传感器一和传感器二分别位于所述齿形输送带的前、后端，所述转向翻转机械手位于所述传感器一的一侧；所述分离上料器将牙刷输至传感器一的一侧，所述转向翻转机械手用于将牙刷进行转向或翻转、且依次放置在齿形输送带的齿槽内；所述传感器一用于检测牙刷并控制转向翻转机械手动作，所述传感器二用于检测牙刷放满至齿形输送带的齿槽内并控制注胶单元动作；

[0016] 所述注胶单元包括注胶机系统、注胶上料机械手和注胶下料机械手，所述注胶上料机械手和注胶下料机械手分别位于所述注胶机系统的两侧，

[0017] 所述注胶机系统包括注胶机本体、上模具、下模具、上限位开关、下限位开关、供料电机、供料输送器、料斗和料位计，

[0018] 所述料位计用于检测料斗内料位，所述供料电机通过供料输送器向料斗内提供物料；所述注胶上料机械手用于将齿形输送带内的牙刷吸放到下模具中，所述上模具位于所述下模具的正上方、用于牙刷的注胶成型，

[0019] 所述上限位开关和下限位开关分别位于所述上模具的上方和下方，[0020] 所述注胶下料机械手用于将下模具中的牙刷吸放至等距输送机构二上；

[0021] 所述等距输送机构二包括传感器三、齿形输送带和传感器四，所述传感器三和传感器四分别设在所述齿形传输带的前、后端；所述传感器三用于检测牙刷放置在齿形传输带的齿槽内且控制齿形传输带动作，所述传感器四用于检测齿形传输带的齿槽内的牙刷且控制植毛单元动作；

[0022] 所述植毛单元依次包括植毛上料机械手、植毛机和植毛下料机械手，所述植毛上料机械手通过抓取牙刷送给植毛机进行植毛，完成后由植毛下料机械手取出，放到等距输送机构三上；

[0023] 所述等距输送机构三包括传感器五、齿形输送带和传感器六，所述传感器五和传感器六分别设在所述齿形传输带的前、后端；所述传感器五用于检测牙刷放置在齿形传输带的齿槽内且控制齿形传输带动作，所述传感器六用于检测齿形传输带的齿槽内的牙刷且控制磨毛单元动作；

[0024] 所述磨毛单元依次包括磨毛上料机械手、磨毛机和磨毛下料机械手，所述磨毛上料机械手抓取牙刷送给磨毛机进行磨毛，完成后由磨毛下料机械手取出，放到等距输送机构四上；

[0025] 所述等距输送机构四包括传感器七和齿形输送带，所述传感器七设在所述齿形传输带的前端；所述传感器七用于检测牙刷放置在齿形传输带的齿槽内且控制齿形传输带动作；

[0026] 所述清洗消毒检测单元依次包括上料机械手、超声波清洗消毒检测机、下料机械手和废品料框，

[0027] 所述超声波清洗消毒检测机包括清洗传感器、齿形传输带、清洗消毒设备、烘干设备和检测设备，

[0028] 所述上料机械手依次将等距输送机构四上的牙刷取出，送至超声波清洗消毒检测机的齿形输送带上，当清洗传感器检测到有牙刷时放到齿槽内时，齿形输送带运转，齿形输送带上的牙刷依次经过清洗消毒设备、烘干设备和检测设备，然后，通过下料机械手抓取动作；

[0029] 所述清洗消毒设备用于对牙刷清洗、消毒，所述烘干设备用于对牙刷烘干，所述检测设备用于检测牙刷，所述废品料框用于放置不合格的牙刷；

[0030] 所述等距输送机构五包括传感器八、齿形输送带和传感器九，所述传感器八和传感器九分别设在齿形输送带的前后端，所述传感器八用于检测牙刷放置在齿形传输带的齿槽内且控制齿形传输带动作，所述传感器九用于检测齿形传输带的齿槽内的牙刷且控制包装单元动作；

[0031] 所述包装单元包括包装上料机械手、包装机、包装下料机械手和包装物料，包装上料机械手和包装下料机械手分别设在所述包装机的两侧，

[0032] 所述包装物料包括料位传感器一、包装塑料壳堆、料位传感器二、包装纸堆和成品料框，

[0033] 所述料位传感器一用于检测包装塑料壳堆的料位，并控制添加包装塑料壳，所述料位传感器二用于检测包装纸堆的料位，并控制添加包装纸，

[0034] 所述包装机包括上模具、下模具、上限位开关和下限位开关，

[0035] 所述包装上料机械手先将牙刷取出放入包装塑料壳堆的最上一层包装塑料壳内，再将最上一层包装塑料壳放入包装机的下模具中，最后将最上一张包装纸放在包装塑料壳上，所述上模具位于所述下模具的正上方、用于牙刷的包装成型，

[0036] 所述上限位开关和下限位开关分别位于所述上模具的上方和下方，[0037] 所述包装下料机械手将包装成型的牙刷放入到成品料框中。

[0038] 本发明中的柔性自动化生产线包括注塑、注胶、植毛、磨毛、包装等制造单元，单元间采用排序输送机械手或等距输送机构等物流设备连接，实现物料的有序转运。注塑单元包括注塑机系统和冷却输送带，注塑后的牙刷柄出模后经冷却器冷却后输送进入排序输送机械手的料框。排序输送机械手包括排序机构和等距输送机构，排序机构将料框中的牙刷进行分离排序，保证牙刷柄的位置与方向，依次送入等距输送机构，送给注胶单元。

[0039] 注胶单元包括注胶上料机械手、注胶机系统和注胶下料机械手，注胶上料机械手一次性从排序输送机械手上取出n支牙刷（n大于等于1，n为自然数），放入注胶机模具中，注完胶后由注胶下料机械手取出，放入下游的等距输送机构上，送至植毛单元。

[0040] 植毛单元包括植毛上料机械手、植毛机和植毛下料机械手，植毛上料机械手从上游的等距输送机构上依次取出牙刷，供植毛机植毛，植毛后由植毛下料机械手取出放至下游等距输送机构上，送至磨毛单元。

[0041] 磨毛单元包括磨毛上料机械手、磨毛机和磨毛下料机械手，磨毛上料机械手从上游的等距输送机构上依次取出牙刷，送至磨毛机进行磨毛，磨毛后由磨毛下料机械手取出放至下游等距输送机构上，送至清洗消毒检测单元。

[0042] 清洗消毒检测单元包括上料机械手、超声波清洗消毒检测机和下料机械手，上料机械手依次将上游等距输送机构上的牙刷取出，送至超声波清洗消毒检测机对牙刷依次清洗、消毒、烘干、检测，每根牙刷在之后由下料机械手依次取出放至下游的等距输送机构上，将牙刷送至包装单元。

[0043] 包装单元包括包装上料机械手、包装机、包装下料机械手和包装料堆，包装上料机械手首先将上游顺序输送机构上的n支牙刷取出放入到塑料包装壳中，再将包装塑料壳同牙刷一起放入到包装机模具中，最后将包装纸放入的塑料包装壳上，包装机完成一次包装工作后由包装下料机械手将包装后的牙刷从包装机模具内取出，放入成品料框。

[0044] 各制造单元的上料或下料机械手可采用直角坐标式机械手或关节式机械手，其工作空间满足牙刷搬运要求。上料或下料机械手的末端均采用吸附式末端，根据各制造单元的一次加工牙刷数量要求确定吸附点数量和位置。

[0045] 本发明采用模块化结构，根据各制造单元的产能和生产现场的实际情况，生产线中各制造单元的数量可根据需要进行调整，发挥各制造单元的产能，且上、下游制造单元间采用排序输送机械手或等距输送机构等物流设备连接，实现物料的有序转运。

[0046] 将排序输送机械手与每个制造单元组合，各制造单元可单独使用，形成一个独立的工作单元。排序输送机械手中的等距输送机构与独立的等距输送机构物理结构相同（即等距输送机构一~五的结构相同），可保证两者完全互换，实现功能模块化。

[0047] 本发明采用基于PLC的网络化控制方法，各制造单元及上游物流设备均采用PLC控制，各PLC控制器间、PLC控制器与上位机之间可相互通讯，上位机用于给各控制器发控制指令，实现相邻制造单元之间的协同控制，各PLC将生产设备的工作状态和运行参数发送给上位机。在各制造单元均安装视频监控设备，并将监控信息传输给上位机，实现现场控制与监测功能。

[0048] 本发明中的生产线可以根据牙刷生产企业情况，进行柔性配置，根据需要柔性组装相应的生产线，且各单元可独立工作，以满足生产过程的个性化需求。

附图说明

[0049] 图1是本发明的控制系统图，

[0050] 图2是本发明的流程框图，

[0051] 图3是本发明的结构示意图a1，

[0052] 图4是本发明的结构示意图a2；

[0053] 图中1是注塑单元，11是注塑机系统，111是供料电机，112是供料输送器，113是料位计，114是料斗，115是出模机构，116是注塑机本体，117是上模具，118是下模具，119a是上限位开关，119b是下限位开关，12是冷却输送带，121是冷却器，122是输送带，123是传感器；

[0054] 2是排序输送机械手，21是排序机构，211是料框，212是料位计，213是分离上料器，22是等距输送机构一，221是转向翻转机械手，222是传感器一，223是齿形输送带，224是传感器二；

[0055] 3是注胶单元，31是注胶机系统，311是供料电机，312供料输送器，313是料位计，314是料斗，315是注胶机本体，316是上模具，317是下模具，318a是上限位开关，318b是下限位开关，32是注胶上料机械手，33是注胶下料机械手；

[0056] 4是等距输送机构二，41是传感器三，42是齿形输送带，43是传感器四；

[0057] 5是植毛单元，51是植毛上料机械手，52是植毛机，53是植毛下料机械手；

[0058] 6是等距输送机构三，61是传感器五，62是齿形输送带，63是传感器六；

[0059] 7是磨毛单元，71是磨毛上料机械手，72是磨毛机，73是磨毛下料机械手；

[0060] 8是等距输送机构四，81是传感器七，82是齿形输送带；

[0061] 9为清洗消毒检测单元，91为上料机械手，92为超声波清洗消毒检测机，921为清洗传感器，922为齿形输送带，923为清洗消毒设备，924为烘干设备，925为检测设备，93为下料机械手，94为废品料框；

[0062] 10为等距输送机构五，101为传感器八，102为齿形输送带，103为传感器九；

[0063] 13是包装单元，131是包装上料机械手，132是包装机，1321是上模具，1322是下模具，1323a是上限位开关，1323b是下限位开关，133是包装下料机械手，134是包装物料，1341是料位传感器一，1342是包装塑料壳堆，1343是料位传感器二，1344是包装纸堆，1345是成品料框。

具体实施方式

[0064] 本发明如图1-4所示，依次包括注塑单元1、注胶单元3、植毛单元5、磨毛单元7及包装单元9等制造单元，单元间由物流设备实现物料的有序转运，其中注塑单元1与注胶单元3间由排序输送机械手2连接，实现牙刷的排序与输送，注胶单元3与植毛单元5、植毛单元5与磨毛单元7、磨毛单元7与包装单元9分别通过等距输送机构二4、等距输送机构三6、等距输送机构四8实现牙刷的顺序输送。

[0065] 所述控制系统包括监控计算机、操作面板（方便操作）、注塑单元PLC、排序输送机械手PLC、注胶单元PLC、植毛单元PLC、磨毛单元PLC和包装单元PLC，所述监控计算机分别控制所述注塑单元PLC、排序输送机械手PLC、注胶单元PLC、植毛单元PLC、磨毛单元PLC和包装单元PLC，

[0066] 所述注塑单元1包括注塑机系统11和冷却输送带12，注塑机系统11由注塑机本体116、供料电机111、供料输送器112、料位计113和料斗114，当料位计113检测料斗114内的料位等于下限设定值时，供料电机111启动向料斗114供料，当料位计113检测料斗114内的料位等于上限设定值时停止。注塑机本体116控制料斗114内物料进入下模具118的容腔，注塑机本体116的上模具117下移，压下下限位开关119b时停止，保持一定时间后上模具117上移，压下上限位开关119a时停止，出模机构115将注塑好的牙刷从下模具118中取出，将牙刷送入冷却输送带12，此时冷却输送带12运转。冷却输送带12包括冷却器121、输送带122和传感器123，牙刷经冷却后输送到排序输送机械手2的料框211中，完成牙刷的输送与冷却（可采用风冷），当传感器123检测输送带122上没有牙刷时，冷却器121和输送带122停止运转。

[0067] 所述排序输送机械手2包括排序机构21和等距输送机构一22，所述排序机构21包括料框211、料位计212和分离上料器213，当料框211内的牙刷达到料位计212的设定位置时，分离料位器213开始运行，将牙刷分支送到等距输送机构22。等距输送机构一22包括转向翻转机械手221、传感器一222、齿形输送带223和传感器二224，当传感器一222检测到有牙刷送至时，转向翻转机械手221将牙刷进行转向或翻转，保证牙刷的位置与方向，放在齿形输送带223的齿槽内，然后齿形输送带223向前运动一个齿间距离，实现牙刷的依次按序输送。

[0068] 所述注胶单元3包括注胶机系统31、注胶上料机械手32和注胶下料机械手33，所述注胶机系统31包括注胶机本体315、供料电机311、供料输送器312、料斗314和料位计313，当料位计313检测料斗314内的料位等于下限设定值时，供料电机311启动向料斗314供料，直至料位计313检测到料斗314内的料位达到上限设定值时停止。当传感器二224检测到有n支牙刷占满齿形输送带223的n个连续齿槽时，注胶上料机械手32将n支牙刷一起吸取放入到注胶机本体315的下模具317中，上模具316下行压下下限位开关318b后停止，同时注胶机系统31控制料斗314内的物料进入模具中，上模具316停留一定时间后上行将上限位开关318a压下后停止，注胶下料机械手33将下模具317中的牙刷吸取出放在等距输送机构二4上相邻的n个齿槽内。

[0069] 所述等距输送机构二4包括传感器三41、齿形输送带42和传感器四43，当传感器三41检测到牙刷放到齿槽内时，齿形输送带42运转n个齿槽间距的距离。

[0070] 所述植毛单元5包括植毛上料机械手51、植毛机52和植毛下料机械手53。当传感器四43检测到在齿形输送带42的齿槽内有牙刷时，植毛上料机械手51抓取一支牙刷送给植毛机52，齿形输送带42运行一个齿距的位移，牙刷植毛完成后由植毛下料机械手32取出，放到等距输送机构三6的齿槽中。

[0071] 所述等距输送机构三6包括传感器五61、齿形输送带62和传感器六63，当传感器五61检测到牙刷放到齿槽内时，齿形输送带62运转一个齿槽间距的距离。

[0072] 所述磨毛单元7包括磨毛上料机械手71、磨毛机72和磨毛下料机械手73。当传感器六63检测到在齿形输送带62的齿槽内有牙刷时，磨毛上料机械手71抓取一支牙刷送给磨毛机72，齿形输送带62运行一个齿距的位移，牙刷磨毛完成后由磨毛下料机械手73取出，放到等距输送机构四8的齿槽中。

[0073] 所述等距输送机构四8包括传感器七81和齿形输送带82，当传感器七81检测到牙刷放到齿槽内时，齿形输送带82运转一个齿槽间距的距离。

[0074] 所述清洗消毒检测单元9包括上料机械手91、超声波清洗消毒检测机92、下料机械手93和废品料框94，上料机械手91依次将上游等距输送机构四8上的牙刷取出，送至超声波清洗消毒检测机92的齿形输送带922上，当清洗传感器921检测到有牙刷时放到齿槽内时，齿形输送带922运转一个齿槽间距的距离。齿形输送带922在进入清洗消毒设备923后浸入到液体中，对牙刷进行超声波清洗消毒，在清洗消毒后进入烘干设备924（即烘干机），烘干结束后由检测设备925判断牙刷是否是合格产品，如是合格牙刷则由下料机械手93抓取放入到下游的等距输送机构五10的齿槽中，将牙刷送至包装单元；如是不合格产品则由下料机械手93抓取放入到废品料框94中。

[0075] 所述等距输送机构五10包括传感器八101、齿形输送带102和传感器九103，当传感器八101检测到牙刷放到齿槽内时，齿形输送带102运转一个齿槽间距的距离。

[0076] 所述包装单元13包括包装上料机械手131、包装机132、包装下料机械手133、包装物料134，所述包装物料包括料位传感器一1341、包装塑料壳堆1342、料位传感器二1343、包装纸堆1344和成品料框1345，当包装塑料壳堆1342的料位达到料位传感器一1341的下限设定值时，通过控制系统发出信息要求添加包装塑料壳，当包装纸堆1344的料位达到料位传感器二1343的下限设定值时，通过控制系统发出信息要求添加包装纸。当传感器九103检测到齿形输送带102的n个连续齿槽内有牙刷时，包装上料机械手131先将n支牙刷取出放入包装塑料壳堆1342的最上一层包装塑料壳内，再将最上一层包装塑料壳放入包装机132的下模具1322中，最后将最上一张包装纸放在包装塑料壳上，放好后包装机132上模具1321下行至压下限位开关1323b后停止，停留一定时间后上模具1321上行至压下上限位开关1323a后停止，包装下料机械手133将包装好的牙刷放入到成品料框1345中。

[0077] 图3、4在工作中，a1和a2呈现连续的生产线，提高工作效率。

[0078] 本发明中的自动化生产线采用基于PLC的网络化控制方法，各制造单元及上游物流设备均采用PLC控制，各PLC控制器间、PLC控制器与上位机之间可通过现场总线或工业以太网相互通讯，上位机用于给各控制器发控制指令，实现相邻制造单元之间的协同控制。各PLC接收现场的传感器、限位开关等输入信号，经程序执行后按前述工艺过程产生输出信号，控制各驱动电机等驱动器，并将生产设备的工作状态和运行参数发送给上位机，实现现场控制与监测功能，在各制造单元均安装视频监控设备，并将监控信息传输给上位机。

[0079] 在自动化生产线中，除注塑单元1外，只有在上游物流设备上有一定数量的牙刷供应时，该制造单元才会运转，在制造单元内部，只有物料经上料机械手送入制造主机，制造主机才运转。在物流过程中，只有在各制造单元将物料送至下游物流设备时，该物流设备才会运转。

[0080] 所述注塑单元PLC控制注塑单元，所述排序输送机械手PLC控制排序输送机械手，所述注胶单元PLC控制注胶单元，所述植毛单元PLC控制植毛单元，所述磨毛单元PLC控制磨毛单元，所述包装单元PLC控制包装单元。

[0081] 注塑单元PLC分别控制注塑单元中的料位计、供料电机、注塑机本体的驱动器、出模机构的电机、冷却器的电机和输送带的电机；

[0082] 排序输送机械手PLC分别控制排序输送机械手料位计、排序机构的电机、转向翻转机械手、传感器一、传感器二和等距输送机构一的电机；

[0083] 注胶单元PLC分别控制注胶单元的料位计、供料电机、注胶机本体的驱动器、注胶上料机械手和注胶下料机械手；

[0084] 植毛单元PLC分别控制植毛单元的植毛上料机械手、植毛机的驱动器、植毛下料机械手，还控制等距输送机构二的电机和传感器三、四；

[0085] 磨毛单元PLC分别控制磨毛单元的磨毛上料机械手、磨毛机的驱动器、磨毛下料机械手，还控制等距输送机构三的电机和传感器五、六；

[0086] 清洗消毒检测单元PLC分别控制清洗设备的驱动器、清洗传感器、上料机械手、下料机械手、烘干设备的驱动器和检测设备，还控制等距输送机构四的电机和传感器七；

[0087] 包装单元PLC分别控制包装单元的包装上料机械手、包装机的电机、包装下料机械手、料位传感器一和料位传感器二，还控制等距输送机构五的电机和传感器八、九；

[0088] 本发明可根据生产需要组装，为充分发挥各制造单元的生产能力，可根据各制造单元的产能调整生产线中各制造单元的数量。

[0089] 本发明中的各制造单元也可独立工作，每个单元均可配一台排序输送机械手单独使用，其中排序输送机械手对牙刷进行分离排列，并依次放在机械手的等距输送机构上，排序输送机械手的等距输送机构与独立的等距输送机构结构相同，即牙刷间距、数量等相同，保证两者可完全互换。

[0090] 本发明中的上料机械手、下料机械手可采用直角坐标式机械手，也可采用关节式机械手，上料机械手、下料机械手安装有吸附式末端，其中注胶上料及下料机械手、包装上料及下料机械手采用多点吸附，一次可吸取n根牙刷，提高工作效率。

[0091] 本发明采用基于PLC的网络控制，各制造单元及上游物流设备均采用PLC控制，各单元间的PLC控制器之间、PLC控制器与上位机通过网络进行通讯，上位机对各PLC发送指令，PLC将现场设备的运行参数与状态传送到上位机，实现各单元之间的协同控制与现场监测。并且，在各制造单元处安装有视频监控设备，并在上位机显示视频，用于提供制造单元与牙刷生产的视频监控。