CN115838571A - 一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置及方法，包括机架、贴膜装置、真空***及人机操作控制***，所述贴膜装置安装在所述机架上，所述真空***与所述贴膜装置连接，所述人机操作控制***安装在所述机架前侧，且与贴膜装置及真空***信号连接；所述贴膜装置包括翻转压合机构、粘贴工位封闭腔体、触摸面板安装夹具及顶升机构，所述触摸面板安装夹具与所述顶升机构相连，所述触摸面板安装夹具及顶升机构安装于所述粘贴工位封闭腔体内，所述翻转压合机构与所述粘贴工位封闭腔体压合密封。本发明简化了结构的设计，从而降低了设备开发成本，也提高了作业的效率，具有较为广泛的应用前景。

Description

一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置及方法

技术领域

本发明涉及真空贴膜技术领域，具体涉及一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置及方法。

背景技术

随着现代制造及材料技术的提升，汽车、智能家电、移动终端等产品大量使用三维曲面造型的触摸面板作为人机交互界面以提高产品的美观性和智能化水平，同时这些高端智能化产品也给制造技术提出越来越高的挑战。所述曲面触摸面板的触摸功能实际由一张轻薄的感应触摸膜片所提供，感应触摸膜片需要粘贴在曲面触摸面板的内侧面的指定位置，使用者在触摸面板外侧面使用手指等触摸工具在指定区域触摸面板表面时会在感应触摸膜片产生特定的输入电信号，最后后端信号处理模块实现所需相应控制功能。带感应触摸膜片的触摸面板需要根据产品的整体外形需求设计成特定的三维曲面，感应触摸膜片在粘贴时需要对粘贴位置和粘贴质量进行严格的管控，否则会导致触摸感应功能不良，从而影响智能产品的整体性能。

针对贴膜工艺，当前主要存在以下几个技术难题：

1）由于产品设计要求，触摸模块往往布局紧凑、集成功能多，所以触摸面板贴膜空间往往十分狭小，难以手工粘贴带强力背胶的感应触摸膜片，手工粘贴的效率低，产品合格率也很低；

2）感应触摸膜片为满布感应触点的轻薄塑料膜，在粘贴过程中极易由于触摸面板为三维曲面构造而发生褶皱，从而会导致质量不良甚至产品报废，所述感应触摸膜片属于高技术附加值部件，报废成本很高；

3）感应触摸膜片在粘贴过程中容易出现气泡被封闭在触摸膜片粘贴区域内，由于强力黏性的背胶而难以被排出，在产品使用过程由于外界气温环境的变化气泡发生扩大可能会导致触摸功能出现不良现象，给产品带来较大质量隐患。

当前，随着各种电子产品智能化水平的不断提升，触摸技术应用越来越广阔，具有广阔的发展前景。针对带触摸感应的感应触摸膜片粘贴工艺技术难点，实现感应触摸膜片在三维曲面上快速、精准且无褶皱、无气泡的粘贴技术成为亟待解决的工程技术问题。

发明内容

为了解决感应触摸膜片在三维触摸面板内侧粘贴时容易发生褶皱、气泡封闭以及由于空间狭小难以手工操作等问题，从而导致难以保证粘贴位置精度、效率低、产品报废成本高等的技术难题，本发明提供了一种能够快速、精准且无褶皱、无气泡封闭的一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜方法及装置。

本发明解决其技术难题所采用的技术方案如下：

一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，包括机架、贴膜装置、真空***及人机操作控制***，所述贴膜装置安装在所述机架上，所述真空***与所述贴膜装置连接，所述人机操作控制***安装在所述机架前侧，且与贴膜装置及真空***信号连接；所述贴膜装置包括翻转压合机构、粘贴工位封闭腔体、触摸面板安装夹具及顶升机构，所述触摸面板安装夹具与所述顶升机构相连，所述触摸面板安装夹具及顶升机构安装于所述粘贴工位封闭腔体内，所述翻转压合机构与所述粘贴工位封闭腔体压合密封。

进一步的，所述翻转压合机构包括压合接近开关传感器、翻起到位检测接近开关、安装座、检测块、衬套固定座、操作手柄、盖板、转轴、挡停防呆气缸及硅胶压块粘贴机构；所述硅胶压块粘贴机构安装在所述盖板内侧上；所述盖板通过翻转转轴安装于所述安装座上，所述挡停防呆气缸与所述翻起到位检测接近开关安装于所述安装座上，所述安装座设置在机架上；所述压合接近开关传感器安装在所述贴膜装置侧边，所述检测块、衬套固定座及操作手柄分别设置在盖板上，且检测块与压合接近开关传感器位置相对应；所述挡停防呆气缸的活塞杆上连接与挡停防呆气缸连接插销轴，所述盖板上设有挡块，且挡停防呆气缸连接插销轴与挡块相配合，防止误操作对所述盖板进行翻转，所述盖板上设有真空气管接头一，通过真空气管接头一与真空***相连。

翻转压合机构是具有翻转功能且在压合位置和翻起位置可以实现防呆功能的手动操作盖板机构，所述硅胶压块机构安装在所述盖板机构上；当所述盖板翻转到压合位置时，所述盖板压合位置由安装在所述贴膜装置侧边的接近开关检测判定，所述接近开关将探测信号传递给PLC控制***驱动所述安装于所述贴膜装置两侧的锁定气缸活塞杆伸出，所述活塞杆与锁定插销连接，所述插销***所述盖板侧边安装的衬套固定座内，从而将盖板锁定；当所述盖板翻转到所述翻起位置，所述盖板由设置在末位置的接近开关检测到位，所述盖板将探测信号传递给PLC控制***驱动所述挡停防呆气缸活塞杆伸出，防止误操作对所述盖板进行翻转动作；另外，所述挡停防呆气缸活塞杆与限位杆连接，所述限位杆嵌套在无油衬套内确保限位杆的径向刚度，从而可以延长机构的使用寿命。

挡停防呆气缸是安装在翻转压合机构安装底座一侧的防呆机构，所述气缸活塞杆与一根插销轴连接，所述插销轴嵌套在一个无油衬套固定座内，所述插销轴伸出时，可以防止所述翻转压合机构被错误的翻转而达到机构防呆；所述气缸防呆机构的挡停机构的结构刚性由所述衬套保证。

进一步的，所述粘贴工位封闭腔体由设置在机架的机架面板上的四个封板围接而成，粘贴工位封闭腔体与所述翻转压合机构的所述盖板之间采用密封胶圈进行压合密封。密封胶圈是镶嵌在所述贴膜装置箱体顶部贴合面的矩形凹槽内，用于所述盖板压合后与所述箱体形成一个全密封空间的密封件，其具有弹性强、韧性好且气密性能良好的特点。所述粘贴工位封闭腔体的顶面是所述翻转压合机构，所述翻转压合机构的所述盖板与腔体之间采用密封胶圈进行压合密封，所述腔体压合密封后由真空***进行抽真空，所述感应触摸膜片与所述曲面触摸面板的贴合工作在所述粘贴工位封闭空间内完成，所述粘贴工位封闭空间内的电缆和气管与所述空间外部分的连接均采用了密封处理方式。

进一步的，所述锁定气缸安装于贴膜装置的两侧，锁定气缸的活塞杆与一根锁定插销连接，所述插销通过***固定在所述盖板上的衬套固定座实现对所述盖板进行锁定。所述锁定气缸是具有伸出和缩回状态信号反馈的紧凑型气缸，其活塞杆与一根锁定插销连接，所述插销通过***固定在所述盖板上的衬套固定座实现对所述盖板进行锁定；所述锁定插销锁定机构的径向刚度由安装在所述锁定气缸侧和所述盖板侧的两个自润滑轴套固定座来保证。

进一步的，所述触摸面板安装夹具包括触摸面板夹具安装支架、触摸面板夹具、曲面触摸面板、物体探测传感器、定位压头及定位气缸；所述曲面触摸面板设置在所述触摸面板夹具中，所述物体探测传感器安装于触摸面板夹具边侧，所述定位气缸设置在触摸面板夹具前端，通过所述定位压头将所述触摸面板一端施加夹紧力使所述曲面触摸面板另一端与所述触摸面板夹具紧贴，从而对所述触摸面板进行精确定位以保证所述感应触摸膜片在所述触摸面板上粘贴位置的一致性。

触摸面板安装夹具是将所述曲面触摸面板安装并定位的装夹机构，所述曲面触摸面板放置到所述夹具中时，安装于所述夹具边侧的物体探测传感器感应到所述曲面触摸面板放置到位，所述传感器将感应信号传递给PLC控制***驱动所述夹具前端的定位气缸轻缓地将所述触摸面板一端施加一定夹紧力使所述触摸面板另一端与所述夹具紧贴；

进一步的，所述顶升机构包括顶升机构安装面板、顶升气缸安装支架及顶升气缸，所述顶升气缸安装支架设置在顶升机构安装面板上，所述顶升气缸设置在顶升气缸安装支架上，所述顶升气缸与触摸面板安装夹具固定连接。所述顶升气缸是用来将所述触摸面板夹具顶升从而使得所述曲面触摸面板在上升过程中与所述感应触摸膜片接触，然后所述硅胶压块粘贴机构以所述触摸膜片和曲面触摸面板的初始接触边线为轴线做一定角度的旋转翻转运动，将所述感应触摸膜片通过模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法逐渐与所述曲面触摸面板进行贴合的驱动部件；所述顶升气缸具有伸出和缩回位置传感器信号输出功能，所述顶升气缸是由一对高刚性直线导轨进行线性运动驱动的，其能够确保运动过程中所述触摸面板夹具的直线上升运动的稳定性，从而保证粘贴位置的精度和产品一致性；

进一步的，所述硅胶压块粘贴机构包括滑动导向块、滑动轴、真空气管接头二、转轴轴套固定座、旋转转轴、真空气管接头三、复位弹簧、弹簧导向轴、滑动导向轴、滑动导向轴套、硅胶压块连接块、硅胶定位块、硅胶压块、导向定位针及感应触摸膜片；所述硅胶压块内安装有一对导向定位针，所述硅胶压块安装于所述硅胶压块连接块上，所述硅胶块连接块接上设有真空气管接头二及真空气管接头三，通过真空气管接头二及真空气管接头三与真空***相连接，所述感应触摸膜片吸附在所述硅胶压块上；所述硅胶压块连接块一侧设有一对转轴，并通过转轴安装在转轴轴套固定座上，所述硅胶压块连接块另一侧设有一对滑动轴，并通过并滑动轴安装在滑动导向块上，所述转轴轴套固定座设置有一对滑动导向轴及复位弹簧，并通过滑动导向轴及复位弹簧安装在盖板上，使得硅胶压块能够绕所述转轴作转动以及沿所述转轴轴套固定座的作直线运动，进而完成所述感应触摸膜片的粘贴过程。

所述导向定位针是设置在所述硅胶压块上的两根可伸缩导向针，其作用是对所述感应触摸膜片进行吸附位置精确定位；所述感应触摸膜片在对应的定位位置开有一个圆孔和一个椭圆孔，在粘贴前所述导向定位针为伸出状态，当所述感应膜片与所述曲面触摸面板进行压合粘贴时，所述导向定位针可以缩回，从而不会影响所述感应膜片的完整粘贴；所述导向定位针的伸缩功能由安装在所述硅胶定位块连接块内的定位针复位弹簧实现，所述导向定位针径向刚度由安装在所述连接块中的无油衬套保证。

所述硅胶压块上设置的直径1mm按一定间隔满布整个压块的真空吸气联通小孔，形成多孔真空吸附面，所述真空吸气联通小孔与所述硅胶块连接块开设的气孔相对接，所述连接块接有两个气管接头，所述气管接头与真空发生器***相连接，所述真空发生器可以在设备外设启动按钮和PLC控制***的控制下自动启动，从而对定位贴附在所述硅胶压块上的所述感应触摸膜片进行真空吸附，以保证在所述感应膜片与所述触摸面板贴合的过程中不发生脱落或者位移；另外，所述真空吸气联通小孔满布整个压块可以将所述触摸膜片平整又稳定的吸附在所述吸附面上，进而保证粘贴过程中不发生褶皱和气泡封闭等质量缺陷。

所述硅胶压块是采用特定材料配比制成的软质硅胶块，外形轮廓与所述触摸膜片相匹配，其具有很强的弹性和韧性，是典型的贴膜工艺需要使用的材料；所述硅胶块黏合在铝制的所述硅胶定位块上，所述硅胶定位块与所述连接块通过螺钉和定位销固定连接，所述硅胶压块是保证所述感应触摸膜片与曲面触摸面板压合过程中排挤气泡的关键工具。

进一步的，所述真空***包括真空罐、真空泵、过滤器、单向阀、真空控制阀及真空压力表；所述真空泵与所述真空罐之间的气管上连接有所述单向阀，所述真空控制阀连接于所述真空罐与所述粘贴工位封闭腔体之间的气管上，所述真空控制阀的一个接口通过过滤器与大气相连接，所述真空压力表连接在所述粘贴工位封闭腔体上。真空***是由真空泵、真空罐、单向阀、真空控制阀、连接管道以及带信号反馈的真空压力表所组成的一个可以快速将所述粘贴工位封闭空间空气排出形成一定真空度的闭环控制***，可以使用所述真空***实现所述快速抽真空方法；所述真空泵的启动和停止是由所述真空压力表的反馈信号通过传递给PLC控制***进行自动控制的，所述真空罐是快速抽真空的中间装置，所述粘贴工位封闭空间的空气首先会快速被抽入所述真空罐进而使所述封闭空间内快速达到要求的真空度，随后在粘贴工位进行作业的过程中所述真空泵再把所述真空罐中的空气抽出，以此方式来节省抽真空时间；所述单向阀可以在真空泵停止工作期间防止空气从真空泵间隙中反向进入真空罐中，从而避免真空泵频繁启动抽气，进而节省电能；所述真空控制阀是开启和解除所述粘贴工位封闭空间真空负压的开关切换阀，当所述控制阀开启真空负压时，所述粘贴工位封闭空间的空气将被真空泵抽除，当所述控制阀解除真空负压时，所述粘贴工位封闭空间将与大气接通，即解除真空负压状态，所述翻转压合机构才可以被打开。

进一步的，所述人机操作控制***包括启动按钮、急停开关、***通断按钮、HMI触摸控制屏及PLC控制***，所述PLC控制***接收输入信号通过内部逻辑控制程序实现所述过程自动控制。

所述硅胶压块粘贴机构是在所述顶升气缸负载所述曲面触摸面板做顶升运动过程中吸附所述感应触摸膜片以所述触摸膜片和曲面触摸面板的初始接触边线为轴线做一定角度的旋转翻转运动的粘贴机构，所述触摸膜片吸附在所述硅胶压块上，所述硅胶压块连接块在所述接触边线一侧设有一对转轴，对应的另一侧设有一对滑动轴，转轴轴套固定座设置有一对滑动导向轴和复位弹簧；所述粘贴机构在所述顶升气缸顶升运动过程中所述硅胶压块会绕着所述转轴做一定角度的转动和所述转轴轴套固定座的一定距离的直线压缩运动，进而完成所述触摸膜片的粘贴过程；

模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法是利用所述硅胶压块绕所述转轴做一定角度的转动和所述转轴轴套固定座做一定距离的直线压缩所形成的复合运动，模拟出类似圆柱辊轴从所述触摸膜片的一侧边缘往另一侧进行辊压贴合的动作，这种贴合方法的贴合实际是渐进式线贴合方法，可以防止所述触摸膜片褶皱和贴合过程中气泡被封闭在胶面内等质量缺陷，从而提高了贴合的质量；采用所述贴合方法可以将滚动机构省略，进而使用一个气缸作为动力源即可模拟同样的贴合动作，简化了结构的设计，从而降低了设备开发成本，也提高了作业的效率。

一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜方法，包括如下步骤：

1）通过导向定位针将感应触摸膜片安装在带多孔真空吸附面的硅胶压块上进行精准定位和真空吸附固定；

2）曲面触摸面板安装在触摸面板安装夹具上通过物体探测传感器感应安装到位后由定位气缸在曲面触摸面板一端施加夹紧力使所述曲面触摸面板另一端与夹具紧贴，从而对曲面触摸面板进行精确定位以保证所述感应触摸膜片在曲面触摸面板上粘贴位置的一致性；

3）将翻转压合机构的盖板向下翻转与密封胶圈压合并由安装在贴膜装置两侧边的锁定气缸进行锁定，贴膜装置连接的真空***在所述翻转压合机构锁定后通过快速抽真空方法将粘贴工位封闭空间内的空气抽出，达到预定的真空度后，触摸面板安装夹具由顶升气缸驱动上升运动，曲面触摸面板上升并与感应触摸膜片接触，随着顶升气缸继续上升，硅胶压块粘贴机构以感应触摸膜片和曲面触摸面板的初始接触边线为轴线做旋转翻转运动，将感应触摸膜片通过模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法逐渐与所述曲面触摸面板进行贴合；

4）顶升气缸达到顶升顶点位置保压后，硅胶压块的多孔真空吸附面解除真空吸附力，顶升气缸回退到原始位置，锁定气缸解除锁定，真空***解除粘贴工位封闭腔体真空负压，将翻转压合机构盖板打开至停靠位置，停靠位置安装的接近开关检测到翻转压合机构盖板后挡停防呆气缸伸出，定位气缸伸出解除对所述曲面触摸面板的夹紧力，最后将粘贴完成的曲面触摸控制面板取出完成粘贴作业。

本发明的技术构思为：通过模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法和快速抽真空方法，将感应触摸膜片和曲面触摸面板在一定真空度的真空环境下模拟出类似圆柱辊轴从所述触摸膜片的一侧边缘往另一侧进行辊压贴合的动作，这种贴合方法的贴合实际是渐进式线贴合方法，可以防止所述触摸膜片褶皱和贴合过程中气泡被封闭在胶面内等质量缺陷，从而提高了贴合的质量。此过程具有如下几个特点：1）感应触摸膜片为满布感应触点的轻薄塑料膜，在粘贴过程中极易由于触摸面板为三维曲面构造而发生褶皱，从而会导致质量不良甚至产品报废，在一定真空度的真空环境下使用定制化的硅胶压块进行粘贴，可以提高作业效率和粘贴质量；2）模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法，模拟出类似圆柱辊轴从所述触摸膜片的一侧边缘往另一侧进行辊压贴合的动作，这种贴合方法的贴合实际是渐进式线贴合方法，可以防止所述触摸膜片褶皱和贴合过程中气泡被封闭在胶面内等质量缺陷，从而提高了贴合的质量；3）快速抽真空方法，粘贴工位封闭空间的空气首先会快速被抽入所述真空罐进而使所述封闭空间内快速达到要求的真空度，这样可以提升装置作业效率，另外单向阀的使用可以避免真空泵的频繁启动，节省能源；4）采用上述贴合方法可以将传统的滚动贴膜机构省略，进而使用一个气缸作为动力源即可模拟同样的贴合动作，简化了结构的设计，从而降低了设备开发成本，也提高了作业的效率。

本发明的有益效果如下：

1）在一定真空度的真空环境下使用定制化的硅胶压块对感应触摸膜片和曲面触摸面板进行粘贴，可以防止在粘贴的过程中容易出现气泡被封闭在触摸膜片粘贴区域内，从而提高了粘贴的质量，降低了气泡封闭带来的触摸功能失效风险；

2）使用模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法来进行渐进式线贴合方法，可以防止所述触摸膜片褶皱和贴合过程中气泡被封闭在胶面内等质量缺陷，从而提高了贴合的质量；

3）使用快速抽真空方法以及单向阀，粘贴工位封闭空间的空气首先会快速被抽入所述真空罐进而使所述封闭空间内快速达到要求的真空度，这样可以提升装置作业效率，另外单向阀的使用可以避免真空泵的频繁启动，节省能源；

4）采用上述贴合方法可以将传统的滚动贴膜机构省略，进而使用一个气缸作为动力源即可模拟同样的贴合动作，简化了结构的设计，从而降低了设备开发成本，也提高了作业的效率，具有较为广泛的应用前景。

附图说明

图1是曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜方法流程图；

图2是曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置总装示意图一；

图2中：1-机架； 2-贴膜装置；3-真空罐；4-真空泵；5-硅胶压块粘贴机构；6-触摸面板安装夹具和驱动机构；7-***通断按钮；8-急停开关；9-HMI触摸控制屏；10-启动按钮；

图3是曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置总装示意图二；

图3中：11-过滤器；12-真空控制阀与真空罐间连接气管；13-真空罐与真空泵间罐体侧连接气管；14-单向阀；15-真空罐与真空泵间泵体侧连接气管；16-真空控制阀；17-真空压力表 18-粘贴工位封闭空间连接气管；

图4是贴膜装置示意图一；

图4中：20-机架面板；21-封板；22-锁定气缸；23-压合接近开关传感器；24-翻转到位接近开关传感器；25-安装座；26-检测块；27-衬套固定座；28-操作手柄；29-盖板；210-转轴；211-上翻靠位挡杆；212-挡停防呆气缸；213-锁定气缸连接插销轴；214-密封胶圈；

图5是贴膜装置示意图二；

图5中：215-挡停防呆气缸连接插销轴；216-挡块；

图6是硅胶压块粘贴机构示意图；

图6中：50-滑动导向块；51-滑动轴；52-真空气管接头一；53-真空气管接头二；54-转轴轴套固定座；55-旋转转轴；56-真空气管接头三；57-复位弹簧；58-弹簧导向轴；59-滑动导向轴；510-滑动导向轴套；511-硅胶压块连接块；512-硅胶定位块；513-硅胶压块；514-导向定位针；515-感应触摸膜片；516-导向衬套；517-定位针复位弹簧；

图7是触摸面板安装夹具和驱动机构示意图；

图7中：60-定位气缸连接气管；61-顶升气缸回退连接气管；62-顶升气缸伸出连接气管；63-顶升机构安装面板；64-顶升气缸安装支架；65-顶升气缸；66-触摸面板夹具安装支架；67-触摸面板夹具；68-触摸面板；69-物体探测传感器；610-定位压头；611-定位气缸。

具体实施方式

结合附图，下面对本发明进行详细说明。

参照附图1～附图7，一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜方法，其技术思路如附图1～7所示，具体实施步骤可以描述如下：通过导向定位针514将感应触摸膜片515安装在带多孔真空吸附面的硅胶压块513上进行精准定位和真空吸附固定，曲面触摸面板68安装在触摸面板安装夹具67上通过物体探测传感器69感应安装到位后由定位气缸611在所述曲面触摸面板68一端施加一定夹紧力使所述曲面触摸面板68另一端与所述夹具67紧贴，从而对所述曲面触摸面板68进行精确定位以保证所述感应触摸膜片515在所述曲面触摸面板68上粘贴位置的一致性；下一步地，将翻转压合机构盖板29向下翻转与密封胶圈214压合并由安装在贴膜装置2两侧边的锁定气缸22进行锁定，所述贴膜装置2连接的真空***在所述翻转压合机构锁定后通过快速抽真空方法将粘贴工位封闭空间内的空气抽出达到一定的真空度后，所述触摸面板安装夹具67由顶升气缸65驱动上升运动，所述曲面触摸面板68在上升一段过程后与所述感应触摸膜片515接触，随着所述顶升气缸65继续上升，所述硅胶压块粘贴机构5以所述触摸膜片515和曲面触摸面板68的初始接触边线为轴线做一定角度的旋转翻转运动，将所述感应触摸膜片515通过模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法逐渐与所述曲面触摸面板68进行贴合；再下一步地，所述顶升气缸65达到顶升顶点位置褒压2秒后所述硅胶压块513的所述多孔真空吸附面解除真空吸附力，所述顶升气缸65回退到原始位置，所述锁定气缸22解除锁定，所述真空***解除所述粘贴工位封闭空间真空负压，将所述翻转压合机构盖板29打开120°至停靠位置，所述停靠位置安装的接近开关24检测到翻转压合机构盖板29后挡停防呆气缸212伸出，所述定位气缸611伸出解除对所述曲面触摸面板68的夹紧力，最后将粘贴完成的所述曲面触摸控制面板取出完成粘贴作业。

模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法是利用所述硅胶压块513绕旋转转轴55做一定角度的转动和转轴轴套固定座54做一定距离的直线压缩所形成的复合运动，模拟出类似圆柱辊轴从所述触摸膜片515的一侧边缘往另一侧进行辊压贴合的动作，这种贴合方法的贴合实际是渐进式线贴合方法，可以防止所述触摸膜片515褶皱和贴合过程中气泡被封闭在胶面内等质量缺陷，从而提高了贴合的质量；采用所述贴合方法可以将滚动机构省略，进而使用一个气缸作为动力源即可模拟同样的贴合动作，简化了结构的设计，从而降低了设备开发成本，也提高了作业的效率。

一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其组成结构如附图2和3所示，所述装置包括贴膜装置2、真空***、机架1和人机操作控制***，所述贴膜装置2安装在所述机架1上，所述真空***与所述贴膜装置2连接，所述人机操作控制***安装在固定安装于所述机架1前侧的钣金面板上，所述钣金面板具有一定倾斜角度，方便人员操作；所述人机操作控制***包括启动按钮10、急停开关8、***通断按钮7、HMI触摸控制屏9和PLC控制***，所述PLC控制***可以接收所述传感器等输入信号通过内部逻辑控制程序实现所述过程自动控制；

所述贴膜装置2，其组成结构如附图4和5所示，所述装置2包括翻转压合机构、粘贴工位封闭空间、锁定气缸22、触摸面板安装夹具67、顶升气缸65、密封胶圈214，所述触摸面板安装夹具22由所述顶升气缸67驱动，所述顶升气缸65安装于所述粘贴工位封闭空间内，所述翻转压合机构由所述密封胶圈214与所述粘贴工位封闭空间压合密封，所述锁定气缸22用于所述翻转压合机构压合密封后的锁定功能；

所述翻转压合机构安装在所述机架面板20上，其组成结构如附图4和5所示，包括翻起到位检测接近开关24、安装座25、检测块26、衬套固定座27、操作手柄28、手动操作盖板机构29、转轴210、上翻靠位挡杆211、挡停防呆气缸212、硅胶压块粘贴机构5等，所述挡停防呆气缸212和所述翻起到位检测接近开关24安装于所述安装座25上，所述手动操作盖板机构29通过翻转转轴210安装于所述安装座25上，所述硅胶压块粘贴机构5安装在所述盖板机构29上；所述翻转压合机构是具有翻转功能且在压合位置和翻起位置可以实现防呆功能的手动操作盖板机构，所述硅胶压块粘贴机构5安装在所述盖板机构29上；当所述盖板29翻转到压合位置时，所述盖板29压合位置由安装在所述贴膜装置2侧边的接近开关23检测判定，所述接近开关23将探测信号传递给PLC控制***驱动所述安装于所述贴膜装置2两侧的锁定气缸22活塞杆伸出，所述活塞杆与锁定插销213连接，所述插销213***所述盖板29侧边安装的衬套固定座27内，从而将盖板锁定；当所述盖板29翻转到所述翻起位置，所述盖板由设置在末位置的接近开关24检测到位，所述盖板29将探测信号传递给PLC控制***驱动所述挡停防呆气缸212活塞杆伸出，防止误操作对所述盖板29进行翻转动作；另外，所述挡停防呆气缸212活塞杆与挡停防呆气缸连接插销轴215连接，所述挡停防呆气缸连接插销轴215嵌套在无油衬套内确保所述挡停防呆气缸连接插销轴215的径向刚度，从而可以延长机构的使用寿命；

所述粘贴工位封闭空间是一个完全封闭腔体，所述腔体的顶面是所述翻转压合机构，所述翻转压合机构的所述盖板29与腔体之间采用密封胶圈214进行压合密封，所述腔体压合密封后由真空***进行抽真空，所述感应触摸膜片515与所述曲面触摸面板68的贴合工作在所述粘贴工位封闭空间内完成，所述粘贴工位封闭空间内的电缆和气管（包括60、61、62）与所述空间外部分的连接均采用了密封处理方式；

所述锁定气缸22是具有伸出和缩回状态信号反馈的紧凑型气缸，其活塞杆与一根锁定插销213连接，所述插销213通过***固定在所述盖板29上的衬套固定座27实现对所述盖板29进行锁定；所述锁定插销锁定机构的径向刚度由安装在所述锁定气缸22侧和所述盖板29侧的两个自润滑轴套固定座来保证；

所述触摸面板安装夹具是将所述曲面触摸面板68安装并定位的装夹机构，其组成结构如附图7所示，包括触摸面板夹具安装支架66、触摸面板夹具67、触摸面板68、物体探测传感器69、定位压头610、定位气缸611和定位气缸连接气管60。所述曲面触摸面板68放置到所述夹具67中时，安装于所述夹具67边侧的物体探测传感器69感应到所述曲面触摸面板68放置到位，所述传感器69将感应信号传递给PLC控制***驱动所述夹具67前端的定位气缸611轻缓地通过所述定位压头610将所述触摸面板68一端施加一定夹紧力使所述触摸面板68另一端与所述夹具67紧贴，从而对所述触摸面板68进行精确定位以保证所述感应触摸膜片515在所述触摸面板68上粘贴位置的一致性；

所述顶升气缸机构是用来将所述触摸面板夹具顶升从而使得所述曲面触摸面板68在上升过程中与所述感应触摸膜片515接触，然后所述硅胶压块粘贴机构以所述触摸膜片515和曲面触摸面板68的初始接触边线为轴线做一定角度的旋转翻转运动，将所述感应触摸膜片515通过模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法逐渐与所述曲面触摸面板68进行贴合的驱动部件，其组成结构如附图7所示，包括顶升气缸回退连接气管61、顶升气缸伸出连接气管62、顶升机构安装面板63、 顶升气缸安装支架64、顶升气缸65，所述顶升气缸65具有伸出和缩回位置传感器信号输出功能，所述顶升气缸65是由一对高刚性直线导轨进行线性运动驱动的，其能够确保运动过程中所述触摸面板夹具67的直线上升运动的稳定性，从而保证粘贴位置的精度和产品一致性；

所述密封胶圈214是镶嵌在所述贴膜装置2箱体顶部贴合面的矩形凹槽内，用于所述盖板29压合后与所述箱体形成一个全密封空间的密封件，其具有弹性强、韧性好且气密性能良好的特点；

所述挡停防呆气缸212是安装在翻转压合机构安装底座25一侧的防呆机构，所述气缸212活塞杆与一根插销轴215连接，所述插销轴215嵌套在一个无油衬套固定座内，所述插销轴215伸出时，可以防止所述翻转压合机构被错误的翻转而达到机构防呆；

所述硅胶压块粘贴机构5，其组成结构如附图6所示，包括滑动导向块50 、滑动轴51、真空气管接头一52、真空气管接头二53、转轴轴套固定座54、旋转转轴55、真空气管接头三56、复位弹簧57、弹簧导向轴58、滑动导向轴59、滑动导向轴套510、硅胶压块连接块511、硅胶定位块512、硅胶压块513、导向定位针514、感应触摸膜片515。所述机构5是在所述顶升气缸65负载所述曲面触摸面板68做顶升运动过程中吸附所述感应触摸膜片515以所述触摸膜片515和曲面触摸面板68的初始接触边线为轴线做一定角度的旋转翻转运动的粘贴机构，所述触摸膜片515吸附在所述硅胶压块513上，所述硅胶压块连接块511在所述接触边线一侧设有一对转轴55，对应的另一侧设有一对滑动轴51，转轴轴套固定座54设置有一对滑动导向轴59和复位弹簧57；所述粘贴机构5在所述顶升气缸65顶升运动过程中所述硅胶压块513会绕着所述转轴55做一定角度的转动和所述转轴轴套固定座54的一定距离的直线压缩运动，进而完成所述触摸膜片515的粘贴过程；

所述导向定位针514是设置在所述硅胶压块513上的两根可伸缩导向针，其作用是对所述感应触摸膜片515进行吸附位置精确定位；所述感应触摸膜片515在对应的定位位置开有一个圆孔和一个椭圆孔，在粘贴前所述导向定位针514为伸出状态，当所述感应膜片515与所述曲面触摸面板68进行压合粘贴时，所述导向定位针514可以缩回，从而不会影响所述感应膜片515的完整粘贴；所述导向定位针514的伸缩功能由安装在所述硅胶压块连接块内511的定位针复位弹簧517实现，所述导向定位针514径向刚度由安装在所述连接块511中的无油衬套保证；

所述硅胶压块513是采用特定材料配比制成的软质硅胶块，外形轮廓与所述触摸膜片515相匹配，其具有很强的弹性和韧性，是典型的贴膜工艺需要使用的材料；所述硅胶压块513黏合在铝制的所述硅胶定位块512上，所述硅胶定位块512与所述连接块511通过螺钉和定位销固定连接，所述硅胶压块513是保证所述感应触摸膜片515与曲面触摸面板68压合过程中排挤气泡的关键工具；

所述真空***，其组成结构如附图2和3所示，包括真空罐3、真空泵4、过滤器11、真空控制阀与真空罐间连接气管12、真空罐与真空泵间罐体侧连接气管13、单向阀14、真空罐与真空泵间泵体侧连接气管15、真空控制阀16、带信号反馈的真空压力表17、粘贴工位封闭空间连接气管18。所述真空***可以快速将所述粘贴工位封闭空间空气排出形成一定真空度的闭环控制***，可以使用所述真空***实现所述快速抽真空方法；所述真空泵4的启动和停止是由所述真空压力表17的反馈信号通过传递给PLC控制***进行自动控制的，所述真空罐3是快速抽真空的中间装置，所述粘贴工位封闭空间的空气首先会快速被抽入所述真空罐3进而使所述封闭空间内快速达到要求的真空度，随后在粘贴工位进行作业的过程中所述真空泵4再把所述真空罐3中的空气抽出，以此方式来节省抽真空时间；所述单向阀14可以在真空泵4停止工作期间防止空气从真空泵4间隙中反向进入真空罐3中，从而避免真空泵4频繁启动抽气，进而节省电能；所述真空控制阀16是开启和解除所述粘贴工位封闭空间真空负压的开关切换阀，当所述控制阀16开启真空负压时，所述粘贴工位封闭空间的空气将被真空泵4抽出，当所述控制阀16解除真空负压时，所述粘贴工位封闭空间将与大气接通，即解除真空负压状态，所述翻转压合机构才可以被打开。

工作时，先进行设备初始化检查，手动将所述感应触摸膜片515安装在带多孔真空吸附面的硅胶压块513上通过导向定位针514进行精准定位，按下启动按钮10，所述带多孔真空吸附面的硅胶压块513对所述感应触摸膜片515开启真空吸附固定；随后手动将所述曲面触摸面板68安装在触摸面板安装夹具67上，所述曲面触摸面板68由物体探测传感器69感应安装到位后由定位气缸611在所述曲面触摸面板68一端施加一定夹紧力使所述曲面触摸面板68另一端与所述夹具67紧贴，从而对所述曲面触摸面板68进行精确定位以保证所述感应触摸膜片515在所述曲面触摸面板68上粘贴位置的一致性；

进一步的，再按下启动按钮10，所述挡停气缸212缩回解除锁定，手动将翻转压合机构盖板29向下翻转与密封胶圈214压合并由安装在贴膜装置2两侧边的锁定气缸22进行锁定；所述贴膜装置2连接的真空***在所述翻转压合机构锁定后通过快速抽真空方法将粘贴工位封闭空间内的空气抽出达到一定的真空度后，所述触摸面板安装夹具67由顶升气缸65驱动上升运动，所述曲面触摸面板68在上升一段过程后与所述感应触摸膜片515接触，随着所述顶升气缸65继续上升，所述硅胶压块粘贴机构5以所述触摸膜片515和曲面触摸面板68的初始接触边线为轴线做一定角度的旋转翻转运动，将所述感应触摸膜片515通过模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法逐渐与所述曲面触摸面板68进行贴合；

再进一步的，所述顶升气缸65达到顶升顶点位置褒压2秒后所述硅胶压块513的所述多孔真空吸附面解除真空吸附力，所述顶升气缸65回退到原始位置，所述锁定气缸22解除锁定，所述真空***解除所述粘贴工位封闭空间真空负压，手动将所述翻转压合机构盖板29打开120°至停靠位置，所述停靠位置安装的接近开关24检测到翻转压合机构盖板29后挡停防呆气缸212伸出，所述定位气缸611伸出解除对所述曲面触摸面板68的夹紧力，最后将粘贴完成的所述曲面触摸控制面板取出完成粘贴作业。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或者联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其特征在于，包括机架（1）、贴膜装置（2）、真空***及人机操作控制***，所述贴膜装置（2）安装在所述机架（1）上，所述真空***与所述贴膜装置（2）连接，所述人机操作控制***安装在所述机架（1）前侧，且与贴膜装置（2）及真空***信号连接；所述贴膜装置（2）包括翻转压合机构、粘贴工位封闭腔体、触摸面板安装夹具及顶升机构，所述触摸面板安装夹具与所述顶升机构相连，所述触摸面板安装夹具及顶升机构安装于所述粘贴工位封闭腔体内，所述翻转压合机构与所述粘贴工位封闭腔体压合密封。

2.根据权利要求1所述的一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其特征在于，所述翻转压合机构包括压合接近开关传感器（23）、翻起到位检测接近开关（24）、安装座（25）、检测块（26）、衬套固定座（27）、操作手柄（28）、盖板（29）、转轴（210）、挡停防呆气缸（212）及硅胶压块粘贴机构（5）；所述硅胶压块粘贴机构（5）安装在所述盖板（29）内侧上；所述盖板（29）通过翻转转轴（210）安装于所述安装座（25）上，所述挡停防呆气缸（212）与所述翻起到位检测接近开关（24）安装于所述安装座（25）上，所述安装座（25）设置在机架（1）上；所述压合接近开关传感器（23）安装在所述贴膜装置（2）侧边，所述检测块（26）、衬套固定座（27）及操作手柄（28）分别设置在盖板（29）上，且检测块（26）与压合接近开关传感器（23）位置相对应；所述挡停防呆气缸（212）的活塞杆上连接与挡停防呆气缸连接插销轴（215），所述盖板（29）上设有挡块（216），且挡停防呆气缸连接插销轴（215）与挡块（216）相配合，防止误操作对所述盖板进行翻转，所述盖板（29）上设有真空气管接头一（52），通过真空气管接头一（52）与真空***相连。

3.根据权利要求1所述的一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其特征在于，所述粘贴工位封闭腔体由设置在机架（1）的机架面板（20）上的四个封板（21）围接而成，粘贴工位封闭腔体与所述翻转压合机构的所述盖板（29）之间采用密封胶圈（214）进行压合密封。

4.根据权利要求1所述的一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其特征在于，所述锁定气缸（22）安装于贴膜装置（2）的两侧，锁定气缸（22）的活塞杆与一根锁定插销（213）连接，所述插销（213）通过***固定在所述盖板（29）上的衬套固定座（27）实现对所述盖板（29）进行锁定。

5.根据权利要求1所述的一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其特征在于，所述触摸面板安装夹具包括触摸面板夹具安装支架（66）、触摸面板夹具（67）、曲面触摸面板（68）、物体探测传感器（69）、定位压头（610）及定位气缸（611）；所述曲面触摸面板（68）设置在所述触摸面板夹具（67）中，所述物体探测传感器（69）安装于触摸面板夹具（67）边侧，所述定位气缸（611）设置在触摸面板夹具（67）前端，通过所述定位压头（610）将所述触摸面板（68）一端施加夹紧力使所述曲面触摸面板（68）另一端与所述触摸面板夹具（67）紧贴，从而对所述触摸面板（68）进行精确定位以保证所述感应触摸膜片（515）在所述触摸面板（68）上粘贴位置的一致性。

6.根据权利要求1所述的一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其特征在于，所述顶升机构包括顶升机构安装面板（63）、顶升气缸安装支架（64）及顶升气缸（65），所述顶升气缸安装支架（64）设置在顶升机构安装面板（63）上，所述顶升气缸（65）设置在顶升气缸安装支架（64）上，所述顶升气缸（65）与触摸面板安装夹具固定连接。

7.根据权利要求2所述的一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其特征在于，所述硅胶压块粘贴机构（5）包括滑动导向块（50）、滑动轴（51）、真空气管接头二（53）、转轴轴套固定座（54）、旋转转轴（55）、真空气管接头三（56）、复位弹簧（57）、弹簧导向轴（58）、滑动导向轴（59）、滑动导向轴套（510）、硅胶压块连接块（511）、硅胶定位块（512）、硅胶压块（513）、导向定位针（514）及感应触摸膜片（515）；所述硅胶压块（513）内安装有一对导向定位针（514），所述硅胶压块（513）安装于所述硅胶压块连接块（511）上，所述硅胶块连接块接（511）上设有真空气管接头二（53）及真空气管接头三（56），通过真空气管接头二（53）及真空气管接头三（56）与真空***相连接，所述感应触摸膜片（515）吸附在所述硅胶压块（513）上；所述硅胶压块连接块（511）一侧设有一对转轴（55），并通过转轴（55）安装在转轴轴套固定座（54）上，所述硅胶压块连接块（511）另一侧设有一对滑动轴（51），并通过并滑动轴（51）安装在滑动导向块（50）上，所述转轴轴套固定座（54）设置有一对滑动导向轴（59）及复位弹簧（57），并通过滑动导向轴（59）及复位弹簧（57）安装在盖板（29）上，使得硅胶压块（513）能够绕所述转轴（55）作转动以及沿所述转轴轴套固定座（54）的作直线运动，进而完成所述感应触摸膜片（515）的粘贴过程。

8.根据权利要求1所述的一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其特征在于，所述真空***包括真空罐（3）、真空泵（4）、过滤器（11）、单向阀（14）、真空控制阀（16）及真空压力表（17）；所述真空泵（4）与所述真空罐（3）之间的气管上连接有所述单向阀，所述真空控制阀（16）连接于所述真空罐（3）与所述粘贴工位封闭腔体之间的气管上，所述真空控制阀（16）的一个接口通过过滤器（11）与大气相连接，所述真空压力表（17）连接在所述粘贴工位封闭腔体上。

9.根据权利要求1所述的一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜装置，其特征在于，所述人机操作控制***包括启动按钮（10）、急停开关（8）、***通断按钮（7）、HMI触摸控制屏（9）及PLC控制***，所述PLC控制***接收输入信号通过内部逻辑控制程序实现所述过程自动控制。

10.一种曲面触摸控制面板真空胶粘贴膜方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）通过导向定位针将感应触摸膜片安装在带多孔真空吸附面的硅胶压块上进行精准定位和真空吸附固定；

2）曲面触摸面板安装在触摸面板安装夹具上通过物体探测传感器感应安装到位后由定位气缸在曲面触摸面板一端施加夹紧力使所述曲面触摸面板另一端与夹具紧贴，从而对曲面触摸面板进行精确定位以保证所述感应触摸膜片在曲面触摸面板上粘贴位置的一致性；

3）将翻转压合机构的盖板向下翻转与密封胶圈压合并由安装在贴膜装置两侧边的锁定气缸进行锁定，贴膜装置连接的真空***在所述翻转压合机构锁定后通过快速抽真空方法将粘贴工位封闭空间内的空气抽出，达到预定的真空度后，触摸面板安装夹具由顶升气缸驱动上升运动，曲面触摸面板上升并与感应触摸膜片接触，随着顶升气缸继续上升，硅胶压块粘贴机构以感应触摸膜片和曲面触摸面板的初始接触边线为轴线做旋转翻转运动，将感应触摸膜片通过模拟软质圆柱硅胶辊压贴合方法逐渐与所述曲面触摸面板进行贴合；

4）顶升气缸达到顶升顶点位置保压后，硅胶压块的多孔真空吸附面解除真空吸附力，顶升气缸回退到原始位置，锁定气缸解除锁定，真空***解除粘贴工位封闭腔体真空负压，将翻转压合机构盖板打开至停靠位置，停靠位置安装的接近开关检测到翻转压合机构盖板后挡停防呆气缸伸出，定位气缸伸出解除对所述曲面触摸面板的夹紧力，最后将粘贴完成的曲面触摸控制面板取出完成粘贴作业。

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