本发明涉及新能源技术领域，尤其是锂电池的自动贴纸设备。
背景技术：
在锂电池的生产过程中，需要对锂电池进行封装，即在电池的正面和背面分别贴上胶纸。现有的锂电池正面贴胶纸和背面贴胶纸基本都是采用自动化设备进行操作，由于正面胶纸和背面胶纸往往是不同的，因此目前的锂电池贴胶纸基本都是采用两套设备分开操作完成的，其存在的不足是加工效率低。
技术实现要素：
为了解决上述现有锂电池贴胶纸存在的不足，本发明的目的是提供一种全自动完成锂电池正面贴胶纸和背面贴胶纸操作的锂电池贴纸装配设备。
为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：锂电池贴纸装配设备，包括机架及其上的输料机构、夹具机构、贴纸机构、平移机械手机构和翻转机构；
夹具机构由三个夹具装置构成；每个夹具装置均包括底板、搁料板、固定柱、第一气缸、第二气缸、感应器、侧向移动组件、后向移动组件、前固定板和侧固定板；
固定柱上下两端分别固定连接搁料板和底板；前固定板和侧固定板固定在搁料板的顶面上，搁料板上设有定位孔、侧向移动槽和后向移动槽；感应器安装在侧向移动组件或后向移动组件上，感应器的位置与定位孔的位置匹配；第一气缸和第二气缸通过气缸安装板连接在底板上；
侧向移动组件包括侧向推头、侧向推杆、侧向安装架、侧向活动杆、侧向弹簧、侧向固定板、侧向滑轨和侧向滑轨连接板；侧向滑轨处于搁料板的侧向移动槽中，侧向固定板固定在侧向滑轨上，侧向固定板处于搁料板上方，侧向固定板与侧固定板相向设置，定位孔的位置处于侧向固定板与侧固定板之间；侧向滑轨底部连接侧向滑轨连接板，侧向安装架固定在搁料板底部，侧向滑轨连接板和侧向安装架通过侧向活动杆和侧向弹簧连接，且侧向弹簧套设在侧向活动杆上；侧向推杆中部铰接在侧向安装架上，侧向推杆一端位置与侧向推头匹配，侧向推杆另一端固定连接侧向滑轨连接板，侧向推头安装在第一气缸的输出轴上，第一气缸带动侧向推头推动侧向滑轨连接板及其上的侧向滑轨和侧向固定板在侧向移动槽中移动；
后向移动组件包括后向推头、后向推杆、后向安装架、后向活动杆、后向弹簧、后向固定板、后向滑轨和后向滑轨连接板；后向滑轨处于顶板的后向移动槽中，后向固定板固定在后向滑轨上，后向固定板处于顶板上方，后向固定板与前固定板相向设置，定位孔的位置处于后向固定板与前固定板之间；后向滑轨底部连接后向滑轨连接板，后向安装架固定在顶板底部，后向滑轨连接板和后向安装架通过后向活动杆和后向弹簧连接，且后向弹簧套设在后向活动杆上；后向推杆中部铰接在后向安装架上，后向推杆一端位置与后向推头匹配，后向推杆另一端固定连接后向滑轨连接板，后向推头安装在第一气缸的输出轴上，第一气缸带动后向推头推动后向滑轨连接板及其上的后向滑轨和后向固定板在后向移动槽中移动；
贴纸机构是两组，分别是第一贴纸机构和第二贴纸机构；
三个夹具装置分别是第一夹具装置、第二夹具装置和第三夹具装置，三个夹具装置在输料机构至翻转机构之间排列成直线，第一夹具装置靠近输料机构，第三夹具装置靠近翻转机构，第二夹具装置和第三夹具装置处于平移机械手机构与两组贴纸机构之间。
作为优选，横向移动机构是两组，分别是第一横向移动机构和第二横向移动机构，第一夹具装置的底板安装在机架上，第二夹具装置通过第一横向移动机构安装在机架上，第二夹具装置通过第二横向移动机构安装在机架上。
作为优选，机架包括型材及其底部的万向轮。
作为优选，翻转机构包括翻转底板、翻转装置和接料装置，翻转底板固定在机架上，翻转装置和接料装置安装在翻转底板上；翻转装置和包括翻转安装架、翻转电机、翻转轴、翻转板、翻转限位块、吸料盘组件和接料传感器；翻转安装架固定在翻转底板上，翻转电机、翻转轴和翻转板安装在翻转安装架上，翻转轴安装在翻转板的一端上，翻转电机的输出端连接翻转轴，翻转限位块处于翻转板的另一端上；翻转板上设有盛料孔，接料传感器处于盛料孔下方，吸料盘组件处于盛料孔内；接料装置包括接料架、接料板和落料传感器，接料板固定在接料架顶部，接料板上设有落料传感器；翻转轴处于翻转板与接料板之间，翻转电机控制翻转轴及其上的翻转板转动，使得翻转板翻至接料板上方；接料板与翻转板平行设置，且翻转板高度高于接料板高度。
作为优选，第二夹具装置和第三夹具装置通过横向移动机构选择靠近或远离平移机械手机构，远离平移机械手机构即靠近贴纸机构。
采用了上述技术方案的锂电池贴纸装配设备，输料机构用于电池的上料和下料，夹具机构用于夹紧待加工的电池，贴纸机构用于电池的正面贴胶纸和背面贴胶纸操作，平移机械手机构用于电池的输送，翻转机构用于将一面完成贴胶纸的电池进行翻转。本专利的锂电池贴纸装配设备的优点是电池的正面贴纸和背面贴纸在线进行操作，加工效率高。
附图说明
图1为本发明实施例的爆炸结构示意图。
图2为输料机构的结构示意图。
图3为夹具机构的结构示意图。
图4为夹具机构的爆炸结构示意图。
图5为夹具机构和横向移动机构的示意图。
图6为贴纸机构的结构示意图。
图7为平移机械手机构的结构示意图。
图8为翻转机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明做进一步描述。
如图1-图8所示的锂电池贴纸装配设备，包括机架1及其上的输料机构2、夹具机构3、贴纸机构6、平移机械手机构4和翻转机构5。
机架1包括型材及其底部的万向轮。
输料机构2包括拖链组件21、取料支架22、无杆气缸23、气缸连接板24、第一真空过滤器25、第一真空过滤器固定架26、进料气缸27、取料气缸28、电机组件29和吸盘组件20。
取料支架203固定在机架1上，无杆气缸23安装在取料支架203上，气缸连接板24安装在无杆气缸23上，无杆气缸23带动气缸连接板24直线移动；拖链组件21连接无杆气缸23；无杆气缸23包括滑杆231和滑座232，气缸连接板24固定在滑座232上，滑座232带动气缸连接板24在滑杆231上直线移动；拖链组件21连接滑座232。
第一真空过滤器25安装在第一真空过滤器固定架26上，取料气缸28、第一真空过滤器固定架26和进料气缸27安装在气缸连接板24上；取料气缸28的输出端通过电机组件29连接吸盘组件20。
电机组件29包括电机连接板291、进料电机292、第一联接轴293，电机连接板291固定在取料气缸28的输出端上，进料电机292安装在电机连接板291上，进料电机292通过第一联接轴293连接吸盘组件20。
输料机构2使用时，拖链组件21引导和保护滑座232的移动，气缸连接板24及其上的吸盘组件20在滑杆231上直线移动，取料气缸28控制吸盘组件20的升降，进料电机292控制吸盘组件20吸取和松开待加工的电池。
夹具机构3由三个结构相同的夹具装置构成；每个夹具装置均包括底板33、搁料板31、固定柱32、第一气缸39、第二气缸30、感应器34、侧向移动组件35、后向移动组件36、前固定板38和侧固定板37。
固定柱32上下两端分别固定连接搁料板31和底板33；前固定板38和侧固定板37固定在搁料板31的顶面上，搁料板31上设有定位孔311、侧向移动槽312和后向移动槽313；感应器34安装在侧向移动组件35或后向移动组件36上，本实施例中，感应器34通过感应器3安装板安装在后向移动组件36上，感应器34的位置与定位孔311的位置匹配，使用时感应器34发射的红外线穿过定位孔311确定搁料板31上是否有电池；第一气缸39和第二气缸30通过气缸安装板连接在底板33上。
侧向移动组件35包括侧向推头、侧向推杆354、侧向安装架353、侧向活动杆355、侧向弹簧、侧向固定板351、侧向滑轨352和侧向滑轨连接板；侧向滑轨352处于搁料板的侧向移动槽中，侧向固定板351固定在侧向滑轨352上，侧向固定板351处于搁料板上方，侧向固定板351与侧固定板37相向设置，定位孔的位置处于侧向固定板351与侧固定板37之间；侧向滑轨352底部连接侧向滑轨连接板，侧向安装架353固定在搁料板底部，侧向滑轨连接板和侧向安装架353通过侧向活动杆355和侧向弹簧连接，且侧向弹簧套设在侧向活动杆355上；侧向推杆354中部铰接在侧向安装架353上，侧向推杆354一端位置与侧向推头匹配，侧向推杆354另一端固定连接侧向滑轨连接板，侧向推头安装在第一气缸的输出轴上，第一气缸带动侧向推头推动侧向滑轨连接板及其上的侧向滑轨352和侧向固定板351在侧向移动槽312中移动。
后向移动组件36包括后向推头368、后向推杆364、后向安装架363、后向活动杆360、后向弹簧366、后向固定板361、后向滑轨362和后向滑轨连接板367；后向滑轨362处于顶板的后向移动槽中，后向固定板361固定在后向滑轨362上，后向固定板361处于顶板上方，后向固定板361与前固定板38相向设置，定位孔311的位置处于后向固定板361与前固定板38之间；后向滑轨362底部连接后向滑轨连接板367，后向安装架363固定在顶板底部，后向滑轨连接板367和后向安装架363通过后向活动杆360和后向弹簧366连接，且后向弹簧366套设在后向活动杆360上；后向推杆364中部铰接在后向安装架363上，后向推杆364一端位置与后向推头368匹配，后向推杆364另一端固定连接后向滑轨连接板367，后向推头368安装在第一气缸的输出轴上，第一气缸带动后向推头368推动后向滑轨连接板367及其上的后向滑轨362和后向固定板361在后向移动槽313中移动。
夹具装置使用时，初始状态搁料板31上没有电池，感应器34向定位孔311发射红外线，确认搁料板31上没有电池，第一气缸39和第二气缸30不动作，侧向弹簧和后向弹簧366处于伸展状态没有被压缩，侧向滑轨连接板被侧向活动杆355推远，侧向滑轨连接板上的侧向固定板351与侧固定板37距离远，后向滑轨连接板367被后向活动杆360推远，后向滑轨连接板367上的后向固定板361与前固定板38距离远，夹具装置处于打开状态，便于电池放置在搁料板31的加工位。当电池放入搁料板31上后，感应器34通过向定位孔311发射红外线，确认搁料板31上有电池，第一气缸39和第二气缸30动作，第一气缸39带动侧向推头推向侧向推杆354一端使其翘起，侧向推杆354带动侧向滑轨连接板和侧向固定板351在侧向移动槽312中向侧固定板37靠拢移动，此时侧向弹簧被压缩，侧向固定板351与侧固定板37从两侧夹紧待加工的电池；同时，第二气缸30带动后向推头推向后向推杆364一端使其翘起，后向推杆364带动后向滑轨连接板367和后向固定板36向前固定板38靠拢移动，此时后向弹簧366被压缩，后向固定板36和前固定板38从前后方向夹紧待加工的电池；电池被固定；当电池加工完成后，第一气缸39和第二气缸30分别带动侧向推头和后向推头复位，侧向弹簧和后向弹簧366复位伸展。
三个夹具装置分别是第一夹具装置31、第二夹具装置32和第三夹具装置33，三个夹具装置在输料机构2至翻转机构9之间排列成直线，第一夹具装置31靠近输料机构2，第三夹具装置33靠近翻转机构9，第二夹具装置32和第三夹具装置33处于平移机械手机构8与两组贴纸机构之间。
横向移动机构4包括距离传感器42、横向导轨43、横向导轨滑块44和横向气缸41，横向导轨43安装在机架1上，横向导轨滑块44连接在横向导轨43上，距离传感器42安装在横向导轨43上，横向气缸41输出端连接横向导轨滑块44，横向气缸41带动横向导轨滑块44在横向导轨43上纵向直线移动并由距离传感器42确定横向导轨滑块44在横向气缸41上的位置。
第二夹具装置上的横向导轨43两端分别对接平移机械手机构8与第一贴纸机构，第二夹具装置上的底板固定在其对应的横向移动机构的横向导轨滑块44上；第三夹具装置上的横向导轨43两端分别对接平移机械手机构8与第二贴纸机构，第三夹具装置上的底板固定在其对应的横向移动机构的横向导轨滑块44上。
横向移动机构4是两组，分别是第一横向移动机构40和第二横向移动机构49，第一夹具装置的底板31安装在机架1上，第二夹具装置通过第一横向移动机构40安装在机架1上，第二夹具装置通过第二横向移动机构49安装在机架1上。
第二夹具装置32和第三夹具装置32通过横向移动机构4选择靠近或远离平移机械手机构，远离平移机械手机构即靠近贴纸机构6。
贴纸机构6包括贴纸底板613、贴纸机架610、机架移动装置、贴纸行进装置、卡纸装置和取贴纸装置，贴纸底板613固定在机架上，贴纸机架610通过机架移动装置安装在贴纸底板613上，机架移动装置、贴纸行进装置和取贴纸装置安装在贴纸机架610上。
机架移动装置包括贴纸导轨612、贴纸丝杆614、连接滑块615和手轮633，贴纸机架610通过贴纸导轨滑块611和贴纸导轨612连接在贴纸底板613上，贴纸导轨612固定在贴纸底板613上，贴纸导轨612通过连接滑块615与贴纸丝杆614相连，贴纸机架610安装在连接滑块615上，贴纸丝杆614连接手轮633，通过贴纸丝杆614调整贴纸机架610在贴纸底板613上的位置。
贴纸行进装置包括安装在贴纸机架610上的储纸轮601、进料导向柱606、固定输料座603、活动输料座626、出料导向柱631、主动导向柱617、收纸轮607、输料座滑块627、输料座气缸628、输料座导轨629和贴纸电机632；按贴纸带行进方向储纸轮601、进料导向柱606、固定输料座603、活动输料座626、出料导向柱631、主动导向柱617和收纸轮607依次设置；进料导向柱606、固定输料座603和活动输料座626处于同一直线上；活动输料座626连接在输料座滑块627上，输料座滑块627连接在输料座导轨629上，输料座气缸628带动输料座滑块627及其上的活动输料座626在输料座导轨629上横向直线移动；贴纸电机632连接主动导向柱617，贴纸电机632控制主动导向柱617转动带动其上的贴纸带进入收纸轮607。
卡纸装置包括卡纸轨道605、卡纸气缸602和卡纸板604，卡纸轨道605设置在固定输料座603前部上，卡纸气缸602安装在贴纸机架610上，卡纸气缸602的输出端连接卡纸板604，卡纸板604位置处于固定输料座603上方，卡纸气缸602控制卡纸板604压紧处于固定输料座603上的贴纸带608。
取贴纸装置包括取纸气缸安装板619、平移气缸623、气缸连接板624、吸纸气缸620、吸纸头625、传感器支架622和吸纸传感器621；平移气缸623通过取纸气缸安装板619连接在贴纸机架610上，吸纸气缸620通过气缸连接板624连接在平移气缸623上，吸纸头625安装在吸纸气缸620底部，平移气缸623带动吸纸气缸620横向移动，吸纸气缸620带动吸纸头625纵向移动；吸纸传感器621通过传感器支架622安装在在贴纸机架610上，吸纸传感器621位置对应吸纸头625的正下方，吸纸传感器621用于确认吸纸头625是否完成贴纸吸取动作。
贴纸机架610上还设有贴纸真空过滤器634和贴纸开关618；收纸轮607上设有纸锁609；储纸轮601通过储纸轮连接架635安装在贴纸机架610的上方。
贴纸机构使用时，储纸轮601上的贴纸带608依次通过进料导向柱606、卡纸轨道605、活动输料座626、出料导向柱631、导向柱617后进入收纸轮607中。输料座气缸628带动活动输料座626向吸纸板625方向移动，贴纸带608上的最外侧的贴纸处于吸纸板625的正下方；卡纸装置动作，卡纸轨道605使贴纸带608平整，卡纸气缸602控制卡纸板604压在固定输料座603上，将贴纸带608压紧，达到卡住贴纸带608的效果；取贴纸装置动作，吸纸气缸620动作，吸纸头625将其正下方的贴纸带608上最外侧的那张贴纸吸起来，由吸纸传感器621进行操作确认；卡纸气缸602返回初始位置，输料座气缸628动作将活动输料座626复位，卡纸装置松开贴纸带608，解除贴纸带608卡住效果；贴纸电机632转动，将取下贴纸的贴纸带608废纸带卷入收纸轮607中；贴纸留在吸纸板625上，准备进行下一步操作。
贴纸机构6是两组，分别是第一贴纸机构61和第二贴纸机构62，第一贴纸机构61和第二贴纸机构62平行设置，第一贴纸机构61位置对应第二夹具装置32，第二贴纸机构位置62对应第三夹具装置33。
平移机械手机构8包括机械手固定座803、机械手安装架801、直线轨道802、平移主板806、平移主板滑块807、机械手拖链连接板809、机械手拖链810、机械手气缸811、机械手丝杆滑块812、机械手电机813、机械手限位块816和多组机械手装置817。
机械手固定座803固定在机架上，机械手安装架801安装在机械手固定座803上，机械手电机813和机械手拖链810安装在机械手安装架801上，机械手电机813连接机械手丝杆滑块812，机械手丝杆滑块812，连接在机械手安装架801的丝杆上，机械手电机813带动机械手丝杆滑块812在机械手安装架801的丝杆上前后方向移动；机械手气缸811和机械手限位块816安装在机械手丝杆滑块812上，机械手气缸811的输出端连接平移主板806，直线轨道802固定在平移主板806上，机械手气缸811带动平移主板806上下移动并由机械手限位块816限制平移主板806向下移动的距离；机械手拖链810通过机械手拖链连接板809连接机械手丝杆滑块812。
多组机械手装置817连接在直线轨道802上，机械手装置817是三组，分别是第一组机械手装置8171、第二组机械手装置8172和第三组机械手装置8173，设置多组机械手装置817的好处是缩短机械手装置移动的距离，增加移动的准确率和提高加工的效率。平移主板806上还设有机械手开关805和机械手真空过滤器815；机械手装置817包括机械手气缸及其上的取料吸盘组件818。
平移机械手机构8使用时，机械手电机813提供动力让丝杆转动从而实现机械手丝杆滑块812横向移动，在机械手气缸811的作用下可以使平移主板806能够上下运动，机械手装置上的取料吸盘组件电池后进行横向移动。
翻转机构5包括翻转底板50、翻转装置7和接料装置9，翻转底板50固定在机架1上，翻转装置7和接料装置9安装在翻转底板50上；翻转装置7和包括翻转安装架71、翻转电机72、翻转轴73、翻转板74、翻转限位块75、吸料盘组件76和接料传感器77；翻转安装架71固定在翻转底板50上，翻转电机72、翻转轴73和翻转板74安装在翻转安装架71上，翻转轴73安装在翻转板74的一端上，翻转电机72的输出端连接翻转轴73，翻转限位块75处于翻转板74的另一端上；翻转板74上设有盛料孔，接料传感器77处于盛料孔下方，吸料盘组件76处于盛料孔内，接料传感器77用于确认吸料盘组件76是否吸住电池；接料装置9包括接料架91、接料板92和落料传感器93，接料板92固定在接料架91顶部，接料板92上设有落料传感器93，落料传感器93用于确认电池是否已经处于接料板92上；翻转轴73处于翻转板74与接料板92之间，翻转电机72控制翻转轴73及其上的翻转板74转动，使得翻转板74翻至接料板92上方。接料板92与翻转板74平行设置，且翻转板74高度高于接料板92高度。
翻转机构5使用时，电池同时平移机械手机构8转移至接料板92上，吸料盘组件76吸住电池，平移机械手机构8复位后，翻转电机72控制翻转轴73及其上的翻转板74转动，使得翻转板74翻至接料板92上方，松开吸料盘组件，76电池处于接料板92上，通过平移机械手机构8移出。
电池贴胶纸设备使用时，输料机构2将待加工的电池输送到第一夹具装置31，第一夹具装置31对电池进行定位后，由平移机械手机构8上的第一组机械手装置8171将电池放入第二夹具装置32上，第二夹具装置32将电池夹紧后；由第一贴纸机构61对电池的正面进行贴纸处理，同时输料机构2继续将待加工的电池输送到第一夹具装置31；电池的正面贴纸完成后，平移机械手机构8上的第二组机械手装置8172将完成正面贴纸的电池输送到第三夹具装置33上，同时第一组机械手装置8171继续将第一夹具装置31上的电池输送到第二夹具装置32上，第一贴纸机构61对电池的正面进行贴纸处理的同时，平移机械手机构8上的第三组机械手装置8173将第三夹具装置33上的电池输送到翻转机构5中；翻转机构5完成电池翻面操作后，第三组机械手装置8173翻转机构5中的电池送回第三夹具装置33上，由第二贴纸机构62对电池的背面进行贴纸处理，背面贴纸完成后电池由第一组机械手装置8171输送至第一夹具装置31上，输料机构2将完成正面和背面贴膜的电池取走。上述第一贴纸机构61和第二贴纸机构62对电池的背面和背面贴纸类型可以更换。
本专利的优点是电池的正面贴纸和背面贴纸可以同时在一台设备上完成操作，并且操作过程持续不间断，加工效率高。