JP2010089970A - Molding method, molding apparatus and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成形技術ならびに制御プログラムに関する。 The present invention relates to a molding technique and a control program.
従来、光学的精度の機能面を有する金型により、ブランク材、即ち成形用素材を精密成形して光学素子を製作し、研磨等の工程を省略する成形方法が実用化されている。この方法は非球面を有する光学素子を容易に形成できるという特徴を持つため、光学素子の成形方法として、今後も引き続き重要な位置を占めるものと考えられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a molding method in which a blank material, that is, a molding material is precisely molded by using a mold having a functional surface of optical accuracy to produce an optical element, and a process such as polishing is omitted has been put into practical use. Since this method has a feature that an optical element having an aspheric surface can be easily formed, it is considered that this method will continue to occupy an important position as a method for molding an optical element.
このような成形技術としては、従来、特許文献1に開示された技術が知られている。
すなわち、温度制御可能な一対のステージを複数具備し、加圧成形可能な光学素子の製造装置において、前記複数のステージの少なくとも1つには、前記ステージに滞留する成形型と温度制御手段との間に、直接前記成形型に当接する均熱手段が設けられた構成が開示されている。
As such a molding technique, a technique disclosed in
In other words, in an optical element manufacturing apparatus that includes a plurality of temperature-controllable stages and that can be pressure-molded, at least one of the plurality of stages includes a mold that stays on the stage and a temperature control unit. There is disclosed a configuration in which a soaking means that directly contacts the mold is provided.
上述の従来技術は各ステージの均熱効果を狙い、歩留まりの向上を狙った素晴らしい発明であるが、次のような技術的課題がある。
従来例の成形装置では各ステージの上下に光学素子加熱用の棒状ヒータが用いられているが、それらを昇温させたときの温度分布は均一ではなく、一般に中心付近が高く端にいくほど下がっている。
The above-described prior art is a wonderful invention aimed at improving the yield by aiming at the soaking effect of each stage, but has the following technical problems.
In the conventional molding apparatus, rod heaters for heating the optical elements are used above and below each stage. However, the temperature distribution when the temperature is raised is not uniform, and generally the center is higher and lowers toward the end. ing.
そして温度が一番高くなる点は正確な中心とは限らず、製品のロットごとにずれている場合が多い。
実際、成形型が加熱ステージに搬入されると、上ステージが下降し、成形型の上型を押下する。上型には上ステージのヒータからの熱が伝達し、下型には下ステージのヒータから熱が伝達するため、成形型に封入された成形用素材には上下ヒータの温度分布が合成された熱が作用する。
The point at which the temperature becomes the highest is not always the exact center, but is often shifted for each product lot.
In fact, when the mold is carried into the heating stage, the upper stage is lowered and the upper mold of the mold is pressed. Heat from the upper stage heater is transferred to the upper mold and heat is transferred from the lower stage heater to the lower mold, so the temperature distribution of the upper and lower heaters is synthesized in the molding material enclosed in the mold. Heat acts.
上下ヒータの発熱する温度分布がそれぞれ山状で、上下ヒータの最高点がほぼ同じ位置にある場合、熱が合成されることによって、温度分布のバラツキを強め合ってしまい、2個の成形型を同時にステージに搬入して成形を行う場合、それぞれの成形型に封入された成形用素材の温度差が5度以上の大きな値になることがあった。 If the temperature distribution of the heat generated by the upper and lower heaters is mountain-shaped, and the highest points of the upper and lower heaters are at approximately the same position, the combined heat will intensify the variation in temperature distribution, resulting in two molds In the case where the molding is carried in at the same time, the temperature difference between the molding materials enclosed in the respective molding dies sometimes becomes a large value of 5 degrees or more.
そのため成形時間、温度、加圧量の条件出しに時間がかかり、生産効率が悪化する懸念があった。
また、上述の温度差がある場合、成形に供された2個の成形型の両方から同時に良品を得ることが難しくなるため、歩留まりが悪くなる懸念もある。
Therefore, it takes time to determine the molding time, temperature, and pressurization amount, and there is a concern that the production efficiency deteriorates.
Further, when there is the above-described temperature difference, it is difficult to obtain good products from both of the two molds provided for molding at the same time, so there is a concern that the yield may be deteriorated.
また、同じ成形装置内でもステージごとに温度分布のばらつきには差があり、さらに、個々の成形装置毎にも温度分布のばらつきがあるため、成形装置が多数(たとえば100台以上)設置された工場などでは個々の成形装置ごとの温度の設定に時間がかかり、成形する製品を変更する際の段取り替えに非常に大きな工数が必要となり、工場全体の稼働率を下げる一因になっていた。
本発明の目的は、成形装置における温度の設定管理の煩雑な作業を必要とすることなく、的確な温度管理を実現し、生産効率の向上、成形歩留まりの向上、さらには、工場全体の稼働率を向上させることが可能な技術を提供することにある。 The object of the present invention is to realize accurate temperature management without requiring complicated work of temperature setting management in the molding apparatus, improving production efficiency, improving molding yield, and operating rate of the whole factory. It is to provide a technology capable of improving the quality.
本発明の第1の観点は、第1および第2の温度制御ブロックの対向面に成形型を挟んで加熱工程および加圧工程および冷却工程の少なくとも一つを行う成形方法であって、
前記第1および第2の温度制御ブロックの各々の前記成形型に接する前記対向面の温度分布を計測するステップと、
前記対向面の前記温度分布に基づいて前記第1および第2の温度制御ブロックを、対向方向に交差する方向に相対的に変位させるステップと、
を含む成形方法を提供する。
A first aspect of the present invention is a molding method for performing at least one of a heating step, a pressurizing step, and a cooling step with a molding die sandwiched between opposing surfaces of the first and second temperature control blocks,
Measuring the temperature distribution of the facing surface in contact with the mold of each of the first and second temperature control blocks;
Relatively displacing the first and second temperature control blocks based on the temperature distribution of the facing surface in a direction intersecting the facing direction;
A molding method is provided.
本発明の第2の観点は、成形型を挟んで対向し、第1および第2の温度制御ブロックと、
前記第1および第2の温度制御ブロックの各々の前記成形型に接する対向面の温度分布を計測する温度計測手段と、
前記温度計測手段から得られる前記対向面の前記温度分布に基づいて前記第1および第2の温度制御ブロックを、対向方向に交差する方向に相対的に変位させる変位制御手段と、
を含む成形装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, the first and second temperature control blocks are opposed to each other with the mold interposed therebetween.
Temperature measuring means for measuring the temperature distribution of the opposing surface in contact with the mold of each of the first and second temperature control blocks;
Displacement control means for relatively displacing the first and second temperature control blocks in a direction intersecting the facing direction based on the temperature distribution of the facing surface obtained from the temperature measuring means;
A molding apparatus is provided.
本発明の第3の観点は、第1および第2の温度制御ブロックの対向面に成形型を挟んで加熱工程および加圧工程および冷却工程の少なくとも一つを行う成形工程の制御プログラムであって、
前記第1および第2の温度制御ブロックの各々の前記成形型に接する前記対向面の温度分布情報を入力するステップと、
前記温度分布情報に基づいて前記第1および第2の温度制御ブロックを、対向方向に交差する方向に相対的に変位させるステップと、
を情報処理装置に実行させる制御プログラムを提供する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a control program for a molding process for performing at least one of a heating process, a pressurizing process, and a cooling process with a molding die sandwiched between opposing surfaces of the first and second temperature control blocks. ,
Inputting temperature distribution information of the facing surface in contact with the mold of each of the first and second temperature control blocks;
Relatively displacing the first and second temperature control blocks based on the temperature distribution information in a direction crossing a facing direction;
Provides a control program for causing the information processing apparatus to execute the program.
本発明の第4の観点は、各々がヒータを具備した第1および第2の温度制御ブロックの対向面に成形型を挟んで成形を行う成形装置であって、
前記第1の温度制御ブロックと前記第2の温度制御ブロックの各々に対して、前記ヒータが逆向きに実装されている成形装置を提供する。
A fourth aspect of the present invention is a molding apparatus that performs molding by sandwiching a molding die between opposing surfaces of the first and second temperature control blocks each having a heater.
A molding apparatus is provided in which the heater is mounted in the opposite direction with respect to each of the first temperature control block and the second temperature control block.
本発明によれば、成形装置における温度の設定管理の煩雑な作業を必要とすることなく、的確な温度管理を実現し、生産効率の向上、成形歩留まりの向上、さらには、工場全体の稼働率を向上させることが可能な技術を提供することができる。 According to the present invention, accurate temperature management is realized without requiring complicated work of temperature setting management in the molding apparatus, production efficiency is improved, molding yield is improved, and the operating rate of the entire factory is achieved. It is possible to provide a technique capable of improving the above.
本実施の形態の第1の態様の光学素子の成形装置は、
上型、下型および胴型から構成される成形型と、
前記成形型に成形用素材を封入し、加熱および、加圧、冷却を行うことで、前記成形用素材から光学素子を成形する成形部と、成形型を搬送するための搬送部と、を備えた光学素子の成形装置において、
加熱および加圧、冷却工程の各上下プレートにそれぞれ複数個の温度センサを備え、下プレートおよびヒータが水平移動するような駆動機構を持つ構成としたものである。
The optical element molding apparatus according to the first aspect of the present embodiment is
A mold composed of an upper mold, a lower mold and a body mold;
The molding material is sealed in the molding die, and includes a molding unit that molds an optical element from the molding material by heating, pressurizing, and cooling, and a conveyance unit for conveying the molding die. In the optical element molding apparatus,
A plurality of temperature sensors are provided on each of the upper and lower plates in the heating, pressurizing, and cooling processes, and the lower plate and the heater have a drive mechanism that moves horizontally.
本実施の形態の第2態様は、
上型、下型および胴型から構成される成形型と、
前記成形型に成形用素材を封入し加熱および、加圧、冷却を行うことで、
前記成形用素材から光学素子を成形する成形部と、成形型を搬送するための搬送部と、を備えた光学素子の成形装置において、
加熱および加圧、冷却工程の各上下プレートに取り付けるヒータをそれぞれ逆向きに取り付けたものである。
The second aspect of the present embodiment is
A mold composed of an upper mold, a lower mold and a body mold;
By enclosing the molding material in the mold and heating, pressurizing and cooling,
In an optical element molding apparatus comprising: a molding unit that molds an optical element from the molding material; and a transport unit for transporting a molding die.
Heaters to be attached to the upper and lower plates in the heating, pressurizing and cooling steps are respectively attached in opposite directions.
上述の第1態様によれば、同じプレートに取り付けられた複数の温度センサの測定値を比較し、温度分布の最高点が型の中心になるように下プレートをずらすことによって、成形型の温度分布を補正することができる。 According to the first aspect described above, the temperature of the mold is compared by comparing the measured values of a plurality of temperature sensors attached to the same plate and shifting the lower plate so that the highest temperature distribution is at the center of the mold. The distribution can be corrected.
上述の第2態様によれば、上下のヒータそれぞれが持つ温度分布が中心を軸にした対称形状になるため、上軸が下降した後に成形型に当たり上下のヒータの熱が合成されたとき、成形型に対する加熱の温度分布のずれを補正することができる。 According to the second aspect described above, the temperature distribution of the upper and lower heaters has a symmetrical shape with the center as the axis. Therefore, when the heat of the upper and lower heaters is combined with the mold after the upper axis is lowered, the molding is performed. The deviation of the temperature distribution of heating with respect to the mold can be corrected.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態1]
(構成)
図1は、本発明の一実施の形態である成形方法を実施する成形装置の構成の一例を示す断面図であり、図2は、図1の線A−Aにおける断面図である。図3は、本発明の一実施の形態である成形装置の温度制御ブロックの構成の一例を示す斜視図である。図4は、本発明の一実施の形態である成形方法および成形装置ならびに制御プログラムの作用の一例を示す線図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Embodiment 1]
(Constitution)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a molding apparatus that performs a molding method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 3 is a perspective view showing an example of the configuration of the temperature control block of the molding apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an example of the operation of the molding method, the molding apparatus, and the control program according to the embodiment of the present invention.
本実施の形態では、成形装置の一例として、たとえば、レンズやプリズム等の光学素子の成形素材を加熱軟化させ、加圧成形することによって光学素子を製作する光学素子製造装置1に適用した場合について説明する。
In the present embodiment, as an example of a molding apparatus, for example, a case where the present invention is applied to an optical
図1に例示されるように、本実施の形態の光学素子製造装置1は、架台2a上に加熱炉として使用する成形室2が設置されている。
成形室2には、成形型11を搬入する入口と冷却後の成形型11を搬出する出口が設けられ、それぞれに入口シャッタ22と出口シャッタ23を設置している。成形室2の入口には、供給ステージ19を設置し、成形室2の出口には取り出しステージ21を設置している。
As illustrated in FIG. 1, in the optical
The molding chamber 2 is provided with an inlet for carrying in the
また、供給ステージ19には成形型11を2個まで成形室2内に並列に投入可能な搬入プッシャ20を設置し、成形用素材17を成形型11内に実装可能な供給装置28を設ける。
The
成形室2内には、供給ステージ19から取り出しステージ21に向かう方向に、第1の加熱ステージ3、第2の加熱ステージ4、加圧成形ステージ5、冷却ステージ6が直列に設けられている。
In the molding chamber 2, a first heating stage 3, a second heating stage 4, a pressure molding stage 5, and a cooling stage 6 are provided in series in a direction from the
これらの各ステージには、上下一対で温度制御可能なヒータ7を取り付けた温度制御ブロック27が設けられている。
下側の温度制御ブロック27(第1の温度制御ブロック)は、断熱板10と固定軸51を介して、成形室2の外にある1軸ロボット50(変位制御手段)に固定され、成形型11の搬送方向に直交する方向に変位可能になっている。
Each of these stages is provided with a
The lower temperature control block 27 (first temperature control block) is fixed to a uniaxial robot 50 (displacement control means) outside the molding chamber 2 via a
上側の温度制御ブロック27(第2の温度制御ブロック)は断熱板10を介して、上下可動自由なシャフト9に固定され、固定軸51に支持された下側の温度制御ブロック27との間で成形型11を押圧する機能を有する。
The upper temperature control block 27 (second temperature control block) is fixed to the vertically movable shaft 9 via the
また、温度制御ブロック27の上側または下側(本実施の形態では上側および下側)には、均熱のために超硬プレート8を取り付けている。
なお、以下の説明では、1軸ロボット50に固定された下側の温度制御ブロック27と超硬プレート8を下ステージと称し、上側のシャフト9に固定された温度制御ブロック27と超硬プレート8を上ステージと称し、上下一対を現すときステージと記す。
In addition, on the upper side or the lower side of the temperature control block 27 (the upper side and the lower side in the present embodiment), a
In the following description, the lower
超硬プレート8の表面には、ステージの配列方向(成形型11の搬送方向,第1の水平方向)に直交する方向(第1の水平方向に直交する第2の水平方向)に沿って、上下ステージでそれぞれ4個ずつ、4軸ともに熱電対54(温度計測手段)が埋め込まれており、温度測定部53に接続されることで超硬プレート8の表面温度を測定できるようになっている。温度測定部53は制御部52(変位制御手段)に接続され、制御部52は各軸の下側に設けられた1軸ロボット50に接続されている。
On the surface of the cemented
この1軸ロボット50は、制御部52からの指令によって、下ステージの温度制御ブロック27の全体を、複数のステージの配列方向(すなわち、成形型11の搬送方向,第1の水平方向)に直交する方向(第2の水平方向)に任意の距離だけ変位させる動作を行う。
In response to a command from the
制御部52は、たとえば、マイクロコンピュータやPLC等の情報処理装置からなり、制御プログラム100を実行することによって、1軸ロボット50の制御を行う。
また、特に図示しないが、成形室2の壁面内部には水路が設けられており、水路に接続されたホースをチラーに接続することで冷却水の循環を行うことができ、成形室2の内部の熱によって成形室2の外側表面が過熱することを防止している。
The
Although not shown in the drawing, a water channel is provided inside the wall surface of the molding chamber 2, and cooling water can be circulated by connecting a hose connected to the water channel to the chiller. This prevents the outer surface of the molding chamber 2 from overheating.
上下ステージの各々の温度制御ブロック27は、断熱性の断熱板10と、円柱形状で端面に給電ケーブル7aが接続された図示しない端子を有する複数の棒状のヒータ7と、このヒータ7の熱を成形型に伝える熱伝導率の良い超硬プレート8と、からなる。
Each of the upper and lower stage temperature control blocks 27 includes a heat insulating
この場合、温度制御ブロック27におけるヒータ7の超硬プレート8および断熱板10に対する組み付け構造は一例として図3のようになっている。
断熱板10には、超硬プレート8を挿入するための嵌合レール10aが構成され、一方の超硬プレート8には、上記嵌合レール10aに沿って超硬プレート8を断熱板10にスライドさせて嵌入させるためのフランジ部8aが構成されている。
In this case, the assembly structure of the
The
また、超硬プレート8及び断熱板10の対向面には、超硬プレート8を断熱板10に嵌入させた時に棒状のヒータ7と同形状の空間が形成される半円弧上の複数のヒータ溝8bおよびヒータ溝10bが、平行に等間隔でそれぞれの形成されている。
Further, a plurality of heater grooves on a semicircular arc in which a space having the same shape as the rod-shaped
そして、温度制御ブロック27は、断熱板10の半円弧状のヒータ溝10bに熱伝導率を高めるためのペースト(図示しない)を周囲に塗布した棒状のヒータ7をそれぞれ装着し、断熱板10の嵌合レール10aに沿って超硬プレート8のフランジ部8aを嵌め合わせて組み立てられている。なお、本実施の形態では、棒状のヒータ7は、第2の水平方向と平行な向きに配置されている。
(作用)
以下、本実施の形態1の光学素子製造装置の作用について、図面を参照しながら説明する。
Then, the
(Function)
Hereinafter, the operation of the optical element manufacturing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
供給ステージ19で、上型14、下型15、胴型16で構成された複数の成形型11の各々の内部に、上型14を取り外した状態で供給装置28により成形用素材17を挿入した後、上型14を装着する。すなわち、本実施の形態の場合、同一の成形型11を、図2に示すように、供給ステージ19上に、搬送方向(第1の水平方向)に交差する方向(第2の水平方向)に2個並べる。
In the
第1の加熱ステージ3、第2の加熱ステージ4、加圧成形ステージ5、冷却ステージ6の各ステージの上下のヒータ7をオンさせ、設定温度まで上昇させた後、搬入プッシャ20により成形室2内に同一の成形型11を2個同時に並列に投入し、同一の加熱手段の第1の加熱ステージ3で上ステージの温度制御ブロック27を下降させ、下ステージの温度制御ブロック27との間に挟み込むことにより2個同時に加熱する。
The upper and
この時、第1の加熱ステージ3の上ステージで4点、下ステージで4点の温度測定を行う熱電対54の温度を温度測定部53で測定し、その結果を制御部52に送信する。制御部52では、2個の成形型11の温度差が最小限になるように下ステージの温度制御ブロック27の水平方向(2個の成形型11の配列方向,第2の水平方向)の移動量を計算しておく。
At this time, the temperature of the
すなわち、図4に例示されるように、上ステージのヒータ7の上側ヒータ温度分布と、下ステージのヒータ7の下側ヒータ温度分布は通常ある程度の偏りを有する。たとえば、図4の例では、上ステージおよび下ステージの各々の温度分布Tu,Tdにおいて、ピーク位置が、給電ケーブル7aの接続端である左端と右側の先端部の間の中心位置からずれている。
That is, as illustrated in FIG. 4, the upper heater temperature distribution of the
このため、上ステージと下ステージを定位置で固定して対向させる場合、各ステージのシャフト9の中心に略対称に二つの成形型11を投入する場合、そのままでは、個々の成形型11の加熱状態に偏りが生じることが懸念される。 For this reason, when the upper stage and the lower stage are fixed in a fixed position and face each other, when the two molding dies 11 are introduced substantially symmetrically at the center of the shaft 9 of each stage, the individual molding dies 11 are heated as they are. There is a concern that the state may be biased.
そこで、本実施の形態では、制御部52の制御プログラム100は、この上側ヒータ温度分布と下側ヒータ温度分布の偏り等に起因する温度差を補正するように、一方の下ステージを成形型11の配列方向(第2の水平方向)に変位させて、温度制御ブロック27による二つの成形型11の加熱温度の温度差を最小に制御する。
Therefore, in the present embodiment, the
なお、本実施の形態の場合、熱電対54による温度測定が行われた成形型11の次に到来する成形型11に対して1軸ロボット50による下ステージの変位による温度差の制御結果が反映される。
In the case of the present embodiment, the control result of the temperature difference due to the displacement of the lower stage by the
従って、光学素子製造装置1の稼働の初期にはダミーの成形型11を投入してもよい。
設定した加圧時間が経過すると上ステージが上昇するので、制御部52は1軸ロボット50に指令を出し、先ほど計算していた移動量分だけ下ステージを移動させる。その後、成形室2内に設置された搬送部材(図示省略)により、成形型11は隣のステージに移動し、次段の第2の加熱ステージ4で再度加熱される。
Accordingly, a
Since the upper stage rises when the set pressurizing time has elapsed, the
その後、第2の加熱ステージ4、加圧成形ステージ5、冷却ステージ6でも同様に、各ステージに備えられた熱電対54の温度測定結果を基に下ステージの移動量の計算を行い、下ステージ(温度制御ブロック27)を移動させる。
Thereafter, in the second heating stage 4, the pressure forming stage 5, and the cooling stage 6 as well, the amount of movement of the lower stage is calculated based on the temperature measurement result of the
その後、加圧成形ステージ5で2個の成形用素材17を同時に加圧し、上型14及び下型15の成形用素材17に接する成形面の形状を転写させることにより所望の形状の光学
素子に成形する。
Thereafter, the two
加圧成形後、成形型11は冷却ステージ6に搬送され所望の冷却温度まで冷却し、成形室2の出口より搬出する。そして、取り出しステージ21で成形室2から搬出された成形型11から図示しない光学素子を取り出す。
After pressure molding, the
ここで、図5のフローチャートを参照して、本実施の形態の制御部52に実装された制御プログラム100の作用の一例について詳細に説明する。
制御プログラム100は、まず、下ステージの移動のタイミング(現在の成形型11の次のステージへの移動等)になると(ステップ101)、温度測定部53から、当該ステージにおける熱電対54から実測された温度分布データTu,Tdの入力を行う(ステップ102)。
Here, an example of the operation of the
First, the
そして、実測された温度分布データTuとTdの合成のピークがステージ中心となり、二つの成形型11の配置位置における温度差が最小になるように、下ステージの変位量を算出する(ステップ103)。
Then, the displacement amount of the lower stage is calculated so that the peak of the combination of the actually measured temperature distribution data Tu and Td becomes the center of the stage, and the temperature difference at the arrangement position of the two
そして、制御プログラム100は、1軸ロボット50に下ステージの移動を指定する(ステップ104)。
この動作を、光学素子製造装置1の停止まで反復する(ステップ105)。
Then, the
This operation is repeated until the optical
(効果)
本実施の形態の光学素子製造装置1によれば、温度測定治具を使用するのではなく、実際に成形するときの条件で各ステージの温度を熱電対54にて測定して温度分布の補正を行うので、温度分布の補正が正確である。また、実際の成形工程とは別の段取り作業ではなく、成形工程にて成形用素材17から光学素子を生産しながら、温度分布の補正が行えるので生産効率が極端に下がることがない。
(effect)
According to the optical
また、多数の光学素子製造装置1が設置された光学素子の製造工場では、個々の光学素子製造装置1における温度調整等の段取り作業が不要となり、大幅な設備稼働率や生産性の向上を実現できる。
In addition, in an optical element manufacturing factory in which a large number of optical
また、個々のステージにおける成形型11の加熱や冷却温度の補正によって成形型11を用いて成形用素材17から成形される光学素子の歩留りも向上する。
すなわち、光学素子製造装置1等の成形装置における温度の設定管理の煩雑な作業を必要とすることなく、成形工程の各ステージの的確な温度管理を実現し、生産効率の向上、成形歩留まりの向上、さらには、光学素子製造装置1が設置された工場全体の稼働率を向上させることが可能となる。
[実施の形態2]
(構成)
図6は本発明の他の実施の形態である成形装置の断面図である。図7は、図6における線B−Bの部分の断面図である。
Further, the yield of optical elements molded from the
That is, accurate temperature management of each stage of the molding process is realized without requiring complicated work of temperature setting management in the molding apparatus such as the optical
[Embodiment 2]
(Constitution)
FIG. 6 is a sectional view of a molding apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
この実施の形態2に例示される光学素子製造装置1Aでは、棒状のヒータ7は上ステージおよび下ステージの温度制御ブロック27で互いに逆向きに備え付けられている。すなわち、給電ケーブル7aの接続端が上ステージと下ステージとで反対になっている。
In the optical element manufacturing apparatus 1A exemplified in the second embodiment, the rod-shaped
すなわち、図7の断面図に例示されるように、下ステージの温度制御ブロック27では、ヒータ7は、二つの成形型11の配列方向において、給電ケーブル7aが左側から接続されるように配置され、反対に、上ステージの温度制御ブロック27では、ヒータ7は、
給電ケーブル7aが右側から接続される姿勢で配置されている。
That is, as illustrated in the cross-sectional view of FIG. 7, in the
The feeding
従って、このように、上ステージと下ステージとで、ヒータ7の向きを反対に設置することで、図8に例示した上ステージの温度分布Tuと下ステージの温度分布Tdは、二つの成形型11の配列中心(すなわち、シャフト9の中心軸)に関して左右対称な分布となる。
(作用)
以下、本実施の形態2の光学素子製造装置1Aの作用について、図面を参照しながら説明する。
Accordingly, the upper stage temperature distribution Tu and the lower stage temperature distribution Td illustrated in FIG. 8 are represented by two molding dies by arranging the
(Function)
Hereinafter, the operation of the optical element manufacturing apparatus 1A according to the second embodiment will be described with reference to the drawings.
供給ステージ19で、上型14、下型15、胴型16で構成された成形型11内に、供給装置28により成形用素材17を載置し、同一の成形型11を図7に示すように2個並べる。
In the
各ステージの上ステージおよび下ステージのヒータ7をオンさせ、設定温度まで上昇させた後、搬入プッシャ20により成形室2内に同一の成形型11を2個同時に投入し、共通の加熱手段である第1の加熱ステージ3で上ステージを下降させ、2個の成形型11を下ステージとの間に挟んで同時に加熱する。
After the
このとき、上ステージと下ステージとで上述のように、二つの成形型11の配列方向に関してヒータ7の設置方向が逆向きになっているので、温度分布Tu,Tdで最高点の位置が上ステージおよび下ステージの各々でずれることになり、それらを合成すると最高点が超硬プレート8(シャフト9)の中心付近になる。そのため、超硬プレート8の中心に関してほぼ対称位置に投入される2個の成形型11は近似した加熱状態(温度状態)となり、両者間での温度差が小さくなる。
At this time, as described above, the installation direction of the
設定した加圧時間が経過すると上ステージが上昇するので、成形室2内に設置された搬送部材(図示省略)により、成形型11は隣のステージに移動し、第2の加熱ステージ4で再度加熱される。 Since the upper stage rises after the set pressurizing time has elapsed, the molding die 11 is moved to the next stage by the conveying member (not shown) installed in the molding chamber 2 and again on the second heating stage 4. Heated.
もちろん、第2の加熱ステージ4、加圧成形ステージ5、冷却ステージ6でも同様に上下のヒータ7が逆向きに配置されているので、2個の成形型11の間で温度差が小さくなる。
Of course, since the upper and
その後、加圧成形ステージ5で2個の成形用素材17を同時に加圧し、加圧成形後、成形型11は冷却ステージ6に搬送され所望の冷却温度まで冷却し、成形室2の出口より搬出する。
Thereafter, two
成形室2から取り出しステージ21に搬出された成形型11から図示しない光学素子を取り出す。
(効果)
本実施の形態2では、既存の光学素子製造装置1Aでも、後から上下ステージの各々のヒータ7の向き等の構成を変えることができるので、成形型11の均等な加熱の対策として非常に簡易に低コストで導入しやすい。
An optical element (not shown) is taken out from the
(effect)
In the present second embodiment, even in the existing optical element manufacturing apparatus 1A, the configuration such as the orientation of the
また、光学素子製造装置1Aを制御するソフトウェアを変更する必要がないため、光学素子製造装置1Aのハードウェアを理解している技術者だけで作業ができる。
なお、実施の形態1の上ステージと下ステージとの相対的な移動制御と、実施の形態2のヒータ7の配置構成とを組み合わせてもよい。
Moreover, since it is not necessary to change the software for controlling the optical element manufacturing apparatus 1A, only an engineer who understands the hardware of the optical element manufacturing apparatus 1A can perform the work.
The relative movement control between the upper stage and the lower stage of the first embodiment and the arrangement configuration of the
以上説明したように、本発明の各実施の形態によれば、複数の成形型11を同時に成形室2に投入して成形する場合、成形型11に実装された成形用素材17の温度差が小さくなるため成形歩留まりが向上し、また、光学素子製造装置1Aにおける温度測定等の段取り替えに発生する工数が小さくなるため工場の設備稼働率を上げることができる。
As described above, according to each embodiment of the present invention, when a plurality of molding dies 11 are simultaneously put into the molding chamber 2 and molded, the temperature difference of the
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、上述の各実施の形態に例示した光学素子製造装置の構成は、一例であり、種々変更可能であることは言うまでもない。
[付記1]
上型、下型および胴型から構成される成形型と、
前記成形型に成形用素材を封入し加熱および、加圧、冷却を行うことで、前記成形用素材から光学素子を成形する成形部と、
成形型を搬送するための搬送部と、を備えた光学素子の成形装置において、
加熱および加圧、冷却工程の各上下プレートにそれぞれ複数個の温度センサを備え、下プレートおよびヒータが水平移動するような駆動機構を持つことを特徴とする光学素子の成形装置。
[付記2]
上型、下型および胴型から構成される成形型と、
前記成形型に成形用素材を封入し加熱および、加圧、冷却を行うことで、前記成形用素材から光学素子を成形する成形部と、
成形型を搬送するための搬送部と、を備えた光学素子の成形装置において、加熱および加圧、冷却工程の各上下プレートに取り付けるヒータをそれぞれ逆向きに取り付けるようにしたことを特徴とする光学素子の成形装置。
Needless to say, the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the configuration of the optical element manufacturing apparatus exemplified in each of the above-described embodiments is an example, and it goes without saying that various modifications can be made.
[Appendix 1]
A mold composed of an upper mold, a lower mold and a body mold;
A molding part that molds an optical element from the molding material by enclosing the molding material in the molding die and performing heating, pressurization, and cooling, and
In a molding device for an optical element provided with a transport unit for transporting a molding die,
An optical element molding apparatus comprising a plurality of temperature sensors on each of the upper and lower plates in the heating, pressurizing and cooling steps, and having a driving mechanism for horizontally moving the lower plate and the heater.
[Appendix 2]
A mold composed of an upper mold, a lower mold and a body mold;
A molding part that molds an optical element from the molding material by enclosing the molding material in the molding die and performing heating, pressurization, and cooling, and
An optical element molding apparatus comprising a transport unit for transporting a molding die, wherein heaters attached to upper and lower plates in heating, pressurizing, and cooling steps are mounted in opposite directions, respectively. Element molding equipment.
1 光学素子製造装置
1A 光学素子製造装置
2 成形室
2a 架台
3 第1の加熱ステージ
4 第2の加熱ステージ
5 加圧成形ステージ
6 冷却ステージ
7 ヒータ
7a 給電ケーブル
8 超硬プレート
8a フランジ部
8b ヒータ溝
9 シャフト
10 断熱板
10a 嵌合レール
10b ヒータ溝
11 成形型
14 上型
15 下型
16 胴型
17 成形用素材
19 供給ステージ
20 搬入プッシャ
21 取り出しステージ
22 入口シャッタ
23 出口シャッタ
27 温度制御ブロック
28 供給装置
50 1軸ロボット
51 固定軸
52 制御部
53 温度測定部
54 熱電対
100 制御プログラム
Td 下ステージの温度分布
Tu 上ステージの温度分布
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1および第2の温度制御ブロックの各々の前記成形型に接する前記対向面の温度分布を計測するステップと、
前記対向面の前記温度分布に基づいて前記第1および第2の温度制御ブロックを、対向方向に交差する方向に相対的に変位させるステップと、
を含むことを特徴とする成形方法。 A molding method for performing at least one of a heating step, a pressurizing step, and a cooling step with a molding die sandwiched between opposing surfaces of the first and second temperature control blocks,
Measuring the temperature distribution of the facing surface in contact with the mold of each of the first and second temperature control blocks;
Relatively displacing the first and second temperature control blocks based on the temperature distribution of the facing surface in a direction intersecting the facing direction;
A molding method comprising:
複数の前記成形型を前記第1および第2の温度制御ブロックの前記対向面の間に挟む場合、複数の前記成形型が均一に加熱されるように、複数の前記成形型の配列方向に前記第1および第2の温度制御ブロックを相対的に変位させることを特徴とする成形方法。 The molding method according to claim 1,
When the plurality of molds are sandwiched between the opposing surfaces of the first and second temperature control blocks, the molds are arranged in the arrangement direction of the plurality of molds so that the plurality of molds are uniformly heated. A molding method characterized in that the first and second temperature control blocks are relatively displaced.
複数の前記第1および第2の温度制御ブロックの組を、前記成形型の搬送方向に多段に配置し、各段の前記第1および第2の温度制御ブロックによって前記成形型を挟むことにより、当該成形型の前記加熱工程、前記加圧工程、前記冷却工程を順次行うことを特徴とする成形方法。 In the shaping | molding method of Claim 1 or Claim 2,
By arranging a plurality of sets of the first and second temperature control blocks in multiple stages in the conveying direction of the mold, and sandwiching the mold by the first and second temperature control blocks of each stage, A molding method comprising sequentially performing the heating step, the pressurizing step, and the cooling step of the molding die.
前記第1および第2の温度制御ブロックの各々の前記成形型に接する対向面の温度分布を計測する温度計測手段と、
前記温度計測手段から得られる前記対向面の前記温度分布に基づいて前記第1および第2の温度制御ブロックを、対向方向に交差する方向に相対的に変位させる変位制御手段と、
を含むことを特徴とする成形装置。 Opposite to each other with a molding die interposed therebetween, and first and second temperature control blocks;
Temperature measuring means for measuring the temperature distribution of the opposing surface in contact with the mold of each of the first and second temperature control blocks;
Displacement control means for relatively displacing the first and second temperature control blocks in a direction intersecting the facing direction based on the temperature distribution of the facing surface obtained from the temperature measuring means;
A molding apparatus comprising:
複数の前記成形型が前記第1および第2の温度制御ブロックの前記対向面の間に挟まれて加圧される前に、複数の前記成形型が均一に加熱されるように、複数の前記成形型の配列方向に前記第1および第2の温度制御ブロックを相対的に変位させることを特徴とする成形装置。 The molding apparatus according to claim 4, wherein
Before the plurality of molds are sandwiched between the opposed surfaces of the first and second temperature control blocks and pressed, the plurality of molds are heated uniformly. A molding apparatus characterized by relatively displacing the first and second temperature control blocks in an arrangement direction of a molding die.
複数の前記第1および第2の温度制御ブロックの組が、前記成形型の搬送方向に多段に配置され、各段の前記第1および第2の温度制御ブロックによって前記成形型を挟むことにより、当該成形型の加熱工程、加圧工程、冷却工程が順次行われることを特徴とする成形装置。 In the shaping | molding apparatus of Claim 4 or Claim 5,
A plurality of sets of the first and second temperature control blocks are arranged in multiple stages in the conveying direction of the mold, and the mold is sandwiched by the first and second temperature control blocks of each stage, A molding apparatus in which a heating process, a pressurizing process, and a cooling process of the mold are sequentially performed.
前記第1および第2の温度制御ブロックの各々の前記成形型に接する前記対向面の温度分布情報を入力するステップと、
前記温度分布情報に基づいて前記第1および第2の温度制御ブロックを、対向方向に交差する方向に相対的に変位させるステップと、
を情報処理装置に実行させることを特徴とする制御プログラム。 A control program for a molding process for performing at least one of a heating process, a pressurizing process, and a cooling process with a molding die sandwiched between opposing surfaces of the first and second temperature control blocks,
Inputting temperature distribution information of the facing surface in contact with the mold of each of the first and second temperature control blocks;
Relatively displacing the first and second temperature control blocks based on the temperature distribution information in a direction crossing a facing direction;
A control program for causing an information processing apparatus to execute.
各々がヒータを具備した第1および第2の温度制御ブロックの対向面に成形型を挟んで成形を行う成形装置であって、
前記第1の温度制御ブロックと前記第2の温度制御ブロックの各々に対して、前記ヒータが逆向きに実装されていることを特徴とする成形装置。 The molding apparatus according to claim 4, wherein
A molding apparatus that performs molding by sandwiching a molding die between opposing surfaces of first and second temperature control blocks each having a heater,
The molding apparatus, wherein the heater is mounted in an opposite direction with respect to each of the first temperature control block and the second temperature control block.
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