本实用新型涉及电芯加工领域，尤其是无动力放卷机、电芯顶面保护膜撕膜装置、贴膜装置。
背景技术：
随着社会不断发展和科技不断进步，生产的机械化、自动化和标准化逐渐成为发展趋势。作为一个高科技新兴行业，锂电池行业对生产过程的把控更加严苛，用自动化机械设备取缔不可控手工作业是企业发展的必然趋势。
在电芯的生产和使用过程中，安全是首当其冲的，当电芯的两个极柱面与导体接触发生短路时，电芯可能发生爆炸，引起安全事故，因此在生产和使用过程中，必须尽量避免电芯与导体接触，电芯组装前需要将电芯六个面包裹绝缘膜。
现有包膜工艺是：用连续的绝缘膜包裹电芯周身，但由于极柱面的特殊性，无法用连续的膜进行包裹，需要用单独的绝缘贴纸进行包裹。
在以往的生产过程中，多数的贴膜设备，如中国专利2015200952955公开的电池电芯全自动包胶机，仅能对除电芯除极柱面的几个面进行包胶，而无法对极柱面进行包裹，这样存在一定风险；一些生产工厂选择人工贴膜，这样生产效率低，贴膜质量也不能保证；由于将绝缘贴纸和底膜分离的设备较少，相关技术不成熟，造成电芯顶面自动化贴膜成为亟待解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供无动力放卷机、电芯顶面保护膜撕膜装置、贴膜装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
无动力放卷机，包括用于放置卷料的放卷轴，所述放卷轴通过轴承可自转地设置于支撑架上，所述放卷轴连接有限制其转动的限制器；
当所述卷料受到的拉力小于所述限制器的扭矩限值时，所述放卷轴不转动；
当所述卷料受到的拉力大于所述限制器的扭矩限制时，所述放卷轴转动。
优选的，所述的无动力放卷机，其中：所述限制器是磁粉刹车。
优选的，所述的无动力放卷机，其中：所述支撑架可滑动地设置于沿所述放卷轴的中心线方向延伸的导轨上且其连接驱动其沿所述导轨滑动的动力装置。
电芯顶面保护膜撕膜装置，包括上述任一所述的无动力放卷机，还包括与所述无动力放卷机配合工作的膜贴分离装置。
优选的，所述的电芯顶面保护膜撕膜装置，其中：所述膜贴分离装置包括拉膜机构、收卷机构及防护贴固定机构，它们配合逐一将顶面保护膜的防护贴与底膜分离，所述拉膜机构拉膜时对顶面保护膜施加的拉力大于所述限制器的扭矩限制，所述收卷机构对顶面保护膜施加的拉力小于所述限制器的扭矩限值。
优选的，所述的电芯顶面保护膜撕膜装置，其中：所述拉膜机构包括用于支撑顶面保护膜的载台，所述载台支撑顶面保护膜的支撑面上设置有两块形成有导向通道的导向板；所述载台的下方设置配合将位于它们之间的底膜固定或释放的第一滚轮及压紧装置，所述载台设置于驱动其在第一轴线方向往复移动的驱动装置。
优选的，所述的电芯顶面保护膜撕膜装置，其中：所述收卷机构包括用于固定并收卷底膜的收卷轴,所述收卷轴可转动地设置于一支撑板上,所述收卷轴的一端通过扭力限制器连接动力设备。
优选的，所述的电芯顶面保护膜撕膜装置，其中：所述防护贴固定机构包括真空吸附板，所述真空吸附板对所述顶面保护膜的防护贴施加向上的吸附力且其连接驱动其沿第二轴线方向往复移动的轴向驱动装置。
优选的，所述的电芯顶面保护膜撕膜装置，其中：所述膜贴分离装置还包括浮动张紧装置，所述浮动张紧装置包括一对等高且平行设置的第二滚轮，它们形成的用于支撑顶面保护膜的虚拟面与所述载台平齐，所述第二滚轮之间设置有浮动滚轮，所述浮动滚轮可沿第二轴线方向滑动且在驱动弹簧的作用下对架设于两个第二滚轮上的顶面保护膜施加压力。
电芯顶面保护膜贴膜机器人，包括上述任一所述的无动力放卷机、撕膜装置和贴膜装置，所述贴膜装置和撕膜装置配合对待分离的顶面保护膜的防护贴施加向上的吸附力以及对位于所述防护贴前方的底膜施加斜向下的拉力以使它们分离，所述贴膜装置将分离的防护贴贴装到电芯顶面。
优选的，所述的电芯顶面保护膜贴膜机器人，其中：所述撕膜装置包括拉膜机构及收卷机构，它们配合产生所述斜向下的拉力，所述斜向下的拉力小于所述限制器的扭矩限值。
优选的，所述的电芯顶面保护膜贴膜机器人，其中：所述拉膜机构包括用于支撑顶面保护膜的载台，所述载台支撑顶面保护膜的支撑面上设置有两块形成有导向通道的导向板；所述载台的下方设置配合将位于它们之间的底膜固定或释放的第一滚轮及压紧装置，所述载台设置于驱动其在第一轴线方向往复移动的驱动装置。
优选的，所述的电芯顶面保护膜贴膜机器人，其中：所述收卷机构包括用于固定并收卷底膜的收卷轴,所述收卷轴可转动地设置于一支撑板上,所述收卷轴的一端通过扭力限制器连接动力设备。
优选的，所述的电芯顶面保护膜贴膜机器人，其中：所述撕膜装置还包括浮动张紧装置，所述浮动张紧装置包括一对等高且平行设置的第二滚轮，它们形成的用于支撑顶面保护膜的虚拟面与所述载台平齐，所述第二滚轮之间设置有浮动滚轮，所述浮动滚轮可沿第二轴线方向滑动且在驱动弹簧的作用下对架设于两个第二滚轮上的顶面保护膜施加压力。
优选的，所述的电芯顶面保护膜贴膜机器人，其中：所述贴膜装置包括真空吸附板，所述真空吸附板连接驱动其沿第二轴线方向往复移动的轴向驱动装置，所述轴向驱动装置设置于驱动其沿第一轴线方向往复移动的横向驱动装置。
本实用新型技术方案的优点主要体现在：
1、本实用新型的无动力放卷机，采用限制器限制其放卷轴的转动自由度，从而能够避免因放卷轴自身转动惯性或非工作时的拉力、误操作等导致卷料的放卷，影响后续加工的问题，进而为电芯顶面自动化贴膜设备的开发奠定了基础；并且将放卷方式由传统的电机放卷优化为磁粉刹车放卷，放卷结构更加简单，放卷的电气控制大大简化。
2、使放卷轴能够沿第三轴线方向移动并结合传感器可以及时根据卷料的状态进行纠偏，从而为上料的精确性提供保证，避免卷料偏移造成防护贴位置改变导致后续加工时无法准确进行其固定的问题，有利于保证供膜的稳定性和有效性。
3、本实用新型的顶面贴膜撕膜装置和贴膜机，在上述的无动力放卷机的基础上，通过力之间的合理设计及充分利用各设备之间的相互配合，能够持续有效的实现防护贴与底膜的自动分离，从而提供了一种稳定的撕膜设备，提高了顶面贴膜的自动化、准确性、一致性，有利于提高电芯顶面包胶的加工效率和保证包胶质量的有效性和一致性。
4、无动力放卷机与浮动涨紧机构配合，能够使卷料放卷时能够持续涨紧，避免顶面保护膜出现松弛状态，导致拉膜时出现褶皱变形的情况，有利于保证供膜的有效性和后续撕膜的顺利进行，同时通过等高螺丝和无油衬套限制浮动滚轮上下移动式的左右位置，能够有效防止带偏顶面保护膜，保证供膜、撕膜的有效进行。
5、载台上设置导向板形成导向通道，能够进一步避免顶面保护膜在拉膜过程中出现位置偏移，有利于保证顶面保护膜的位置精确性，避免防护贴出现位置偏移对后续吸附固定及贴装的不利影响，为精确的进行防护贴的固定和后续的贴装奠定了基础，有利于提高贴装质量。
6、采用具有扭力限制器的收卷机构，能够使电机持续工作以保证持续收卷的要求，并且在拉力大于扭力限制器的收卷时，放慢或停止收卷从而保证整个贴膜设备能够持续的工作。
附图说明
图1 是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型的无动力放卷机的立体图；
图3是本实用新型的撕膜机构的立体图；
图4是本实用新型的浮动张紧机构的立体图；
图5是本实用新型的拉膜机构的立体图；
图6是本实用新型的收卷机构的立体图；
图7是本实用新型的贴膜机构的立体图。
具体实施方式
本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合附图对本实用新型的无动力放卷机1进行阐述，如附图2所示，其包括用于放置卷料的放卷轴11，所述放卷轴11沿第三轴线方向Y延伸，所述放卷轴11可自转地设置于支撑架12上，具体的，所述支撑架12上设置有通过轴承座13固定的轴承，所述放卷轴11连接所述轴承，并且所述放卷轴11的一端通过联轴器14连接有限制其转动的限制器15，其固定于一与所述支撑架12连接的安装架上，所述限制器15优选是磁粉刹车，在工作时预先设置好所述限制器15的扭矩限值N放。
当位于所述放卷轴11上的卷料受到的拉力小于所述限制器15的扭矩限值N放时，所述放卷轴11不转动，即不进行卷料的供应；
当所述卷料受到的拉力大于所述限制器15的扭矩限制N放时，所述放卷轴11转动，进行卷料的供应。
进一步，所述支撑架12可滑动地设置于沿所述放卷轴11的中心线方向延伸的导轨17上且其连接驱动其沿所述导轨17滑动的动力装置16，所述动力装置16根据一组光电传感器确认的卷料的位置状态来调整放卷轴11的位置，从而实现卷料位置的纠偏。
具体来说，所述支撑架12整体为L形，其底部设置有两个滑块18，两个滑块18分别可滑动地设置于一导轨17上，同时，所述支撑架12通过一位于其侧边位置的连接件与所述动力装置16连接，所述动力装置16可以是已知的各种能够驱动支撑架12直线移动的设备或结构，如电缸、气缸、油缸、丝杠+电机的结构等，如附图2所示为电缸。
在另一实施例中，还揭示了电芯顶面保护膜贴膜机器人，包括上述的无动力放卷机1，对应的，所述无动力放卷机1供应的是顶面保护膜，所述顶面保护膜包括底膜及依次贴附在底膜上的防护贴。
所述贴膜机器人还包括撕膜装置2和贴膜装置3，如附图1所示，所述无动力放卷机1设置于所述撕膜装置2的右下角位置，所述贴膜装置3设置于所述撕膜装置2的左上角位置，其中，所述撕膜装置2对位于待分离的防护贴前方（此处的前方是指:在顶面保护膜从所述放卷轴11连接到收卷轴231布设路线中，以收卷轴所在位置为前，放卷轴所在的位置为后）的顶面保护膜或其底膜施加斜向下的拉力F（如附图1所示为斜向右下方向），所述贴膜装置3对待分离的顶面保护膜的防护贴施加向上的吸附力，从而使所述防护贴和底膜分离，同时在撕膜过程中，所述撕膜装置2对底膜施加的斜向下的拉力F小于所述无动力放卷机1中限制器15的扭矩限值，即此时，所述无动力放卷机1不供料，且从底面保护膜卷料中拉伸出的顶面保护膜处于张紧状态；所述贴膜装置3将分离后的防护贴贴装到电芯顶面。
具体来说，如附图3所示，所述撕膜装置2包括配合工作的浮动张紧机构21、拉膜机构22及收卷机构23，所述拉膜机构22与收卷机构23配合形成所述斜向下的拉力F。
其中，如附图4所示，所述浮动张紧装置21包括一对等高且平行设置的第二滚轮211，它们沿第三轴线方向Y延伸且形成的用于支撑从底面保护膜卷料中拉升出的顶面保护膜的虚拟面，所述第二滚轮211之间设置有延伸方向与它们相同且常态下部分重叠的浮动滚轮212，所述浮动滚轮212可沿第二轴线方向Z滑动且在驱动弹簧214的作用下对架设于两个第二滚轮211上的顶面保护膜施加压力，所述浮动滚轮212对顶面保护膜施加的最大下压力小于所述限制器15的扭矩限值N放，即没有其他外力作用时，所述放卷轴11不会转动。
详细来说，所述浮动滚轮212沿第三轴线方向Y延伸且连接轴承（图中未示出），所述轴承固定于轴承座213上，所述轴承座213可沿第二轴线方向Z滑动地设置于由等高螺丝215和无油衬套配合形成的支架上，所述轴承座213的上表面和支架之间设置有所述驱动弹簧214。
如附图5所示，所述拉膜机构22包括用于支撑局部顶面保护膜的载台221，所述载台221包括垂直一体的平板和竖板，所述平板的上表面与两个所述第二滚轮211形成的虚拟面平齐，且其上间隙设置有两块平行且形成导向通道的导向板222，所述导向板222沿第一轴线方向X延伸，从而使所述导向通道的延伸方向为第一轴线方向X，所述导向通道的宽度与所述顶面保护膜10的宽度相仿，从而能够限制所述顶面保护膜10在第三轴线方向Y进行偏移。
如附图5所示，所述平板的下方位于所述竖板上设置有配合将位于它们之间的顶面保护膜的底膜固定或释放的第一滚轮225及压紧装置，所述第一滚轮225沿第三轴线方向Y延伸且其与左侧的第二滚轮211的距离小于所述平板的刃口端2111与左侧的第二滚轮211的距离，从而使所述平板上的顶面保护膜与位于平板的刃口端2111和第二滚轮211之间的底膜呈现为折叠成锐角的状态，如附图1所示。
当然在其他实施例中，所述第一滚轮225的位置也可以根据需要进行调整，从而使得平板上的顶面保护膜与位于平板的刃口端2111和第二滚轮211之间的底膜形成的夹角的角度发生改变，进而使得撕膜时，对第一滚轮和所述平板的刃口端2111的底膜的拉力方向发生改变，并且优选控制撕膜时，对所述底膜施加的拉力的方向最多变化到与所述贴膜装置3对防护贴的吸附力方向相反，即朝下的方向。
所述压紧装置可以是已知的各种能够向所述第一滚轮225施加压力的结构，本实施例中，优选其包括压块224，所述压块224连接驱动其沿第一轴线方向X往复移动的压紧气缸223，所述压紧气缸223设置于所述载台221上。
并且，所述载台221设置于驱动其在第一轴线方向X往复移动的驱动装置上，所述驱动装置可以是已知的各种能够驱动载台沿直线方向移动的设备或结构，如气缸、电缸、油缸等，本实施例中结合附图5来看，所述驱动装置包括电机227及由所述电机227驱动的丝杠226，所述丝杠226的活动螺母通过套接件228连接所述载台221的竖板，所述竖板的背面通过滑块（图中未示出）可滑动地设置于两条沿第一轴线方向X延伸的直线导轨229上。
如附图6所示，所述收卷机构23包括用于固定并收卷底膜的收卷轴231,所述收卷轴231沿第三轴线方向Y延伸且其通过轴承可转动地设置于一支撑板236上,所述收卷轴231的一端通过扭力限制器232连接动力设备，所述动力设备可以是任何能够产生旋转旋动的设备或结构，如电机、电机+齿轮副的结构、电机+链条+链轮的结构等，如附图所示，所述动力设备包括电机235，所述电机235的转轴连接同步轮234，所述同步轮234通过同步带233连接所述扭力限制器232。
进一步，如附图7所示，所述贴膜装置3包括真空吸附板31，所述真空吸附板31连接驱动其沿第二轴线方向Z往复移动的轴向驱动装置，所述轴向驱动装置设置于驱动其沿第一轴线方向X移动的移动装置上，具体来说，所述真空吸附板31通过连接块32连接一滑台气缸33，所述滑台气缸33固定于无杆气缸34上，所述无杆气缸34设置于龙门架35上。
使用本实用新型的电芯顶面保护膜贴膜机器人，先将顶面保护膜卷料套装在所述放卷轴11上，并按照附图1所示的顶面保护膜10的布设路径将顶面保护膜的自由端固定到所述收卷机构23的收卷轴231上，使从顶面保护膜卷料中拉伸出的顶面保护膜处于张紧状态，贴膜机器人工作过程如下，
S1,拉膜时，所述电机235不停工作，所述压紧气缸223驱动所述压块224向所述第一滚轮225方向移动从而将顶面保护膜或其底膜压贴在所述第一滚轮225上固定，接着所述电机227启动使丝杠226的活动螺母驱动载台221向远离所述无动力放卷机1的方向移动，此时，所述拉膜装置22对顶面保护膜施加的拉力大于所述限制器15的扭矩限值N放以及所述浮动滚轮212对所述顶面保护膜施加的压力，从而所述放卷轴11转动进行供料，且所述浮动滚轮212在所述顶面保护膜的张力作用下处于上极限位置这时，位于所述第一滚轮225和无动力放卷机1之间的顶面保护膜保持张紧状态。
所述载台221从顶面保护膜卷料中拉出一个防护贴的距离后停止，此时，所述顶面保护膜整体向前移动且位于顶面保护膜卷料和第一滚轮225之间的顶面保护膜的长度增加相应的距离，此时，位于所述顶面保护膜最前端的防护贴位于所述载台221最前端的位置等待分离。
在所述载台221未移动时，所述第一滚轮225和收卷轴231之间的顶面保护膜或其底膜处于张紧状态，且张力大于所述扭力限制器的限值，所述收卷轴231不转动收卷；当所述载台221移动时，由于所述收卷轴231位置固定不动，因此所述第一滚轮225到所述收卷轴231的距离减小，从而位于它们之间的顶面保护膜或其底膜由张紧状态向松弛状态变化，此时由于所述顶面保护膜或其底膜的张力小于所述扭力限制器的限值，所述收卷轴231转动收卷，从而使位于所述第一滚轮225和所述收卷轴231之间的顶面保护膜或其底膜立刻从松弛状态被拉紧，如此往复至所述载台221停止后，位于第一滚轮225和收卷轴231之间的顶面保护膜或其底膜被收卷轴231的持续转动拉紧，并且在第一滚轮225和收卷轴231之间的底膜的张力达到所述扭力限制器232的限值时，所述扭力限制器232打滑，所述收卷轴231收卷放慢或停止收卷。
S2，所述无杆气缸34和滑台气缸33启动将真空吸附板31移动到所述载台21上位于最前端位置的顶面保护膜的防护贴的正上方，并通过真空吸附向所述防护贴施加一个向上的吸力将其吸附固定。
S3，所述压紧气缸223驱动所述压块224向远离所述第一滚轮225的方向移动从而将所述它们固定的顶面保护膜或其底膜释放，此时，从顶面保护膜卷料中拉出的整个顶面保护膜10仍处于张紧状态。
S4，所述电机227启动使丝杠226的活动螺母驱动载台221向所述无动力放卷机1方向移动复位，在载台221移动时，位于所述第一滚轮225和放卷轴11之间的顶面保护膜由张紧状态向松弛状态切换，此时，顶面保护膜的张力小于所述扭力限制器232的限值，从而所述收卷轴231转动收卷从而持续向顶面保护膜或其底膜施加拉力使其张紧，此时，由于所述第一滚轮225和载台的限制，位于所述第一滚轮225和载台221的刃口之间的顶面保护膜或底膜受到一个向右下角方向的拉力F，且该拉力值大于所述浮动滚轮212对顶面保护膜的下压力，且不大于限制器15的扭矩限值，从而所述防护贴和底膜在向上的吸附力和斜向右下的拉力F的共同作用下分离，同时，所述放卷轴11不转动供料且所述浮动滚轮212在所述顶面保护膜10的张力作用下处于上极限位置，从而保证了在撕膜过程中，不会因为无动力放卷机因拉力供料造成后续无法正常且准确进行撕膜的问题。
S5，所述无杆气缸34和滑台气缸33启动复位并将真空吸附板31上吸附的防护贴移动至电芯顶面进行贴装。
重复上述S1-S5步骤，不断进行电芯顶面贴膜。
本实用新型的另一实施例中，揭示了电芯顶面保护膜撕膜装置，包括上述的无动力放卷机1，还包括与所述无动力放卷机1配合工作的膜贴分离装置，所述膜贴分离装置包括上述的拉膜机构22、收卷机构23以及由上述贴膜机构3中的真空吸附板31和驱动所述真空吸附板31沿第二轴线方向Z往复移动的轴向驱动装置构成的防护贴固定机构。
本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。