CN102029768A - 一种贴膜机的贴合装置 - Google Patents
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Abstract
一种贴膜机的贴合装置，包括负压箱体、上吸着板以及贴合机构，所述负压箱体的顶面采用柔性层，并作为膜层吸着面；上吸着板在贴合工作状态下位于负压箱体的膜层吸着面的上方，且其底面作为载体吸着面与所述膜层吸着面相对；贴合机构设置于负压箱体内，它包括一贴合滚轮，该贴合滚轮支承在一滚轮座上，该滚轮座下连接作用一上下垂直设置的气缸，该气缸相对负压箱体的内底面经导轨副滑动连接；并且沿气缸滑动方向设置有一丝杠，丝杠上的螺母与气缸底部相固定；所述丝杠上连接有一驱动电机。本发明工作时贴合滚轮是从下向上顶起并沿载体吸着面滚动贴合，贴合时膜层和载体由负压吸着定位不易跑位，从而贴合时不易出现起皱及气泡问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于触膜屏、LCD及PDP制作过程中用的贴膜机的贴合装置。该贴膜机是将膜层与载体相贴合，所述载体可以是膜层，也可以是板体。
背景技术
触膜屏，大体结构上由X线膜、Y线膜和保护膜等贴合而成的多层复合膜结构，贴合时通常将一者称为被贴的膜层，而另一者称为载体。触膜屏的制作工艺中，膜层与载体的贴合要求很高，一方面膜层与载体的重合位置需精准，第二贴合后不能有气泡、起皱等问题。
早先，触膜屏的贴合多采用人工贴合方式，通过人工来确定膜层与载体位置的对准，并靠操作者经验控制贴合压力大小。这种方式效率低下，并且贴合质量不易保证，对操作人员的熟练程度的依赖性很大。因此，后来出现了触膜屏的贴膜机这一设备。
现有的触膜屏贴合装置都为半自动式，其代表性结构可参见中国专利公报公开号为101581850A，名称为《一种半自动贴合机及其贴合方法》的发明专利申请公布说明书。工作时，贴合滚轮在上方将膜层滚压于载体之上，此贴合方式生产的产品仍易存在气泡及起皱问题，贴合质量仍不高。
发明内容
本发明目的是提供一种贴膜机的贴合装置，解决现有贴膜机生产的产品存在气泡及起皱的问题，提高贴合质量。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种贴膜机的贴合装置，包括负压箱体、上吸着板以及贴合机构，所述负压箱体的顶面采用柔性层，并作为膜层吸着面；所述上吸着板在贴合工作状态下位于负压箱体的膜层吸着面的上方，且其底面作为载体吸着面与所述膜层吸着面相对；所述贴合机构设置于负压箱体内，它包括一贴合滚轮，该贴合滚轮横跨设于膜层吸着面的下方，该贴合滚轮支承在一滚轮座上，该滚轮座下连接作用一上下垂直设置的气缸，该气缸相对负压箱体的内底面经导轨副在垂直于贴合滚轮的长度方向上滑动连接；并且沿导轨副的滑动方向设置有一丝杠，丝杠上螺纹配合有螺母，该螺母与气缸底部相固定；所述丝杠上连接有一驱动电机。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，在实际应用中可能因为机械部件装配存在误差，外力影响等因素，载体吸着面可能会与膜层吸着面不平行。此时，简单的贴合会使膜层和载体不同区域贴合的力度会不同。因此可采用以下进一步方案：滚轮座与气缸间经一铰链机构连接，该铰链机构由上转动体、下转动体以及枢轴构成，所述上转动体与滚轮座固定连接，下转动体与气缸的活塞杆端部固定连接，而上转动体和下转动体在垂直于贴合滚轮的长度方向上穿设所述枢轴连接，以此使贴合滚轮可绕枢轴摆动将膜层吸着面顺应压合在载体吸着面上。再一步，为避免贴合滚轮上下运动及贴合时因机构薄弱而导致颤抖，可在所述气缸缸体固定支承在一底座上，该底座与负压箱体的内底面经所述导轨副滑动连接；所述气缸在贴合滚轮的长度方向的两侧各设有一导杆，导杆上端与下转动体固定连接，导杆上套设有直线轴承，并且所述直线轴承固定于底座上，构成上下导向机构。
2、上述方案中，为避免贴合滚轮上下运动及贴合时因机构薄弱而导致颤抖，所述气缸缸体固定支承在一底座上，该底座与负压箱体的内底面经所述导轨副滑动连接；所述气缸在贴合滚轮的长度方向的两侧各设有一导杆，导杆上端与滚轮座固定连接，导杆上套设有直线轴承，并且所述直线轴承固定于底座上，构成上下导向机构。
3、上述方案中，所述气缸可采用导杆气缸。
4、上述方案中，沿贴合滚轮的运动方向所述贴合滚轮的前方平行设有一辅助小滚轮，该辅助小滚轮也支承在滚轮座上，以避免因贴合滚轮直径较大，在贴合时，过大的贴合高度差及滚压半径，会使贴合完毕的膜弯曲，且可能产生气泡排不干净的情况，因此，在贴合滚轮贴合的同时，以前方的辅助小滚轮为下一段需要贴合的膜提供一个贴合的倾角。
5、上述方案中，所述膜层吸着面应为柔性层，较佳采用丝网层，此丝网层可在在满足了一定平面张力后，又能达到一定的形变量，表面平整，柔软的特性又不会损坏膜内的金属线丝的构造。在我们反复测试，结果在负压下，200~300目，8N~16N张力，线径4-8个丝的丝网层均能满足贴合时的要求。
6、上述方案中，为保证所述膜层与载体在未贴合时就已粘合，需保证载体吸着面与膜层吸着面的间距控制在一定的距离，且不能太大，经测试1-3mm的间距较为合适，并且其间隙可以通过定位销微量调节。
7、上述方案中，为了更好的排出气泡，所述贴合滚轮可由一芯体上外包聚氨酯或硅胶包胶层构成，所述聚氨酯或硅胶包胶层的厚度应为5mm-20mm，以使之具有最合适的软硬度。
8、上述方案中，“所述上吸着板在贴合工作状态下位于负压箱体的膜层吸着面的上方，且其底面作为载体吸着面与所述膜层吸着面相对；”此句是指上吸着板在贴合时位于压箱体的膜层吸着面的上方，而在贴合工作前放置膜层与载体时，上吸着板就不一定位于负压箱体的膜层吸着面的上方，它可以翻转打开于负压箱体的一侧的，也可平移于负压箱体的一侧。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、由于本发明的贴合机构设于负压箱体的膜层吸着面下方，工作时贴合滚轮是从下向上顶起并沿载体吸着面滚动贴合，贴合时膜层和载体由负压吸着定位不易跑位，从而贴合时不易出现起皱及气泡。
2、由于本发明采用驱动电机经丝杠螺母机构来带动贴合滚轮的平移运动，并由气缸将滚轮上顶来提供贴合滚轮滚压的压力，从而可根据待贴合的膜层与载体的产品特性来调整和精确控制滚轮的位移行程、滚压速度以及滚压压力等参数要求，从而保证贴合质量。
附图说明
附图1为本发明实施例结构主视示意图；
附图2为附图1的A-A剖视示意图。
以上附图中：1、负压箱体；2、上吸着板；3、贴合机构；4、膜层吸着面；5、载体吸着面；6、贴合滚轮；7、滚轮座；8、气缸；9、导轨副；10、丝杠；11、驱动电机；12、铰链机构；13、上转动体；14、下转动体；15、枢轴；16、底座；17、导杆；18、直线轴承；19、辅助小滚轮；20、支架；21、翻转伺服电机；22、减速机；23、托膜板；24、笔形气缸；25、上吸着板锁紧机构。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：参见附图1、2所示：
一种贴膜机的贴合装置，包括负压箱体1、上吸着板2以及贴合机构3，所述负压箱体1的顶面采用柔性层，并作为用于吸着膜层的膜层吸着面4。所述上吸着板2在贴合工作状态下位于负压箱体1的膜层吸着面4的上方，且其底面作为载体吸着面5与所述膜层吸着面4相对。
所述贴合机构3设置于负压箱体1内，它包括一贴合滚轮6，该贴合滚轮6横跨设于膜层吸着面4的下方，该贴合滚轮6支承在一滚轮座7上，该滚轮座7下连接作用一上下垂直设置的气缸8，该气缸8为导杆气缸，它相对负压箱体1的内底面经导轨副9在垂直于贴合滚轮的长度方向上滑动连接。并且，在导轨副9旁沿导轨副9的滑动方向设置有一丝杠10，丝杠10上螺纹配合有螺母，该螺母与气缸8底部相固定；所述丝杠10一端上经皮带皮带轮传动连接有一驱动电机11，该驱动电机11较佳采用伺服电机。
为了克服实际应用中可能因为机械部件装配存在误差，外力影响等因素，膜层吸着面4可能会与载体吸着面5不平行，易造成不同区域贴合的力度不同的问题，在所述滚轮座7与气缸8间经一铰链机构12连接，该铰链机构12由上转动体13、下转动体14以及枢轴15构成，所述上转动体13与滚轮座7固定连接，下转动体14与气缸8的活塞杆端部固定连接，而上转动体13和下转动体14在垂直于贴合滚轮6的长度方向上穿设所述枢轴15连接，且，铰链机构12内部设计有缓冲垫。
具体，所述气缸8的缸体固定支承在一底座16上，该底座16与负压箱体1的内底面经所述导轨副9滑动连接，且底座16上固定连接所述与丝杠10配合的螺母。所述气缸8在贴合滚轮6的长度方向的两侧各设有一导杆17，导杆17上端与下转动体14固定连接，导杆17上套设有直线轴承18，并且所述直线轴承18固定于底座16上，构成上下导向机构，以加强贴合机构，避免在贴合滚轮上下运动及贴合时因机构薄弱而导致颤抖。
并且，为避免因贴合滚轮6直径较大，在贴合时，过大的贴合高度差及滚压半径，会使贴合完毕的膜弯曲，且可能产生气泡排不干净的情况，因此，在沿贴合滚轮6的运动方向所述贴合滚轮6的前方平行设有一辅助小滚轮19，该辅助小滚轮19也支承在滚轮座7上，从而在贴合滚轮6贴合的同时，以前方的辅助小滚轮19为下一段需要贴合的膜提供一个贴合的倾角，进一步保证贴合质量。
具体，所述膜层吸着面4与载体吸着面5间的间距为1-3mm，且膜层吸着面4采用目数为200~300目、张力为8N~16N、线径4-8个丝的丝网层。它能满足一定平面张力，又能具有一定的形变量，表面平整，柔软的特性又不会损坏膜内的金属线丝的构造。而载体吸着面5以往通常的设计是在金属板上加工小孔，利用负压通过小孔来吸附，但是这种设计很容易导致膜内的金属线丝断线。载体吸着面5最佳是采用一种名叫“微孔板”的铝板，利用其本身细而密的小孔的物理特性来达到吸附的目标，且保护膜内构造。
为了更好的排出气泡，贴合滚轮6需要有合适的软硬度，较佳是采用以下结构：所述贴合滚轮6为一芯体上外包聚氨酯或硅胶包胶层构成，所述聚氨酯或硅胶包胶层的厚度应为5mm-20mm。
在贴合前，为了所述上吸着板2可以翻转打开，上吸着板2转动连接在一支架20上，且上吸着板2的转轴经传动机构、高精度的减速机22与一翻转伺服电机21连接，由翻转伺服电机21经传动机构（譬如齿轮）、高精度的减速机22带动上吸着板2翻转打开及关闭动作。高精度减速机22保证了输出力矩的同时，避免了传动机构中齿轮运动的间隙，保证上吸着板2每次翻转的精度，保证每次上吸着板2翻转时与丝网的间隙相同。
在贴合机构工作贴合前，负压箱体1可相对上吸着板2平移运动完成校位工作，即使载体的MARK和膜层的的MARK相对准。该校位工作可以由照相装置加校位自动驱动装置来全自动实现，也可以由人工观察加手摇调整来手动进行。故在校位工作时，因膜层吸着面4的柔软性，在负压下，膜层可能呈现中心下凹的状态，这对膜层和载体的校位来说，是有很大影响的。因此在真空箱内还可设计一套托膜板机构，使得的膜层在校位时保持水平。所述托膜板机构由两对称的托膜板23，以及作用于托膜板23的驱动机构组成，所述两托膜板23拼合衬于膜层吸着面4下，两托膜板23的外侧边与负压箱体1的侧壁相铰接构成对开结构，各托膜板23下方作用的驱动机构相同，均主要由一笔形气缸24构成，笔形气缸24的缸体底端相对负压箱体1的内底面铰接，而笔形气缸24的活塞杆端部与托膜板23底面相铰接。在贴合时，两托膜板23放下，避让空间给贴合机构3动作。托膜板23的运动靠笔形气缸24控制。
在实际贴合机构动作时，贴合滚轮6顶出的压力可能使上吸着板2发生晃动，因此在上吸着板2上设置作用有一上吸着板锁紧机构25，来锁住上吸着板2，以此来消除上吸着板2的晃动导致的贴合压力不均匀。上吸着板锁紧机构25可以是各式手动、气动或电动结构，譬如插销等，如图所示上吸着板锁紧机构25为一小气缸带动一锁紧头，以锁紧头上的卡槽卡嵌住上吸着板2的边沿，将其锁紧定位。
工作时，先控制翻转伺服电机21将上吸着板2翻转打开，在上吸着板2的载体吸着面5上人工摆放载体（一般对于触摸屏来说，载体也为一膜层），在负压箱体1的膜层吸着面4上人工摆放上膜层，接着，启动上吸着板2和负压箱体1都抽负压，使载体和膜层吸着定位，再撕去载体和膜层上的保护层；然后，控制翻转伺服电机21动作驱动上吸着板2翻转至负压箱体1的上方，使载体和膜层重合相靠。此状态下，两托膜板23平衬于膜层吸着面4下，此时通过上吸着板2上透明窗人工观察或由照相装置自动摄像，并经驱动装置相对上吸着板2移动负压箱体1进行校位工作，即使载体和膜层的MARK相重合。当校位工作结束，两托膜板23下翻放下让开，并且上吸着板锁紧机构25将上吸着板2位置锁定。再接着，启动贴合机构3，气缸8驱动贴合滚轮6上移将膜层吸着面4上顶使膜层与载体贴紧，并且驱动电机11经丝杠10螺母带动贴合滚轮6以一定速度在膜层吸着面4上滚压，即对膜层滚压，使膜层与载体完全贴合。
在针对贴合不同材质，厚度的，性能的光学膜、静电膜时，对贴合的压力、速度都有一定的要求。作为一个可广泛应用贴合的设备，必须具有采用一定的适应性。对了贴合滚轮6滚压的压力可调设置，我们采用了压力调节阀，可调范围为0~1Mpa，适用所有的气源压力。而贴合速度的控制采用丝杠10、驱动电机11的带动的控制方式，特别当驱动电机11采用伺服电机时，体现出以下优点：1、贴合速度利于控制，可直接在触摸屏上设定和修改；2、贴合滚轮6的运动行程更便于控制，根据所需贴合膜的大小，控制行程，利于缩短贴合时间。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种贴膜机的贴合装置，其特征在于：包括负压箱体、上吸着板以及贴合机构，所述负压箱体的顶面采用柔性层，并作为膜层吸着面；所述上吸着板在贴合工作状态下位于负压箱体的膜层吸着面的上方，且其底面作为载体吸着面与所述膜层吸着面相对；所述贴合机构设置于负压箱体内，它包括一贴合滚轮，该贴合滚轮横跨设于膜层吸着面的下方，该贴合滚轮支承在一滚轮座上，该滚轮座下连接作用一上下垂直设置的气缸，该气缸相对负压箱体的内底面经导轨副在垂直于贴合滚轮的长度方向上滑动连接；并且沿导轨副的滑动方向设置有一丝杠，丝杠上螺纹配合有螺母，该螺母与气缸底部相固定；所述丝杠上连接有一驱动电机。
2.根据权利要求1所述贴膜机的贴合装置，其特征在于：所述滚轮座与气缸间经一铰链机构连接，该铰链机构由上转动体、下转动体以及枢轴构成，所述上转动体与滚轮座固定连接，下转动体与气缸的活塞杆端部固定连接，而上转动体和下转动体在垂直于贴合滚轮的长度方向上穿设所述枢轴连接。
3.根据权利要求2所述贴膜机的贴合装置，其特征在于：所述气缸的缸体固定支承在一底座上，该底座与负压箱体的内底面经所述导轨副滑动连接；所述气缸在贴合滚轮的长度方向的两侧各设有一导杆，导杆上端与下转动体固定连接，导杆上套设有直线轴承，并且所述直线轴承固定于底座上，构成上下导向机构。
4.根据权利要求1所述贴膜机的贴合装置，其特征在于：所述气缸的缸体固定支承在一底座上，该底座与负压箱体的内底面经所述导轨副滑动连接；所述气缸在贴合滚轮的长度方向的两侧各设有一导杆，导杆上端与滚轮座固定连接，导杆上套设有直线轴承，并且所述直线轴承固定于底座上，构成上下导向机构。
5.根据权利要求1所述贴膜机的贴合装置，其特征在于：所述气缸为导杆气缸。
6.根据权利要求1所述贴膜机的贴合装置，其特征在于：沿贴合滚轮的运动方向所述贴合滚轮的前方平行设有一辅助小滚轮，该辅助小滚轮也支承在滚轮座上。
7.根据权利要求1所述贴膜机的贴合装置，其特征在于：所述膜层吸着面为丝网层，其目数为200~300目，张力为8N~16N，线径4-8个丝。
8.根据权利要求1或7所述贴膜机的贴合装置，其特征在于：所述膜层吸着面与载体吸着面间的间距为1-3mm。
9.根据权利要求1所述贴膜机的贴合装置，其特征在于：所述贴合滚轮为一芯体上外包聚氨酯或硅胶包胶层构成，所述聚氨酯或硅胶包胶层的厚度应为5mm-20mm。
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