DE102017222738A1

DE102017222738A1 - Fördervorrichtung und Förderkopf

Info

Publication number: DE102017222738A1
Application number: DE102017222738.9A
Authority: DE
Inventors: Kazuhito Sato; Chiaki Shigematsu; Hodaka Yokomizo; Tetsuya Yoneda; Akihiko Obata
Original assignee: Teijin Ltd; Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Teijin Ltd; Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2017-12-14
Publication date: 2018-06-21
Also published as: CN108202467A; US20180169901A1; JP6821417B2; US10850431B2; JP2018094862A; CN108202467B

Abstract

Eine Fördervorrichtung (100a) weist eine Vielzahl von Haltemechanismen (5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g) und einen oder mehrere Pressmechanismen (6, 6a, 6b, 6c) auf, die Haltemechanismen weisen jeweils einen Halter (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g), der ein Formmaterial hält, und einen Halterbewegungsmechanismus (51a, 51b, 51c, 51d, 51e, 51f, 51g), der den Halter bewegt, auf, und die Pressmechanismen weisen jeweils einen Drücker (61a, 61b, 61c), der in Kontakt mit dem Formmaterial kommt und das Formmaterial drückt, und einen Drückerbewegungsmechanismus (62a, 62b, 62c), der den Drücker bewegt, auf.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fördervorrichtung und einen Förderkopf und insbesondere auf eine Fördervorrichtung und einen Förderkopf, die beide zum Pressformen eines Formmaterials, welches Verstärkungsfasern und ein thermoplastisches Harz aufweist, verwendet werden.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren hat ein faserverstärkter Harzformkörper, welcher aus faserverstärktem Harz besteht, welches Verstärkungsfasern und ein thermoplastisches Harz aufweist, verschiedene exzellente Eigenschaften, wie zum Beispiel eine spezifische Festigkeit, spezifische Steifigkeit, Ermüdungsresistenz und Vibrationsdämpfung, erhalten und wird in einem breiten Anwendungsspektrum, wie Güter des täglichen Bedarfs, Sportanwendungen, Automobilen und Luft- und Raumfahrtanwendungen, verwendet. Die meisten von diesen werden häufig durch verschiedene Formverfahren zu einer gewünschten Produktform geformt und danach einer Verarbeitung unterzogen, wie einer sekundären Verarbeitung, um ein fertiges Produkt zu werden, um die erforderlichen Eigenschaften eines Produkts zu erfüllen. Aufgrund dessen wurden Forschung und Entwicklung exzessiv auf verschiedene Techniken des Formens und Verarbeitens von faserverstärkten Harzformkörpern durchgeführt.
Generell wurden Vorrichtungen, die zum Pressformen unter Verwendung des vorgenannten faserverstärkten Harzes als ein Formmaterial verwendet werden, vorgeschlagen. Solche Vorrichtungen, die zum Pressformen unter Verwendung des faserverstärkten Harzes als Formmaterial verwendet werden, sind in den japanischen Patentveröffentlichungsnummern 2014-051077 und 2014-168864 beispielsweise vorgeschlagen.
Die japanische Patentveröffentlichungsnummer 2014-051077 offenbart eine Vorrichtung, die eine Vorform formt, indem ein Prepreg (Formmaterial), welches Verstärkungsfasern und ein Harz enthält, mit Vorformformen presst. In dieser Vorrichtung wird das Prepreg erwärmt und erweicht, und wird dann in den geöffneten Vorformformen platziert, die Vorformformen werden geschlossen und Druck wird aufgegeben, um die Vorform zu formen, und die Vorform mit einer vorbestimmten Form wird erhalten. Anschließend wird die erhaltene Vorform in Formen zum Hauptformen eingesetzt und wird in einen pressgeformten Körper gepresst.
Die japanische Patentveröffentlichungsnummer 2014-168864 offenbart eine Vorrichtung, die ein Grundmaterial bewegt, um das Grundmaterial in Kontakt mit einer unteren Form zu bringen, und führt ein Vorformen in eine Form, die der konkav-konvexen Form (gebogene Abschnitte) der Form auf dem Grundmaterial in einem Zustand folgt, durch, indem das Grundmaterial (Formmaterial) mittels Stiften (ein oberer Stützstift und ein unterer Stützstift) zwischen einer oberen Form und der unteren Form gestützt wird, und schließt anschließend die Formen.
Jedoch wird in der Vorrichtung, welche in der japanischen Patentveröffentlichungsnummer 2014-051077 veröffentlicht wird, das Formmaterial in Kontakt mit den Vorformen gebracht und in die Vorform geformt und daher leiten die Vorformen Wärme vom Formmaterial ab. Daher nimmt die Fließfähigkeit des Harzes des Formmaterials nachteiliger Weise ab und die Pressformbarkeit des Formmaterials im Hauptformen nimmt nachteiliger Weise ab. In der japanischen Patentveröffentlichungsnummer 2014-168864 wird das Formmaterial zwischen der oberen Form und der unteren Form gestützt, indem es von einer Vielzahl von Stiften gestützt wird, aber die Stifte zum Verformen des Formmaterials in die Form, die der konkav-konvexen Form (den gebogenen Abschnitten) der Form folgt, halten auch das Formmaterial dazwischen. Wenn die gebogenen Abschnitte des Formmaterials mittels der Stifte von dem Zeitpunkt des Stützens gestützt werden, leiten die Stifte unnötigerweise Wärme weg von den Abschnitten des Formmaterials, welches den gebogenen Abschnitten der Form entspricht, wo eine Abnahme der Harzfließfähigkeit minimiert werden soll und die Druckformbarkeit des Formmaterials nimmt nachteiliger Weise ab. Ferner ist in den Vorrichtungen, die in den japanischen Veröffentlichungsnummern 2014-051077 und 2014-168864 veröffentlicht worden sind, zusätzlich zu einer Vorrichtung, die eine Vorform formt oder Vorformen durchführt, eine Vorrichtung, die das Formmaterial zwischen der oberen Form und der unteren Form fördert, notwendig, und die Struktur zum Fördern des Formmaterials und zum Formen der Vorform oder zum Durchführen des Vorformens wird nachteiliger Weise verkompliziert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde vorgeschlagen, um die zuvor erwähnten Probleme zu lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Fördervorrichtung und einen Förderkopf vorzusehen, die jeweils in der Lage sind, ein Formmaterial effizient zu fördern und ein Vorformen mit einer einfachen Struktur durchzuführen, während die Wärmeableitung weg vom Formmaterial signifikant reduziert oder verhindert werden kann.
Eine Fördervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fördervorrichtung, die ein geschmolzenes und erweichtes Formmaterial, welches Verstärkungsfasern und ein thermoplastisches Harz aufweist, stützt, das Formmaterial zwischen einem Paar an Formen, welche geöffnet worden sind, fördert, und das Formmaterial an einer des Paars an Formen platziert, und eine Vielzahl von Haltemechanismen und einen oder mehrere Pressmechanismen aufweist. Die Haltemechanismen weisen jeweils einen Halter, der das Formmaterial hält, und einen Halterbewegungsmechanismus, welcher den Halter bewegt, auf, und die Pressmechanismen weisen jeweils einen Drücker, welcher in Kontakt mit dem Formmaterial kommt und das Formmaterial drückt, und einen Drückerbewegungsmechanismus, welcher den Drücker bewegt, auf. Wenn das thermoplastische Harz in dem Formmaterial, welches die Verstärkungsfasern und das thermoplastische Harz aufweist, ein kristallines thermoplastisches Harz ist, kennzeichnet der geschmolzene und erweichte Zustand einen Zustand, in dem das Formmaterial zum Schmelzpunkt des kristallinen thermoplastischen Harzes oder höher erwärmt worden ist und das kristalline thermoplastische Harz fließfähig ist, und wenn das thermoplastische Harz in dem Formmaterial, welches Verstärkungsfasern und das thermoplastische Harz aufweist, ein nicht-kristallines thermoplastisches Harz ist, kennzeichnet es einen Zustand, in dem das Formmaterial des nicht-kristallinen thermoplastischen Harzes zum Glasübergangspunkt oder höher erwärmt worden ist und das nicht-kristalline thermoplastische Harz ist erweicht und fließfähig. Vorformen bezeichnet das Formen (Verformen) des Formmaterials in eine vorbestimmte Form, um den Formen vor dem Pressformen mit den Formen zu folgen.
In dieser Fördervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt wie obenstehend beschrieben, sind die Haltemechanismen jeweils mit dem Halter versehen, der das Formmaterial hält, und dem Halterbewegungsmechanismus, der den Halter bewegt, und die Pressmechanismen sind jeweils mit dem Drücker, der in Kontakt mit dem Formmaterial kommt und das Formmaterial drückt, und dem Drückerbewegungsmechanismus, der den Drücker bewegt, versehen. Die Haltemechanismen und die Pressmechanismen sind jeweils getrennt voneinander vorgesehen, sodass es möglich ist, den Drücker vom Formmaterial zu Zeitpunkten, die unterschiedlich zum Vorformen sind, zu trennen, und daher ist es möglich, zu verhindern, dass der Drücker Wärme weg vom Formmaterial leitet bis das Vorformen durchgeführt ist. Daher leitet der Drücker nicht unnötigerweise Wärme weg von den Abschnitten des Formmaterials, die den gebogenen Abschnitten der Form entsprechen, wo eine Abnahme der Harzfließfähigkeit minimiert werden soll, und daher nimmt die Pressformbarkeit des Formmaterials nicht ab.
Ferner fördert die Fördervorrichtung das Formmaterial zwischen das Paar an Formen, welche geöffnet worden sind, und sowohl die Haltemechanismen, als auch die Pressmechanismen sind in der Fördervorrichtung vorgesehen, sodass die Fördervorrichtung die Förderung des Formmaterials effizient durchführen kann und das Vorformen des Formmaterials mit einer einfachen Struktur durchführen kann, verglichen mit dem Fall, in dem eine Förderstruktur und sowohl die Haltemechanismen als auch die Pressmechanismen in separaten Vorrichtungen vorgesehen sind.
Aufgrund dessen kann die Fördervorrichtung signifikant eine Abnahme in der Harzfließfähigkeit von Abschnitten des Formmaterials, die den gebogenen Abschnitten der Form entsprechen, reduzieren oder vermeiden, und kann das Formmaterial effektiv fördern und das Vorformen des Formmaterials mit einer einfachen Struktur durchführen, und daher ist es möglich, die Formbarkeit im Pressformen zu verbessern. Folglich ist es möglich pressgeformte Körper mit einer hohen Präzision (pressgeformte Körper mit einem guten Erscheinungsbild) zu fertigen.
Ferner kann die Fördervorrichtung das Formmaterial direkt mittels der Pressmechanismen pressen, während das Formmaterial gestützt wird und daher kann die Fördervorrichtung das Vorformen in einem Zustand durchführen, in dem das Formmaterial nicht in Kontakt mit der Form kommt. Daher kann das Pressformen direkt nachdem das Formmaterial, an dem das Vorformen durchgeführt worden ist, in der Form platziert worden ist durchgeführt werden, und daher ist es möglich, die Fließfähigkeit im Pressformen zu verbessern. Folglich ist es möglich pressgeformte Körper mit hoher Präzision (pressgeformte Körper mit einem guten Erscheinungsbild) herzustellen.
Die zuvor erwähnte Fördervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt weist bevorzugter Weise ferner eine Steuerung auf, die einen Vorgang des Förderns des Formmaterials und einen Vorgang des Platzierens des Formmaterials steuert und bevorzugt steuert die Steuerung die Haltemechanismen, um jeden Abschnitt des Formmaterials mittels einer Vielzahl der Halter zu halten und das Formmaterial zwischen dem Paar an Formen zu fördern, während das Formmaterial in einem Zustand, in dem der Drücker nicht in Kontakt mit dem Formmaterial kommt, gestützt wird, steuert die Haltemechanismen und die Pressmechanismen, um ein Vorformen zu starten, um das Formmaterial, welches mittels der Vielzahl an Haltern gestützt wird, mittels des Drückers zu drücken, um einer des Paars an Formen zu folgen und das Formmaterial in eine vorbestimmte Form zu verformen, bevor das Formmaterial in Kontakt mit der einen des Paars an Formen kommt, und steuert die Haltemechanismen, um das Halten des Formmaterials, an welchem das Vorformen durchgeführt worden ist, mittels der Halter freizugeben und das Formmaterial an der einen des Paars an Formen zu platzieren. Gemäß dieser Struktur steuert die Steuerung das Timing verschiedener Vorgänge, sodass die Vielzahl von Haltern das Formmaterial halten, indem jeder Abschnitt des Formmaterials in einem Zustand, in dem der Drücker nicht in Kontakt mit dem Formmaterial kommt, bis das Formmaterial zwischen das Paar an Formen gefördert wird, hält, und daher ist es möglich, zu verhindern, dass der Drücker Wärme weg von dem Material, selbst während der Förderung, ableitet.
Die zuvor erwähnte Fördervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt weist bevorzugt einen Fördervorrichtungskörper und einen Fördervorrichtungskopf, der an dem Fördervorrichtungskörper vorgesehen ist, und welcher mit der Vielzahl von Haltemechanismen und dem einen oder mehreren Pressmechanismen vorgesehen ist, auf. Gemäß dieser Struktur sind die Haltemechanismen und die Pressmechanismen am Förderkopf vorgesehen und eine Verriegelung zwischen den Haltemechanismen und den Pressmechanismen kann reibungsfrei durchgeführt werden, und die Betriebszeit, die benötigt wird, um einen pressgeformten Körper zu formen, kann reduziert werden. Daher kann unnötige Wärmefreigabe des Formmaterials signifikant reduziert oder verhindert werden, und eine Abnahme der Temperatur des Formmaterials kann signifikant reduziert oder verhindert werden. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper mit einem guten Erscheinungsbild (pressgeformte Körper mit einer hohen Präzision) zu fertigen.
In diesem Fall weist der Förderkopf bevorzugt einen Kopfkörper mit einer gitterartigen Rahmenstruktur auf, an welche die Vielzahl von Haltemechanismen und der eine oder mehrere Pressmechanismen angebracht sind. Gemäß dieser Struktur kann das Gewicht des Kopfkörpers reduziert werden, und daher kann die Last auf den Fördervorrichtungskörper reduziert werden, wenn der Kopfkörper betrieben wird. Daher kann die Förderbetriebsgeschwindigkeit des Kopfkörpers (Förderkopf) weiter gesteigert werden und daher kann die Betriebszeit, die benötigt wird, um einen pressgeformten Körper zu formen, reduziert werden. Daher kann unnötige Wärmefreigabe des Formmaterials signifikant reduziert oder verhindert werden, und daher kann eine Temperaturreduzierung des Formmaterials signifikant reduziert oder verhindert werden. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper mit einem besseren Erscheinungsbild (pressgeformte Körper mit einer höheren Präzision) zu fertigen.
In der zuvor beschriebenen Struktur, in welcher der Förderkopf den Kopfkörper aufweist, weist der Kopfkörper bevorzugt eine Befestigung auf, die in der Nähe einer Kante des Kopfkörpers mit der gitterartigen Rahmenstruktur vorgesehen ist und an dem Fördervorrichtungskörper befestigt ist. Gemäß dieser Struktur, ist die Befestigung in der Nähe einer Kante des Kopfkörpers vorgesehen, sodass nur der Kopfkörper zwischen die Formen (die obere Form und die untere Form) hineintritt und es kann verhindert werden, dass der Fördervorrichtungskörper zwischen die Formen (die obere Form und die untere Form) eintritt und daher kann eine Abstand der Formöffnung (eine Trennungsabstand zwischen der oberen Form und der unteren Form) reduziert werden. Daher kann die Zeit, die für den Formöffnungsvorgang benötigt wird, reduziert werden, und daher kann die Betriebszeit, die benötigt wird, um einen pressgeformten Körper zu formen, reduziert werden. Daher kann unnötige Wärmefreigabe des Formmaterials signifikant reduziert oder verhindert werden und daher kann eine Reduzierung der Temperatur des Formmaterials signifikant reduziert oder verhindert werden. Folglich ist es möglich, einen pressgeformten Körper mit besserem Erscheinungsbild (pressgeformter Körper mit höherer Präzision) zu fertigen.
In der zuvor beschriebenen Struktur, in welcher der Kopfkörper die Befestigung aufweist, weisen der Fördervorrichtungskörper oder die Befestigung bevorzugt ein Gelenk auf, und der Kopfkörper ist bevorzugt mittels des Gelenks an dem Fördervorrichtungskörper angebracht. Gemäß dieser Struktur ist der Kopfkörper mittels des Gelenks an dem Fördervorrichtungskörper befestigt und daher kann der Kopfkörper flexibel über einen weiten Bereich, in Bezug auf den Fördervorrichtungskörper, bewegt werden. Dementsprechend kann das Formmaterial, auf welches das Vorformen durchgeführt worden ist, reibungsfrei auf einer der Formen platziert werden.
In der zuvor beschriebenen Struktur, die ferner den Fördervorrichtungskörper und den Förderkopf aufweist, weist der Halterbewegungsmechanismus bevorzugt einen Halterrotationsbegrenzungsmechanismus auf, der die Rotation des Halters um eine Richtung beschränkt, in welcher der Halter mittels des Halterbewegungsmechanismus bewegt wird und hält eine Ausrichtung des Halters in eine vorbestimmte Richtung aufrecht, und der Drückerbewegungsmechanismus weist bevorzugt einen Drückerrotationsbegrenzungsmechanismus auf, der die Rotation des Drückers in eine bestimmte Richtung, in welcher der Drücker mittels des Drückerbewegungsmechanismus bewegt wird, begrenzt, und hält eine Ausrichtung des Drückers in eine vorbestimmte Richtung aufrecht. Gemäß dieser Struktur können die jeweiligen Orientierungen des Halters und des Drückers mittels des Halterrotationsbegrenzungsmechanismus und des Drückerrotationsbegrenzungsmechanismus aufrecht erhalten werden, sodass eine Positionsabweichung des Halters und des Drückers in Bezug auf das Formmaterial signifikant reduziert oder verringert werden kann.
In der zuvor erwähnten Struktur, welche ferner den Fördervorrichtungskörper und den Förderkopf aufweist, sind die Haltemechanismen, die an dem Förderkopf vorgesehen sind, bevorzugt in einer größeren Anzahl als die Pressmechanismen, welche an dem Förderkopf vorgesehen sind, vorgesehen. Gemäß dieser Struktur kann das Formmaterial sicher mittels der Haltemechanismen, welche in einer größeren Anzahl als die Pressmechanismen vorgesehen sind, gestützt werden.
In der zuvor beschriebenen Struktur, welche ferner den Fördervorrichtungskörper und den Förderkopf aufweist, ist der Fördervorrichtungskörper bevorzugt ein Knickarmroboter. Gemäß dieser Struktur ist es möglich, das Formmaterial über verschiedene Förderpfade entsprechend pressgeformten Körpern mit verschiedenen Formen in geeigneter Weise zu befördern.
In der zuvor beschriebenen Fördervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt, weisen bevorzugt jeder des Halterbewegungsmechanismus und des Drückbewegungsmechanismus einen pneumatischen Zylinder auf. Gemäß dieser Struktur können der Drücker und der Halter mittels einfacher Strukturen unter Verwendung der pneumatischen Zylinder linear hin- und her bewegt werden. Ferner kann das Gewicht des Förderkopfs unter Verwendung der pneumatischen Zylinder reduziert werden, und daher kann die Belastung auf den Fördervorrichtungskörper, wenn der Kopfkörper betrieben wird, reduziert werden. Folglich kann die Förderbetriebsgeschwindigkeit des Kopfkörpers (Förderkopf) weiter gesteigert werden.
In der zuvor erwähnten Fördervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt kann jeder der Haltemechanismen bevorzugt einen Schiebemechanismus aufweisen, welcher den Halter in eine Richtung schiebt, die sich mit einer Richtung, in welcher der Halter mittels des Halterbewegungsmechanismus bewegt wird, schneidet. Gemäß dieser Struktur wird der Halter mittels des Schiebemechanismus verschoben, sodass eine Entfernung zwischen dem Halter und dem Drücker eingestellt werden kann, und daher kann exzessive Verjüngung des Formmaterials, welche durch exzessives Ziehen des Formmaterials zum Zeitpunkt des Vorformens verursacht wird, signifikant reduziert oder verhindert werden. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper mit hoher Präzision zu fertigen.
In diesem Fall weist der Schiebemechanismus bevorzugt einen pneumatischen Zylinder auf. Gemäß dieser Struktur kann der Halter mittels einer einfachen Struktur unter Verwendung des pneumatischen Zylinders in der Richtung, welche die Richtung, in die der Halter mittels des Halterbewegungsmechanismus bewegt wird, schneidet, linear hin und her bewegt werden. Ferner kann das Gewicht des Förderkopfs unter Verwendung des pneumatischen Zylinders reduziert werden, und daher kann die Belastung auf den Fördervorrichtungskörper, wenn der Kopfkörper betrieben wird, reduziert werden. Folglich kann die Förderbetriebsgeschwindigkeit des Kopfkörpers (Förderkopf) weiter gesteigert werden.
In der zuvor beschriebenen Struktur, in welcher die Haltemechanismen jeweils den Schiebemechanismus aufweisen, weist die Vielzahl an Haltemechanismen bevorzugt einen ersten Haltemechanismus, mit einem ersten Halter und einem ersten Schiebemechanismus, welcher den ersten Halter in eine erste Richtung verschiebt, einen zweiten Haltemechanismus, welcher einen zweiten Halter und einen zweiten Schiebemechanismus aufweist, der den zweiten Halter in eine zweite Richtung im rechten Winkel zu der ersten Richtung in einer Draufsicht verschiebt, und einen dritten Haltemechanismus mit einem dritten Halter und einem dritten Schiebemechanismus, welcher den dritten Halter in eine dritte Richtung, die unterschiedlich von der ersten Richtung und der zweiten Richtung in einer Draufsicht ist, verschiebt, auf. Gemäß dieser Struktur kann das Formmaterial in zwei Richtung im rechten Winkel zueinander und in der Richtung, die unterschiedlich zu den beiden Richtungen im rechten Winkel zueinander in der Draufsicht ist, verschoben werden, und daher kann Vorformen in eine komplizierte Form, wie zum Beispiel einer Form mit überlappenden Abschnitten, auf das Formmaterial ausgeübt werden.
In der zuvor beschriebenen Fördervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt, hat der Drücker bevorzugt eine kugelförmige Form, eine konische Form, eine pyramidale Form, eine Stab Form oder eine Plattenform. Gemäß dieser Struktur kann das Vorformen auch auf das Formmaterial mit einer komplizierteren Form mittels des Drückers, mit einer jeden dieser Formen, ausgeführt werden.
In der zuvor beschriebenen Fördervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt weist der Halter bevorzugt eine oder mehrere Haltenadeln, die das Formmaterial mittels Anhaften an dem Formmaterial halten, auf. Gemäß dieser Struktur können die Haltenadeln mit kleineren Kontaktflächen (Kontaktflächen zwischen dem Halter und dem Formmaterial) das Formmaterial halten, im Vergleich zu dem Fall, in dem flache Oberflächen in Kontakt mit dem Formmaterial gebracht werden, um das Formmaterial zu halten, und daher ist es möglich, effizienter, signifikanter zu reduzieren oder zu verhindern, dass Wärme weg von dem Halter des Formmaterials geleitet wird. Folglich ist es selbst in einem Fall eines pressgeformten Körpers mit einer komplizierten Form möglich, Wärmeableitung weg von dem Formmaterial signifikant zu reduzieren oder zu verhindern, und pressgeformte Körper mit gutem Erscheinungsbild (pressgeformte Körper mit hoher Präzision) zu fertigen.
In diesem Fall weist der Halter bevorzugt eine Vielzahl von Haltenadeln auf, und die Vielzahl von Haltenadeln ist bevorzugt symmetrisch, in Bezug auf eine Mittellinie des Halters, welcher in einer Richtung, in der der Halter mittels der Halterbewegungsmechanismen bewegt wird, angeordnet. Gemäß dieser Struktur ist es möglich, eine Kraft gleichmäßig auf das Formmaterial aufzubringen, wenn der Halter das Formmaterial hält, und es ist möglich, die Positionsabweichung des Formmaterials und Längung des Formmaterials, die durch die Positionsverschiebung verursacht wird, signifikant zu reduzieren oder zu verhindern.
In der zuvor beschriebenen Fördervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt, sind die Haltenadeln bevorzugt gebogen, und sind bevorzugt gebogen schwenkbar. Gemäß dieser Struktur schwenken und haften die Haltenadeln in dem Formmaterial, und daher lösen sich die Haltenadeln weniger wahrscheinlich von dem Formmaterial und können mit größerer Zuverlässigkeit das Formmaterial halten.
Ein Förderkopf gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Förderkopf, welcher ein geschmolzenes und erweichtes Formmaterial stützt, das Verstärkungsfasern und ein thermoplastisches Harz aufweist, und weist eine Vielzahl von Haltemechanismen und einen oder mehrere Pressmechanismen auf. Die Haltemechanismen weisen jeweils einen Halter, der das Formmaterial hält, und einen Halterbewegungsmechanismus, der den Halter bewegt, auf, und die Pressmechanismen weisen jeweils einen Drücker, der in Kontakt mit dem Formmaterial kommt und das Formmaterial drückt, und einen Drückerbewegungsmechanismus, welcher den Drücker bewegt, auf.
In diesem Förderkopf gemäß dem zweiten Aspekt wie oben beschrieben ist jeder der Haltemechanismen mit dem Halter, der das Formmaterial hält, und dem Halterbewegungsmechanismus, der den Halter bewegt, versehen, und jeder der Pressmechanismen ist mit dem Drücker, der in Kontakt mit dem Formmaterial kommt und das Formmaterial drückt, und dem Drückerbewegungsmechanismus, der den Drücker bewegt, versehen. Die Haltemechanismen und die Pressmechanismen sind unabhängig voneinander vorgesehen, sodass es möglich ist den Drücker vom Formmaterial zu anderen Zeiten als dem Vorformen zu trennen, und daher ist es möglich, zu verhindern, dass der Drücker Wärme weg von dem Formmaterial leitet, bis das Vorformen durchgeführt worden ist. Daher leitet der Drücker nicht unnötigerweise Wärme weg von Abschnitten des Formmaterials, die gebogenen Abschnitten der Form entsprechen, wo eine Reduzierung der Harzfließfähigkeit minimiert werden soll, und daher nimmt die Pressformbarkeit des Formmaterials nicht ab.
Ferner fördert der Förderkopf das Formmaterial zwischen das Paar von Formen, die geöffnet worden sind, und beide der Haltemechanismen und der Pressmechanismen sind an dem Förderkopf vorgesehen, sodass der Förderkopf effektiv das Formmaterial fördern kann, und das Vorformen des Formmaterials mit einer einfachen Struktur ausführen kann, im Vergleich zu dem Fall, wo eine Förderstruktur und beide der Haltemechanismen und der Pressmechanismen in separaten Vorrichtungen vorgesehen sind.
Daher kann der Förderkopf eine Reduzierung in der Harzfließfähigkeit von Abschnitten des Formmaterials, die den gebogenen Abschnitten der Form entsprechen, signifikant reduzieren oder verhindern, und kann effektiv das Formmaterial fördern und das Vorformen des Formmaterials mit einer einfachen Struktur durchführen, und es ist daher möglich, die Formbarkeit im Pressformen zu verbessern. Folglich ist es möglich pressgeformte Körper mit einer hohen Präzision (pressgeformte Körper mit gutem Erscheinungsbild) zu fertigen.
Ferner kann der Förderkopf das Formmaterial mittels den Pressmechanismen direkt pressen, während das Formmaterial gestützt wird, und daher kann der Förderkopf das Vorformen in einem Zustand durchführen, in dem das Formmaterial nicht in Kontakt mit der Form kommt. Somit kann das Pressformen unmittelbar nachdem das Formmaterial, auf dem das Vorformen durchgeführt wurde, auf die Form platziert worden ist, durchgeführt werden, und somit ist es möglich, die Formbarkeit beim Pressformen zu verbessern. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper mit hoher Präzision (pressgeformte Körper mit gutem Erscheinungsbild) zu fertigen.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, welche die Gesamtstruktur eines Fördersystems mit einer Fördervorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine untere Form gemäß der Ausführungsform zeigt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Fördervorrichtung vor dem Verschieben gemäß der Ausführungsform zeigt;
4 ist eine Draufsicht, welche die Fördervorrichtung vor dem Verschieben gemäß der Ausführungsform zeigt;
5 ist eine Draufsicht, welche die Fördervorrichtung nach dem Verschieben gemäß der Ausführungsform zeigt;
6 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Haltemechanismus der Fördervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
7 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung der Bewegung des Haltemechanismus der Fördervorrichtung gemäß der Ausführungsform;
8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Pressmechanismus der Fördervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Formmaterial nach dem Vorformen mittels der Fördervorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt;
10 ist eine schematische Ansicht, welche die Fördervorrichtung gemäß einer ersten Modifikation der Ausführungsform zeigt;
11 ist eine schematische Ansicht, welche einen Pressmechanismus gemäß einer zweiten Modifikation der Ausführungsform zeigt;
12 ist eine schematische Ansicht, welche die Haltenadeln eines Halters gemäß einer dritten Modifikation der Ausführungsform zeigt;
13 ist eine schematische Ansicht, welche Drücker gemäß einer vierten Modifikation der Ausführungsform zeigt; und
14 ist eine schematische Ansicht, welche die Haltenadeln eines Halters gemäß einer fünften Modifikation der Ausführungsform zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Eine Fördervorrichtung 100a gemäß der Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 1 bis 9 beschrieben. Die Fördervorrichtung 100a ist eine Komponente eines Presssystems 100.
(Struktur des Presssystems)
Das Presssystem 100, welches in 1 gezeigt ist, wird verwendet, um einen pressgeformten Körper M1 mit einer komplizierten Form eines Formmaterials M, welches Verstärkungsfasern und ein thermoplastisches Harz beinhaltet, zu formen. Insbesondere wird das Presssystem 100 beispielsweise zur Herstellung von Automobilkomponenten verwendet. Mit diesem Presssystem 100 kann eine große Anzahl von pressgeformten Körpern M1 zu niedrigen Kosten gefertigt werden.
Das Presssystem 100 weist die Fördervorrichtung 100a und eine Pressvorrichtung 100b, an die ein paar Formen K (eine obere Form K1 und eine untere Form K2) angebracht werden können, auf. Ferner kann das Presssystem 100 eine Heizvorrichtung 101, welche stromaufwärts der Fördervorrichtung 100a vorgesehen ist, aufweisen. Formen mittels des Presssystems 100 weist hauptsächlich drei Schritte eines Förderschritts, eines Vorformschritts und eines Pressformschritts (Hauptformschritt) auf. Der Förderschritt und der Vorformschritt werden mittels der Fördervorrichtung 100a durchgeführt. Der Pressformschritt wird mittels der Pressvorrichtung 100b durchgeführt. Ein Heizschritt zum Erhitzen des Formmaterials M zu einem geschmolzenen und erweichten Zustand vor dem Förderschritt wird mittels der Heizvorrichtung 101 durchgeführt.
Insbesondere fördert das Presssystem 100 das Formmaterial M, welches auf den geschmolzenen und erweichten Zustand mittels der Heizvorrichtung 101 (Heizschritt) erwärmt worden ist, zu der Pressvorrichtung 100b (zwischen der oberen Form K1 und der unteren Form K2) mittels der Fördervorrichtung 100a (Förderschritt). Ferner führt die Pressvorrichtung 100 das Vorformen auf das geförderte Formmaterial M (oder das Formmaterial M welches gefördert wird) mittels der Fördervorrichtung 100a (Vorformschritt) durch. Zusätzlich formt das Presssystem 100 den pressgeformten Körper M1 mittels Pressformen (Formschließen) mittels der Pressvorrichtung 100b (Pressformschritt), auf das Formmaterial M, auf welches der Vorformschritt durchgeführt worden ist.
Der geschmolzene und erweichte Zustand kennzeichnet einen Zustand, in dem das Formmaterial M geschmolzen und erweicht ist und fließfähig ist. Insbesondere wenn das thermoplastische Harz in dem Formmaterial M ein kristallines thermoplastisches Harz ist, kennzeichnet der geschmolzene und erweichte Zustand einen Zustand, in dem das Formmaterial M zum Schmelzpunkt des kristallinen thermoplastischen Harzes oder darüber hinaus erwärmt worden ist, und das kristalline thermoplastische Harz ist fließfähig, und wenn das thermoplastische Harz in dem Formmaterial M, welches die Verstärkungsfasern und das thermoplastische Harz beinhaltet, ein nicht-kristallines thermoplastisches Harz ist, kennzeichnet es einen Zustand, in dem das Formmaterial M zu der Glasübergangstemperatur des nicht-kristallinen thermoplastischen Harzes oder höher erwärmt worden ist, und das nicht-kristalline thermoplastische Harz erweicht und fließfähig ist.
Das Vorformen ist Formen, welches vor dem Pressformen durchgeführt wird, und kennzeichnet Formen (Verformen) des geschmolzenen und erweichten, entwickelten und flachgeformten Formmaterials M vor dem Formen in eine vordefinierte Form, um den Formen K vor dem Pressformen mit den Formen K zu folgen. Wenn das geschmolzene und erweichte Formmaterial M an den Formen K platziert wird, ohne der Durchführung der Vorformung des Formmaterials M, und wenn das Pressformen durchgeführt ist, kann die Fließfähigkeit des Formmaterials M nicht mit der Formveränderung des Formmaterials M, welche durch die Formen A verursacht wird, mithalten, und Probleme, wie zum Beispiel dünnwandige Abschnitte und Falten können teilweise in den pressgeformten Körper M1, welcher durch das Pressformen erzeugt wird, auftreten. Um diese Probleme zu vermeiden, wird Vorformen zum vorläufigen Verformen des Formmaterials M vor dem Pressformen durchgeführt, um der Form und Kontur der Formen K zu entsprechen.
(Formen)
Wie in 2 gezeigt ist, weist die untere Form K2 Oberflächen K21 bis K23 in drei Richtungen, die sich einander schneiden, beispielhaft auf. Das Formmaterial M wird in Kontakt mit den Oberflächen K21 bis K23 in den drei Richtungen gebracht und an der unteren Form K2 mittels der Fördervorrichtung 100a platziert. In 2 ist das Formmaterial M nach dem Vorformen durch eine 2-Punkt-Kettenlinie dargestellt. Das Formmaterial M wird von einer flachen Form (Plattenform) zu einer dreidimensionalen Form entlang der Oberflächen K21 bis K23 mittels dem Vorformen verformt. Ferner werden die gebogenen Abschnitte (gebeugte Abschnitte) des dreidimensionalen Formmaterials nach dem Vorformen geformt, indem ihre angrenzenden Abschnitte mittels der Drücker 61a bis 61c, welche nachfolgend beschrieben werden, während dem Vorformen geformt werden. In den Formen K sind Rohre (nicht gezeigt) mit unter Druck stehendem Wasser als Heizmedium zur Temperatureinstellung installiert. Aufgrund dieser Rohre wird die Temperatur der Formen K beispielsweise auf 150° eingestellt.
(Formmaterial)
Das Formmaterial M, welches verwendet wird, um den pressgeformten Körper M1 in dem Presssystem 100, welches in 1 gezeigt ist, zu formen, wird nun beschrieben.
Wie oben beschrieben, weist das Formmaterial M die Verstärkungsfasern und das thermoplastische Harz auf. Insbesondere weist das thermoplastische Material M ein Material, welches mittels Integration einer faserverstärkten Matte als die Verstärkungsfasern und das thermoplastische Harz, das in eine Platte geformt wird, ein Material, welches mittels Verteilen diskontinuierlicher Fasern als die Verstärkungsfasern in dem thermoplastischen Harz, das in eine Platte geformt wird, etc., auf. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Dicke des Formmaterials M, welches die Verstärkungsfasern enthält, beispielsweise in etwa 1 bis 5 mm.
Die Verstärkungsfasern sind Fasern, die dem thermoplastischen Harz beispielsweise zum Zweck der Steigerung der Festigkeit des Formmaterials M zugegeben werden. Das heißt, die Verstärkungsfasern sind Verstärkungsfasern zum Verstärken des Formmaterials M. Die Verstärkungsfasern werden ordnungsgemäß, beispielsweise gemäß der Verwendung des pressgeformten Körpers M1, gewählt, und das Material davon ist insbesondere nicht begrenzt. Gemäß dieser Ausführungsform können anorganische Fasern oder organische Fasern als die Verstärkungsfasern verwendet werden. Beispiele der anorganischen Fasern weisen Karbonfasern, Glasfasern, Wolframcarbidfasern, Keramikfasern, Aluminiumfasern, Bohrfasern, natürliche Fasern, Mineralfasern, Metallfasern, etc., auf. Beispiele der organischen Fasern weisen Fasern, die aus Harzmaterialien wie zum Beispiel Polyacryl, Polyamid, und Polyolefin hergestellt werden, auf.
Wenn diskontinuierliche Karbonfasern (Karbonfasern) als die Verstärkungsfasern verwendet werden, ist die gewichtsmittlere Faserlänge davon bevorzugt im Bereich von 2 mm bis 500 mm. Noch bevorzugter liegt die gewichtsmittlere Faserlänge davon in dem Bereich von 5 mm bis 100 mm. Sogar noch bevorzugter liegt die gewichtsmittlere Faserlänge davon in einem Bereich von 10 bis 30 mm. Die gewichtsmittlere Faserlänge kennzeichnet sich als Wert, der mittels Σ(L1 × W)/ΣW erhalten wird, wobei L1 die Länge der Fasern darstellt, W das Gewicht der Fasern darstellt und L2 (=ΣL1 die gesamte Länge der N-Fasern darstellt.
Das thermoplastische Harz wird ordnungsgemäß, beispielsweise gemäß der Verwendung des pressgeformten Körpers M1 gewählt und das Material davon ist insbesondere nicht beschränkt. Beispiele des thermoplastischen Harzes weisen Polyolefin Harze, wie beispielsweise ein Polyethylenharz und ein Polypropylenharz, Polystyrenharze, Polyamidharze, Polyesterharze, Polycarbonatharze, Acrylharze, etc., auf.
(Heizvorrichtung)
Die Heizvorrichtung 101, welche in 1 dargestellt ist, ist eine Vorrichtung, welche das Formmaterial M auf den geschmolzenen und erweichten Zustand erhitzt. Die Heizvorrichtung 101 weist einen Heizvorrichtungskörper 101a einen Förderer 101b und eine Vielzahl von Heizern 101c auf.
Der Heizvorrichtungskörper 101a ist mit einer Passage 101d versehen, die durch den Heizvorrichtungskörper 101a geht, und der Förderer 101b geht durch die Passage 101d. Die Vielzahl an Heizern 101c sind entlang des Förderers 101d an der inneren Oberfläche des Heizvorrichtungskörpers 101a, welcher die Passage 101d definiert, vorgesehen. An einem Ende (Eingang) des Förderers 101b ist eine Ablage T, auf die das entwickelte Formmaterial M vor der Heizbehandlung platziert wird, platziert. Das Formmaterial M wird mittels der Vielzahl an Heizern 101c auf den geschmolzenen und erweichten Zustand erwärmt, während es vom einen Ende (Eingang) zu dem anderen Ende (Ausgang), mittels des Förderers 101b bewegt wird. Das Formmaterial M, welches mittels der Heizvorrichtung 101 erwärmt wird, hat eine plattenartige Form (flache Form).
Der Förderer 101b weist einen Bewegungsbegrenzungsabschnitt 101e, welcher fest an dem anderen Ende (Ausgang) vorgesehen ist, auf. Der Bewegungsbegrenzungsabschnitt 101e kommt in Kontakt mit dem Formmaterial M (Ablage T), welches mittels des Förderers 101b bewegt wird, um die Bewegung des Formmaterials M zu begrenzen, um das Formmaterial M bei einer bestimmten Position zu stoppen. Die vorbestimmte Position, an der das Formmaterial M mittels des Bewegungsbegrenzungsabschnitts 101e gestoppt wird, ist eine Position, wo das Formmaterial M mittels der Fördervorrichtung 100a (Halter 50a bis 50g, welche später beschrieben werden) gestützt wird. Kurzum, der Bewegungsbegrenzungsabschnitt 101e positioniert das Formmaterial M in Bezug auf die Fördervorrichtung 100a.
(Pressvorrichtung)
Die Pressvorrichtung 100b, welche in 1 dargestellt ist, ist eine Vorrichtung, an der das Paar an Formen K, also die obere Form K1 und die untere Form K2, angebracht werden können. Die Pressvorrichtung 100b weist eine obere Platte 102a, welche in der Lage ist, sich auf und ab zu bewegen, an der die obere Form K1 befestigt ist, und eine fixierte untere Platte 102b, an der die untere Form K2 fixiert ist, auf. Das heißt, die Pressvorrichtung 100b ist eine sogenannte vertikalschließende Formmaschine, welche die Form K (obere Form K1) in einer Aufwärts-/Abwärtsbewegung bewegt. Die obere Form K1 hat eine konvexe Form und die untere Form K2 hat eine konkave Form, die der Form der oberen Form K1 entspricht. Die Pressvorrichtung 100b führt das Pressformen des Formmaterials M durch, auf welches das Vorformen mittels der Fördervorrichtung 100a angewendet worden ist, welches an der unteren Form K2 mittels der Fördervorrichtung 100a platziert wurde durch, um den pressgeformten Körper M1 zu formen.
(Fördervorrichtung)
Die Fördervorrichtung 100a, welche in 1 gezeigt ist, weist einen Gelenkarmroboter 1 und einen Förderkopf 2, welcher an dem Gelenkarmroboter 1 angebracht ist, auf. Ferner ist der Gelenkarmroboter 1 mit einer Steuerung 3 versehen, die den Gelenkarmroboter 1 und den Förderkopf 2 steuert. Der Gelenkarmroboter ist ein Beispiel eines „Fördervorrichtungskörpers“ in den Ansprüchen.
Der Gelenkarmroboter 1 ist eine Vorrichtung, die den Förderkopf 2 bewegt. Insbesondere ist der Gelenkarmroboter 1 eine Vorrichtung, die den Förderkopf 2 zu einer Position (Halteposition), in der der Förderkopf 2 das Formmaterial M, welches mittels der Heizvorrichtung 101 erwärmt worden ist, halten kann und zu einer Position (Formposition) zwischen den Formen K, wo das Pressformen auf das Formmaterial angewendet wird, bewegt. Eine Basis des Gelenkarmroboters 1 ist fest an der Bodenoberfläche fixiert.
Wie in 3 gezeigt, weist der Gelenkarmroboter 1 einen Arm 10 auf. Der Arm 10 weist eine Vielzahl von stabähnlichen Verbindungsgliedern 10a und ein Zwischengelenk 10b, welches die Verbindungsglieder 10a miteinander verbindet, auf. Zusätzlich weist der Arm 10 ein distales Endgelenk 10c (welches eine Roboterhand aufweisen kann), die an einer nachfolgend beschriebenen Befestigung 40 verbunden sein kann, des Förderkopfs 2 (Kopfkörper 4) an dem distalen Ende auf.
Das distale Endgelenk 10c befestigt den Förderkopf 2 an dem Gelenkarmroboter 1, sodass der Förderkopf 2 frei rotierbar ist, sowohl in einer vertikalen Richtung, als auch in einer horizontalen Richtung. Das distale Endgelenk 10c ist ein Beispiel eines „Gelenks“ in den Ansprüchen.
Der Förderkopf 2 weist den Kopfkörper, eine Vielzahl von Haltemechanismen 5 (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f und 5g), und eine Vielzahl von Pressmechanismen 6 (6a, 6b und 6c), auf. Die Haltemechanismen 5 und die Pressmechanismen 6 sind an dem Kopfkörper 4 befestigt.
(Kopfkörper)
Wie in 3 gezeigt, weist der Kopfkörper 4 eine rechteckige äußere Form auf. Ferner weist der Kopfkörper 4 eine netzartige (gitterartige) Rahmenstruktur auf. Insbesondere ist der Kopfkörper 4 in der Form eines Netzes (Gitters) ausgestaltet, in der ein orthogonales kreuzförmiges Trägermaterial innerhalb eines rechteckigen Rahmens angeordnet ist, und ein innerer Bereich des rechteckigen Rahmens ist gleichmäßig durch vier geteilt. Aufgrund dieser netzartigen Rahmenstruktur ist das Gewicht des Förderkopfs 2, welcher mittels des Gelenkarmroboters 1 gestützt wird, reduziert.
Es gilt zu beachten, dass eine Richtung, in der sich eine Seite des rechteckigen Rahmens erstreckt, eine Richtung A ist, und eine Richtung, in der sich die andere Seite, die sich mit der einen Seite, die sich in der Richtung A erstreckt, schneidet, ist eine Richtung B. Zusätzlich ist eine Richtung, die sich im Wesentlichen im rechten Winkel zu den Richtungen A und B erstreckt, als Richtung C (grob vertikale Richtung) dargestellt. Wenn das Formmaterial M gefördert wird, wird der Kopfkörper 4 in solch eine Haltung bewegt, dass die Richtung A und die Richtung B im Wesentlichen entlang der horizontalen Richtung sind und die Richtung C im Wesentlichen entlang der vertikalen Richtung ist. Die Richtung A ist ein Beispiel einer „ersten Richtung“ in den Ansprüchen. Die Richtung B ist ein Beispiel einer „zweiten Richtung“ in den Ansprüchen.
Der Kopfkörper 4 ist mit der Befestigung 40 vorgesehen, um an dem Gelenkarmroboter 1 befestigt zu sein. Der Kopfkörper 4 ist an dem Gelenkarmroboter mittels des distalen Endgelenks 10c an dem Gelenkarmroboter 1 befestigt. Die Befestigung 40 ist in der Nähe einer Kante des Kopfkörpers 4 mit einer netzartigen Rahmenstruktur vorgesehen. Insbesondere ist die Befestigung 40 angrenzend an die Kante (rechteckiger Rahmen) des Kopfkörpers 4 mit einer Rahmenstruktur vorgesehen.
(Haltemechanismus)
Wie in den 3 bis 6 gezeigt, weist die Vielzahl an Haltemechanismen 5 (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f und 5g) Halter 50 (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f und 50g) und Halterbewegungsmechanismen 51 (51a, 51b, 51c, 51d, 51e, 51f und 51g), welche die Halter 50 in die Richtung C bewegen, dementsprechend auf. Die Halter 50a und 50b sind Beispiele für die „ersten Halter“ in den Ansprüchen. Die Halter 50c und 50d sind Beispiele für die „zweiten Halter“ in den Ansprüchen. Der Halter 50g ist ein Beispiel für einen „dritten Halter“ in den Ansprüchen.
Wie in 6 gezeigt, weist der Halterbewegungsmechanismus 51 (51a, 51b, 51c, 51d, 51e, 51f und 51g) jeweils einen pneumatischen Zylinder 511 auf.
Der pneumatische Zylinder 511 weist ein Zylinderrohr 511a und eine Kolbenstange 511c auf, die sich von einem Kolben (nicht gezeigt) erstreckt, welcher sich aufgrund der Zuführung und dem Ausstoß von komprimierter Luft innerhalb des Zylinderrohrs 511a hin- und her bewegt, die von einer Basis 511b des Zylinderrohrs 511a vorsteht, und sich in synchron mit dem Kolben hin- und her bewegt.
Die Halter 50 sind jeweils an einer Spitze (ein Ende an der Seite gegenüberliegend dem Kolben, ein Ende in der C2-seitigen Richtung) der Kolbenstange 511c befestigt.
Der Halterbewegungsmechanismus 51 weist ferner jeweils einen Zylinderblock 512 auf, an den die Basis 511b des Zylinderrohrs 511a befestigt ist. Der Zylinderblock 512 weist Durchgangslöcher 512a auf beiden Seiten der Befestigungsposition der Zylinderrohre 511a in derselben Richtung, wie der hin- und her-Bewegungsrichtung der Kolbenstange 511c auf. Das heißt, ein Durchgangsloch 512a ist an jeder Seite der Befestigungsposition des Zylinderrohrs 511a vorgesehen.
Der Halterbewegungsmechanismus 51 weist ferner Führungsstangen 513 auf. Eine Führungsstange 513 ist in jede der zwei Durchgangslöcher 512a des Zylinderblocks 512 eingesetzt. Die Führungsstangen 513 sind Beispiele eines „Halterrotationsbegrenzungsmechanismus“ in den Ansprüchen.
Die Führungsstangen 513 weisen Stopper 513a auf, die jeweils eine Form haben, die größer ist als der Querschnitt des Durchgangslochs 512a an ihrem einen Ende (Ende an der Seite des Zylinderrohrs 511a, Ende an der Seite der Cl-Richtung). Ferner sind die Halter 50 (Halterkörper 501, wie später beschrieben) jeweils an den anderen Enden (Enden in der C2-seitigen Richtung) der Führungsstangen 513 befestigt.
Der Zylinderblock 512 ist einer Ebene angeordnet, von der sich der Kopfkörper 4 erstreckt. Der pneumatische Zylinder 511 kann den Halter 50 in der C-Richtung bewegen. Das heißt, der pneumatische Zylinder 511 kann den Halter 50 in die C-Richtung hin zu dem Formmaterial M linear hin und her bewegen.
Die Stopper 513a regulieren den Hub (die Menge der Bewegung), wenn die komprimierte Luft dem pneumatischen Zylinder 511 zugeführt wird, und die Kolbenstange 511c steht von dem Zylinderrohr 511a vor. Ferner regulieren die Stopper 513a die Menge der hin- und her Bewegung des Halters 50. Wenn die Kolbenstange 511c vorsteht, um den Halter 50 zu bewegen, werden die Führungsstangen 513, an Enden, an denen die Halter 50 befestigt sind, ebenfalls mittels des Halters 50 gezogen, um von dem Zylinderblock 512 vorzustehen. Wenn die Stopper 513a in Kontakt mit dem Zylinderblock 512 in der C2-seitigen Richtung kommen (wenn ein Zustand, wie in 7 gezeigt, zu einem Zustand wie in 6 gezeigt, geändert wird), stoppt der Halter 50.
Die Führungsstangen 513 führen die Halter 50, sodass die Halter 50 sich nicht in Bezug auf die hin- und her Bewegungsrichtung (eine Richtung, in der die Kolbenstange 511c vorsteht, die Richtung C) des Halters 50 neigen.
Die Führungsstangen 513 haben außerdem die Funktion, zu verhindern, dass sich der Halter um die hin- und her Bewegungsrichtung (die Richtung, in der die Kolbenstange 511c vorsteht, die Richtung C) des Halters 50 dreht. Zum Beispiel, wenn sich die Kolbenstange 511c um ihre eigene Mittelachse (in einer Richtung R1) dreht, dreht sich der Halter 50, welcher an der Spitze der Kolbenstange 511c befestigt ist, ebenfalls, und die Orientierung des Halters 50 verändert sich. Die Führungsstangen 513 begrenzen diese Rotation und halten die Orientierung des Halters in eine vorbestimmte Richtung (eine Richtung, in der der Halter in der Richtung C mittels des Halterbewegungsmechanismus 51 bewegt wird) aufrecht.
Die Anzahl (sieben insgesamt) der Haltemechanismen 5a bis 5g, die an dem Förderkopf 2 vorgesehen sind, ist größer als die Anzahl (drei insgesamt) der Pressmechanismen 6a bis 6c, die an dem Förderkopf 2 vorgesehen sind und nachfolgend beschrieben werden.
Wie in 6 gezeigt, weist jeder der Haltemechanismen 5a bis 5g die Führungsstangen 513 auf. In den 3 bis 5 sind Darstellungen der Führungsstangen 513 zur besseren Anschaulichkeit weggelassen.
Jeder der Haltemechanismen 5a bis 5e ergreift und hält eine Kante des plattenförmig geformten Formmaterials M vor dem Vorformen. Zusätzlich sind die Haltemechanismen 5a bis 5e angeordnet, um im Wesentlichen eben an der Kante des Formmaterials M verteilt zu sein. Ferner ergreifen und halten die Haltemechanismen 5f und 5g die Nähe des Mittelpunkts des Formmaterials M. Das Formmaterial M hat eine äußere Form, die etwas kleiner ist, als die des Kopfkörpers 4 in einer Draufsicht (wie aus der Richtung C betrachtet). Eine Ecke des Formmaterials M in der A1-seitigen Richtung und der B2-seitigen Richtung ist ausgeschnitten. Das Formmaterial M wird auf der C2-seitigen Richtung des Kopfkörpers 4 gestützt.
Die Haltemechanismen 5a und 5b sind in einem Bereich in einer A1- und einer B1-Richtung der vier inneren Bereiche des Kopfkörpers 4 angeordnet. Die Haltemechanismen 5c und 5d sind in einem Bereich in einer A2-Richtung und einer B2-Richtung der vier inneren Bereiche des Kopfkörpers 4 angeordnet. Die Haltemechanismen 5e und 5f sind in einem Bereich in der A2-Richtung und der B1-Richtng der vier inneren Bereiche des Kopfkörpers 4 angeordnet. Der Haltemechanismus 5g ist in einem Bereich in der A1-Richtung und der B2-Richtung der vier inneren Bereiche des Kopfkörpers 4 angeordnet.
Die Haltemechanismen 5a und 5b halten teilweise das Formmaterial M, welches aufgrund des Vorformens in Kontakt mit der Oberfläche K22 (siehe 2) der unteren Form K2 kommt. Die Haltemechanismen 5c und 5d halten teilweise das Formmaterial M, welches aufgrund des Vorformens in Kontakt mit der Oberfläche K23 (siehe 2) der unteren Form K2 kommt. Die Haltemechanismen 5e, 5f und 5g halten teilweise das Formmaterial M, das aufgrund des Vorformens in Kontakt mit der Oberfläche K21 (siehe 2) der unteren Form K2 kommt.
Jeder der Halter 50a bis 50g weist den Halterkörper 501, eine Vielzahl (vier insgesamt) der Haltenadeln 502 (offene Augennadeln), die gelenkig an dem Halterkörper 501 befestigt sind, und einen Haltenadelantriebsmechanismus (nicht gezeigt), der innerhalb des Halterkörpers 501 angeordnet ist, auf.
Wie in 6 gezeigt, haftet jeder der Haltenadeln 502 innerhalb des Formmaterials M, um mit dem Formmaterial M in Eingriff zu kommen. Die Haltenadeln 502 sind jeweils in der Form eines länglichen Kreiskegels (eine konische Form mit einem kreisförmigen Querschnitt). Ferner sind die Haltenadeln 502 jeweils Viertelbögen (π/2 Kreis), und sind bogenförmig schwenkbar mittels des Haltenadelantriebsmechanismus in einer Richtung E. Der Haltenadelantriebsmechanismus weist einen pneumatischen Zylinder (nicht gezeigt) oder dergleichen auf.
Die Haltenadeln 502 sind in Paaren vorgesehen, und ein Paar der Haltenadeln 502 ist in der selben geraden Linie angeordnet, und bewegt sich (schwenkt) in einer Richtung weg voneinander, in der selben geraden Linie, um in das Formmaterial M einzugreifen. Daher halten die Haltenadeln 502 das Formmaterial M während das Auftreten von Falten des Formmaterials M signifikant reduziert oder verhindert werden kann. Ein Paar der Haltenadeln 502 eines jeden der Haltemechanismen 5a bis 5d und 5g ist in einer Richtung, in der die Ecke des Formmaterials M sich erstreckt, angeordnet.
Eine Vielzahl der Haltenadeln 502, die an einem Halter 50 (50a bis 50g) vorgesehen sind, sind symmetrisch mit Bezug auf die Mittellinie des Halters 50 (50a bis 50g) angeordnet, der sich in einer Richtung (Richtung C), in der der Halter 50 (50a bis 50g) mittels des Halterbewegungsmechanismus 51 (51a bis 51g) bewegt wird, erstreckt. Kurzum, die Vielzahl der Haltenadeln 502 ist in einer gut ausgeglichenen Art und Weise an dem Halterkörper 501 befestigt.
Die Dicke der Haltenadeln 502 ist bevorzugt nicht mehr als das doppelte der Dicke des Formmaterials M. Dies lässt sich darauf zurückführen, dass wenn die Dicke der Haltenadeln 502 mehr als die doppelte Dicke des Formmaterials M ist, ist es schwierig die Haltenadeln 502 an dem Formmaterial M anzuhaften und das Formmaterial M sicher hoch zu heben (zu halten).
Bei diesem Beispiel sind die Haltenadeln 502 aus Federstahlmaterial (SUP10) hergestellt. Ferner sind in diesem Beispiel die Haltenadeln 502 durch Aufteilen eines Rundrades mit einem Raddurchmesser von 2 mm ϕ (Dicke) und einem Durchmesser von 40 mm durch 4, vorbereitet, und durch Polieren eines Endes in eine Nadelform gebracht. Die Haltenadeln 502 sind bevorzugt bogenförmige Nadeln mit einem ungefähren Krümmungsradius, der nicht weniger als die Dicke des Formmaterials M plus 5 mm ist, und nicht mehr als das 40-fache der Dicke des Formmaterials M ist. Die Haltenadeln sind noch bevorzugter bogenförmige Nadeln mit einem ungefähren Krümmungsradius, der nicht geringer ist als die Dicke des Formmaterials M plus 8 mm, und nicht mehr als das 20-fache der Dicke des Formmaterials M ist. Die Haltenadeln 502 sind sogar noch bevorzugter bogenförmige Nadeln mit einem ungefähren Krümmungsradius, der nicht geringer als die Dicke des Formmaterials M plus 10 mm, und nicht mehr als das 15-fach der Dicke des Formmaterials M ist.
Um das Anhaften eines Abschnitts (geschmolzenes thermoplastisches Harz) des Formmaterials M an den Haltenadeln 502, wenn die Haltenadeln 502 das Halten des Formmaterials M freigeben, signifikant zu reduzieren, oder zu verhindern, ist bevorzugt zumindest ein Abschnitt einer Spitze einer jeden Haltenadel 502 bevorzugt durch Oberflächenbehandlung behandelt worden. Die Oberflächenbehandlung weist das Beschichten mit verschiedenen Formtrennmitteln und Beschichtungen mit Fluorharz, wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen (PTFE) auf. Aufgrund dieser Oberflächenbehandlung kann die Haltbarkeit und der Ablöseeffekt der Haltenadeln 502 verbessert werden.
(Schiebemechanismus)
Wie in den 4 und 5 gezeigt weisen die Haltemechanismen 5a, 5b, 5c, 5d und 5g der Vielzahl von Haltemechanismen 5 (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f und 5g) Schiebemechanismen 52 (52a, 52b, 52c, 52d und 52g) auf, die die Halter 50a, 50b, 50c, 50d und 50g entlang einer Ebene (eine Ebene, welcher sich in der Richtung A und der Richtung B erstreckt) in welcher sich der Kopfkörper 4 jeweils erstreckt, bewegen (schieben).
Die Schiebemechanismen 52 weisen jeweils einen pneumatischen Zylinder 521 auf. Die Schiebemechanismen 52a bis 52d und 52g haben die gleiche Struktur untereinander und daher wird der in 4 gezeigte Schiebemechanismus 52a stellvertretend mit Bezugszeichen beschrieben.
Der pneumatische Zylinder 521 weist ein Zylinderrohr 521a und eine Kolbenstange 521c auf, welche sich von einem Kolben (nicht gezeigt) erstreckt, der sich aufgrund der Zuführung und dem Ausstoß von komprimierter Luft innerhalb des Zylinderrohrs 521a hin- und her bewegt, der von einer Basis 521b des Zylinderrohrs 521a vorsteht, und sich in Synchronisation mit dem Kolben hin- und her bewegt.
Die Schiebemechanismen 52 weisen ferner einen Zylinderblock 522, an dem die Basis 521b des Zylinderrohrs 521 befestigt ist, auf. Der Zylinderblock 522 ist an dem Kopfkörper 4 befestigt. Der Zylinderblock 512 des Halterbewegungsmechanismus 51 ist an einer Spitze (ein Ende an der Seite gegenüberliegend des pneumatischen Zylinders 521) der Kolbenstange 521c befestigt. Daher bewegen sich (verschieben sich) der Halterbewegungsmechanismus 51 und der Halter 50 synchron entlang der Ebene, von der sich der Kopfkörper 4 erstreckt, wenn sich der pneumatische Zylinder 521 hin- und her bewegt.
Der Zylinderblock 522 weist Durchgangslöcher 522a an beiden Seiten der Befestigungsposition des Zylinderrohrs 521a in derselben Richtung wie der hin- und her-Bewegungsrichtung der Kolbenstange 521c, auf. Das heißt, ein Durchgangsloch 522a ist auf jeder Seite der Befestigungsposition des Zylinderrohrs 521a vorgesehen.
Der Schiebemechanismus 52 weist ferner Führungsstangen 523 auf. Eine Führungsstange 523 ist in jedes der beiden Durchgangslöcher 522a des Zylinderblocks 522 eingesetzt.
Die Führungsstangen 523 weisen Stopper 523a auf, die jeweils eine Form aufweisen, die größer als der Querschnitt der Durchgangslöcher 522a an ihren einen Enden an der Seite des Zylinderblocks 522 ist, auf. Ferner sind die anderen Enden der Führungsstangen 523 an dem Zylinderblock 512 des Halterbewegungsmechanismus 51 befestigt.
Die Stopper 523a regulieren den Hub (die Menge der Bewegung), wenn die komprimierte Luft dem pneumatischen Zylinder 521 zugeführt wird, und die Kolbenstange 521c steht von dem Zylinderrohr 521a vor. Ferner regulieren die Stopper 523a die Menge der Verschiebung des Halters 50. Wenn die Kolbenstange 521c vorsteht, um den Halter 50 zu verschieben, werden die Führungsstangen 523, eines der Enden, welches an dem Halter 50 befestigt ist, ebenfalls mittels des Halters 50 gezogen, um von dem Zylinderblock 522 vorzustehen. Wenn die Stopper 523a in Kontakt mit dem Zylinderblock 522 kommen, stoppt der Halter 50. Die Führungsstangen 523 führen den Halter 50, sodass der Halter 50 sich nicht in Bezug auf eine Verschieberichtung (eine Richtung, in welcher die Kolbenstange 521c vorsteht) des Halters 50 neigt.
Die Führungsstangen 523 haben ebenfalls die Funktion, eine Rotation des Halters 50 um die hin- und her Bewegungsrichtung (der Richtung, in welcher die Kolbenstange 521c vorsteht) des Halters 50 zu verhindern. Wenn die Kolbenstange 521c beispielsweise um ihre Mittelachse rotiert, rotiert der Halter 50, welcher an der Spitze der Kolbenstange 521c befestigt ist, ebenfalls, und die Orientierung des Halters 50 ändert sich. Die Führungsstangen 523 begrenzen diese Rotation und erhalten die Orientierung des Halters 50 in der vorbestimmten Richtung aufrecht.
Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist der Haltemechanismus 5a und 5b den Schiebemechanismus 52a und 52b, welcher die Halter 50a und 50b entsprechend in der Richtung A verschiebt, auf. Das heißt, die Schiebemechanismen 52a und 52b sind an dem Kopfkörper 4 befestigt, und die Halterbewegungsmechanismen 51a und 51b sind mittels der Schiebemechanismen 52a und 52b an dem Kopfkörper 4 befestigt. Die Verschieberichtung ist generell eine Richtung (grob eine horizontale Richtung), die im Wesentlichen im rechten Winkel zu einer Richtung (vertikale Richtung) ist, in welcher sich das Paar an Formen K (siehe 1) einander gegenüber stehen.
Die Haltemechanismen 5c und 5d weisen die Schiebemechanismen 52c und 52d auf, welche die Halter 50c und 50d dementsprechend in der Richtung B, welche im Wesentlichen im rechten Winkel zur Richtung A in der Draufsicht (wie aus der Richtung C betrachtet) ist, bewegen. Das heißt, die Schiebemechanismen 52c und 52d sind an dem Kopfkörper 4 befestigt und die Halterbewegungsmechanismen 51c und 51d sind mittels der Schiebemechanismen 52c und 52d an dem Kopfkörper 4 befestigt.
Der Haltemechanismus 5g weist den Schiebemechanismus 52g auf, welcher den Halter 50g in einer Richtung (Richtung D), die unterschiedlich von der Richtung A und der Richtung B in der Draufsicht, wie aus der Richtung C betrachtet, ist, bewegt. Das heißt, der Schiebemechanismus 52g ist an dem Kopfkörper 4 befestigt, und der Halterbewegungsmechanismus 51g ist mittels des Schiebemechanismus 52g an dem Kopfkörper 4 befestigt. Wie oben beschrieben, sind beide der Richtung A und der Richtung B, Richtungen in einer annähernd horizontalen Ebene in einem Verwendungszustand, jedoch kann die Richtung D eine Richtung in der horizontalen Ebene sein, oder kann geneigt von der Richtung in der horizontalen Ebene sein.
Die Haltemechanismen 5e und 5f weisen nicht den Schiebemechanismus 52 auf, und werden nicht in der Richtung A oder der Richtung B verschoben. Die Haltemechanismen 5e und 5f sind an dem Kopfkörper 4 befestigt. Die Haltemechanismen 5e und 5f bewegen die Halter 50e und 50f linear in der Richtung C hin zu dem Formmaterial M mittels der Halterbewegungsmechanismen 51e und 51f hin- und her.
(Pressmechanismus)
Wie in den 8 (A) und 8 (B) gezeigt, weist die Vielzahl der Pressmechanismen 6a, 6b und 6c (6) die Drücker 61a, 61b und 61c (61) und Drückerbewegungsmechanismen 62a, 62b und 62c (62), die jeweils die Drücker 61 bewegen, auf. Die Drückerbewegungsmechanismen 62a, 62b und 62c weisen jeweils die gleiche Struktur auf, und aufgrund dessen wird der Drückerbewegungsmechanismus 62a stellvertretend nachfolgend beschrieben.
Der Drückerbewegungsmechanismus 62a weist einen pneumatischen Zylinder 621, einen Zylinderblock 622, zwei Führungsstangen 623, und zwei Stopper 623a auf. Der Drückerbewegungsmechanismus 62a ist in der Struktur vergleichbar mit dem Halterbewegungsmechanismus 51, und daher wird eine detaillierte Beschreibung der Struktur weggelassen. Vergleichbar mit dem Halterbewegungsmechanismus 51, welcher einen Mechanismus aufweist, der die Rotation des Halters 50 mittels zwei Führungsstangen 513 begrenzt, weist der Drückerbewegungsmechanismus 62 ebenfalls einen Mechanismus auf, der die Rotation des Drückers 61 mittels zwei Führungsstangen 623 beschränkt. Der Drücker 61 ist kleiner als der Halter 50 und daher kann ein Block dazwischen eingesetzt werden, falls die zwei Führungsstangen 623 nicht direkt an dem Drücker 61 befestigt werden können, und der Drücker 61 kann mittels des Blocks an dem Drückerbewegungsmechanismus 62 befestigt werden. In den 3 bis 5 wird eine Darstellung der Führungsstangen 623 weggelassen. Die Führungsstangen 623 sind Beispiele eines „Drückerrotationsbegrenzungsmechanismus“ in den Ansprüchen.
Der Pressmechanismus 6a weist die Drücker 61a auf. Der Pressmechanismus 6a weist ferner einen Drückerbewegungsmechanismus 62a auf, welcher den Drücker 61a in der Richtung C bewegt. Der Drücker 61a weist eine kugelförmige Form auf. Ferner ist der Drücker 61a an einem Ende des Drückerbewegungsmechanismus 62a an der Seite der Richtung C2 vorgesehen.
Der Pressmechanismus 6b weist den Drücker 61b auf. Der Pressmechanismus 6b weist ferner ein Paar der Drückerbewegungsmechanismen 62b auf, die den Drücker 61b in der Richtung C bewegen. Der Drücker 61b weist eine runde Stangenform auf, welche sich in der Richtung B erstreckt. Der Drücker 61b ist an Enden des Paars von Drückerbewegungsmechanismen 62b an der Seite der Richtung C2 verbunden, und überbrückt die Enden des Paars der Drückerbewegungsmechanismen 62b an der Seite der Richtung C2.
Der Pressmechanismus 6c weist den Drücker 61c auf. Der Pressmechanismus 6c weist ferner ein paar von Drückerbewegungsmechanismen 62c auf, die den Drücker 61c in der Richtung C bewegen. Der Drücker 61c weist eine runde Stangenform auf, die sich in der Richtung A erstreckt. Der Drücker 61c ist an Enden des Paars an Drückerbewegungsmechanismen 62c an der Seite der Richtung C2 verbunden, und überbrückt die Enden des Paars an Drückerbewegungsmechanismen 62c an der Seite der Richtung C2.
Der Drücker 61a ist in dem Bereich der Richtung A1 und der Richtung B2 der vier inneren Bereiche des Kopfkörpers 4 angeordnet. Der Drücker 61b ist in dem Bereich in der Richtung A1 und der Richtung B1 der vier inneren Bereiche des Kopfkörpers 4 angeordnet. Der Drücker 61c ist in dem Bereich der Richtung A1 und der Richtung B2 der vier inneren Bereiche des Kopfkörpers 4 angeordnet. Alle der vier Drücker 61a bis 61c sind in der Nähe der Mitte des Formmaterials M in der Draufsicht (wie in der Richtung C betrachtet) angeordnet. Der kugelförmige Drücker 61a drückt zum Zeitpunkt des Vorformens einen Abschnitt des Formmaterials M vor dem Vorformen, welcher einem Abschnitt des Formmaterials M nach dem Vorformen in der Nähe einer Überschneidung zwischen den Oberfläche K21, der Oberfläche K22 und der Oberfläche K23, die an der unteren Form K2 angeordnet ist, entspricht. Der rundstabförmige Drücker 61b, welcher sich in der Richtung B erstreckt, drückt zum Zeitpunkt des Vorformens einen Abschnitt des Formmaterials M vor dem Vorformen, welcher einem Abschnitt des Formmaterials M nach dem Vorformen in der Nähe einer Überschneidung zwischen der Oberfläche K21 und der Oberfläche K22, die an der unteren Form K2 angeordnet ist, entspricht. Der rundstabförmige Drücker 61c, welcher sich in einer Richtung A erstreckt, drückt zum Zeitpunkt des Vorformens einen Abschnitt des Formmaterials M vor dem Vorformen, welcher einen Abschnitt des Formmaterials M nach dem Vorformen in der Nähe einer Überschneidung zwischen der Oberfläche K21 und der Oberfläche K23, die an der unteren Form K2 angeordnet ist, entspricht.
Die Drücker 61a bis 61c kommen mit dem Formmaterial M an der Seite der Richtung C1 in Kontakt und drücken das Formmaterial M hin zu der Seite der Richtung C2. Die Drücker 61a bis 61c sind Abschnitte, die direkt in Kontakt mit dem Formmaterial M kommen, und daher leiten die Drücker 61a bis 61c Wärme weg von dem Formmaterial M. Daher sind die thermischen Leitfähigkeiten zumindest der Abschnitte, die in Kontakt mit dem Formmaterial M und ihrer Umgebung der Drücker 61a bis 61c bevorzugt niedriger als die thermische Leitfähigkeit des Formmaterial M. Wenn die thermische Leitfähigkeit der Drücker 61a bis 61c höher ist als die thermische Leitfähigkeit des Formmaterials M, wird Wärme weg von den Abschnitten des Formmaterials M, die mit den Drückern 61a bis 61c in Kontakt kommen, weggeleitet und das Oberflächenerscheinungsbild des pressgeformten Körpers M1 (siehe 1) kann sich verschlechtern (Falten oder dergleichen können an der Oberfläche auftreten).
Die Drücker 61a bis 61c werden bevorzugt schnell von dem Formmaterial, nach der Vollendung des Vorformens, getrennt. Zusätzlich wird ein Fluorharz, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), mit einer hohen Wärmebeständigkeit und einer hohen chemischen Resistenz und einem niedrigen Reibungskoeffizienten, bevorzugt als ein Material für die Drücker 61a bis 61c verwendet (insbesondere Abschnitte der Drücker 61a bis 61c, die direkt das Formmaterial M drücken) . Die Abschnitte, die das Formmaterial M drücken, kennzeichnen die Abschnitte der Drücker 61a bis 61c, die in Kontakt mit dem Formmaterial M und ihrer Umgebung kommen. Beschichtungen der Drücker 61a bis 61c können auf die gesamten Oberflächen der Drücker 61a bis 61c oder nur auf die Abschnitte der Drücker 61a bis 61c, die in Kontakt mit dem Formmaterial M und ihrer Umgebung kommen, angewendet werden.
Gemäß dieser Ausführungsform ist der Drücker eine Kugel (kann eine Halbkugel sein), beispielsweise mit einem Durchmesser von 40 mm. Ferner ist der Drücker 61b (Drücker 61c) eine runde Stange mit einer longitudinalen Länge von 150 mm und einem Durchmesser von 30 mm.
(Steuerung)
Die Steuerung 3, die in 1 gezeigt ist, steuert die Fördervorrichtung 100a, um das Formmaterial M zu fördern, und um das Vorformen auf das Formmaterial M durchzuführen.
Die Steuerung 3 steuert die Haltemechanismen 5a bis 5g, um mittels der Halter 50a bis 50g jeden Abschnitt des Formmaterials M, welches auf den geschmolzenen und erweichten Zustand mittels der Heizvorrichtung 101 in einem Zustand, in dem die Drücker 61a bis 61c nicht in Kontakt mit dem Formmaterial kommen, erwärmt worden ist, zu halten. Die Steuerung 3 steuert die Halter 50a bis 50g, um jeden Abschnitt des Formmaterials M zu halten (zu stützen), und steuert die Fördervorrichtung 100a, um das Formmaterial M, welches mittels dem Förderkopf 2 zwischen dem Paar an Formen K gestützt ist, zu fördern.
Ferner steuert die Steuerung 3 die Haltemechanismen 5a bis 5g und die Pressmechanismen 6a bis 6c, um das Vorformen zu starten, um das Formmaterial M, welches mittels der Halter 50a bis 50g gestützt wird, mittels der Drücker 61a bis 61c zu drücken, um der unteren Form K2 zu folgen und um das Formmaterial M in eine vordefinierte Form, bevor das Formmaterial M in Kontakt mit der unteren Form K2 kommt, zu verformen.
Zusätzlich steuert die Steuerung 3 die Haltemechanismen 5a bis 5g, um das Halten des Formmaterials M nach dem Vorformen mittels der Halter 50a bis 50g freizugeben, und um das Formmaterial M an der unteren Form K2 zu platzieren.
(Vorformvorgang der mittels der Fördervorrichtung durchgeführt wird)
Der Vorgang des Durchführens des Vorformens auf das Formmaterial M mittels der Fördervorrichtung 100a wird nachfolgend mit Bezug auf die 3 bis 5 beschrieben. 3 und 4 zeigen einen Zustand, bevor die Halter 50a bis 50d und 50g schieben. 5 zeigt einen Zustand, nachdem die Halter 50a bis 50d und 50g verschoben sind.
Zunächst, wie in den 3 und 4 gezeigt, wird das Formmaterial M, welches mittels des Förderkopfes 2 gestützt wird, indem es mittels der Haltemechanismen 5a bis 5g (fünf Halter 50a bis 50g) in einem Zustand, in dem das Formmaterial M nicht in Kontakt mit den Drückern 61a bis 61c kommt, gestützt wird, zwischen das Paar an Formen K (siehe 1) mittels der Fördervorrichtung 100a gefördert. Zu diesem Zeitpunkt wird das Formmaterial M mittels der Haltemechanismen 5a bis 5g des Förderkopfs 2 gefördert, sodass es nicht in Kontakt mit dem Paar an Formen K kommt.
Wie in 9 gezeigt, schieben die Schiebemechanismen 52a bis 52d und 52g die Halter 50a bis 50d und 50g zusammen hin zur Mitte des Formmaterials in der Draufsicht. Aufgrund dessen wird jeder Abschnitt des Formmaterials M, der mittels jedem der Halter 50a bis 50d und 50g gestützt wird, ebenfalls geschoben. 9 zeigt die Positionen der Drücker 61a bis 61c und der Halter 50a bis 50g in Bezug auf das Formmaterial M, welches an der unteren Form K2 (siehe 1) nach der Vollendung des Vorformens platziert wird.
Insbesondere werden die Halter 50a und 50d in der Richtung A2 mittels der Schiebemechanismen 52a und 52b geschoben. Ferner werden die Halter 50c und 50d in der Richtung B1 (der Richtung im rechten Winkel zur Richtung A2 in der Draufsicht), mittels Schiebemechanismen 52c und 52d geschoben. Ferner wird der Halter 50g in der Richtung G1 (einer Richtung, unterschiedlich von der Richtung A1 und der Richtung B1 in der Draufsicht), mittels des Schiebemechanismus 52g geschoben.
Die Schiebestrecke des Halters 50g, der sich in der Richtung D1 verschiebt, ist kürzer als die der Halter 50a und 50b, die in der Richtung A1 verschoben werden. Daher erreicht der Halter 50g, der in der Richtung B1 verschoben wird, seine Zielposition (Schiebe-Stoppposition) vor den Haltern 50a und 50b, die in der Richtung A1 verschoben werden, wenn die Schiebegeschwindigkeiten die gleichen untereinander sind. Daher formt der Abschnitt des Formmaterials M, der mittels des Halters 50g gestützt wird, das in der Richtung Dl verschoben wird, einen inneren Abschnitt des pressgeformten Körpers M1 (siehe 1).
Wenn der Halter 50a, der in der Richtung A1 verschoben wird, seine Zielposition (Schiebe-Stoppposition) erreicht, wird das Halten des Formmaterials M mittels des Halters 50a freigegeben.
Parallel zu dem jeweils oben beschriebenen Verschieben werden die Halter 50e bis 50g in der Richtung C2 (einer Richtung hin zu dem Formmaterial M) mittels der Halterbewegungsmechanismen 51e bis 51g bewegt.
Parallel zu dem jeweils oben beschriebenen Verschieben werden die Drücker 61b und 61c in der Richtung C2 (der Richtung hin zu dem Formmaterial M) mittels der Drückerbewegungsmechanismen 62b und 62c bewegt.
Zu dem Zeitpunkt der Vollendung jedes Verschiebens, das oben beschrieben wurde (Bewegung in der horizontalen Ebene), und Bewegung hin zu dem Formmaterial M (Bewegung in der Richtung C2), und Freigabe des Haltens des Formmaterials M mittels des Halters 50a, ist das Formmaterial M immer noch getrennt von dem Paar der Formen K.
Anschließend wird das Halten des Formmaterials M mittels des Halters 50g freigegeben. Zum gleichen Zeitpunkt wird der Drücker 61a in der Richtung C2 (der Richtung hin zu dem Formmaterial M) mittels des Drückerbewegungsmechanismus 62a bewegt. Daher wird das Formmaterial M simultan mit dem in Kontakt kommen mit der unteren Form K2 gedrückt, sodass das Abheben des Formmaterials M verhindert wird, und daher kann das Formmaterial M in ausreichend nahen Kontakt mit den Formen K gebracht werden.
Schließlich wird die gesamte Haltung des Formmaterials M freigegeben. Das heißt, das Halten des Formmaterials M mittels der Halter 50b bis 50f wird freigegeben. Daher wird das Formmaterial M, wie in 2 gezeigt, entlang der unteren Form K2 platziert.
(Effekte dieser Ausführungsform)
Gemäß dieser Ausführungsform werden die folgenden Effekte erhalten.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, sind die Haltemechanismen mit den Haltern 50a bis 50g, die das Formmaterial M halten, und den Halterbewegungsmechanismen 51a bis 51g, welche die die Halter 50e bis 50g bewegen, versehen, und die Pressmechanismen 6 sind mit den Drückern 61a bis 61c, die in Kontakt mit dem Formmaterial M kommen und das Formmaterial M drücken, und den Drückerbewegungsmechanismen 62a bis 62c, die die Drücker 61a bis 61c bewegen, versehen. Die Haltemechanismen 5 und die Pressmechanismen 6 sind separat voneinander vorgesehen, sodass es möglich ist, die Drücker 61 von dem Formmaterial zu Zeiten unterschiedlich dem Vorformen zu trennen, und daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Drücker 61 Wärme weg von dem Formmaterial M bis das Vorformen durchgeführt ist, wegzuleiten. Daher leiten die Drücker 61 nicht unnötigerweise Wärme weg von den Abschnitten des Formmaterials M, die den gebogenen Abschnitten der Form K entsprechen, wo eine Abnahme in der Harzfließfähigkeit reduziert werden soll, und daher nimmt die Pressformbarkeit des Formmaterials M nicht ab.
Ferner fördert die Fördervorrichtung 100a das Formmaterial M zwischen das Paar an Formen K, die geöffnet wurden, und beide der Haltemechanismen 5 und der Pressmechanismen 6 sind in der Fördervorrichtung 100a vorgesehen, sodass die Fördervorrichtung 100a das Formmaterial M effizient fördern kann und das Vorformen an dem Formmaterial M mit einer einfachen Struktur durchführen kann, verglichen mit dem Fall, in dem eine Förderstruktur und beide der Haltemechanismen 5 und der Pressmechanismen 6 in separaten Vorrichtungen vorgesehen sind.
Daher kann die Fördervorrichtung 100a eine Abnahme in der Harzfließfähigkeit der Abschnitte des Formmaterials M, die den gebogenen Abschnitten der Form K entsprechen, signifikant reduzieren oder verhindern und kann das Formmaterial M effizient mit einer einfachen Struktur fördern, und daher ist es möglich, die Formbarkeit im Pressformen zu verbessern. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper mit einer hohen Präzision (pressgeformte Körper mit gutem Erscheinungsbild) zu fertigen.
Ferner kann die Fördervorrichtung 100a das Formmaterial M mittels der Pressmechanismen 6 direkt während dem Stützen des Formmaterials M pressen, und daher kann die Fördervorrichtung 100a das Vorformen in einem Zustand, in dem das Formmaterial M nicht in Kontakt mit der Form K kommt, durchführen. Daher kann das Pressformen sofort nachdem das Formmaterial M, an welchem das Vorformen durchgeführt worden ist, an der Form K platziert ist, durchgeführt werden, und daher ist es möglich, die Formbarkeit im Pressformen zu verbessern. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper mit einer hohen Präzision (pressgeformte Körper mit gutem Erscheinungsbild) zu fertigen.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, weist die Fördervorrichtung 100a die Steuerung 3 auf, die den Vorgang des Förderns des Formmaterials M, und den Vorgang des Platzierens des Formmaterials M steuert, und die Steuerung 3 steuert die Haltemechanismen 5, um jeden Abschnitt des Formmaterials M mittels einer Vielzahl an Haltern 50a bis 50g zu halten und das Formmaterial M zwischen das Paar an Formen K zu fördern, während das Formmaterial M in einem Zustand, in dem die Drücker 61a bis 61c nicht in Kontakt mit dem Formmaterial M kommen, gestützt wird, und die Steuerung 3 steuert die die Haltemechanismen 5 und die Pressmechanismen 7, um Vorformen zu starten, um das Formmaterial M, welches mittels der Vielzahl an Haltern 50a bis 50g gestützt wird, mittels der Drücker 61a bis 61g zu drücken, um einer des Paars an Formen K zu folgen und das Formmaterial M in eine vorbestimmte Form zu verformen, bevor das Formmaterial M in Kontakt mit der einen des Paars an Formen K kommt, und die Steuerung 3 steuert die Haltemechanismen 5, um das Halten des Formmaterials M, auf welches das Vorformen durchgeführt worden ist, mittels der Halter 50a bis 50g freizugeben und das Formmaterial auf die eine des Paars an Formen K zu platzieren. Somit steuert die Steuerung 3 das Timing verschiedener Vorgänge derart, dass die Vielzahl von Haltern 50 das Formmaterial M durch Halten jedes Teils des Formmaterials M in einem Zustand, in dem die Schieber 61 nicht mit dem Formmaterial M in Kontakt kommen, abstützt, das Formmaterial M wird zwischen dem Paar an Formen K befördert, und somit ist es möglich, zu verhindern, dass die Drücker 61 Wärme von dem Formmaterial M auch während des Transports wegleiten.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, weist die Fördervorrichtung 100a den Gelenkarmroboter 1 und den Förderkopf 2, der an dem Gelenkarmroboter 1 befestigt ist, an dem die Vielzahl an Haltemechanismen 5 und einer oder mehrere Pressmechanismen 6 befestigt sind, auf. Daher sind beide der Haltemechanismen 5 und der Pressmechanismen 6 an dem Förderkopf 2 vorgesehen, und daher kann eine Verriegelung zwischen den Haltemechanismen 5 und den Pressmechanismen 6 gleichgängig durchgeführt werden, und die Betriebsdauer, die benötigt wird, um einen pressgeformten Körper M1 zu formen, kann reduziert werden. Dadurch wird unnötige Wärmefreigabe von dem Formmaterial M signifikant reduziert oder verhindert, und daher kann eine Abnahme der Temperatur des Formmaterials signifikant reduziert oder verhindert werden. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper M1 mit gutem Erscheinungsbild (pressgeformte Körper M mit hoher Präzision) zu fertigen.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist der Kopfkörper 4, der eine netzartige Rahmenstruktur, an der die Vielzahl an Haltemechanismen 5 und einer oder mehreren Pressmechanismen 6 befestigt sind, aufweist, an dem Förderkopf 2 vorgesehen. Daher kann das Gewicht des Kopfkörpers 4 reduziert werden, und daher kann die Belastung auf den Gelenkarmroboter 4 reduziert werden, wenn der Kopfkörper 4 betrieben wird. Daher kann die Förderbetriebsgeschwindigkeit des Kopfkörpers 4 (Förderkopf 2) weiter gesteigert werden, und daher kann die Betriebsdauer, die benötigt wird, um einen pressgeformten Körper M1 zu formen, reduziert werden. Daher kann unnötige Wärmefreigabe von dem Formmaterial M signifikant reduziert oder verhindert werden, und daher kann eine Reduzierung der Temperatur des Formmaterials M signifikant reduziert oder verhindert werden. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper M1 mit besserem Erscheinungsbild (pressgeformte Körper mit hoher Präzision) zu fertigen.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, weist der Kopfkörper 4 die Befestigung 40, die in der Nähe der Kante des Kopfkörpers 4 mit einer netzartigen (gitterartigen) Rahmenstruktur vorgesehen ist, und an dem Gelenkarmroboter 1 befestigt ist, auf. Daher ist die Befestigung 40 in der Nähe der Ecke des Kopfkörpers 4 vorgesehen, sodass nur der Kopfkörper 4 zwischen die Formen K (die obere Form K1 und die untere Form K2) hinein tritt, und der Gelenkarmroboter 1 kann daran gehindert werden, zwischen die Formen K (die obere Form K1 und die untere Form K2) hinein zu treten, und daher kann eine Entfernung der Formöffnung (eine Entfernungsdistanz zwischen der oberen Form K1 und der unteren Form K2) minimiert werden. Daher kann die Zeit, die für den Formöffnungsvorgang benötigt wird, reduziert werden, und daher kann die Betriebsdauer, die benötigt wird, um einen pressgeformten Körper M1 zu formen, reduziert werden. Daher wird unnötige Wärmefreigabe des Formmaterials M signifikant reduziert oder verhindert, und daher kann eine Reduzierung der Temperatur des Formmaterials M signifikant reduziert oder verhindert werden. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper M1 mit besserem Erscheinungsbild (pressgeformte Körper M1 mit höherer Präzision) zu fertigen.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, weist der Gelenkarmroboter 1 das distale Endgelenk 10c auf, und der Kopfkörper 4 ist an dem Gelenkarmroboter 1 mittels des distalen Endgelenks 10c befestigt. Daher ist der Kopfkörper 4 an dem Gelenkarmroboter 1 mittels des distalen Endgelenks 10c befestigt, und daher kann der Kopfkörper 4 über einen weiten Bereich in Bezug auf den Gelenkarmroboter 1 flexibel bewegt werden. Dementsprechend kann das Formmaterial M, auf welches das Vorformen durchgeführt worden ist, leichtgängig an einer des Paars an Formen K platziert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, weisen die Halterbewegungsmechanismen 51a bis 51g die Führungsstangen 513, die die Rotation der Halter 50a bis 50g um die Richtung, in welcher die Halter 50a bis 50g mittels der Halterbewegungsmechanismen 51a bis 51g bewegt werden, begrenzen und halten die Orientierung der Halter 50a bis 50g in den vorbestimmten Richtungen aufrecht, auf, und die Drückerbewegungsmechanismen 62a bis 62c weisen die Führungsstangen 623, die die Rotation der Drücker 61a bis 61c um die Richtung, in welche die Drücker 61a bis 61c mittels der Drückerbewegungsmechanismen 62a bis 62c bewegt werden, begrenzen, und halten die Orientierungen der Drücker 61a bis 61c in den vorbestimmten Richtung aufrecht, auf. Daher werden die jeweiligen Orientierungen der Halter 50a bis 50g und der Drücker 61a bis 61c mittels der Führungsstangen 513 und 623 aufrecht erhalten, sodass Positionsabweichungen der Halter 50a bis 50g und der Drücker 61a bis 61c in Bezug auf das Formmaterial signifikant reduziert oder verhindert werden können.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist die Anzahl der Haltemechanismen 5, die an dem Förderkopf 2 vorgesehen sind, größer als die Anzahl der Pressmechanismen 6, die an dem Förderkopf 2 vorgesehen sind. Daher kann das Formmaterial M sicher mittels der Haltemechanismen 5, welche in der Anzahl größer sind, als die Pressmechanismen 6, gestützt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, weist die Fördervorrichtung 100a den Gelenkarmroboter 1 auf. Daher ist es möglich, das Formmaterial M mittels verschiedener Förderpfade gemäß den pressgeformten Körpern M1, mit verschiedenen Formen angemessen zu fördern.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, sind die pneumatischen Zylinder 511 und 621 in den Haltemechanismen 5 und den Pressmechanismen 6 jeweils vorgesehen. Daher können die Halter 50e bis 50g und die Drücker 61a bis 61c linear mittels einer einfachen Struktur unter Verwendung der pneumatischen Zylinder 511 und 621 hin- und her bewegt werden. Ferner kann das Gewicht des Förderkopfs 2 reduziert werden, und daher kann die Belastung auf den Gelenkarmroboter 1 reduziert werden, wenn der Kopfkörper 4 betrieben wird.
Folglich kann die Förderbetriebsgeschwindigkeit des Kopfkörpers 4 (Förderkopf 2) weiter gesteigert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, weisen die Haltemechanismen 5 die Schiebemechanismen 52a bis 52d und 52g auf, die die Halter 50a bis 50d und 50g in die Richtungen, die sich mit der Richtung, in welcher die Halter 50a bis 50d und 50g mittels der Halterbewegungsmechanismen 51a bis 51d und 51g bewegt werden, schneiden, verschieben. Daher werden die Halter 50a bis 50d und 50g mittels der Schiebemechanismen 52a bis 52d und 52g verschoben, sodass die Entfernungen zwischen den Haltern 50a bis 50d und 50g und der Drücker 61a bis 61c eingestellt werden können, und daher kann eine exzessive Verjüngung des Formmaterials M, welches durch exzessives Ziehen des Formmaterials M zum Zeitpunkt des Vorformens verursacht wird, signifikant reduziert oder verhindert werden. Folglich ist es möglich, pressgeformte Körper M1 mit höherer Präzision zu fertigen.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, sind die pneumatischen Zylinder 521 in den Schiebemechanismen 52a bis 52d und 52g vorgesehen. Daher können die Halter 50a bis 50d und 50g sich linear mittels einer einfachen Struktur unter Verwendung der pneumatischen Zylinder 521 in den Richtungen hin- und her bewegen, die sich mit der Richtung, in welcher die Halter 50a bis 50d und 50g mittels der pneumatischen Zylinder 511 bewegt werden, schneiden. Ferner kann das Gewicht des Förderkopfs 2 reduziert werden, und daher kann die Belastung auf den Gelenkarmroboter 1 reduziert werden, wenn der Kopfkörper 4 betrieben wird. Folglich kann die Förderbetriebsgeschwindigkeit des Kopfkörpers 4 (Förderkopf 2) weiter gesteigert werden.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, weisen die Haltermechanismen 5 die Halter 50a und 50b, die Halter 50c und 50d, und die Halter 50g auf, und weisen ferner die Schiebemechanismen 52a und 52b, welche die Halter 50a und 50b in der Richtung A verschieben, die Schiebemechanismen 52c und 52d, welche die Halter 50c und 50d in der Richtung B, die im Wesentlichen rechtwinklig zur Richtung A in der Draufsicht ist, verschieben, und den Schiebemechanismus 52g, der den Halter 50g in der Richtung D, die unterschiedlich zur Richtung A und der Richtung B in der Draufsicht, ist, verschiebt, auf. Daher kann das Formmaterial M in den zwei Richtungen, die im Wesentlichen rechtwinklig zueinander sind und in der Richtung, die unterschiedlich zu den zwei Richtungen, die im Wesentlichen rechtwinklig zueinander in der Draufsicht sind, verschoben werden, und daher kann Vorformen in eine komplizierte Form, wie beispielsweise eine Form mit überlappenden Abschnitten auf das Formmaterial M angewendet werden.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, hat der Drücker 61a eine kugelförmige Form, und die Drücker 61b und 61c haben jeweils eine Rundstangenform. Daher kann das Vorformen ebenfalls auf das Formmaterial M mit einer komplizierteren Form mittels der Drücker 61a bis 61c mit verschiedenen Formen, durchgeführt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, sind einer oder mehrere Haltenadeln 502, die das Formmaterial mittels Anhaften in dem Formmaterial M halten, an den Haltern 50a bis 50g vorgesehen. Daher können die Haltenadeln 502 mit kleineren Kontaktflächen (Kontaktflächen zwischen den Haltern und dem Formmaterial M) das Formmaterial M halten, verglichen mit dem Fall, in dem flache Oberflächen in Kontakt mit dem Formmaterial M gebracht werden, um das Formmaterial M zu halten, und daher ist es möglich, effektiv Wärmeleitung der Halter weg von dem Formmaterial M signifikant zu reduzieren oder zu verhindern. Folglich ist es selbst in dem Fall, in dem der pressgeformte Körper M1 eine komplizierte Form aufweist, möglich, die Wärmeleitung weg von dem Formmaterial M signifikant zu reduzieren, oder zu verhindern, und pressgeformte Körper M1 mit einem guten Erscheinungsbild (pressgeformte Körper M1 mit hoher Präzision) zu fertigen.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist die Vielzahl an Haltenadeln 502 an den Haltern 50 vorgesehen und die Vielzahl an Haltenadeln 502 ist symmetrisch, in Bezug auf die Mittellinien der Halter 50a bis 50g angeordnet, die sich in der Richtung, in welche die Halter 50a bis 50g mittels der Halterbewegungsmechanismen 51a bis 51g bewegt werden, erstrecken. Daher ist es möglich, eine Kraft gleichmäßig auf das Formmaterial M aufzubringen, wenn die Halter 50a bis 50g das Formmaterial M halten und es ist daher möglich, Positionsverschiebungen des Formmaterials M und eine Längung des Formmaterials M, die durch die Positionsverschiebung verursacht wird, signifikant zu reduzieren oder zu verhindern.
Gemäß dieser Ausführungsform, wie oben beschrieben, sind die Haltenadeln 502 bogenförmig und sind bogenförmig schwenkbar. Daher schwenken und haften die Haltenadeln 502 in dem Formmaterial M, und daher ist ein Ablösen der Haltenadeln 502 von dem Formmaterial M weniger wahrscheinlich, und können das Formmaterial M zuverlässiger halten.
Die Ergebnisse (Beispiele 1 bis 3), die durch tatsächliches Fördern des Formmaterials M und Durchführen des Vorformens auf dem Formmaterial M durch die Fördervorrichtung 100a gemäß dieser Ausführungsform und Durchführen des Pressformens erhalten werden, werden nun beschrieben.
(Beispiel 1)
Ein Basismaterial wurde als Formmaterial verwendet, welches Karbonfasern mit einer gewichtsmittleren Faserlänge von 20 mm und einem Nylon 6 Harz mit einer Dicke, die vergleichbar mit 2,5 mm in dem Zustand des pressgeformten Körpers (2,6 mm in dem Zustand des Formmaterials) ist, wurde verwendet. Dieses Basismaterial wurde in dieselbe Form geschnitten, wie die Form des Formmaterials M, welche durch die Außenlinie in 2 gezeigt ist, und wurde erhitzt, sodass die Oberflächentemperatur des Basismaterials 290°C war. Die bogenförmigen Nadeln an den Spitzen der Halter wurden geschwenkt, um in das Basismaterial eingeführt zu werden, und die Fördervorrichtung wurde nach oben bewegt, um das erwärmte Basismaterial anzuheben. Die Querschnitte der bogenförmigen Nadeln, die zu diesem Zeitpunkt verwendet wurden, sind jeweils in der Form eines Kreises mit einem Durchmesser von 2 mm, und die Oberflächen davon sind mit PTFE beschichtet. Das Formmaterial mit einer Dicke von 2,5 mm wurde mittels der bogenförmigen Nadeln, die aus dem zuvor erwähnten Walzdraht mit einem Durchmesser von 40 mm herausgeschnitten wurden, hochgehoben.
Anschließend, nachdem die Fördervorrichtung 100a, die das Basismaterial angehoben hat, bis 30 mm über die Oberfläche der Form bewegt worden ist, wurden die Halter und die Drücker, wie oben beschrieben, angetrieben, um das Vorformen zwischen dem Paar an Formen, die geöffnet worden sind, durchzuführen. Anschließend, nachdem das Vorformen abgeschlossen wurde und das Basismaterial an der Form platziert wurde, wurden die Formen sofort geschlossen und unter Druck gesetzt, um Pressformen durchzuführen, und ein pressgeformter Körper wurde erhalten. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Temperatur der Formen auf 150° eingestellt, und das Formen wurde unter einem Druck von 20 MPa im Falle der Projektionsfläche des pressgeformten Körpers in der Öffnungs- und Schließrichtung der Formen durchgeführt. Der Druck wurde für 35 Sekunden aufrecht erhalten, die Formen wurden in einem Zustand geöffnet, in dem die Temperatur der pressgeformten Körper 180°C erreicht hat, und der pressgeformte Körper wurde heraus genommen. Des Weiteren wurde diese Serie an Schmelzvorgängen 10 Mal wiederholt, und es wurde bestätigt, dass diese Serie an Formvorgängen stabil durchgeführt werden kann. Folglich wurde ein guter pressgeformter Körper, der keinem Vorstehen an den Scherkanten der Formen ausgesetzt war, ein Kurzschluss aufgrund des Gleitens des Grundmaterials auf der Erhöhungsoberfläche oder ein Öffnen der Verbindungsoberflächen erhalten. Außerdem wurden keine Falten auf der Oberfläche des erhaltenen pressgeformten Körpers beobachtet.
(Beispiel 2)
Ein Basismaterial wurde als Formmaterial verwendet, welches Karbonfasern mit einer gewichtsmittleren Faserlänge von 10 mm und einem Nylon 6 Harz mit einer Dicke, die vergleichbar mit 2,5 mm in dem Zustand des pressgeformten Körpers (2,6 mm in dem Zustand des Formmaterials) ist, aufweist.
Vorformen und Pressformen wurden unter den gleichen Bedingungen wie aus dem Beispiel 1 durchgeführt, außer, dass dieses Basismaterial zum Formen eines pressgeformten Körpers verwendet worden ist. Folglich wurde ein pressgeformter Körper, der genauso gut wie der pressgeformte Körper des Beispiels 1 ist, erhalten.
(Beispiel 3)
Ein Basismaterial wurde als Formmaterial verwendet, welches Karbonfasern mit einer gewichtsmittleren Faserlänge von 20 mm und einem Nylon 6 Harz mit einer Dicke, die vergleichbar mit 3,5 mm in dem Zustand des pressgeformten Körpers (3,6 mm in dem Zustand des Formmaterials) ist, aufweist, Vorformen und Pressformen wurden unter denselben Bedingungen, wie dieser aus dem Beispiel 1 durchgeführt, außer dass dieses Basismaterial zum Formen eines pressgeformten Körpers verwendet worden ist. Folglich wurde ein pressgeformter Körper, der genauso gut wie der pressgeformte Körper des Beispiels 1 ist, erhalten.
(Modifikationen)
Die Ausführungsform, die dieses Mal offenbart ist, muss als illustrativ in allen Punkten und nicht beschränkend angesehen werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht mittels der obigen Beschreibung der Ausführungsform, sondern mittels des Umfangs der Ansprüche des Patents gezeigt, und alle Modifikationen innerhalb der Bedeutung und dem Umfang vergleichbar mit dem Umfang der Ansprüche des Patents sind ebenfalls beinhaltet.
Beispielsweise, wenn der Gelenkarmroboter als die Fördervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in einer ersten Modifikation, die in 10 gezeigt ist, kann eine Vorrichtung 201, die horizontal und vertikal in Bezug auf die Führungsstange G betrieben wird, alternativ als der Fördervorrichtungskörper gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Alternativ kann, obwohl nicht gezeigt, ein Orthogonalroboter als der Fördervorrichtungskörper gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Während in der zuvor beschriebenen Ausführungsform ein Drücker an einem Pressmechanismus vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie in der zweiten Modifikation, die in 11 gezeigt ist, beispielsweise eine Vielzahl von Drückern 261 alternativ an einem Pressmechanismus 206 vorgesehen sein.
Während die Haltenadeln in der zuvor beschriebenen Ausführungsform bogenförmig sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung, können, wie in der dritten Modifikation, die in 12 gezeigt ist, beispielsweise die Haltenadeln 502 alternativ linear ausgestaltet sein. Zusätzlich dazu können die Haltenadeln jeweils alternativ in einer Form geformt sein, die durch Teilen einer Ellipse, oder einer quadratischen Kurve, beispielsweise erhalten werden.
Während die Drücker in der zuvor beschriebenen Ausführungsform jeweils eine kugelförmige Form oder eine Rundstangenform aufweisen, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie in einer vierten Modifikation, die in Ansicht (a) von 13 gezeigt ist, beispielsweise ein Drücker 361a mit einer konischen Form oder einer pyramidalen Form, alternativ vorgesehen sein. Alternativ kann ein Drücker 361b, wie in Ansicht (b) von 13 gezeigt, eine plattenförmige Form (rechteckige Parallelepiped Form), aufweisen.
Während die Haltenadeln in der zuvor beschriebenen Ausführungsform jeweils in der Form eines länglichen Kreiskegels ausgestaltet sind (eine sich verjüngende Form mit einem kreisförmigen Querschnitt), ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung, können, wie in einer fünften Modifikation, die in 14 gezeigt ist, beispielsweise die Haltenadeln 502b, jeweils alternativ in der Form einer Platte (eine sich verjüngende Form mit einem rechteckigen Querschnitt) sein.
Während die Haltenadeln in der zuvor beschriebenen Ausführungsform jeweils als Viertelbogen ausgestaltet sind, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung, können die Haltenadeln alternativ beispielsweise um ein Fünftel gebogen sein.
Während die Vielzahl der Haltenadeln in der zuvor beschriebenen Ausführungsform an einem Halter vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Haltenadel alternativ an einem Halter vorgesehen sein.
Während eine vertikal schließende Formmaschine zum Pressformen in der zuvor beschriebenen Ausführungsform verwendet wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann alternativ beispielsweise eine horizontal schließende Formmaschine zum Pressformen verwendet werden.
Während in der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Vielzahl an Pressmechanismen in der Fördervorrichtung vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann alternativ ein Pressmechanismus in der Fördervorrichtung vorgesehen sein.
Während in der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Kopfkörper eine Rahmenstruktur aufweist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Kopfkörper alternativ in der Form einer flachen Platte beispielsweise ausgestaltet sein.
Während das Gelenk (distales Endgelenk) gemäß der vorliegenden Erfindung in der zuvor beschriebenen Ausführungsform an dem Fördervorrichtungskörper vorgesehen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Gelenk (distales Endgelenk) gemäß der vorliegenden Erfindung alternativ an der Befestigung des Kopfkörpers vorgesehen sein.
Während die Halter der zuvor beschriebenen Ausführungsform die Haltenadeln aufweisen, die das Formmaterial mittels Anhaften darin halten, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Halter alternativ beispielsweise Clips aufweisen, die das Formmaterial mittels Greifen halten.
Während das Formmaterial in der zuvor beschriebenen Ausführungsform nicht in Kontakt mit den Formen während dem Vorformen kommt, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Formmaterial alternativ in Kontakt mit den Formen während dem Vorformen kommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014051077 [0006]
JP 2014168864 [0006]

Claims

Fördervorrichtung (100a), die ein geschmolzenes und erweichtes Formmaterial (M), das Verstärkungsfasern und ein thermoplastisches Harz aufweist, stützt, das Formmaterial zwischen ein Paar an Formen (K), die geöffnet wurden, fördert, und das Formmaterial an einer des Paars an Formen platziert, aufweisend: eine Vielzahl von Haltemechanismen (5, 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 5g); und einen oder mehrere Pressmechanismen (6, 6a, 6b, 6c), wobei die Haltemechanismen jeweils einen Halter (50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g), der das Formmaterial hält, und einen Halterbewegungsmechanismus (51a, 51b, 51c, 51d, 51e, 51f, 51g), der den Halter bewegt, aufweisen, und die Pressmechanismen jeweils einen Drücker (61a, 61b, 61c), der in Kontakt mit dem Formmaterial kommt und das Formmaterial drückt, und einen Drückerbewegungsmechanismus (62a, 62b, 62c), der den Drücker bewegt, aufweisen.
Fördervorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner mit einer Steuerung (3), die einen Vorgang des Förderns des Formmaterials und einen Vorgang des Platzierens des Formmaterials steuert, wobei die Steuerung: die Haltemechanismen steuert, um jeden Abschnitt des Formmaterials mittels einer Vielzahl der Halter zu halten und das Formmaterial zwischen dem Paar Formen zu fördern, während das Formmaterial in einem Zustand, in dem der Drücker nicht in Kontakt mit dem Formmaterial kommt, gestützt wird, die Haltemechanismen und die Pressmechanismen steuert, um ein Vorformen zu starten, um das Formmaterial, welches mittels der Vielzahl an Haltern gestützt wird, mittels des Drückers zu drücken, um einer des Paars an Formen zu folgen und das Formmaterial in eine vorbestimmte Form zu verformen, bevor das Formmaterial in Kontakt mit der einen des Paars an Formen kommt, und die Haltemechanismen steuert, um das Halten des Formmaterials, an welchem das Vorformen durchgeführt worden ist, mittels der Halter freizugeben und das Formmaterial an der einen des Paars an Formen zu platzieren.
Fördervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, mit einem Fördervorrichtungskörper (1, 201) und einem Förderkopf (2), der an dem Fördervorrichtungskörper befestigt ist und mit der Vielzahl von Haltemechanismen und dem einen oder mehreren Pressmechanismen versehen ist.
Fördervorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der Förderkopf einen Kopfkörper (4) mit einer gitterartigen Rahmenstruktur aufweist, an welche die Vielzahl an Haltemechanismen und der eine oder mehrere Pressmechanismen befestigt sind.
Fördervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der Kopfkörper eine Befestigung (40) aufweist, die in der Nähe einer Kante des Kopfkörpers mit der gitterartigen Rahmenstruktur vorgesehen ist, und an dem Fördervorrichtungskörper befestigt ist.
Fördervorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei der Fördervorrichtungskörper oder die Befestigung ein Gelenk (10c) aufweist, und der Kopfkörper an dem Fördervorrichtungskörper mittels des Gelenks befestigt ist.
Fördervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Halterbewegungsmechanismus einen Halterrotationsbegrenzungsmechanismus (513) aufweist, der die Rotation des Halters um eine Richtung, in welcher der Halter mittels des Halterbewegungsmechanismus bewegt wird, beschränkt und eine Ausrichtung des Halters in eine vorbestimmte Richtung aufrechterhält, und der Drückerbewegungsmechanismus einen Drückerrotationsbegrenzungsmechanismus (623) aufweist, der die Rotation des Drückers um eine Richtung, in welcher der Drücker mittels des Drückerbewegungsmechanismus bewegt wird, begrenzt und eine Ausrichtung des Drückers in eine vorbestimmten Richtung aufrechterhält.
Fördervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Haltemechanismen, die an den Förderkopf vorgesehen sind, eine größere Anzahl aufweisen, als die Pressmechanismen, die an dem Förderkopf vorgesehen sind.
Fördervorrichtung gemäßer einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei der Fördervorrichtungskörper ein Gelenkarmroboter ist.
Fördervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jeder des Halterbewegungsmechanismus und des Drückerbewegungsmechanismus einen pneumatischen Zylinder (621) aufweist.
Fördervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Haltemechanismen jeweils einen Schiebemechanismus (52) aufweisen, der den Halter in einer Richtung, die sich mit einer Richtung, in welcher der Halter mittels des Halterbewegungsmechanismus bewegt wird, schneidet, verschiebt.
Fördervorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Schiebemechanismus einen pneumatischen Zylinder (621) aufweist.
Fördervorrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die Vielzahl an Haltemechanismen, die jeweils den Schiebemechanismus aufweisen, einen ersten Haltemechanismus mit einem ersten Halter (50a, 50b) und einen ersten Schiebemechanismus (52a, 52b), der den ersten Halter in einer ersten Richtung verschiebt, einen zweiten Haltemechanismus mit einem zweiten Halter (50c, 50d) und einem zweiten Schiebemechanismus (52c, 52d), der den zweiten Halter in einer zweiten Richtung, die im rechten Winkel zu der ersten Richtung in einer Draufsicht ist, verschiebt und einen dritten Haltemechanismus, mit einem dritten Halter (50g) und einem dritten Schiebemechanismus (52g), der den dritten Halter in einer dritten Richtung, die unterschiedlich als die erste Richtung und die zweite Richtung in einer Draufsicht ist, verschiebt, aufweist.
Fördervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Drücker eine kugelförmige Form, eine konische Form, eine pyramidale Form, eine Stangenform, oder eine Plattenform, aufweist.
Fördervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Halter eine oder mehrere Haltenadeln (502) aufweist, die das Formmaterial mittels Anhaften in dem Formmaterial halten.
Fördervorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Halter eine Vielzahl von Haltenadeln aufweist, und die Vielzahl an Haltenadeln symmetrisch in Bezug auf eine Mittellinie des Halters angeordnet ist, die sich einer Richtung, in welcher der Halter mittels des Halterbewegungsmechanismus bewegt wird, erstreckt.
Fördervorrichtung gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei die Haltenadeln bogenförmig sind und bogenförmig schwenkbar sind.
Förderkopf, der ein geschmolzenes und erweichtes Formmaterial, welches Verstärkungsfasern und ein thermoplastisches Harz aufweist, stützt, aufweisend: eine Vielzahl von Haltemechanismen; und einen oder mehrere Pressmechanismen, wobei die Haltemechanismen jeweils einen Halter, der das Formmaterial hält, und einen Halterbewegungsmechanismus, der den Halter bewegt, aufweisen, und die Pressmechanismen jeweils einen Drücker, der in Kontakt mit dem Formmaterial kommt und das Formmaterial drückt, und einen Drückerbewegungsmechanismus, der den Drücker bewegt, aufweisen.