多站式玻璃模压系统及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种玻璃模压系统及其制造方法，尤其涉及一种多站式玻璃模压系统及其制造方法。


背景技术：

2.由于玻璃镜片在温度耐受性方面较塑胶镜片优异，其适用于在环境温度变异较大的车用与安防等应用领域的光学镜头。近年来，随着上述应用领域的需求爆发，玻璃镜片的制造需求也急遽地增加。
3.一般制造玻璃镜片的模压系统可分为两种，一种为单站式玻璃模压系统，另一种则为多站式玻璃模压系统。单站式玻璃模压系统的作法是将多个玻璃模造的制造流程整合在同一个工作站中，相较而言，多站式玻璃模压系统则是将不同的制造流程分散于不同工作站中。单站式玻璃模压系统的作法制造速度较慢，难以满足现有的制造需求。为求较快的制造速度，多站式玻璃模压系统已成为制造玻璃镜片的主流。
4.在现有多站式玻璃模压系统中，通常会有一个加工站是专责进行玻璃压合制程。于此加工站中，通常会设有内、外套筒，其中内套筒内设有下模仁以作为玻璃材料的放置台，外套筒则容置内套筒且外套筒的高度高于内套筒。接着，藉由压板施加压力于上模仁，以使上模仁往下模仁的方向靠近，以对玻璃材料进行压合制程。通常压板的大小会大于外套筒的直径大小，当压板往下压合到临界点时，外套筒会施与压板一个反作用力，以使压板无法再下压，代表玻璃材料已被压合完成。换言之，现有多站式玻璃模压系统藉由外套筒的高度可控制上模仁的压造距离。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种多站式玻璃模压系统，其采用较少的构件并可即时监控实际压造深度，且具有良好的制造良率。
6.本发明提供一种多站式玻璃模压系统的制造方法，其用以制造上述的多站式玻璃模压系统。
7.本发明的一实施例提供一种多站式玻璃模压系统，包括：第一加工站、第二加工站、控制器、第三加工站、第一输送机构以及第二输送机构。第二加工站包括加热器、压板、基座、伺服电动机以及电源供应器。基座设有第一定位结构，第一定位结构可与一模具的第二定位结构相对应。基座暴露于外界。伺服电动机可驱动压板。电源供应器与伺服电动机电性连接。控制器与加热器及伺服电动机电性连接。第一输送机构，连接第一加工站及第二加工站。第二输送机构，连接第二加工站及第三加工站。
8.本发明的一实施例提供一种多站式玻璃模压系统，包括第一加工站、第二加工站、第三加工站、第一输送机构以及第二输送机构。第二加工站包括加热器、压板、基座、伺服电动机以及控制器。压板与加热器热耦接。基座设有第一定位结构，第一定位结构可与一模具的第二定位结构相对应。基座暴露于外界。伺服电动机可接受一特定大小的电流以沿一轴
向驱动压板。控制器，与加热器及伺服电动机电性连接。第一输送机构连接第一加工站及第二加工站。第二输送机构，连接第二加工站及第三加工站。
9.本发明的一实施例提供一种多站式玻璃模压系统的制造方法，其主要包括以下步骤。组装一第一加工站。组装一第二加工站。第二加工站包括一加热器、一压板、一基座、一伺服电动机、一电源供应器以及一控制器，压板与加热器热耦接，基座设有一第一定位结构，第一定位结构可与一模具的一第二定位结构相对应，其中基座暴露于外界，伺服电动机与压板耦接，电源供应器与伺服电动机电性连接，控制器与加热器及伺服电动机电性连接。组装一第三加工站。组装一第一输送机构与一第二输送机构，其中第一输送机构连接第一加工站及第二加工站，第二输送机构连接第二加工站及第三加工站。
10.基于上述，在本发明实施例的多站式玻璃模压系统中，由于基座暴露于外界而省略了外套筒，可使玻璃镜片的制造成本降低。另外，本发明的实施例另提供了一种用来制作上述多站式玻璃模压系统的制造方法。
11.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。
附图说明
12.图1为本发明的一实施例的多站式玻璃模压系统的架构示意图。
13.图2a至图2e分别为图1实施例的多站式玻璃模压系统的不同加工站的剖面示意图。
14.图3是利用图1实施例中的多站式玻璃模压系统在第一加热压合制程所制造的不同工件的时间与压造距离的关系图。
15.图4为制造图1的多站式玻璃模压系统的步骤流程图。
具体实施方式
16.图1为本发明的一实施例的多站式玻璃模压系统的架构示意图。图2a至图2e分别为图1实施例的多站式玻璃模压系统的不同加工站的剖面示意图。图3是利用图1实施例中的多站式玻璃模压系统在第一加热压合制程所制造的不同工件的时间与压造距离的关系图。
17.请参照图1与图2a至图2e，于本例中，多站式玻璃模压系统100包括多个加工站ps1～ps5(以五个为例)及多个输送结构tm1～tm5(以五个为例)。于本例中，这些加工站ps1～ps5是分别用以专责于玻璃模造制程中的不同步骤。请参照图1与图2a至图2e，加工站ps1用以专责于玻璃模造制程中的上料、下料步骤。加工站ps2(或称第一加工站)用以专责于玻璃模造制程中的预热步骤。加工站ps3(或称第二加工站)、加工站ps4(或称第三加工站)分别用以专责于玻璃模造制程中的第一、第二加热压合步骤。加工站ps5用以专责于玻璃模造制程中的冷却步骤。加工站ps1～ps5亦可被视为进行不同步骤的不同区域。于以下段落中会分别来说明各加工站ps1～ps5的具体架构。
18.请参照图2a，加工站ps1包括输送带cb、基座b及模具(molding mold)m的第一定位结构fs1。基座b设于输送带cb上。基座b具有容置空间as。并且，基座b的容置空间as内设有
第一定位结构fs1，此第一定位结构fs1可与模具m的第二定位结构fs2(未示于图2a，示于图2c)相对应。于本例中，模具m的第一、第二定位结构fs1、fs2分别例如是下、上模仁(mold core)。值得一提的是，基座b暴露于外界，换言之，基座b的外侧不设有外套筒。
19.请参照图2b，加工站ps2(或称第一加工站)包括加热器h1、h2与连杆r1。加热器h1、h2是泛指通电后可发热的构件，加热器h1、h2彼此对向设置。连杆r1的一端与加热器h1机械耦接，其中连杆r1适于受力而驱动加热器h1以使加热器h1以沿着连杆r1的轴向移动。
20.请参照图2c，加工站ps3(或称第二加工站)包括模具m的第二定位结构fs2、加热器h3、h4、连杆r2、伺服电动机sm1、压板p、电源供应器ps及控制器c。第二定位结构fs2例如是模具m的上模仁。加热器h3、h4彼此对向设置。压板p设于加热器h3与第二定位结构fs2之间，且与加热器h3热耦接。伺服电动机sm1与电源供应器ps电性连接，且伺服电动机sm1与连杆r2机械耦接，其中连杆r2适于接受来自伺服电动机sm1的力而驱动加热器h3以使加热器h3以沿着连杆r2的轴向移动。电源供应器ps用以提供电流给伺服电动机sm1。控制器c可以是计算器、微处理器(micro controller unit,mcu)、中央处理单元(central processing unit，cpu)，或是其他可编程的控制器(microprocessor)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、可编程控制器、特殊应用集成电路(application specific integrated circuits，asic)、可编程逻辑装置(programmable logic device，pld)或其他类似装置。
21.请参照图2d，加工站ps4(或称第三加工站)的功能因与加工站ps3的功能类似，因此其架构类似于加工站ps3的架构，于此不再赘述。
22.请参照图2e，加工站ps5包括加热器h5、h6与连杆r3。加热器h5、h6彼此对向设置。连杆r3的一端与加热器h5机械耦接，其中连杆r3适于受力而驱动加热器h5以使加热器h5以沿着连杆r3的轴向移动。
23.请参照图1与图2a至图2e，于本例中，输送结构tm1～tm5例如是可夹取或推送工件w并使工件w往一方向输送的结构。输送结构tm1～tm5(以箭头标示)可为输送臂或者是具有推动杆的马达。
24.于以下段落中会详细说明本实施例的多站式玻璃模压系统100的作动方式。
25.请参照图1及图2a，首先，输送带cb将设有第一定位结构fs1的基座b传送至工作站ps1。在工作站ps1中，可置入未加工工件w(例如是玻璃硝材)于模具m的第一定位结构fs1(下模仁)上，以完成上料步骤。输送机构tm1并将基座b由工作站ps1往工作站ps2移动。
26.请参照图1及图2b，接着输送机构tm1将基座b设于加热器h2上。在工作站ps2中，连杆r1驱动加热器h1往下移动与基座b接触，以使基座b置于加热器h1、h2之间。加热器h1、h2将热传递至工件w，以使工件w预热，以完成预热步骤，其中整个预热步骤的摄氏温度范围落在450度至500度的范围内，但不以此为限。预热步骤完成后，连杆r1即驱动加热器h1移离基座b，而输送机构tm2将基座b由工作站ps2往工作站ps3移动。
27.请参照图1及图2c，接着输送机构tm2将基座b设于加热器h4上。在工作站ps3中，大体的作法是：伺服电动机sm1驱动连杆r2而带动加热器h3、压板p及第二定位结构fs2(上模仁)往下移动，以使第二定位结构fs2与工件w接触。加热器h3、h4将热传递至工件w，并且压板p通过第二定位结构fs2压合工件w的另一侧，以完成第一加热压合步骤，其中整个第一加热压合步骤的摄氏温度范围落在500度至600度的范围内。
28.在本实施例中，由于基座b暴露于外界，即其外侧不设有外套筒，也就是说，在图2c的加热压合过程中缺少了习知技术外套筒施与第二定位结构fs2的反作用力以控制第二定位结构的fs2的压造距离(或称下压距离)，若不控制压造距离容易造成良率下降及不必要的工时增加。于以下的段落中会先详述本实施例的多站式玻璃模压系统100的工作站ps3如何控制压造距离。
29.请参照图3，在进行第一加热压合制程的时段大致分为三个时段，例如分别称为第一时段t1、第二时段t2、第三时段t3，其中第一时段t1代表的意义是：第二定位结构fs2未接触工件w或稍微到接触工件w的时段，第二时段t2代表的意义是：第二定位结构fs2接触工件w后被加热器h3、h4进行加热的阶段，而第三时段t3代表的意义是：工件w成型的阶段。
30.首先，在第一时段t1中，控制器c会对电源供应器ps输出控制信号cs，以使电源供应器ps对伺服电动机sm1输出持续第一时间长度且具第一电流大小的电流，其中第一电流大小为固定值。此时，伺服电动机sm1接收此第一电流大小的电流后，驱动连杆r2带动加热器h3、压板p、第二定位结构fs2下压至工件w。并且，伺服电动机sm1中的编码器亦根据第一时间长度及第一电流大小的电流而得出压板p的第一高度资讯。
31.接着，在第二时段t2中，控制器c会对电源供应器ps输出控制信号cs，以使电源供应器ps对伺服电动机sm1输出持续第二时间长度且具第二电流大小的电流，其中第二电流大小为固定值。此时，伺服电动机sm1接收此第二电流大小的电流后，再驱动连杆r2带动加热器h3、压板p、第二定位结构fs2下压并加热工件w，而此时工件w本身因加热的关系处于融熔态，导致此时段的压造距离大幅地增加。并且，伺服电动机sm1中的编码器亦根据第二时间长度及第二电流大小的电流而得出压板p的第二高度资讯。
32.最后，在第三时段t3中，控制器c会对电源供应器ps输出控制信号cs，以使电源供应器ps对伺服电动机sm1输出持续第三时间长度且具第三电流大小的电流，其中第三电流大小为固定值。此时，伺服电动机sm1接收此第三电流大小的电流后，持续驱动连杆r2带动加热器h3、压板p、第二定位结构fs2下压并加热工件w，而此时工件w已成型，导致此时段的压造距离并不会大幅地增加。并且，伺服电动机sm1中的编码器亦根据第三时间长度及第三电流大小的电流而得出压板p的第三高度资讯。
33.据此，控制器c可根据伺服电动机sm1的编码器所取得的压板p的第一至第三高度资讯，以推估压板p的高度位置。值得一提的是，因第三时段t3是工件成型阶段，压造距离并不会有太大的变化，于其他的实施例中控制器c亦可以只根据第一、第二高度资讯以推估压板p的高度位置。接着，控制器c依据推估的压板p的高度位置，判断是否落在一高度预设范围。若压板p的高度位置落在此高度预设范围时，则代表工件w的加热压合步骤所引入的误差较小，而代表此第一加热压合制程是没有问题的，那么控制器c持续运作加工站ps3的步骤。若压板p的高度位置不落在此高度预设范围时，则代表工件w的加热压合步骤所引入的误差较大，而代表此步骤是有问题(例如是图3的工件9，明显压造距离较小)。此时，控制器c发出一警示信号以通知使用者以停止多站式玻璃模压系统100或直接停止多站式玻璃模压系统100。
34.承上述，在本实施例的多站式玻璃模压系统100中，由于基座b暴露于外界(即基座b外侧不设有外套筒)，在不使用外套筒的情况下，其能够即时地监控压造距离，并具有良好的制造良率。
35.请参照图1及图2d，接着输送机构tm3将基座b设于加热器h4上。在工作站ps4中，因制程与工作站ps3相同，于此不再赘述。
36.请参照图1及图2e，接着输送机构tm4将基座b设于加热器h6上。在工作站ps5中，连杆r3驱动加热器h5往下移动与基座b接触，以使基座b被加热器h5、h6夹持，其中整个冷却步骤的温度范围小于第一压合步骤的温度范围，且例如是落在摄氏590度至20度的范围内。是以，工件w比较不会因快速冷却而碎裂。完成冷却步骤后，最后输送机构tm5基座b由工作站ps5往工作站ps1移动。并在工作站ps1中将完成上述步骤的工件w(玻璃透镜)取出，以完成下料步骤(图未示)。
37.在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的部分内容，省略了相同技术内容的说明，关于相同的元件名称可以参考前述实施例的部分内容，下述实施例不再重复赘述。
38.请再一次参照图2c，于另一实施例中，亦可以采取变电流方式来得出压板p的第一至第三高度资讯。
39.详细来说，控制器c可执行第一至第三程序，其中第一程序可使伺服电动机sm1在第一时段t1内以第一速度v1移动第一距离d1，第二程序可使伺服电动机sm1在第二时段t2内以第二速度v2移动第二距离d2，第三程序可使伺服电动机sm1在第三时段t3内以第三速度v3移动第三距离d3。也就是说，在不同的时段t1～t3中，控制器c设定伺服电动机sm1以特定的速度移动特定距离。但是，在各时段t1～t3中，各时段t1～t3内的不同时刻的工件w的状态亦不相同，不相同的工件w状态会导致压板p受到来自工件w的阻力亦有所不同，但为了要满足以特定速度移动特定距离的条件，因此在任一时段内电源供应器ps施与伺服电动机sm1的电流值亦不相同(即变电流)。但伺服电动机sm1都可以依据变电流值及不同时段t1～t3的时间长度来决定压板p的第一至第三高度资讯，来判断压板p的高度位置。后续的步骤大致类似于前述的段落，于此不再赘述。
40.图4为制造图1的多站式玻璃模压系统的步骤流程图。
41.制造图1的多站式玻璃模压系统的制造方法大致有如图4中所述的以下几个步骤s100～s400，于以下分段叙述。
42.在步骤s100中：组装第一加工站ps2。
43.在步骤s200中，组装第二加工站ps3，第二加工站ps3包括一加热器h3、一压板p、一基座b、一伺服电动机sm1、一电源供应器ps以及一控制器c，压板p与加热器h3热耦接，基座b设有第一定位结构fs1，第一定位结构fs1可与模具m的第二定位结构fs2相对应，其中基座b暴露于外界，伺服电动机sm1与压板p耦接，电源供应器ps与伺服电动机sm1电性连接，控制器c与h3加热器及伺服电动机sm1电性连接。
44.在步骤s300中，组装第三加工站ps4。
45.在步骤s400中，组装第一输送机构与第二输送机构，其中第一输送机构tm1连接第一加工站ps2及第二加工站ps3，第二输送机构tm2连接第二加工站ps3及第三加工站ps4。
46.综上所述，相较于现有技术的多站式玻璃模压系统采用了外套筒的设计，使得玻璃镜片的制造成本无法有效地降低。在本发明实施例的多站式玻璃模压系统中，由于基座暴露于外界(即基座外侧不设有外套筒)，省略了外套筒，可使玻璃镜片的制造成本降低。并且，在不使用外套筒的情况下，当多站式玻璃模压系统利用压板在压合工件的过程中，控制
器可根据电源供应器的电流值与其电流施加时间长度，来判断压板高度。或者是，控制器可给定伺服电动机在不同时段下移动不同的速度与距离，并依据这些时段所使用的电流值与时间长度，来判断压板高度。控制器再根据压板高度来判断压造距离是否符合预设范围。若否，则控制器发出警示信号或停机，以提醒使用者对多站式玻璃模压系统进行障碍排除。因此，多站式玻璃模压系统可即时监控实际压造深度，并可降低后续品质管理成本，并具有良好的制造良率。另外，本发明的实施例另提供了一种用来制作上述多站式玻璃模压系统的制造方法。
47.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。