CN101264657A - 射出成型装置以及成型方法 - Google Patents

Abstract

一种用于用模具成型光学部件的射出成型装置以及成型方法，若使取出装置(50)在关模动作正在进行中时启动的话，Y移动部(53)和X移动部(54)发出的振动引起定模板(31)和动模板(33)振动，固定模具(61)和可动模具(63)的合模对准精度有降低倾向。而在将Y移动部(53)保持在虚线的后把位置进行关模时，固定模具(61)和可动模具(63)的合模对准精度大大降低。为此，在关模动作进行中时，将Y移动部(53)保持在定模板(31)中央正上方的基本位置。

Description

射出成型装置以及成型方法

技术领域

本发明涉及一种射出成型装置，其用于用模具成型光学部件，本发明还涉及使用这种射出成型装置的成型方法。

背景技术

射出成型装置中，有一种在定模板和动模板之间夹持固定模具和可动模具进行合模的装置(例如请参照专利文献1)。

上述射出成型装置中，开模后为了取出留在一方模具中的成形产品，通常设置备有机械手的取出装置。从操作性和安定性观点出发，该取出装置一般固定在定模板的上部。

但是，本发明者根据对实验和试作等的检讨发现，上述取出装置的动作影响成形产品的形状精度。也就是说，上述取出装置因为能够把持成型品并使其作3维移动，所以，取出装置可动部分有相当的重量。在将成形产品搬往外部堆放台时，由于可动部的移动，尤其是水平方向的重心位置发生较大移动，这样不但使定模板，而且使固定模具绕水平轴微小旋转。结果致使固定模具和可动模具之间发生微小的偏离，降低了成形产品的形状精度。

在此，本发明以提供一种射出成型装置以及采用该射出成型装置的成型方法为目的，其中，通过固定模具和可动模具位置精密对准的合模，能够制造高精度的成形产品。

专利文献1：特开2006-272558号公报

发明内容

为了解决上述课题，本发明涉及的射出成型装置包括：(A)成型装置本体，其备有用来安装固定模具的定模板和用来安装可动模具的动模板，成型时，在定模板和动模板之间夹持固定模具和可动模具进行合模；(B)附带装置，其被装在成型装置本体上，备有进行搬运动作的可动部，其搬运由成型装置本体成型的成形产品；(c)驱动控制装置，通过控制成型装置本体以及附带装置的动作，在使动模板启动进行关模时，使附带装置保持附带装置水平方向上的重心位置。这里的所谓关模是指，从启动动模板、开始关闭固定模具和可动模具之关模开始之时起，到合上固定模具和可动模具用必要的压力完成合模为止，不包含关模结束后模具继续闭合的状态。

本发明涉及的一种成型方法，是采用射出成型装置的成型方法，该射出成型装置包括：成型装置本体，成型时在定模板和动模板之间夹持固定模具和可动模具进行合模；附带装置，被装在成型装置本体上，备有进行搬运动作的可动部，其搬运由成型装置本体成型的成形产品；成型方法的特征在于，在使动模板移动进行关模之际，保持附带装置的水平方向上的重心位置。

附图说明

图1：说明实施方式的射出成型装置的正面图。

图2：图1所示射出成型装置的AA箭头方向视图。

图3：图1以及图2所示射出成型装置的控制系统说明方框图。

图4：(A)、(B)是射出成型装置的动作说明流程。

具体实施方式

上述射出成型装置中，在启动动模板进行关模之际，驱动控制装置使附带装置保持其水平方向上的重心位置，这样几乎保持附带装置的左右重量平衡，能够防止由于附带装置的影响而定模板和动模板的相对位置偏离、即模具偏离。也就是说在关模之际，能够防止由于附带装置的动作而引起固定模具和可动模具的微小位置偏离，关模之际能够高精度对准模具，其结果能够提高成形产品的形状精度。

上述成型方法中，在使动模板移动进行关模之际，因为保持附带装置水平方向上的重心位置，所以几乎保持附带装置的左右重量平衡，能够防止由于附带装置的影响而定模板和动模板的相对位置偏离、即模具偏离。这样关模之际能够高精度对准模具，能够提高成型产品形状精度。

根据本发明的具体实施方式或其侧面，上述射出成型装置中，在启动动模板进行开模之际，以及在启动动模板进行关模之际，驱动控制装置使附带装置的水平方向上的重心位置一致。这里的所谓开模，是指从结束合模状态模具开始打开之时起，到完成使固定模具和可动模具为最分开之动作为止，不包含完成开模后模具继续打开的状态。此时，开模之际能够防止由于附带装置的动作引起固定模具和可动模具之间发生位置偏离，能够防止两模具在即将分开之前相互之间产生相对变位而损坏，以及下一次关模时产生位置偏离。

另外，本发明的另一个方式中，使动模板施加压力而固定模具和可动模具处于合模状态时，驱动控制装置使附带装置的可动部启动，使附带装置水平方向上的重心位置移动。此时，由于固定模具以及可动模具合模，两模具不易受到附带装置的动作影响，所以，即使附带装置上的重心位置发生移动，对准模具的精度也几乎没有劣化。

本发明的又一个方式中，从开模结束之后到关模开始之前的期间，驱动控制装置移动附带装置的可动部使其升降。此时，除模具闭合时以外的其他期间允许附带装置作升降运动，所以该期间中能够有效的应用附带装置。

本发明的又一个方式中，附带装置是取出装置，其备有把持成形品的机械手，固定在定模板上，在开模时或开模后，向外部取出留在固定模具或可动模具中的成形品。此时，能够防止定模板由于取出装置的动作而绕例如水平轴旋转，能够防止由于取出装置的动作而引起成形品的精度降低。

根据本发明的具体方式，上述成型方法的特征在于，在模具闭合时，使附带装置的水平方向上的重心位置移动。

参照附图，对本发明一实施方式的射出成型装置作说明。图1是说明本实施方式射出成型装置的正面图，图2是图1所示射出成型装置的AA箭头方向的视图。

射出成型装置10包括支撑架20、定模板31、动模板33、后模板35、开关驱动装置40、取出装置50、射出装置70。其中，支撑架20、定模板31、动模板33、后模板35、开关驱动装置40为成型装置本体，其在定模板31和动模板33之间，夹持固定模具61和可动模具63，通过关闭两模具61、63能够进行成型。另外，取出装置50为附带装置，附随于成型装置本体，进行与成型相关联的动作。

射出成型装置10中，支撑架20是用来支撑射出成型装置10各个部分的台座，通过没有图示的固定装置精确定位定模板31和后模板35，且在抑制振动状态将它们支撑固定在支撑架20上。

定模板31被固定在支撑架20上面中央，能耐强于成型时合模(即锁模)的强度，其上部支撑着取出装置50。定模板31的内侧31a能够脱卸地撑持着固定模具61，且内侧31a对着动模板33的内侧33a。

动模板33通过后述滑动导向41等能够在±X方向作往复移动地被支撑着。动模板33的内侧33a能够脱卸地撑持可动模具63，且内侧33a对着定模板31的内侧31a。

后模板35被固定在支撑架20上面一端，能耐强于成型时合模(即锁模)的强度，在±X方向的位置能够调整，且能够调整与定模板31以及与动模板33之间的间隔。合模时，通过开关驱动装置40的曲柄机构45，后模板35在动模板33的背后支撑动模板33。

开关驱动装置40包括滑动导向41、系杆43a和43b、曲柄机构45、传动装置47。

上述开关驱动装置40中，滑动导向41被设置在支撑架20上动模板33的正下方，支撑着动模板33，同时能够使动模板33在±X方向的往复移动变得平滑流畅。

系杆43a、43b分别被架设在定模板31和后模板35之间的上方和下方。上方系杆系杆43a和下方系杆43b实际上各有2根，分别支撑在定模板31和后模板35的四个角，且相互平行地延伸在X方向。动模板33的四个角上形成了贯通孔，用来使系杆43a、43b贯通，在这些贯通孔中设置了导向衬套33d。动模板33能够相对系杆43a、43b滑动，由滑动导向41和系杆43a、43b导向，在±X方向作往复移动。

曲柄机构45包括第1、第2曲柄部45a、45b，分别由肘连杆45d等部件组成，横跨在动模板33和后模板35之间。第1、第2曲柄部45a、45b受来自于传动装置47的驱动力而伸缩。也就是说，模板33变位自在地接近或离开后模板35来说动，其结果能够用所望的压力，将动模板33推向定模板31方向。由此能够使动模板33和定模板31相互接近闭紧，能够对由模板夹持的固定模具61和可动模具63进行合模，或能够使动模板33和定模板31相互分离，对由模板夹持的固定模具61和可动模具63进行开模。并且在关模时，能够通过传动装置47的驱动，用极其大的压力将动模板33推向定模板31侧，能够用足够的力对固定模具61和可动模具63进行合模。传动装置47是由马达和滚珠螺杆(ball screw)等组成的机械机构型的驱动装置，或由油压气缸等构成，根据来自于没有图示的控制部的控制信号在所望时机启动。另外，可以省略曲柄机构45而用传动装置47直接使动模板33启动。

取出装置50包括基部51、Y移动部53、X移动部54、机械手55。其中，Y移动部53、X移动部54、机械手55等构成取出装置50的可动部。

上述取出装置50中，基部51备有固定部51a和导向轨51b，该基部51用来将取出装置50固定支撑在定模板31上。具体的是，固定部51a被固定在定模板31的上面31c上，导向轨51b延伸在Y方向即水平方向地被支撑在固定部51a上。

Y移动部53由基部51的导向轨51b支撑，能够沿着导向轨51b在Y方向滑行移动，Y移动部53且支架着延伸在X方向的导向轨53b。

X移动部54由从Y移动部53伸出的导向轨53b支架，能够在X方向进退，最终是能够在XY面内2维移动到任意位置。X移动部54还能够使从机械手55延伸的支架棒55a作升降移动。

机械手55支架在X移动部54的支架棒55a下端，能够3维移动到任意位置。通过一对在必要时机能够张开或合闭的臂杆部件55b，机械手55能够把持在55b间的成形品MP。成形品为光学元件时，为了防止损坏光学面，机械手55把持浇道或流道部分，这些部分附随成型而形成，为不要部分。

射出装置70备有油压、料斗、螺旋、螺旋驱动部、加热器等，能够使所望的熔融树脂从射出端71吐出。射出装置70能够连接射出端71，该射出端71能够相对定模板31分离，通过定模板31，能够在所望时机，向固定模具61和可动模具63合模所形成的腔中供给熔融树脂。

图3是图1以及图2中所示的射出成型装置10的控制系统说明方框图。该控制系包括曲柄驱动部81、取出装置驱动部83、射出装置驱动部85、控制部87。

曲柄驱动部81介过传动装置47启动曲柄机构45。此时，曲柄驱动部81一边监视附随在开关驱动装置40上的位置传感和压力传感等的检出输出，一边启动曲柄机构45。取出装置驱动部83启动取出装置50使机械手55作3维移动，同时使机械手55夹持成形品MP。此时，取出装置驱动部83一边监视附随在取出装置50上的位置传感等的检出输出，一边启动取出装置50。射出装置驱动部85控制射出装置70的动作，调整向定模板31的树脂供给时机和供给压力。

控制部87是驱动控制装置，用来控制射出成型装置10的射出动作和成型动作，综合控制曲柄驱动部81、取出装置驱动部83以及射出装置驱动部85的动作。也就是说，控制部87介过曲柄驱动部81启动开关驱动装置40，由此利用动模板33和定模板31进行关模和合模，同时介过射出装置驱动部85启动射出装置70，从而使在必要的时机向两模具61、63间供给熔融树脂。成型结束后，控制部87介过曲柄驱动部81启动开关驱动装置40，由此使两模具61、63进行开模，同时介过取出装置驱动部83启动取出装置50，由此从两模板33、31间取出成行品MP，搬送至外部堆放台ST。

图4是图1以及图2所示的射出成型装置10的动作概念性说明流程。其中图4(A)主要说明包括支撑架20、定模板31、动模板33、开关驱动装置40等的成型装置本体的动作，图4(B)主要说明取出装置50的动作。

首先控制部87介过取出装置驱动部83确认取出装置50的状态(步骤S11)。具体如下，判断取出装置50是否回复在基本位置，取出装置50没有回复在基本位置时，使取出装置50回复到基本位置。这里的所谓取出装置50在基本位置，是指其在图2中用点划线所示的位置。即机械手55位于定模板31的中央上方。

接下去控制部87介过曲柄驱动部81启动开关驱动装置40，由此使动模板33向+X侧移动开始关模(步骤S12)。控制部87就此继续启动开关驱动装置40，使动模板33向定模板31侧移动，直到固定模具61和可动模具63接触之模具合上位置为止，之后进一步启动曲柄驱动部81用必要的压力关紧固定模具61和可动模具63进行合模。随着上述合模状态的开始，动模板33和定模板31的关模结束(步骤S13)。

在上述关模的同时，控制部87介过取出装置驱动部83限制取出装置50的动作。也就是说，在步骤S12的关模开始到步骤S13的关模结束期间，控制部87使取出装置50停止动作处于待机状态(步骤S21)，保持Y移动部53和机械手55静止状态。

说明一下上述在关模动作正在进行中时使取出装置50停止工作的理由。也就是说，若在关模动作正在进行中时若使取出装置50启动的话，从Y移动部53和X移动部54发出的振动引起定模板31和动模板33振动，固定模具61和可动模具63的模具对准精度有降低倾向。尤其在成形品MP为高精度光学元件时，模具对准精度的降低将引起成形品MP光学性能劣化，降低出成率等。另外，本发明者发现，Y移动部53支撑着X移动部54，具有相当重的重量，所以，若在使Y移动部53移动到图2中虚线所示的后把位置状态下进行上述关模的话，成形品MP的加工精度降低。即位于虚线所示后把位置的Y移动部53给导向轨51b较大转矩，并且通过固定部51a对定模板31产生绕X轴的旋转力。而如此保持Y移动部53于虚线位置进行关模时，发现固定模具61和可动模具63的模具对准精度大大降低，成形品MP的加工精度降低倾向。并且只要Y移动部53的位置有一定程度偏离定模板31的中央正上方，即使Y移动部53不移动到虚线所示的后把位置，也会出现上述加工精度降低倾向。因此在关模动作进行中时，将Y移动部53保持在定模板31中央上方的基本位置。也就是说在关模动作进行中时，保持取出装置50的水平方向、即±Y方向上的重心位置。

接下去，控制部87介过取出装置驱动部83启动取出装置50，在机械手55夹持在前工序成型的成形品MP时，使机械手55夹持成形品MP开始向+Y侧横向移动(步骤S22)。这样，能够使被机械手55夹持的成形品MP移动排放到堆放台ST。此时由于Y移动部53等可动部的移动，取出装置50水平方向上的重心位置发生变化。并且在关模结束模具处于闭合状态之后，固定模具61和可动模具63由充分的压力关紧，不易发生模具偏离，所以，即使使Y移动部53移动到虚线的后把位置，也几乎不会发生定模板31的振动和模具偏离，没有成形品MP加工精度降低之危惧。

接下去，控制部87介过射出装置驱动部85启动射出装置70，用必要的压力，向合模的固定模具61和可动模具63之间的腔中注入树脂，进行射出(步骤S14)。然后控制部87使树脂在腔中徐徐冷却等待成型完毕(步骤S15)。

与此同时，控制部87介过取出装置驱动部83使取出装置50继续启动，将成形品MP载置于堆放台ST，在使空出的机械手55上升到向导轨51b的高度，同时，开始向-Y侧的横向移动(步骤S23)。即Y移动部53开始向定模板31的中央上方的基本位置回复。

而有关开关驱动装置40的动作，控制部87则等待搬送结束，即机械手55置于定模板31的中央上方，取出装置50回到基本位置(步骤S16)。但在取出装置50完成搬送而固定模具61和可动模具63还没有完成成型时，控制部87则使取出装置50待机，直至完成成型为止(步骤S24)。这样能够避免开模时取出装置50的Y移动部53向横向移动，在开模动作进行期间能够保持取出装置50水平方向、即±Y方向上的重心位置。这样能够防止开模时固定模具61和可动模具63的位置偏离，能够防止两模具61、63在即将分离之前因相对变位而损坏，以及下一次关模时位置发生偏离。

接下去，控制部87确认搬送结束和成型结束，介过曲柄驱动部81启动开关驱动装置40，使动模板33向-X侧移动，开始开模(步骤S17)。控制部87继续启动开关驱动装置40，使动模板33后退，直至固定模具61和可动模具63最为分开，由此完成开模(步骤S18)。

接下去控制部87确认开模完成，并介过取出装置驱动部83启动取出装置50，使机械手55开始成形品MP的取出(步骤S25)。由此机械手55向-Z方向移动，把持留在固定模具61或可动模具63一方中的成形品MP的合适处，从两模具61、63取出成形品MP，后退到不碰撞的位置，之后，向+Z方向移动向基本位置的回复完成(步骤S26)。也就是说，在Y移动部53位于定模板31中央上方的基本位置状态下，机械手55也同样回复到基本位置。此时取出装置50水平方向上的重心位置没有变化。

之后回到步骤S11等，进行上述同样的处理。也就是说，将取出装置50保持在基本位置进行关模，等关模结束处于模具不会发生偏离的状态，由取出装置50进行成形品MP的水平方向搬送。

上述实施方式中，正在进行关模动作以及正在进行开模动作期间，取出装置50处于待机状态，但此时允许不伴随水平方向重心位置移动的上下方向的移动。

通过上述实施方式对本发明进行了说明，但本发明不局限于上述实施方式，可以进行各种变形。例如，可以是取出装置50以外的附带装置的可动部在水平方向移动时，不进行关模或开模。

Claims (7)

1.一种射出成型装置，包括：

成型装置本体，其备有安装固定模具的定模板和安装可动模具的动模板，成型时，在所述定模板和所述动模板之间，夹持所述固定模具和所述可动模具，进行合模；

附带装置，被装在所述成型装置本体上，备有进行搬运动作的可动部，其搬运由所述成型装置本体成型的成形产品；

驱动控制装置，其通过控制所述成型装置本体以及所述附带装置的动作，在所述动模板的关模动作正在进行中时，使所述附带装置保持所述附带装置水平方向上的重心位置。

2.权利要求1中记载的射出成型装置，其特征在于，所述驱动控制装置在所述动模板的开模动作正在进行中时，以及在所述动模板的关模动作正在进行中时，使所述附带装置的水平方向上的重心位置一致。

3.权利要求1或2的任何一项中记载的射出成型装置，其特征在于，所述驱动控制装置在使动模板施加压力而所述固定模具和所述可动模具处于合模状态时，启动附带装置的可动部，使附带装置水平方向上的重心位置移动。

4.权利要求1至3的任何一项中记载的射出成型装置，其特征在于，所述驱动控制装置在所述开模完成之后到所述关模开始之前期间，移动所述附带装置的所述可动部，使其升降。

5.权利要求1至4的任何一项中记载的射出成型装置，其特征在于，所述附带装置是取出装置，其备有把持成形品的机械手，固定在所述定模板上，在开模时或开模后，向外部取出留在所述固定模具或所述可动模具中的成形品。

6.一种采用射出成型装置的成型方法，该射出成型装置包括：成型装置本体，成型时在定模板和动模板之间夹持固定模具和可动模具进行合模；附带装置，被装在所述成型装置本体上，备有进行搬运动作的可动部，其搬运由所述成型装置本体成型的成形产品；成型方法的特征在于，在使所述动模板移动的关模动作正在进行中时，保持所述附带装置的水平方向上的重心位置。

7.权利要求6中记载的成型方法，其特征在于，在所述固定模具和所述可动模具的合模状态中，使所述附带装置的水平方向上的重心位置移动。

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