CN110957502A - 一种氢燃料电池金属双极板的全自动生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种氢燃料电池金属双极板的全自动生产线。应用本发明的自动生产线生产燃料电池金属双极板，只需将未点胶的金属双极板放入上料机内，后续的加工操作过程便完全依靠控制器进行自动化控制。先对金属双极板的第一侧面进行点胶、烘烤固化、冷却、胶型检测、产品筛选，接着翻板金属双极板，然后对第二侧面进行点胶、烘烤固化、冷却、胶型检测以及产品筛选，最后将加工好且加工合格的金属双极板输出至下料机，由下料机进行自动下料。通过该全自动生产线进行全自动化生产，不仅提高了金属双极板的生产加工效率，并且利用机械化加工统一性高的特点使得生产加工完成的金属双极板具有较高的产品质量一致性。

Description

一种氢燃料电池金属双极板的全自动生产线

技术领域

本发明属于燃料电池生产技术领域，尤其涉及一种氢燃料电池金属双极板的全自动生产线。

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。

燃料电池的双极板是燃料发生氧化反应与氧化剂发生还原反应的电化学反应场所，其性能的好坏关键在于触媒的性能、电极的材料与电极的制程等。

双极板靠近中心的区域通常为反应区域，主要包括供空气、氢气和冷却液流动反应的流场以及各流体进出流场的进出口。由于需要保持反应区域的密封性，通常在阳极板和阴极板上均需开设环绕反应区域的凹槽。

双极板根据材料主要分为金属板、复合板、石墨板三类。其中，金属双极板机械强度高，能做得很薄，但平放后容易翘起，如果需要在其上点胶，需要研发一种新型的固定治具，以夹紧金属双极板的边缘及中间区域，只露出需要点胶的区域。金属双极板点胶密封后，还需要进行固化、胶型检测、质量检测等工序。

在现有技术中，针对燃料电池金属双极板的生产过程中，其中多数工艺工序均由人工参与进行操作，生产加工工艺的机械化、自动化程度较低，这导致了燃料电池金属双极板的加工生产效率低、金属双极板的加工生产质量一致性差的问题。

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金属双极板的全自动生产线，旨在解决现有技术中的金属双极板的生产工艺工序中机械化、自动化程度低，导致的加工生产效率低、生产品质一致性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种氢燃料电池金属双极板的全自动生产线，其包括控制器，以及与所述控制器电连接，并受所述控制器控制的上料机、第一密封点胶机、第一固化炉、第一冷却设备、第一胶型检测机、第一产品筛选机、翻板机、第二密封点胶机、第二固化炉、第二冷却设备、第二胶型检测机、第二产品筛选机和下料机；

所述上料机用于输入金属双极板，其输出端与所述第一密封点胶机的输入端连接；

所述第一密封点胶机用于给金属双极板的第一侧面点胶，其输出端与所述第一固化炉的输入端连接；

所述第一固化炉用于烘烤金属双极板第一侧面上的胶条，使胶条固化成型，其输出端与所述第一冷却设备的输入端连接；

所述第一冷却设备用于冷却金属双极板第一侧面上的胶条，其输出端与所述第一胶型检测机的输入端连接；

所述第一胶型检测机用于检测金属双极板第一侧面上的胶条的外观及尺寸是否合格，其输出端与所述第一产品筛选机的输入端连接；

所述第一产品筛选机用于对金属双极板的第一侧面进行品质检测，并筛除不合格的金属双极板，其输出端与所述翻板机的输入端连接；

所述翻板机用于将金属双极板翻转180度，使其第二侧面朝上，其输出端与第二密封点胶机的输入端连接；

所述第二密封点胶机用于给金属双极板的第二侧面点胶，其输出端与所述第二固化炉的输入端连接；

所述第二固化炉用于烘烤金属双极板第二侧面上的胶条，使胶条固化成型，其输出端与所述第二冷却设备的输入端连接；

所述第二冷却设备用于冷却金属双极板第二侧面上的胶条，其输出端与所述第二胶型检测机的输入端连接；

所述第二胶型检测机用于检测金属双极板第二侧面上的胶条的外观及尺寸是否合格，其输出端与所述第二产品筛选机的输入端连接；

所述第二产品筛选机用于对金属双极板的第二侧面进行品质检测，并筛除不合格的金属双极板，其输出端与所述下料机的输入端连接；

所述下料机用于输出加工好且合格的金属双极板。

进一步的，所述第一密封点胶机以及第二密封点胶机均包括用于出胶的点胶装置、带动点胶装置移动及定位的驱动机构以及用于固定金属双极板的固定治具。

进一步的，所述固定治具包括放置平台、第一压板以及第二压板，所述放置平台上开设有与胶条形状及尺寸相匹配的让位槽，所述第一压板夹紧金属双极板的周缘，所述第二压板压紧金属板的中间区域。

进一步的，所述第一压板通过螺丝与放置平台螺纹连接，夹紧金属双极板的周缘；所述第二压板通过与放置平台下的磁铁相互磁吸，夹紧金属双极板的中间区域。

进一步的，所述点胶装置包括螺杆阀、加热部以及供胶部；所述螺杆阀连接于驱动机构的动力输出端上，所述加热部连接于所述螺杆阀的阀口位置处，所述供胶部连接于所述加热部上，所述螺杆阀将所述供胶部中的胶料经所述加热部输送对金属双极板进行点胶。

进一步的，所述第一胶型检测机以及第二胶型检测机均包括运输机构、扫描装置、定位机构、运动机构、检测装置以及机台；

所述运输机构安装在所述机台上，其包括固定杆、移动杆和动力组件，所述固定杆和移动杆相互平行，所述固定杆固定在所述动力组件的一端，所述移动杆沿靠近或远离所述固定杆的方向可移动地安装在所述动力组件上，所述固定杆和移动杆上均安装有第一旋转电机和若干皮带轮，所述第一旋转电机通过皮带与所述皮带轮传动连接，待检测金属双极板传输至所述固定杆和移动杆的皮带上，所述动力组件与第一旋转电机均与所述控制器电连接；

所述扫描装置安装在所述运输机构的一侧，并与所述控制器电连接，所述控制器控制所述扫描装置对待检测金属双极板进行扫描记录；

所述定位机构安装在所述机台上，并相应地位于所述运输机构下方，所述定位机构与所述控制器电连接，其具有阻挡组件和顶起定位组件，所述控制器控制所述阻挡组件阻挡运输机构上的待检测金属双极板，并控制所述顶起定位组件对所述待检测金属双极板进行机械定位；

所述运动机构安装在所述机台上，并相应地位于所述运输机构上方，所述检测装置安装在所述运动机构上，所述运动机构与所述控制器电连接，所述控制器控制所述运动机构带动所述检测装置按照指定轨迹对待检测金属双极板上的胶条进行三维检测。

进一步的，所述第一产品筛选机以及第二产品筛选机均包括处理器、引流部件以及次品存储栏，所述处理器与所述检测装置、控制器电连接，所述处理器中预存有无缺陷胶条的信息，所述检测装置将采集到的胶条的信息发送至所述处理器中，所述处理器将采集到的胶条信息与预存的信息作对比，得到检测胶条的信息，进而判断其是否合格；若胶条不合格，则控制器控制引流部件将胶条不合格的金属双极板引导至所述次品存储栏内。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

应用本发明的自动生产线生产燃料电池金属双极板，只需将未点胶的金属双极板板料放入上料机内，后续的加工操作过程便完全依靠控制器进行自动化控制。先对金属双极板的第一侧面进行点胶、烘烤固化、冷却、胶型检测、产品筛选，接着翻板使金属双极板的第二侧面朝上，然后对第二侧面进行点胶、烘烤固化、冷却、胶型检测以及产品筛选，最后将加工好且加工合格的金属双极板输出至下料机，由下料机进行自动下料。通过该燃料电池金属双极板的全自动生产线进行全自动化生产，不仅提高了金属双极板的生产加工效率，并且利用机械化加工统一性高的特点使得生产加工完成的金属双极板具有较高的产品质量一致性。

附图说明

图1是本发明实施例的一种氢燃料电池金属双极板的全自动生产线的俯视示意图；

图2是图1所示全自动生产线的主视示意图；

图3是图1所示全自动生产线中的点胶装置的立体结构示意图；

图4是图1所示全自动生产线中的点胶固定治具的立体结构示意图；

图5是图4另一角度的立体结构示意图；

图6是图1所示全自动生产线中的胶型检测机的立体结构示意图；

图7是图6去掉外壳后的内部结构示意图；

图8是图7的另一个角度的结构示意图；

图9是图7中运输机构的结构示意图。

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及图2，示出了本发明提供的一种氢燃料电池金属双极板的全自动生产线，其包括控制器，以及与控制器电连接，并受控制器控制的上料机1、第一密封点胶机2、第一固化炉3、第一冷却设备4、第一胶型检测机5、第一产品筛选机6、翻板机7、第二密封点胶机8、第二固化炉9、第二冷却设备10、第二胶型检测机11、第二产品筛选机12和下料机13。

上料机1用于输入金属双极板，其输出端与第一密封点胶机2的输入端连接。第一密封点胶机2用于给金属双极板的第一侧面点胶，其输出端与第一固化炉3的输入端连接。第一固化炉3用于烘烤金属双极板第一侧面上的胶条，使胶条固化成型，其输出端与第一冷却设备4的输入端连接。第一冷却设备4用于冷却金属双极板第一侧面上的胶条，其输出端与第一胶型检测机5的输入端连接。第一胶型检测机5用于检测金属双极板第一侧面上的胶条的外观及尺寸是否合格，其输出端与第一产品筛选机6的输入端连接。第一产品筛选机6用于对金属双极板的第一侧面进行品质检测，并筛除不合格的金属双极板，其输出端与翻板机7的输入端连接。翻板机7用于将金属双极板翻转180度，使其第二侧面朝上，其输出端与第二密封点胶机8的输入端连接。第二密封点胶机8用于给金属双极板的第二侧面点胶，其输出端与第二固化炉9的输入端连接。第二固化炉9用于烘烤金属双极板第二侧面上的胶条，使胶条固化成型，其输出端与第二冷却设备10的输入端连接。第二冷却设备10用于冷却金属双极板第二侧面上的胶条，其输出端与第二胶型检测机11的输入端连接。第二胶型检测机11用于检测金属双极板第二侧面上的胶条的外观及尺寸是否合格，其输出端与第二产品筛选机12的输入端连接。第二产品筛选机12用于对金属双极板的第二侧面进行品质检测，并筛除不合格的金属双极板，其输出端与下料机13的输入端连接。下料机13用于输出加工好，且合格的金属双极板。

具体的，第一密封点胶机2以及第二密封点胶机8均包括用于出胶的点胶装置14、带动点胶装置移动及定位的驱动机构以及用于固定金属双极板的固定治具15。

请参见图3，点胶装置14包括螺杆阀141、加热部142以及供胶部143；螺杆阀141连接于驱动机构的动力输出端上，加热部142连接于螺杆阀141的阀口位置处，供胶部143连接于加热部142上，螺杆阀141将供胶部143中的胶料经加热部输送对金属双极板进行点胶。

具体的，上述点胶的固定治具的具体结构不作限定，可以是起到固定作用的普通治具，也可以采用专门制作的治具。于本实施例中，采用专门制作的固定治具，请参见图4及图5，固定治具15包括放置平台151、第一压板152以及第二压板153，放置平台151上开设有与胶条形状及尺寸相匹配的让位槽，第一压板152夹紧金属双极板的周缘，第二压板153压紧金属双极板的中间区域。第一压板152通过螺丝与放置平台151螺纹连接，夹紧金属双极板的周缘；第二压板153通过与放置平台151下的磁铁154相互磁吸，夹紧金属双极板的中间区域。

请参见图6至图9，胶型检测机(本实施例的第一胶型检测机5以及第二胶型检测机11)包括运输机构16、扫描装置17、定位机构18、运动机构19、检测装置20、机台21以及控制平台22。

运输机构16安装在机台21上，其包括固定杆161、移动杆162和动力组件163，固定杆161和移动杆162相互平行，固定杆161固定在动力组件163的一端，移动杆162沿靠近或远离固定杆161的方向可移动地安装在动力组件163上，固定杆161和移动杆162上均安装有第一旋转电机164和若干皮带轮165，第一旋转电机164通过皮带与皮带轮165传动连接，待检测金属双极板传输至固定杆161和移动杆162的皮带上，动力组件163与第一旋转电机164均与控制器电连接。

扫描装置17安装在运输机构16的一侧，并与控制器电连接，控制器控制扫描装置17对待检测金属双极板进行扫描记录。

定位机构18安装在机台21上，并相应地位于运输机构16下方，定位机构18与控制器电连接，其具有阻挡组件和顶起定位组件，控制器控制阻挡组件阻挡运输机构上的待检测金属双极板，并控制顶起定位组件对待检测金属双极板进行机械定位。

运动机构19安装在机台21上，并相应地位于运输机构16上方，检测装置20安装在运动机构19上，运动机构19与控制器电连接，控制器控制运动机构19带动检测装置20按照指定轨迹对待检测金属双极板上的胶条进行三维检测。

第一产品筛选机6以及第二产品筛选机12均包括处理器、引流部件以及次品存储栏。处理器与检测装置20、控制器电连接，处理器中预存有无缺陷胶条的信息。检测装置20将采集到的胶条的信息发送至处理器中，处理器将采集到的胶条信息与预存的信息作对比，得到检测胶条的信息，进而判断其是否合格；若胶条不合格，则控制器控制引流部件将胶条不合格的金属双极板引导至次品存储栏内，而对于胶条合格的金属双极板，则不受引流部件的干涉，直接输送至下料机13。

应用本实施例的自动生产线生产燃料电池金属双极板，只需将未点胶的金属双极板板料放入上料机1内，后续的加工操作过程便完全依靠控制器进行自动化控制。先对金属双极板的第一侧面进行点胶、烘烤固化、冷却、胶型检测、产品筛选，接着翻板使金属双极板的第二侧面朝上，然后对第二侧面进行点胶、烘烤固化、冷却、胶型检测以及产品筛选，最后将加工好且加工合格的金属双极板输出至下料机13，由下料机13进行自动下料。通过该燃料电池金属双极板的全自动生产线进行全自动化生产，不仅提高了金属双极板的生产加工效率，并且利用机械化加工统一性高的特点使得生产加工完成的金属双极板具有较高的产品质量一致性。

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 (7)

1.一种氢燃料电池金属双极板的全自动生产线，其特征在于，其包括控制器，以及与所述控制器电连接，并受所述控制器控制的上料机、第一密封点胶机、第一固化炉、第一冷却设备、第一胶型检测机、第一产品筛选机、翻板机、第二密封点胶机、第二固化炉、第二冷却设备、第二胶型检测机、第二产品筛选机和下料机；

所述上料机用于输入金属双极板，其输出端与所述第一密封点胶机的输入端连接；

所述第一密封点胶机用于给金属双极板的第一侧面点胶，其输出端与所述第一固化炉的输入端连接；

所述第一固化炉用于烘烤金属双极板第一侧面上的胶条，使胶条固化成型，其输出端与所述第一冷却设备的输入端连接；

所述第一冷却设备用于冷却金属双极板第一侧面上的胶条，其输出端与所述第一胶型检测机的输入端连接；

所述第一胶型检测机用于检测金属双极板第一侧面上的胶条的外观及尺寸是否合格，其输出端与所述第一产品筛选机的输入端连接；

所述第一产品筛选机用于对金属双极板的第一侧面进行品质检测，并筛除不合格的金属双极板，其输出端与所述翻板机的输入端连接；

所述翻板机用于将金属双极板翻转180度，使其第二侧面朝上，其输出端与第二密封点胶机的输入端连接；

所述第二密封点胶机用于给金属双极板的第二侧面点胶，其输出端与所述第二固化炉的输入端连接；

所述第二固化炉用于烘烤金属双极板第二侧面上的胶条，使胶条固化成型，其输出端与所述第二冷却设备的输入端连接；

所述第二冷却设备用于冷却金属双极板第二侧面上的胶条，其输出端与所述第二胶型检测机的输入端连接；

所述第二胶型检测机用于检测金属双极板第二侧面上的胶条的外观及尺寸是否合格，其输出端与所述第二产品筛选机的输入端连接；

所述第二产品筛选机用于对金属双极板的第二侧面进行品质检测，并筛除不合格的金属双极板，其输出端与所述下料机的输入端连接；

所述下料机用于输出加工好且合格的金属双极板。

2.如权利要求1所述的氢燃料电池金属双极板的全自动生产线，其特征在于，所述第一密封点胶机以及第二密封点胶机均包括用于出胶的点胶装置、带动点胶装置移动及定位的驱动机构以及用于固定金属双极板的固定治具。

3.如权利要求2所述的氢燃料电池金属双极板的全自动生产线，其特征在于，所述固定治具包括放置平台、第一压板以及第二压板，所述放置平台上开设有与胶条形状及尺寸相匹配的让位槽，所述第一压板夹紧金属双极板的周缘，所述第二压板压紧金属板的中间区域。

4.如权利要求3所述的氢燃料电池金属双极板的全自动生产线，其特征在于，所述第一压板通过螺丝与放置平台螺纹连接，夹紧金属双极板的周缘；所述第二压板通过与放置平台下的磁铁相互磁吸，夹紧金属双极板的中间区域。

5.如权利要求2所述的氢燃料电池金属双极板的全自动生产线，其特征在于，所述点胶装置包括螺杆阀、加热部以及供胶部；所述螺杆阀连接于驱动机构的动力输出端上，所述加热部连接于所述螺杆阀的阀口位置处，所述供胶部连接于所述加热部上，所述螺杆阀将所述供胶部中的胶料经所述加热部输送对金属双极板进行点胶。

6.如权利要求1所述的氢燃料电池金属双极板的全自动生产线，其特征在于，所述第一胶型检测机以及第二胶型检测机均包括运输机构、扫描装置、定位机构、运动机构、检测装置以及机台；

所述运输机构安装在所述机台上，其包括固定杆、移动杆和动力组件，所述固定杆和移动杆相互平行，所述固定杆固定在所述动力组件的一端，所述移动杆沿靠近或远离所述固定杆的方向可移动地安装在所述动力组件上，所述固定杆和移动杆上均安装有第一旋转电机和若干皮带轮，所述第一旋转电机通过皮带与所述皮带轮传动连接，待检测金属双极板传输至所述固定杆和移动杆的皮带上，所述动力组件与第一旋转电机均与所述控制器电连接；

所述扫描装置安装在所述运输机构的一侧，并与所述控制器电连接，所述控制器控制所述扫描装置对待检测金属双极板进行扫描记录；

所述定位机构安装在所述机台上，并相应地位于所述运输机构下方，所述定位机构与所述控制器电连接，其具有阻挡组件和顶起定位组件，所述控制器控制所述阻挡组件阻挡运输机构上的待检测金属双极板，并控制所述顶起定位组件对所述待检测金属双极板进行机械定位；

所述运动机构安装在所述机台上，并相应地位于所述运输机构上方，所述检测装置安装在所述运动机构上，所述运动机构与所述控制器电连接，所述控制器控制所述运动机构带动所述检测装置按照指定轨迹对待检测金属双极板上的胶条进行三维检测。

7.如权利要求6所述的氢燃料电池金属双极板的全自动生产线，其特征在于，所述第一产品筛选机以及第二产品筛选机均包括处理器、引流部件以及次品存储栏，所述处理器与所述检测装置、控制器电连接，所述处理器中预存有无缺陷胶条的信息，所述检测装置将采集到的胶条的信息发送至所述处理器中，所述处理器将采集到的胶条信息与预存的信息作对比，得到检测胶条的信息，进而判断其是否合格；若胶条不合格，则控制器控制引流部件将胶条不合格的金属双极板引导至所述次品存储栏内。

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