CN112589314A - 一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线及其焊接方法，依次设置的中板上料工位、阳极板上料工位、多个正面焊接工位、正面复检工位、翻转取料工位、组焊件上料工位、丝网上料点焊工位、阴极板上料工位、多个反面焊接工位、反面复检工位、多个气密性检测工位、打标工位和成品下料工位，以及串接所述自动化焊接生产线上各个工位的双层线体；本自动化焊接生产线能够用于金属双极板的全自动焊接生产，形成气密性好、焊缝小、强度高的双极板，而且生产节拍易于控制，生产效率高，产品质量好、合格率高，能够进行大批量的生产，而且各个工位上的多种部件的结构通用，整个生产线建立后，生产成本和维护成本均不高，能够提升经济效益。

Description

一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线及其焊接方法

技术领域

本发明涉及到双极板生产加工技术领域，具体涉及到一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线及其焊接方法。

背景技术

燃料电池是继原发电技术之后的新兴发电技术，同时也是一种无污染、高效率、无噪声和可连续工作的动力装置。燃料电池的原理是将化学能转化成电能，最终产物是水，是公认的最环保的技术，被称为终极清洁燃料。氢氧燃料电池是以氧气作为氧化剂，以氢气作为燃料，然后通过燃料的各种化学反应，进而将产生的化学能转化为电能的一种电池。这类电池具有容量大、比能量高、转化效率高和功率范围广等多个优点，而双极板作为燃料电池中的重要组件之一，对电池的寿命和性能都有决定性的作用。

目前，双极板一般有石墨板、金属板和复合板，石墨双极板具有导电率高、耐腐蚀等优点，但是石墨脆性大、机械加工难、效率低，难以大批量生产，成本高；复合双极板成型快、重量轻、耐腐蚀，但是导电效果差、机械性能差、组装难；而金属双极板是通过薄板冲压成型，具有良好的导电性、导热性、机械性能，强度高，阻气性好，加工成本低，易实现大规模生产，使金属双极板成为燃料电池双极板的发展方向。金属双极板一般先用薄板制成阳极和阴极，然后将两者连接在一起，中间形成流道；为了提高批量生产的金属双极板的效率和质量，需要设计一种自动化生产线。

如中国发明专利申请（公开号：CN109623191A）在2019年公开了一种燃料电池双极板焊接生产工艺，包括单极板上线、氢氧极板焊接、双极板转运、人工抽检、气密性检测、双极板下线；所述单极板上线将氢氧两片单极板配对放置到双基板转运上，氢氧单极板到达基板焊接工位时进行焊接，焊接后的氢氧单极板合成一块双极板重新移送到双极板转运中，双极板转运将双极板送至人工抽检工位和气密性检测工位，经过气密性检测的双极板在双极板下线位置打包；该生产工艺中，仍然需要人工操作，如需要人工抽检，费时费力还存在不合格品流入的可能；而且整个工位不能形成完整流水线，检测工位需要额外布置，增加了流转难度，影响在线生产的效率；另外，该生产线对物料信息的获取、绑定以及标定较为缺乏，不利于产品溯源。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线及其焊接方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线，所述自动化焊接生产线包括依次设置的中板上料工位、阳极板上料工位、多个正面焊接工位、正面复检工位、翻转取料工位、组焊件上料工位、丝网上料点焊工位、阴极板上料工位、多个反面焊接工位、反面复检工位、多个气密性检测工位、打标工位和成品下料工位，以及串接所述自动化焊接生产线上各个工位的双层线体；所述双层线体上设有第一治具和第二治具，所述第一治具在所述中板上料工位至所述翻转取料工位之间流转，所述第二治具在所述组焊件上料工位至所述成品下料工位之间流转；所述中板上料工位、所述翻转取料工位、所述组焊件上料工位和所述成品下料工位上分别设有升降机，多个所述升降机分别设置在所述双层线体的同侧；所述阴极板上料工位和所述阳极板上料工位结构相同并设有防反组件，所述中板上料工位、所述阴极板上料工位和所述阳极板上料工位上分别设置有多个料仓；所述正面复检工位和所述反面复检工位以及所述气密性检测工位检测出的不合格产品均流转至废料收集区。

本自动化焊接生产线能够用于金属双极板的全自动焊接生产，通过上述16个工位能够将金属双极板的中板、阳极板和阴极板焊接组合在一起，形成气密性好、焊缝小、强度高的双极板，而且整个工艺流程能够实现自动化生产，生产节拍易于控制，生产效率高，产品质量好、合格率高，能够进行大批量的生产，而且各个工位上的多种部件的结构通用，整个生产线建立后，生产成本和维护成本均不高，能够提升经济效益。

所述双层线体的设置一方面能够使整个生产线形成一个整体，便于物料、治具等的周转，另一方面上层的线体在进行各个工位的工序操作时，下层的线体能够周转治具，以提高效率完成无缝对接；同时在各个工位上所述双层线体能够独立控制，以适配不同工位的工序时间。

采用两套治具（所述第一治具和第二治具），使其能够分别在夹持和固定阳极板和阴极板，正反两个面不相互干涉，也能够缩短治具的整体流转时间；所述升降机用于治具的流转和上下层的转移；所述料仓成对设置，以形成不间断供料；在每个关键的节点上，如焊接和气密性检测，均配有判定程序，以筛选出不合格产品，较少不合格产品在工序间流转，造成加工浪费以及更严重的错误，同时将不合格产品集中存放，便于重新处理。

进一步的，所述双层线体包括上下两层运转轨道框架，所述运转轨道框架的两侧分别连接有若干支撑架，若干所述支撑架分布并螺接安装在所述自动化焊接生产线的各个工位上；两层所述运转轨道框架平行设置并横跨整个所述自动化焊接生产线，每层所述运转轨道框架在各个工位上分别独立的设有一对平行设置的导轨，相邻工位间的每对导轨相互靠近设置，每对所述导轨之间至少在首尾端设置有连接轴，所述连接轴处设有驱动组件。

进一步的，所述双层线体在各个工位的工作区间内分别设有顶升装置和阻挡装置，所述顶升装置包括设置在所述双层线体中部的顶升固定座、与所述顶升固定座固设的顶升气缸和顶板，所述顶升固定座均螺接固设于工位的工作台面上，所述顶升气缸的输出轴贯穿所述顶升固定座并与所述顶板中部连接，所述顶升固定座与所述顶板之间还设有减震组件和导向组件；所述阻挡装置包括固设在所述双层线体中的阻挡固定座、与所述阻挡固定座固设的阻挡气缸和可调节的阻挡件，所述阻挡气缸的输出轴贯穿所述阻挡固定座并连接所述阻挡件。

所述阻挡装置工作时会升起所述阻挡件，以阻挡治具使其停靠在准确位置上，随后所述顶升装置用于顶升治具或者物料，以配合完成相应工位上的工序操作，便于物料在各个工位上移动，完成工序加工或者检测。

进一步的，所述气密性检测工位为两组，所述气密性检测工位的一侧平行于所述双层线体设有气密性检测平台，以及横跨所述气密性检测工位的第一移载平台，所述第一移载平台上通过连接架连接有移载吸盘；所述气密性检测平台上设有用于气密性检测的气密板和配套使用的检漏仪。

并列设置所述双层线体和所述气密性检测平台，能够方便快速的将生产线上运转过来的物料转移到所述气密性检测平台上进行在线气密性检测，并将检测完成的物料重新转移到所述双层线体上运转至下一道工序，通过该结构的布置，能够提高物料气密性检测的效率和准确性，在生产线上就能够将有气密性问题的物料筛选出来，避免废料流入下道工序，提升产品合格率，确保产品质量。

进一步的，所述料仓包括料仓底座，及设置在所述料仓底座上的料仓框架，所述料仓框架内靠近内侧壁处设有料仓升降模组，所述料仓升降模组的升降臂上连接有托板组件，所述托板组件在所述料仓框架围成的空间内升降运动；所述托板组件上设有若干接近传感器和重量传感器；所述料仓框架的上方一对侧壁上还分别设有对射开关。

采用该结构的料仓，能够自动供料，提高取料效率，多种传感器的设置能够提升取料的准确性，避免取料错误。

进一步的，所述中板上料工位、所述翻转取料工位、所述气密性检测工位和所述打标工位分别设有若干读码器组件，所述读码器组件包括竖向杆和多个水平杆连接的多连杆组件，所述多连杆组件螺接固定在相应的各个工位上，所述多连杆组件的自由端安装有读码器，所述读码器位于所述双层线体的上方。

进一步的，所述中板上料工位、所述阳极板上料工位和所述阴极板上料工位分别包括上料机械手、上料吸盘和CCD定位组件，所述上料机械手分别通过多轴机械臂安装在工位上，所述上料吸盘安装在所述上料机械手的自由端，所述CCD定位组件设置在所述双层线体的一侧，所述CCD定位组件的镜头位于所述双层线体上方；所述正面复检工位和所述反面复检工位分别通过三轴运动平台设置有位于所述双层线体上方的复检CCD定位组件。

进一步的，所述翻转取料工位和所述组焊件上料工位上设有共用的跨越两个工位的第二移载平台，所述翻转取料工位在所述双层线体上设有翻转组件，所述组焊件上料工位上设有二次定位台及上料机械手。

这种结构的设置，便于在该工位上将物料取出翻转并移动至下一道工序上的第二治具上，同时将空出的所述第一治具移动至下层线体中运转至第一个工位。

进一步的，所述正面焊接工位和所述反面焊接工位均为两个，所述正面焊接工位和所述反面焊接工位的双层线体的一侧也分别设有三轴运动平台，所述三轴运动平台上设有位于所述双层线体上方的振镜焊接头、同轴吹气组件和CCD定位组件；所述正面焊接工位和所述反面焊接工位的双层线体上还分别设有治具盖板，所述治具盖板上设有焊接路径。

进一步的，一种燃料电池双极板的焊接方法，该焊接方法使用到了上述自动化生产线，包括如下步骤：中板在所述中板上料工位上到所述第一治具随所述第一治具流转到所述阳极板上料工位进行阳极板上料，所述第一治具继续移动至所述正面焊接工位进行中板和阳极板的正面焊接，焊接完成后的中板和阳极板随所述第一治具移动至所述正面复检工位进行检测，合格则进入下一工序，不合格将运转至废料收集区；在所述翻转取料工位，对正面焊接完成的中板和阳极板进行翻转并将翻转后的中板和阳极板取出放入所述第二治具，所述第一治具将在所述双层线体上流转至中板上料工位形成循环；

所述第二治具载着中板和阳极板依次进行组焊件上料、丝网上料和阴极板上料后，移动至所述反面焊接工位进行阴极板的焊接，焊接完成后形成双极板，并在反面复检工位进行检测后，焊接合格的双极板运转至所述气密性检测工位，双极板经过多次气密性检测后，气密性不合格的运转至所述废料收集区，合格的双极板继续移动至打标工位打标记录产品信息后，在所述成品下料工位完成堆叠收料至周转箱。

在上述步骤中，每次上料前（中板、阳极板、阴极板、组焊件以及丝网上料等），相应工位上方的读码器均会先读取位于所述双层线体上的第一治具和第二治具的二维码信息，以与物料信息绑定。

通过上述步骤的设置，能够极大的提高双极板的焊接效率和产品合格率，合格产品的产能（UPH）能够达到120 Pcs/H，优于现有的双极板焊接生产线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本自动化焊接生产线能够用于金属双极板的全自动焊接生产，通过上述工位能够将金属双极板的中板、阳极板和阴极板焊接组合在一起，形成气密性好、焊缝小、强度高的双极板，而且整个工艺流程能够实现自动化生产，生产节拍易于控制，生产效率高，产品质量好、合格率高，能够进行大批量的生产，而且各个工位上的多种部件的结构通用，整个生产线建立后，生产成本和维护成本均不高，能够提升经济效益。

附图说明

图1为本发明一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线的整体示意图；

图2为本发明一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线的生产流程示意图；

图3为本发明中板上料工位的立体结构示意图；

图4为本发明阳极板（阴极板）上料工位的立体结构示意图；

图5为本发明正面（反面）焊接工位的立体结构示意图；

图6为本发明气密性检测工位的立体结构示意图；

图7为本发明成品下料工位的立体结构示意图；

图8为本发明双层线体的立体结构示意图；

图9为本发明提升机的立体结构示意图；

图10为本发明顶升装置的立体结构示意图；

图11为本发明阻挡装置的立体结构示意图；

图12为本发明治具盖板支架的立体结构示意图；

图13为本发明料仓的结构示意图；

图中：1、中板上料工位；2、阳极板上料工位；3、第一正面焊接工位；4、第二正面焊接工位；5、正面复检工位；6、翻转取料工位；7、组焊件上料工位；8、丝网上料点焊工位；9、阴极板上料工位；10、第一反面焊接工位；11、第二反面焊接工位；12、反面复检工位；13、第一气密性检测工位；14、第二气密性检测工位；15、打标工位；16、成品下料工位；17、双层线体；1701、运转轨道框架；1702、导轨；1703、连接轴；1704、驱动组件；18、第一治具；19、升降机；1901、升降机支架；1902、升降模组；1903、升降连接板；1904、升降上限位；20、料仓；21、机柜；22、上料机械手；23、上料吸盘；24、读码器；25、多连杆组件；26、支撑架；27、顶升装置；2701、顶升固定座；2702、顶升气缸；2703、顶板；28、阻挡装置；2801、阻挡固定座；2802、阻挡气缸；2803、阻挡件；29、三轴运动平台；30、振镜焊接头；31、同轴吹气组件；32、CCD定位组件；33、治具盖板；34、治具盖板支架；35、第一移载平台；36、连接架；37、移载吸盘；38、气密性检测平台；39、气密板；40、第二治具；41、收料机械手；42、收料抽屉；43、第二移载平台；44、料仓底座；45、料仓框架；46、料仓升降模组；47、托板组件；48、对射开关；49、光线。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，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做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一：

如图1和图2所示，一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线，包括依次设置的中板上料工位1、阳极板上料工位2、第一正面焊接工位3、第二正面焊接工位4、正面复检工位5、翻转取料工位6、组焊件上料工位7、丝网上料点焊工位8、阴极板上料工位9、第一反面焊接工位10、第二反面焊接工位11、反面复检工位12、第一气密性检测工位13、第二气密性检测工位14、打标工位15和成品下料工位16，以及串接所述自动化焊接生产线上各个工位的双层线体17；所述双层线体17上设有第一治具18和第二治具40，所述第一治具18在所述中板上料工位1至所述翻转取料工位6之间流转，所述第二治具40在所述组焊件上料工位7至所述成品下料工位16之间流转；所述中板上料工位1、所述翻转取料工位6、所述组焊件上料工位7和所述成品下料工位16上分别设有升降机，多个所述升降机分别设置在所述双层线体17的同侧；所述阴极板上料工位9和所述阳极板上料工位2结构相同并设有防反组件，所述中板上料工位1、所述阴极板上料工位9和所述阳极板上料工位2上分别设置有多个料仓20；所述正面复检工位5和所述反面复检工位12以及第一气密性检测工位13、第二气密性检测工位14检测出的不合格产品均流转至废料收集区（废料收集抽屉）。

本自动化焊接生产线能够用于金属双极板的全自动焊接生产，通过上述16个工位能够将金属双极板的中板、阳极板和阴极板焊接组合在一起，形成气密性好、焊缝小、强度高的双极板，而且整个工艺流程能够实现自动化生产，生产节拍易于控制，生产效率高，产品质量好、合格率高，能够进行大批量的生产，而且各个工位上的多种部件的结构通用，整个生产线建立后，生产成本和维护成本均不高，能够提升经济效益。

所述双层线体17的设置一方面能够使整个生产线形成一个整体，便于物料、治具等的周转，另一方面上层的线体在进行各个工位的工序操作时，下层的线体能够周转治具，以提高效率完成无缝对接；同时在各个工位上所述双层线体能够独立控制，以适配不同工位的工序时间。

采用两套治具（多个所述第一治具18和多个所述第二治具40），使其能够分别在夹持和固定阳极板和阴极板，正反两个面不相互干涉，也能够缩短治具的整体流转时间；所述升降机19用于治具的流转和上下层的转移；所述料仓20成对设置，以形成不间断供料；在每个关键的节点上，如焊接和气密性检测，均配有判定程序，以筛选出不合格产品，较少不合格产品在工序间流转，造成加工浪费以及更严重的错误，同时将不合格产品集中存放，便于重新处理。

进一步的，所述中板上料工位1、所述翻转取料工位6、气密性检测工位和所述打标工位15分别设有若干读码器组件，所述读码器组件包括竖向杆和多个水平杆连接的多连杆组件25，所述多连杆组件25分别螺接固定在中板上料工位、阳极板（阴极板）上料工位、正面（反面）焊接工位和气密性检测工位上（如图3～图6所示），所述多连杆组件25的自由端安装有读码器24，所述读码器位于所述双层线体的上方。

进一步的，所述中板上料工位1、所述阳极板上料工位2和所述阴极板上料工位9分别包括上料机械手22、上料吸盘23和CCD定位组件，所述上料机械手22分别通过多轴机械臂安装在各个工位上，所述上料吸盘23安装在所述上料机械手22的自由端，所述CCD定位组件设置在所述双层线体17的一侧，所述CCD定位组件的镜头位于所述双层线体17上方。

如图3所示为中板上料工位1，第一治具18由所述升降机19送到所述双层线体的上层，读码器24读取治具码与物料信息绑定。将中板物料放入分别两个所述料仓20中，料仓20收到有物料信号通过电动模组（Z轴）将中板物料顶升到上料位置，上料机械手22收到上料位置有物料信号就过去取料，取料后移至CCD定位组件上方拍照定位，最后通过所述上料吸盘23吸取物料放入第一治具并通过销钉进行精定位，然后流到下一工位。

如图4所示为阳极板上料工位2（阴极板上料工位9），这两个工位的结构基本相同，大部分部件均通用，第一治具18（或者第二治具40）运动到顶升装置27的位置，顶升装置27将治具顶起通过顶升装置27的顶板销钉将治具定位，该工位上的料仓20收到有物料信号后通过电动模组（Z轴）将中板物料顶升到上料位置，上料机械手22收到上料位置有物料信号就过去取料，取料后移至CCD定位组件上方拍照定位，同时CCD定位组件还有防反功能，CCD视觉拍照定位同时识别物料是否装反，识别反料扔进反料回收盒。最后吸取CCD视觉识别正确的物料放入治具销钉进行精定位，然后流到下一工位。

如图5所示为焊接工位，第一正面焊接工位3、第二正面焊接工位4和第一反面焊接工位10、第二反面焊接工位11的结构也基本相同，每个工位上双层线体的一侧也分别设有三轴运动平台29，所述三轴运动平台29上设有位于所述双层线体17上方的振镜焊接头30、同轴吹气组件31和CCD定位组件32；正面焊接工位和反面焊接工位的双层线体17上还分别设有治具盖板33，所述治具盖板33设置在治具盖板支架34上并设有焊接路径。

工作时，第一治具18（或者第二治具40）运动到顶升装置27的位置，顶升装置27将治具顶起通过顶升装置27顶板销钉将治具定位，三轴运动平台29收到信号后带动CCD视觉运动到治具盖板33上方拍照定位振镜焊接头，振镜焊接头30定位后三轴运动平台29带动焊接头沿轨迹匀速焊接，同时同轴吹气组件31跟随振镜焊接头30一起移动，始终正对焊接区域吹保护气氩气，保证焊缝焊接质量。焊接完成后顶升装置27下降，治具板留到下一工位，同轴吹气组件31切换成空气再沿轨迹匀速吹气，将滞留在治具盖板33上焊烟清理干净。

进一步的，所述正面复检工位5和所述反面复检工位12的结构也基本相同，分别通过三轴运动平台设置有位于所述双层线体17上方的复检CCD组件。三轴运动平台收到信号后带动视觉组件沿轨迹匀速检验，判定断线、漏焊等异常物料，并将信息记录上传，记录复检数据以及高风险物料，用于追溯分析。

进一步的，所述翻转取料工位6和所述组焊件上料工位7上设有共用的跨越两个工位的第二移载平台43，所述翻转取料工位6在所述双层线体17上设有翻转组件，所述组焊件上料工位7上设有二次定位台及上料机械手。

这种结构的设置，便于在该工位上将物料取出翻转并移动至下一道工序上的第二治具上，同时将空出的所述第一治具移动至下层线体中运转至第一个工位。

进一步的，如图6所示，气密性检测工位为两组，气密性检测工位的一侧平行于所述双层线体17设有气密性检测平台38，以及横跨所述气密性检测工位的第一移载平台35，所述第一移载平台35上通过连接架36连接有移载吸盘37；所述气密性检测平台38上设有用于气密性检测的气密板39和配套使用的检漏仪。

工作时，第二治具运动到双层线体17的阻挡位置，所述读码器24开始读取治具板上二维码信息，所述顶升装置27将治具顶起通过顶升装置27顶板销钉将治具定位，所述移载吸盘37在所述第一移载平台35收到信号后运动到治具上方吸取物料（电极板），平移到所述气密性检测平台38的气密板39上后，治具再通过气密性检测平台38的滑轨组件运动到气密检测气缸组件下方，气缸组件下降带动气密板上盖板+密封胶条压紧电极板，进行气密检测，检测完成后，气缸组件上升，所述气密板再次运动到所述移载吸盘下方，移载吸盘吸取电极板放回双层线体17的治具上，同时将检测结果数据与治具二维码绑定，治具通过双层线体17流到下一工位。

并列设置所述双层线体17和所述气密性检测平台38，能够方便快速的将生产线上运转过来的物料转移到所述气密性检测平台38上进行在线气密性检测，并将检测完成的物料重新转移到所述双层线体17上运转至下一道工序，通过该结构的布置，能够提高物料气密性检测的效率和准确性，在生产线上就能够将有气密性问题的物料筛选出来，避免废料流入下道工序，提升产品合格率，确保产品质量。

进一步的，如图7所示为成品下料工位16，所述收料机械手41收到信号后通过多芯伯努利吸盘吸取治具板上电极板，将判定OK的物料分别放入两个收料抽屉42中，收料采用堆叠收料至周转箱，两个收料抽屉轮流不间断收料，收完料空出的第二治具运动到升降机19上，送到下层回流线体运动到组焊件上料工位待料。

实施例二：

本实施例提供了实施例一中通用部件的一种具体结构。

如图8所示，所述双层线体17包括上下两层运转轨道框架1701，所述运转轨道框架1701的两侧分别连接有若干支撑架26，若干所述支撑架26分布并螺接安装在所述自动化焊接生产线的各个工位上；两层所述运转轨道框架1701平行设置并横跨整个所述自动化焊接生产线，每层所述运转轨道框架1701在各个工位上分别独立的设有一对平行设置的导轨1702，相邻工位间的每对导轨1702相互靠近设置，每对所述导轨1702之间在首尾端设置有连接轴1703，所述连接轴1703处设有驱动组件1704。

进一步的，如图10所示，所述双层线体17在各个工位的工作区间内分别设有顶升装置27和阻挡装置28，所述顶升装置27包括设置在所述双层线体17中部的顶升固定座2701、与所述顶升固定座2701固设的顶升气缸2702和顶板2703，所述顶升固定座2701均螺接固设于工位的机柜21上，所述顶升气缸2702的输出轴贯穿所述顶升固定座2701并与所述顶板2703中部连接，所述顶升固定座2701与所述顶板2703之间还设有减震组件和导向组件；如图11所示，所述阻挡装置28包括固设在所述双层线体17中的阻挡固定座2801、与所述阻挡固定座2801固设的阻挡气缸2802和可调节的阻挡件2803，所述阻挡气缸2802的输出轴贯穿所述阻挡固定座2801并连接所述阻挡件2803，所述阻挡件2803为活动连接在所述阻挡气缸2802的输出端的斜支架，所述斜支架上设有一对滚轮，当所述斜支架升起时能够阻挡治具，当其落下时治具经过其上方，能够滚动支撑治具。

所述阻挡装置28工作时会升起所述阻挡件2803，以阻挡治具使其停靠在准确位置上，随后所述顶升装置27用于顶升治具或者物料，以配合完成相应工位上的工序操作，便于物料在各个工位上移动，完成工序加工或者检测。

如图12所示，为设置在双层线体17中的治具盖板支架34，结合图5所示，所述治具盖板支架34和所述顶升固定座2701刚好能够配合设置，形成合理稳定的支撑结构。

如图13所示，为料仓的一种结构，所述料仓包括料仓底座44，及设置在所述料仓底座44上的料仓框架45，所述料仓框架45内靠近内侧壁处设有料仓升降模组46，所述料仓升降模组46的升降臂上连接有托板组件47，所述托板组件47在所述料仓框架48围成的空间内升降运动；所述托板组件47上设有接近传感器和重量传感器；所述料仓框架45的上方一对侧壁上还设有对射开关48，对射开关48包括接收端和发射端，通过收发光线49来判断物料的位置。

采用该结构的料仓，能够自动供料，提高取料效率，多种传感器的设置能够提升取料的准确性，避免取料错误。

实施例三：

本实施例提供了一种燃料电池双极板的焊接方法。

结合图1～图7所示，一种具有上述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线的焊接方法，包括如下步骤：中板在所述中板上料工位1上到所述第一治具18随所述第一治具18流转到所述阳极板上料工位2进行阳极板上料，所述第一治具18继续移动至所述正面焊接工位进行中板和阳极板的正面焊接，分两次焊接，焊接完成后的中板和阳极板随所述第一治具18移动至所述正面复检工位5进行检测，合格则进入下一工序，不合格将运转至废料收集区；在所述翻转取料工位6，对正面焊接完成的中板和阳极板进行翻转并将翻转后的中板和阳极板取出放入所述第二治具40，所述第一治具18将在所述双层线体17上流转至中板上料工位1形成循环；

所述第二治具40载着中板和阳极板依次进行组焊件上料、丝网上料和阴极板上料后，移动至所述反面焊接工位（10和11）进行阴极板的焊接，焊接完成后形成双极板，并在反面复检工位12进行检测后，焊接合格的双极板运转至所述气密性检测工位（13和14），双极板经过多次气密性检测后，气密性不合格的运转至所述废料收集区，合格的双极板继续移动至打标工位15打标记录产品信息后，在所述成品下料工位完成堆叠收料至周转箱；所述第二治具40再次流转至所述组焊件上料工位形成循环。

在上述步骤中，每次上料前（中板、阳极板、阴极板、组焊件以及丝网上料等），相应工位上方的读码器24均会先读取位于所述双层线体上的第一治具18和第二治具40的二维码信息，以与物料信息绑定。

通过上述步骤的设置，能够极大的提高双极板的焊接效率和产品合格率，合格产品的产能（UPH）能够达到120 Pcs/H，优于现有的双极板焊接生产线。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种燃料电池双极板的自动化焊接生产线，其特征在于，所述自动化焊接生产线包括依次设置的中板上料工位、阳极板上料工位、多个正面焊接工位、正面复检工位、翻转取料工位、组焊件上料工位、丝网上料点焊工位、阴极板上料工位、多个反面焊接工位、反面复检工位、多个气密性检测工位、打标工位和成品下料工位，以及串接所述自动化焊接生产线上各个工位的双层线体；所述双层线体上设有第一治具和第二治具，所述第一治具在所述中板上料工位至所述翻转取料工位之间流转，所述第二治具在所述组焊件上料工位至所述成品下料工位之间流转；所述中板上料工位、所述翻转取料工位、所述组焊件上料工位和所述成品下料工位上分别设有升降机，多个所述升降机分别设置在所述双层线体的同侧；所述阴极板上料工位和所述阳极板上料工位结构相同并设有防反组件，所述中板上料工位、所述阴极板上料工位和所述阳极板上料工位上分别设置有多个料仓；所述正面复检工位和所述反面复检工位以及所述气密性检测工位检测出的不合格产品均流转至废料收集区。

2.根据权利要求1所述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线，其特征在于，所述双层线体包括上下两层运转轨道框架，所述运转轨道框架的两侧分别连接有若干支撑架，若干所述支撑架分布并螺接安装在所述自动化焊接生产线的各个工位上；两层所述运转轨道框架平行设置并横跨整个所述自动化焊接生产线，每层所述运转轨道框架在各个工位上分别独立的设有一对平行设置的导轨，相邻工位间的每对导轨相互靠近设置，每对所述导轨之间至少在首尾端设置有连接轴，所述连接轴处设有驱动组件。

3.根据权利要求1所述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线，其特征在于，所述双层线体在各个工位的工作区间内分别设有顶升装置和阻挡装置，所述顶升装置包括设置在所述双层线体中部的顶升固定座、与所述顶升固定座固设的顶升气缸和顶板，所述顶升固定座均螺接固设于工位的工作台面上，所述顶升气缸的输出轴贯穿所述顶升固定座并与所述顶板中部连接，所述顶升固定座与所述顶板之间还设有减震组件和导向组件；所述阻挡装置包括固设在所述双层线体中的阻挡固定座、与所述阻挡固定座固设的阻挡气缸和可调节的阻挡件，所述阻挡气缸的输出轴贯穿所述阻挡固定座并连接所述阻挡件。

4.根据权利要求1所述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线，其特征在于，所述气密性检测工位为两组，所述气密性检测工位的一侧平行于所述双层线体设有气密性检测平台，以及横跨所述气密性检测工位的第一移载平台，所述第一移载平台上通过连接架连接有移载吸盘；所述气密性检测平台上设有用于气密性检测的气密板和配套使用的检漏仪。

5.根据权利要求1所述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线，其特征在于，所述料仓包括料仓底座，及设置在所述料仓底座上的料仓框架，所述料仓框架内靠近内侧壁处设有料仓升降模组，所述料仓升降模组的升降臂上连接有托板组件，所述托板组件在所述料仓框架围成的空间内升降运动；所述托板组件上设有若干接近传感器和重量传感器；所述料仓框架的上方一对侧壁上还分别设有对射开关。

6.根据权利要求1所述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线，其特征在于，所述中板上料工位、所述翻转取料工位、所述气密性检测工位和所述打标工位分别设有若干读码器组件，所述读码器组件包括竖向杆和多个水平杆连接的多连杆组件，所述多连杆组件螺接固定在相应的各个工位上，所述多连杆组件的自由端安装有读码器，所述读码器位于所述双层线体的上方。

7.根据权利要求1所述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线，其特征在于，所述中板上料工位、所述阳极板上料工位和所述阴极板上料工位分别包括上料机械手、上料吸盘和CCD定位组件，所述上料机械手分别通过多轴机械臂安装在工位上，所述上料吸盘安装在所述上料机械手的自由端，所述CCD定位组件设置在所述双层线体的一侧，所述CCD定位组件的镜头位于所述双层线体上方；所述正面复检工位和所述反面复检工位分别通过三轴运动平台设置有位于所述双层线体上方的复检CCD定位组件。

8.根据权利要求1所述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线，其特征在于，所述翻转取料工位和所述组焊件上料工位上设有共用的跨越两个工位的第二移载平台，所述翻转取料工位在所述双层线体上设有翻转组件，所述组焊件上料工位上设有二次定位台及上料机械手。

9.根据权利要求1所述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线，其特征在于，所述正面焊接工位和所述反面焊接工位均为两个，所述正面焊接工位和所述反面焊接工位的双层线体的一侧也分别设有三轴运动平台，所述三轴运动平台上设有位于所述双层线体上方的振镜焊接头、同轴吹气组件和CCD定位组件；所述正面焊接工位和所述反面焊接工位的双层线体上还分别设有治具盖板，所述治具盖板上设有焊接路径。

10.一种基于权利要求1所述的燃料电池双极板的自动化焊接生产线的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：中板在所述中板上料工位上到所述第一治具随所述第一治具流转到所述阳极板上料工位进行阳极板上料，所述第一治具继续移动至所述正面焊接工位进行中板和阳极板的正面焊接，焊接完成后的中板和阳极板随所述第一治具移动至所述正面复检工位进行检测，合格则进入下一工序，不合格将运转至废料收集区；在所述翻转取料工位，对正面焊接完成的中板和阳极板进行翻转并将翻转后的中板和阳极板取出放入所述第二治具，所述第一治具将在所述双层线体上流转至中板上料工位形成循环；

所述第二治具载着中板和阳极板依次进行组焊件上料、丝网上料和阴极板上料后，移动至所述反面焊接工位进行阴极板的焊接，焊接完成后形成双极板，并在反面复检工位进行检测后，焊接合格的双极板运转至所述气密性检测工位，双极板经过多次气密性检测后，气密性不合格的运转至所述废料收集区，合格的双极板继续移动至打标工位打标记录产品信息后在所述成品下料工位完成堆叠收料至周转箱，所述第二治具再次流转至所述组焊件上料工位形成循环；

在所述步骤中，每次上料前，相应工位上方的读码器均会先读取位于所述双层线体上的第一治具和第二治具的二维码信息，以与物料信息绑定。

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