一种自动贴膜设备及其贴膜方法与流程

本发明涉及一种汽车生产工艺，尤其是涉及一种自动贴膜设备及其贴膜方法。

背景技术：

由于汽车车身部件在制造完成后不会立刻投入使用，长时间放置容易沉积灰尘或被划伤，例如汽车高光b柱，表面光滑度较高，容易被划伤，在汽车加工过程中，需要对产品的表面进行贴膜，而现有的贴膜机自动化程度低，其拉膜、裁膜、贴膜的步骤需要通过不同的设备辅以人工操作来完成。

例如，一种在中国专利文献上公开的“汽车轮辋自动贴膜机”，其公告号为cn201620334263.0，包括取模传送机构、贴膜机构、底膜分离机构，其不足之处是，该设备的贴膜需要事先裁剪成所需的大小并人工放置到设备上进行对准，人工操作量大，并且无法实现拉膜、裁膜、压膜、贴膜的一体化，导致贴膜效率低下。

技术实现要素：

本发明是为了克服现有技术中，汽车部件贴膜时，无法实现拉膜、裁膜、压膜、贴膜的一体化，并且人工操作量大，自动化程度低的问题，提供一种自动贴膜设备，可以实现拉膜、裁膜、压膜、贴膜一体化，并且人工操作量小、自动化程度高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明，一种自动贴膜设备，包括底座、贴膜夹具、贴膜料卷，所述底座上安装有用于定位产品的产品靠模，所述贴膜夹具上设有用于将从贴膜料卷中拉出的贴膜压在产品上的压膜组件，所述贴膜夹具上还设有用于将贴膜从贴膜料卷上裁下的第一裁膜组件，所述贴膜夹具上还设有用于在裁减后将贴膜再次从贴膜料卷中拉出的拉膜组件，所述贴膜夹由机器人控制运动。

所述产品靠膜固定产品，防止在贴膜过程中产品受到摩擦力而移动，所述拉膜组件通过水平移动将贴膜从贴膜料卷中拉出并水平置于压膜组件下侧，所述压膜组件通过向下移动将贴膜压到产品的表面，所述贴膜夹具通过在产品表面移动将贴膜完全贴在产品上，所述第一裁膜组件通过向下移动将贴到产品上的贴膜从贴膜料卷上裁下。

作为优选，所述底座上安装有可在水平方向上运动的第二裁膜组件，所述贴膜夹具上安装有能带动第二裁膜组件运动的牵引杆；所述第二裁膜组件通过在底座上水平移动进行裁剪，可以在于第一裁膜组件不同的方向上进行裁剪，并且，当需要裁剪的边较长时，通过在水平方向上运动进行裁剪可以尽可能减小刀具的大小。

作为优选，所述第二裁膜组件包括安装在底座上的滑轨、可在所述滑轨上滑动的滑块，所述滑块上安装有与产品接触并可以相对滚动的滚筒，所述滚筒的一侧安装有与滚筒相对固定的裁膜刀，所述滚筒上方安装有可在竖直方向伸缩的弹簧；当对在长度方向上弯曲的产品表面进行贴膜时，所述弹簧可以将滚筒始终压在产品表面。

作为优选，所述第一裁膜组件包括用于裁膜的电热丝、用于控制电热丝在竖直方向上移动的裁膜气缸，用于控制电热丝在水平方向上旋转的伺服电机，所述电热丝安装在所述裁膜气缸的输出端，所述裁膜气缸安装在伺服电机的输出端；所述裁膜气缸快速向下移动时带动电热丝向下移动并熔断贴膜，所述伺服电机可以通过水平方向的旋转控制贴膜裁剪的角度，由于产品的产品外形复杂，其相对的两条边不一定是平行的，通过伺服电机控制的电热丝可以对各种形状的产品所需的贴膜进行裁剪。

作为优选，所述第一裁膜组件与贴膜料卷之间设有用于在裁膜时夹住贴膜的第一夹爪；所述第一夹爪夹住贴膜可以起到张紧剪裁处贴膜的效果，防止第一裁膜组件向下运动时，将贴膜从贴膜料卷中带出，从而影响剪裁效果。

作为优选，所述拉膜组件包括可以在水平方向上运动的第二夹爪，所述第二夹爪和第一夹爪位于同一高度，第一裁膜组件到第一夹爪之间有一定的距离，在第一裁膜组件裁剪后，第二夹爪可以夹住第一夹爪上留下的一段贴膜，从而将贴膜从贴膜料卷中拉出。

作为优选，所述贴膜夹具的数量为两个及两个以上，其中一个贴膜夹具安装在机器人上，其他贴膜夹具放置在底座上，所述贴膜夹具上安装有可以检测所述第一夹爪与贴膜料卷之间是否有贴膜的传感器，当贴膜料卷中的贴膜用尽时，所述传感器无法检测到贴膜，此时用底座上的贴膜夹具替换机器人上的贴膜夹具继续贴膜，并为换下的贴膜夹具更换料卷，避免了更换料卷时无法进行贴膜的情况，提高了贴膜的效率。

本发明，一种自动贴膜设备的贴膜方法，按以下步骤顺序进行：

①所述第二夹爪夹住贴膜，将贴膜夹具移动到产品上方，松开第二夹爪，所述压膜组件向下移动，将贴膜压在产品表面；

②通过移动贴膜夹具，使压膜组件紧贴产品表面运动进行贴膜；

③所述第一夹爪夹住贴膜，所述第一裁膜组件向下运动，将贴膜从贴膜料卷上裁下；

④移动所述贴膜夹具，使所述牵引杆插入所述第二裁膜组件中，通过贴膜夹具移动带动第二裁膜组件运动，从而在贴膜的长度方向进行剪裁；

⑤所述第二夹爪向第一夹爪的方向移动，第二夹爪夹住第一夹爪上剪裁后留下的一段贴膜，松开第一夹爪，第二夹爪向远离第一夹爪的方向移动，从而将贴膜从贴膜料卷中拉出。

步骤①中，所述第二夹爪夹住贴膜可以使贴膜压下前尽可能处于张紧的状态，从而减小可能产生的气泡；步骤②中，通过紧贴产品表面运动，可以使贴膜与产品完全贴合，并且挤出可能存在的气泡；步骤③中，压膜组件和产品夹住贴膜的一端，第一夹爪夹住贴膜的另一端，从而将贴膜张紧，使裁剪所需的裁剪力更小；步骤④中通过移动进行贴膜长度方向的裁剪，可以减小裁剪刀具的大小，防止刀具过长导致占用空间过大、成本增加；步骤⑤中，拉膜过程通过第二夹爪的运动即可实现，简单快捷，并且拉膜后贴膜处于水平状态，方便第一裁膜组件切割。

作为优选，所述第二夹爪将贴膜从贴膜料卷中拉出一段距离后，夹住第一夹爪，松开第二夹爪，通过所述伺服电机调整所述电热丝至所需的方向，再次使第一裁膜组件向下运动，将贴膜从贴膜料卷上裁下，然后再次调整电热丝至原来的方向，松开第一夹爪，第二夹爪再次将贴膜从贴膜料卷中拉出；当产品宽度方向上相对的两条边不平行时，通过调整电热丝的方向，使第一裁膜组件可以在不同的方向上进行裁剪。

作为优选，所述贴膜夹具由六轴机器人控制运动；所述贴膜夹具在六轴机器人的控制下可以进行一定范围内各个方向的移动和旋转，拥有更高的自由度，可以适应不同形状的车身部件。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）可以实现拉膜、裁膜、压膜、贴膜一体化，并且人工操作量小、自动化程度高；（2）可以调整裁剪角度，从而对宽度方向上相对的两条边不平行的产品进行贴膜；（3）可以通过弹簧调节裁剪高度，从而对长度方向上弯曲的产品进行贴膜；（4）节省贴膜料卷换料的时间，贴膜效率高。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明贴膜夹具的一种结构示意图。

图3是本发明第一裁膜组件的一种结构示意图。

图4是本发明第二裁膜组件的一种结构示意图。

图5是本发明在生产线上的一种结构示意图。

图中：1、底座2、贴膜夹具21、工作夹具22、备用夹具3、贴膜料卷4、产品靠模5、压膜组件6、第一裁膜组件61、电热丝62、裁膜气缸63、伺服电机64、第一夹爪7、拉膜组件71、第二夹爪8、第二裁膜组件81、滑轨82、滑块83、滚筒84、裁膜刀85、弹簧9、牵引杆10、传感器11、六轴机器人12、产品。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1-5所示的实施例中，一种自动贴膜设备，包括底座1、贴膜夹具2、贴膜料卷3，所述贴膜夹具设有用于将产品吸气的真空吸盘，所述贴膜料卷安装在贴膜夹具上，所述底座上安装有用于定位产品12的产品靠模4，所述产品靠模固定在底座上，产品靠模上设有与产品宽度相同的凹槽，产品适配安装在产品靠模的凹槽内，所述贴膜夹具上设有用于将贴膜压在产品上的、可相对贴膜夹具在竖直方向上移动的压膜组件5，所述贴膜夹具上还设有用于将贴膜从贴膜料卷上裁下的、可相对贴膜夹具在竖直方向上移动的第一裁膜组件6，所述贴膜夹具上还设有用于在裁减后将贴膜再次从贴膜料卷中拉出的、可相对贴膜夹具在水平方向上运动的拉膜组件7，所述产品为汽车高光b柱，其外形近似矩形，其相对的两条宽边不平行，并且在长度方向上有弯曲，所述贴膜夹具包括安装板，所述压膜组件、第一裁膜组件、拉膜组件均安装在所述安装板上，所述压膜组件包括可在竖直方向运动的气缸和用于压紧贴膜的压辊，所述压辊可在产品表面滚动，由于压辊与产品表面为线接触而非面接触，可以减少贴膜时因为接触面凹凸不平而产生的气泡；所述底座上安装有可在水平方向上运动的第二裁膜组件8，所述贴膜夹具上安装有能带动第二裁膜组件运动的牵引杆9，所述牵引杆上方安装有推进气缸，所述推进气缸可以推动牵引杆向下移动从而插入所述第二裁膜组件中，所述第二裁膜组件可以在产品的长度方向上运动；所述第二裁膜组件包括安装在底座上的滑轨81、可在所述滑轨上滑动的滑块82，所述滑块上安装有与产品接触并可以相对滚动的滚筒83，所述滚筒的一侧安装有与滚筒相对固定的裁膜刀84，所述滚筒上方安装有可在竖直方向伸缩的弹簧85，所述滑块两侧分别设有竖直方向的滚筒滑轨，所述滚筒通过安装块安装在滚筒滑轨上，在滚筒沿产品弯曲的表面滚动时，当产品表面高度上升时，所述弹簧压缩，滚筒沿滚筒滑轨的方向向上运动；所述第一裁膜组件包括用于裁膜的电热丝61、用于控制电热丝在竖直方向上移动的裁膜气缸62，用于控制电热丝在水平方向上旋转的伺服电机63，所述第一裁膜组件通过支板安装在所述安装板上，所述伺服电机安装在支板上侧，所述裁膜气缸安装在支板下侧并由伺服电机带动转动，所述电热丝通过支架安装在裁膜气缸上，所述支架上设有用于拉紧电热丝的拉簧；所述第一裁膜组件与贴膜料卷之间设有用于在裁膜时夹住贴膜的第一夹爪64，所述第一夹爪与贴膜料卷之间还设有用于导向的导向滚轮，所述导向滚轮与第一夹爪处于同一高度，导向滚轮还可以防止贴膜被第一夹爪边缘刮断；所述拉膜组件包括可以在水平方向上运动的第二夹爪71，所述第二夹爪和第一夹爪位于同一高度，所述压膜组件位于第一夹爪和第二夹爪之间，所述第一夹爪、第二夹爪均为气爪，通过气动控制开合；所述贴膜夹具的数量为两个，安装在机器人上进行贴膜的为工作夹具21，放置在底座上备用的为备用夹具22，所述贴膜夹具上安装有可以检测所述第一夹爪与贴膜料卷之间是否有贴膜的传感器10，所述传感器为反射型光电传感器。

如图1-5所示的实施例中，一种自动贴膜设备的贴膜方法，按以下步骤顺序进行：

①所述第二夹爪夹住贴膜，将贴膜夹具移动到产品上方，松开第二夹爪，所述压膜组件向下移动，将贴膜压在产品表面；

②通过移动贴膜夹具，使压膜组件紧贴产品表面运动进行贴膜；

③所述第一夹爪夹住贴膜，所述第一裁膜组件向下运动，将贴膜从贴膜料卷上裁下；

④移动所述贴膜夹具，使所述牵引杆插入所述第二裁膜组件中，通过贴膜夹具移动带动第二裁膜组件运动，从而在贴膜的长度方向进行剪裁；

⑤所述第二夹爪向第一夹爪的方向移动，第二夹爪夹住第一夹爪上剪裁后留下的一段贴膜，松开第一夹爪，第二夹爪向远离第一夹爪的方向移动，从而将贴膜从贴膜料卷中拉出。

步骤①中，当压膜组件刚压到产品表面时位于靠近产品左端的位置；步骤②中，由于第二夹爪松开，贴膜的左端落到产品上，压膜组件先向左移动，将贴膜的左端完全贴在产品上，再向右移动，移动过程中贴膜受到与产品之间的摩擦力，不断从贴膜料卷中被拉出；步骤③中，压膜组件运动到靠近产品右端的位置时，第一裁膜组件进行裁膜，裁膜时，电热丝完成一次向下的快速往返运动，裁膜结束后，第一裁膜组件与压膜组件之间的一段贴膜落在产品上，压膜组件继续向右运动，直到被裁下的贴膜的右端完全被贴在产品上；步骤④中，所述第二裁膜组件上设有与所述牵引杆适配的牵引孔，所述牵引杆插入牵引孔后向右移动，第二裁膜组件上的裁膜刀在长度方向上对贴膜进行裁剪；步骤⑤中，所述第二夹爪将贴膜从贴膜料卷中拉出一段距离后，先运动到贴膜回收台的上方，夹住第一夹爪，松开第二夹爪，通过所述伺服电机调整所述电热丝至所需的方向至与产品左侧边方向相同，再次使第一裁膜组件向下运动，将贴膜从贴膜料卷上裁下，然后再次调整电热丝至与产品右侧边方向相同，松开第一夹爪，第二夹爪再次将贴膜从贴膜料卷中拉出，此处裁下的一段贴膜落在贴膜回收台上进行回收；所述贴膜夹具由六轴机器人11控制运动，所述六轴机器人上设有可以将贴膜夹具吸起的磁铁，作为代替方案，六轴机器人也可以用夹爪将贴膜夹具夹起。

当工作夹具中贴膜料卷的贴膜用尽时，所述六轴机器人将工作夹具移动到底座上放置，并夹取备用夹具继续进行贴膜，操作人员可以在备用夹具的贴膜用完前的任意时间替换用尽的贴膜料卷，不会占用贴膜的时间，并且使操作人员的工作更柔性化。