CN110783576A - 一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于氢燃料电池生产设备领域，提供了一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统及制备方法。其中，该制备系统包括有GDL上料设备、CCM上料设备、点胶机构以及喷码机，使得膜电极组件生产过程中的各个环节实现了自动化，相比于人工生产，本发明提高了膜电极组件的生产效率；能减少失误率，减少工成本，降低生产成本。此外，该方法通过在时间、空间上对双工位系统的合理设计，使得膜电极组件的生产效率进一步的提高。

Description

一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统及制备方法

技术领域

本发明属于氢燃料电池生产设备领域，尤其涉及一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统及制备方法。

背景技术

燃料电池是很有发展前途的新动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极。其和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点。

膜电极组件(MEA)是氢燃料电池最重要的部件之一，它是燃料电池芯片(CCM)、气体扩散层(GDL)等部分组成，它的工作原理是通过阴、阳极的电催化作用和质子交换膜的质子传导性，使位于电极两侧的氢气和氧气发生电化学反应，产生电能。

其中，燃料电池芯片(CCM，catalyst coated membrane)是将燃料电池催化剂涂敷在质子交换膜两侧制备的催化剂/质子交换膜组件。而气体扩散层(GDL，Gas DiffusionLayer)是燃料电池之关键组件，通常由碳纸或者碳布组成，主要起到传质，导电，传热，支持催化层，导水的作用，同时，气体扩散层扮演着将氢气/氧气或者甲醇/空气扩散至触媒层反应的媒介，因此必须为多孔性透气材料。

目前，在制备膜电极组件的过程中，GDL以及CCM主要采用人工上料，但人工上料的方式生产效率不高，并且无法实现自动化生产。

为此，亟需一种膜电极组件制备设备及相关的制备工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统及制备方法，旨在解决氢燃料电池的膜电极组件采用人工上料方式所存在的生产效率低以及无法实现自动化生产的问题。

本发明是这样实现的，一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统，包括放置GDL叠料的第一料框、GDL上料设备、放置CCM叠料的第二料框、CCM上料设备、工作平台、平台移动模组、点胶机构、喷码机以及控制器；其中，所述第一料框包括放置不同种类的GDL叠料的第一料框A及第一料框B；所述GDL上料设备包括用于拍摄GDL材料上的定位标记的第一图像采集装置，所述CCM上料设备包括用于拍摄CCM材料上的定位标记的第二图像采集装置，所述点胶机构包括用于拍摄GDL材料、CCM材料上的点胶标记的视觉定位装置；

所述GDL上料设备、CCM上料设备、平台移动模组、点胶机构、喷码机、第一图像采集装置、第二图像采集装置、视觉定位装置均与控制器电连接；所述第一图像采集装置、第二图像采集装置以及视觉定位装置通过拍照采集材料上的标记信息后，反馈至所述控制器中进行处理；所述控制器根据处理结果，控制GDL上料设备、CCM上料设备以及点胶机构做相应的运动；

所述GDL上料设备用于将GDL材料分别从第一料框A、第一料框B吸取至所述工作平台上；

所述CCM上料设备用于将所述第二料框中的CCM材料吸取至工作平台的GDL材料上，以及将制备好的膜电极组件搬运至下料区；

所述平台移动模组用于驱动所述工作平台，使其能在所述GDL上料设备以及CCM上料设备之间往复运动；

所述控制器控制所述点胶机构给所述工作平台上的第一层GDL材料以及CCM点胶；当CCM点胶完成后，所述控制器控制GDL上料设备往CCM材料上贴上第二层GDL材料；

当膜电极组件贴合完成后，所述控制器控制所述喷码机往膜电极组件上喷码；

喷码完成后，所述控制器控制所述CCM上料设备将制备好的膜电极组件搬运至下料区。

进一步的，所述GDL上料设备包括GDL上料机构以及移动所述GDL上料机构的第一移动机构，所述GDL上料机构包括利用文氏效应产生吸力的吸取装置、第一真空发生器、第一吸真空多功板；所述吸取装置以及第一真空发生器均与所述控制器电连接；所述吸取装置开启，吹出高速流体，在高速流动的流体附近产生低压，该低压能使不同方向的气体穿过GDL叠料，使该GDL叠料相互分离，顶部的GDL材料在吸力的作用下被吸附至所述第一吸真空多功板；当材料被吸附至第一吸真空多功板时，所述第一真空发生器开启，将GDL材料吸平；并同时关闭所述吸取装置。

进一步的，所述GDL上料机构还包括超声波检测仪，所述超声波检测仪具有能发射超声波脉冲的探头以及接收超声波脉冲的接收器，超声波脉冲沿被测材料的厚度方向穿过被测材料，然后进入所述接收器，通过测量超声波脉冲在被测材料中传播的时间能确定被测材料的厚度；

所述超声波检测仪将被测材料的厚度信息发送至所述控制器，所述控制器将所述厚度信息与其内预设的单张材料的厚度数据作对比，判断是否吸取了两张以上的GDL材料；

当判断结果为一张时，所述控制器控制所述第一移动机构将材料放至工作平台上；当判断结果为两张以上时，所述控制器控制所述第一真空发生器关闭，待材料放回料框后，重新开启所述吸取装置进行吸取操作，如果多次吸取多张，则通过报警装置报警。

进一步的，所述GDL上料机构还包括色标传感器，所述色标传感器通过与非色标区相比较来实现色标检测；所述色标传感器包括光源以及光接收器，所述光源垂直于被测材料安装，所述光接收器与被测材料成锐角角度安装，由于被测材料正、负两面的材质不一样，所以颜色也不一样，所述色标传感器与控制器电连接；所述色标传感器将其检测到的色标信息发送至所述控制器，所述控制器将所述色标信息与其内预存的非色标区数据作对比，从而判断吸取的材料是否正确；判断无误时通过第一移动机构将材料放至所述工作平台上，如果判断有误则放入呆滞区。

进一步的，所述CCM上料设备包括用于吸取CCM材料以及膜电极组件的吸取机构以及第二移动机构，所述第二移动机构用于移动所述吸取机构；所述吸取机构包括第二真空发生器以及第二吸真空多功板；所述第二真空发生器安装于所述第二吸真空多功板上方。

进一步的，所述第二移动机构包括用于驱动所述吸取机构左、右移动的X轴移动模组、用于驱动所述吸取机构前、后移动的Y轴移动模组、用于驱动所述吸取机构上、下移动的Z轴移动模组以及用于驱动所述吸取机构绕Z轴旋转的R轴旋转模组。

进一步的，所述点胶机构包括点胶X轴机械手、点胶Y轴机械手、点胶Z轴机械手以及胶水喷射阀；其中，所述平台移动模组兼做所述点胶机构的点胶Y轴机械手。

进一步的，所述制备系统还包括风机过滤机组，所述风机过滤机组设有风机、初级过滤网以及高级过滤网；所述风机从风机过滤机组的顶部将空气吸入，并经初级过滤网、高级过滤网过滤，过滤后的洁净空气在整个出风面匀速送出。

进一步的，所述工作平台包括工作平台A以及工作平台B；所述制备系统具有并行设置的第一平台移动模组以及第二平台移动模组，所述第一平台移动模组以及第二平台移动模组沿其长度方向均依次划分有GDL上料工位、点胶工位、喷码工位以及CCM上料工位。

本发明为解决上述技术问题，还提供了一种应用上述的制备系统制备膜电极组件的方法，其至少包括以下步骤：

步骤S1、把两类GDL叠料分别放入第一料框A及第一料框B中；

步骤S2、将工作平台A、工作平台B置于GDL上料工位，GDL上料设备从第一料框A中吸取一块GDL材料，第一图像采集装置给GDL材料拍照，得到GDL材料的方位信息，并发送至控制器中与控制器中预存的正确的GDL材料方位信息作对比，控制器根据对比结果，控制GDL上料设备旋转GDL材料，以校正GDL材料的方位；GDL材料经过方位校正后，放至在工作平台A上，接着，GDL上料设备再从第一料框A中吸取一块GDL材料，经过方位校正后，放至在工作平台B上；

步骤S3、将工作平台A、工作平台B移动至点胶工位，视觉定位装置给GDL材料拍照，得到GDL材料上的点胶起点，点胶机构定位至点胶起点，并依据设定的点胶轨迹移动，分别给工作平台A、工作平台B上的GDL材料点胶；

步骤S4、将工作平台A、工作平台B移动至CCM上料工位，CCM上料设备先从第二料框中吸取一块CCM材料，第二图像采集装置给CCM材料拍照，得到CCM材料的方位信息，并发送至控制器中与控制器中预存的正确的CCM材料方位信息作对比，控制器根据对比结果，控制CCM上料设备旋转CCM，以校正CCM材料的方位；CCM材料经过方位校正后，贴在工作平台A上的GDL材料上；接着，CCM上料设备再从第二料框中吸取一块CCM材料，经过方位校正后，贴在工作平台B上的GDL材料上；

步骤S5、将工作平台A、工作平台B再次移动至点胶工位，视觉定位装置给CCM材料拍照，得到CCM材料上的点胶起点，点胶机构定位至点胶起点，并依据设定的点胶轨迹移动，分别给工作平台A、工作平台B上的CCM材料点胶；

步骤S6、将工作平台A、工作平台B移动至GDL上料工位，GDL上料设备先从第一料框B中吸取一块GDL材料，经过方位校正后，贴合在工作平台A上的CCM材料上，制得一块膜电极组件；GDL上料设备再从第一料框B中吸取一块GDL材料，经过方位校正后，贴合在工作平台B上的CCM材料上，制得另一块膜电极组件；

步骤S7、将工作平台A、工作平台B移动至喷码工位，喷码机移动，分别给工作平台A、工作平台B上的膜电极组件喷码；

步骤S8、将工作平台A、工作平台B再次移动至CCM上料工位，CCM上料设备先后将工作平台A、工作平台B上的膜电极组件成品吸取至下料区。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明的为制备氢燃料电池膜电极组件提供了一种制备系统及方法，其中，该制备系统包括有GDL上料设备、CCM上料设备、点胶机构以及喷码机，使得膜电极组件生产过程中的各个环节实现了自动化，相比于人工生产，本发明提高了膜电极组件的生产效率；能减少失误率，减少工成本，降低生产成本。

此外，该方法通过在时间、空间上对双工位系统的合理设计，使得膜电极组件的生产效率进一步的提高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统平面结构示意图；

图2是图1中的GDL上料设备的立体结构示意图；

图3是图2中的GDL上料机构的立体结构示意图；

图4是图3所示GDL上料设备另一角度的立体结构示意图；

图5是图3所示GDL上料设备的分解结构示意图；

图6是图1中的CCM上料设备的立体结构示意图；

图7是图6所示CCM上料设备另一角度的立体结构示意图；

图8是图6中的CCM上料机构的立体结构示意图；

图9是应用图1所示的制备系统制备膜电极组件的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制；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；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图1，示出了本发明实施例提供的一较佳实施例，一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统，包括机台100、放置GDL叠料的第一料框、GDL上料设备2、放置CCM叠料的第二料框3、CCM上料设备4、工作平台、平台移动模组、点胶机构7、喷码机9、风机过滤机组、下料区10以及控制器。

为了使本发明更加清晰，下面，本实施例结合双工位制备系统，对本实施例的结构作具体的描述。

上述工作平台包括工作平台A 51以及工作平台B 52，相应的，制备系统具有并行设置的第一平台移动模组61以及第二平台移动模组62，第一平台移动模组61以及第二平台移动模组62沿其长度方向均依次划分有GDL上料工位、点胶工位、喷码工位以及CCM上料工位。所述第一料框包括放置不同种类的GDL叠料的第一料框A11及第一料框B12，于本实施例中，不同种类的GDL叠料是指阴极GDL叠料、阳极GDL叠料。

GDL上料设备2用于将GDL材料分别从第一料框A11、第一料框B12吸取至工作平台A51以及工作平台B 52上。GDL上料设备2包括用于拍摄GDL材料上的定位标记的第一图像采集装置。CCM上料设备4用于将第二料框3中的CCM材料吸取至工作平台A 51以及工作平台B52的GDL材料上，以及将制备好的膜电极组件搬运至下料区10；CCM上料设备4包括用于拍摄CCM材料上的定位标记的第二图像采集装置。点胶机构7包括用于拍摄GDL材料、CCM材料上的点胶标记的视觉定位装置。第一平台移动模组61以及第二平台移动模组62分别用于驱动工作平台A 51以及工作平台B 52，使其能在GDL上料设备2以及CCM上料设备4之间往复运动。

GDL上料设备2、CCM上料设备4、工作平台A 51、工作平台B 52、点胶机构7、喷码机9、第一图像采集装置、第二图像采集装置、视觉定位装置均与控制器电连接。第一图像采集装置、第二图像采集装置以及视觉定位装置通过拍照采集材料上的标记信息后，反馈至控制器中进行处理；控制器根据处理结果，控制GDL上料设备2、CCM上料设备4以及点胶机构7做相应的运动。

控制器控制点胶机构7给工作平台A 51以及工作平台B 52上的第一层GDL材料以及CCM点胶。当CCM点胶完成后，控制器控制GDL上料设备2往CCM材料上贴上第二层GDL材料。当膜电极组件贴合完成后，控制器控制喷码机8往膜电极组件上喷码；喷码完成后，控制器控制CCM上料设备4将制备好的膜电极组件搬运至下料区10。

具体的，请参见图2至图5，GDL上料设备2包括GDL上料机构21、移动GDL上料机构21的第一移动机构22。其中，GDL上料机构包括利用文氏效应产生吸力的吸取装置211、第一真空发生器212、第一吸真空多功板213、超声波检测仪214以及色标传感器215。

吸取装置211以及第一真空发生器212均与控制器电连接；吸取装置211开启，吹出高速流体，在高速流动的流体附近产生低压，该低压能使不同方向的气体穿过GDL叠料，使该GDL叠料相互分离，顶部的GDL材料在吸力的作用下被吸附至第一吸真空多功板213；当材料被吸附至第一吸真空多功板213时，第一真空发生器212开启，将GDL材料吸平；并同时关闭吸取装置。

超声波检测仪214具有能发射超声波脉冲的探头2141以及接收超声波脉冲的接收器2142，超声波脉冲沿被测材料的厚度方向穿过被测材料，然后进入接收器2132，通过测量超声波脉冲在被测材料中传播的时间能确定被测材料的厚度。超声波检测仪214将被测材料的厚度信息发送至控制器，控制器将厚度信息与其内预设的单张材料的厚度数据作对比，判断是否吸取了两张以上的GDL材料。当判断结果为一张时，控制器控制移动机构22将材料放至工作平台A 51或工作平台B 52上；当判断结果为两张以上时，控制器控制第一真空发生器212关闭，待材料放回料框后，重新开启吸取装置211进行吸取操作，如果多次吸取多张，则通过报警装置报警。

色标传感器215通过与非色标区相比较来实现色标检测；色标传感器215包括光源以及光接收器，光源垂直于被测材料安装，光接收器与被测材料成锐角角度安装，由于被测材料正、负两面的材质不一样，所以颜色也不一样。色标传感器215与控制器电连接，色标传感器215将其检测到的色标信息发送至控制器，控制器将色标信息与其内预存的非色标区数据作对比，从而判断吸取的材料是否正确；判断无误时通过第一移动机构22将材料放至工作平台A 51或工作平台B 52上，如果判断有误则放入呆滞区。

请参见图6至图8，CCM上料设备4包括吸取机构41以及第二移动机构42。吸取机构41用于吸取CCM材料以及膜电极组件，第二移动机构42用于移动吸取机构。

其中，吸取机构41包括第二真空发生器411以及第二吸真空多功板412；第二真空发生器412安装于第二吸真空多功板411上方。

第二移动机构42包括用于驱动吸取机构41左、右移动的X轴移动模组421、用于驱动吸取机构41前、后移动的Y轴移动模组422、用于驱动吸取机构41上、下移动的Z轴移动模组423以及用于驱动吸取机构绕Z轴旋转的R轴旋转模组424。

点胶机构7包括点胶X轴机械手、点胶Y轴机械手、点胶Z轴机械手以及胶水喷射阀；胶水喷射阀安装在点胶Z轴机械手上，X轴机械手、点胶Y轴机械手、点胶Z轴机械手分别用于使胶水喷射阀左右、前后以及上下移动。其中，第一平台移动模组61以及第二平台移动模组62兼做点胶机构7的点胶Y轴机械手。

风机过滤机组设有风机、初级过滤网以及高级过滤网；风机从风机过滤机组的顶部将空气吸入，并经初级过滤网、高级过滤网过滤，过滤后的洁净空气在整个出风面匀速送出。

请参见图9，应用本实施例的双工位制备系统制备膜电极组件步骤如下：

步骤S1、把两类GDL叠料(即阴极GDL叠料、阳极GDL叠料)分别放入第一料框A11及第一料框B12中。

步骤S2、将工作平台A 51、工作平台B 52置于GDL上料工位，GDL上料设备2从第一料框A11中吸取一块GDL材料，第一图像采集装置给GDL材料拍照，得到GDL材料的方位信息，并发送至控制器中与控制器中预存的正确的GDL材料方位信息作对比，控制器根据对比结果，控制GDL上料设备旋转GDL材料，以校正GDL材料的方位；GDL材料经过方位校正后，放至在工作平台A 51上，接着，GDL上料设备2再从第一料框A11中吸取一块GDL材料，经过方位校正后，放至在工作平台B 52上。

步骤S3、将工作平台A 51、工作平台B 52移动至点胶工位，视觉定位装置给GDL材料拍照，得到GDL材料上的点胶起点，点胶机构7定位至点胶起点，并依据设定的点胶轨迹移动分别给工作平台A 51、工作平台B 52上的GDL材料点胶。

步骤S4、将工作平台A 51、工作平台B 52移动至CCM上料工位，CCM上料设备4先从第二料框3中吸取一块CCM材料，第二图像采集装置给CCM材料拍照，得到CCM材料的方位信息，并发送至控制器中与控制器中预存的正确的CCM材料方位信息作对比，控制器根据对比结果，控制CCM上料设备4旋转CCM，以校正CCM材料的方位；CCM材料经过方位校正后，贴在工作平台A 51上的GDL材料上；接着，CCM上料设备4再从第二料框3中吸取一块CCM材料，经过方位校正后，贴在工作平台B 52上的GDL材料上。

步骤S5、将工作平台A 51、工作平台B 52再次移动至点胶工位，视觉定位装置给CCM材料拍照，得到CCM材料上的点胶起点，点胶机构7定位至点胶起点，并依据设定的点胶轨迹移动，分别给工作平台A 51、工作平台B 52上的CCM材料点胶。

步骤S6、将工作平台A 51、工作平台B 52移动至GDL上料工位，GDL上料设备2先从第一料框B12中吸取一块GDL材料，经过方位校正后，贴合在工作平台A11上的CCM材料上，制得一块膜电极组件；GDL上料设备2再从第一料框B12中吸取一块GDL材料，经过方位校正后，贴合在工作平台B 52上的CCM材料上，制得另一块膜电极组件。

步骤S7、将工作平台A 51、工作平台B 52移动至喷码工位，喷码机9移动，分别给工作平台A 51、工作平台B 52上的膜电极组件喷码。

步骤S8、将工作平台A 51、工作平台B 52再次移动至CCM上料工位，CCM上料设备4先后将工作平台A 51、工作平台B 52上的膜电极组件成品吸取至下料区。

综上所述，本实施例为制备氢燃料电池膜电极组件提供了一种制备系统及方法，其中，该制备系统包括有GDL上料设备2、CCM上料设备4、点胶机构7以及喷码机9，使得膜电极组件生产过程中的各个环节实现了自动化，相比于人工生产，本实施例提高了膜电极组件的生产效率；能减少失误率，减少工成本，降低生产成本。此外，该方法通过在时间、空间上对双工位系统的合理设计，使得膜电极组件的生产效率进一步的提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，包括放置GDL叠料的第一料框、GDL上料设备、放置CCM叠料的第二料框、CCM上料设备、工作平台、平台移动模组、点胶机构、喷码机以及控制器；其中，所述第一料框包括放置不同种类的GDL叠料的第一料框A及第一料框B；所述GDL上料设备包括用于拍摄GDL材料上的定位标记的第一图像采集装置，所述CCM上料设备包括用于拍摄CCM材料上的定位标记的第二图像采集装置，所述点胶机构包括用于拍摄GDL材料、CCM材料上的点胶标记的视觉定位装置；

所述GDL上料设备、CCM上料设备、平台移动模组、点胶机构、喷码机、第一图像采集装置、第二图像采集装置、视觉定位装置均与控制器电连接；所述第一图像采集装置、第二图像采集装置以及视觉定位装置通过拍照采集材料上的标记信息后，反馈至所述控制器中进行处理；所述控制器根据处理结果，控制GDL上料设备、CCM上料设备以及点胶机构做相应的运动；

所述GDL上料设备用于将GDL材料分别从第一料框A、第一料框B吸取至所述工作平台上；

所述CCM上料设备用于将所述第二料框中的CCM材料吸取至工作平台的GDL材料上，以及将制备好的膜电极组件搬运至下料区；

所述平台移动模组用于驱动所述工作平台，使其能在所述GDL上料设备以及CCM上料设备之间往复运动；

所述控制器控制所述点胶机构给所述工作平台上的第一层GDL材料以及CCM点胶；当CCM点胶完成后，所述控制器控制GDL上料设备往CCM材料上贴上第二层GDL材料；

当膜电极组件贴合完成后，所述控制器控制所述喷码机往膜电极组件上喷码；

喷码完成后，所述控制器控制所述CCM上料设备将制备好的膜电极组件搬运至下料区。

2.如权利要求1所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述GDL上料设备包括GDL上料机构以及移动所述GDL上料机构的第一移动机构，所述GDL上料机构包括利用文氏效应产生吸力的吸取装置、第一真空发生器、第一吸真空多功板；所述吸取装置以及第一真空发生器均与所述控制器电连接；所述吸取装置开启，吹出高速流体，在高速流动的流体附近产生低压，该低压能使不同方向的气体穿过GDL叠料，使该GDL叠料相互分离，顶部的GDL材料在吸力的作用下被吸附至所述第一吸真空多功板；当材料被吸附至第一吸真空多功板时，所述第一真空发生器开启，将GDL材料吸平；并同时关闭所述吸取装置。

3.如权利要求2所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述GDL上料机构还包括超声波检测仪，所述超声波检测仪具有能发射超声波脉冲的探头以及接收超声波脉冲的接收器，超声波脉冲沿被测材料的厚度方向穿过被测材料，然后进入所述接收器，通过测量超声波脉冲在被测材料中传播的时间能确定被测材料的厚度；

所述超声波检测仪将被测材料的厚度信息发送至所述控制器，所述控制器将所述厚度信息与其内预设的单张材料的厚度数据作对比，判断是否吸取了两张以上的GDL材料；

当判断结果为一张时，所述控制器控制所述第一移动机构将GDL材料放至工作平台上；当判断结果为两张以上时，所述控制器控制所述第一真空发生器关闭，待材料放回料框后，重新开启所述吸取装置进行吸取操作，如果多次吸取多张，则通过报警装置报警。

4.如权利要求1所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述GDL上料机构还包括色标传感器，所述色标传感器通过与非色标区相比较来实现色标检测；所述色标传感器包括光源以及光接收器，所述光源垂直于被测材料安装，所述光接收器与被测材料成锐角角度安装，由于被测材料正、负两面的材质不一样，所以颜色也不一样，所述色标传感器与控制器电连接；所述色标传感器将其检测到的色标信息发送至所述控制器，所述控制器将所述色标信息与其内预存的非色标区数据作对比，从而判断吸取的材料是否正确；判断无误时通过第一移动机构将材料放至所述工作平台上，如果判断有误则放入呆滞区。

5.如权利要求1所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述CCM上料设备包括用于吸取CCM材料以及膜电极组件的吸取机构以及第二移动机构，所述第二移动机构用于移动所述吸取机构；所述吸取机构包括第二真空发生器以及第二吸真空多功板；所述第二真空发生器安装于所述第二吸真空多功板上方。

6.如权利要求5所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述第二移动机构包括用于驱动所述吸取机构左、右移动的X轴移动模组、用于驱动所述吸取机构前、后移动的Y轴移动模组、用于驱动所述吸取机构上、下移动的Z轴移动模组以及用于驱动所述吸取机构绕Z轴旋转的R轴旋转模组。

7.如权利要求1所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述点胶机构包括点胶X轴机械手、点胶Y轴机械手、点胶Z轴机械手以及胶水喷射阀；其中，所述平台移动模组兼做所述点胶机构的点胶Y轴机械手。

8.如权利要求1所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述制备系统还包括风机过滤机组，所述风机过滤机组设有风机、初级过滤网以及高级过滤网；所述风机从风机过滤机组的顶部将空气吸入，并经初级过滤网、高级过滤网过滤，过滤后的洁净空气在整个出风面匀速送出。

9.如权利要求1所述的氢燃料电池膜电极组件的制备系统，其特征在于，所述工作平台包括工作平台A以及工作平台B；所述制备系统具有并行设置的第一平台移动模组以及第二平台移动模组，所述第一平台移动模组以及第二平台移动模组沿其长度方向均依次划分有GDL上料工位、点胶工位、喷码工位以及CCM上料工位。

10.一种应用如权利要求9所述的制备系统制备膜电极组件的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

步骤S1、把两类GDL叠料分别放入第一料框A及第一料框B中；

步骤S2、将工作平台A、工作平台B置于GDL上料工位，GDL上料设备从第一料框A中吸取一块GDL材料，第一图像采集装置给GDL材料拍照，得到GDL材料的方位信息，并发送至控制器中与控制器中预存的正确的GDL材料方位信息作对比，控制器根据对比结果，控制GDL上料设备旋转GDL材料，以校正GDL材料的方位；GDL材料经过方位校正后，放至在工作平台A上，接着，GDL上料设备再从第一料框A中吸取一块GDL材料，经过方位校正后，放至在工作平台B上；

步骤S3、将工作平台A、工作平台B移动至点胶工位，视觉定位装置给GDL材料拍照，得到GDL材料上的点胶起点，点胶机构定位至点胶起点，并依据设定的点胶轨迹移动，分别给工作平台A、工作平台B上的GDL材料点胶；

步骤S4、将工作平台A、工作平台B移动至CCM上料工位，CCM上料设备先从第二料框中吸取一块CCM材料，第二图像采集装置给CCM材料拍照，得到CCM材料的方位信息，并发送至控制器中与控制器中预存的正确的CCM材料方位信息作对比，控制器根据对比结果，控制CCM上料设备旋转CCM，以校正CCM材料的方位；CCM材料经过方位校正后，贴在工作平台A上的GDL材料上；接着，CCM上料设备再从第二料框中吸取一块CCM材料，经过方位校正后，贴在工作平台B上的GDL材料上；

步骤S5、将工作平台A、工作平台B再次移动至点胶工位，视觉定位装置给CCM材料拍照，得到CCM材料上的点胶起点，点胶机构定位至点胶起点，并依据设定的点胶轨迹移动，分别给工作平台A、工作平台B上的CCM材料点胶；

步骤S6、将工作平台A、工作平台B移动至GDL上料工位，GDL上料设备先从第一料框B中吸取一块GDL材料，经过方位校正后，贴合在工作平台A上的CCM材料上，制得一块膜电极组件；GDL上料设备再从第一料框B中吸取一块GDL材料，经过方位校正后，贴合在工作平台B上的CCM材料上，制得另一块膜电极组件；

步骤S7、将工作平台A、工作平台B移动至喷码工位，喷码机移动，分别给工作平台A、工作平台B上的膜电极组件喷码；

步骤S8、将工作平台A、工作平台B再次移动至CCM上料工位，CCM上料设备先后将工作平台A、工作平台B上的膜电极组件成品吸取至下料区。

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