全自动手机贴膜机的设计

1、全自动贴膜机的设计【摘要】本文针对目前普遍存在的贴膜费时费力且质量差不环保等问题，研究设计出了一款专门针对钢化膜能实现全自动贴膜功能，并且广泛适用于各大小型号，具有机械特性的贴膜机。该机器主要由定位夹紧机构、膜定位夹紧机构、膜底板撤除机构及膜贴合机构四个机构组成。四个机构相互配合，能在保证一定贴膜精度的同时，实现贴膜的自动化，并且具有清洁环保、省时省力、效率高等优点。【关键词】贴膜;全自动;机械特性;棘轮机构中图分类号：TH69文献标识码：A文章编号：2095-2457202119-0027-003DOI：10.19694/j ki.issn2095-2457.2021.19.0110引言经市

2、场调研发现，贴膜机主要应用于三个市场，一是主要针对制造生产商的高端市场，二是针对各大销售点维修点的中端市场，三是针对个人用户的低端市场。适用于高端市场的贴膜机价格过高，体积，重量过大。适用于低端市场的贴膜机未能实现自动化，手工贴膜费时费力且速度慢，效率低【1】。而中端市场处于一个空白的状态。因此，为了节省劳动力并且提高效率，在贴膜机中端市场上，能实现全自动贴膜功能的机器必不可少【2】。在贴膜机的设计中，经济性方面要考虑能使机器适用于各种不同的型号【3】，另一方面还要考虑机器的大小，重量及运行的平稳性，同时还要保证有较高的工作效率。1全自动贴膜机研究现状现有的全自动贴膜机主要是适用于高端市场的，

3、他们多数采用了一种主要应用于智能显示器检测的ccd技术【4】，如深圳一家公司研制的全自动贴膜机TP95120AX【5】，虽能很好的实现全自动贴膜功能，但体积大且价格近万元，不能适用于以售卖维修点为主的贴膜机中端市场。而针对低端市场的贴膜机又是纯手动的，虽能在一定程度上实现功能，但始终未能摆脱手动贴膜效率低，精度差且费时费力的特点。例如淘宝上销量很高的“贴膜神器及市面上流行的Reamx贴膜机，虽然价格较低，但其适用的型号较单一再加上不能完全实现自动化的特点，故很难适用于贴膜机中端市场。2机器结构组成及工作原理为填补贴膜机中端市场的空白，提高贴膜的效率，解放劳动力，实现全自动贴膜，研究设计了如图1

4、所示的全自动贴膜机。机器主要由定位夹紧机构1，膜定位夹紧机构2，膜底板撤除机构3及膜贴合机构4四个机构组成。定位夹紧机构1与膜定位夹紧机构2中心重合，定位夹紧机构1对进行定位夹紧，膜定位夹紧机构2对膜进行定位加紧，膜贴合机构4吸附膜，膜底板撤除机构3撤除膜底板，之后膜贴合机构4继续运行直至与膜贴合。四个机构相互配合，能平稳高效的完成膜贴合的动作，大大解放劳动力。2.1定位夹紧机构图2所示为定位夹紧机构简图，主要包括x轴双向丝杠5、y轴双向丝杠6、底板7、夹板8、棘轮机构9及框架10。为了很好的解决的定位加紧问题，应用了两个分别放置在x轴和y轴的具有不同螺纹旋向的双向丝杠，其上各装有两个夹板8，

5、丝杠旋转时四个夹板同时向底板7的中心移动，放置在底板7上，对进行夹紧和固定。棘轮机构9放置在丝杠与电机的联结处，用于控制夹紧力的大小。图3所示为棘轮机构的结构简图，主要包括M5螺钉11，棘轮组件A12，棘轮组件B13，棘轮轴14，销15，弹簧16，联轴器17。棘轮组件A12的左侧连接电机，联轴器17的右侧连接丝杠，正常运行时弹簧16处于压缩的状态，棘轮组件A12与棘轮组件B13的棘轮齿处于啮合的状态，即能够将电机的扭矩输出到丝杠上，但当丝杠上夹板对的夹紧力到达一定值的时候，棘轮组件A12与棘轮组件B13上的棘轮齿开始发生打滑，使电机输出的扭矩无法传递到丝杠上，即到达控制定位夹紧机构夹紧力的作用

6、。定位夹紧机构的所有零部件总体都安装框架10上，框架10选用的材料为铝型材，能在很大程度上减轻机构的重量【6】，使其很好的适用于目标市场。2.2膜定位夹紧机构图4所示为膜定位夹紧机构简图，主要包括x轴双向丝杠18、y轴双向丝杠19、膜夹板20、棘轮机构21及框架22。膜夹板固定在丝杠上，在x轴和y轴分别采用具有不同螺纹旋向的双向丝杠各一个，通过丝杠带动夹板进行固定。夹紧力的大小那么是通过棘轮机构21进行调整的。2.3膜底板撤除机构图5所示为膜底板撤除机构结构简图，主要包括膜底板23，半轴A24，半轴B25、轴承座26，自锁步进电机27及框架28。膜底板23通过两个半轴与轴承座26相连，半轴A2

7、4与自锁步进电机27相连。在定位夹紧机构与膜定位夹紧机构动作的时候，自锁步进电机27使膜底板23呈水平的状态，膜在其上由膜定位夹紧机构进行定位夹紧，而膜底板与底板的中心上下是重合的，夹紧的时候夾板通过双向丝杠同时向底板中心进行运动，使得在定位夹紧动作完成时与膜的中心保持重合，这样的设计能在一定程度上保证贴膜的精度。当膜贴合机构动作，吸盘吸住膜的时候，膜底板在自锁步进电机的带动下向下翻转90度为后续机构动作做准备。23膜底板24半轴A25半轴B26轴承座27自锁步进电机28框架2.4膜贴合机构图6所示为膜贴合机构结构简图，主要包括电动推杆29，真空吸盘30、吸盘连接平面31及框架32。电动推杆2

8、9固定在框架32上，电动推杆的行程方向竖直，这样的布置可以消除自身重力对运动精度的影响。电动推杆29外接控制器并且采用电控的方式运动，清洁环保【7】且能通过编程生成想要的运动轨迹。电动推杆工作行程主要分为两段，中间间隔为膜底板撤除机构撤除膜底板所需的时间，这样的设计能在保证运动稳定性的根底上8，尽可能的加快行程速度，缩短工作时间，提高工作效率。真空吸盘30在整个机构中起着至关重要的作用，它是保证贴膜质量的主要因素。为了保证吸盘与膜之间的吸附力适中，不至于造成吸附力过小吸不住膜或者吸附力过大不易摘取进而影响贴膜质量的后果，必须选择适宜的接触面积。为了保证吸盘吸附膜之后膜的水平程度，在电动推杆下方

9、安装了一个面积较大的平面31，将吸盘安装在该平面上，由此保证膜在与贴合过程中不会产生过大的位置偏差，同时保证了膜在下行过程中的稳定性，提高了贴膜的精度。吸盘的材料对贴膜质量影响也很大，相较于传统吸盘，采用真空吸盘能使膜受力更加均匀，同时能够保证膜不会发生较大倾斜，且真空吸盘与膜间的吸附力依靠的不是粘力，而是大气压力与真空吸盘内部的压力差9，更加绿色环保。2.5工作原理贴膜机主要分为四个机构：定位夹紧机构、膜定位夹紧机构、膜底板撤除机构、膜贴合机构。总体贴膜过程如下：与膜同时装夹，两个定位机构同时工作实现定位夹紧，随后与膜贴合机构工作。当膜被吸附时，与膜贴合机构停止工作，膜底板撤除机构工作，膜底

10、板撤除，与膜贴合机构继续工作，电动推杆带动膜持续向下运动，直至与贴合。各个机构互相配合详细工作原理过程如下：将屏幕面朝上放置于底板上，在定位夹紧机构中，底板固定不动，底板下x轴和y轴方向上安装有具有不同螺纹旋向的双向丝杠各一个，每套丝杠滑块上都安装有一对夹板，丝杠转动，夹板将夹紧或放松。应用棘轮机构控制夹紧力。底板与膜底板中心上下重合，每对夹板的中心位置也是固定不变的，因此这两个丝杠就能保证的中心位置固定，同时夹板与是面接触，这样也能保证被限制住五个自由度，在重力的作用下，被固定在底板上。相应的膜定位夹紧原理与定位夹紧原理根本一致，不同的是膜采用钢化膜，易碎，因此需要严格控制夹紧力。而通过改变

11、棘轮机构弹簧的材料或者几何尺寸就能方便地控制夹紧力的大小，在夹紧的时候采用较大的夹紧力，而在夹紧膜的时候，采用较小的夹紧力。与膜定位固定后，电动推杆带动真空吸盘运动。电动推杆的工作行程分为两段，第一段与第二段之间的停留时间是膜底板撤除机构工作的时间。电推杆下伸，带动真空吸盘吸住膜，此时膜底板撤除机构工作，在自锁步进电机带动下，膜底板向下翻转90°。电推杆继续下伸，直至与膜贴合，完成一次贴膜动作。3结语本文研究与设计的由定位夹紧机构、膜定位夹紧机构、膜底板撤除机构、膜贴合机构四个机构组成的全自动贴膜机，能够为市面上绝大多数型号的进行贴膜。通过双向丝杠以及步进电机等自动化设备到达全自动贴

12、膜的同时还能保证贴膜精度。在整体结构方面采用了铝型材做框架，使机器重量较轻，整体结构大小适中且具有一定的经济性，能很好地适用于贴膜机中端市场，填补中端市场的空白，解放劳动力。且控制方式采用电控，工作过程清洁绿色环保。【参考文献】【1】李存鹏.双工位自动控制贴膜机设计与实现J.西安文理学院学报自然科學版，2021，1701：89-92.【2】段宇，万宏强，张驰，饶子谦，刘立春，马文华.基于SolidWorks的自动贴膜机三维设计J.内燃机与配件，202113：123-124.【3】杨亚中，王志坤，姜国友，薄纯志.屏幕贴膜机J.河北农机，202105：54.【4】Anonymous.CCDimagesensorJ.LaserFocusWorld，2021，551.【5】汪大鹏，程