CN107132813A - 手机3d玻璃定位加工系统及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及手机制造加工技术领域，公开了一种手机3D玻璃定位加工系统，包括数控机床机头、探针及数控机床控制单元，手机3D玻璃固定在加工台上，探针安装在数控机床机头上，在手机3D玻璃表面确定至少三个厚度测量位置，数控机床控制单元控制探针在厚度测量位置进行探量，得到手机3D玻璃表面的厚度均值并确定加工量，在手机3D玻璃侧边确定至少两个边缘方向位置，数控机床控制单元控制探针在边缘方向位置进行探量，得到手机3D玻璃的边界线并确定加工路径，数控机床控制单元根据加工量和加工路径进行减量机加工。本发明还公开了利用上述系统进行加工的方法。本发明使3D玻璃的边缘更顺滑、圆润、增加了产品精度和强度。
Description
技术领域
本发明涉及手机制造加工技术领域，特别是一种手机3D玻璃定位加工系统及加工方法。
背景技术
目前全球手机行业，2.5D弧面玻璃不断普及，3D曲面屏手机发展也开始起步。3D曲面玻璃具有轻薄、透明洁净、抗指纹、防眩光、坚硬、耐刮伤等优点，可型塑做出3D多形状外观，具有产品特殊设计新颖性与质感佳，又可增加弧形边缘触控功能带来出色的触控手感、无线充电功能。由于外观差异化及无线充电的普及需求，3D玻璃后盖将会逐步取代金属后盖成为主流智能手机品牌的选择，3D盖板行业的需求将会爆发。3D盖板的竞争会更加激励，对3D盖板的品质要求也会更高。
目前行业的3D玻璃加工工艺通常为以下工艺流程：将玻璃原片切割成小片后进行CNC加工，清洗检验合格后进行热弯、扫光、强化，形成成品，包装出售。
参见附图1，手机玻璃的3D图纸的曲面1大多是多段线，不是标准的圆弧，所以会存在不可避免的公差，在加工时，是将3D产品展开成2D产品，CNC根据展开后的2D图档加工。这个公差会直接影响3D成品的成型尺寸。
参见附图2，手机玻璃产品在热弯时，产品的尺寸一般都比模具单边小0.03-0.05mm，才能将产品放入模具中,总尺寸会小0.06-0.1mm，固然产品与模具之间会存在0.06-0.1mm的间隙。因存在此间隙，每次将产品放入模具中的位置都会有差异，热弯出来的产品也会存在弧度与尺寸的差异值2。
另外，热弯时机台达到一定的温度，将玻璃软化，然后用模具加压，将产品压成型。在此过程中，产品的热胀冷缩，使产品的外形尺寸都存在差异。在产品的圆弧转角处，因热弯时产品的总质量未减少，应力则会往产品的高度方向释放。热弯后产品的4个角的高度要高于其他部位的高度，严重影响装机与产品强度。
由于热弯工艺限制，以及玻璃的材质特性，无法将产品热弯成90°直角，边缘无法热弯成有直身，不便于装配。热弯后需花40分钟至1个小时的扫光时间，才能使模具印、发雾等表面异常去除。因产品的边缘部位高于底面的平面部位，扫光时磨削力为最强，边缘部位则直接影响产品的成型尺寸。扫光机因毛刷的长短，扫光粉的浓度，扫光机器的压力等不稳定因素，无法跟CNC加工一样，精确的算出磨削量，所以扫光也会严重影响产品的尺寸。
综上所说，目前的行业热弯的3D玻璃产品普遍存在尺寸公差大、产品高度不一致导致装配有间隙、强度不高、易碎等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种手机3D玻璃定位加工系统及加工方法，通过改变加工工艺步骤，使3D玻璃热弯后以及扫光后的尺寸符合设计要求。
本发明采取的技术方案是：
一种手机3D玻璃定位加工系统，其特征是，包括数控机床机头、探针及数控机床控制单元，手机3D玻璃固定在加工台上，所述探针安装在所述数控机床机头上，在所述手机3D玻璃表面确定至少三个厚度测量位置，所述数控机床控制单元控制探针在所述厚度测量位置进行探量，得到手机3D玻璃表面的厚度均值并确定加工量，在所述手机3D玻璃侧边确定至少两个边缘方向位置，所述数控机床控制单元控制探针在所述边缘方向位置进行探量，得到手机3D玻璃的边界线并确定加工路径，所述数控机床控制单元根据所述加工量和加工路径进行减量机加工。
进一步，所述厚度测量位置为四个，分别位于手机3D玻璃表面靠近四个角的位置，位于手机3D玻璃的对角线两端靠近1/4位置处。
进一步，边缘方向位置为四个，分别在两侧边设置两个。
进一步，手机3D玻璃表面为内表面或外表面。
一种手机3D玻璃定位加工方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将玻璃原片切割成原始小片；
（2）将原始小片进行第一次CNC加工至预定尺寸；
（3）将原始小片热弯成手机3D玻璃；
（4）对手机3D玻璃进行第一次扫光；
（5）通过手机3D玻璃定位加工系统，对3D玻璃进行第二次CNC加工至工艺要求尺寸；
（6）对手机3D玻璃进行第二次扫光至设计尺寸；
（7）对手机3D玻璃进行强化处理，生成成品。
进一步，所述第（5）步包括如下小步：
（51）将手机3D玻璃固定在加工台上；
（52）在所述手机3D玻璃表面确定至少三个厚度测量位置；
（53）在所述手机3D玻璃侧边确定至少两个边缘方向位置；
（54）通过数控机床机头上安装的探针对所述厚度测量位置和边缘方向位置进行探量；
（55）数控机床控制单元计算出所述手机3D玻璃的加工厚度和加工路径；
（56）数控机床控制单元控制数控机床对手机3D玻璃进行机加工。
进一步，在每一步骤完成后，都进行清洗检测的步骤。
进一步，加工后所述手机3D玻璃的公差范围为±0.02mm。
进一步，所述第（54）小步中，所述探针探量厚度测量位置时，先将探针快速下探至厚度测量位置上方10mm，然后慢速下降至手机3D玻璃表面。
进一步，所述第（5）步后，还包括通过800~1500#精钢砂刀具精修加工手机3D玻璃的沙边的步骤。
本发明的有益效果是：
（1）通过第二道CNC工序，去除之前工序的加工余量，避免长时间扫光造成尺寸偏差；
（2）使产品公差控制在±0.02；
（3）通过探针定位和尺寸补偿，加工时控制热弯和摆放公差；
（4）减少扫光工序的加工余量和加工时间；
（5）使3D玻璃的边缘更顺滑、圆润、去除了CNC加工的小沙边，增加了产品强度；
（6）在做落球与静压测试时，因产品边缘高度基本一致，产品的各个部位受力均匀，可大大增加落球与静压值。
附图说明
附图1为手机3D玻璃的结构示意图；
附图2为现有手机3D玻璃的热弯效果图；
附图3为厚度测量位置在手机3D玻璃表面位置示意图；
附图4为边缘方向位置在手机3D玻璃侧边位置示意图；
附图5为数控机床控制单元确定手机3D玻璃放置路径示意图；
附图6为未经过探针补正的加工误差示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新手机3D玻璃定位加工系统及加工方法的具体实施方式作详细说明。
手机3D玻璃定位加工系统包括数控机床机头、探针及数控机床控制单元，手机3D玻璃固定在加工台上，探针安装在数控机床机头上，在手机3D玻璃表面确定至少三个厚度测量位置，数控机床控制单元控制探针在厚度测量位置进行探量，得到手机3D玻璃表面的厚度均值并确定加工量，在手机3D玻璃侧边确定至少两个边缘方向位置，数控机床控制单元控制探针在边缘方向位置进行探量，得到手机3D玻璃的边界线并确定加工路径，数控机床控制单元根据加工量和加工路径进行减量机加工。
参见附图3，这里的厚度测量位置3为四个，标为A、B、C、D，分别位于手机3D玻璃100的表面靠近四个角的位置，位于手机3D玻璃的对角线两端靠近1/4位置处。厚度测量位置3为手机3D玻璃100的内表面位置，如果对外表面有相同的要求，也可以对外表面进行定位加工。
数控机床控制单元控制探针分别移动至产品对角线1/4位置的四个点，距离产品表面安全高度位置（距离表面大致10mm）处，在处于设定好安全高度时，探针开始降速移动，直至碰触到产品表面。此时探针的探测值将输入主机中，分别探测4个点之后，主机会根据设定好的程序算平均値，将算出的平均値在作为基准高度进行加工。
参见附图4，这里的边缘方向位置4为四个，标为E、F、G、H，分别在两侧边设置两个。
参见附图5，数控机床控制单元控制探针分别移动至产品外形四边的中间部位，探测产品的位置与大小。再根据探测值，算出产品的中心点，根据产品的实际中心点与设置的中心点差值，做补正加工。
参见附图6，如果未使用探针，则在加工时严格按照既设路径5，则产生产品四周尺寸不一致。
通过探针定位，进行手机3D玻璃加工，可以大大提高加工精度，减小废品率，具体步骤如下：
（1）将玻璃原片切割成原始小片。
（2）将原始小片进行第一次CNC加工至预定的粗加工尺寸。
（3）进行清洗和检测后，将原始小片热弯成手机3D玻璃。
（4）进行清洗和检测后，对手机3D玻璃进行第一次扫光。
（5）通过探针应用的手机3D玻璃定位加工系统，对3D玻璃进行第二次CNC加工至工艺要求尺寸。具体如下：
（51）将手机3D玻璃固定在加工台上。
（52）在手机3D玻璃表面确定至少三个厚度测量位置。
（53）在手机3D玻璃侧边确定至少两个边缘方向位置。
（54）通过数控机床机头上安装的探针对厚度测量位置和边缘方向位置进行探量；探针探量厚度测量位置时，先将探针快速下探至厚度测量位置上方10mm，然后慢速下降至手机3D玻璃表面。
（55）数控机床控制单元计算出手机3D玻璃的加工厚度和加工路径。
（56）数控机床控制单元控制数控机床对手机3D玻璃进行机加工。
二次CNC加工完成后，通过800~1500#精钢砂刀具精修加工手机3D玻璃的沙边。
（6）对手机3D玻璃进行第二次扫光至设计尺寸。
（7）对手机3D玻璃进行强化处理，生成成品。
本发明的加工方法中，CNC第一道工序中留余量，热弯后与第一道扫光后均有余量。在CNC第二道工序中，将前面工序的余量全部去除，加工成成型尺寸，最后精修用800~1500#精钢砂刀具，优选1200#精钢砂刀具加工，控制产品沙边。CNC加工工艺，使产品公差可控制在±0.02。因热弯后产品，各边缘的尺寸都有差异，加上CNC人为摆放产品时的公差，会造成产品加工时出现偏位，所以加入了探针定位。探针定位的原理为，探针可根据设定好的程式，接触产品的边缘与表面，算出产品的实际位置，与设定位置的差距，然后再做补偿加工。
增加第二道扫光，可把产品边缘更顺滑、圆润、去除CNC加工的小沙边，增加了产品强度。此工序扫光可控制在5分钟左右，不会磨削产品尺寸。
我司研发的工艺优势：
因增加了CNC第二道工序加探针定位加工，旧工艺存在的3D图转2D图公差、热弯时存在的尺寸偏差、热弯时圆弧转角处突出、热弯后产品无直身位、扫光时尺寸无法管控等异常均可解决。经CNC第二道工序加后，产品边缘的高度差可控制在±0.02，外形尺寸公差也可控制±0.02。在做落球与静压测试时，因产品边缘高度基本一致，产品的各个部位受力均匀，可大大增加落球与静压值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种手机3D玻璃定位加工系统，其特征在于：包括数控机床机头、探针及数控机床控制单元，手机3D玻璃固定在加工台上，所述探针安装在所述数控机床机头上，在所述手机3D玻璃表面确定至少三个厚度测量位置，所述数控机床控制单元控制探针在所述厚度测量位置进行探量，得到手机3D玻璃表面的厚度均值并确定加工量，在所述手机3D玻璃侧边确定至少两个边缘方向位置，所述数控机床控制单元控制探针在所述边缘方向位置进行探量，得到手机3D玻璃的边界线并确定加工路径，所述数控机床控制单元根据所述加工量和加工路径进行减量机加工。
2.根据权利要求1所述的手机3D玻璃定位加工系统，其特征在于：所述厚度测量位置为四个，分别位于手机3D玻璃表面靠近四个角的位置，位于手机3D玻璃的对角线两端靠近1/4位置处。
3.根据权利要求1所述的手机3D玻璃定位加工系统，其特征在于：边缘方向位置为四个，分别在两侧边设置两个。
4.根据权利要求1所述的手机3D玻璃定位加工系统，其特征在于：手机3D玻璃表面为内表面或外表面。
5.一种手机3D玻璃定位加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将玻璃原片切割成原始小片；
（2）将原始小片进行第一次CNC加工至预定尺寸；
（3）将原始小片热弯成手机3D玻璃；
（4）对手机3D玻璃进行第一次扫光；
（5）通过如权要求1至4中任一项所述的手机3D玻璃定位加工系统，对3D玻璃进行第二次CNC加工至工艺要求尺寸；
（6）对手机3D玻璃进行第二次扫光至设计尺寸；
（7）对手机3D玻璃进行强化处理，生成成品。
6.根据权利要求5所述的手机3D玻璃定位加工方法，其特征在于：所述第（5）步包括如下小步：
（51）将手机3D玻璃固定在加工台上；
（52）在所述手机3D玻璃表面确定至少三个厚度测量位置；
（53）在所述手机3D玻璃侧边确定至少两个边缘方向位置；
（54）通过数控机床机头上安装的探针对所述厚度测量位置和边缘方向位置进行探量；
（55）数控机床控制单元计算出所述手机3D玻璃的加工厚度和加工路径；
（56）数控机床控制单元控制数控机床对手机3D玻璃进行机加工。
7.根据权利要求5所述的手机3D玻璃定位加工方法，其特征在于：在每一步骤完成后，都进行清洗检测的步骤。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的手机3D玻璃定位加工方法，其特征在于：加工后所述手机3D玻璃的公差范围为±0.02mm。
9.根据权利要求6所述的手机3D玻璃定位加工方法，其特征在于：所述第（54）小步中，所述探针探量厚度测量位置时，先将探针快速下探至厚度测量位置上方10mm，然后慢速下降至手机3D玻璃表面。
10.根据权利要求5至7中任一项所述的手机3D玻璃定位加工方法，其特征在于：所述第（5）步后，还包括通过800~1500#精钢砂刀具精修加工手机3D玻璃的沙边的步骤。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20190107 Address after: 311307 No. 298 Gaohong South Street, Gaohong Town, Linan District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Zhejiang Yuxin Optical Technology Co., Ltd. Address before: 314423 room 510, weft three road, hi tech Industrial Park, Haining, Jiaxing, Zhejiang, China, 11 Applicant before: Zhejiang Yu Xin Photoelectric Technology Co. Ltd. |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20170905 |