專利名稱：用于隱形眼鏡模具裝配的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及用于在裝配隱形眼鏡的生產(chǎn)中使用的模具的裝置和方法，更具體地涉及裝配在其中具有反應(yīng)混合物的模具以形成隱形眼鏡的裝置和方法。
背景技術(shù)：
已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的授予Larsen的美國(guó)專利No.4564348公開了一種注塑模具，其用于以連續(xù)或半連續(xù)的操作方法來(lái)制造多個(gè)柔性隱形眼鏡。在第一定量配給步驟中在具有多個(gè)模具單元的模具組件中填充聚合混合物，然后用如圖5所示的凸起模具部件或蓋板來(lái)覆蓋這些模具單元，而蓋板靠在正確對(duì)齊且無(wú)變形的下凹模具部件中。蓋板可自由浮動(dòng)，并使它們?cè)诒３钟谙掳寄＞咧械木酆匣旌衔锍厣献陨韺?duì)齊。
現(xiàn)已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的同樣授予Larsen的美國(guó)專利No.4640489公開了一種制造隱形眼鏡的模具，其中兩個(gè)模具部分中的一個(gè)比另一個(gè)更具柔性。另外，在該專利的說(shuō)明書的背景部分中討論了多種現(xiàn)有技術(shù)已知的模具結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的同樣授予Larsen的美國(guó)專利No.4495313公開了一種模具組件，其中單體混合物在聚合期間的收縮產(chǎn)生了負(fù)壓，這就將上模對(duì)齊和并將多余的單體抽入到型腔中。
在美國(guó)專利No.4640489所述的發(fā)明的商業(yè)應(yīng)用中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣做是有利的，即在裝配后在模具型腔的上方陽(yáng)模部分上加載一個(gè)固定重量來(lái)安放上方陽(yáng)模部分，并使模具型腔中的任何多余單體移動(dòng)到凸緣之間的空間內(nèi)，如該專利的

圖1所示，從而形成一個(gè)HEMA環(huán)，其優(yōu)選通過(guò)陽(yáng)模部分的電暈放電處理來(lái)粘附到模具型腔的上方陽(yáng)模部分中。
美國(guó)專利5658602公開了一種用于隱形眼鏡模具的填充和裝配的方法和裝置，該方法中的定量配給和模具部件的裝配均在真空環(huán)境下進(jìn)行。雖然使用真空可允許更快地裝配模具部分，然而使用真空會(huì)使裝置和工藝復(fù)雜化，并通常要進(jìn)行維護(hù)以使裝置和工藝如所期望地起作用。然而，在無(wú)真空的情況下裝配模具部件的嘗試導(dǎo)致了所生產(chǎn)出的隱形眼鏡的缺陷增多。主要缺陷在于夾雜在反應(yīng)混合物中的氣泡。
這樣就需要一種用于裝配隱形眼鏡模具的方法和裝置，其不需要真空環(huán)境，并且能提供無(wú)缺陷的隱形眼鏡。
發(fā)明概要本發(fā)明為裝配帶有反應(yīng)混合物的隱形眼鏡模具以形成隱形眼鏡的裝置和方法，其中在裝配步驟(和定量配給步驟)中不需要使用真空環(huán)境，但仍能保證空氣和/或其它氣體不會(huì)夾雜在帶有反應(yīng)混合物的模具型腔中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果該裝置和方法使得第一模具部件保持靜止同時(shí)第二模具部件運(yùn)動(dòng)到第一模具部件之上或其中，那么空氣或其它氣體就不會(huì)夾雜在帶有反應(yīng)混合物的模具型腔中。另外還確定了用于裝配模具部件的有利速度。這些速度在用于任何裝配裝置中時(shí)可減少隱形眼鏡中的缺陷形成。
本發(fā)明提供了一種用于裝配模具組件的方法和裝置，所述模具組件包括具有隱形眼鏡成形面的第一和第二模具部件，其中所述第一模具部件具有處于所述隱形眼鏡成形面上的反應(yīng)混合物，所述裝置包括運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)，在所述第二模具部件從其中所述第二模具部件不與所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物接觸的第一位置受控地運(yùn)動(dòng)到其中所述第二模具部件的所述隱形眼鏡成形面已經(jīng)被所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物基本上潤(rùn)濕的位置時(shí)，該運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)可防止所述第一模具部件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
已經(jīng)確定，在無(wú)運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)下裝配模具部件的期間，在第二模具部件通過(guò)反應(yīng)混合物的毛細(xì)作用而與第一模具部件內(nèi)的反應(yīng)混合物接觸時(shí)，第二模具部件會(huì)不可控制地抬起第一模具部件并使之朝向第二模具部件運(yùn)動(dòng)，這導(dǎo)致了模具部件的不可控制的裝配和空氣夾雜到反應(yīng)混合物中。
附圖簡(jiǎn)介本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)結(jié)合附圖并參考優(yōu)選實(shí)施例的下述詳細(xì)介紹，可以更容易理解本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中相同的部件由相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示。
圖1(a)-1(e)是本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例的示意性和說(shuō)明性的流程圖。
圖1(f)是本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例的方框式流程圖。
圖2是裝配好的模具的剖視圖，顯示了在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中使用的承架的局部剖視圖。
圖3是填充工位的示意性側(cè)視圖，該填充工位用于將預(yù)定量的反應(yīng)混合物沉積到各個(gè)第一模具部件中。
圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的裝配裝置的外部的示意性頂部透視圖。
圖5是圖4所示裝配模塊的沿圖4中線5-5的局部剖視圖。
圖6是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的裝配步驟的示意性時(shí)線圖示。
圖7(d)-7(e)是本發(fā)明方法的另一實(shí)施例的示意性和說(shuō)明性的流程圖。
圖7(f)是本發(fā)明方法的另一實(shí)施例的方框式流程圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)介紹上述美國(guó)專利5658602介紹了用于定量配給和裝配模具部件的裝置和方法，其通過(guò)引用完全地結(jié)合于本文中。
本發(fā)明可用于由反應(yīng)混合物來(lái)形成隱形眼鏡的工藝。隱形眼鏡優(yōu)選在具有第一和第二模具部件的模具組件中形成，其在現(xiàn)有技術(shù)中已得到公開，但現(xiàn)在將結(jié)合圖2進(jìn)行介紹。在圖2所示的一個(gè)代表性實(shí)施例中，模具組件35包括第一模具部件37和第二模具部件36，它們均優(yōu)選由對(duì)可透過(guò)可見光和紫外光的聚苯乙烯形成。然而，在本發(fā)明中也可使用其它材料，例如其它塑料材料、金屬、玻璃和石英，在現(xiàn)有技術(shù)中已公開了多種這些材料。第一模具部件37包括中央彎曲部分，其形成了下凹表面31、圓形周邊31c以及與所述邊形成一體的大致共面的凸緣31a，該凸緣31a在一側(cè)延伸出而形成了突出部31d。第二模具部件36包括凸起表面33、凸緣33a和突出部33d。在裝配好之后，模具組件形成了型腔32，反應(yīng)混合物34即在其中形成隱形眼鏡。通常來(lái)說(shuō)，多余的反應(yīng)混合物34a會(huì)溢出型腔32并聚集在凸緣31a上。下凹表面31和凸起表面33的至少一部分為隱形眼鏡成形面，即它們是具有將在模具組件35中形成的隱形眼鏡的前表面和后表面的尺寸的表面。如圖所示，整個(gè)下凹表面31均為隱形眼鏡成形面；然而，對(duì)于另一種不同的第一模具部件和/或模具組件來(lái)說(shuō)情況就可能不是這樣。在該優(yōu)選實(shí)施例中，第一模具部件可稱為前曲模具或類似的用語(yǔ)，例如前曲件、前曲半模、FC等，而第二模具部件36可稱為后曲模具或類似的用語(yǔ)，例如后曲件、后曲半模、BC等。后曲半模形成了隱形眼鏡的后表面，即在佩戴時(shí)與眼睛接觸的表面，而前曲半模形成了相對(duì)的表面。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，模具部件具有大致相同的厚度且優(yōu)選重量均小于1克，這在圖2中未示出。同樣在該優(yōu)選實(shí)施例中，模具部件是用后即棄的。然而，本發(fā)明可用于降低因使用模具部件而形成于隱形眼鏡表面中的缺陷的數(shù)量，該模具部件具有各種設(shè)計(jì)或包括各種可重復(fù)使用或用后即棄的材料，或者該模具部件不同于上述模具部件。在題為“模具、模制系統(tǒng)和用于制造眼科裝置的模制機(jī)器(Mold，Molding System and Molding Machine for Making OphthalmicDevices)”的美國(guó)專利No.09/305889(VTN-424)中公開并介紹了優(yōu)選的模具部件，該專利通過(guò)引用結(jié)合于本文中。
如圖2中的局部剖視圖所示，模具組件35和裝配前的模具部件最好由承架或托架30來(lái)支承(在圖5和6中也顯示了優(yōu)選的承架30)。承架30最好具有多個(gè)孔27，其由穿過(guò)承架30的總厚度的形成一定角度的側(cè)面28形成，還具有位于孔27周圍的支撐架29。如圖2所示，支撐架29具有一定的形狀，其最好與用于容納凸緣31a的模具部件37的輪廓類似，能夠在一個(gè)方向上容納突出部31d并因此容納第一模具部件37。還設(shè)置了穿過(guò)托架的附加孔43，其用于對(duì)齊或檢測(cè)，在托架中可設(shè)置淺槽44，以便為來(lái)自注射模制件的注射模制澆口的殘余材料提供空間，如果需要的話。承架30還可包括用于追蹤目的的條形碼或存儲(chǔ)器芯片(未示出)。
承架可帶有一個(gè)或多個(gè)模具部件和/或模具組件。承架還可為任意的設(shè)計(jì)，不必為平托架?；蛘?，本發(fā)明可以構(gòu)思出模具部件和模具組件是自支撐的，并可從一個(gè)步驟傳送到另一步驟中，不必安裝在承架上。例如，第一模具部件可形成有支腳，或者為類似于隱形眼鏡包裝的結(jié)構(gòu)。在該優(yōu)選實(shí)施例中，在模具裝配前，各承架只帶有一種類型的模具部件。這里，在裝配前，帶有前曲件的承架或托架標(biāo)為30b，帶有后曲件的托架標(biāo)為30a。如果提到“托架30b”，就是指帶有前曲件的托架，如果提到“托架30a”，就是指帶有后曲件的托架。
反應(yīng)混合物優(yōu)選包括單體混合物，其在聚合時(shí)形成了水凝膠或硅凝膠?；蛘?，反應(yīng)混合物可以是在沉積到模具中之前已部分地聚合并之后在模具中交聯(lián)以形成隱形眼鏡的反應(yīng)混合物。采用本發(fā)明形成的隱形眼鏡最好是柔性隱形眼鏡；然而，本發(fā)明也可用于形成硬的隱形眼鏡。在美國(guó)專利No.4495313、No.4680336、No.5039459、No.5776999、No.5789461、No.5760100、No.5965631、No.5849811、No.6087415、No.5998498、No.4889664和No.5710302以及專利WO9421698、EP406161、JP2000016905和WO96/24074中公開了可用于本發(fā)明中的反應(yīng)混合物的例子。這些專利和在本申請(qǐng)中公開的所有其它專利均通過(guò)引用整體地結(jié)合于本文中。另外，反應(yīng)混合物優(yōu)選在沉積到模具部件中之前被脫氣，這如現(xiàn)有技術(shù)所公開的一樣。
在其中具有反應(yīng)混合物的模具裝配之后，可對(duì)模具組件進(jìn)行進(jìn)一步處理，以使反應(yīng)混合物固化、聚合、交聯(lián)、水合、凈化和/或以其它方式變化，從而形成隱形眼鏡。對(duì)于聚合水凝膠來(lái)說(shuō)，模具組件優(yōu)選在預(yù)固化步驟中夾緊在一起，在該步驟中聚合混合物暴露在光化性光和熱量下。在預(yù)固化步驟完成后，聚合混合物形成了部分聚合的凝膠，然后使模具組件在固化步驟中經(jīng)受到額外的光和熱。在現(xiàn)有技術(shù)如美國(guó)專利No.5597519和No.5753150中已經(jīng)公開了預(yù)固化和固化，這些專利通過(guò)引用結(jié)合于本文中。在包括上述專利的現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了用于隱形眼鏡的完全成形的附加或替代步驟，或者這些步驟已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知。
圖1(f)是本發(fā)明方法的框圖，圖1(a)-(e)是本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例的示意性圖示。如圖1(a)所示，承架或托架30被傳送到帶有第一模具部件37和第二模具部件36的沉積和/或裝配工位。托架可通過(guò)交替的順序來(lái)到達(dá)，其中帶有后曲件的托架在該順序中先行，之后立刻是帶有前曲件的托架，或者在該優(yōu)選實(shí)施例中設(shè)有相鄰的通道或軌道，其中一個(gè)通道用于具有后曲件的托架，另一通道用于具有前曲件的托架。這些通道結(jié)合圖4來(lái)顯示和介紹。通道最好包括光滑的金屬表面，托架在該表面上被推動(dòng)或拉動(dòng)以將托架從一個(gè)工位或裝置傳送到下一工位或裝置中。在該優(yōu)選實(shí)施例中，模具部件被注射模制并傳送到?jīng)_壓、沉積和裝配工位中，并在環(huán)境大氣下在70秒之內(nèi)完全裝配好，如1998年12月28日提交的題為“在環(huán)境大氣下制造隱形眼鏡的工藝(Process Of Manufacturing Contact Lenses InAmbient Environment)”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/222266所述，該申請(qǐng)現(xiàn)為美國(guó)專利No.6241918(VTN-421)，其通過(guò)引用結(jié)合于本文中。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，用于裝配模具部件的方法中的第一工位是如圖1(a)示意性示出的可選擇的沖壓工位，其在已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的于1994年6月10日提交的題為“用于在模具表面上施加表面活性劑的方法和裝置(Method and Apparatus For Applying a Surfactantto Mold Surfaces)”的美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/258263和美國(guó)專利5658602中有詳細(xì)的介紹，這兩項(xiàng)專利均通過(guò)引用結(jié)合于本文中。如圖1(a)所示，第一模具部件37的凸緣31a被沖模21沖壓，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)表面活性劑的薄膜對(duì)除去從型腔32中溢出的多余反應(yīng)混合物是有利的。多余的反應(yīng)混合物34a將結(jié)合圖3來(lái)進(jìn)行介紹。在模具裝配時(shí)，如圖1(e)所示，多余反應(yīng)混合物移動(dòng)到凸緣31a和33a之間的環(huán)形圈中。多余反應(yīng)混合物34可與形成隱形眼鏡的反應(yīng)混合物同時(shí)固化或交聯(lián)，或者在如圖1(e)所示的裝配步驟之后和任何額外的處理步驟之前除去。
如現(xiàn)有技術(shù)所公開的那樣，通過(guò)在使用脫模用表面活性劑時(shí)對(duì)前曲模具的凸緣31a進(jìn)行沖壓，多余反應(yīng)混合物34就可優(yōu)選地粘附在后曲半模的凸緣33a上，并在固化后在將后曲半模從模具中拆出時(shí)將多余反應(yīng)混合物34從生產(chǎn)線中除去。在該優(yōu)選實(shí)施例中，脫模用表面活性劑為以商標(biāo)“Tween80”售出的聚環(huán)氧乙烷山梨糖醇酐單油酸酯。
沖壓頭部分50包括安裝在其中的多個(gè)沖模21，各沖模通過(guò)安裝在沖壓頭部分50上的活塞22而協(xié)調(diào)地以垂直往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)，其中沖模21的數(shù)量與模具托架30所攜帶的前曲件37的數(shù)量相關(guān)。
同樣，使用脫模用表面活性劑來(lái)沖壓凸緣的步驟是可選擇的步驟。通過(guò)在任何開模步驟前采用凸緣清洗步驟來(lái)替代就可取消這一步驟，在脫模步驟中至少一個(gè)模具部件移開，從而暴露出形成于模具組件中的隱形眼鏡?；蛘?，凸緣可形成為使其能容納溢出的反應(yīng)混合物，或者可通過(guò)設(shè)于凸緣內(nèi)的排放結(jié)構(gòu)來(lái)將溢出的反應(yīng)混合物從凸緣中排出，或者可用另一方式如電暈放電處理來(lái)對(duì)凸緣進(jìn)行處理，以便提供溢出反應(yīng)混合物與一個(gè)模具部件的優(yōu)先粘附。
在沖壓了前曲件之后，將托架30b傳送到如圖1(b)所示的沉積工位中，或者托架30a和30b均移動(dòng)到沉積工位中或從該工位中通過(guò)。在該優(yōu)選實(shí)施例中，反應(yīng)混合物僅沉積在前曲件中，因此托架30b位于沉積裝置60之下，而托架30a處于相鄰?fù)ǖ乐?。通過(guò)精密的定量配給噴嘴142來(lái)將預(yù)定量的反應(yīng)混合物34(可聚水凝膠)沉積到前曲半模中，噴嘴142為定量配給或填充工位60的一部分。如圖3所示，在該優(yōu)選實(shí)施例中，定量配給裝置60包括八個(gè)噴嘴(在側(cè)視圖中只顯示了四個(gè)，另外四個(gè)處于這四個(gè)的后面)。定量配給裝置包括兩條輸送線91。反應(yīng)混合物經(jīng)泵(未示出)泵送到各輸送線91中。輸送線經(jīng)接頭93(在圖3中部分地由虛線示出)連接到歧管94上，在歧管94中鉆出了多個(gè)孔道95(在圖3中部分地由虛線示出)。各歧管94中的孔道95使得各輸送線分成四個(gè)相同的孔道(只顯示出了兩個(gè)，另外兩個(gè)處于這兩個(gè)的后面)，這些孔道經(jīng)另外一組四個(gè)接頭93(只顯示出了兩個(gè)，另外兩個(gè)處于這兩個(gè)的后面)連接到作為定量配給噴嘴142的四條管96上。這些管螺紋式穿過(guò)并連接在支撐板97上，其最好為金屬支撐板。歧管由一種塑料材料Delrin加工出，并經(jīng)螺栓99連接到支撐板97上，支撐板97通過(guò)機(jī)械構(gòu)件如螺栓或螺釘連接到最好由金屬制成的支柱98上，支柱98可通過(guò)伺服電動(dòng)機(jī)(未示出)使沉積裝置上下運(yùn)動(dòng)；然而也可使用氣動(dòng)裝置、傳統(tǒng)的螺線管或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。在操作中將定量配給裝置60降低到帶有前曲半模的托架的正上方，并促動(dòng)泵以將反應(yīng)混合物注入到前曲半模中。反應(yīng)混合物可在真空下供應(yīng)到各前曲半模中，以避免在反應(yīng)混合物和前曲半模37之間夾雜任何氣體；然而這在目前來(lái)說(shuō)不是優(yōu)選的方式。
各噴嘴142包括聚四氟乙烯的定量配給尖頭，其外徑約為0.070英寸，內(nèi)徑約為0.040英寸。各尖頭沿著約45度的角被切割，在定量配給時(shí)位于前曲件37的水平切線的0.5毫米的范圍內(nèi)。
在定量配給反應(yīng)混合物或單體混合物時(shí)，其在尖頭周圍向上聚集成池，如圖1(a)所示，使得覆蓋了尖頭角。當(dāng)歧管組件51向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，反應(yīng)混合物池對(duì)噴嘴尖頭產(chǎn)生毛細(xì)作用，并從尖頭表面抽走任何多余的反應(yīng)混合物，以避免在尖頭上形成微滴。這種毛細(xì)作用提高了定量配給的精度，其阻止了反應(yīng)混合物的可能微滴，并避免了會(huì)導(dǎo)致氣泡形成的反應(yīng)混合物的任何攪動(dòng)。
如果在尖頭上形成了反應(yīng)混合物的微滴，那么所通過(guò)的托架或定量配給裝置就可能會(huì)受到意外微滴的污染。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使在沉積到模具型腔中或反應(yīng)混合物池上時(shí)，單體的各個(gè)微滴也會(huì)產(chǎn)生氣泡的“起源”部位。通過(guò)反應(yīng)混合物池對(duì)尖頭的毛細(xì)作用，這種可能性基本上被消除。
在本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)施例中，在前曲半模中沉積約60到90微升的反應(yīng)混合物，以保證模具型腔被過(guò)量地供給，從而避免模制不充分的可能性。多余反應(yīng)混合物最好在前曲和后曲半模的裝配的最終步驟中從模具型腔中溢出，這一點(diǎn)將在下文中介紹。
下面將參考圖1(c)-1(e)以及圖4，5和6來(lái)介紹該裝配裝置的操作方法。在圖1(c-f)中顯示了下述步驟，即拾取后曲半模，使前曲半模保持固定，將前曲半模和后曲半模裝配在一起以形成模具組件，這些步驟由如圖5和6所示的裝配裝置來(lái)執(zhí)行。在這些步驟中，噴嘴71向下運(yùn)動(dòng)到后曲半模的正上方的位置，在此處抽出真空以將后曲半模提起到噴嘴上，如圖1(c)所示。帶有后曲半模的噴嘴運(yùn)動(dòng)到前曲半模上方的位置處，或者前曲半模運(yùn)動(dòng)到后曲半模下方的位置處，然后將后曲半模置于前曲半模上，同時(shí)采用運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)來(lái)使前曲半模保持固定。該裝配裝置和方法最好還能夠?qū)⒑笄肽Ｍ迫氲角扒肽Ｖ?。?dāng)裝配完成時(shí)，模具組件最好如圖2所示，并且邊緣31c與第二模具部件36的凸起表面33相接觸；然而，在另一實(shí)施例中，模具裝配步驟可在模具部分之間不發(fā)生接觸的情況下完成，例如如圖1(e)所示，隱形眼鏡的邊緣可由其它步驟來(lái)形成。例如，可在后續(xù)固化步驟中使用環(huán)形屏蔽件來(lái)形成隱形眼鏡的邊緣，以便防止反應(yīng)混合物在模具中的將形成隱形眼鏡邊緣的區(qū)域內(nèi)固化。
圖4和5顯示了裝配工位或裝置70，其包括噴嘴71，最好是16個(gè)噴嘴。噴嘴包括彈性偏壓的管件，其由彈簧161和桿件或管件72構(gòu)成。管件72被朝向托架偏壓。管件通過(guò)軸承74，75和擋圈76安裝在模板24中的開口73內(nèi)，擋圈76安裝在管件內(nèi)的槽(未示出)中。管件71具有腔71a，其經(jīng)由穿過(guò)管件72的孔78、由在軸承和管件中機(jī)加工出的槽所形成的通道81以及模板24中的孔82而與真空源(未示出)連通。真空模板169安裝在模板24中，模板24安裝在主支撐模板155上。主支撐模板安裝在立柱25上。這些部件通過(guò)螺栓和螺釘156而相互間固定住，在圖中只顯示了一些螺栓和螺釘156。
如圖所示，裝配裝置70還包括固定平臺(tái)191，其具有供托架在上面運(yùn)動(dòng)的表面165。平臺(tái)191具有真空孔166，其與連接在真空管線168上的真空室167連通，而真空管線168與真空源(未示出)相通。
帶有第一模具部件和第二模具部件的兩對(duì)托架通過(guò)步進(jìn)梁或其它推動(dòng)器(未示出)基本上同時(shí)地進(jìn)入到裝配裝置70中，步進(jìn)梁將后曲托架30a與懸于托架30a上方的噴嘴71對(duì)準(zhǔn)。圖4和5只顯示了一對(duì)托架30a，30b，其只在各托架中的最右邊孔27帶有兩個(gè)半模。在操作中可以使用四個(gè)托架，其帶有可基本上同時(shí)推入到裝配裝置70中的總共16個(gè)后曲半模和16個(gè)前曲半模。該裝置在表面165上提供了三條用于托架的通道。第一通道151最好用于前曲托架30b，第二通道152最好用于后曲托架30a，而第三通道53最好用于將空的后曲托架30a送回到半模裝載工位(未示出)。在該優(yōu)選實(shí)施例中，所有三條通道相互間相鄰，并最好非常接近于托架的精確寬度。
在四個(gè)托架進(jìn)入到裝配工位70中之后，第一和第二通道151，152中的兩個(gè)托架以及兩組八個(gè)真空夾緊噴嘴71通過(guò)立柱25的運(yùn)動(dòng)而向下運(yùn)動(dòng)，從而從第二通道152中的位于噴嘴71下方的托架中取出后曲半模。立柱25由伺服電動(dòng)機(jī)最好是滾珠絲杠伺服機(jī)構(gòu)(未示出)上下驅(qū)動(dòng)；然而也可采用氣壓缸等。通過(guò)在管件72內(nèi)的腔71a中抽出的真空來(lái)將后曲半模提起，這就將后曲半模固定在噴嘴71的尖頭58上。根據(jù)下述介紹，僅在噴嘴處于后曲件上方的最低點(diǎn)處時(shí)拾取后曲件之前才接通噴嘴71內(nèi)的真空，該真空保持到模具裝配完成或即將完成時(shí)為止。
在拾取后曲件之后，伺服電動(dòng)機(jī)使立柱25向上運(yùn)動(dòng)，這使得噴嘴71向上運(yùn)動(dòng)。然后，在圖4中以箭頭133示出的最好是帶有執(zhí)行臂的氣缸的推動(dòng)器同時(shí)將帶有前曲件的兩個(gè)托架30b從第一通道151推動(dòng)到其中放置了兩個(gè)空的后曲托架30a的第二通道52中，這就將空的后曲托架30a推動(dòng)到第三通道153中，以便將空的托架送回到模具部件裝載工位中。一旦推動(dòng)器133完成其運(yùn)動(dòng)循環(huán)，包括有其中具有反應(yīng)混合物的前曲半模的前曲托架就處于夾持了后曲半模的噴嘴之下，并位于第二通道152中的真空孔166之上。
在將托架30b(并非圖4所示那個(gè))置于噴嘴71下方之后，噴嘴71就通過(guò)使立柱25運(yùn)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)開始朝向前曲件下降。噴嘴71停止于前曲模具中的反應(yīng)混合物表面的正上方。在此時(shí)，在真空孔166中抽出真空。優(yōu)選的真空壓力小于0.8絕對(duì)大氣壓力。可在托架和前曲件上設(shè)置真空密封件；然而，由于所有部件均為光滑的，因此應(yīng)當(dāng)對(duì)前曲模具施加足夠的真空，以便使它們固定在托架上。一旦形成真空，噴嘴71就通過(guò)使立柱25運(yùn)動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)而緩慢地下降以形成接觸，然后將后曲件推入到反應(yīng)單體中，直到后曲件的大部分隱形眼鏡成形面被濕潤(rùn)，優(yōu)選為基本上濕潤(rùn)，最好是被反應(yīng)單體完全地濕潤(rùn)。在此時(shí)可提高噴嘴的裝配速度，直到后曲半模完全地安放在前曲半模上，如圖1(e)或2中的模具組件所示。在后曲半模的隱形眼鏡成形面已經(jīng)濕潤(rùn)之后，可以切斷將前曲件固定不動(dòng)的真空。另外，伺服電動(dòng)機(jī)最好過(guò)度驅(qū)動(dòng)到完全安放好的位置，使得噴嘴71上的彈簧161被壓縮，這就提供了溢流反應(yīng)單體34a的移動(dòng)、模具部件的正確對(duì)齊，以及形成于模具組件中的隱形眼鏡邊緣的正確形成。
在模具組件進(jìn)行成形后，步進(jìn)梁或其它推動(dòng)器將帶有模具組件35的托架30b推到裝配裝置70之外并進(jìn)入到下一工位中，以便進(jìn)一步加工模具組件35內(nèi)的反應(yīng)混合物34。
在圖6所示的圖表中還介紹了根據(jù)本發(fā)明的此公開實(shí)施例的半模的裝配，其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的噴嘴71的位置作為時(shí)間的函數(shù)而繪出。
圖6是裝配裝置70中的噴嘴71的位置與時(shí)間的曲線圖。如圖6所示，在起始點(diǎn)A處，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的噴嘴71處于其最高位置或原位。在點(diǎn)A處，噴嘴懸于后曲件之上，并開始下降以拾取后曲件，并且在約0.5秒內(nèi)到達(dá)且吸住后曲件，此為點(diǎn)A到B到C。然后噴嘴71在約0.25秒內(nèi)向上往復(fù)運(yùn)動(dòng)到托架30上方約20毫米處的其上方位置，即到點(diǎn)D。然后，(空的后曲件托架30a被從噴嘴的下方推出，并且)前曲件托架30b在圖6中的點(diǎn)D到E中位于噴嘴71的下方，在這一時(shí)間內(nèi)噴嘴71不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。在前曲件托架30b處于噴嘴下方的情況下，噴嘴開始下降到前曲半模中的反應(yīng)單體上方約1毫米處，即點(diǎn)F。接著在前曲件上形成真空，同時(shí)噴嘴71花費(fèi)5秒以上的時(shí)間運(yùn)動(dòng)約1到1.5毫米，以便使后曲件的大部分隱形眼鏡成形面被前曲件中的反應(yīng)單體濕潤(rùn)，優(yōu)選為基本上濕潤(rùn)，最好是完全濕潤(rùn)。這一運(yùn)動(dòng)顯示在點(diǎn)F和G之間。在點(diǎn)G處，在該優(yōu)選實(shí)施例中，切斷將前曲件夾持住的真空，噴嘴快速運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)H，在該點(diǎn)處噴嘴被過(guò)度驅(qū)動(dòng)以在壓力下將模具組件夾緊在一起。在點(diǎn)H處切斷噴嘴71內(nèi)的真空。該噴嘴位置保持一段較短時(shí)間，在這段時(shí)間中噴嘴對(duì)模具部件施加向下的力(點(diǎn)H到I)，將多余的反應(yīng)單體推出到模具組件之外，從而形成隱形眼鏡的邊緣并形成如圖2所示的模具組件。在點(diǎn)I處噴嘴抬起，噴嘴停止在點(diǎn)J處，以便從噴嘴中噴出一些空氣以保證后曲件不會(huì)粘附在噴嘴上。然后噴嘴被抬起到其上方位置。前曲件托架離開該裝配裝置，新的托架通過(guò)步進(jìn)梁的作用而被前送，這一過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。當(dāng)后曲件被反應(yīng)單體濕潤(rùn)時(shí)(點(diǎn)F和G之間)后曲件進(jìn)入到反應(yīng)單體中的運(yùn)動(dòng)速度大致上小于、最好稍小于模具部件上的反應(yīng)單體的濕潤(rùn)速度，以避免反應(yīng)單體被模具部件推動(dòng)。
優(yōu)選實(shí)施例如圖6所示；然而，為了減少隱形眼鏡中所形成的缺陷，如圖6所述，噴嘴從點(diǎn)F到G所花費(fèi)的時(shí)間應(yīng)當(dāng)大于3.0秒，優(yōu)選為3.5到10秒，最好為4到6秒。在模具裝配期間，后曲件到前曲件中的反應(yīng)單體中的優(yōu)選運(yùn)動(dòng)速度，即從點(diǎn)F到G的運(yùn)動(dòng)速度小于0.35毫米/秒，更理想為0.1毫米/秒到0.3毫米/秒，最好為0.2到0.3毫米/秒。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，后曲件的真空拾取和前曲件的真空夾緊可通過(guò)替代性的機(jī)械裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如用于夾緊或拾取的機(jī)械手。其它的夾緊可通過(guò)使用模具部件上方的重物來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)一種板來(lái)實(shí)現(xiàn)，該板可置于托架上并具有較大的孔以供模具組件穿過(guò)，然而還具有足夠小的孔以將凸緣固定在前曲件上?；蛘撸扒屯屑芸稍O(shè)計(jì)成使得前曲件卡在托架內(nèi)的開口中，并且被張力固定住?；蛘?，模具部件可被不同地成形，例如前曲件具有較大的凸緣，使得機(jī)械連接件如伸入到噴嘴尖頭下方(裝配區(qū)域之外)的彈性偏壓的環(huán)形圈可將前曲件保持為固定不動(dòng)，而后曲件安放在反應(yīng)單體中。在現(xiàn)有技術(shù)中公開了前曲件比后曲件大很多的實(shí)施例，其使用前曲件來(lái)模制隱形眼鏡并用作隱形眼鏡的包裝。另一選擇是使用磁力來(lái)穩(wěn)定其中結(jié)合有金屬件的前曲模具。根據(jù)這里講授的內(nèi)容，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚其它的運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)。
圖7(d-f)顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中前曲件通過(guò)包括有可動(dòng)機(jī)械手84的運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)而保持固定，機(jī)械手84被壓在前曲件的凸緣上，從而在裝配期間將前曲件固定住。在該優(yōu)選實(shí)施例中，在各前曲件凸緣上的超過(guò)一個(gè)位置處使用了超過(guò)一個(gè)機(jī)械手，以便防止前曲件在模具部件的裝配期間運(yùn)動(dòng)。這些機(jī)械手84類似于在美國(guó)專利5850107中所述的開模過(guò)程中所用的下方機(jī)械手組，該專利通過(guò)引用結(jié)合于本文中。機(jī)械手可以為U形，0.3到1.5毫米厚并安裝在支撐件上，該支撐件可使一個(gè)或多個(gè)機(jī)械手在側(cè)向上從相鄰于托架傳送的位置處運(yùn)動(dòng)到機(jī)械手位于托架上的前曲模具凸緣上的位置，如圖7(d)所示。裝配方法和裝置的其余部分如上所述。
或者，后曲件保持固定而前曲件受控地運(yùn)動(dòng)到與后曲件接觸。后曲件可通過(guò)與上述噴嘴71類似的噴嘴中的真空來(lái)保持固定，不同之處在于該噴嘴不會(huì)運(yùn)動(dòng)?；蛘撸笄赏ㄟ^(guò)任何上述用于前曲件的運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)來(lái)保持固定，前曲件單獨(dú)地或者以2個(gè)或多個(gè)一組(可選擇性地安裝在托架上)地例如通過(guò)一個(gè)或多個(gè)活塞而受控制地運(yùn)動(dòng)，從而與固定的后曲件接觸?；蛘?，后曲件和前曲件可通過(guò)上述運(yùn)動(dòng)裝置如可動(dòng)噴嘴和活塞的任意組合而單獨(dú)地或成組地受控運(yùn)動(dòng)到相互接觸。在這些替代性實(shí)施例中，優(yōu)選彎曲件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得第一和/或第二模具部件(前曲件和/或后曲件)從模具部件剛與反應(yīng)單體接觸之前的點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到第一和第二模具部件的大部分隱形眼鏡成形面被反應(yīng)單體濕潤(rùn)、優(yōu)選基本上濕潤(rùn)且最好完全濕潤(rùn)的點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間超過(guò)3.0秒，優(yōu)選為3.5到10秒，最好為4到6秒。在模具裝配期間，由從模具部件剛與反應(yīng)單體接觸之前的點(diǎn)到第一和第二模具部件的大部分隱形眼鏡成形面被反應(yīng)單體濕潤(rùn)、優(yōu)選基本上濕潤(rùn)且最好被反應(yīng)單體完全濕潤(rùn)的點(diǎn)的一個(gè)或兩個(gè)模具部件的運(yùn)動(dòng)所形成的第一和第二模具部件相向的優(yōu)選相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度小于0.35毫米/秒，更理想為0.1毫米/秒到0.3毫米/秒，最好為0.2到0.3毫米/秒。反應(yīng)單體被引入或置于任一模具部件上，或在完全裝配之前注射到模具部件之間。
雖然已經(jīng)結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例來(lái)具體地顯示和介紹了本發(fā)明，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以在形式和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行上述和其它的變化，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)僅由所附權(quán)利要求的范圍來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于裝配具有隱形眼鏡成形面的第一和第二模具部件的裝置，其中所述第一模具部件具有位于所述隱形眼鏡成形面上的反應(yīng)混合物，所述裝置包括運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)，在所述第二模具部件從其中所述第二模具部件不與所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物接觸的第一位置受控地運(yùn)動(dòng)到其中所述第二模具部件的大部分所述隱形眼鏡成形面已經(jīng)被所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物潤(rùn)濕的位置時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)可防止所述第一模具部件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)包括真空裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)包括機(jī)械裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)包括可動(dòng)的機(jī)械裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)包括機(jī)械手。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)包括重物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置使所述第一模具部件在小于0.35毫米/秒的速度下從所述第一位置運(yùn)動(dòng)到所述第二位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一模具部件在0.1到0.3毫米/秒的速度下運(yùn)動(dòng)。
9.一種用于裝配具有隱形眼鏡成形面的第一和第二模具部件的裝置，其中所述第一模具部件具有位于所述隱形眼鏡成形面上的反應(yīng)混合物，所述裝置包括噴嘴，其可使所述第二模具部件從其中所述第二模具部件不與所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物接觸的第一位置受控地運(yùn)動(dòng)到其中所述第二模具部件的大部分所述隱形眼鏡成形面已經(jīng)被所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物潤(rùn)濕的位置，所述噴嘴在小于1毫米/秒的速度下從所述第一位置運(yùn)動(dòng)到所述第二位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述噴嘴在小于0.35毫米/秒的速度下運(yùn)動(dòng)。
11.一種用于裝配具有隱形眼鏡成形面的第一和第二模具部件的方法，其中至少一個(gè)所述模具部件具有位于所述隱形眼鏡成形面上的反應(yīng)混合物，所述方法包括步驟在所述第二模具部件從其中所述反應(yīng)混合物與所述模具部件中的一個(gè)相接觸的第一位置受控地運(yùn)動(dòng)到其中所述第一和第二模具部件的大部分所述隱形眼鏡成形面已經(jīng)被所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物潤(rùn)濕的位置時(shí)，防止所述第一模具部件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述防止所述第一模具部件運(yùn)動(dòng)的步驟通過(guò)用真空源夾持住所述第一模具部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述防止所述第一模具部件運(yùn)動(dòng)的步驟通過(guò)用機(jī)械手夾持住所述第一模具部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述防止所述第一模具部件運(yùn)動(dòng)的步驟通過(guò)用真空夾持住所述第一模具部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述防止所述第一模具部件運(yùn)動(dòng)的步驟通過(guò)用機(jī)械裝置夾持住所述第一模具部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述防止所述第一模具部件運(yùn)動(dòng)的步驟通過(guò)將機(jī)械裝置移動(dòng)到所述第一模具部件上來(lái)實(shí)現(xiàn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述防止所述第一模具部件運(yùn)動(dòng)的步驟通過(guò)對(duì)所述第一模具部件施加重物來(lái)實(shí)現(xiàn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述受控運(yùn)動(dòng)步驟在小于0.35毫米/秒的速度下進(jìn)行。
19.一種用于裝配具有隱形眼鏡成形面的第一和第二模具部件的方法，其中所述第一模具部件具有位于所述隱形眼鏡成形面上的反應(yīng)混合物，所述方法包括步驟在所述第一模具部件從其中所述第二模具部件不與所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物接觸的第一位置受控地運(yùn)動(dòng)到其中所述第二模具部件的大部分所述隱形眼鏡成形面已經(jīng)被所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物潤(rùn)濕的位置時(shí)，防止所述第二模具部件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
20.一種用于裝配第一模具部件和第二模具部件以在其間形成隱形眼鏡的方法，所述第一和第二模具部件具有隱形眼鏡成形面，所述方法包括步驟將反應(yīng)混合物引入到至少一個(gè)所述模具部件上，并且在小于0.35毫米/秒的速度下裝配所述第一和第二模具部件。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于裝配具有隱形眼鏡成形面的第一和第二模具部件的裝置和方法，其中所述第一模具部件具有位于所述隱形眼鏡成形面上的反應(yīng)混合物，所述裝置包括運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)，在所述第二模具部件從其中所述第二模具部件不與所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物接觸的第一位置受控地運(yùn)動(dòng)到其中所述第二模具部件的大部分所述隱形眼鏡成形面已經(jīng)被所述第一模具部件上的所述反應(yīng)混合物潤(rùn)濕的位置時(shí)，該運(yùn)動(dòng)防止機(jī)構(gòu)可防止所述第一模具部件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)G02C7/04GK1564738SQ02819735
公開日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2002年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月9日
發(fā)明者S·佩格拉姆, K·楊, K·桑德斯, J·斯蒂芬 申請(qǐng)人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司