CN109848296A - 一种用于燃料电池的单极板生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于燃料电池的单极板生产工艺，通过设置连续冲压模，使得原材料在冲压时能够连续完成冲孔‑‑翻孔压筋‑‑切边刺破‑‑粗成型‑‑精成型‑‑分离工艺，进而使得原材料能够通过连续冲压成型，避免了因单工序的冲压在时间上的不连续性，进而提高了单极板的生产效率，同时也提高了单极板成品的一致性，通过多工位使用机械手抓取，并依次经过超声波清洗、激光打码、视觉检测、往复装框，使得单极板从原材料到装框无需人工参与，大大降低了人工成本，提高了产品的生产质量和产品的合格率，通过机械手将视觉检测输出的缺陷产品输送在NG工作台，剔除了不合格产品，防止次品单极板进入后序加工工序，减少资源浪费、增加了成品的合格率。

Description

一种用于燃料电池的单极板生产工艺

技术领域

本发明涉及单极板装置领域，具体为一种用于燃料电池的单极板生产工艺，属于燃料电池单极板生产应用技术领域。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

单极板是生产燃料电池中的核心部件，单极板的制造精度直接影响着整个燃料电池的质量，目前的单极板冲压多为单工序生产，生产效率较低，且单极板冲压后的清洗、装配等都是分开进行，自动化程度较低，所需人力成本较高，生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于燃料电池的单极板生产工艺，以解决上述技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于燃料电池的单极板生产工艺，包括以下生产工艺流程：装配原材料--上料--冲压--输送--超声波清洗--激光打码--视觉检测--往复装框，具体工艺流程如下：

步骤一，装配原材料：通过行车将原材料运输至卷平机位置，开启卷平机，卷平机安装轴收缩，将原材料安装至安装轴，控制卷平机将原材料涨紧，原材料由开卷机引出，通过主减速机的扭力传动杆带动卷平机上端的若干上辊和下辊作旋转运动，原材料经多个上辊和下辊的反复挤压，使得原材料在若干上辊和下辊之间反复变形、消除应力，以达到原料本身平整；

步骤二，上料：将平整后的原料安装至伺服上料机的上端，开启伺服上料机上料，将平整后的原料输送冲压连续模具入口；

步骤三，冲压：通过控制伺服电机控制偏心轮转动进而控制曲柄移动以控制伺服压机向下移动，将伺服压机的液压夹紧器等间距放置在冲压模具上模的顶端和下模的底端，控制液压夹紧器吸附上模和下模，使得上模与伺服压机固定连接，下模与工作台固定连接通过控制伺服压机上移，进而带动上模随伺服压机上移，进而使得冲压模具的上模与下模分开，控制伺服上料机按照预先设定的阈值输送原料，并控制伺服压机带动上模下移完成对原材料的连续冲压，形成单极板；

步骤四，输送：单极板经输送带输出，通过视觉寻位相机检测单极板在输送带上的位置信息，机械手根据单极板的具体位置调整移送吸盘的位置，使得吸盘与单极板相适配，进而使得机械手将单极板精准的移动至翻转夹具上；

步骤五，超声波清洗：开启翻转夹具通过气腔吸附单极板，并带动单极板翻转，使得单极板准确的移动至超声波清洗传送链上，控制传送链移动，进而带动单极板进入超声波清洗机内，最终由传送链将烘干后的单极板传送出超声波清洗机出口；

步骤六，激光打码：通过机械手将烘干后的单极板移送至激光打码区，通过激光打码机对每个单极板进行标记，通过扫码相机对标记码是否合格进行扫描确定，通过机械手将打码不合格的单极板移送至NG工作台以存放缺陷产品，配合MES系统对打码后单极板的属性信息进行记录；

步骤七，视觉检测：通过机械手将打码后的单极板移动至视觉检测区进行表面缺陷检测，通过电缸控制单极板定位夹具沿直线导轨移动，进而通过视觉检测器对单极板表面进行扫面成像检测，以验证单极板表面的线性轮廓、孔数、划伤、杂物及压伤等缺陷情况，并将有缺陷的单极板通过机械手移送至NG工作台；

步骤八，往复装框：通过机械手将检测合格的单极板输送至输送台上的料框器具进行装框，并通过机械手将装框后的料框器具移送至输送车上。

进一步地，原材料经冲孔--翻孔压筋--切边刺破--粗成型--精成型--冲孔--分离，形成单极板。

进一步地，冲孔：对原材料的边缘进行冲孔，以方便冲压模具对原材料进行定位；

翻孔压筋：对定位孔进行翻孔，并对原材料的两端进行压筋以初步限定原材料的加工范围；

切边刺破：对原材料进行部分裁切以初步形成单极板的宽度加工范文；

粗成型：上模具下移，对原材料进行初次冲压，以形成中间面的初步轮廓；

精成型：对粗成型的单极板轮廓进行二次冲压，同时冲压出单极板四周的轮廓，方便后续对四周轮廓进行冲孔；

冲孔：对精成型中冲压的四周轮廓区域冲孔，以完成单极板的成型；

分离：将成型的单极板从切边刺破位置切断，以形成一个个单独的单极板成品。

进一步地，翻转夹具为顶端安装有吸盘的机械手。

进一步地，单极板经溶剂冲洗--空气吹扫--清水冲洗--空气吹扫--淋浴清洗--空气吹扫--烘干，最终由传送链将烘干后的单极板传送出超声波清洗机出口。

进一步地，清洗时间为线性时间4s，停留2s。

进一步地，烘干温度为32-47℃。

本发明的有益效果：

1、本发明一种用于燃料电池的单极板生产工艺，通过设置连续冲压模，使得原材料在冲压时能够连续完成冲孔--翻孔压筋--切边刺破--粗成型--精成型--分离工艺，进而使得原材料能够通过连续冲压成型，避免了因单工序的冲压在时间上的不连续性，进而提高了单极板的生产效率，同时也提高了单极板成品的一致性。

2、本发明一种用于燃料电池的单极板生产工艺，通过多工位使用机械手抓取，并依次经过超声波清洗、激光打码、视觉检测、往复装框，使得单极板从原材料到装框无需人工参与，大大降低了人工成本，提高了产品的生产质量和产品的合格率。

3、本发明一种用于燃料电池的单极板生产工艺，通过机械手将视觉检测输出的缺陷产品输送在NG工作台，剔除了不合格产品，防止次品单极板进入后序加工工序，减少资源浪费、增加了成品的合格率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种用于燃料电池的单极板生产工艺流程线

图中：1、卷平机；2、伺服上料机；3、冲压模具；4、超声波清洗机；5、激光打码设备；6、视觉检测设备；7、往复装框设备。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，一种用于燃料电池的单极板生产工艺，包括以下生产工艺流程：装配原材料--上料--冲压--输送--超声波清洗--激光打码--视觉检测--往复装框，具体工艺流程如下：

步骤一，装配原材料：通过行车将原材料运输至卷平机位置，开启卷平机，卷平机安装轴收缩，将原材料安装至安装轴，控制卷平机将原材料涨紧，原材料由开卷机引出，通过主减速机的扭力传动杆带动卷平机上端的若干上辊和下辊作旋转运动，原材料经多个上辊和下辊的反复挤压，使得原材料在若干上辊和下辊之间反复变形、消除应力，以达到原料本身平整；

步骤二，上料：将平整后的原料安装至伺服上料机的上端，开启伺服上料机上料，将平整后的原料输送冲压连续模具入口；

步骤三，冲压：通过控制伺服电机控制偏心轮转动进而控制曲柄移动以控制伺服压机向下移动，将伺服压机的液压夹紧器等间距放置在冲压模具上模的顶端和下模的底端，控制液压夹紧器吸附上模和下模，使得上模与伺服压机固定连接，下模与工作台固定连接以保证上模和下模在冲压时位置稳定，进而保证了冲压的质量，提高了冲压效率，通过控制伺服压机上移，进而带动上模随伺服压机上移，进而使得冲压模具的上模与下模分开，控制伺服上料机按照预先设定的阈值输送原料，并控制伺服压机带动上模下移完成对原材料的连续冲压，原材料经冲孔--翻孔压筋--切边刺破--粗成型--精成型--冲孔--分离，形成单极板，

其中，冲孔：对原材料的边缘进行冲孔，以方便冲压模具对原材料进行定位；

翻孔压筋：对定位孔进行翻孔，并对原材料的两端进行压筋以初步限定原材料的加工范围；

切边刺破：对原材料进行部分裁切以初步形成单极板的宽度加工范文；

粗成型：上模具下移，对原材料进行初次冲压，以形成中间面的初步轮廓；

精成型：对粗成型的单极板轮廓进行二次冲压，同时冲压出单极板四周的轮廓，方便后续对四周轮廓进行冲孔；

冲孔：对精成型中冲压的四周轮廓区域冲孔，以完成单极板的成型；

分离：将成型的单极板从切边刺破位置切断，以形成一个个单独的单极板成品；

步骤四，输送：单极板经输送带输出，通过视觉寻位相机检测单极板在输送带上的位置信息，机械手根据单极板的具体位置调整移送吸盘的位置，使得吸盘与单极板相适配，保证机械手能够将单极板精准的移动至翻转夹具上，翻转夹具为顶端安装有吸盘的机械手；

步骤五，超声波清洗：开启翻转夹具通过气腔吸附单极板，并带动单极板翻转，使得单极板准确的移动至超声波清洗传送链上，控制传送链移动，进而带动单极板进入超声波清洗机内，单极板经溶剂冲洗--空气吹扫--清水冲洗--空气吹扫--淋浴清洗--空气吹扫--烘干，最终由传送链将烘干后的单极板传送出超声波清洗机出口；

其中，清洗时间为线性时间4s，停留2s；烘干温度为32-47℃；

步骤六，激光打码：通过机械手将烘干后的单极板移送至激光打码区，通过激光打码机对每个单极板进行标记，通过扫码相机对标记码是否合格进行扫描确定，通过机械手将打码不合格的单极板移送至NG工作台以存放缺陷产品，配合MES系统对打码后单极板的属性信息进行记录；

步骤七，视觉检测：通过机械手将打码后的单极板移动至视觉检测区进行表面缺陷检测，通过电缸控制单极板定位夹具沿直线导轨移动，进而通过视觉检测器对单极板表面进行扫面成像检测，以验证单极板表面的线性轮廓、孔数、划伤、杂物及压伤等缺陷情况，并将有缺陷的单极板通过机械手移送至NG工作台；

步骤八，往复装框：通过机械手将检测合格的单极板输送至输送台上的料框器具进行装框，并通过机械手将装框后的料框器具移送至输送车上。

本发明在使用时，通过设置连续冲压模，使得原材料在冲压时能够连续完成冲孔--翻孔压筋--切边刺破--粗成型--精成型--冲孔--分离工艺，进而使得原材料能够通过连续冲压成型，避免了因单工序的冲压在时间上的不连续性，进而提高了单极板的生产效率，同时也提高了单极板成品的一致性，通过多工位使用机械手抓取，并依次经过超声波清洗、激光打码、视觉检测、往复装框，使得单极板从原材料到装框无需人工参与，大大降低了人工成本，提高了产品的生产质量和产品的合格率，通过机械手将视觉检测输出的缺陷产品输送在NG工作台，剔除了不合格产品，防止次品单极板进入后序加工工序，减少资源浪费、增加了成品的合格率。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种用于燃料电池的单极板生产工艺，其特征在于，包括以下生产工艺流程：装配原材料--上料--冲压--输送--超声波清洗--激光打码--视觉检测--往复装框，具体工艺流程如下：

步骤一，装配原材料：通过行车将原材料运输至卷平机位置，开启卷平机，卷平机安装轴收缩，将原材料安装至安装轴，控制卷平机将原材料涨紧，原材料由开卷机引出，通过主减速机的扭力传动杆带动卷平机上端的若干上辊和下辊作旋转运动，原材料经多个上辊和下辊的反复挤压，使得原材料在若干上辊和下辊之间反复变形、消除应力，以达到原料本身平整；

步骤二，上料：将平整后的原料安装至伺服上料机的上端，开启伺服上料机上料，将平整后的原料输送冲压连续模具入口；

步骤三，冲压：通过控制伺服电机控制偏心轮转动进而控制曲柄移动以控制伺服压机向下移动，将伺服压机的液压夹紧器等间距放置在冲压模具上模的顶端和下模的底端，控制液压夹紧器吸附上模和下模，使得上模与伺服压机固定连接，下模与工作台固定连接通过控制伺服压机上移，进而带动上模随伺服压机上移，进而使得冲压模具的上模与下模分开，控制伺服上料机按照预先设定的阈值输送原料，并控制伺服压机带动上模下移完成对原材料的连续冲压，形成单极板；

步骤四，输送：单极板经输送带输出，通过视觉寻位相机检测单极板在输送带上的位置信息，机械手根据单极板的具体位置调整移送吸盘的位置，使得吸盘与单极板相适配，进而使得机械手将单极板精准的移动至翻转夹具上；

步骤五，超声波清洗：开启翻转夹具通过气腔吸附单极板，并带动单极板翻转，使得单极板准确的移动至超声波清洗传送链上，控制传送链移动，进而带动单极板进入超声波清洗机内，最终由传送链将烘干后的单极板传送出超声波清洗机出口；

步骤六，激光打码：通过机械手将烘干后的单极板移送至激光打码区，通过激光打码机对每个单极板进行标记，通过扫码相机对标记码是否合格进行扫描确定，通过机械手将打码不合格的单极板移送至NG工作台以存放缺陷产品，配合MES系统对打码后单极板的属性信息进行记录；

步骤七，视觉检测：通过机械手将打码后的单极板移动至视觉检测区进行表面缺陷检测，通过电缸控制单极板定位夹具沿直线导轨移动，进而通过视觉检测器对单极板表面进行扫面成像检测，以验证单极板表面的线性轮廓、孔数、划伤、杂物及压伤等缺陷情况，并将有缺陷的单极板通过机械手移送至NG工作台；

步骤八，往复装框：通过机械手将检测合格的单极板输送至输送台上的料框器具进行装框，并通过机械手将装框后的料框器具移送至输送车上。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的单极板生产工艺，其特征在于，所述步骤三中的原材料经冲孔--翻孔压筋--切边刺破--粗成型--精成型--冲孔--分离，形成单极板。

3.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池的单极板生产工艺，其特征在于，所述冲孔：对原材料的边缘进行冲孔，以方便冲压模具对原材料进行定位；

所述翻孔压筋：对定位孔进行翻孔，并对原材料的两端进行压筋以初步限定原材料的加工范围；

所述切边刺破：对原材料进行部分裁切以初步形成单极板的宽度加工范文；

所述粗成型：上模具下移，对原材料进行初次冲压，以形成中间面的初步轮廓；

所述精成型：对粗成型的单极板轮廓进行二次冲压，同时冲压出单极板四周的轮廓，方便后续对四周轮廓进行冲孔；

所述冲孔：对精成型中冲压的四周轮廓区域冲孔，以完成单极板的成型；

所述分离：将成型的单极板从切边刺破位置切断，以形成一个个单独的单极板成品。

4.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的单极板生产工艺，其特征在于，所述翻转夹具为顶端安装有吸盘的机械手。

5.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的单极板生产工艺，其特征在于，所述单极板经溶剂冲洗--空气吹扫--清水冲洗--空气吹扫--淋浴清洗--空气吹扫--烘干，最终由传送链将烘干后的单极板传送出超声波清洗机出口。

6.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池的单极板生产工艺，其特征在于，所述超声波清洗机对单极板的清洗时间为线性时间4s，停留2s。

7.根据权利要求5所述的一种用于燃料电池的单极板生产工艺，其特征在于，所述烘干温度为32-47℃。