TWI581938B - 自動化埋釘射出成型系統及其方法 - Google Patents

Description

自動化埋釘射出成型系統及其方法

本發明有關於一種射出成型系統與方法，尤指一自動化埋釘射出成型系統與方法。

傳統塑膠外殼為增加螺絲鎖附力及避免拆裝螺絲滑牙破壞塑膠外殼，設有多個埋入其中的螺母，以便裝配零件(如電路板)可鎖附結合於塑膠外殼的螺母上。傳統埋入螺母(insert NUT)方法是，在塑膠外殼成形以後，還需要另外架設熱熔設備將加熱後之螺母加熱埋入至塑膠外殼中。

然而，由於上述製程中，將螺母埋入塑膠外殼的步驟係在塑膠外殼成形以後的後製程，須另外增加埋入螺母機器設備，不僅需要另外耗費時間、人力與成本，成為生產成本上的負擔而且無法達到從射出成型到埋入螺母一貫自動化製程要求。

由此可見，上述方式仍存在不便與缺陷，而有 待加以進一步改良。因此，如何能有效地解決上述不便與缺陷，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

有鑑於此，本發明之一目的係在於提供一種自動化埋釘射出成型系統與其方法，用以解決以上先前技術所提到的困難。

為了達到上述目的，依據本發明之一實施方式，此種自動化埋釘射出成型系統包含一螺母自動送料機，一帶動螺母之第一機械手臂，一抽氣真空幫浦裝置、一射出成型模具包含第一模塊、一第二模塊與氣道及至少一氣針。第二模塊可分離地與第一模塊互相閉合，用以與第一模塊共同形成一成型模腔。氣針之一部份嵌設於第二模塊內，其另部份露出於第二模塊之表面。氣道嵌設於第二模塊內，分別連接氣針與抽氣真空幫浦裝置。

當機械手臂帶動螺母至氣針上，讓氣針之氣針閥口置入一螺母之一封閉螺孔內，啟動抽氣真空幫浦裝置抽離氣道內氣體，當氣道內趨近於真空時，大氣壓力作用就會將螺母緊密地吸附在模具端面上。如此，藉由真空幫浦抽離氣道空氣產生的真空吸附力，不僅螺母得以被定位於模具中，更可使螺母之封閉螺孔與成型樹脂材料腔保持隔絕封膠狀態，避免塑料流入螺母之封閉螺孔中。

依據本發明之另一實施方式，一種埋釘射出成 型方法包含步驟如下。

分離第一模塊與第二模塊。通過一螺母自動送料機提供一螺母。通過一第一機械手臂將螺母套合於第二模塊之一氣針上，使得氣針伸入螺母之一封閉螺孔內；啟動一抽氣真空幫浦裝置抽離氣道內氣體，當氣道內趨近於真空時，大氣壓力作用就會將螺母緊密地吸附在第二模塊上；閉合第一模塊與第二模塊後，第一模塊與第二模塊以共同形成一成型模腔，其中封閉螺孔與氣針閥口密合並與成型模腔隔絕；當樹脂射出至成型模腔中，由於封閉螺孔已被氣針閥口吸附封閉，使得樹脂無法溢入封閉螺孔內部，只能包覆螺母外部，用以成型為內埋有螺母之一塑膠外殼。

如此，藉由上述埋釘射出成型方法，不僅可以縮短與簡化整體流程，而且省略了將螺母熱熔合至塑膠外殼的步驟，更不需另外耗費時間、人力與成本，進而降低生產成本。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

100、101、102‧‧‧自動化埋釘射出成型系統

110‧‧‧射出成型機構

120‧‧‧抽氣真空幫浦裝置

125‧‧‧射出成型模具

130‧‧‧第一模塊

131‧‧‧膠道

140‧‧‧第二模塊

141‧‧‧內部空間

142‧‧‧頂出板

150‧‧‧成型模腔

160、160c‧‧‧氣針

161、162‧‧‧管體

161A‧‧‧口徑

161F‧‧‧端面

162A‧‧‧單一口徑

163‧‧‧氣針閥口

163A‧‧‧口徑

165‧‧‧氣道

170‧‧‧鎖模機構

180‧‧‧控制器

190‧‧‧第二機械手臂

191‧‧‧第一機械手臂

191A‧‧‧螺母送料機

200‧‧‧樹脂

300‧‧‧螺母

310‧‧‧端面

320‧‧‧封閉螺孔

400‧‧‧塑膠外殼

501~510‧‧‧步驟

X~Z‧‧‧軸

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依照本發明一實施方式之自動化埋釘射出成型系統的示意圖； 第2圖繪示第1圖之第一模塊與第二模塊之開模示意圖；第3圖繪示第1圖之第一模塊與第二模塊之關模示意圖；第4圖繪示依照本發明另一實施方式之埋釘射出成型系統的氣針的示意圖；第5圖繪示依照本發明一實施方式之自動化埋釘射出成型方法的流程圖；第6圖繪示第5圖之步驟505的示意圖；以及第7圖繪示依照本發明又一實施方式之自動化埋釘射出成型系統的氣針的局部示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

第1圖繪示依照本發明一實施方式之自動化埋釘射出成型系統100的示意圖。第2圖繪示第1圖之第一模塊130與第二模塊140之開模示意圖。第3圖繪示第1圖之第一模塊130與第二模塊140之關模後示意圖。如第1圖至第3圖所示，在本實施方式所述之自動化埋釘射出成型系統100用以成形一內埋有螺母300之塑膠外殼。螺母300之一端面310設有一封閉螺孔320(或稱盲孔或螺盲孔，用以與氣針 閥口163連結而產生封閉結構，詳後述)。封閉螺孔320可供裝配零件鎖附於塑膠外殼上。自動化埋釘射出成型系統100包含一射出成型機構110、一抽氣真空幫浦裝置120與一射出成型模具125。

射出成型模具125包含第一模塊130、一第二模塊140、至少一氣針160(如3個)、至少一氣道165(如1個)。每一氣針160之一部份嵌設於第二模塊140內，氣針160具有一氣針閥口163，其露出於第二模塊140面向第一模塊130之表面，以供螺母300套合其上並產生封閉結構。氣道165嵌設於第二模塊140內，其一端接通氣針160，另端透過連接管與抽氣真空幫浦裝置120連接。第二模塊140可分離地與第一模塊130閉合。第二模塊140與第一模塊130相互閉模後共同形成一成型模腔150。射出成型機構110透過膠道131注入樹脂至成型模腔150內。

當氣針160伸入螺母300之封閉螺孔320內，或甚至尚未靠近螺母300之封閉螺孔320內，啟動抽氣真空幫浦裝置120以抽離氣道165內氣體，而當氣道165趨近於真空時，大氣壓力作用就會將螺母300緊密地吸附在第二模具140之端面上，以將封閉螺孔320與成型模腔150隔絕，如此樹脂不致流入封閉螺孔320內。

在一較佳實施方式中，如第2圖所示，第一模塊130與第二模塊140沿一閉模軸向(X軸)彼此閉合，氣針160並列地排列於第二模塊140上，每一氣針160之軸向(X軸)與第一模塊130與第二模塊140之閉模軸向(X軸)彼此平 行，但與氣道165之軸向(Y軸)彼此垂直。

然而，本發明不限於氣針與氣道的配置方向，其他實施方式中，氣針之軸向亦可與第一模塊與第二模塊之閉模軸向彼此相交。

更具體地，氣針160包含一管體161與一氣針閥口163。氣針閥口163之口徑163A小於管體161之口徑161A。管體161之一端於第二模塊140內接通氣道165。氣針閥口163連接管體161之端面161F，用以伸入螺母300之封閉螺孔320內(第3圖)。故，當抽氣真空幫浦裝置120抽離氣道165內氣體，致氣道165內趨近於真空時，大氣壓力作用就會將螺母300緊密地吸附在管體161之端面161F上。

如第1圖所示，在本實施方式中，自動化埋釘射出成型系統100更包含鎖模機構170、一控制器180、第一機械手臂191、第二機械手臂190與螺母自動送料機191A。鎖模機構170連接第二模塊140。第二模塊140透過鎖模機構170之帶動，沿X軸方向與第一模塊130相開模(分離)/閉模(閉合)。螺母自動送料機191A用以自動送出螺母300，且第一機械手臂191從螺母自動送料機191A沿著Z軸方向帶動螺母300靠近第二模塊140之模面。控制器180電連接抽氣真空幫浦裝置120、螺母自動送料機191A與鎖模機構170，用以輸出信號啟動螺母自動送料機191A、抽氣真空幫浦裝置120與鎖模機構170展開上述工作程序。螺母自動送料機191A收到信號後，即輸送螺母300，以便第一 機械手臂191將螺母300套合於氣針160上。抽氣真空幫浦裝置120收到信號後，即抽離氣道165內空氣形成真空狀態以透過大氣壓力作用吸附螺母300，而後第一機械手臂191退出。之後，依序進行閉模、射出後保壓冷卻，開模後取出成品等程序。於進行取出成品之程序時，第二機械手臂190先沿Y軸方向降下、而後沿X軸方向以取走成品。

第4圖繪示依照本發明另一實施方式之自動化埋釘射出成型系統101的氣針160c的示意圖。如第4圖所示，在本實施方式中，氣針160c包含一具有單一口徑162A之管體162。管體162之一端於第二模塊140內接通氣道165，管體162之另端凸出第二模塊140之表面，用以導入螺母300之封閉螺孔320內。

第5圖繪示依照本發明一實施方式之埋釘射出成型方法的流程圖。在本實施方式中，如第5圖所示，此埋釘射出成型方法配合第1圖之自動化埋釘射出成型系統100包含步驟501一步驟510如下。在步驟501中，開模並分離第一模塊130與第二模塊140(第2圖)；在步驟502中，在螺母自動送料機191A提供螺母300後，讓第一機械手臂191將螺母300分別套合於氣針160上，使得每一氣針160伸入每一螺母300之封閉螺孔320內(第2、3圖)；在步驟503中，當螺母300之封閉螺孔320覆蓋於氣針閥口163上與氣道165形成一封閉空間(第1、3圖)，抽氣真空幫浦裝置120抽離氣道165內氣體，當氣道165內趨近於真空時，由於大氣壓力作用(氣道內氣壓小於氣道外氣壓)即會將螺母300緊 密地吸附於模面；在步驟504中閉模並閉合第一模塊130與第二模塊140以共同形成上述成型模腔150，其中封閉螺孔320與成型模腔150隔絕(第3圖)；在步驟505中，啟動射出成型機構110以注滿樹脂200於成型模腔150中，使得樹脂200包覆所有螺母300露出於成型模腔150之表面。在步驟506中，冷卻塑膠外殼400以固化為內埋有螺母300之塑膠外殼400(第6圖)。在步驟507中，再度開模並分離第一模塊130與第二模塊140。在步驟508中，降下第二機械手臂190。在步驟509中，自第二模塊140頂出塑膠外殼400(參考第7圖)。步驟509中，讓第二機械手臂190取出塑膠外殼400，完成埋釘射出成型自動化步驟流程。

更進一步地，在步驟502中，第一機械手臂191依序移入第二模塊140與第一模塊130之間以便將螺母300分別套合於氣針160上，使得每一氣針160伸入每一螺母300之封閉螺孔320內(第2、3圖)。此時，抽氣真空幫浦裝置120尚未被啟動，螺母300尚未被吸附於管體161之端面161F。在步驟503中，抽氣真空幫浦裝置120透過氣道165與氣針160對封閉螺孔320內部抽氣，使得螺母300之封閉螺孔320被緊密地被吸附(第3圖)。

第7圖繪示依照本發明又一實施方式之自動化埋釘射出成型系統102的氣針160的局部示意圖。如第7圖所示，在又一實施方式中，第二模塊140更具有一頂出板142，頂出板142可往返位移地位於第二模塊140之一內部空間141中，氣針160之一部分固定於頂出板142上，另一部分 自頂出板142貫穿過第二模塊140進而伸出/退出第二模塊140之表面。故，透過頂出板142沿X軸方向的帶動，氣針160被同步帶動而自第二模塊140表面伸出更多部分，進而透過推動螺母300而將塑膠外殼400頂出第二模塊140之外，並分離塑膠外殼400與第二模塊140。

是以，上述步驟509更具體地包含：藉由推動氣針160，使得氣針160帶動塑膠外殼400以分離塑膠外殼400與第二模塊140。此外，在步驟509頂出塑膠外殼400之後，再使第二機械手臂190在第二模塊140與第一模塊130之間以取走內埋有螺母300之塑膠外殼400(第1圖)。

此外，藉由本發明上述埋釘射出成型自動化方法，不僅可達成埋釘射出全製程自動化，螺母得以被自動化輸入定位於模具中，進而完成射出成型步驟至成型品取出，可以縮短與簡化整體流程及自動化生產，而且省略了另外架設設備將螺母熱熔合至塑膠外殼的步驟，進而降低生產成本。

最後，上述所揭露之各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，皆可被保護於本發明中。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

130‧‧‧第一模塊

131‧‧‧膠道

140‧‧‧第二模塊

160‧‧‧氣針

161‧‧‧管體

161A‧‧‧口徑

161F‧‧‧端面

163‧‧‧氣針閥口

163A‧‧‧口徑

165‧‧‧氣道

300‧‧‧螺母

310‧‧‧端面

320‧‧‧封閉螺孔

X~Z‧‧‧軸

Claims (10)

1. 一種自動化埋釘射出成型系統，包含：一螺母自動送料機，用以提供至少一螺母，該螺母具有一封閉螺孔；一機械手臂，用以帶動該螺母自動送料機之該螺母；一抽氣真空幫浦裝置；以及一射出成型模具，包含：一第一模塊；一第二模塊，可分離地與該第一模塊相閉合，用以與該第一模塊共同形成一成型模腔；至少一氣針，其一部份設於該第二模塊內，其另部份露出於該第二模塊之一表面；以及至少一氣道，嵌設於該第二模塊內，分別連接該氣針與該抽氣真空幫浦裝置，其中，當該機械手臂帶動該螺母至該氣針上，使該氣針伸入該封閉螺孔內，且該抽氣真空幫浦裝置對該氣道內部抽氣時，該螺母之該封閉螺孔被緊密地吸附在該氣針上，以致該封閉螺孔與該成型模腔保持隔絕。
2. 如請求項1所述之自動化埋釘射出成型系統，其中該氣針包含：一管體，該管體之一端於該第二模塊內接通該氣道，該管體之另端之一端面露出於該第二模塊之該表面；以及一氣針閥口，連接該管體之該端面，用以導入該螺母之該封閉螺孔內，該吸氣針閥口之口徑小於該管體之口徑。
3. 如請求項1所述之自動化埋釘射出成型系統，其中該氣針包含：一管體，具有單一口徑，該管體之一端於該第二模塊內接通該氣道，該管體之另端凸出該第二模塊之該表面，用以導入該螺母之該封閉螺孔內。
4. 如請求項1所述之自動化埋釘射出成型系統，其中該第一模塊與該第二模塊沿一閉模軸向彼此閉合，該閉模軸向與該氣針之一軸向彼此平行或相交。
5. 如請求項1所述之自動化埋釘射出成型系統，其中該射出成型模具更包含：一射出成型機構，用以透過一膠道注入一樹脂至該成型模腔中，其中該膠道嵌設於該第一模塊中。
6. 如請求項1所述之自動化埋釘射出成型系統，其中該氣針可往返移動於該第二模塊上，用以頂出一塑膠外殼以分離該塑膠外殼與該第二模塊之該表面。
7. 一種自動化埋釘射出成型方法，包含：分離一第一模塊與一第二模塊；通過一螺母自動送料機提供一螺母；通過一第一機械手臂將該螺母套合於該第二模塊之一氣針上，使該氣針伸入該螺母之一封閉螺孔內； 使一抽氣真空幫浦裝置透過該氣針對該封閉螺孔抽氣，當該封閉螺孔內產生真空吸引力，該螺母被該氣針緊密地吸附；閉合該第一模塊與該第二模塊以共同形成一成型模腔，其中該封閉螺孔與該成型模腔保持隔絕；以及注滿一樹脂至該成型模腔中，使得該樹脂包覆該螺母，用以成型為內埋有該螺母之一塑膠外殼。
8. 如請求項7所述之自動化埋釘射出成型方法，更包含：在該塑膠外殼成型後，再分離該第一模塊與該第二模塊，以及頂出該塑膠外殼。
9. 如請求項8所述之自動化埋釘射出成型方法，其中頂出該塑膠外殼的步驟中，更包含：藉由推動該氣針，使得該氣針帶動該塑膠外殼以分離該塑膠外殼與該第二模塊。
10. 如請求項8所述之自動化埋釘射出成型方法，更包含：通過一第二機械手臂取出被頂出之該塑膠外殼。