CN111469529A - 一种全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，包括机架，所述机架上设有送料装置、取料装置、盖板模组、下腔体模组、抽真空机构和覆膜效果检测模块，送料装置与机架的横梁导轨滑块连接，下腔体模组设在机架的下部，机架下部设有曲面玻璃箱，覆膜效果检测模块设在下腔体模组一侧，盖板模组设在下腔体模组的上方并位于传料送料装置的下方，抽真空装置与下腔体模组连接，取料装置与送料装置连接。本发明在覆膜过程中通过压力传感器对压合力进行精确调节，在加压过程中适当加热，全过程在真空无尘的情况下进行贴合，同时为了减少贴合过程中产生气泡的概率，采用由内而外的贴合方式，提高曲面玻璃的贴膜良品率以及工作效率。

Description

一种全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机

技术领域

本发明涉及曲面玻璃加工工艺过程的撕膜覆膜领域，尤其涉及一种全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机。

背景技术

近些年来，曲面屏手机比起原来的平板手机，拥有更加立体的外观效果，将手机正面的弧度延展开来，同时提高了手机使用的舒适度，极大地扩展了屏幕的使用面积，因此而备受人们的青睐。

曲面玻璃的覆膜贴合技术也成为了大家研究的焦点，因为相比较平面玻璃而言，曲面玻璃的表面会贴上具有抗扰性的光学玻璃胶(OCA)、触摸薄膜以及其他的光学薄膜，而且因为曲面玻璃两侧有一定的弧度，因此贴膜的难度较高，良品率较低。

目前，针对曲面玻璃的贴膜最常见的方式是将曲面玻璃放置在相同形装的模具内，将腔体内抽为真空，将光学薄膜贴在曲面玻璃上。然而，因为直接贴合的过程中受限于曲面玻璃的制造精度以及覆膜装置的定位精度，以及覆膜的具体操作方式过于简单直接，使得曲面玻璃在过贴合程中容易产生错位，光学薄膜与玻璃之间容易产生气泡，从而贴膜的良品率较低。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，包括机架，所述机架上设有送料装置、取料装置、盖板模组、下腔体模组、抽真空机构和覆膜效果检测模块，送料装置与机架的横梁导轨滑块连接，下腔体模组设在机架的下部，机架下部设有曲面玻璃箱和覆膜箱，覆膜效果检测模块设在下腔体模组一侧，盖板模组设在下腔体模组的上方并位于传料送料装置的下方，抽真空装置与下腔体模组连接，取料装置与送料装置连接。

所述盖板模组包括盖板支架、盖板横梁，盖板横梁安装在盖板支架上形成可转动结构，盖板横梁上装有底板，底板上装有调整板，调整板上装设有固定块，调整板上设有温度传感器和压力传感器。

所述调整板设在底板的中心区域，固定块设有四个，并且四个固定块呈中心对称分布在调整板侧边。

所述取料装置包括撕膜装置、取覆膜装置以及取曲面玻璃装置，取覆膜装置和取曲面玻璃装置的结构相同并且对称设在送料装置的两侧，

所述撕膜装置包括取料电机、取料导轨、取料滑块和取料夹具，取料导轨与与送料装置连接，取料滑块活动装在取料导轨上并与取料电机连接，取料夹具装在取料滑块上，取料滑块上设有碰边调零监测器，取覆膜装置包括CCD支架，CCD支架底面装接有吸盘和位于吸盘上方装在CCD支架上的摄像机，CCD支架与取料滑块连接并位于取料夹具一侧。

所述取料夹具包括机械爪支架和机械爪，机械爪包括上侧机械爪和下侧机械爪，下侧机械爪固定在机械爪支架底部，上侧机械爪设在机械爪支架上沿机械爪支架上下滑动，下侧机械爪水平伸出并与水平面呈30度角，上侧机械爪水平伸出并与水平面呈30度角，上侧机械爪和下侧机械爪间形成夹紧空间。

所述下腔体模组包括下腔体，下腔体内设有曲面玻璃夹具，下腔体上设有正对着曲面玻璃夹具的视窗，下腔体内设有位于曲面玻璃夹具周围的密封圈，下腔体与抽真空装置连接，曲面玻璃夹具外侧设有加热管。

所述曲面玻璃夹具包括曲面玻璃放置台，曲面玻璃放置台内设有侧板，该侧板与曲面玻璃放置台内侧壁间设有弹簧，弹簧一端与侧板连接、另一端与曲面玻璃放置台内侧壁连接，腔体内设有空气含量监测器，曲面玻璃放置台上设有压力传感器和温度传感器。

所述抽真空装置从腔体底面伸入连接，并且抽真空装置上装设有真空流量计。

所述送料装置包括送料导轨、横梁导轨滑块、送料电机，横梁导轨滑块活动装在送料导轨上并与送料电机连接由送料电机控制运动，横梁导轨滑块通过连接板与取料导轨连接。

所述覆膜效果检测模块包括覆膜检测底座、覆膜检测激光-超声复合装置和覆膜检测升降杆，覆膜检测底座装在机架上，覆膜检测升降杆装在覆膜检测底座上，覆膜检测激光-超声复合装置装在覆膜检测升降杆上，并且位于下腔体模组的上方。

本发明的有益效果：可以对曲面玻璃进行柔性材料覆膜的贴合装置，在贴合过程之前进行抽真空，在贴合过程中可以进行升温加压，在取膜以及传送贴合过程中采用视觉定位装置，对曲面玻璃进行精准贴合，在贴合过程结束后，曲面玻璃将会传送到覆膜效果检测模块，所述贴膜效果检测模组包含粗检测和精确检测两个部分，粗检测为机器视觉检测，检测内容为保护膜与曲面玻璃在贴覆后是否存在行位误差，曲面玻璃与覆膜之间是否存在错位等问题；在精确检测部分，为激光和超声复合检测部分，激光针对有缺陷位置的吸收和折射率不同，超声信号对不同缺陷的反馈信号也不同，用来检测气泡、褶皱、划痕、灰尘杂质等缺陷。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图。

图2为本发明的主体背面结构示意图。

图3为本发明的传料送料结构装置示意图。

图4为本发明的抽真空装置结构示意图。

图5为本发明的覆膜效果检测模块结构示意图。

图6为本发明的下腔体模组结构示意图。

图7为本发明的盖板模组结构示意图。

图8为本发明的机械爪结构示意图。

图9为本发明的操作流程图。

附图标记：

1、15-竖梁，2-横梁导轨滑块，3-横梁导轨，4-电机，5-横梁，6-取料导轨，7-CCD支架，8、9-摄像机，10-取料滑块，11-碰边调零监测器，12-取料夹，13-视窗，14-抽真空装置，15-真空流量计，16、18-下腔体模组，17-曲面玻璃箱，19、21-盖板模组，20-覆膜箱，22-覆膜检测升降杆，23-覆膜检测激光-超声复合装置，24-覆膜检测底座，25-温度传感器，26-弹簧，27-密封圈，28-曲面玻璃挡板，29-压力传感器，30-加热管，31-空气含量检测器，32-底板，33-盖板横梁，34-盖板支架，35-压力传感器凹槽，36-固定块，37-温度传感器凹槽，38-调整板。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如附图1和2所示，本发明揭示了一种全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，包括机架，所述机架上设有送料装置、取料装置、盖板模组、下腔体模组、抽真空机构和覆膜效果检测模块，送料装置与机架横梁导轨滑块连接，下腔体模组设在机架的下部，机架下部设有曲面玻璃箱和覆膜箱，覆膜效果检测模块设在下腔体模组一侧，盖板模组设在下腔体模组的上方并位于传料送料装置的下方，抽真空装置14与下腔体模组连接，取料装置与送料装置连接。送料装置带动取料装置移动，取料装置对曲面玻璃抓取操作，同时撕膜、覆膜等操作，盖板模组与下腔体模组配合，实现膜与设备的贴合。

如附图1和2所示，机架包括左侧的立柱1、右侧的立柱15和装在立柱1和立柱15上端的横梁5。送料装置包括装在横梁5上的送料导轨3、横梁导轨滑块2、送料电机4，横梁导轨滑块2活动装在送料导轨3上并与送料电机4连接，横梁导轨滑块2通过连接板与取料装置连接。送料电机可为直线电机，带动横梁导轨滑块沿着送料导轨水平移动，从而带动取料装置的移动。横梁导轨滑块上可安装相应的摄像机，便于实时跟踪拍摄检测。

如附图7所示，所述盖板模组包括盖板支架34、盖板横梁33，盖板横梁33转动安装在盖板支架34上，盖板横梁33上装有底板32，底板32上装有调整板38，调整板38上装设有固定块36，调整板38上设有温度凹槽和压力凹槽，温度凹槽内装设温度传感器37，压力凹槽内装设压力传感器35。盖板横梁可通过转轴与盖板支架转动安装，实现盖板横梁的转动，并且可通过设置相应的阻尼件，实现任意角度都能够转动。盖板横梁的转动带动底板的转动。调整板设在底板的中心区域，固定块设有四个，并且四个固定块呈中心对称分布在调整板侧边。

底板、调整板和固定块构成上腔体夹具，用于夹持固定覆膜。当夹持不同尺寸的覆膜时，固定块可以调整相应的位置，并用紧固螺栓进行锁紧，因为部分光学薄膜为柔性材料，可以根据光学薄膜材料的不同改变预紧力的大小，使得光学薄膜在覆膜过程中处于完全伸展的装态。利用调整板上设置的压力传感器和温度传感器，能够检测覆膜时压力的大小和温度的大小。

盖板模组设置有两个，结构相同，并列设在机架的左右两侧。下腔体模组也相应的设置两个，与盖板模组一一对应。

如附图3和8所示，所述取料装置包括撕膜装置、取覆膜装置以及取曲面玻璃装置，取覆膜装置和取曲面玻璃装置的结构相同并且对称设在送料装置的两侧。在横梁导轨滑块的两侧对称设置一个撕膜装置、取覆膜装置以及取曲面玻璃装置。

所述撕膜装置包括取料电机、取料导轨6、取料滑块10和取料夹具12，取料导轨6与与送料装置的横梁导轨滑块连接，取料滑块10活动装在取料导轨6上并与取料电机连接，取料夹具装12在取料滑块10上，取料滑块10上设有碰边调零监测器11；取覆膜装置包括CCD支架7，CCD支架7底面装接有吸盘71和位于吸盘71上方装在CCD支架7上的摄像机8和摄像机9，CCD支架7与取料滑块10连接并位于取料夹具12一侧。取料夹具为光学薄膜夹具，相应的送料电机为光学薄膜电机，驱动取料夹具上下移动。

所述取料夹具12包括机械爪支架121和机械爪，机械爪包括上侧机械爪122和下侧机械爪123，下侧机械爪123固定在机械爪支架121底部，上侧机械爪122活动设在机械爪支架121上沿机械爪支架121上下滑动，下侧机械爪水平伸出并与水平面呈30度角，上侧机械爪水平伸出并与水平面呈30度角，上侧机械爪和下侧机械爪间形成夹紧空间。同一个取料夹具中，共设有四个机械爪，四个机械爪支架呈中心对称分布在覆膜装置上，机械爪支架长度为设为200mm，上侧的机械爪可以沿着机械爪支架滑动，与水平面呈30°，为一个横截面是平行四边形的滑块，在撕膜的过程中，四个机械爪同时进行工作，对曲面玻璃的保护膜进行撕膜操作，下侧机械爪将保护膜撕开后放在撕起来的保护膜下部，同时上侧机械爪进行滑动与下侧机械爪移近夹紧，在上侧和下侧机械爪同时夹紧保护膜后将控制机械爪的机械爪支架上升，直至保护膜被完全撕下为止。

如附图5和6所示，所述下腔体模组包括腔体39，腔体39内设有曲面玻璃夹具，下腔体39上设有正对着曲面玻璃夹具的视窗40，下腔体39内设有位于曲面玻璃夹具周围的密封圈27，下腔体39与抽真空装置15连接，曲面玻璃夹具外侧设有加热管30。下腔体模组16和下腔体模组18并列设置，结构相同，可同时工作，提高效率。下腔体模组的位置保持不变，在工作中不需要移动。通过设置密封圈，用来隔绝下腔体内部与外界的接触。在机器进行加工时，通过视窗便于观察在曲面玻璃覆膜的过程中机器的工作状态。

所述曲面玻璃夹具包括曲面玻璃放置台41，曲面玻璃放置台41内设有侧板28，该侧板28与曲面玻璃放置台41内侧壁间设有弹簧26，弹簧26一端与侧板28连接连接、另一端与曲面玻璃放置台41内侧壁连接，腔体39内设有空气含量监测器，曲面玻璃放置台上设有压力传感器和温度传感器。在曲面玻璃放置台底部可设置气缸推进装置，用来在贴膜过程中对曲面玻璃进行加压，同时通过空气含量监测器，在抽真空装置运行一段时间后，对腔体内空气的含量进行检测，在满足加工条件后即空气浓度小于5％后方可进行加工。在曲面玻璃贴合时可以对曲面玻璃的尺寸进行调节，通过调节侧板在曲面玻璃放置台内的位置对曲面玻璃进行定位，既可以贴合面积较小的手机曲面玻璃，也可以贴合尺寸较大的车载CD玻璃等，可以对不同曲率大小的曲面玻璃进行贴合，提高机器的利用效率。在曲面玻璃放置台内的两侧各设有一个侧板，通过弹簧的弹力，保证曲面玻璃放置台内的两个侧板的移动距离相同，提高定位精度。

所述抽真空装置14从腔体底面伸入连接，并且抽真空装置14上装设有真空流量计15。所述抽真空装置安装在下腔体模组下部，抽真空装置在曲面贴合机开机后立即工作，直至真空流量计的示数达到要求后暂停工作。

所述覆膜效果检测模块包括覆膜检测底座24、覆膜检测激光-超声复合装置23和覆膜检测升降杆22，覆膜检测底座24装在机架上，覆膜检测升降杆22装在覆膜检测底座24上，覆膜检测激光-超声复合装置23装在覆膜检测升降杆上，并且位于下腔体模组的上方。

覆膜效果检测模块包含粗检测和精确检测两个部分，粗检测为机器视觉检测，通过机器视觉进行检测，护膜与曲面玻璃在贴覆后是否存在行位误差，曲面玻璃与覆膜之间是否存在错位等问题；在精确检测部分，为激光和超声复合检测部分，激光针对有缺陷位置的吸收和折射率不同，超声信号对不同缺陷的反馈信号也不同，用来检测气泡、褶皱、划痕、灰尘杂质等缺陷。采用的覆膜检测激光-超声复合装置为现有技术产品。

本发明中，在曲面玻璃箱内存放曲面玻璃，在覆膜箱内存放覆膜。由送料装置带动取料装置的移动。将覆膜箱内的膜放到盖板模组的调整板上，将曲面玻璃放在下腔体装模组中的曲面玻璃放置台内，调整好侧板进行定位。

取料装置中，通过在机械爪12侧面安装的摄像机8和摄像机9识别检测到覆膜和曲面玻璃的边沿应进行定位，摄像机8在进行图像识别定位后摄像机9对物体进行二次定位，调整取料夹具12到覆膜和曲面玻璃的正中心位置，机械爪垂直向下移动进行覆膜和曲面玻璃的拾取，在安装摄像机的移动架上有水平方向的导轨，在拾取覆膜和曲面玻璃后机械爪可以沿着导轨进行水平方向的移动，在模组架以及取料滑块10的配合下移动到盖板模组和下腔体模组的正上方，将覆膜和曲面玻璃固定在盖板模组和下腔体模组后，按原路返回至起始点，重复上述工作。

通过取料夹具下移，在接触到光学薄膜表面后进行重复定位，定位精度为0.01mm，并确定Z轴零点位置，随后沿着Z轴升高1mm，在水平面内进行移动，在移动出光学薄膜的区域后，根据光学薄膜上覆膜的厚度不同在Z轴零点位置下降不同的距离，即光学薄膜表面覆膜的厚度，在同时光学薄膜的两侧夹起膜的二端后升高Z轴位置缓慢移动直至膜撕下。同时在覆膜的一侧设置有压力传感器，用于检测覆膜时压力的大小，再通过翻转底板来使光学薄膜翻转，旋转的角度大小根据盖板模组和下腔体模组之间的定位装置进行控制，将光学薄膜贴合在曲面玻璃上。调整板38固定在底板32的正中央用来对覆膜的位置进行调节，调整板38上有压力传感器35以及温度传感器37，在翻转覆膜的过程中避免与压力传感器35和温度传感器25产生干涉。4个呈中心对称分布的固定块36在光学薄膜夹具上对光学薄膜进行夹持固定，确保光学薄膜的稳定夹持。

将光学薄膜覆在曲面玻璃上后，可通过加热管加热，同时加压处理。在贴膜进行前，需要对下腔体模组内部抽真空，在抽真空装置运行一段时间后，对腔体内空气的含量进行检测，在满足加工条件后即空气浓度小于5％后方可进行加工。

在贴合过程中，通过覆膜效果检测模块进行实时检测，利用摄像头对贴合了覆膜的曲面玻璃进行扫描识别，通过比较曲面玻璃表面覆膜的位置精度来判定覆膜的效果是否满足标准，检测内容为保护膜与曲面玻璃在贴覆后是否存在行位误差，曲面玻璃与覆膜之间是否存在错位等问题；在粗检测合格的条件下进行曲面玻璃覆膜的精检测，在精确检测部分，为激光和超声复合检测部分，激光针发出的激光对有缺陷位置的吸收和折射率不同，通过比较覆膜表面激光的折射率可以检测到覆膜表面有缺陷的位置，超声信号对不同缺陷的反馈信号也不同，使用超声探头向覆膜好的曲面玻璃表面发射超声波，当覆膜表面存在气泡时会有明显的凸起，或者存在褶皱以及表面颗粒物时，超声波遇到起伏不平的表面时将会有不同的反射信号，利用反射信号传递会探头表面的时间差，用来检测气泡、褶皱、划痕、灰尘杂质等缺陷。

整个流程为：

如附图9所示，取曲面玻璃和覆膜，调整好曲面玻璃的放置位置，根据不同的曲面玻璃的尺寸进行变尺寸变曲率贴膜。将曲面玻璃放置在下模腔模组内，覆膜放在盖板模组上，通过机械爪撕去覆膜表面的保护膜及曲面玻璃表面的保护膜，盖板模组中的底板翻转，抽真空装置对下模腔体抽真空，盖板模组加压将覆膜贴合在曲面玻璃上，最后检测贴合效果。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是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 (10)

1.一种全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，包括机架，其特征在于，所述机架上设有送料装置、取料装置、盖板模组、下腔体模组、抽真空机构和覆膜效果检测模块，送料装置与机架的横梁导轨滑块连接，下腔体模组设在机架的下部，机架下部设有曲面玻璃箱和覆膜箱，覆膜效果检测模块设在下腔体模组一侧，盖板模组设在下腔体模组的上方并位于传料送料装置的下方，抽真空装置与下腔体模组连接，取料装置与送料装置连接。

2.根据权利要求1所述的全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，其特征在于，所述盖板模组包括盖板支架、盖板横梁，盖板横梁安装在盖板支架上形成可转动结构，盖板横梁上装有底板，底板上装有调整板，调整板上装设有固定块，调整板上设有温度传感器和压力传感器。

3.根据权利要求2所述的全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，其特征在于，所述调整板设在底板的中心区域，固定块设有四个，并且四个固定块呈中心对称分布在调整板侧边。

4.根据权利要求3所述的全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，其特征在于，所述取料装置包括撕膜装置、取覆膜装置以及取曲面玻璃装置，取覆膜装置和取曲面玻璃装置的结构相同并且对称设在送料装置的两侧。

5.根据权利要求4所述的全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，其特征在于，所述撕膜装置包括取料电机、取料导轨、取料滑块和取料夹具，取料导轨与与送料装置连接，取料滑块活动装在取料导轨上并与取料电机连接，取料夹具装在取料滑块上，取料滑块上设有碰边调零监测器，取覆膜装置包括CCD支架，CCD支架底面装接有吸盘和位于吸盘上方装在CCD支架上的摄像机，CCD支架与取料滑块连接并位于取料夹具一侧。

6.根据权利要求5所述的全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，其特征在于，所述取料夹具包括机械爪支架和机械爪，机械爪包括上侧机械爪和下侧机械爪，下侧机械爪固定在机械爪支架底部，上侧机械爪设在机械爪支架上沿机械爪支架上下滑动，下侧机械爪水平伸出并与水平面呈30度角，上侧机械爪水平伸出并与水平面呈30度角，上侧机械爪和下侧机械爪间形成夹紧空间。

7.根据权利要求6所述的全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，其特征在于，所述下腔体模组包括下腔体，下腔体内设有曲面玻璃夹具，下腔体上设有正对着曲面玻璃夹具的视窗，下腔体内设有位于曲面玻璃夹具周围的密封圈，下腔体与抽真空装置连接，曲面玻璃夹具外侧设有加热管。

8.根据权利要求7所述的全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，其特征在于，所述曲面玻璃夹具包括曲面玻璃放置台，曲面玻璃放置台内设有侧板，该侧板与曲面玻璃放置台内侧壁间设有弹簧，弹簧一端与侧板连接、另一端与曲面玻璃放置台内侧壁连接，腔体内设有空气含量监测器，曲面玻璃放置台上设有压力传感器和温度传感器。

9.根据权利要求8所述的全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，其特征在于，所述抽真空装置从腔体底面伸入连接，并且抽真空装置上装设有真空流量计,所述送料装置包括送料导轨、横梁导轨滑块、送料电机，横梁导轨滑块活动装在送料导轨上并与送料电机连接由送料电机控制运动，横梁导轨滑块通过连接板与取料导轨连接。

10.根据权利要求9所述的全自动撕膜变曲率曲面贴合检测一体机，其特征在于，所述覆膜效果检测模块包括覆膜检测底座、覆膜检测激光-超声复合装置和覆膜检测升降杆，覆膜检测底座装在机架上，覆膜检测升降杆装在覆膜检测底座上，覆膜检测激光-超声复合装置装在覆膜检测升降杆上，并且位于下腔体模组的上方。

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