CN102964056A - 连续式工件模造设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续式工件模造设备，包括复数上模仁，分别设置于复数不同之加工工位上；以及单一下模仁，在该复数上模仁之间移动于不同之加工工位，藉由该复数上模仁之运作进行不同之加工作业。本发明还提供一种连续式工件模造方法。本发明提供的连续式工件模造设备及方法，采用固定式上模仁及流动式下模仁，简化了组模、修模过程，并且可对工件连续式成形，提高了生产效率。

Description

连续式工件模造设备及方法

技术领域

本发明涉及一种工件制造设备及方法，特别涉及一种连续式工件模造设备及方法。

背景技术

习知之玻璃工件之模造方法，以一模板或套筒配合成对之上、下模仁以形成模穴，并利用玻璃材料之高温软化特性，于模穴中藉由上模仁及下模仁之加压过程，将玻璃材料压造成型，使其变形并接近预期中之表面形状与厚度而形成模造半成品，随后于玻璃材料冷却收缩且粘滞度升高之过程中再给予模造半成品适当之二次加压成型，此时上、下模仁之表面形状将真实地转印于玻璃材料上，并最终获得所需表面形状之玻璃工件的模造成品。

为提高玻璃模造制程之生产效率，目前产业界于生产上常采用一模多穴型模造设备。该一模多穴型玻璃模造装置之基本构造，其包括上模板及下模板，同一上模板同时设置有若干上模仁，同样地，同一下模板也同时设置有若干下模仁，且每一下模板在数量与位置上是相对应于下模仁。该等上模仁、下模仁与上模板、下模板之间配置有垫片，以调整上模仁、下模仁于上模板、下模板中之放置深度，使各模穴所压造出之工件厚度趋于一致。生产时藉由传动系统带动上模板或下模板沿垂直方向活动，使固定安装于上模板及下模板之上模仁、下模仁产生合模、开模等动作，从而完成玻璃工件之模造。

惟，该习知模造设备中之上、下模仁系分别固定成形于上、下模板中，倘若其中某个模仁有缺陷，则必须将整个模板拆卸才能进行零元件更换，以致延误生产，或者以塞穴方式处理，但若塞穴数量增多，则生产效率必定相应降低。另，由于每一对模仁皆系藉由垫片来调整其相对高度，为确保由各模穴压出之玻璃工件厚度尺寸一致，需要精确计算及控制全部垫片的尺寸，并进行高精度之安装及调试以使各模仁之高度一致，故，会造成组模、修模过程繁琐且冗长，需要熟练技工花费大量之时间及精力。故，习知模造设备组模、修模工时较长且过程较为繁琐，从而降低生产效率。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种连续式工件模造设备，其内配置的各上模仁乃为独立分离设置与运作而非设置在同一上模板上同时运作，且下模仁乃为移动式地运作于该些上模仁之间，如此在某个模仁有缺陷时，无需将整个模板拆卸才能进行零元件更换，且无需高精度地安装及调试各模仁之高度，藉此可提高整体的生产效率。

一种连续式工件模造设备，包括：

复数上模仁，分别设置于复数不同之加工工位上；以及

单一下模仁，在该复数上模仁之间移动于不同之加工工位，藉由该复数上模仁之运作进行不同之加工作业。

进一步地，该复数不同之加工工位包括顺序设置的预热预压工位、高温加热加压工位及退火工位。

进一步地，该预热预压工位及退火工位均包括用于对工件进行低温加热之红外加热板，该下模仁可放置于该红外加热板上。

进一步地，该红外加热板包括外壳、固定于该外壳上之绝热保温板、均匀分布于该绝热保温板之一侧面上之复数红外线加热灯、填充于该外壳与该绝热保温板之间之保温棉、固定于该绝热保温板靠近该复数红外线加热灯之表面之测温探头。

进一步地，该高温加热加压工位包括用于对工件进行高温加热之感应加热机构。

进一步地，该感应加热机构采用铜质感应线圈，并通以高周波电源。

进一步地，该预热预压工位、高温加热加压工位及退火工位分别包括用于对该上模仁及下模仁施加压力之加压机构，该每一加压机构包括一上压头、一下压头及二隔热垫，该二隔热垫分别固定于该上压头及下压头上，该上模仁固定于上压头之隔热垫上，红外加热板固定于下压头之隔热垫上。

进一步地，该连续工件模造设备还包括装卸料传动机构，该装卸料传动机构用于将该下模仁及工件一并顺序移动至该复数不同之加工工位。

进一步地，该连续式工件模造设备还包括用于控制红外加热板及感应加热机构之加热温度之温度检测控制机构。

进一步地，该连续式工件模造设备还包括用于冷却成形后之工件之冷却板。

进一步地，该上模仁及下模仁皆形成有弯曲之成型面，以便于成形具有曲面之工件。

另，还有必要提供一种连续式工件模造方法。

一种连续式工件模造方法，包括步骤：a)提供复数固定于不同加工工位之上模仁及一可移动之下模仁，工件放置于该下模仁上；b)移动该下模仁及工件于不同之加工工位，藉由该复数上模仁之运作对该工件进行不同之加工作业。

上述连续式工件模造设备内配置的各上模仁乃为独立分离设置与运作，而非设置在同一上模板上同时运作，故，避免产生习知一模多穴模模造设备的上述修模工时较长且过程较为繁琐的问题；另，由于上述连续式工件模造设备无需使用垫片，故，省去调试垫片繁琐过程。同时，上述连续式模造设备采用上、下模仁独立分离之模具组，包括复数固定式上模仁及流动式下模仁，其中固定于不同工位之每个上模仁均可同流动之下模仁合模，以便于对工件进行连续式成形，若其中某一模仁出现问题，则可快速更换该模仁，其并不影响整体成形流程，故，上述连续式工件模造设备修模工时较短且过程较为简单，克服习知工件模造设备的缺陷，从而提高生产效率。上述连续式工件模造方法可对复数工件连续地成形，以提高生产效率。

附图说明

下面结合具体实施方式及附图，对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明之一实施例之连续工件模造设备之局部立体图。

图2为图1所示之连续工件模造设备之预热预压工位之结构示意图。

图3为图1所示之连续工件模造设备之红外加热板之结构示意图。

图4为图1所示之连续工件模造设备之高温加热加压工位之结构示意图。

图5为图1所示之连续工件模造设备之局部立体图。

图6为本发明之一实施例之连续工件模造方法之流程图。

具体实施方式

请一并参阅图1及图2，连续式工件模造设备100包括复数上模仁130及、一下模仁180及复数不同之加工工位，该些加工工位可以包括预热预压工位1、高温加热加压工位2、退火工位3，该些上模仁130分别设置于不同之加工工位上，例如预热预压工位1、高温加热加压工位2、退火工位3上，工件4放置于下模仁180上，下模仁180顺序移动于该不同之加工工位，在不同之加工工位配合上模仁的开模、合模之动作对工件4进行加工。

根据本发明实施例，下面对不同加工工位之结构分别进行说明。

如图2所示，预热预压工位1包括红外加热板110、上模仁130、加压机构140。该加压机构140包括一上压头141、一下压头143、驱动气缸145及二隔热垫(图未示)。二隔热垫分别固定于上压头141、下压头143上。上模仁130固定于上压头141之隔热垫上，红外加热板110固定于下压头143之隔热垫上。具体于本实施例中，下压头143为一承载板；下模仁180可移动地放置于红外加热板110上，工件放置于下模仁180上，通过红外加热板110对工件进行加热。驱动气缸145驱动上压头141及上模仁130朝向下模仁180运动，施加一较小压力于工件上，使工件预成形。预成形后，工件4和下模仁180被移动至下一工位。可以理解，与具体实施例中，该预热预压工位1可以是多个，以分别独立地对工件进行预热预压加工。

请参阅图3，每一红外加热板110包括复数红外线加热灯111、一绝热保温板113、一外壳115、一保温棉117及一测温探头119。红外线加热灯111选择优质材料制成之短波红外线加热灯为热源。红外线加热灯111能长期对物体快速加热到900℃而不损坏，满足加热温度要求及升温速度要求。复数红外线加热灯111均匀分布于耐高温之绝热保温板113一侧面上，且红外线加热灯111之冷极端穿过绝热保温板，并于绝热保温板113内接引线。绝热保温板113固定于外壳115上，具体地，该外壳可用不锈钢材质制成。保温棉117填充于外壳115与绝热保温板113之间。测温探头119固定于绝热保温板113靠近红外线加热灯111之表面。具体于本实施例中，测温探头119为一热电偶，热电偶贴近到被加热物体表面，测量被加热物体所被照射到之部位温度。测温探头119测到温度讯号传送到智慧温度、功率控制仪表，并根据回馈之温度讯号再指令可控硅功率控制单元对红外线加热灯111之电源进行电压、电流或功率输出进行即时调整控制，从而实现对被加热物体进行快速加热以及加热恒温。同时，每种工件之自身吸热之波长范围皆不一样，故，需要根据工件之吸收波长，匹配相对应之红外线加热灯111亦为最佳节能之方式之一。

请参阅图4，高温加热加压工位2包括感应加热机构120、上模仁130及上述加压机构140，上模仁130固定于该加压机构的上压头141之隔热垫上，下模仁180及工件4可一并移动地放置于该加压机构140的下压头143之隔热垫上。具体与本实施例中，下模仁180及工件4可一并上升至该感应加热机构120内，进行高温加热，加压机构140施加一较大压力于上模仁130上，上模仁130与下模仁180配合以形成该工件。

感应加热机构140采用铜质感应线圈，通以高周波电源使上模仁130及下模仁180内产生感应电流，感应电流于上模仁130及下模仁180中流动时因电阻而产生热量使工件升至所需温度。

退火工位3包括一红外加热板110、一上模仁130及一加压机构140。上模仁130固定于加压机构140之上压头141上，下模仁180放置于红外加热板110上，红外加热板110固定于加压机构140之下压头143上。工件4放置于下模仁180上，加压机构140施加一较小压力于该上模仁，使工件保持形变。

如图1所示，上述连续式工件模造设备100还包括装卸料传动机构150。复数上模仁130分别设置于复数不同之加工工位上，下模仁180和工件4一并通过该装卸料传动机构150的传动作用移动于预热预压工位1、高温加热加压工位2及退火工位3之不同加工位置，藉由复数上模仁130之运作进行不同之加工作业。可以理解，该装卸料传动机构150亦可为其他传动机构，例如，采用传动皮带轮或智能机械手等。具体于本实施例中，上模仁130及下模仁180皆形成有弯曲之成型面，以便于成形具有曲面之工件。

上述连续式工件模造设备100还包括进料板181、出料板183及冷却板185。进料板181用于放置待加工之工件。出料板183用于放置加工冷却后之工件。冷却板185用于冷却加工成形后之工件。具体于本实施方式中，冷却板185采用水冷结构，以保证冷却速度。

请参阅图5，本发明提供之连续式工件模造设备还包括一收容该红外加热板110、感应加压机构120、上模仁130、下模仁180、加压机构140及装卸料传动机构150之固定箱体170，固定箱体170内设有石英管，石英管用于提升加热温度极限。固定箱体170外侧壁上开有氮气进气口，并于进气口前面装有电磁阀，可实现自动充气。于下法兰处设有一抽气口及泄压口，并皆装有电磁阀，可根据工艺需要于抽气口处连接一个机械泵171对石英管进行预抽真空，然后再通保护氮气，当工件成形结束后，藉由泄压口将保护氮气排出，如不需要预抽真空，只需将阀门关闭即可。固定箱体170之外侧壁上还开设有送料门172、出料门(未图示)及观察窗173。

上述连续式工件模造设备内配置的各上模仁乃为独立分离设置与运作而非设置在同一上模板上同时运作，故，避免产生习知一模多穴模模造设备的上述修模工时较长且过程较为繁琐的问题；另，由于上述连续式工件模造设备无需使用垫片，故，省去调试垫片繁琐过程。同时，上述连续式工件模造设备采用上、下模仁独立分离之模具组，包括复数个固定式上模仁及流动式下模仁，其中固定于不同工位之每个上模仁均可同流动之下模仁合模，以便于对工件进行连续式成形，若其中某个模仁出现问题，则可快速更换该模仁，其并不影响整个成形流程，故，上述连续式工件模造设备修模工时较短且过程较为简单，克服习知模造设备的缺陷，从而提高生产效率。上述连续式模造方法可对复数工件连续地成形，以提高生产效率。

请参阅图6，采用上述连续式工件模造设备100成形工件之方法包括如下步骤：

步骤S201，提供复数固定于不同加工工位之上模仁及一可移动之下模仁，工件放置于下模仁上。

接着，移动该下模仁及工件于不同之加工工位，藉由该复数上模仁之运作对该工件进行不同之加工作业，详细步骤可参考以下描述的步骤S202～S205。该不同之加工工位可以包括预热预压工位、高温加热加压工位、退火工位及冷却工位。

步骤S202，对该工件进行预热预压，预热预压成形后，工件跟随下模仁移动至下一工位。具体于本实施例中，在预热预压工位，可采用红外加热板对待工件进行预热，采用一加压架构对待工件进行加压。预热预压成形后，工件跟随下模仁移动至高温加热加压工位。该待加工之工件可以是一玻璃工件，对玻璃工件预热预压，可有效防止玻璃工件突然受到太高之温度或压力破裂。

步骤S203，对该工件进行高温加热加压，成形后工件跟随下模仁移动至下一工位。具体于本实施例中，在高温加热加压工位，可采用一感应加热机构对该工件进行高温加热，该感应加热机构采用铜质感应线圈，通以高周波电源使该上模仁及下模仁内产生感应电流，感应电流于该上模仁及下模仁中流动时因电阻而产生热量使工件升至所需温度。成形后工件跟随下模仁移动至退火工位。

步骤S204，对该工件进行退火，退火后工件跟随下模仁移动至下一工位。具体于本实施例中，在退火工位对工件进行退火，退火后工件跟随下模仁移动至冷却工位。可采用用红外加热板对该工件进行退火，采用一加压架构对成形工件施加一较小压力使工件保持形变。工件退火后，可保证工件之尺寸进度，消除工件热弯后之内应力。

步骤S205，对该工件进行冷却。具体于本实施例中，可采用冷却板对该工件进行冷却，该冷却板采用水冷结构。

上述连续式工件模造方法可对复数工件连续地成形，以提高生产效率。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (15)

1.一种连续式工件模造设备，其特征在于，该连续式工件模造设备包括：

复数上模仁，分别设置于复数不同之加工工位上；以及

单一下模仁，在该复数上模仁之间移动于不同之加工工位，藉由该复数上模仁之运作进行不同之加工作业。

2.如权利要求1所述的连续式工件模造设备，其特征在于，该复数不同之加工工位包括顺序设置的预热预压工位、高温加热加压工位及退火工位。

3.如权利要求2所述的连续式工件模造设备，其特征在于，该预热预压工位及退火工位均包括用于对工件进行低温加热之红外加热板，该下模仁可放置于该红外加热板上。

4.如权利要求3所述的连续式工件模造设备，其特征在于，该红外加热板包括外壳、固定于该外壳上之绝热保温板、均匀分布于该绝热保温板之一侧面上之复数红外线加热灯、填充于该外壳与该绝热保温板之间之保温棉、固定于该绝热保温板靠近该复数红外线加热灯之表面之测温探头。

5.如权利要求2所述的连续式工件模造设备，其特征在于，该高温加热加压工位包括用于对工件进行高温加热之感应加热机构。

6.如权利要求5所述的连续式工件模造设备，其特征在于，该感应加热机构采用铜质感应线圈，并通以高周波电源。

7.如权利要求3所述的连续式工件模造设备，其特征在于，该预热预压工位、高温加热加压工位及退火工位分别包括用于对该上模仁及下模仁施加压力之加压机构，该每一加压机构包括一上压头、一下压头及二隔热垫，该二隔热垫分别固定于该上压头及下压头上，该上模仁固定于上压头之隔热垫上，红外加热板固定于下压头之隔热垫上。

8.如权利要求7所述的连续式工件模造设备，其特征在于，该连续工件模造设备还包括装卸料传动机构，该装卸料传动机构用于将该下模仁及工件一并顺序移动至该复数不同之加工工位。

9.如权利要求1所述的连续式工件模造设备，其特征在于，该连续式工件模造设备还包括用于冷却成形后之工件之冷却板。

10.如权利要求1所述的连续式工件模造设备，其特征在于，该上模仁及下模仁皆形成有弯曲之成型面，以便于成形具有曲面之工件。

11.一种连续式工件模造方法，其特征在于，包括步骤：

a)提供复数固定于不同加工工位之上模仁及一可移动之下模仁，工件放置于该下模仁上；

b)移动该下模仁及工件于不同之加工工位，藉由该复数上模仁之运作对该工件进行不同之加工作业。

12.如权利要求11所述的连续式工件模造方法，其特征在于，步骤b)包括：

(1)对该工件进行预热预压，预热预压成形后，工件跟随该下模仁移动至下一工位；

(2)对该工件进行高温加热加压，成形后工件跟随该下模仁移动至下一工位；

(3)对该工件进行退火，退火后工件跟随该下模仁移动至下一工位；以及

(4)对该工件进行冷却。

13.如权利要求12所述的连续式工件模造方法，其特征在于，步骤(1)包括采用红外加热板对该工件进行预热，步骤(3)包括采用红外加热板对该工件进行退火。

14.如权利要求12所述的连续式工件模造方法，其特征在于，步骤(2)包括采用感应加热机构对该工件进行高温加热，该感应加热机构采用铜质感应线圈，通以高周波电源使该上模仁及下模仁内产生感应电流，感应电流于该上模仁及下模仁中流动时因电阻而产生热量使工件升至所需温度。

15.如权利要求12所述的连续式工件模造方法，其特征在于，步骤(4)包括采用冷却板对该工件进行冷却，该冷却板采用水冷结构。

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