一种牙线棒的自动化生产装置及方法与流程

本发明涉及牙线生产领域，具体为一种牙线棒的自动化生产装置及方法。

背景技术：

牙线棒又称牙线签，是一种在日常口腔护理中配合牙刷一起使用的产品。在牙线棒以前，人们则是使用牙线来取得同样的效果。和牙线相比，牙线棒具有更方便、高效、安全、卫生等优点。牙刷只能刷到牙齿上表的70％，牙线弥补了牙刷的不足之处，是当今欧美普遍使用的家用护齿产品。

在生产牙线棒时，目前大多采用的方法是：先采用成型模具成型出多个牙线棒，接着采用人工将连接各牙线棒之间的余料剪除掉，然后人工将剪下来的成品牙线棒堆叠起来。

例如，申请号为201310286947.9，专利名称为一种采用线槽烧结法生产的牙线棒的制作工艺的发明专利：

其将牙线和棒体一体注塑成型，通过烧结的方式将两夹持端外侧的牙线烧结并使得烧结处的线头缩于预设的凹槽当中，增强了牙线的稳固性和韧性；同时采用连排式的注塑工艺增大了生产产能，高温烧结工艺的外观上解决了裁切牙线时留下的缺口以及尖角，在牙线上涂覆薄荷或者水果天然香精，牙线具有清新的气味。

但是，现有的牙线的自动化生产装置存在以下缺陷：

(1)传统的牙线棒生产过程中，一般在线棒卡线后，再通过单独的切割或者烧结装置对牙线棒两端的多余出来的牙线进行切割，此种方式不但效率底下，而且增加了生产工艺流程，自动化程度不高，不利于提高生产效率；

(2)传统的牙线一般采用普通的尼龙材质，只能机械的将牙缝中的残留物清理，并不能同时对口腔进行护理，达不到对牙齿缝隙全面清洁的目的。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种牙线棒的自动化生产装置及方法，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种牙线棒的自动化生产装置，包括注塑装置、送模装置、卡线装置、捣模切割装置、收集装置、牙线棒以及工作平台，所述牙线棒包括线棒和卡接在所述线棒上的牙线；所述注塑装置安装在工作平台的上方，所述注塑装置包括注塑箱和若干竖直叠放在所述注塑箱内的模具，所述模具内设有用于镶嵌所述线棒的线棒槽；所述送模装置安装在注塑装置的下方用于将注塑完成的模具逐个推送至卡线工位；所述卡线装置位于卡线工位的一侧用于卡线；所述捣模切割装置安装在所述卡线工位的上方，所述捣模切割装置包括捣模装置和定位切割装置，所述定位切割装置安装在捣模装置的下方，所述定位切割装置用于对多余的牙线进行定位切割，成品的牙线棒和空的模具经捣模装置捣入至所述收集装置中。

进一步地，所述送模装置包括推送板和推料驱动装置，所述推送板滑动安装在工作平台上用于承接从所述注塑箱中落下的模具，所述推料驱动装置从侧方助推所述推送板使其进入卡线工位；

所述推送板上设有与所述线棒槽相对应的承接槽，位于所述承接槽两侧的推送板上还设置有断线槽，所述推送板的侧面设置有用于卡线的卡线槽，所述推送板上还设置有若干与所述捣模切割装置相配合的定位导向孔。

进一步地，所述推料驱动装置包括驱动部和推杆部，所述驱动部包括减速电机和转动驱动杆，所述减速电机的输出端通过联轴器连接有不完全齿轮，所述转动驱动杆上设置有与所述不完全齿轮相啮合的从动完全齿轮，所述转动驱动杆上通过轴承套装有绕线辊；所述推杆部包括捣杆，所述捣杆的一端固定安装在工作平台一侧的安装板上，所述捣杆的另一端延伸至推送板一侧，所述捣杆上滑动套装有助推滑块，所述助推滑块与绕线辊之间连接有拉锁绳，位于所述拉锁绳一侧的助推滑块端连接有复位弹簧，所述助推滑块朝向所述推送板的一侧安装有推杆。

进一步地，所述卡线装置包括卡线机械手以及用于驱动所述卡线机械手调节位置的卡线驱动装置，所述卡线驱动装置活动安装在工作平台上；所述卡线驱动装置包括卡线移动平台，所述卡线移动平台上设有平移滑轨，所述平移滑轨上安装有被动力机构驱动位移的平移滑块，所述卡线机械手安装在所述平移滑块上；所述卡线机械手包括固定安装在所述平移滑块上的夹紧安装座和安装在所述夹紧安装座上的夹紧机构。

进一步地，所述夹紧机构包括侧壁设有滑槽的悬臂，所述悬臂上滑动安装有两个用于夹持所述牙线的夹臂装置，两个所述夹臂装置用于从两侧夹紧所述推送板，两个所述夹臂装置之间连接有用于调整两个所述夹臂装置间距的第一丝杠；

所述夹臂装置包括两个相对设置的夹持板，所述夹持板的内侧设有凸起的弹性夹持块，所述弹性夹持块的横截面为圆弧型，且弧面上设置有齿纹，所述弹性夹持块的侧壁设置有线槽。

进一步地，所述捣模装置包括安装支架、垂直捣模装置以及水平捣模装置，所述安装支架安装在工作平台的上方，且所述安装支架横跨所述卡线工位；

所述垂直捣模装置包括安装在所述安装支架顶端的第一顶送气缸，所述第一顶送气缸的顶杆端安装有第一推板，所述第一推板的下表面固定安装有第二顶送气缸，所述第二顶送气缸的顶杆端安装有与所述线棒槽相配合的模具推板，所述第一推板的下方安装有滑杆，所述定位切割装置滑动套装在所述滑杆上，所述滑杆的下端对准所述定位导向孔，所述定位切割装置通过第二丝杠驱动沿着所述滑杆上下运动；所述水平捣模装置安装在所述安装支架的侧方，所述水平捣模装置包括第三顶送气缸，所述第三顶送气缸的顶杆端对准所述推送板上方的模具。

进一步地，所述定位切割装置包括第二推板、预压切割板以及牙线切割刀，所述预压切割板通过压缩弹簧安装在所述第二推板的下方，所述第二推板和预压切割板均套装在所述滑杆上；所述牙线切割刀安装在第二推板的下表面，所述预压切割板上设置有贯穿所述牙线切割刀的限位槽，所述限位槽与所述断线槽上下对应。

进一步地，所述收集装置包括安装在所述工作平台下方的牙线棒收集箱和模具收集箱，所述牙线棒收集箱包括成品收集箱，所述成品收集箱上安装有顶板，所述顶板在动力机构的驱动下可以沿着成品收集箱水平移动，所述卡线工位对应的所述工作平台上设置有下料孔，所述下料孔对应成品收集箱的上方开口；所述模具收集箱的上方连接有捣模板，所述捣模板的另一端通向所述卡线工位的上方用于承接空置的模具。

一种牙线棒的自动化生产方法，包括以下步骤：

s100、配置原料：线棒部分用abs或hips塑料材质及色粉作为牙线棒的主要成型原料，将原料放在搅拌机中搅拌均匀；

s200、注塑卡线：将线棒原料用注塑机注塑成型后，送至卡线工位卡线；

s300、切割牙线：将卡线后的牙线棒两端多余的牙线就卡线工位进行切割，得到成品的牙线棒；

s400、收集整理：将成品牙线棒从模具中捣出，对模具和牙线棒分别进行收集整理；

s500、包装转移：对牙线棒进行包装和运输。

进一步地，所述步骤s100中，在原料中添加中药，进行拉线和制成牙线后再进行浸渍、灭菌干燥。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过具有过度作用的推送板，在其上依次完成卡线、切线以及收集的工序，极大的简化了牙线棒的生产工序，提高自动化的程度以及生产效率；

(2)本发明将清洁口腔及抑制牙龈出血的药物成分应用于牙线中，不仅能有效清除牙缝中残渣，还大大减少牙齿结石的可能性，同时消除了个别消费者因使用以石油制品为材质的牙线过敏情况。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的模具的结构示意图；

图3为本发明的推送板的结构示意图；

图4为本发明的图1中a的放大结构示意图；

图5为本发明的卡线工位的俯视结构示意图；

图6为本发明的夹臂装置的结构示意图；

图7为本发明的捣模切割装置的结构示意图；

图8为本发明的图1中b的放大结构示意图；

图9为本发明的定位切割装置的结构示意图；

图10为本发明的牙线棒的结构示意图；

图11为本发明的生产方法的流程框图。

图中标号

1-注塑装置；11-注塑箱；12-模具；121-线棒槽；

2-送模装置；21-推送板；211-承接槽；212-断线槽；213-卡线槽；214-定位导向孔；22-推料驱动装置；221-减速电机；222-转动驱动杆；223-不完全齿轮；224-从动完全齿轮；225-绕线辊；226-捣杆；227-助推滑块；228-拉锁绳；229-复位弹簧；2210-推杆；

3-卡线装置；31-卡线机械手；311-夹紧安装座；312-夹紧机构；313-悬臂；314-夹臂装置；315-第一丝杠；316-夹持板；317-弹性夹持块；318-齿纹；319-线槽；32-卡线驱动装置；321-卡线移动平台；322-平移滑轨；323-平移滑块；

4-捣模切割装置；41-捣模装置；411-安装支架；412-垂直捣模装置；4121-第一顶送气缸；4122-第一推板；4123-第二顶送气缸；4124-模具推板；4125-滑杆；4126-第二丝杠；4127-第三顶送气缸；413-水平捣模装置；42-定位切割装置；421-第二推板；422-预压切割板；4221-限位槽；423-牙线切割刀；424-压缩弹簧；

5-收集装置；51-牙线棒收集箱；511-成品收集箱；512-顶板；52-模具收集箱；53-捣模板；

6-牙线棒；61-线棒；62-牙线；7-工作平台；71-下料孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图10所示，本发明提供了一种牙线棒的自动化生产装置，包括用于线棒61注塑成型的注塑装置1、逐个将套装有半成品牙线棒6的模具12输送到卡线工位的送模装置2、在卡线工位对半成品的线棒61进行卡合牙线62的卡线装置3、将牙线棒6捣送至收集装置5的捣模切割装置4以及供所有机构运行的工作平台7。

注塑装置1安装在工作平台7的上方，注塑装置1包括注塑箱11和若干竖直叠放在注塑箱11内的模具12，模具12内设有用于镶嵌线棒61的线棒槽121。模具12作为半成品以及成品牙线棒的载体贯穿生产工艺的整个流程，有利于为工艺操作提供位置参照，提高生产效率。

送模装置2安装在注塑装置1的下方用于将注塑完成的模具12逐个推送至卡线工位。送模装置2包括推送板21和推料驱动装置22，推送板21滑动安装在工作平台7上用于承接从注塑箱11中落下的模具12，推料驱动装置22从侧方助推推送板21使其进入卡线工位。

推送板21上设有与线棒槽121相对应的承接槽211，位于承接槽211两侧的推送板21上还设置有断线槽212，刀具可以经断线槽212进行切割定位。提高了切割的精准程度。推送板21的侧面设置有用于卡线的卡线槽213，卡线槽213便于卡线装置3从一侧卡线，也有利于牙线62在线棒61中的精准定位。推送板21上还设置有若干与捣模切割装置4相配合的定位导向孔214。定位导向孔214便于推送板21与模具12之间的定位，也有利用后期对多余牙线62的精准定位切割。

优选的，推料驱动装置22包括驱动部和推杆部，驱动部包括减速电机221和转动驱动杆222，减速电机221的输出端通过联轴器连接有不完全齿轮223，转动驱动杆222上设置有与不完全齿轮223相啮合的从动完全齿轮224，转动驱动杆222上通过轴承套装有绕线辊225、推杆部包括捣杆226，捣杆226的一端固定安装在工作平台7一侧的安装板上，捣杆226的另一端延伸至推送板21一侧，捣杆226上滑动套装有助推滑块227，助推滑块227与绕线辊225之间连接有拉锁绳228，位于拉锁绳228一侧的助推滑块227端连接有复位弹簧229，助推滑块227朝向推送板21的一侧安装有推杆2210。

进一步解释一下，送模装置2的工作方式：当注塑箱11中的一个模具12下落至其下方对应位置的推送板21上时，处于推送板21下方的压力感应器感应到推送板21上有模具12后，将信息传送至控制器，控制器驱动推料驱动装置22开始工作，提高了整个生产过程的自动化程度。此时，复位弹簧229处于伸展状态，位于复位弹簧229端部的助推滑块227推动其前端的推杆2210推动推送板21到卡线工位，被卡线工位上的夹具夹紧。当位于推送板21上的加工步骤完成后。推送板21将通过弹性或推送装置恢复至初始位置。

减速电机211转动进入下一个循环。减速电机221通过不完全齿轮223驱动与其啮合的从动完全齿轮224所在的转动驱动杆222做旋转运动，旋转的转动驱动杆222带动其上方套装的绕线辊225转动，紧收的绕线辊225通过拉锁绳228将助推滑块227沿着捣杆226向远离推送板21的一端拉动，推杆2210的一端对准初始位置推送板21的左端，等待下一个模具12下落到推送板21的上方，此时不完全齿轮223没有齿轮的一端对准从动完全齿轮224，转动驱动杆222反向运动，绕线辊225上的拉锁绳228在复位弹簧229的作用下松开，推杆2210再次顶送推送板21，如此循环，逐个将携带模具12的推送板21推送到卡线工位进行加工，再将空的推送板21推送回初始位置。控制好不完全齿轮223的转速，保证其转动一圈可以完成推送板21一个来回的运转，使牙线棒逐个连续的进行加工，以实现自动化的生产方式。

卡线装置3位于卡线工位的一侧用于卡线。卡线装置3包括卡线机械手31以及用于驱动卡线机械手31调节位置的卡线驱动装置32，卡线驱动装置32活动安装在工作平台7上。卡线驱动装置32包括卡线移动平台321，卡线移动平台321上设有平移滑轨322，平移滑轨322上安装有被动力机构驱动位移的平移滑块323，卡线机械手31安装在平移滑块323上。卡线机械手31可以随着平移滑块323滑动，减少了卡线机械手31的机械臂的长度。

卡线机械手31包括固定安装在平移滑块323上的夹紧安装座311和安装在夹紧安装座311上的夹紧机构312。平移滑块323沿着卡线移动平台321上的平移滑轨322进行水平方向的位移。位于平移滑块323上安装的卡线机械手31也随之调节到适当的卡线位置。

夹紧机构312包括侧壁设有滑槽的悬臂313，悬臂313上滑动安装有两个用于夹持牙线62的夹臂装置314，两个夹臂装置314用于从两侧夹紧推送板21，两个夹臂装置314之间连接有用于调整两个夹臂装置314间距的第一丝杠315。通过驱动第一丝杠315可以调节两个夹臂装置314间的距离，使本夹紧机构312可以适用于不同规格的推送板21两端的夹紧。

优选的，夹臂装置314包括两个相对设置的夹持板316，夹持板316的内侧设有凸起的弹性夹持块317，弹性夹持块317可以设置为橡胶材质，增加了弹性夹持块317与牙线62之间的摩擦力。防止后期对两端的牙线62进行切割时，牙线62受力发生位移。为了进一步提高对牙线62的夹持力，弹性夹持块317的横截面为圆弧型，且弧面上设置有齿纹318，有利于提高两个弹性夹持块317之间的夹持力。弹性夹持块317的侧壁设置有线槽319，线槽319用于镶嵌牙线62。线槽319实现了对牙线62的导向定位。

捣模切割装置4安装在卡线工位的上方，捣模切割装置4包括捣模装置41和定位切割装置42，定位切割装置42安装在捣模装置41的下方，定位切割装置42用于对多余的牙线62进行定位切割，成品的牙线棒6和空的模具12经捣模装置41捣入至收集装置5中。本捣模装置41具有两层导向功能，精简了装置的结构，提高了装置的工作效率。

捣模装置41包括安装支架411、垂直捣模装置412以及水平捣模装置413，安装支架411安装在工作平台7的上方，且安装支架411横跨卡线工位。

垂直捣模装置412包括安装在安装支架411顶端的第一顶送气缸4121，第一顶送气缸4121的顶杆端安装有第一推板4122，第一推板4122的下表面固定安装有第二顶送气缸4123，第二顶送气缸4123的顶杆端安装有与线棒槽121相配合的模具推板4124。第一顶送气缸4121对模具推板4124进行一次向下推送之后，第二顶送气缸4123可以在此基础上将模具推板4124进行二次向下推送。第一次推送可将线棒61从模具12中捣送至推送板21中，第二次推送则可直接将线棒61从推送板21中推出。两次捣模利用一个装置，同时节约了工艺操作的空间，节省中间流程和劳动力，提高自动化的生产水平。

第一推板4122的下方安装有滑杆4125，定位切割装置42滑动套装在滑杆3125上，滑杆3125的下端对准定位导向孔214，实现了精准的导向定位。定位切割装置42通过第二丝杠4126驱动沿着滑杆3125上下运动。水平捣模装置413安装在安装支架411的侧方，水平捣模装置413包括第三顶送气缸4127，第三顶送气缸4127的顶杆端对准推送板21上方的模具12。对牙线62进行切割之前，及时将空置的模具12转移。第三顶送气缸4127可以及时将空置的模具12进行收集，避免对下一个工艺流程造成干扰。

定位切割装置42包括第二推板421、预压切割板422以及牙线切割刀423，预压切割板422通过压缩弹簧424安装在第二推板421的下方，第二推板421和预压切割板422均套装在滑杆3125上；牙线切割刀423安装在第二推板421的下表面，预压切割板422上设置有贯穿牙线切割刀423的限位槽4221，限位槽4221与断线槽212上下对应。当预压切割板422通过滑杆3125定位在推送板21上时，在第二丝杠4126的驱动作用下，安装在第二推板421下方的牙线切割刀423穿过预压切割板422上的限位槽4221，由于限位槽4221与断线槽212上下对应，牙线切割刀423可以实现对牙线62两端的精准断线。压缩弹簧424可以缓解切线过程中的作用力，提供缓冲作用。

收集装置5包括安装在工作平台7下方的牙线棒收集箱51和模具收集箱52，牙线棒收集箱51包括成品收集箱511，成品收集箱511上安装有顶板512，顶板512在动力机构的驱动下可以沿着成品收集箱511水平移动，卡线工位对应的工作平台7上设置有下料孔71，下料孔71对应成品收集箱511的上方开口。在牙线62没有进行切割之前，将下料孔71上方的顶板512及时关闭，避免没有成型的牙线棒6过早的进入成品收集箱511中。当牙线棒6去除两端的牙线62之后，及时打开顶板512让成品牙线棒6在第二顶送气缸4123的推力作用下，进入成品收集箱511中。模具收集箱52的上方连接有捣模板53，捣模板53的另一端通向卡线工位的上方用于承接空置的模具12。模具收集箱52用于承接第三顶送气缸4127推送过来的空的模具12。本收集装置5可以对模具12以及成品的牙线棒6进行分类整理，解放了劳动成本，提高了生产效率。并且使生产线始终保持整洁和井然有序的状态。

作为优选的实施方式，在卡线之前，第一顶送气缸4121的顶杆向下推送第一推板4122，让安装在第一推板4122下方的滑杆3125依次插入到其下方对应位置的定位切割装置42、模具12以及推送板21上对应位置的定位导向孔214上，因为定位导向孔214与滑杆3125相互对应，可以对捣模装置41进行准确的定位。第一推板4122下方的模具推板4124推送模具12中的线棒61至对应位置的推送板21的承接槽211中。接着第一顶送气缸4121还原，滑杆3125抽出对应的定位导向孔214。由第三顶送气缸将空置的模具12推送至捣模板53，模具经过捣模板53滑落入模具收集箱52中，方便下一道工序的卡线。

然后对推送板21中的线棒61进行卡线。首先由卡线驱动装置32驱动其上的卡线机械手31夹紧牙线62对准推送板21上的卡线槽213，使牙线62对准线棒61的卡线位置，由夹紧机构312夹紧推送板21。

卡线之后，由定位切割装置42沿着推送板21上的断线槽212对牙线62的端部进行切割，切割后，卡线装置3退回至初始位置。由收集装置5对成型的牙线棒6进行收集。

本发明通过具有过度作用的推送板，在其上依次完成卡线、切线以及收集的工序，极大的简化了牙线棒的生产工序，提高自动化的程度以及生产效率。

如图11所示，一种牙线棒的自动化生产方法，包括以下步骤：

s100、配置原料：线棒61部分用abs或hips塑料材质及色粉作为牙线棒6的主要成型原料，将原料放在搅拌机中搅拌均匀。在原料中添加栀子、黄连、黄芩、黄柏、大黄、金银花、知母、天花粉等中药成分，进行拉线和制成牙线后再进行浸渍、灭菌干燥。本发明将清洁口腔及抑制牙龈出血的药物成分应用于牙线中，不仅能有效清除牙缝中残渣，还大大减少牙齿结石的可能性，同时消除了个别消费者因使用以石油制品为材质的牙线过敏情况。

s200、注塑卡线：将线棒原料用注塑机注塑成型后，送至卡线工位卡线；具体的，将线棒61原料放入注塑装置1的模具12中注塑成型后，将模具12连同其内成型的线棒61通过送模装置2输送至卡线工位，线棒61经卡线装置3卡线。

s300、切割牙线：将卡线后的牙线棒两端多余的牙线就卡线工位进行切割，得到成品的牙线棒；具体的，通过捣模装置41将卡线后的牙线棒6捣送至切割位置后，利用定位切割装置42对牙线棒6两端多余的牙线62进行切割。

s400、收集整理：将成品牙线棒从模具中捣出，对模具和牙线棒分别进行收集整理；具体的，利用捣模装置41使牙线棒6脱离模具12，将分离后的牙线棒6和磨具12分别放置到对应的收集装置5中。

s500、包装转移：对牙线棒进行包装和运输。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。