CN101269538A - 射出成型装置以及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在提供一种射出成型装置，在控制部(89)的控制下，在开模中断期间，启动取出装置(50)使机械手(55)把持成形品MP，在使机械手(55)把持成形品的状态下，启动动模板(33)再次开始开模。这样，通过就此固定机械手(55)使动模板(33)后退，使可动模具(63)再次开始开模，能够使留在可动模具(63中的成形品MP从可动模具(63)完全脱模和分离。由此能够避免成形品MP被从可动模具(63)倾斜地取出，能够顺利地从可动模具取出成形品MP。

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，要使得上述取出装置的移动方向和动模板的移动方向精密一致则并非容易，有时会对影响成形品的顺利取出，或在取出时损坏成形品。

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，其能够顺利地取出成形品。

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)取出装置，其具有把持成形品的机械手，向外部取出留在可动模具中的成形品；(c)驱动控制装置，通过控制成型装置本体以及取出装置的动作，在启动动模板进行开模中途一旦中断开模期间，启动取出装置使机械手把持成形品，在使机械手把持成形品的状态下，启动动模板再次开始开模。

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；取出装置，用机械手向外部取出留在可动模具中的成形品；成型方法包括以下工序：中断工序，在启动动模板进行开模中途一旦中断；把持工序，在开模中断期间，启动取出装置使机械手把持成形品；再次开始工序，在使机械手把持成形品的状态下，启动动模板使开模再次开始。

附图说明

图1：说明第1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：说明固定模具以及可动模具构造的侧向剖面图。

图4：图1以及图2所示射出成型装置的控制系说明方框图。

图5：(A)、(B)是射出成型装置的动作说明流程。

图6：(A)、(B)是第1实施方式的射出成型装置的动作说明流程。

具体实施方式

根据上述射出成型装置，因为驱动控制装置在开模中断期间启动取出装置使机械手把持成形品，且在使机械手把持成形品的状态下启动动模板再次开始开模，所以就此固定机械手而通过可动模具的开模，能够使留在可动模具中的成形品从可动模具完全脱模或分离。因此，能够避免成形品被倾斜地从可动模具取出，能够顺利地从可动模具取出成形品。

上述成型方法中，因为在开模中断期间启动取出装置使机械手把持成形品，且在使机械手把持成形品的状态下启动动模板再次开始开模，所以就此固定机械手而通过可动模具的开模，能够使留在可动模具中的成形品从可动模具完全脱模或分离。因此，能够避免成形品被倾斜地从可动模具取出，能够顺利地从可动模具取出成形品。

根据本发明的具体实施方式或其侧面，上述射出成型装置还备有顶出装置，其将留在可动模具中的成形品从可动模具顶出，驱动控制装置在开模开始到开模结束期间，启动顶出装置使留在可动模具中的成形品被顶出。此时，顶出装置能够辅助从可动模具脱模和分离成形品的动作，能够顺利从可动模具取出成形品。

本发明的另一个方式中，在机械手把持成形品后，驱动控制装置在启动动模板使开模再次开始的同时，启动顶出装置顶出留在可动模具中的成形品。这样能够使可动模具的移动和顶出装置的动作同步地从可动模具取出成形品，能够顺利地将成形品从可动模具取出。

本发明的另一个方式中，成型装置本体具有导向装置和驱动装置，其中，所述导向装置支撑动模板，使其能够在接近定模板的合模位置和离开动模板的退避位置之间滑动；所述驱动装置驱动动模板在合模位置和退避位置之间相对定模板进退移动。此时能够高精度地使动模板和定模板进行相互接近或分离的动作。

根据本发明的具体方式，上述成型方法中，在机械手把持成形品的状态下，通过再次开始开模，一边使可动模具后退地抽出成形品，一边将留在可动模具中的成形品从后方顶出。这样能够使可动模具的移动和顶出装置的动作同步地从可动模具取出成形品，能够顺利地将成形品从可动模具取出。

(第1实施方式)

参照附图，对本发明第1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AA箭头方向视图。

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，作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上面一端，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能够脱卸地撑持着可动模具63，且内侧33a对着定模板31的内侧31a。动模板33背面装有顶出销驱动装置91。顶出销驱动装置91驱动后述组装在可动模具63中的顶出销16、17(参照图3)，作留在可动模具63中的成形品MP的顶出。

后模板35被固定在支撑架20上面的另一端，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。其中，滑动导向41和系杆43a、43b作为导向装置，起到支撑动模板33且使其能够滑动的功能。另外，曲柄机构45和传动装置47作为驱动装置，起到用来使动模板33进退移动的功能。

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滑动流畅。

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套管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向导，在±X方向作往复移动。也可以除去系杆43a、43b而仅仅用滑动导向41构成导向装置，此时系杆43a、43b具有起到使固定定模板31和后模板35相互牢固固定的作用。

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，动模板33变位自在地接近或离开后模板35，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，在动模板33的合模位置，能够使动模板33和定模板31相互接近地闭紧，能够对由模板夹持的固定模具61和可动模具63进行关模。或能够使动模板33和定模板31相互分离，使动模板33移动到退避位置，能够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(ballscrew)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，也可以省略曲柄机构45，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把持浇道部分或流道部分，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是说明由固定模具和可动模具构成的模具装置部分构造的侧向剖面图。固定模具61包括模板61a和安装板61b，其中内藏嵌件61c。本实施方式中为了能够同时成型多个凸透镜，在固定模具61中内藏了多个固定嵌件61c。另外，在该固定模具61中央埋入浇道套61d，浇道套61d中，沿着其中心轴形成了浇道空间SP。

可动模具63包括模板63a和托板63b，其中内藏嵌件63c。与多个固定嵌件61c相应，可动模具63中也配置了多个可动嵌件63c，各可动嵌件63c对着各固定嵌件61c，能够进退。

上述可动模具63中的托板63b背面，介过定位块11和顶出板12装着安装板14。另外可动模具63中，设有位于中央的主顶出销16和位于主顶出销16周围的使各可动嵌件63c进退的多个嵌件用顶出销17，顶出销16、17穿过托板63b、顶出板12、安装板14能够进退。顶出销16、17与图1所示的顶出销驱动装置91连结。

对图3所示模具装置中的成型作说明，充填树脂时，射出装置70射出端71的发硬树脂先被注入堆积部C，而充分熔融状态的树脂经过流道RU以及浇口GA流入腔CA。一旦腔CA和流道RU中的树脂完全固化，则先通过开模使可动模具63从固定模具61分离，之后启动顶出销驱动装置91使主顶出销16向前。这样，与堆积部C对应的产品部分被从可动模具63推出，同时顶出板12向前带动嵌件用顶出销17向前，与腔CA对应的产品部分也被从可动模具63推出。此时通过调整主顶出销16的推出量，使成形品不至于从可动模具63落下地从可动模具63推出成形品MP(参照图1)，能够使成形品MP留在可动模具63侧。为了推出成形品，或固化前对树脂的加压，也可以使嵌件用顶出销17独立工作。

图4是图1等中所示的射出成型装置10的控制系说明方框图。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、顶出销控制部87、控制部89。

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。顶出销驱动部87控制顶出销驱动装置91的动作，调整将留在可动模具63的成形品MP从可动模具63顶出的时机等。这里的顶出销驱动部87和顶出销驱动装置91构成顶出装置，用来将成形品MP从可动模具63顶出。

控制部89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89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89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5是图1等中所示的射出成型装置10的动作概念性说明流程。其中图5(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5(B)主要说明取出装置50的动作。

首先控制部89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S11)。控制部89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。由于上述合模状态的开始而动模板33和定模板31的关模结束(步骤S12)。

在上述关模的同时，控制部89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S11的关模开始到步骤S12的关模结束期间，控制部89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。

说明一下上述关模动作正在进行时使取出装置50停止工作的理由。也就是说，若在关模动作正在进行时使取出装置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，有降低固定模具61和可动模具63的合模对准精度之倾向。尤其在成形品MP为高精度光学元件时，合模对准精度的降低将引起成形品MP光学性能劣化，引起出成率低下等。另外，已经确认到，由于Y移动部53等具有相当重的重量，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时进行上述关模的话，对定模板31产生绕X轴的旋转力，固定模具61和可动模具63的合模对准精度大大降低，成形品MP的加工精度倾向于降低。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正在进行时，保持取出装置50的水平方向、即±Y方向上的重心。

接下去，控制部89介过取出装置驱动部83启动取出装置50，当机械手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侧横向移动开始产品的搬出(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，但固定模具61和可动模具63由充分的压力相互关紧，不会发生模具偏离。

接下去，控制部89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S13)。然后控制部89使树脂在腔中徐徐冷却等待成型完毕(步骤S14)。

与此同时，控制部89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，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。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(步骤S23)。

而有关开关驱动装置40的动作，控制部89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S15)。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89则使取出装置50待机，直至完成成型为止(步骤S24)。

接下去控制部89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，进行初期开模(步骤S16)。该初期开模是使动模板33后退到固定模具61和可动模具63最分开状态的例如3/4程度。此时成形品留在可动模具63中而非固定模具61。

接下去控制部89介过顶出销驱动部87启动顶出销驱动装置91，将留在可动模具63中的成形品MP适当从可动模具63顶出(步骤S17)。此时，使成形品MP不至于从可动模具63掉下地将成形品MP从可动模具63顶出，成形品留在可动模具63。

接下去控制部89介过取出装置驱动部83启动取出装置50，使机械手55把持留在可动模具63中的成形品MP(步骤S25)。若具体说明则如下，机械手55向-Z方向移动，把持留在可动模具63中的成形品MP的浇道或流道部分等合适部位。

与上述把持制品同步，控制部89介过曲柄驱动部81限制开关驱动装置40的动作。也就是说，到步骤S25的制品把持完成为止的期间，控制部89使开关驱动装置40的动作停止，将动模板33维持在初期开模状态(步骤S18)。

接下去，控制部89确认取出装置50对制品的把持，介过曲柄驱动部81再次启动开关驱动装置40，使动模板33向-X侧移动继续开模，同时通过使动模板33后退至固定模具61和可动模具63最为分开的开模极限，完成开模(步骤S19)。此时，取出装置50的机械手55在把持成形品MP的状态静止，随着可动模具63的后退，将成形品MP从可动模具63抽出，同时离开可动模具63一段距离以上，以便能够避免碰触。

接下去，控制部89确认开模完成，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S26)。这样，机械手55在把持成形品MP的状态向+Z方向移动，向基本位置的回复结束(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时，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。并且在完成成型后，在初期开模之后由机械手55把持成形品MP，同时使动模板33后退，将成形品MP从可动模具63抽出。

通过以上说明可以明确，根据本实施方式的射出成型装置10，在控制部89的控制下，在开模中断期间启动取出装置50使机械手55把持成形品MP，在机械手55把持成形品的状态，再次开始启动动模板33。这样，通过就此固定机械手55而使动模板33后退使可动模具63再次开始开模，能够使留在可动模具63中的成形品MP从可动模具63完全脱模或分离。因此，能够避免成形品MP被倾斜地从可动模具63取出，能够顺利地从可动模具63取出成形品MP。

(第2实施方式)

以下对第2实施方式涉及的射出成型装置作说明。第2实施方式涉及的射出成型装置，是第1实施方式涉及的射出成型装置10的变形，有关不作特别说明的部分与第1实施方式相同。

图6是本实施方式的射出成型装置10的动作说明流程。此时，初期开模工序(步骤S16)之后，从可动模具63顶出成形品MP的顶出工序不作为独立工序进行。取而代之，在把持成形品MP工序(步骤S25)之后，再次启动开关驱动装置40，使动模板33向-X侧移动继续开模，同时通过顶出销驱动部87启动顶出销驱动装置91，从可动模具63顶出留在其中的成形品MP(步骤S31)。此时，同步启动可动模具63b和主顶出销16，使可动模具63b的后退量和主顶出销16的顶出量直到主顶出销16到达移动的极限为止一致。这样，取出装置50的机械手55只要略静止在把持成形品MP状态，成形品MP便从可动模具63脱模被慢慢顶出，能够从可动模具63顺利地取出成形品MP。之后，使开关驱动装置40的动作继续，使动模板33后退继续开模，同时，使动模板33后退到固定模具61和可动模具63最为分开的开模极限(步骤S19)，开始使机械手55取出成形品MP(步骤S25)。

以上通过实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不局限于此，可以进行各种变形。例如，在销顶出工序(步骤S17)，可以不使嵌件用顶出销17的顶出与主顶出销16的顶出联动，或可以在销顶出工序(步骤S17)只顶出嵌件用顶出销17。

Claims (6)

1.一种射出成型装置，其特征在于，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；

取出装置，其具有把持成形品的机械手，向外部取出留在所述可动模具中的成形品；

驱动控制装置，通过控制所述成型装置本体以及所述取出装置的动作，在启动所述动模板进行开模中途一旦中断开模，并在该中断开模期间，启动所述取出装置使所述机械手把持成形品，在使所述机械手把持成形品的状态下，启动所述动模板使所述开模再次开始。

2.如权利要求1记载的射出成型装置，其特征在于，

射出成型装置还备有顶出装置，其将留在所述可动模具中的成形品从所述可动模具顶出，

所述驱动控制装置在所述开模开始到所述开模结束期间，启动所述顶出装置使留在所述可动模具中的成形品被顶出。

3.如权利要求2记载的射出成型装置，其特征在于，在所述机械手把持成形品后，所述驱动控制装置在启动所述动模板使所述开模再次开始的同时，启动顶出装置使留在所述可动模具中的成形品被顶出。

4.如权利要求1至3的任何一项记载的射出成型装置，其特征在于，所述成型装置本体具有导向装置和驱动装置，其中，所述导向装置支撑所述动模板，使其能够在接近所述定模板的合模位置和离开所述动模板的退避位置之间滑动；所述驱动装置使所述动模板在所述合模位置和所述退避位置之间相对所述定模板进退移动。

5.一种成型方法，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，其在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；取出装置，其用机械手向外部取出留在所述可动模具中的成形品；成型方法的特征在于，包括以下工序：

中断工序，在启动所述动模板进行开模中途一旦中断；

把持工序，在所述开模中断期间，启动所述取出装置使所述机械手把持成形品；

再次开始工序，在使所述机械手把持成形品的状态下，启动所述动模板使所述开模再次开始。

6.如权利要求5记载的成型方法，其特征在于，在所述机械手把持成形品的状态下，通过再次开始所述开模，一边使所述可动模具后退地抽出成形品，一边将留在所述可动模具中的成形品从后方顶出。

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