CN107107418A - 关于制造用于形成隐形眼镜的模具的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明描述用于在注射模制机中交换用于形成不同类型的模具的工具及/或工具组合件的方法及设备。使用机器人进行工具及/或工具组合件的交换。可用单个注射模制设备制作用于模制不同度数或类型的隐形眼镜的隐形眼镜模具半体及组合件。

Description

关于制造用于形成隐形眼镜的模具的方法及设备

技术领域

本发明涉及用于通过注射模制制造适用于形成隐形眼镜的模具半体的方法及设备。特定来说，其涉及用于在注射模制机中交换工具及/或工具组合件以制造用于不同度数或类型的隐形眼镜的模具半体的设备及方法。

背景技术

已知制造隐形眼镜的各种方法，包含旋转浇铸、车床加工(例如，通过金刚石车削)及浇铸模制(例如，使用注射模制模具半体)。软性隐形眼镜(包含常规水凝胶及硅酮水凝胶隐形眼镜)的制造存在特定困难，这是因为隐形眼镜是易碎的。隐形眼镜的表面及边缘，包含提供视力矫正的表面以及用于浇铸模制隐形眼镜的表面的表面及边缘必须按光学精度制造及维持，且所有表面及边缘必须在紧密度公差内制造以为眼睛提供期望水平的视力矫正及/或提供期望的美观外表，且避免对佩戴者的眼睛造成不适或甚至损伤的潜在问题。使用高速制造线，可非常大量地制造隐形眼镜，例如，每一天制造数万隐形眼镜。可期望隐形眼镜的制造速率的增加来降低每一镜片的成本。但是，重要的是增大的制造速率不损及所生产镜片的质量。

发明内容

根据本发明，可通过使用一次性模具半体进行浇铸模制而制造隐形眼镜。可制造第一类型及第二类型的模具半体。模具半体可经成形，使得可将第一类型的模具半体与第二类型的模具半体放在一起以在其间界定腔，所述腔具有待制造的隐形眼镜的形状。举例来说，第一类型的模具半体可为母模具半体，其各自具有光学质量的凹表面，且界定隐形眼镜的正面。第二类型的模具半体则可为公模具半体，其各自具有光学质量的凸表面，且界定隐形眼镜的背面。在形成镜片时，可将可聚合组合物放置在母模具半体中。接着，可将公模具半体与母模具半体配合，界定其中容纳可聚合组合物的腔。可聚合组合物可例如通过暴露于紫外光及/或通过加热而在腔中固化，且借此形成经聚合隐形眼镜主体。接着，可分离模具半体且可释放或移除隐形眼镜主体。隐形眼镜主体可接着经历进一步处理，例如水合以形成成品隐形眼镜。模具半体可在制造过程期间被处理掉。

由于模具半体通常是一次性的，因此本发明提供一种设备及方法，使得其可尽可能高效地制作，而不损失质量。可制作数种不同度数的隐形眼镜以为患有不同球镜屈光不正(即，不同量的近视或远视)的不同病人提供镜片。还可制作复曲面镜片(提供圆柱形矫正的镜片)、多焦距镜片或其它特定形式的镜片。由于为每一类型的镜片的每一度数提供单独的制造线是不切实际的，因此本发明的设备及方法可使用可互换工具或工具组合件，其可机械性地交换以制造不同度数或类型的镜片。本发明的设备及方法缩短工具交换时间，使生产最大化，促进隐形眼镜的高速制造及实现多种度数及类型的镜片的高速制造。

本发明的第一方面提供用于制造用于制造隐形眼镜的模具半体的设备。所述设备包括：

-注射模制设备，其包含用于承载可移除夹头的板；

-夹头存储装置，其用于存储至少一个可移除夹头，所述至少一个可移除夹头经配置以插入到板中；及

-夹头交换机器人，其经配置以从板夹持可移除夹头，将可移除夹头移动到夹头存储装置，将可移除夹头插入到夹头存储装置中，从夹头存储装置夹持替换夹头，将替换夹头移动到板，且将替换夹头插入到板中。

本发明的第二方面提供一种用于制造用于制造隐形眼镜的模具半体的方法。所述方法包括：

-使用机器人以在注射模制设备中将第一夹头从板移除，第一夹头包括安装于其中的第一工具半体，第一工具半体界定第一注射模制腔的至少一个部分用于模制隐形眼镜模具半体；

-使用机器人以将第一夹头运送到夹头存储装置，并且将第一夹头插入到夹头存储装置中；

-使用机器人以将替换夹头从夹头存储装置移除，替换夹头包括第二模具工具半体，所述第二模具工具半体界定第二注射模制腔的至少一个部分用于模制隐形眼镜模具半体；

-使用机器人以将替换夹头运送到板，且将替换夹头插入到板中；及

-在第二注射模制腔中形成隐形眼镜模具半体。

使用机器人以将第一夹头从板移除，使用机器人以运送及插入第一夹头，使用机器人以移除替换夹头，使用机器人以运送且插入替换夹头或其任何组合，可包括在三个维度上移动机器人的夹头提取头。使用机器人以将第一夹头从板移除，使用机器人以运送第一夹头且将第一夹头插入于夹头存储装置中，使用机器人以将替换夹头从夹头存储装置移除，使用机器人以运送替换夹头且将替换夹头插入于板中或其任何组合，可包括使用定位在机器人上的位置传感器。所述位置传感器可定位在机器人的夹头提取头上。使用机器人以将第一夹头从板移除，使用机器人以运送第一夹头且将第一夹头插入到夹头存储装置中，使用机器人以将替换夹头从夹头存储装置移除，使用机器人以运送替换夹头且将替换夹头插入于板中或其任何组合，可包括在三个维度上移动机器人的夹头提取头及使用定位在机器人上的位置传感器两者。

附图说明

图1是根据本发明的示范性实施例的设备的透视图。

图2是根据本发明的实施例的形成注射模制设备的部分的固定板设备。

图3是根据本发明的实施例的穿透固定板设备的工具半体的部分截面图。

图4是根据本发明的实施例的注射模制设备的往复单元的剖视图。

图5是根据本发明的实施例的形成往复单元的部分的安装板的透视图。

图6是根据本发明的实施例的穿透安装板的工具半体的部分截面图。

图7是根据本发明的实施例的夹头交换机器人的透视图。

图8是根据本发明的实施例的夹头交换机器人及布置在垂直平面中的夹头的二维阵列的侧视图。

图9是根据本发明的实施例的包含夹持指状物的夹头提取头的侧视图。

图10是图9的夹头提取头的正视图。

图11是根据本发明的实施例的在转盘上的夹头存储装置的透视图。

具体实施方式

本发明的第一方面提供一种用于制造用于制造隐形眼镜的模具半体的设备，所述设备包括：

-注射模制设备，其包含用于承载可移除夹头的板；

-夹头存储装置，其用于存储至少一个可移除夹头，所述至少一个可移除夹头经配置以插入到板中；及

-夹头交换机器人，其经配置以从板夹持可移除夹头，将可移除夹头移动到夹头存储装置，将可移除夹头插入到夹头存储装置中，从夹头存储装置夹持替换夹头，将替换夹头移动到板，且将替换夹头插入到板中。

所属领域的技术人员将理解本文中描述的发明的实施例的彼此不兼容的特定特征可以任何组合存在于本发明的示范性实施例中。

因此，例如，设备可为体现本发明的任何隐形眼镜模具组合件，其中机器人包括至少一个提取头。夹头提取头可为可在三个维度上移动的夹头提取头。换句话说，机器人可经配置以不仅沿着线或平面移动夹头提取头，而是在例如如由正交的x轴、y轴及z轴界定的三维空间中移动夹头提取头。夹头交换机器人的夹头提取头可可旋转地安装在机器人上。夹头交换机器人的每一夹头提取头可可旋转地安装在机器人上。机器人的夹头提取头可包括夹持部分。机器人的每一夹头提取头可包括夹持部分。当机器人包括夹头提取头时，设备可进一步包括轨条布置，且机器人可经配置以从轨条布置上的其中夹头交换头在板前方的位置移动到轨条布置上的其中夹头提取头在夹头存储装置前方的位置。

设备可为体现本发明的任何隐形眼镜模具组合件，其中设备的板包含至少一个夹具或与至少一个夹具相关联。至少一个板夹可经布置以将夹头固持在板中。设备可进一步包括板中的可移除夹头及安装在可移除夹头中的工具半体，其中注射模制设备包括经配置以将可移除夹头固持在板中的夹具。

设备可为体现本发明的任何隐形眼镜模具组合件，其中夹头包含至少一个圆周凹槽。所述设备可进一步包括插入于板中的可移除夹头及安装在可移除夹头中的工具半体，其中夹头包含圆周凹槽。圆周凹槽可为夹头提取头的夹持器经布置以作用于其的圆周凹槽或可为夹(例如，板夹)经布置以作用于其的圆周凹槽。

设备可为体现本发明的任何隐形眼镜模具组合件，其中夹头存储装置包括用于收纳可移除夹头的外壳。夹头存储装置可包括用于收纳多个可移除夹头的外壳。具有外壳的夹头存储装置可包括转盘，外壳可安装在所述转盘上。转盘可从第一位置旋转到第二位置，在所述第一位置中，夹头可手动装载到外壳中，且在第二位置中，夹头可由夹头交换机器人从夹头存储装置移除。

本文中，参考模具半体，但应了解虽然两个模具半体可彼此互补且一起形成模具组合件，但是每一模具半体未必为模具组合件的一半或50％。一个模具半体可包括模具组合件的20％、30％、40％、45％或类似者，而另一模具半体可包括模具组合件的80％、70％、60％、55％或类似者。因此，虽然两个模具半体可制作一个完整模具组合件，但是应理解两个模具半体无需具有相同大小，其也无需为彼此的镜像。类似地，虽然本文中提及工具半体，但是应了解彼此互补且一起界定模具腔的两个工具半体无需具有相同大小或为彼此的镜像。

所属领域的技术人员将理解下文段落中揭示的特征可在本发明的示范性实施例中以任何组合组合，且可与上文揭示的特征以任何组合组合。

设备的夹头可为第一夹头或替换夹头。工具半体可承载在夹头的前部中。夹头可包含盘形前部。夹头可包含截头圆锥形后部。夹头可包含盘形前部及截头圆锥形后部。夹头可包含圆周凹槽，所述圆周凹槽可例如围绕盘形前部(如果存在)。

设备的至少一个板的每一板可包括多个夹头。多个夹头可为多个第一夹头一或多个替换夹头。由至少一个板承载的多个夹头可布置为二维阵列。

设备的夹头存储装置可包括多个夹头。多个夹头可包括多个第一夹头或多个替换夹头。由夹头存储装置承载的多个夹头可布置为二维阵列。

夹头交换机器人可包括至少一个夹头提取头。机器人的至少一个夹头提取头可可旋转地安装在机器人上。夹头交换机器人可包括承载臂的驱动单元，在所述臂的远端处安装夹头提取头。臂可可旋转地安装在驱动单元上。臂可从第一定向旋转到第二定向，在所述第一定向中，夹头提取头在驱动单元的第一侧上，且在所述第二定向中，夹头提取头在驱动单元的第二侧上。夹头提取头可可旋转地安装在臂上。夹头提取头可例如旋转高达180度。设备可包含轨条布置，驱动单元安装在所述轨条布置上，使得机器人经配置以从轨条布置上的其中夹头提取头在板前方的位置移动到轨条布置上的其中夹头提取头在夹头存储装置前方的位置。因此，在第一定向中，夹头提取头可接近快换板中的夹头且在第二定向中，臂可接近夹头存储装置中的夹头。因此，在使用中，夹头交换机器人可能能够接近来自板的夹头，且将其转移到夹头存储装置且将其插入到夹头存储装置中且反之亦然。

夹头提取头可包括夹持部分。夹持部分可包含传感器。传感器可包括接近传感器。夹持部分可包含多个(例如，三个)夹持指状物。夹持指状物可经定大小及配置以夹持夹头中的圆周凹槽。

板可包含夹具或与夹具相关联，所述夹具经布置以将夹头固持在板中。夹头可包含圆周凹槽或另一圆周凹槽，夹具经布置以作用所述圆周凹槽上。夹头可具有多个圆周凹槽或单个圆周凹槽。板夹及夹头提取头的夹持指状物两者均可经配置以握持、固定、配合到或以其它方式作用在夹头的相同圆周凹槽或夹头的不同、相应圆周凹槽上。

夹头存储装置可包括用于收纳夹头的外壳。夹头存储装置可包括用于收纳夹头的外壳及其上安装外壳的转盘。转盘可从第一位置旋转到第二位置，在所述第一位置中，夹头可手动装载到外壳中，且在第二位置中，夹头可由机器人从夹头存储装置移除。

注射模制设备、夹头交换机器人及夹头存储装置转盘可由控制单元控制。控制单元可控制夹头交换机器人臂、夹头提取头、承载臂的驱动单元、夹头提取头的夹持特征、注射模制设备的夹持特征及夹头存储装置转盘的移动。控制单元可包括用于控制各种驱动单元及电动机的一或多个微处理器，包含夹头交换机器人及夹头存储装置转盘的微处理器。每一电动机及驱动单元可经配置以与控制单元通信。一或多个微处理器可各自具有控制逻辑软件且执行控制逻辑软件。驱动单元及电动机可经由接线连接到控制单元。控制单元可定位或容置在电动机及驱动单元附近，或其可远程定位。

控制单元可经由至少一个USB连接、有线及/或无线连接、以太网络连接或其任何组合连接到注射模制设备、夹头交换机器人及夹头存储装置转盘。控制单元可接收来自图形用户接口、来自控制板或类似者的控制信号。操作者可操作操作者控制单元(OCU)用于编程控制单元或用于起始或停止制造操作。由OCU自动地或响应于操作者的输入而产生的控制信号可通过控制单元处理及控制并且传送到驱动单元及电动机。驱动单元及电动机可与OCU直接通信。注射模制设备、夹头交换机器人及夹头存储装置转盘可由一或多个微处理器中的自主控制程序控制，从而赋予设备微处理器操纵或操控注射模制设备、夹头交换机器人及夹头存储装置转盘的自主能力。命令可经由Wi-Fi、远程计算机终端、GPRS调制解调器、卫星电话、移动电话、红外、以太网络、火线、其它无线或有线连接协议或其组合而来自因特网。

本发明的第二方面提供一种制造用于制造隐形眼镜的模具半体的方法。所述方法包括：

-使用机器人以在注射模制设备中将第一夹头从板移除，第一夹头包括安装于其中的第一工具半体，第一工具半体界定第一注射模制腔的至少一个部分用于模制隐形眼镜模具半体；

-使用机器人以将第一夹头运送到夹头存储装置，并且将第一夹头插入到夹头存储装置中；

-使用机器人以将替换夹头从夹头存储装置移除，替换夹头包括第二模具工具半体，所述第二模具工具半体界定第二注射模制腔的至少一个部分用于模制隐形眼镜模具半体；

-使用机器人以将替换夹头运送到板，并且将替换夹头插入到板中；及

-在第二注射模制腔中形成隐形眼镜模具半体。

使用机器人以将第一夹头从板移除，使用机器人以运送及插入第一夹头，使用机器人以移除替换夹头，使用机器人以运送且插入替换夹头或其任何组合，可包括在三个维度上移动机器人的夹头提取头。使用机器人以将第一夹头从板移除，使用机器人以运送第一夹头且将第一夹头插入于夹头存储装置中，使用机器人以将替换夹头从夹头存储装置移除，使用机器人以运送替换夹头且将替换夹头插入于板中或其任何组合，可包括使用定位在机器人上的位置传感器。位置传感器可定位在机器人的夹头提取头上。使用机器人以将第一夹头从板移除，使用机器人以运送第一夹头且将第一夹头插入到夹头存储装置中，使用机器人以将替换夹头从夹头存储装置移除，使用机器人以运送替换夹头且将替换夹头插入于板中或其任何组合，可包括在三个维度上移动机器人的夹头提取头及使用定位在机器人上的位置传感器两者。

如已关于本发明的第一方面阐述，所属领域的技术人员将理解本文中描述的本发明的实施例的彼此不兼容的特定特征可以任何组合存在于本发明的示范性实施例中。

所述方法可为体现本发明的任何方法，其进一步包括在使用机器人以将第一夹头从板移除前停止注射模制设备中模具的生产的步骤。方法可进一步包括在使用机器人以运送替换夹头并且将替换夹头插入到板中之后重新起始注射模制设备中模具的生产。在第二注射模制腔中形成隐形眼镜模具半体可包括形成多个隐形眼镜模具半体。

所述方法可为体现本发明的任何方法，其中使用机器人以将第一夹头从板移除包括：将机器人的夹头提取头移动到第一夹头前方的位置；将夹头提取头向前移向第一夹头；用提取头夹持第一夹头；及将夹头提取头向后移动，借此将第一夹头从板提取。将机器人的夹头提取头移动到第一夹头前方的位置可包括确定从提取头到第一夹头或从提取头到板的距离。确定所述距离可包括使用提取头上的接近传感器以确定从提取头到第一夹头的距离。使用机器人以将第一夹头从板移除可包括旋转夹头提取头，例如绕旋转轴将夹头提取头旋转从90度到180度的量。

所述方法可为体现本发明的任何方法，其中用提取头夹持第一夹头包括将第一夹头夹持在形成于第一夹头中的圆周凹槽处。

所述方法可为体现本发明的任何方法，其中在第一夹头从板移除前将冷却剂从与第一夹头相关联的冷却剂通道移除，且在替换夹头插入到板中后将冷却剂重新供应到所述冷却剂通道。有利地，冷却剂的移除及重新供应可与机器人的移动同步，例如以缩短交换第一夹头及替换夹头所需的时间及因此缩短注射模制设备的停机时间。

所述方法可为体现本发明的任何方法，其中当方法包括其中用夹具将第一夹头固持在板中的适当位置的方法，所述方法进一步包括在将第一夹头从板移除之前释放夹具而不固持第一夹头。所述方法可进一步包括将替换夹头夹持到从其上提取第一夹头的板中。所述方法可进一步包括在使用机器人以将替换夹头插入到板中之后将机器人移动到静置位置。

所述方法可为体现本发明的任何方法，其中使用机器人以运送第一夹头且将第一夹头插入到夹头存储装置中包括将机器人的夹头提取头移动到夹头存储装置的空孔隙前方的位置；将夹头提取头向前移向空孔隙；及将第一夹头释放到空孔隙中。将机器人的夹头提取头移动到空孔隙前方的位置可包括确定从提取头到孔隙或从提取头到夹头存储装置的距离。确定所述距离可包括使用提取头上的接近传感器以确定从提取头到孔隙的距离。使用机器人以将第一夹头插入到夹头存储装置中可包括将机器人的夹头提取头旋转从90度到180度的量。

所述方法可为体现本发明的任何方法，其中使用机器人以运送替换夹头包括将机器人的夹头提取头移动到替换夹头前方的位置；用夹头提取头夹持替换夹头；将夹头提取头移动到板前方的提取第一夹头的位置；及将替换夹头插入到板中。将机器人的夹头提取头移动到替换夹头前方的位置可包括确定从提取头到第一夹头或从提取头到板的距离。确定所述距离可包括使用夹头提取头上的接近传感器来确定距离。将替换夹头插入到板中可包括将机器人的夹头提取头旋转从90度到180度的量。

所述方法可为体现本发明的任何方法，其中用夹头提取头夹持替换夹头包括在形成于替换夹头中的圆周凹槽处夹持替换夹头。

所述方法可为体现本发明的任何方法，其中进一步包括下列步骤：提供互补隐形眼镜模具半体；将可聚合镜片形成组合物填充到模具半体的凹镜片形成表面中或互补模具半体中；组合模具半体及互补模具半体以形成在其间具有镜片形腔的模具组合件，其容纳可聚合组合物；通过使镜片形腔中的镜片形成组合物聚合而固化经填充模具组合件中的可聚合组合物以形成聚合镜片主体；使聚合镜片主体从模具半体及互补模具半体两者脱模及脱镜片；任选地冲洗、提取、水合经释放聚合镜片主体或其组合；将经释放聚合镜片主体，任选地与封装溶液起放置在隐形眼镜封装中；密封隐形眼镜封装；及将经密封隐形眼镜封装消毒以形成容纳成品隐形眼镜的成品隐形眼镜封装。

所属领域的技术人员将理解下文段落中揭示的特征可类似地在本发明的示范性实施例中以任何组合组合。

所述方法可包含停止注射模制设备中模具的生产以例如交换夹头的步骤。在第二注射模制腔中形成隐形眼镜模具半体可包括注射模制母隐形眼镜模具半体或公隐形眼镜模具半体。形成隐形眼镜模具半体可包括注射模制多个隐形眼镜模具半体。

使用机器人以将第一夹头从板移除可包括：将机器人的夹头提取头移动到第一夹头前方的位置；将夹头提取头向前移向第一夹头；用夹头提取头夹持第一夹头；及将夹头提取头向后移动，将第一夹头从板提取。用夹头提取头夹持第一夹头可包括在形成于第一夹头中的圆周凹槽处夹持第一夹头。使用机器人以运送第一夹头且将第一夹头插入到夹头存储装置中可包括：移动夹头提取头，使得夹头提取头在夹头存储装置的空孔隙前方的位置中；将夹头提取头向前移向空孔隙；及将第一夹头释放到空孔隙中。使用机器人以运送替换夹头可包括：将夹头提取头移动到替换夹头前方的位置；用夹头提取头夹持替换夹头；将夹头提取头移动到板前方的提取第一夹头的位置；及将替换夹头插入到板中。可将替换夹头插入到板中的移除第一夹头的相同位置中或插入到板中的不同位置中。用夹头提取头夹持替换夹头可包括在形成于替换夹头中的圆周凹槽处夹持替换夹头。方法可进一步包括释放将第一夹头固持在板中的适当位置的夹具。方法可进一步包括将替换夹头夹持到从其上提取第一夹头的板中。方法可进一步包括在使用机器人以将替换夹头插入到板中之后将机器人移动到静置位置。

机器人的夹头提取头可移动到将从板移除的夹头前方的位置。提取头可向前移向将从板移除的夹头。夹头提取头可在例如夹头的圆周凹槽中夹持夹头。将夹头固持在板中的适当位置的夹具可被释放，使夹头通过机器人从板自由移除。夹头提取头可向后移动，将夹头从板提取。机器人可移动夹头提取头，使得夹头提取头处于夹头存储装置中的空孔隙前方的位置处。夹头提取头可向前移向空孔隙。夹头可被释放到空孔隙中。夹头提取头可移动到替换夹头前方的位置。夹头提取头可夹持替换夹头。夹头提取头可向后移动，将替换夹头从夹头存储装置提取。夹头提取头可移动到板前方的位置，夹头提取头从所述位置提取第一夹头。机器人可将替换夹头插入到板中。替换夹头可例如通过作用在替换夹头的圆周凹槽上的夹具的作用而夹持在板中的适当位置中。夹具可为注射模制设备的部分，例如板的部分。在将替换夹头插入到板中后机器人可移动到静置位置，且模具半体的生产可重新起始。

所述方法可进一步包括下列步骤：提供互补隐形眼镜模具半体；将可聚合镜片形成组合物填充到模具半体或互补模具半体的凹镜片形成表面中；组合模具半体及互补模具半体以形成在其间具有镜片形腔的模具组合件，其容纳可聚合组合物；通过使镜片形腔中的镜片形成组合物聚合而固化经填充模具组合件中的可聚合组合物以形成聚合镜片主体；使聚合镜片主体从模具半体及互补模具半体两者脱模或脱镜片；任选地冲洗、提取、水合经释放聚合镜片主体或其组合；将经释放聚合镜片主体，任选地与封装溶液一起放置在隐形眼镜封装中；密封经填充隐形眼镜封装；及将经密封隐形眼镜封装消毒以形成容纳成品隐形眼镜的成品隐形眼镜封装。

参考图式，图1展示用于制造用于形成隐形眼镜的模具的示范性设备10。设备10包含注射模制设备20及容纳夹头存储装置及夹头交换机器人的取出单元30。注射模制设备20包含注射单元及往复运动单元50(图4)。

注射单元包含固定板110(图2)，其在本实例中承载八个工具半体120。如图3中说明，每一工具半体120包含注射喷嘴130、热电偶140、工具部分150及固定板110(图2)的前表面处的推板(stripper plate)，所述推板经布置以向前移动几毫米以顶出经形成模具。工具部分150包含最外表面160，最外表面160在图3中所示的实例中是凹的且经成形以界定待形成在注射腔中的模具半体的(凸)外表面。在与此设备相关联的其它、以其它方式相同的设备中，通过提供具有凸的最外表面的工具部分而形成模具半体的凹的内表面。冷却剂流道165提供在工具部分150后方，以其最接近途径在与最外表面160相距大约4mm处经过。推板界定模具半体的外围区域170的表面。外围区域170的提供使得注射喷嘴130及热电偶140能够座落或定位为远离工具部分150的中心，其又为冷却剂通道165靠近工具部分150经过留出空间，其中形成用于浇铸模制隐形眼镜的光学件区的隐形眼镜模具半体的表面。推板可从向后模具形成位置移动到向前模具顶出位置。

往复运动单元50(图4)包括在往复运动驱动器200上安装在垂直定向上的安装板190。

如图4到6中所示，安装板190承载快换板210，所述快换板210包含工具半体220，工具半体220与注射单元的工具半体120(图2)协作以形成用于形成模具的注射腔。具体来说，快换板210界定八个大体上圆柱形衬套230，各自承载图6中所示的夹头240。每一衬套230包含围绕其外圆周的冷却剂通道250。每一夹头240承载工具插入件260。每一夹头240具有前盘形部分270及截头圆锥形主体部分280。截头圆锥形主体部分280包含朝向其后部的环形凹槽290。往复运动单元50包含夹具300，所述夹具300具有远端夹持部分310，所述远端夹持部分310与夹头240的凹槽290接合且背离板210的面将夹头240朝向快换板210的后部固定以将夹头240保持在快换板210中。当快换板210未与固定板110接触时，这夹持防止冷却剂的泄漏，且防止夹头240掉出快换板210。管320沿着截头圆锥形主体部分280的中心延伸，形成冷却剂通道，其中冷却剂在管320内部从主体部分280的后部通向工具插入件260的后部，且接着沿着管320的外部朝向主体部分280的后部返回。

每一夹头240可独立于其它夹头240被松开、移除及替换，实现夹头240的灵活互换，且每一夹头可承载不同的工具插入件260。特定来说，无需替换整个快换板210，也无需替换易受直接损坏的个别工具插入件260。

插入件260包含最外表面330，最外表面330在此实例中是凸的，且界定光学质量表面，所述光学质量表面又界定模具半体的凹表面。模具半体的表面又界定待使用模具半体形成的隐形眼镜的光学表面。光学表面330及夹头240的最外部分一起界定待在注射腔中形成的模具半体的内表面。

因此，一方面通过工具部分150的最外表面及承载在注射单元的固定板110的每一工具半体120中的推板界定用于形成模具半体的注射腔。另一方面，还通过夹头240的最外部分及由往复运动单元50上的快换板210承载的工具插入件260的光学质量表面330界定模具半体。

在此布置中，在模具中提供光学表面的工具是在快换板210中，且未在替代地具有注射模制部分的固定板110中。因此，可易于通过更换工具插入件260而在模具中提供不同光学表面，而无需拆卸注射机构。

在注射单元中，螺钉经布置以将颗粒从颗粒进口运送到喷嘴。颗粒接着行进到经加热进口衬套中，其中其被加热超过其熔点，且所产生的液体聚合物流动到歧管中，且接着流动到歧管的出口且流动到固定板110的工具半体120的注射喷嘴130中(图3)。经熔化聚合物接着行进到注射腔中用于形成模具半体。

由围绕注射喷嘴130的线圈提供加热。布置在工具部分150的与注射喷嘴130相对的侧上的热电偶140用于监测注射聚合物的温度。喷嘴130的加热经控制以确保液体聚合物在相同温度下，且因此以相同流率被注射到八个注射腔中的每一者中。非恒定流率导致经形成模具中的应力，其又导致从模具形成的隐形眼镜的变形及不一致性，例如，不同配合水平、不同半径及因此不同度数。压力及冷却的小心控制赋予一致性及均匀性；相比之下，不良的控制可导致需选择性地停止到流率已偏离目标值太远的腔中的注射。

一旦腔充满聚合物且施加期望保持压力分布，注射喷嘴130中的销即从腔向前移动以关闭注射喷嘴130，这停止聚合物流。冷却剂(例如水)循环穿过冷却剂流道165以冷却聚合物且借此形成模具。工具半体120、220中的冷却剂流道165、250分别靠近工具部分150的最外表面及由快换板210承载的工具插入件260的光学质量表面经过。当模具半体形成在腔中时，此布置在模具半体的形成镜片的光学件区的部分中提供直接冷却。(成核材料的快速冷却导致良好质量、均匀模具。在无成核的情况下，材料中间的较慢冷却可形成，在材料的中间形成较大晶体。)一旦模具形成，往复运动驱动器200即移动安装板190且连同其一起将快换板210移离固定板110，从而打开腔。新形成的模具保留在固定板110中的工具部分150中。推板从向后模具形成位置移动到向前模具顶出位置，推动模具的外围区域以将其从固定板110中的工具部分顶出。在一些实施例中，一或多个顶出销可用于顶出模具。

在使用中，如上所述，往复运动驱动器200将快换板210移动为与注射单元的固定板110接触，形成注射腔。经熔化聚合物被注射且冷却，且借此形成八个模具。往复运动驱动器200接着移动快换板210而使其不再与注射单元的固定板110接触，将模具半体留在固定板110的工具部分150中。

当期望更换工具或工具组合件以改变所制造隐形眼镜的度数或类型时，激活夹头交换子系统。夹头交换子系统包括夹头存储装置810(图11)及夹头交换机器人820(图7)。如将在下文进一步描述，夹头交换机器人820将夹头220从快换板210移除，且用来自夹头存储装置810的替换夹头240将其替换。

如在图7中说明，夹头交换机器人820包括承载臂860的驱动单元850，臂860的远端处可旋转地安装夹头提取头870。驱动单元850安装在第一轨条830上，通过第一线性电动机835沿着所述第一轨条830平移驱动单元850。第一轨条830自身安装在垂直于第一轨条830的轨条对840上。第一轨条830以及驱动单元850与其一起通过第二线性电动机845沿着轨条对840平移。此安装布置使得驱动单元850能够移动到二维、水平区域内的任何位置。

通过臂860在驱动单元850上的安装提供进一步程度的移动，如图7及8中所示。驱动单元850包含两个电动机880、890，其由托架855安装在第一轨条830上。臂860可旋转地安装在行进到托架855中的轴上。下部电动机880的驱动轴承载滑轮881，所述滑轮881经由驱动带(未展示)连接到刚性连接到其上安装臂860的轴的滑轮(未展示)，使得下部电动机880的操作导致臂860绕轴旋转。上部电动机890的驱动轴承载滑轮891，滑轮891经由驱动带892连接到刚性连接到头870的滑轮893。上部电动机890的操作借此导致头870旋转。

快换板210及夹头存储装置810各自向夹头交换机器人820呈现布置在垂直平面中的夹头240的二维阵列。图8说明如何接近安装在板910中的夹头900。驱动单元850沿着第一轨条830的移动在夹头900的垂直列之间移动夹头提取头870。臂860的旋转，结合驱动单元850沿着第一轨条830的移动在夹头900的水平行之间移动夹头提取头870。驱动单元850沿着轨条对840向前及向后移动将夹头提取头870朝向及背离板910移动，允许夹头900的插入，及夹头900从板910的提取。臂860还可绕旋转轴从其中夹头提取头870在臂860的第一侧上的第一定向旋转大约180度到其中夹头提取头870在臂860的第二侧上的第二定向。因此，夹头提取头870可在三个维度上移动，实现到每一接头900的接近。在取出单元30(图1)中，第一定向中的臂860接近快换板210中的夹头240，且在第二定向中，其接近夹头存储装置810中的夹头240。因此，在使用中，夹头交换机器人820能够将夹头240从快换板210移除，且将其转移到夹头存储装置810并且将其插入到夹头存储装置810中，且反之亦然。

夹头提取头870(图9及10)包括轴920、滑轮893及夹持部分940。夹持部分940包含三个夹持指状物950。还提供接近传感器930。还参考图6，夹持指状物950经定大小及配置以夹持凹槽272，所述凹槽272绕夹头240的前盘形部分270的圆周延伸。当夹持部分940处于夹持夹头240的适当位置中时，指状物950闭合到凹槽272中。夹头提取头870因此可夹持夹头240且将其从快换板210承载到夹头存储装置810，或反之亦然。

如图11中所示，夹头存储装置810包含安装在转盘970上的外壳960。外壳960承载固持板980，固持板980界定十个圆形孔隙990，各自经定大小及配置以收纳夹头240。

当将更换快换板210中的夹头240时，固定板110及快换板210分离，且冷却水从冷却剂通道250及管320排出。空气吹过冷却剂通道250及管320以移除残余水。释放夹具300，使夹头240通过交换机器人820自由移除。夹头交换机器人820的夹头提取头870接着移动到待更换的特定夹头240前方的位置。提取头870向前移动且夹持指状物950夹持夹头240的凹槽272。交换机器人820向后移动，将夹头240从快换板210提取，且接着移动其本身及提取头870，使得提取头870处于夹头存储装置810中的空孔隙990前方的位置处。机器人820向前移动，且夹头240从指状物950释放到孔隙990中。提取头870接着移动到待替换刚被移动的夹头的替换夹头240前方的位置。夹持指状物950夹持替换夹头240且将其从夹头存储装置810提取。用替换夹头240将提取头870移动到快换板前方的其提取经移动夹头240的位置。将替换夹头240插入到快换板210中。夹具300朝向夹头240的后部与环形凹槽290重新接合，将替换夹头240夹持在适当位置中。夹持指状物950释放夹头240。机器人820移出到静置位置。恢复到冷却剂通道250及管320的水供应，且模具的生产重新起始。更换夹头240中涉及的步骤(包含冷却水的排出及重新供应)在中心控制器(未展示)的控制下同步以使交换所需的时间最小化。

本文所引用的所有专利及公开案的全文以引用的方式并入本文中。

虽然已参考特定实施例描述及说明本发明，但所属领域的一般技术人员将了解，本发明适于进行本文中未具体阐释的许多不同变化。仅举例来说，本文中描述特定的可能变型。

在上文描述中，其中提及具有已知、明显或可预见的等效物的整体或元素，则此类等效物如个别阐述那样并入本文中。应参考权利要求书以确定本发明的真实范围，其应被解释为涵盖任何此类等效物。读者还将了解，被描述为优选、有利、方便或类似者的本发明的整体或特征是优选的，且不限制独立权利要求的范围。此外，将理解，此类任选的整体或特征，虽然在本发明的一些实施例中具有可能的益处，但可能在其它实施例中是非期望的且因此可能不存在。

Claims (21)

1.一种用于制造用于隐形眼镜的制造的模具半体的设备，所述设备包括：

注射模制设备，其包含用于承载可移除夹头的板；

夹头存储装置，其用于存储至少一个可移除夹头，所述至少一个可移除夹头经配置以插入到所述板中；及

夹头交换机器人，其经配置以从所述板夹持可移除夹头，将所述可移除夹头移动到所述夹头存储装置，将所述可移除夹头插入到所述夹头存储装置中，从所述夹头存储装置夹持替换夹头，将所述替换夹头移动到所述板，且将所述替换夹头插入到所述板中。

2.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括插入于所述板中的可移除夹头及安装在所述可移除夹头中的工具半体，其中所述夹头包含圆周凹槽。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中所述夹头交换机器人包括至少一个夹头提取头。

4.根据权利要求3的设备，其中所述夹头提取头可旋转地安装在所述夹头交换机器人上。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的设备，其中所述夹头提取头包括夹持部分。

6.根据权利要求3到5中任一权利要求所述的设备，其进一步包括所述板中的可移除夹头及安装在所述可移除夹头中的工具半体，其中所述注射模制设备包括经配置以将所述可移除夹头固持在所述板中的夹具。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述可移除夹头包含圆周凹槽，所述夹具经配置以作用在所述圆周凹槽上。

8.根据任一前述权利要求所述的设备，其中所述夹头存储装置包括用于收纳多个可移除夹头的外壳及其上安装所述外壳的转盘。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述转盘可从第一位置旋转到第二位置，在所述第一位置中，可移除夹头可手动装载到所述外壳中，在所述第二位置中，所述可移除夹头可通过所述夹头交换机器人从所述夹头存储装置移除。

10.一种制造隐形眼镜的方法，其包括：

使用机器人以在注射模制设备中将第一夹头从板移除，所述第一夹头包括安装于其中的第一工具半体，所述第一工具半体界定第一注射模制腔的至少一个部分用于模制隐形眼镜模具半体；

使用所述机器人以将所述第一夹头运送到夹头存储装置，并且将所述第一夹头插入到所述夹头存储装置中；

使用所述机器人以将替换夹头从所述夹头存储装置移除，所述替换夹头包括第二工具半体，所述第二工具半体界定第二注射模制腔的至少一个部分用于模制隐形眼镜模具半体；

使用所述机器人以将所述替换夹头运送到所述板，并且将所述替换夹头插入到所述板中；以及

在所述第二注射模制腔中形成隐形眼镜模具半体。

11.根据权利要求10所述的方法，其中使用所述机器人以移除所述第一夹头，使用所述机器人以运送所述第一夹头且将所述第一夹头插入到所述夹头存储装置中，使用所述机器人以移除所述替换夹头，及使用所述替换机器人以运送所述替换夹头且将所述替换夹头插入到所述板中，包括在三个维度上移动所述机器人的夹头提取头。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中使用所述机器人以将所述第一夹头从所述板移除包括：将所述机器人的夹头提取头移动到所述第一夹头前方的位置；将所述夹头提取头向前移向所述第一夹头；用所述提取头夹持所述第一夹头；及将所述夹头提取头向后移动，以从所述板提取所述第一夹头。

13.根据权利要求12所述的方法，其中用所述夹头提取头夹持所述第一夹头包括在形成于所述第一夹头中的圆周凹槽处夹持所述第一夹头。

14.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述第一夹头从所述板的所述移除前，将冷却剂从与所述第一夹头相关联的冷却剂通道移除，且在所述替换夹头插入到所述板中后，重新供应到所述冷却剂通道。

15.根据任一前述权利要求所述的方法，其中用夹具将所述第一夹头固持在所述板中的适当位置中，且所述方法进一步包括在将所述第一夹头从所述板移除之前释放所述夹具而使其不固持所述第一夹头。

16.根据任一前述权利要求所述的方法，其中使用所述机器人以运送所述第一夹头且将所述第一夹头插入到所述夹头存储装置中包括：移动所述夹头提取头，使得所述夹头提取头在所述夹头存储装置中的空孔隙前方的位置中；将所述夹头提取头向前移向所述空孔隙；及将所述第一夹头释放到所述空孔隙中。

17.根据任一前述权利要求所述的方法，其中使用所述机器人以运送所述替换夹头及将所述替换夹头插入到所述板中包括：将所述夹头提取头移动到所述替换夹头前方的位置；用所述夹头提取头夹持所述替换夹头；将所述夹头提取头移动到所述板前方的移除所述第一夹头的位置；及将所述替换夹头插入到所述板中。

18.根据权利要求17所述的方法，其中用所述夹头提取头夹持所述替换夹头包括在形成于所述替换夹头中的圆周凹槽处夹持所述替换夹头。

19.根据任一前述权利要求所述的方法，其进一步包括将所述替换夹头夹持到所述板中。

20.根据任一前述权利要求所述的方法，其进一步包括在使用所述机器人以将所述替换夹头插入到所述板中之后将所述机器人移动到静置位置。

21.根据任一前述权利要求所述的方法，其中在所述第二注射模制腔中形成隐形眼镜模具包括：提供互补隐形眼镜模具半体；组合所述隐形眼镜模具半体及所述互补隐形眼镜模具半体以形成在其间具有镜片形腔的模具组合件；固化所述镜片形腔中的可聚合组合物以形成聚合镜片主体；使所述聚合镜片主体从所述隐形眼镜模具半体及所述互补隐形眼镜模具半体两者脱模及脱镜片以形成经释放聚合镜片主体；任选地冲洗、提取、水合所述经释放聚合镜片主体或其组合；将所述经释放聚合镜片主体放置在隐形眼镜封装中；密封所述经填充的隐形眼镜封装；及将所述经密封隐形眼镜封装消毒以形成容纳成品隐形眼镜的成品隐形眼镜封装。