TWI540105B - Forming device and forming method - Google Patents

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TWI540105B
TWI540105B TW102134936A TW102134936A TWI540105B TW I540105 B TWI540105 B TW I540105B TW 102134936 A TW102134936 A TW 102134936A TW 102134936 A TW102134936 A TW 102134936A TW I540105 B TWI540105 B TW I540105B
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Isao Matsuzuki
Yoshihiro Yamamoto
Ryuji Tanaka
Yu Murofushi
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Toshiba Machine Co Ltd
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Description

成形裝置及成形方法
本發明是關於成形裝置及成形方法,例如是關於使被成形材加熱軟化後進行加壓成形藉此製造出成形品的成形裝置及成形方法。
針對使被成形材加熱軟化後進行加壓成形的成形裝置,已知有使被成形材保持用的模具組移動在分別進行加熱處理、加壓成形處理及冷卻處理的各單元間,藉此對複數的被成形材並行進行加熱、成形及冷卻之各步驟以縮短成形週期的移動模具式的裝置。此種技術,例如揭示在日本特開2007-131489號公報。
此種成形裝置,為了讓內部保持成惰性氣體等非氧化性環境氣,乃於1個箱型的隔離室內排列配置各單元。接著,成形裝置,具備有要於單元間搬運模具組的搬運單元。
對於上述的成形裝置及成形方法,業者所要求的是需要高效率執行處理。就專利文獻1而言,搬運單元需配置在各單元間,因此裝置複雜且成本高。此外,為了容納該搬運單元需將隔離室形成為較大。若隔離室大則設置面積也需要較大。此外,所使用的惰性氣體量也會相對變多,以致營運成本也就變高。
本發明一形態相關的成形裝置,具備:被成形材保持用的模具組;對上述模具組加熱藉此加熱處理上述被成形材的加熱單元;對上述模具組加壓藉此成形處理上述被成形材的加壓單元;於上述成形處理之後對上述模具組進行冷卻藉此對上述被成形材經上述成形處理後的成形品進行冷卻處理的冷卻單元;將上述加熱單元、上述加壓單元及冷卻單元以排列狀態收容的隔離室;使設置在上述加熱單元、上述加壓單元及冷卻單元之平板上分別配置的複數上述模具組移動藉此依序搬運的搬運單元。
根據本發明時,能夠實現處理效率高的成形裝置及成形方法。
1‧‧‧被成形材
2‧‧‧成形品
10‧‧‧成形裝置
11‧‧‧隔離室
12‧‧‧控制部
13‧‧‧成形品收容器
14‧‧‧模具收容器
15‧‧‧素材收容器
20‧‧‧模具組
20A‧‧‧假模具組
21‧‧‧上模具(上模)
22‧‧‧下模具(下模)
23‧‧‧套筒
23a‧‧‧設置部
24‧‧‧模板
25‧‧‧連結銷(連結部)
26‧‧‧排氣用溝槽
27‧‧‧引導部
28‧‧‧方塊
30‧‧‧加熱單元
30a‧‧‧通道
31‧‧‧上側加熱器部
32‧‧‧下側加熱器部
33‧‧‧加熱支撐部
33a‧‧‧底座部
33b‧‧‧反射壁
34‧‧‧紅外線燈
35‧‧‧載置平板
35a‧‧‧固定構件
35b‧‧‧位置管制用突條
36‧‧‧熱電偶
36a‧‧‧支撐軸
36b‧‧‧測定盤
36c‧‧‧彈簧材
37‧‧‧昇降機構部
38‧‧‧水套
39‧‧‧罩蓋部
40‧‧‧加壓單元
41‧‧‧加熱器部
42‧‧‧加壓軸
43‧‧‧昇降驅動軸
44‧‧‧加熱支撐部
45‧‧‧紅外線燈
46‧‧‧加壓平板
46a‧‧‧加熱器用的插通孔
46b‧‧‧位置管制用空條
47‧‧‧熱電偶
49‧‧‧罩蓋部
50‧‧‧緩慢冷卻單元(冷卻單元)
51‧‧‧緩慢冷卻平板(冷卻部)
53‧‧‧昇降機構部
56‧‧‧紅外線燈
60‧‧‧急速冷卻單元(冷卻單元)
61‧‧‧冷卻平板(冷卻部)
62‧‧‧支撐軸
63‧‧‧昇降機構部
70‧‧‧搬運單元
71‧‧‧缸軸
72‧‧‧搬運用氣缸
73‧‧‧止動部
76‧‧‧移動機構部
76a‧‧‧臂
80‧‧‧搬入單元
81‧‧‧搬入平板
82‧‧‧裝載鎖定室
83‧‧‧昇降機構部
84‧‧‧移動機構部
90‧‧‧搬出單元
91‧‧‧搬出平板
92‧‧‧裝載鎖定室
93‧‧‧昇降機構部
94‧‧‧移動機構部
100‧‧‧成形裝置
110‧‧‧分解單元
120‧‧‧設置單元
130‧‧‧預熱單元
200‧‧‧成形裝置
210‧‧‧轉
220‧‧‧搬出部
230‧‧‧搬入部
320‧‧‧模具組
P1‧‧‧單元間距
P2‧‧‧比P1還大的行程
P3‧‧‧比P2還大的行程
第1圖為表示本發明第1實施形態相關之成形裝置的 構成其模式性說明圖。
第2圖為該成形裝置的構成以模式性表示成形裝置之構成的側面圖。
第3圖為該成形裝置的構成以模式性表示成形裝置之構成的平面圖。
第4圖為表示該成形裝置的加熱單元及加壓單元的說明圖。
第5圖為表示該成形裝置的模具組剖面圖。
第6圖為表示該成形裝置的加熱站立體圖。
第7圖為表示該成形裝置的加熱站之上側加熱器部的構造立體圖。
第8圖為表示該成形裝置的加熱站之下側加熱器部的構造立體圖。
第9圖為該成形裝置的加熱站從搬運方向看的說明圖。
第10圖為表示該成形裝置的加壓站立體圖。
第11圖為表示該加壓單元的上部構造立體圖。
第12圖為表示該加壓單元的下部構造立體圖。
第13圖為該成形裝置的加壓單元從搬運方向看的說明圖。
第14圖為表示其他實施形態相關的成形裝置說明圖。
第15圖為表示其他實施形態相關的成形裝置說明圖。
第16圖為表示其他實施形態相關的模具組說明圖。
〔發明之實施形態〕 〔第1實施形態〕
以下針對本發明之第1實施形態參閱第1圖至第13圖進行說明。另外,於各圖中以適當放大、縮小、省略的方式模式性表示該第1實施形態的構成。
第1圖所示之成形裝置10,其為利用加熱處理使玻璃素材等被成形材1軟化,利用加壓處理成形使該軟化後的被成形材1成形,藉此製造出成形品例如智慧型手機或平板電腦設備用的玻璃蓋板等做為其代表的成形品2的成形裝置10。
如第1圖至第3圖所示,成形裝置10,具備模具組20、加壓單元40、加熱單元30、緩慢冷卻單元50(冷卻單元)、急速冷卻單元60(冷卻單元)、搬運單元70、搬入單元80及搬出單元90、隔離室11、控制部12。
模具組20,其保持著被成形材1或做為成形品的成形品2。加壓單元40,其對模具組20加壓藉此對被成形材1進行加壓成形處理。加熱單元30,其於加壓成形處理之前對模具組20進行加熱藉此加熱處理被成形材1。緩慢冷卻單元50,其對經由加壓單元40成形處理後的成形品2進行保壓的同時進行緩慢冷卻處理。急速冷卻單元60,其對緩慢冷卻處理後的成形品2進行急速冷卻處理。 搬運單元70,其對模具組20進行搬運。搬入單元80及搬出單元90,乃分別設置在沿著圖中箭頭符號方向之搬運路徑A的兩端。隔離室11,其收容該等單元20、30、40、50、60、70、80、90的同時使該等單元從外部的大氣隔離。控制部12,其控制各單元20、30、40、50、60、70、80、90及隔離室11的動作。
複數連續排列配置有加熱單元30的加熱站,和,複數連續排列配置有加壓單元40的加壓站,和,配置有緩慢冷卻單元50的緩慢冷卻站,及,配置有急速冷卻單元60的急速冷卻站,乃沿著搬運路徑形成配置。
各工作站之各單元的下側平板沿著搬運路徑連續排列。於平板的列上形成有模具組20要通過的通道。利用搬運單元70,使複數的模具組20沿著該平板列上的通道依序從上游側搬運至下游側。
隔離室11,其構成為大致長方體等的箱型狀,於內部形成有密閉空間。於隔離室11連接有可將隔離室11之內部的氣體排出的真空泵浦及氮氣供應用的氮氣供應單元。如此一來,隔離室11就會構成為對大氣成隔離狀態的真空環境氣,或者可置換成惰性氣體環境氣,以防止加熱成高溫的模具組20氧化。
複數的單元30、40、50、60,從沿著X軸之搬運方向的一端側(第1圖中右側)依順序,以搬入單元80、4個加熱單元30、3個加壓單元40、1個緩慢冷卻單元50、2個急速冷卻單元60、搬出單元90的順序且以相同 間隔(單元間距)P1形成排列。該等各單元30、40、50、60,以可重組及可增減的狀態構成。
如第1圖及第5圖所示,各模具組20,具備上模具21(上模)、下模具22(下模)、套筒23及模板24。上模具21是對應成形品2的上側形狀形成。下模具22是與上模具21相向配置並且對應成形品2的下側形狀形成。套筒23是包圍支撐著上模具21及下模具22。模板24是支撐著下模具22的下側。套筒23也可使用螺栓等固定在模板24。此外套筒23和模板24也可一體形成。
上模具21及下模具22於閉合狀態下形成為具有對應成形品形狀之空腔的指定尺寸矩形狀。上模具21及下模具22的材料使用耐熱性優異且具有高溫化之材料強度的材料。例如使用碳、玻璃狀碳、硬質合金、SiC等。
上模具21及下模具22都是插入支撐在矩形狀的套筒23。於該上模具21及下模具22之間配置有例如板狀的被成形材1。
於上模具21的上面及模板24的下面,形成有十字形的排氣用溝槽26。利用該溝槽26防止上模具21的上面或模板24的下面吸附在平板81、35、46、51、61、91,藉此可提昇搬運性能。另外,對於搬入或搬出使用吸附機構時,則根據需求也可省略溝槽26。
套筒23構成為矩形的框狀,於中央部形成有上模具21、下模具22插入保持用的設置部23a。
於套筒23之搬運路徑方向的兩側端面,形成有朝搬 運方向突出的一對連結銷25(連結部)。連結銷25,例如為熱傳導率小之氮化矽(Si3N4)、不銹鋼等材質構成的軸體。配置在相鄰之單元的連結銷25彼此於搬運方向抵接成連續,藉此傳達下述搬運單元70的推出力。連結銷25例如於搬運方向兩側分別在搬運路徑的寬度方向兩側配置有各2支共設有4支。
於模板24之下面的搬運方向兩端部形成有對上下方向及搬運方向成傾斜之斜面的引導部27。引導部27例如設定成10~20度的傾斜。利用該引導部27使模具組20的推出搬運能夠順利執行在相鄰之單元的平板上面之間。
包括兩側之連結銷25的套筒23其搬運方向的長度,設定成與搬入單元80、加熱單元30、加壓單元40、緩慢冷卻單元50、急速冷卻單元60、搬出單元90之單元彼此的間隔即單元間距P1相同長度。即,構成為載置在相鄰之單元的模具組20之連結銷25彼此會抵接成連續。
另外,做為成形裝置10的附屬構成,除了模具組20以外,還具備有需求量的假模具組20A。假模具組20A例如以具有和模具組20相同外觀的方塊28構成。假模具組20A,其於成形裝置10停止時、運轉結束時或運轉開始後代替模具組20配置處理在各單元。於成形裝置10之預熱為止的期間或停止時,避免使用不需要的模具組20,是可削減成本抑制模具組20的消耗。假模具組20A,具有方塊28及連結銷25。方塊28基於其需加熱成與模具組20相同因此由耐熱性高的材料形成。連結銷25由熱傳導 率小之氮化矽、不銹鋼等材質構成的軸體材料形成。排列之複數單元的模具組20及假模具組20A是形成為能夠整批搬運。
如第4圖及第9圖所示,排列配置在搬運方向的複數加熱單元30,分別具備有以模具組20夾在中間的狀態形成上下配置的上側加熱器部31及下側加熱器部32。於上側加熱器部31及下側加熱器部32之間,形成有模具組20可通過的通道30a。
上側加熱器部31、下側加熱器部32,例如分別具有加熱器機構支撐用的加熱支撐部33。
加熱支撐部33,構成為分別具有由Si3N4等形成且分別配置在紅外線燈34上下的底座部33a及豎立設置在搬運路徑兩邊的反射壁33b,並且相向配置在上下。
在相向配置的一對加熱支撐部33之間形成有模具組20可通過之隧道狀的通道30a,相向之反射壁33b的端部彼此以抵接狀態或接近狀態包圍著通道的周圍。利用加熱支撐部33使紅外線燈34的上下及外側由加熱支撐部33覆蓋著。如此一來,以紅外線燈34的熱就能夠有效果加熱內側的模具組20。
於上側之加熱支撐部33的下側及下側之加熱支撐部33的上側,分別設有成複數列配置的紅外線燈34做為加熱機構。
紅外線燈34其軸方向沿著搬運的寬度方向配置。紅外線燈34的兩端支撐在各加熱支撐部33。紅外線燈34 其軸方向之兩端的瓦特密度設定成比中央的瓦特密度還大。藉由使用紅外線燈34可使昇溫速度快,能夠均勻加熱模具。此外也可藉由在兩端的紅外線燈34和中央的紅外線燈34分別施加電力執行模具的均勻加熱。
於下側之紅外線燈34的列上,固定有模具組20載置用的載置平板35。載置平板35例如由熱傳導性高的SiC等材料形成,構成為矩形的板狀。載置平板35,於其周圍的複數位置,由例如具有隔熱性的氮化矽構成的固定構件35a固定在加熱支撐部33。於載置平板35之上面的搬運方向兩邊之側部,形成有沿著搬運方向的位置管制用突條35b。
於加熱單元30,在上下分別設有模具組20溫度測定用的熱電偶36。上側的熱電偶36設置在通過上側之加熱支撐部33中心部形成配置之支撐軸36a下部所支撐的測定盤36b。支撐軸36a,例如是以Si3N4構成的管狀軸體,透過具有彈性的彈簧材36c連接於氣缸等昇空機構部37。測定盤36b例如由WC或W合金等材料構成,其下面構成為具有一定面積的抵接面。熱電偶36是通過支撐軸36a內使其前端焊接在測定盤36b。隨著控制部12之控制造成昇降機構部37的驅動,熱電偶36就可上下進退動,藉此接近或離開依序搬運之模具組20的上面。以測定盤36b的抵接面抵接在模具組20之上面的狀態,於熱電偶36檢測出模具組20的溫度。此時,藉由使用測定盤36b以確保有一定面積,就可獲得均勻的測定。
下側的熱電偶36,是從搬運路的側方插入在下側的載置平板35藉此設置在載置平板35內,對所載置之模具組20的溫度進行檢測。各熱電偶36連接於控制部12,所檢測出的溫度資訊用於控制部12的反饋控制。
於上下之加熱支撐部33的加熱器34之外側,即,於模具組20之相反側,設有水套38。
於上下之加熱支撐部33的外側,分別設有覆蓋加熱支撐部33之外圍面的上下一對罩蓋部39。罩蓋部39例如以不銹鋼等的材料構成。
於以上所述構成的加熱單元30中,經由搬運單元70依序送來的模具組20乃以載置在下側之載置平板35上的狀態受到加熱處理。此時,利用昇降機構部37使熱電偶36抵接於模具組20利用上下的熱電偶36檢測溫度,根據所檢測出的溫度由控制部12利用反饋控制調溫成所期望的溫度。上下的紅外線燈34,由上下的熱電偶36分別執行反饋控制的溫度控制。
如第10圖至第13圖所示,排列配置在搬運方向之複數的加壓單元40,分別具備有:以模具組20夾在中間的狀態形成配置的上下一對加熱器部41;上下的加壓軸42;及連接在上側之加壓軸42的昇降驅動軸43。
上側的加熱支撐部44固定成可與上側的加壓平板46一起移動。各加壓平板46,構成為矩形的板狀,以熱傳導性佳並且為硬質材的硬質合金或SiC等的材料構成。於該加壓平板46形成有加熱器用的插通孔46a,插通有紅 外線燈45。
於下側之加壓平板46上面的搬運方向兩邊之側部,形成有沿著搬運方向的位置管制用突條46b。
於上側之加壓平板46的上側和下側之加壓平板46的下側,分別連接有加壓軸42。
上側的加壓軸42連接於伺服馬達、氣缸等的昇降機構部43,構成為根據控制部的控制形成上下動。
於上下的加壓平板46,分別設有熱電偶47。各熱電偶47,從搬運路的側方插入在加壓平板46藉此設置在加壓平板46內,對模具組20的溫度進行檢測。各熱電偶47連接於控制部12,所檢測出的溫度資訊用於控制部12的反饋控制。
於上下之加熱支撐部44的紅外線燈45的外側,即,於模具組20的相反側,設有水套。
於上下之加熱支撐部44的外側,分別設有覆蓋加熱支撐部44之外圍面的上下一對罩蓋部49。
於以上所述構成的加壓單元40中,以紅外線燈45對設置在一對平板46間的模具組20進行加熱處理,並且藉由上側之加壓平板46的昇降動使上側的加壓平板46下降,執行一對加壓平板46間之模具組20的加壓之加壓處理。此時,利用上下的熱電偶47檢測出溫度,利用根據所檢測出之溫度的反饋控制調溫成所期望的溫度。此外,設有荷重計等加壓檢測部,執行反饋控制成為指定的加壓力。
如第1圖及第2圖所示,排列配置在搬運方向的緩慢冷卻單元50,構成為具備:以模具組20夾在中間的狀態形成上下配置的上下之緩慢冷卻平板51(冷卻部);及連接於上側之緩慢冷卻平板51的伺服馬達或氣缸等昇降機構部53。
上下的緩慢冷卻平板51,構成為矩形的板狀以熱傳導性佳並且為硬質材的硬質合金或SiC等的材料構成。
於上下的緩慢冷卻平板51,組入有做為緩慢冷卻用之加熱器機構的紅外線燈56。於上下的緩慢冷卻平板51間形成有模具組20通過用的通道。於上下的緩慢冷卻平板51,分別設有複數的熱電偶。
下側的緩慢冷卻平板51構成為與下側的加壓平板46相同,形成有位置管制用突條。
上側的緩慢冷卻平板51構成為與上側的加壓平板46相同,連接有加壓軸,形成為可由昇降機構部63使其上下昇降的構成。另外,於本實施形態中,上側的加壓軸為了和急速冷卻單元60的支撐軸62同步昇降,是使用共同的昇降機構部63,但並不限於此,也可個別設有昇降機構部。
由昇降機構部63使上側的緩慢冷卻平板51下降,對放置在下側之緩慢冷卻平板51上的模具組20進行加壓藉此一邊執行維持一定加壓力之保壓的同時一邊執行緩慢冷卻處理。此時,利用控制部12,反饋控制熱電偶所檢測出的溫度,調溫成所期望的溫度。此外,設有加壓檢測 部,藉此調整成指定的加壓力。
如第1圖及第2圖所示,做為第2冷卻單元的急速冷卻單元60,構成為具備:以模具組20夾在中間的狀態形成上下配置的上下之冷卻平板61(冷卻部);連結在上側之冷卻平板61且朝上下方向延伸的支撐軸62;及連結在上側之冷卻平板61的伺服馬達或氣缸等昇降機構部63。
上下的冷卻平板61,構成為矩形的板狀,以熱傳導性佳並且為硬質材的硬質合金、SiC、經淬火硬化的不銹鋼等的材料構成。於冷卻平板61,組入有冷卻觸媒流動用之流路構成用的冷媒配管。此外,於上下的冷卻平板61,分別設有複數的熱電偶。再加上,上側的冷卻平板61形成為可由昇降機構部63上下昇降的構成。
驅動昇降機構部63,使上側的冷卻平板61下降對放置在下側之冷卻平板61上的模具組20接觸及加壓藉此執行急速冷卻處理。此時,反饋熱電偶的測定溫度,使溫度下降至所期望的溫度為止。
如第1圖至第3圖所示,搬入單元80配置在搬運方向之一端側,即配置在加熱單元30的隔壁(圖中右側)。搬入單元80,具備:載置模具組20進行昇降移動的搬入平板81;設置在搬入站之上部的裝載鎖定室82;使搬入平板81移動的昇降機構部83;及設置在裝載鎖定室82之側部的移動機構部84。
搬出單元90,其配置在搬運方向之另一端側,即配 置在急速冷卻單元60的下游側。搬出單元90,具備:載置模具組20進行昇降移動的搬出平板91;設置在搬出站之上部的裝載鎖定室92;使搬出平板91移動的昇降機構部93;及設置在裝載鎖定室92之側部的移動機構部94。
於各裝載鎖定室82、92,連接有氮供應埠及氮排氣埠。裝載鎖定室82、92形成為可氮置換。構成為透過裝載鎖定室82、92能夠在不破壞隔離室11內之氮環境氣的情況下取出搬入平板81或搬出平板91和模具組20的構造。
移動機構部84配置成連續於裝載鎖定室82的側部。藉由將設置在移動機構部84的模具組20往圖中Y方向滑行,就可使模具組20設置在位於裝載鎖定室82內的搬入平板81上。
移動機構部94配置成連續於裝載鎖定室92的側部。藉由將裝載鎖定室92內之搬出平板91上的模具組20往圖中Y方向滑行移動,就可使模具組20搬出至移動機構部94。移動機構部84、搬出機構94以皮帶輸送機使模具組20移動。也可不以皮帶輸送機而是以氣缸使模具組20移動。
另外,搬入平板81的設置位置,其與相鄰之下游側的加熱單元30的設置位置成隔有一定距離的設置,並且搬出平板91的設置位置與鄰接在上游側之急速冷卻單元60的設置位置成隔有一定距離的設置。於此,例如設定成有20mm的間隔。
另一方面,於搬出平板91之設置位置的上游側之搬運路兩邊,設有將搬運過來之模具組20往一定距離下游側搬運的移動機構部76。移動機構部76具有例如利用旋轉將套筒23往下游側推壓一定距離的臂76a。移動機構部76,乃根據控制部的控制在指定的時機旋轉驅動臂76a,藉此使模具組20從鄰接的站往下游側只移動比單元間距P1還大一定距離的行程P3。基於此,移動機構部76設置在往搬出用之裝載鎖定室92之昇降位置的x座標位置。
藉由使模具組20只移動比P1還大的行程P3,即使利用移動機構部94使模具組20往Y方向滑行,該模具組20還是能夠移動不會干涉到放置在急速冷卻單元60上的模具組20。
各部之下側的載置平板35、加壓平板46、緩慢冷卻平板51、冷卻平板61、搬入平板81及搬出平板91,是以沿著指定搬運路徑形成上面為連續的狀態,從一端側往另一端側排列配置。各平板的上面設定在要比相鄰在上游側的上面還稍微降低的位置。例如相鄰之上面彼此以0.1~1mm程度的段差形成排列,其中又以0.1~0.3mm程度的段差形成排列為較佳。因此,以只需將模具組20往水平推出的單純構成就能夠達到順暢的搬運。
搬運單元70,具備:沿著搬運方向往復動的缸軸71;連接於控制部做為可使缸軸71往搬運方向移動之推出機構的搬運用氣缸72;及於搬運方向下游側管制模具 組20之位置的止動部73。
缸軸71是與連結銷25同軸延伸。搬運用氣缸72,其設置在隔離室11之搬入側的端部,具有沿著搬運方向以一定行程推出連結銷25的功能。隨著被推出之連結銷25的移動,各模具組20會沿著搬運路徑被推出,藉此就可統合複數的模具組20以一定行程從一端側依序搬運往另一端側。
止動部73,其配置在搬出側的端部附近,於搬運時管制模具組20之下游側的位置。
搬運單元70,為了要推出離鄰接單元有一定距離之搬入位置上的模具組20,是設定成以要比單元間距P1還大有該一定距離份量的行程P2進行推出。
由於P2大於P1,因此模具組20於移動機構部84將模具組20往Y方向移動時,就不會干涉到位於加熱單元的模具組20。
再加上,除了成形裝置10之隔離室11之外,還設有:成形品2複數保持用成形品收容器13;模具組20或假模具組20A複數保持用的模具收容器14;及被成形材1保管用的素材收容器15。
以下,針對使用本實施形態相關的成形裝置10從被成形材1製造出成形品2的工序進行說明。成形品2的一例,例如4~12in尺寸、厚度0.3~1.5mm程度的智慧型手機的玻璃蓋,但並不限於此,可應用在各種的形狀暨用途。例如從平板狀的被成形材1也可製造出兩端部為彎曲 形狀或端部的厚度有所變化之形狀的成形品2。
於成形裝置10中,在各單元各配置有1個模具組20,在複數單元執行複數處理的並行作業,但為了方便以下說明以1個模具為中心進行工序的說明。
即,於1個單元中針對1個模具組20執行處理,於其他的處理單元針對其他的模具組20執行處理。第1圖至第2圖為表示各單元分別各配置有1個模具組20的形態。
就搬入處理而言,首先,在裝載鎖定室82內設置模具組20,將裝載鎖定室82內關閉。其次以昇降機構部83使模具組20下降。下降後,利用移動機構部84使模具組20水平移動至要由搬運單元70執行推出的位置。
在加熱單元30等其他的單元之處理結束的指定時機,控制部12會驅動缸軸71推壓模具組20的連結銷25,使模具組20往下游側移動有單元間距P1加上一定距離後之間距P2的距離,將模具組20往第1個加熱單元30的載置平板35上移動(搬運處理)。於同時排列在下游側之複數的模具組20也會透過連結銷25而被推出,以每一個的移動距離為單元間距P1的狀態往下游側移動。即,複數的模具的連結銷25會推壓下游側之模具組20,基於此缸軸71會一齊使模具組20移動。此時,由於複數之下側的平板35、46、51、61以稍微往下方錯開的同時連續形成配置,因此移動就能夠順暢。
於第1個加熱單元30中,以上下的紅外線燈34對模 具組20加熱,以指定溫度使被成形材1軟化(加熱處理)。在並行之複數處理結束後的時機,經由與上述相同的搬運處理,使模具組20依序送往下游側,施以同樣的加熱處理。
其次,經由同樣的搬運處理使複數的模具組20整批移動至下游側,從下游側的加熱單元30往第1個加壓單元40搬運模具組20。
控制部12會驅動加壓單元40的昇降機構部43使上側的加壓平板46下降,以上下的加壓平板46夾住模具組20,藉此一邊對被成形材1加熱一邊進行加壓成形(加壓處理)。在並行之複數處理結束後的時機,經由與上述相同的搬運處理,使模具組20依序送往下游側,於下游側的加壓單元40中施以同樣的加壓處理。
接著,經由同樣的搬運處理,從下游側的加壓單元40往第1個緩慢冷卻單元50搬運模具組20。於緩慢冷卻單元50,一邊由一對緩慢冷卻平板51執行保壓的同時,一邊利用例如加熱器的溫度調整使模具組20處理成為指定的溫度(緩慢冷卻處理)。
然後,經由與上述相同的搬運處理,將模具組20從緩慢冷卻單元50往急速冷卻單元60搬運。控制部12會驅動急速冷卻單元60的昇降機構部63使上側的冷卻平板61下降,以上下的冷卻平板61夾住模具組20,藉此利用冷媒,使模具組20冷卻達到在大氣中也不會氧化的溫度區(急速冷卻處理)。
接著,執行搬出處理。就搬出處理而言,首先由移動機構部76將模具組20往下游側只移動P3的距離之後,利用移動機構部94使模具組20水平移動至裝載鎖定室92的正下方位置。然後,利用昇降機構部93使模具組20往上移動。當模具組20移動至裝載鎖定室92,就開放裝載鎖定室92,取出模具組20。
另外,被搬出的模具組20是在隔離室外分解,所取出的成形品2是設置在成形品收容器13。於使用後的模具組20重新設置被成形材1,重新執行上述的成形處理。
以上的說明為針對保持有被成形材1之模具組20的處理工序,但與此有別,就本實施形態相關的成形方法而言,在運轉開始時各單元尚未達到一定溫度的期間,和,運轉停止時,及,於需求量的成形結束後等,是設置假的模具組20A,執行同樣的搬運、加熱、加壓、緩慢冷卻、急速冷卻等的處理。就整批搬運而言模具組20本身也擔任搬運功能的一部份,因此全站都需要有模具組20,基於此當想要取出模具組20時或想要減少模具組20的數量時藉由該假模具組20A的替代配置,就能夠確保搬運功能。
根據本實施形態相關的成形裝置10時,可獲得以下的效果。即,於模具組20設有朝搬運方向突出的連結銷25且使該連結銷25形成連續,藉此複數的模具組20就能夠整批搬運,因此就能夠提昇處理效率。
此外,連結銷25以隔熱材料構成,藉此就能夠維持各單元間的熱特性。
由於複數的單元能夠追加或削除以調整數量,因此就能夠容易實現因應成形品需求的適當設計。
另外,加壓單元40、緩慢冷卻單元50、冷卻單元60的昇降動作僅以上軸驅動,因此不需等待軸的原點歸位就能夠執行搬運。即,於上述實施形態中構成為可使模具組20以滑行在下側之平板上的狀態移動,因此下側的平板位置維持不變,只有上側的平板需昇降,基於此就可減少待機時間,能夠提昇生產節奏。
加熱器機構藉由使用紅外線燈,就能夠確保快速昇溫和均熱性。此外,藉由紅外線燈的瓦特數調整就能夠使模具之外側和內側的溫度變化消除能夠實現均勻的加熱。另外,於上述實施形態中,將搬運方向的正交方向為軸方向,對該軸方向的瓦特數進行了調整,但並不限於此,可取而代之或追加複數列排列之紅外線燈的瓦特數調整,藉此於搬運方向也可獲得均熱。
另外,本發明並不限於上述各實施形態,可加以適當的變更實施。
例如其他的實施形態如第14圖所示的成形裝置100,其構成為在隔離室11內執行成形品2的取出或被成形材1的設置。成形裝置100,除了具備有上述第1實施形態之成形裝置10的各單元30~60以外,在隔離室11內又具備有:模具組20分解用的分解單元110;設置被成 形材1藉此組裝模具組20的設置單元120;及素材預熱用的預熱機構130。
就本實施形態相關之成形裝置100的處理工序(成形方法)而言,乃將模具組20於急速冷卻後搬運至隔離室11內的分解單元110,分解模具組20取出成形品2。取出後的成形品2透過裝載鎖定室配置在隔離室11外所配置之收容器13等的保管部。
其次,將分解後的模具組20送至設置單元120,重新設置另一被成形材1。被成形材1事先於預熱機構130預熱成指定溫度。
另外,於模具的更換時或維修保養時、運轉停止時等,乃將模具組20透過裝載鎖定室移動至配置在隔離室11外的模具收容器14,取而代之設置另外的假模具組20A。
根據本實施形態時,藉由在同一隔離室內執行成形品的取出及被成形材的設置,是能夠使模具在比較高溫的狀態更換素材暨成形材,因此能夠縮短冷卻時間長度的節拍時間。此外,還能夠降低使用的模具數量因此就能夠削減模具成本。
於上述第1實施形態中,乃在模具組20其上模具21、下模具22已經組裝的狀態下執行搬入、加熱、加壓、冷卻、搬出,但並不限於此。例如:所要搬運的模具組20,也可構成為被成形材1保持用的下模具22保持在套筒23,上模具21設置在加壓單元40和保壓用之緩慢 冷卻單元50之上側的平板46、51側。於該形態時,在模具組20之上側為開放的狀態下,就能夠執行模具組20的搬入、加熱,藉由降下固定有上模具21的加壓平板46就能夠執行嵌合及加壓處理,同樣地藉由降下固定有上模具21的緩慢冷卻平板51就能夠執行嵌合及保壓,基於此就能夠減少使用的上模具21數量。
上述第1實施形態中,以搬運路徑設定成直線狀之一方向的搬運路徑形態為例示,但並不限於此。例如其他的實施形態如第15圖所示的成形裝置200,乃將搬運路徑為圓形,於旋轉之轉盤210上將模具組20設置成圓形,並且沿著搬運路徑設置各處理單元。利用該形態構造就能夠不用搬運模具組20。此外,成形裝置200中,由於搬出部220和搬入部230為同位置,因此就可減少搬運的行程,基於此就能夠減少所需的模具數量。
再加上,其他的實施形態如第16圖所示,也可將模具組320為二段構造,除了具備有上模具21、下模具22以外,又具備有中模具27,形成為對一個模具組20設置2個成形品的構造。
此外,被成形材1或成形品2,並不限於上述實施形態,溫度設定也可適當變更。又加上,各單元的昇降機構部43、53、63也不限於上述實施形態,可採用氣缸、電動致動器或油壓缸等各種的致動器進行驅動。
於模具組20的下面雖然設有傾斜狀的引導部27,但也可取而代之或追加下述構成,即,在要載置有模具組 20之下側的搬入平板81、載置平板35、加壓平板46、緩慢冷卻平板51、冷卻平板61、搬出平板91之上面,形成有對上下方向及搬運方向成傾斜的斜面。
再加上,於上述實施形態中針對具備有加熱單元30、加壓單元40、緩慢冷卻單元50及急速冷卻單元60的例子進行了說明,但不具備有急速冷卻單元60的成形裝置、製造生產線也可應用本發明。
此外,也可組合複數實施形態的特徵後加以實施。其他,只要不脫離本發明之主旨範圍理所當然能夠加以各種的變形實施。
1‧‧‧被成形材
2‧‧‧成形品
10‧‧‧成形裝置
11‧‧‧隔離室
12‧‧‧控制部
13‧‧‧成形品收容器
14‧‧‧模具收容器
15‧‧‧素材收容器
20‧‧‧模具組
20A‧‧‧假模具組
21‧‧‧上模具(上模)
22‧‧‧下模具(下模)
23‧‧‧套筒
25‧‧‧連結銷
26‧‧‧排氣用溝槽
28‧‧‧方塊
30‧‧‧加熱單元
40‧‧‧加壓單元
50‧‧‧緩慢冷卻單元(冷卻單元)
60‧‧‧急速冷卻單元(冷卻單元)
80‧‧‧搬入單元
90‧‧‧搬出單元

Claims (3)

  1. 一種成形裝置,其特徵為,具備:被成形材保持用的模具組;對上述模具組加熱藉此加熱處理上述被成形材的加熱單元;對上述模具組加壓藉此成形處理上述被成形材的加壓單元;於上述成形處理之後對上述模具組進行冷卻藉此對上述被成形材經上述成形處理後的成形品進行冷卻處理的冷卻單元;將上述加熱單元、上述加壓單元及冷卻單元以排列狀態收容的隔離室;使設置在上述加熱單元、上述加壓單元及冷卻單元之平板上分別配置的複數上述模具組移動藉此依序進行搬運的搬運單元;使上述模具組形成移動之各上述平板的上面,是以0.1mm以上1mm以下的段差設置成比上游側相鄰之上述平板的上面還低。
  2. 一種成形裝置,其特徵為,具備:被成形材保持用的模具組;對上述模具組加熱藉此加熱處理上述被成形材的加熱單元;對上述模具組加壓藉此成形處理上述被成形材的加壓單元; 於上述成形處理之後對上述模具組進行冷卻藉此對上述被成形材經上述成形處理後的成形品進行冷卻處理的冷卻單元;將上述加熱單元、上述加壓單元及冷卻單元以排列狀態收容的隔離室;使設置在上述加熱單元、上述加壓單元及冷卻單元之平板上分別配置的複數上述模具組移動藉此依序進行搬運的搬運單元;上述模具組分別具備有:形成外側的套筒、及形成於上述套筒,沿著上述搬運路徑延伸的連結部,上述搬運單元,具備有沿著上述搬運路徑將上述連結部推出的推出機構,複數的上述模具組配置成相鄰之上述連結部的端部彼此互相抵接形成連續,能夠整批搬運;於上述搬運路徑中沿著由上述推出機構推出上述模具組時的推出方向於下游端,具備有移動機構,該移動機構,構成為將沿著上述搬運路徑排列之複數模具組中配置在下游端的模具組,從對該模具組成位於上游位置的複數模具組,移動至比排列之上述加熱單元和上述加壓單元和上述冷卻單元之彼此相鄰的間隔還大一定距離之行程的下游側;上述移動機構具備有:將上述模具組的上述套筒朝下游側推壓的臂。
  3. 一種成形裝置,其特徵為,具備: 被成形材保持用的模具組;對上述模具組加熱藉此加熱處理上述被成形材的加熱單元;對上述模具組加壓藉此成形處理上述被成形材的加壓單元;於上述成形處理之後對上述模具組進行冷卻藉此對上述被成形材經上述成形處理後的成形品進行冷卻處理的冷卻單元;將上述加熱單元、上述加壓單元及冷卻單元以排列狀態收容的隔離室;使設置在上述加熱單元、上述加壓單元及冷卻單元之平板上分別配置的複數上述模具組移動藉此依序進行搬運的搬運單元;上述模具組分別具備有沿著上述搬運路徑延伸的連結部,上述搬運單元,具備有沿著上述搬運路徑將上述連結部推出的推出機構,複數的上述模具組配置成相鄰之上述連結部的端部彼此互相抵接形成連續,能夠整批搬運;上述推出機構,根據控制裝置的指示對取代上述模具組配置之與上述模具組相同形狀的假模具組,當運轉開始時、運轉停止時、維修保養、需求量的成形結束後、或模具組的更換時,進行搬運。
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