CN113478806B - 一种曲面贴合机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲面贴合机及其控制方法，包括载膜机构、压辊机构、承载机构；载膜机构的面板所在的上表面均布负压吸孔，并通过所述负压吸孔对承载在面板上表面的软膜进行负压吸附固定；压辊机构压辊座沿横梁架的延伸方向横向滑动连接，吸附膜附着在两组收紧座之间并通过压辊座压紧；承载机构的铰接件铰接承载平台所在的中部位置，同时推动件位于承载平台所在的一端部位置，通过推动件的推动作用使承载平台沿铰接件部位铰接摆动；通过压辊机构对载膜机构上承载的软膜吸附后，移动至承载机构的待加工件上方，再通过压辊机构压合软膜并贴附在待加工件上。实现了对于异型面的待加工件表面贴膜自动化，极大降低了人工成本，同时贴膜效率更高。

Description

一种曲面贴合机及其控制方法

技术领域

本发明属于曲面贴合设备技术领域，具体涉及一种曲面贴合机及其控制方法。

背景技术

汽车作为现在日常的代步工具，普及率越来越高，新能源汽车是一种采用综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车，且新能源汽车相比传统的燃油车，外形具有更加个性化的设计，也更加吸引年轻用户的选择。

对于这种新能源汽车内饰，一般采用较多的是流线型的车载显示屏幕，这种车载显示屏幕的潮流不只是由小变大，由少变多，而3D曲面玻璃的应用正成为车载显示屏幕新趋势，这种技术改进了汽车内饰的设计，提高了车载功能整合的自由度。但是由于玻璃本身性能的限定，对于成型的3D异型面的玻璃其材质的耐磨性、隔热性较差以及触控要求，需要在3D异型玻璃表面覆盖有多层膜结构，这样既不影响玻璃的透光性，又能够增加3D异型玻璃的触控性能，在汽车内饰方面具有更多的应用市场。

在中国专利申请号为201811440748.8中公开了一种曲面屏自动贴膜装置，在该装置中，包括机架平台，通过机架平台上设置的曲面料盘供料装置，贴膜时，保护膜上料完成后转动至保护膜直面贴膜工位上，同时两侧的限位滚轮对曲面屏宽度方向的精度进行定位，通过将保护膜精密贴合在沿曲面屏的直面上，这种贴合的方式均是对规则的直面屏进行贴膜操作。随着市场需求的增大，异型面的曲面需求也越来越多，由于异型面玻璃的弧度形状不规则，目前对于异型曲面玻璃的贴膜方式大多数还是采用手工贴合，这种贴合容易造成膜本身在贴合时容易造成撕裂损伤，还会影响贴膜的贴合效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种曲面贴合机及其控制方法，解决了现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种曲面贴合机，包括载膜机构、压辊机构、承载机构；所述载膜机构包括面板、X轴驱动件、Y轴驱动件，所述面板所在的上表面均布负压吸孔，并通过所述负压吸孔对承载在所述面板上表面的软膜进行负压吸附固定，通过所述X轴驱动件在X轴方向上的运动以及Y轴驱动件在Y轴方向上的运动实现面板的相对位置调整；

所述压辊机构包括固定在工作台上的定位支架、横梁架、压辊座、收紧座、吸附膜，所述定位支架为两组并分别位于工作台所在的两侧位置，使所述横梁架纵向滑动连接在两组定位支架的上端面，所述压辊座沿横梁架的延伸方向横向滑动连接，所述吸附膜附着在两组收紧座之间并通过压辊座向下压紧；

所述承载机构包括承载平台、铰接件、推动件，所述承载平台上承载待加工件，所述铰接件铰接承载平台所在的中部位置，同时所述推动件位于承载平台所在的一端部位置，通过所述推动件的推动作用使承载平台沿铰接件部位铰接摆动；

通过所述压辊机构对载膜机构上承载的软膜吸附后，移动至承载机构的待加工件上方，再通过所述压辊机构压合软膜并贴附在待加工件上。

进一步的，所述载膜机构所在的面板上均布有若干组定位销，所述定位销通过驱动机构独立驱动在面板所在的上表面实现上下方向的运动。

进一步的，所述载膜机构所在的下方设置多组沿上下方向驱动的Z轴驱动件，以实现面板在Z轴上下方向的位置调整。

进一步的，所述压辊座包括固定座、驱动气缸以及压辊，所述固定座所在的上部跨越横梁架并滑动连接，同时所述驱动气缸设置在固定座两侧位置，所述驱动气缸伸出的下端部位置连接有若干组压辊，通过压辊向下挤压对吸附膜压紧。

进一步的，所述横梁架所在的两端部位置设置有收紧座，所述收紧座通过独立驱动对设置在两组收紧座之间的吸附膜收紧。

进一步的，所述推动件包括铰接在承载平台端部的固定架、丝杆，所述固定架所在的上端部铰接在承载平台的一端部位置，所述固定架所在的外侧壁沿竖直方向设置有滑轨，同时在所述滑轨滑动连接有滑块，所述滑块为固定式设置在工作台上，同时所述丝杆螺纹连接在固定架上，并通过外部的驱动源驱动实现固定架沿着丝杆延伸方向上下运动。

进一步的，所述承载平台所在的上表面设置与待加工件内面相贴合的异型面结构。

所述的曲面贴合机的控制方法，包括以下步骤：

S1、首先将裁切好的软膜附着在载膜机构所在的面板上，通过面板上的负压吸孔对软膜进行吸附操作；

S2、驱动压辊机构移动至载膜机构正上方位置，随后收紧座向下伸出吸附膜，直至吸附膜贴合在软膜上方，并驱动压辊座沿吸附膜的延伸方向滚动，使软膜附着在吸附膜上，随后压辊座及收紧座复位；

S3、压辊机构移动至承载机构所在的正上方位置，随后收紧座带动附着有软膜的吸附膜向下运动直至贴合在承载平台上的待加工件上，并使驱动压辊座沿吸附膜的延伸方向滚动，同时控制承载机构的上下摆动，使附着在吸附膜上的软膜贴合压紧在待加工件上；

S4、压辊机构复位，并将贴合有软膜的待加工件取出，工序完成。

进一步的，所述S2操作前，在所述载膜机构以及承载机构所在的上方位置设置有拍摄模块，并通过实时比较承载机构上待加工件的位置与载膜机构上承载的软膜位置，通过调整所述载膜机构下方的X轴驱动件、Y轴驱动件、Z轴驱动件的驱动，使面板上负载软膜的相对位置与承载机构上的待加工件的相对位置相匹配，再控制压辊机构进行压膜吸附操作。

本发明的有益效果：

1、本装置实现了自动化将对于异型面的待加工件表面贴膜操作，极大降低了人工成本，同时贴膜效率更高，即当压辊机构在贴膜时，通过控制承载机构上的待加工件偏转适当的角度，以便软膜能够充分贴合在待加工件的异型面连接处位置。

2、本装置载膜机构通过底部的X轴驱动件、Y轴驱动件、Z轴驱动件的独立驱动，实现上方吸附的软膜在贴膜前与待加工件的位置匹配，然后再通过压辊机构进行转移贴附，提高贴合效率的同时，也降低了普通贴膜时与软膜接触所造成的二次污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的曲面贴合机整体结构示意图；

图2是本发明实施例的载膜机构整体示意图；

图3是本发明实施例的载膜机构正面示意图；

图4是本发明实施例的载膜机构A处部分示意图；

图5是本发明实施例的压辊机构整体示意图；

图6是本发明实施例的压辊机构正面示意图；

图7是本发明实施例的压辊座结构示意图；

图8是本发明实施例的承载机构整体示意图；

图9是本发明实施例的承载机构的推动件部位示意图；

图10是本发明实施例的整体使用方法流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种曲面贴合机，包括载膜机构1、压辊机构2、承载机构3。通过压辊机构2对载膜机构1上承载的软膜吸附后，移动至承载机构3上的待加工件上方，再通过压辊机构2压合软膜并贴附在待加工件上。

如图2、图3所示，载膜机构1包括面板11、X轴驱动件12、Y轴驱动件13，面板11所在的上表面均布负压吸孔101，并通过负压吸孔101对承载在面板11上表面的软膜进行负压吸附固定。使用时，将软膜附着在面板11上表面，随后启动负压，使负压吸孔101产生负压吸气，吸附软膜使其固定在面板11所在的上表面。

根据需要，如图4所示，载膜机构1所在的面板11上均布有若干组定位销111，当对于asf防爆膜贴合时，将其附着在面板11所在的上表面，随后定位销111通过驱动机构独立驱动在面板11所在的上表面伸出，固定asf防爆膜（其对应位置设置有孔洞）所在的位置，方便压辊机构2进行贴合吸附。

通过X轴驱动件12在X轴方向上的运动以及Y轴驱动件13在Y轴方向上的运动实现面板11在X轴、Y轴方向上相对位置调整。载膜机构1所在的下方设置多组（至少两组，分别设置在面板11的两端部下方位置）沿上下方向驱动的Z轴驱动件14，以实现面板11在Z轴上下方向的位置调整。通过在X轴、Y轴、Z轴三个维度方向的调整，可实现附着在面板11上软膜的相对位置与承载机构3上待加工件的相对位置相匹配（即软膜所形成的平面坐标位置与待加工件上表面形成的平面坐标相匹配），提高压辊机构2在压合贴膜时的精准性。

如图5、图6所示，压辊机构2包括固定在工作台上的定位支架21、横梁架22、压辊座23、收紧座24、吸附膜25，定位支架21位于工作台上方所在的两侧位置，使横梁架22纵向滑动连接（可通过拖链或者滑轨连接方式滑动均在本申请的保护范围内）在两组定位支架21的上端面，压辊座23沿横梁架22的延伸方向横向滑动连接，吸附膜25附着在两组收紧座24之间并通过压辊座23压紧。

如图7所示，压辊座23包括固定座231、驱动气缸232以及压辊233，固定座231所在的上部跨越横梁架22并滑动连接，以实现固定座231沿着横梁架22的延伸方向滑动，同时驱动气缸232设置在固定座231两侧位置，驱动气缸232伸出的下端部位置连接有若干组压辊233，驱动气缸232可实现上下方向的伸缩，以便调整压辊233所在的高度（压辊233沿中心轴方向可自由滚动），同时横梁架22所在的两端部位置设置有收紧座24，收紧座24通过独立驱动对设置在两组收紧座24之间的吸附膜25收紧，再通过压辊233对吸附膜25向下的压紧（此时压辊233位于吸附膜25所在的上方位置）。

如图8所示，承载机构3包括承载平台31、铰接件32、推动件33，承载平台31上承载待加工件（承载平台31所在的上表面设置与待加工件内面相贴合的异型面结构），铰接件32铰接承载平台31所在的中部位置，同时推动件33位于承载平台31所在的一端部位置，通过推动件33的推动作用使承载平台31沿铰接件32部位铰接上下摆动，以便承载平台31上的待加工件与吸附膜25上被吸附的软膜在压辊座23的挤压作用下充分贴合。

如图9所示，推动件33包括铰接在承载平台31端部的固定架331、丝杆332，固定架331所在的上端部铰接在承载平台31的一端部位置，固定架331所在的外侧壁沿竖直方向设置有滑轨3311，同时在滑轨3311上滑动连接有滑块3312，滑块3312为固定式设置在工作台上，丝杆332螺纹连接在固定架331上，使用时，通过外部的驱动源驱动，丝杆332螺纹旋动以实现固定架331沿着丝杆332丝杆旋动的竖直方向上下运动（本申请亦或采用其他气缸、螺杆、液压方式驱动固定架331的端部上下运动的方式均在本申请的保护范围内），固定架331所在的两侧通过滑轨3311与滑块3312方式滑动连接，起到导向作用，当待加工件为异型面时，由于吸附膜25在张紧状态下为平面结构，对于异型面贴合时无法实现精准贴合，通过推动件33实时调整承载平台31所在上表面待加工件的偏转角度，可有效提高软膜与待加工件之间的贴合效率。

如图10所示，曲面贴合机的控制方法，包括以下步骤：

S1、首先将裁切好的软膜附着在载膜机构1所在的面板11上，通过面板11上的负压吸孔101对软膜进行吸附操作，使待涂覆的软膜附着平铺在面板11上。

载膜机构1以及承载机构3所在的上方位置设置有拍摄模块（图中未具体画出），并通过比较承载机构3上待加工件的位置与载膜机构1上承载的软膜位置（由于待加工件所在的上表面为曲面结构，需要通过拍摄模组将其曲面拍摄后通过三维仿真软件转换成二维平面图形，然后以转换后的二维平面图纸为基准位置坐标，在载膜机构1上摆放已裁切好且大小相等的软膜，该软膜能够完全包裹在待加工件所在的上表面），再通过调整载膜机构1下方的X轴驱动件12、Y轴驱动件13、Z轴驱动件14的驱动，使面板11上负载的软膜相对位置（实际位置坐标）与承载机构3上的待加工件的（基准位置坐标）相匹配，再控制压辊机构2进行压膜吸附并贴膜操作，无需再调整软膜贴合时的方向，即可完全实现软膜贴附在待加工件的精准匹配，提高了贴膜的效率。

S2、驱动横梁架22沿着定位支架21的方向移动至载膜机构1所在纵向位置，随后再驱动压辊机构2沿着横梁架22横向移动至载膜机构1正上方位置，接着收紧座24向下伸出，同时挤压吸附膜25向下整体移动，直至吸附膜25贴合在软膜上方，随后关闭面板11的负压吸附，并驱动压辊座23沿吸附膜25的延伸方向滚动（从软膜所在的一侧向另一侧均匀滚动），使软膜整体附着在吸附膜25上，随后压辊座23及收紧座24复位。

S3、压辊机构2所在的横梁架22移动至承载机构3所在的纵向位置，再调整压辊机构2沿着横梁架22延伸方向上移动至承载机构3所在的正上方位置，随后收紧座24带动附着有软膜的吸附膜25向下运动，直至贴合在承载平台31上的待加工件上，并使驱动压辊座23的驱动气缸232向下伸出压辊233，挤压并沿吸附膜25的延伸方向滚动（从软膜所在的一侧向另一侧均匀滚动），在压辊座23滚动的同时，通过控制承载机构3的推动件33上下推动作用，使承载平台31上的待加工件发生一定角度的偏转，从而实现附着在吸附膜25上的软膜在压辊座23贴合压紧下，将软膜在待加工件异型玻璃面的凹槽或凸起处充分接触，避免直接贴膜时由于吸附膜25为直面结构，造成软膜贴合在异型面上的撕裂损伤和匹配不精准的问题，提高了整体的贴合效率（根据需要，可单独设定程序控制推动件33的推动时间和角度，便于匹配软膜贴合时的精准度，实现更加自动化贴膜）。

S4、贴膜完成后，软膜被完全被覆盖在待加工件的上表面，压辊机构2完成复位，并将贴合有软膜的待加工件取出，即工序完成。

整个装置可以实现了自动化将对于异型面的待加工件表面贴膜操作，极大降低了人工成本，同时贴膜效率更高，即当压辊机构在贴膜时，通过控制承载机构上的待加工件偏转适当的角度，以便软膜能够充分贴合在待加工件的异型面连接处凹槽或凸起位置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种曲面贴合机，其特征在于，包括载膜机构(1)、压辊机构(2)、承载机构(3)；所述载膜机构(1)包括面板(11)、X轴驱动件(12)、Y轴驱动件(13)，所述面板(11)所在的上表面均布负压吸孔(101)，并通过所述负压吸孔(101)对承载在所述面板(11)上表面的软膜进行负压吸附固定，通过所述X轴驱动件(12)在X轴方向上的运动以及Y轴驱动件(13)在Y轴方向上的运动实现面板(11)的相对位置调整；

所述压辊机构(2)包括固定在工作台上的定位支架(21)、横梁架(22)、压辊座(23)、收紧座(24)、吸附膜(25)，所述定位支架(21)为两组并分别位于工作台所在的两侧位置，使所述横梁架(22)纵向滑动连接在两组定位支架(21)的上端面，所述压辊座(23)沿横梁架(22)的延伸方向横向滑动连接，所述吸附膜(25)附着在两组收紧座(24)之间并通过压辊座(23)向下压紧；

所述承载机构(3)包括承载平台(31)、铰接件(32)、推动件(33)，所述承载平台(31)上承载待加工件，所述铰接件(32)铰接承载平台(31)所在的中部位置，同时所述推动件(33)位于承载平台(31)所在的一端部位置，通过所述推动件(33)的推动作用使承载平台(31)沿铰接件(32)部位铰接摆动；

所述推动件(33)包括铰接在承载平台(31)端部的固定架(331)、丝杆(332)，所述固定架(331)所在的上端部铰接在承载平台(31)的一端部位置，所述固定架(331)所在的外侧壁沿竖直方向设置有滑轨(3311)，同时在所述滑轨(3311)滑动连接有滑块(3312)，所述滑块(3312)为固定式设置在工作台上，同时所述丝杆(332)螺纹连接在固定架(331)上，并通过外部的驱动源驱动实现固定架(331)沿着丝杆(332)延伸方向上下运动；

通过所述压辊机构(2)对载膜机构(1)上承载的软膜吸附后，移动至承载机构(3)的待加工件上方，再通过所述压辊机构(2)压合软膜并贴附在待加工件上，控制承载机构(3)的推动件(33)上下推动作用，使承载平台(31)上的待加工件发生角度的偏转，从而实现附着在吸附膜(25)上的软膜在压辊座(23)贴合压紧。

2.根据权利要求1所述的曲面贴合机，其特征在于，所述载膜机构(1)所在的面板(11)上均布有若干组定位销(111)，所述定位销(111)通过驱动机构独立驱动在面板(11)所在的上表面实现上下方向的运动。

3.根据权利要求1所述的曲面贴合机，其特征在于，所述载膜机构(1)所在的下方设置多组沿上下方向驱动的Z轴驱动件(14)，以实现面板(11)在Z轴上下方向的位置调整。

4.根据权利要求1所述的曲面贴合机，其特征在于，所述压辊座(23)包括固定座(231)、驱动气缸(232)以及压辊(233)，所述固定座(231)所在的上部跨越横梁架(22)并滑动连接，同时所述驱动气缸(232)设置在固定座(231)两侧位置，所述驱动气缸(232)伸出的下端部位置连接有若干组压辊(233)，通过压辊(233)向下挤压对吸附膜(25)压紧。

5.根据权利要求4所述的曲面贴合机，其特征在于，所述横梁架(22)所在的两端部位置设置有收紧座(24)，所述收紧座(24)通过独立驱动对设置在两组收紧座(24)之间的吸附膜(25)收紧。

6.根据权利要求1所述的曲面贴合机，其特征在于，所述承载平台(31)所在的上表面设置与待加工件内面相贴合的异型面结构。

7.根据权利要求1-6任一项所述的曲面贴合机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、首先将裁切好的软膜附着在载膜机构(1)所在的面板(11)上，通过面板(11)上的负压吸孔(101)对软膜进行吸附操作；

S2、驱动压辊机构(2)移动至载膜机构(1)正上方位置，随后收紧座(24)向下伸出吸附膜(25)，直至吸附膜(25)贴合在软膜上方，并驱动压辊座(23)沿吸附膜(25)的延伸方向滚动，使软膜附着在吸附膜(25)上，随后压辊座(23)及收紧座(24)复位；

S3、压辊机构(2)移动至承载机构(3)所在的正上方位置，随后收紧座(24)带动附着有软膜的吸附膜(25)向下运动直至贴合在承载平台(31)上的待加工件上，并使驱动压辊座(23)沿吸附膜(25)的延伸方向滚动，同时控制承载机构(3)的上下摆动，使附着在吸附膜(25)上的软膜贴合压紧在待加工件上；

S4、压辊机构(2)复位，并将贴合有软膜的待加工件取出，工序完成。

8.根据权利要求7所述的曲面贴合机的控制方法，其特征在于，所述S2操作前，在所述载膜机构(1)以及承载机构(3)所在的上方位置设置有拍摄模块，并通过实时比较承载机构(3)上待加工件的位置与载膜机构(1)上承载的软膜位置，通过调整所述载膜机构(1)下方的X轴驱动件(12)、Y轴驱动件(13)、Z轴驱动件(14)的驱动，使面板(11)上负载软膜的相对位置与承载机构(3)上的待加工件的相对位置相匹配，再控制压辊机构(2)进行压膜吸附操作。

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