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CN104162954A - 成型系统及成型品的制造方法 - Google Patents

成型系统及成型品的制造方法 Download PDF

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CN104162954A CN201410203190.7A CN201410203190A CN104162954A CN 104162954 A CN104162954 A CN 104162954A CN 201410203190 A CN201410203190 A CN 201410203190A CN 104162954 A CN104162954 A CN 104162954A
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Abstract

一种成型系统及成型品的制造方法，成型系统(10)将片状的嵌插构件(S)与成型材料(R)一体地成型来制造成型品(Q)，包括：片材供给部(20)，配置在规定的基准位置(P)周围，并供给嵌插构件(S)；片材加热部(30)，对嵌插构件(S)进行加热；成型装置(100)，将嵌插构件(S)与成型材料(R)一体地成型来形成成型品(Q)；取出机(200)，具有形成在基准位置(P)周围的交接位置(222)，在片材加热部(30)与成型装置(100)之间运送嵌插构件(S)，并且将成型品(Q)从成型装置(100)取出并运送；以及运送机器人(500)，设置在基准位置(P)，在片材供给部(20)及取出机(200)彼此间对嵌插构件(S)或成型品(Q)进行运送。

Description

成型系统及成型品的制造方法
技术领域
本发明涉及一种将片状的嵌插(insert)构件与成型材料混合来制造成型品的成型系统及成型品的制造方法。
背景技术
作为对片状的预浸料坯进行成型的方法，已知有冲压成型。
另外，关于预浸料坯片材的加热、嵌插成型，已知有各种各样类型的方法(例如参照日本专利特开平6－270199号公报及日本专利特开2012－179773号公报)。此外，关于注塑成型后的后续工序，已知有各种各样类型的工序(例如参照日本专利特开平8－336833号公报)。
但是，在现有的预浸料坯中，由于使用以热固性树脂为基材的材料，因此，成型时间长且生产率低。因而，生产出的成型品的单价变高，很难在小型汽车等大规模生产品中使用，而仅限于在飞机或高档汽车等小规模生产品中适用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过在将片状的嵌插构件与成型材料混合时直接使用注塑成型方法，能实现高生产率的成型系统及成型品的制造方法。
本发明的成型系统将片状的嵌插构件与成型材料一体地成型来制造成型品，其特征是，包括：片材供给部，该片材供给部配置在规定的基准位置周围，并供给所述嵌插构件；片材加热部，该片材加热部对所述嵌插构件进行加热；成型装置，该成型装置将所述嵌插构件与所述成型材料一体地成型来形成所述成型品；取出机，该取出机具有形成在所述基准位置周围的交接位置，在所述片材加热部与所述成型装置之间运送所述嵌插构件，并且将所述成型品从所述成型装置取出并运送；以及运送机器人，该运送机器人设置在所述基准位置，在所述片材供给部及所述取出机彼此间对所述嵌插构件或所述成型品进行运送。
本发明的成型品的制造方法将片状的嵌插构件与成型材料一体地成型来制造成型品，其特征是，从配置在规定的基准位置周围的片材供给部供给所述嵌插构件；在片材加热部对所述嵌插构件进行加热；使用成型装置将所述嵌插构件与所述成型材料一体地成型来形成所述成型品；使用具有形成在所述基准位置周围的交接位置的取出机，对所述嵌插构件和所述成型品中的至少一方进行运送；以及还利用设置在所述基准位置的运送机器人，在所述片材供给部及所述取出机彼此间对所述嵌插构件和所述成型品中的至少一方进行运送。
根据本发明，通过在将片状的嵌插构件与成型材料混合时直接使用注塑成型方法，能够实现高生产率。
附图说明
图1是示意表示本发明一实施方式的混合式成型系统的立体图。
图2是示意表示上述混合式成型系统的俯视图。
图3是示意表示上述混合式成型系统中的嵌插动作的侧视图。
图4是示意表示上述混合式成型系统中的嵌插动作的侧视图。
图5是示意表示上述混合式成型系统中的嵌插动作的侧视图。
图6A是表示上述混合式成型系统的动作流程的说明图。
图6B是表示上述混合式成型系统的动作流程的说明图。
图6C是表示上述混合式成型系统的动作流程的说明图。
图6D是表示上述混合式成型系统的动作流程的说明图。
具体实施方式
图1是表示本发明一实施方式的、将片材(片状的嵌插构件)S与树脂材料(成型材料)R一体地成型来制造成型品Q的混合式成型系统10的立体图，图2是示意表示上述混合式成型系统的俯视图，图3是示意表示组装到上述混合式成型系统中的模具部的动作的侧视图，图4是示意表示组装到上述混合式成型系统中的模具部的动作的侧视图，图5是示意表示组装到上述混合式成型系统中的模具部的动作的侧视图，图6A至图6D(图6A、图6B、图6C、图6D)是表示上述混合式成型系统的动作流程的说明图。
另外，上述图中的箭头XYZ表示相互正交的三个方向，特别地，箭头X、Y表示水平方向，箭头Z表示铅垂方向。
混合式成型系统(成型系统)10包括：片材供给部20，该片材供给部20配置在基准位置P周围，并对片材S进行供给；片材加热部30，该片材加热部30对片材S进行加热；注塑成型机(成型机、成型装置)100，该注塑成型机100将片材S与树脂材料(成型材料)R一体地成型来形成成型品Q；取出机200，该取出机200具有形成在基准位置P周围的交接位置，并在与片材加热部30、注塑成型机100之间对片材S及成型品Q进行运送；浇口切断装置300，该浇口切断装置300配置在基准位置P周围，并将附着于成型品Q的浇口切断；运送装置400，该运送装置400配置在基准位置P周围，并对成型品Q进行运送；以及运送机器人500，该运送机器人500设置在基准位置P上，在片材供给部20、取出机200、浇口切断装置300、运送装置400彼此之间，对片材S或成型品Q进行保持并运送。片材(片状的嵌插构件)S例如是片状的热塑性预浸料坯。
片材供给部20具有在片材供给位置21处将片材S交接到运送机器人500的功能。
片材加热部30具有使用电热器对被取出机200保持的片材S进行加热的功能。另外，图2中的符号31表示对片材加热部30供电的电源供给部。
注塑成型机100包括底座120、注塑装置130以及合模装置140。在底座120上设置有导轨121。导轨121沿底座120的长边方向延伸。注塑装置130配置在导轨121上，并能够沿着导轨121移动。
注塑装置130例如包括：外壳130a；汽缸131，在该汽缸131的内部收容有螺杆131a；驱动装置132，该驱动装置132使螺杆131a在收容在外壳130a内的汽缸131内部旋转；料斗133；以及驱动装置135，该驱动装置135使收容在外壳130a内的螺杆131a进退。
在汽缸131的前端设置有注塑喷嘴134。在料斗133内收容有作为所熔融的材料的一例的树脂。从料斗133内，将作为材料的树脂供给到汽缸131内。通过驱动未图示的驱动装置136，注塑装置130移动，以使注塑喷嘴134与后述的定模155和动模156内的腔室内部连通。
汽缸131设置有加热装置。利用未图示的加热装置，对汽缸131进行加热。通过利用驱动装置132使螺杆131a旋转，从料斗133供给来的作为材料的树脂(成型材料)便在汽缸131内朝向注塑喷嘴134移动。因该移动，汽缸131的热会传递至树脂，并使树脂熔融。熔融后的树脂蓄积在注塑喷嘴134附近。随着树脂蓄积，在所蓄积的树脂的压力作用下，螺杆131a被向料斗133一侧推回。在熔融后的树脂蓄积到规定量之后，通过利用驱动装置135将螺杆131a向注塑喷嘴134一侧推出，从而将熔融后的树脂注塑到形成在安装于合模装置140的定模155与动模156之间的腔室内部。
合模装置140例如包括定盘141和能够相对于定盘141进退的动盘142。在固定盘141上安装有定模155。在动盘142上安装有动模156。动盘142例如通过肘式机构和使该肘式机构伸缩的驱动装置，而相对于定盘141进退。肘式机构与动盘142连接。
在定模155和动模156各自的内侧形成有与所要成型的产品相对应的腔室。当在动盘142朝向定盘141移动之后，动模156与定模155接触时，由定模155和动模156，来形成与成型品Q相对应的腔室。
取出机200例如包括：架台210，该架台210沿着箭头Y方向配置；引导件220，该引导件220设置于上述架台210；以及一对保持机构230、240，这一对保持机构230、240被上述引导件220沿箭头Y方向引导，且彼此在箭头X方向上相邻。
引导件220具有加热位置221、交接位置(片材交接位置、成型品交接位置)222和嵌插位置223这些位置，其中，在上述交接位置处，与运送机器人500间进行片材S或成型品Q的交接。
保持机构230例如包括：高度位置调节机构231；以及保持臂232，该保持臂232设置在上述高度位置调节机构231的下端。保持机构240包括：高度位置调节机构241；以及保持臂242，该保持臂242设置在上述高度位置调节机构241的下端。另外，保持机构230及保持机构240能够分别独立地动作，保持机构230及保持机构240相对于引导件220的位置既可以始终位于相同位置，也可以不始终位于相同位置。
浇口切断装置300具有在浇口切断位置301处将浇口Qa从被运送机器人500保持的成型品Q上切断的功能。运送装置400具有使用例如带式传送机等将成型品Q运送到系统外部的功能。
运送机器人500是例如六轴机器人等多关节机器人，其包括：机器人主体510，该机器人主体510的、固定于地面的箭头Z方向的转轴经过基准位置P；以及卡盘520，该卡盘520设于上述机器人主体510的前端。卡盘520只要能够对片材S或成型品Q进行保持，则可以是夹持卡盘、真空卡盘中的任一个。
另外，运送机器人500能够将上述卡盘520定位于片材供给部20的片材供给位置21、取出机200的交接位置222、浇口切断装置300的浇口切断位置301及运送装置400的各个位置。
在这样构成的混合式成型系统10中，以下述方式生产成型品Q。另外，图6A至图6D所示的图表表示各装置的动作。图6A至图6D中的符号S1表示片材S中的任意片材，符号S2表示在S1之后要处理的片材。
运送机器人500在片材供给部20的片材供给位置21处接过片材S(S1)。接着，移动到取出机200的交接位置222，将片材S交接到取出机200的保持机构230的保持臂232。接着，使保持机构230沿着引导件220动作，并使其在加热位置221上停止。接着，利用高度位置调节机构231，使片材S下降到片材加热部30的内部，并加热到适当温度。另外，当在片材的交接位置处片材的高度与在片材加热部30中能对片材进行加热的高度相同的情况下，能够省略利用高度位置调节机构231进行的高度调节动作。
接着，使片材S上升，然后，将保持机构230移动到嵌插位置223。
接着，利用高度位置调节机构231使片材S下降，并如图3所示定位于定模155与动模156之间。接着，使合模装置140动作，如图4所示，将定模155与动模156合模来形成片材S的形状。接着，注塑熔融后的树脂材料，并将片材S与树脂材料一体化来成型出成型品Q。
接着，如图5所示，将定模155与动模156开模，利用保持机构240将成型品Q取出。此时，将下一个片材S(S2)定位于定模155与动模156之间。
接着，将保持机构240移动到交接位置222，并利用运送机器人500对成型品Q进行保持。接着，运送机器人500将成型品Q运送到浇口切断装置300的浇口切断位置301处，浇口切断装置300将浇口Qa从成型品Q切除，然后，运送机器人500将成型品Q载置于运送装置400。以上，便完成了用于利用混合式成型来制造一个成型品Q的工序。
另外，如图6A至图6D所示，制造工序能够部分重叠地进行任意的片材S1和下一片材S2的动作。例如，在注塑成型机100进行合模、注塑、冷却、开模、压出的过程中，使用运送机器人500，从片材供给部20接过下一片材S(S2)，将片材S交接到取出机200，此外，从取出机200接过成型品Q，将成型品Q交接到浇口切断装置300，并且，从浇口切断装置300接过成型品Q，将成型品Q交接到运送装置400。使用取出机200，从运送机器人500接过下一片材S(S2)，并在片材加热部30中对下一片材S(S2)进行加热。此外，在片材加热部30中对下一片材S(S2)进行加热之后，使用取出机200，将下一片材S(S2)嵌插到注塑成型机100内(更具体来说，嵌插到安装于注塑成型机100的模具内)。此外，使用取出机200，将在注塑成型机100中成型后的成型品Q从注塑成型机100取出(接过)，并将该成型品Q交接到运送机器人500。在片材加热部30中，在下一片材S(S2)被取出机200运送来之后，马上对下一片材S(S2)进行加热。在片材供给部20中，在将下一片材S(S2)交接到运送机器人500之后，马上将再下一个片材S准备(配置)到与运送机器人500进行交接的规定的交接位置处。在浇口切断装置300中，从运送机器人500接过成型品Q，在将附着于成型品Q的浇口切断之后，再次将成型品Q交接到运送机器人500。在运送装置400中，从运送机器人500接过成型品Q，并对成型品Q进行运送。
如上所述，根据本实施方式的混合式成型系统10，能够对片状的热塑性预浸料坯进行加热，然后直接嵌插到注塑成型机的模具内，通过合模来对热塑性预浸料坯进行赋形，并利用随后的注塑来与树脂材料混合。因而，与使用热固性预浸料坯的片材的情况不同，不需要冲压机，此外，能够缩短固化时间。因而，能在将片状的热塑性预浸料坯与树脂材料混合时实现高生产率。此外，通过直接使用注塑成型方法，能够成型出机械物理性质高的成型品。
此外，由于片材供给部20、片材加热部30、注塑成型机100、取出机200、浇口切断装置300及运送装置400以运送机器人500为中心设置在运送机器人500所能运送的范围内，因此，能够节省装置整体的设置空间。此外，由于节省包括上述周边设备在内的成型系统整体的设置空间，因此，使各个装置之间变短，从而能进行有效的生产，并能实现每一个成型品的制造时间的缩短。
另外，在成型不需要对浇口进行切断的成型品的情况下，也可以去除浇口切断装置。藉此，能进一步节省装置整体的设置空间。
此外，若不需要将成型品运送到混合式成型系统的外部，则也可以去除运送装置。藉此，能进一步节省装置整体的设置空间。
本发明并不局限于上述实施方式，在实施阶段可在不脱离其主旨的范围内将构成要素变形后具体化。此外，能通过上述实施方式公开的多个构成要素的适当组合来形成各种发明。例如，也可以从上述实施方式所示的全部构成要素中删除几个构成要素。另外，也可将不同实施方式中的结构组合。

Claims (8)

1.一种成型系统，将片状的嵌插构件与成型材料一体地成型来制造成型品，其特征在于，包括：
片材供给部，该片材供给部配置在规定的基准位置周围，并供给所述嵌插构件；
片材加热部，该片材加热部对所述嵌插构件进行加热；
成型装置，该成型装置将所述嵌插构件与所述成型材料一体地成型来形成所述成型品；
取出机，该取出机具有形成在所述基准位置周围的交接位置，在所述片材加热部与所述成型装置之间运送所述嵌插构件，并且将所述成型品从所述成型装置取出并运送；以及
运送机器人，该运送机器人设置在所述基准位置，在所述片材供给部及所述取出机彼此间对所述嵌插构件或所述成型品进行运送。
2.如权利要求1所述的成型系统，其特征在于，
还包括运送装置，该运送装置配置在所述基准位置周围，并对所述成型品进行运送，
所述运送机器人设置在所述基准位置，并在所述片材供给部、所述取出机及所述运送装置彼此间对所述嵌插构件或所述成型品进行运送。
3.如权利要求1所述的成型系统，其特征在于，
还包括浇口切断装置，该浇口切断装置配置在所述基准位置周围，并对附着在所述成型品上的浇口进行切断，
所述运送机器人设置在所述基准位置，并在所述片材供给部、所述取出机及所述浇口切断装置彼此间对所述嵌插构件或所述成型品进行运送。
4.如权利要求2所述的成型系统，其特征在于，
还包括浇口切断装置，该浇口切断装置配置在所述基准位置周围，并对附着在所述成型品上的浇口进行切断，
所述运送机器人设置在所述基准位置，并在所述片材供给部、所述取出机、所述浇口切断装置及所述运送装置彼此间对所述嵌插构件或所述成型品进行运送。
5.一种成型品的制造方法，将片状的嵌插构件与成型材料一体地成型来制造成型品，其特征在于：
从配置在规定的基准位置周围的片材供给部供给所述嵌插构件；
在片材加热部对所述嵌插构件进行加热；
使用成型装置将所述嵌插构件与所述成型材料一体地成型来形成所述成型品；
使用具有形成在所述基准位置周围的交接位置的取出机，对所述嵌插构件和所述成型品中的至少一方进行运送；以及
还利用设置在所述基准位置的运送机器人，在所述片材供给部及所述取出机彼此间对所述嵌插构件和所述成型品中的至少一方进行运送。
6.如权利要求5所述的成型品的制造方法，其特征在于，
还使用配置在所述基准位置周围的运送装置来对所述成型品进行运送，
利用设置在所述基准位置的所述运送机器人，在所述片材供给部、所述取出机及所述运送装置彼此间对所述嵌插构件和所述成型品中的至少一方进行运送。
7.如权利要求5所述的成型品的制造方法，其特征在于，
还使用配置在所述基准位置周围的浇口切断装置，将附着于所述成型品的浇口切断，
利用设置在所述基准位置的所述运送机器人，在所述片材供给部、所述取出机及所述浇口切断装置彼此间对所述嵌插构件和所述成型品中的至少一方进行运送。
8.如权利要求6所述的成型品的制造方法，其特征在于，
还使用配置在所述基准位置周围的浇口切断装置，将附着于所述成型品的浇口切断，
利用设置在所述基准位置的所述运送机器人，在所述片材供给部、所述取出机、所述浇口切断装置及所述运送装置彼此间对所述嵌插构件和所述成型品中的至少一方进行运送。
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