CN107323726B - 一种用于两对边为曲边的3d玻璃的贴膜装置及贴膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于两对边为曲边的3D玻璃的贴膜装置和贴膜方法，所述贴膜装置包括用于固定菲林膜的上底座，用于固定所述3D玻璃的下底座，滚轮结构，用于旋转上底座的旋转气缸，用于上底座、旋转气缸和滚轮结构上下运动且使得滚轮结构对玻璃和菲林膜的压合施加压力的升降气缸，所述滚轮结构包括在下的滚轮和在上的压滚，所述旋转气缸用于旋转上底座使得上底座与滚轮结构间的相对位置改变和固定。本发明提供的装置结构精简，部件容易获取，生产方便；本发明提供的装置和方法非常适合于对两对边为曲边的3D玻璃贴膜，其操作方便且贴膜精度高，贴合效率高。

Description

一种用于两对边为曲边的3D玻璃的贴膜装置及贴膜方法

技术领域

本发明涉及膜片贴合技术领域，具体涉及一种用于两对边为曲边的3D玻璃的贴膜装置及贴膜方法。

背景技术

两边弯的曲面玻璃膜片贴合，是指将有纹理和颜色的装饰膜片(一般为菲林膜)通过滚轮滚压而将膜片贴合在两边弯的曲面玻璃的凹面上的方法。

在保护玻璃上贴装饰膜的过程主要应用于手机面板中。因为膜片相对于玻璃来说可以更方便地做纹理转印，且丝印时可以一次印刷多片，与单片丝印玻璃相比极大地提升了生产效率。另外，由于两边弯曲面玻璃的结构特殊性，使得在其上丝印图案会很不方便，同时丝印得到的视窗区的长宽尺寸和位置尺寸都无法保证精准。而这些缺点都可以通过先将图案丝印在膜片上再把膜片贴合在白玻上的方案来解决，如此可以保证很好的产品精度的同时其经济性也很高。

普通的平片玻璃贴膜时，贴膜装置中滚轮的滚压方向平行于玻璃的长边或短边均可。由于两边弯曲面玻璃的结构特殊性，若用原有的平片玻璃贴合方式则贴合机构会与下底座干涉且会在玻璃片上有的位置因滚轮压力不均导致缺陷，其中压力小的位置装饰膜会与玻璃贴合不紧，压力大的位置装饰膜与玻璃接触太紧而导致菲林被压伤。因此，本领域需要针对两对边为曲边的3D玻璃开发一种新的贴膜装置和贴膜方法。

专利申请CN201510351281.X提供一种自动贴膜设备，包括治具机构、翻转机构、胶辊机构、定位机构、撕膜机构和平台，玻璃屏放置于治具机构，治具机构安装于翻转轴，翻转机构固定于机床；平台设于翻转机构的下方，软膜固定于平台的上端，且软膜贴合起始端伸出于平台的侧端；定位机构设于平台的一侧，位于软膜贴合起始端相同的一侧，包括给软膜贴合起始端的X向定位的定位件、定位件平移机构和驱动定位件水平移动的第二驱动器；胶辊机构位于软膜的贴合起始端下方。本发明根据以上结构，可实现大曲率曲面或者变化曲率曲面的玻璃屏与软膜的自动化贴合，并且使软膜一边撕保护膜一边自动贴合，防止灰尘粘附，并且提高工作效率。

该专利申请中的玻璃屏设置于翻转轴上，软膜设置于翻转轴和玻璃屏的下方，且贴膜过程中一边撕保护膜一边自动贴合，该装置并不适合于对两对边为曲边的3D玻璃贴膜。因此，本领域仍需要一种用于两对边为曲边的3D玻璃的高精度、高效率贴膜装置和贴膜方法。

发明内容

本发明提供一种用于两对边为曲边的3D玻璃的贴膜装置，所述贴膜装置包括用于固定菲林膜的上底座，用于固定所述3D玻璃的下底座，滚轮结构，用于旋转上底座的旋转气缸，用于上底座、旋转气缸和滚轮结构上下运动且使得滚轮结构对玻璃和菲林膜的压合施加压力的升降气缸，所述滚轮结构包括在下的滚轮和在上的压滚，所述旋转气缸用于旋转上底座使得上底座与滚轮结构间的相对位置改变和固定。

在一种具体的实施方式中，所述压滚包括第一压滚和第二压滚，且第一压滚和第二压滚均位于所述滚轮的斜上方。

在一种具体的实施方式中，所述第一压滚和第二压滚的直径相同且均为不锈钢压滚，所述滚轮是内芯为不锈钢的硅胶滚轮，所述菲林膜为PET膜，旋转气缸、升降气缸、以及带动下底座在水平面内直线运动的驱动部件均与控制器连接。

在一种具体的实施方式中，在下底座从后至前的运动方向上，滚轮结构中在前的第一压滚的设置高度低于在后的第二压滚的设置高度。

在一种具体的实施方式中，所述装置还包括对下底座上的3D玻璃进行精确定位的两组水平气缸和挡块，其中一组水平气缸和挡块分别设置在3D玻璃长度方向的两侧，另一组水平气缸和挡块分别设置在3D玻璃宽度方向的两侧。

在一种具体的实施方式中，所述滚轮外表面的半径小于等于3D玻璃内R角半径。

本发明还提供一种用于两对边为曲边的3D玻璃的贴膜方法，包括使用如上所述贴膜装置贴膜，所述方法包括如下步骤：

步骤A、将两对边为曲边的3D玻璃凹面朝上放入下底座的型腔中，并使用两组水平气缸和挡块对其进行精确定位，真空吸附将玻璃固定；且将菲林膜置入上底座上定位，菲林膜的部分面积露出上底座，真空吸附将菲林膜固定，再撕去菲林上的离型膜；

步骤B、旋转气缸旋转上底座和菲林片，使得菲林片上露出上底座的部分旋转至滚轮下方，且通过旋转使得菲林片与水平面呈一定角度；

步骤C、固定有玻璃片的下底座在水平面的前后方向上直线运动至贴合起始位置；

步骤D、升降气缸带动上底座、旋转气缸和滚轮结构向下运动至贴合起始位置，使得菲林与玻璃接触，滚轮将菲林与玻璃压紧；

步骤E、升降气缸下降到位后保持不动，下底座开始在水平面的前后方向上直线运动，滚轮一直保持对菲林的压力，下底座的运动带动滚轮转动使得菲林与玻璃间压合紧密；在贴合过程中，卸载真空使得上底座与菲林膜间完全分离且上底座在旋转气缸的作用下旋转而使得上下底座间不会相互干涉和碰撞；

步骤F、贴合完成后，下底座卸载真空，从下底座上取出贴合好的成品。

优选地，步骤F中贴合好的成品放入萃盘中累积到一定数量后发至下道工序镀玻璃正面防油膜，再放入高压脱泡机脱泡，脱泡压力例如为0.65MPa，脱泡温度例如为65℃。

在一种具体的实施方式中，在步骤E中，贴膜过程分为四个时间段，其中第一段为玻璃的第一曲边贴膜，第二段为玻璃的平面部分贴膜且此时菲林膜吸附在上底座上，第三段为玻璃的平面部分贴膜且此时菲林膜从上底座上分离且上底座开始旋转，第四段为玻璃的第二曲边贴膜。

在一种具体的实施方式中，第一段和第四段的贴膜过程中，下底座以1～10mm/s，优选2～8mm/s的速度运动；第二段和第三段的贴膜过程中，下底座以20～800mm/s，优选50～200mm/s的速度运动。在一种具体的实施方式中，贴膜压力保持为表压在0.05～0.4MPa。

有益效果：

1)本发明通过“旋转气缸单独控制上底座”和“升降气缸统一控制上底座和滚轮结构”的方式，结合“在滚压曲面玻璃的平面时将菲林片与上底座彻底分离”的方式，使得本发明所述贴膜装置既可以保证贴合时菲林处于滚轮下方以及菲林片与水平面间的初始角度，也可以保证上下底座间不干涉，还可以保证滚轮结构给玻璃和菲林提供平稳的贴合压力。本发明提供的装置结构精简，部件容易获取，生产方便，其提供的贴膜效果好。

2)本发明采用含滚轮和压滚的滚轮结构，区别于现有技术中仅使用一根滚轮的方式，使得本发明中滚轮不易变形且该滚轮结构能为3D玻璃与菲林膜间提供平稳的贴合压力，使得菲林与玻璃的贴合达到理想的效果。

3)本发明采用型腔初步定位和水平油缸和挡片对3D玻璃精确定位的方式，使得本发明的3D玻璃定位更准确，贴合更精确，贴膜成品率高。

4)本发明提供的方法非常适合于对两对边为曲边的3D玻璃贴膜，其操作方便且贴膜精度高，贴合效率高。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明中贴膜装置的结构示意图；

图2是3D玻璃的结构示意图，其中图2a是其主视图，图2b是其俯视图；

图3是菲林膜的结构示意图，其中图3a是其主视图，图3b是其侧视图；

图4是贴膜装置的下底座的结构示意图；

图5是贴膜装置的上底座和旋转气缸的结构示意图；

图6是上底座与菲林膜吸合示意图；

图7是贴膜装置的滚轮结构的结构示意图；

图8是贴膜装置的升降气缸的结构示意图。

图中，1、贴膜装置，11、上底座，12、下底座，13、滚轮结构，131、滚轮，132、压滚，132a、第一压滚，132b、第二压滚，14、旋转气缸，15、升降气缸，2、3D玻璃，21、3D玻璃内R角，3、菲林膜。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1为本发明中贴膜装置的结构示意图，从图中可见所述贴膜装置1包括用于固定菲林膜3的上底座11，用于固定3D玻璃2的下底座12，滚轮结构13，用于旋转上底座的旋转气缸14，以及用于上底座、旋转气缸和滚轮结构上下运动且使得滚轮结构对玻璃和菲林膜施加压力的升降气缸15。本发明中，滚轮、旋转气缸和上底座都是分别安装的部件，它们都可以固定在上下气缸带动的支撑板上。

图2和图3分别为3D玻璃和菲林膜的结构示意图，从图中可见所述3D玻璃为两对边(玻璃的两条长边)为曲边的3D玻璃，而菲林膜为正面形状与3D玻璃基本相同的平面膜。其中，玻璃的总高度小于等于4mm，玻璃片厚度一般为0.15～0.8mm，例如0.4mm或0.55mm，3D玻璃内R角的半径大于等于4.5mm；菲林膜的总厚度与玻璃片的厚度相近，所述装饰膜(菲林膜)共三层，第一层为离型膜、第二层为PET膜、第三层为保护膜，第二层PET膜与离型膜接触的面涂有OCA胶，该面用于与3D玻璃的内凹面粘合，第二层PET膜的另一面丝印有油墨，保护膜用于保护PET膜上丝印的油墨。本发明中，如图所示的两对边为曲边的3D玻璃一般可用于手机的前盖或后盖，当3D玻璃用作手机前盖时，其装饰膜上的边框区丝印油墨，而当3D玻璃用作手机后盖时，其装饰膜上整面丝印油墨。本发明中3D玻璃可以是其长度方向均为曲边而宽度方向均为直边(如附图所示)，或宽度方向均为曲边而长度方向均为直边，这在本发明中不受限制。

图4是贴膜装置的下底座的结构示意图。其中，下底座的长边和短边方向均有自动对位气缸，所述下底座有分为两块，大的一块带吸气孔、短边定位块和定位气缸，小的一块通过长边方向的定位气缸主要起长边方向的定位作用。下底座的传动机构通过设定不同段的速度来设定具体的贴合速度。在一种优选方式中，本发明中采用型腔对3D玻璃进行基本定位，再使用两组水平气缸和挡块对其进行精确定位。在平面玻璃的贴膜装置中，将平面玻璃放在下底座的型腔中，因型腔的尺寸必须大于玻璃尺寸的上限值，且单边需留出0.02mm的余量，如单边长为50mm的玻璃，其标准公差为0.005mm，则型腔的尺寸为50.025mm，这就导致型腔对玻璃的定位不够准确。本发明中首先采用型腔对3D玻璃进行基本定位，再采用双气缸L型(包括一条直边和一条曲边)定位方法对其进行精确定位，其中气缸和挡块均可固定设置在装置的底座上。

图5是贴膜装置的上底座和旋转气缸的结构示意图。所述上底座包括真空吸气孔，且上底座上自带L型定位边，所述真空吸气孔通过外接真空源吸附菲林，所述菲林紧靠在L型定位边上定位，图6是上底座与菲林膜吸合示意图。上底座固定在支撑板上，支撑板的另一端连接有旋转气缸，所述旋转气缸通过气缸的旋转带动整个上底座旋转，所述旋转气缸自带角度限位机构，通过调节限位机构可以调节上底座旋转的角度。

图7是贴膜装置的滚轮结构的结构示意图。所述的滚轮结构固定在支撑板上，所述滚轮结构包括平行设置的两条不锈钢压滚和一根硅胶滚轮。两条不锈钢压滚保证了整个硅胶滚轮在滚压时受力均匀，所述硅胶滚轮直径为8mm。本发明的发明人通过使用发现，使用两个与滚轮平行的压滚与滚轮一起构成滚轮结构，且两个压滚的位置关系遵从一定原则时，滚轮结构对粘合施加的滚压力最为均匀，滚压效果最好。具体地，在摩擦力的作用下，两个压滚也会随滚轮旋转而转动。本发明中，在下的硅胶滚轮(不锈钢芯直径6mm，硅胶层厚度为1mm，因而硅胶滚轮的半径为4mm)用于为贴膜提供直接的压力，而在上的两根不锈钢圆柱压滚(直径为10mm)用于确保硅胶滚轮不变形和施压力均匀，最终使得菲林与玻璃的贴合具备理想的效果。

图8是贴膜装置的升降气缸的结构示意图。所述升降气缸的主要作用是使上底座和滚轮结构升降到位和在菲林与玻璃贴合时保持滚轮对其施加的压力；滚轮压力例如可以在0.05-0.4MPa间可调。

本实施例中的贴膜步骤包括：先把菲林定位在上底座上，上底座携带菲林可在旋转气缸的驱动下在竖直方向转动，如图所示，玻璃的两长边为曲边，而宽边为直边时，菲林的宽度略大于上底座的宽度且部分伸出上底座外(如露出约10mm的宽度)，菲林的长度小于上底座的长度以便菲林在上底座上准确定位，菲林在上底座的定位方法与现有技术相同。菲林定位后真空吸附将菲林膜固定，再通过撕膜胶带撕去菲林上的离型膜。使用下底座的型腔和水平气缸将3D玻璃定位在下底座上，再通过真空吸附将玻璃固定。旋转气缸使上底座转动至菲林片与水平面(或3D玻璃的平面)间整体呈15～30°的夹角，且露出的一块转动至滚轮的下方。之后，先使得下底座水平前后移动至滚压起始位，在一种具体的实施方式中，下底座通过丝杠从远离操作者的一侧移动至靠近操作者一侧的滚压起始位，而后使得上底座和滚轮在升降气缸的带动下向下移动，使得上底座和滚轮也下移至滚压起始位，此时菲林与玻璃接触。滚轮把菲林压在玻璃的贴合起始位，整片菲林依然真空吸合固定在上底座上，菲林片与水平面间依然呈15～30°的夹角。滚压过程中，在滚轮上施加压力压住菲林和玻璃，在下底座水平前后运动的带动下，滚轮滚动，滚轮上并不施加自发的转动力。在一种具体的实施方式中，贴合过程中在丝杠传动作用下，下底座从靠近操作者的一侧向远离操作者的一侧运动，同时贴合过程中是先贴合远离操作者的玻璃曲边，最后贴合靠近操作者的玻璃曲边。

本发明中，滚压过程中施加在滚轮上的力保持均匀不变，但滚曲边时滚压速度慢，而滚直边时滚压速度快。滚压过程共分四段，滚压第一曲边→滚压平面(菲林贴合在上底座上)→滚压平面(菲林与上底座分离且上底座旋转)→滚压第二曲边，其中滚压曲边的速度(下底座在水平面内前后方向的移动速度)为5mm/s，而滚压平面的速度为100mm/s。本发明中，之所以滚压平面需要分为两段，是因为在滚压平面的过程中上底座要及时旋转才能避免在滚压第二曲边时上底座与下底座间干扰和碰撞。也就是说，本发明中务必在滚压平面的过程中将菲林片与上底座及时分离才能确保贴合得到的产品没气泡且上下底座间无干扰。具体地，在确保上下底座不会干扰的情况下，贴合过程中菲林与上底座间分离的时间越晚越好。在一种具体的实施方式中，菲林膜通过与3D玻璃曲边平行的多排真空吸气孔吸合在上底座上，在贴合过程中随着时间的推移而一排排逐步释放真空，待第二段与第三段的交界点即上底座开始旋转时，全部真空吸气孔的真空均已完全卸载。也就是说，压合过程中，先部分卸载真空，再全部卸载真空使得菲林膜脱离上底座，之后旋转上底座使其避免与下底座干涉。

相应的，在现有装置中滚压平片玻璃时，在滚压过程结束时才使得菲林与上底座彻底分离。用于平片玻璃的贴膜装置包括用于固定菲林膜的上底座，用于固定玻璃的下底座，滚轮结构，用于旋转上底座和滚轮结构并使滚轮结构为粘合提供下压力的旋转气缸，所述滚轮结构为单个的硅橡胶滚轮。具体地，先将玻璃放入其下底座的型腔内，真空吸合固定；且将菲林片放入上底座上真空吸合固定，撕去离型膜。先使得下底座水平前后移动至滚压起始位，再在旋转机构的带动下旋转上底座和滚轮，使得菲林片与水平面呈15～30°的夹角且旋转至滚压贴合起始位(菲林与玻璃接触)，匀速一段滚压即可完成平片玻璃的贴膜过程。该装置中的滚轮与上底座联动，二者均由旋转气缸带动而在竖向转动，其旋转气缸旋转使得菲林片与玻璃平面间保持一定角度的同时，菲林片部分位于滚轮下方，且滚轮可为粘合提供适宜的压合力。其中，菲林片同样以真空吸合方法定位在上底座上，且定位后有一部分面积露出上底座。但现有这种用于平片玻璃粘膜的装置无法对曲面玻璃贴膜，其贴合过程中会产生气泡且会使得上下底座间干涉碰撞。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用于两对边为曲边的3D玻璃的贴膜装置，所述贴膜装置(1)包括用于固定菲林膜(3)的上底座(11)，用于固定所述3D玻璃(2)的下底座(12)，滚轮结构(13)，用于旋转上底座的旋转气缸(14)，用于上底座、旋转气缸和滚轮结构上下运动且使得滚轮结构对玻璃和菲林膜的压合施加压力的升降气缸(15)，所述滚轮结构包括在下的滚轮(131)和在上的压滚(132)，所述旋转气缸用于旋转上底座使得上底座与滚轮结构间的相对位置改变和固定。

2.根据权利要求1所述贴膜装置，其特征在于，所述压滚(132)包括第一压滚(132a)和第二压滚(132b)，且第一压滚和第二压滚均位于所述滚轮的斜上方。

3.根据权利要求2所述贴膜装置，其特征在于，所述第一压滚和第二压滚的直径相同且均为不锈钢压滚，所述滚轮是内芯为不锈钢的硅胶滚轮，所述菲林膜为PET膜，旋转气缸、升降气缸、以及带动下底座在水平面内直线运动的驱动部件均与控制器连接。

4.根据权利要求2所述贴膜装置，其特征在于，在下底座从后至前的运动方向上，滚轮结构中在前的第一压滚(132a)的设置高度低于在后的第二压滚(132b)的设置高度。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述贴膜装置，其特征在于，所述装置还包括对下底座上的3D玻璃进行精确定位的两组水平气缸和挡块，其中一组水平气缸和挡块分别设置在3D玻璃长度方向的两侧，另一组水平气缸和挡块分别设置在3D玻璃宽度方向的两侧。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述贴膜装置，其特征在于，所述滚轮(131)外表面的半径小于等于3D玻璃内R角(21)半径。

7.一种用于两对边为曲边的3D玻璃的贴膜方法，包括使用如权利要求1～6中任意一项所述贴膜装置贴膜，所述方法包括如下步骤：

步骤A、将两对边为曲边的3D玻璃凹面朝上放入下底座的型腔中，并使用两组水平气缸和挡块对其进行精确定位，真空吸附将玻璃固定；且将菲林膜置入上底座上定位，菲林膜的部分面积露出上底座，真空吸附将菲林膜固定，再撕去菲林膜上的离型膜；

步骤B、旋转气缸旋转上底座和菲林膜，使得菲林膜上露出上底座的部分旋转至滚轮下方，且通过旋转使得菲林膜与水平面呈一定角度；

步骤C、固定有玻璃片的下底座在水平面的前后方向上直线运动至贴合起始位置；

步骤D、升降气缸带动上底座、旋转气缸和滚轮结构向下运动至贴合起始位置，使得菲林膜与玻璃接触，滚轮将菲林膜与玻璃压紧；

步骤E、升降气缸下降到位后保持不动，下底座开始在水平面的前后方向上直线运动，滚轮一直保持对菲林膜的压力，下底座的运动带动滚轮转动使得菲林膜与玻璃间压合紧密；在贴合过程中，卸载真空使得上底座与菲林膜间完全分离且上底座在旋转气缸的作用下旋转而使得上下底座间不会相互干涉和碰撞；

步骤F、贴合完成后，下底座卸载真空，从下底座上取出贴合好的成品。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，在步骤E中，贴膜过程分为四个时间段，其中第一段为玻璃的第一曲边贴膜，第二段为玻璃的平面部分贴膜且此时菲林膜吸附在上底座上，第三段为玻璃的平面部分贴膜且此时菲林膜从上底座上分离且上底座开始旋转，第四段为玻璃的第二曲边贴膜。

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，第一段和第四段的贴膜过程中，下底座以1～10mm/s的速度运动；第二段和第三段的贴膜过程中，下底座以20～800mm/s的速度运动。

10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，第一段和第四段的贴膜过程中，下底座以2～8mm/s的速度运动；第二段和第三段的贴膜过程中，下底座以50～200mm/s的速度运动。

11.根据权利要求8所述方法，其特征在于，贴膜压力保持为表压在0.05～0.4MPa。

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