CN113036199B - 一种燃料电池系统的组装装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池系统的组装装置及方法，属于燃料电池组装技术领域，能够解决现有燃料电池系统的整体组装需耗费大量人力与时间成本进行培训，组装效率较低的问题。所述组装装置包括燃烧室组装部、重整室组装部、电堆组装部和系统组装部；系统组装部用于将燃烧室组装部组装的燃烧室、重整室组装部组装的重整室，以及电堆组装部组装的电堆进行组装；燃烧室组装部、重整室组装部、电堆组装部和系统组装部中的至少一个包括视觉识别模块和操作模块；视觉识别模块用于采集工件的图像，并显示图像需安装的固定件的安装信息；操作模块用于根据安装信息进行组装。本发明用于指导燃料电池系统的组装。

Description

一种燃料电池系统的组装装置及方法

技术领域

本发明涉及一种燃料电池系统的组装装置及方法，属于燃料电池组装技术领域。

背景技术

为了缓解能源危机，各国均在积极推进燃料电池的发展。目前，对于燃料电池系统的整体组装，主要由人工完成，这就需要在组装前对新员工进行组装培训，而且，当被组装的燃料电池系统的某一结构或组装步骤发生变化时，也需要人力对操作员工重新进行培训后再上岗作业。这样会导致在组装培训过程中耗费大量人力与时间成本，而且组装效率较低。

发明内容

本发明提供了一种燃料电池系统的组装装置及方法，能够解决现有燃料电池系统的整体组装需耗费大量人力与时间成本进行培训，组装效率较低的问题。

本发明提供了一种燃料电池系统的组装装置，所述组装装置包括燃烧室组装部、重整室组装部、电堆组装部和系统组装部；所述系统组装部用于将所述燃烧室组装部组装的燃烧室、所述重整室组装部组装的重整室，以及所述电堆组装部组装的电堆进行组装；所述燃烧室组装部、所述重整室组装部、所述电堆组装部和所述系统组装部中的至少一个包括视觉识别模块和操作模块；所述视觉识别模块用于采集工件的图像，并显示所述图像需安装的固定件的安装信息；所述操作模块用于根据所述安装信息进行组装。

可选的，所述视觉识别模块包括控制子模块，以及与所述控制子模块均连接的图像采集子模块和显示子模块；所述控制子模块用于确定工件和每个工件上的固定件的安装工序；所述图像采集子模块用于根据所述安装工序逐一采集每个工件的原始图像；所述控制子模块还用于对所述原始图像上待安装的固定件的安装信息进行标记，得到标记图像；所述显示子模块用于显示所述标记图像。

可选的，所述图像采集子模块还用于采集每个工件上的每个固定件安装后的图像，得到多个安装图像；所述控制子模块还用于将每个所述安装图像和对应的所述标记图像进行比对；当所述安装图像和所述标记图像中所述固定件的安装位置匹配时，进行下一安装位置上固定件的安装。

可选的，所述控制子模块还用于当所述安装图像中所述固定件的安装位置和所述标记图像中所述固定件的安装位置匹配时，控制下一安装位置的安装指令启动，并控制当前安装位置的安装指令结束。

可选的，所述固定件的安装信息包括所述固定件的安装位置及对应型号。

可选的，所述操作模块包括多个固定件型号盒，每个所述固定件型号盒放置有一种型号的固定件；所述固定件型号盒与所述控制子模块电连接；所述控制子模块用于在所述当前安装位置的安装指令启动时，控制当前安装位置处需安装的固定件对应的固定件型号盒打开；所述控制子模块还用于在所述当前安装位置的安装指令结束时，控制当前安装位置处需安装的固定件对应的固定件型号盒关闭。

可选的，所述组装装置还包括流水线组装台，所述流水线组装台上设置有传送带；所述传送带用于传送待组装的工件；所述组装装置还包括上料部和下料部；所述上料部用于将组装所需的工件放到传送带上，所述下料部用于将组装完成的燃料电池系统从传送带上取下。

本发明还提供了一种燃料电池系统的组装方法，包括以下步骤：确定工件和每个工件上的固定件的安装工序；根据所述安装工序逐一采集每个工件的原始图像；对所述原始图像上需安装的固定件的安装信息进行标记，得到标记图像；显示所述标记图像；根据所述标记图像上的安装信息进行组装。

可选的，所述组装方法还包括：采集每个工件上的每个固定件安装后的图像，得到多个安装图像；当所述安装图像和对应的所述标记图像中所述固定件的安装位置匹配时，进行下一安装位置上固定件的组装。

可选的，所述组装方法还包括：当所述安装图像中所述固定件的安装位置和所述标记图像中所述固定件的安装位置匹配时，控制下一安装位置的安装指令启动，并控制当前安装位置的安装指令结束。

本发明能产生的有益效果包括：

1、本发明提供的燃料电池系统组装的装置，通过对装置的燃烧室组装部、重整室组装部、电堆组装部和系统组装部中的至少一个设置视觉识别模块，该视觉识别模块能够采集工件图像并显示工件图像待安装的固定件的安装信息，从而指导操作模块根据显示的固定件安装信息进行组装。相较于现有的通过人力培训燃料电池系统如何组装，本申请通过视觉识别模块来指导燃料电池系统的组装，节省人力成本与时间成本，也提高了组装效率和组装结果的正确率。同时，由于视觉识别模块可以定义及控制组装过程，当燃料电池系统的某一结构改变，或者组装步骤改变时，视觉识别模块可以做适应性修改后再做指导，从而使燃料电池系统的组装方法的更新更快速、便捷。

2、本发明提供的燃料电池系统组装的装置，通过将每安装完一个固定件后的安装图像与标记图像进行比对，可以监控每个固定件安装是否正确，从而及时纠错，保证组装过程的正确率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的燃料电池系统的组装装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的燃料电池系统的组装方法流程图。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

本发明实施例提供了一种燃料电池系统的组装装置，如图1所示，组装装置包括燃烧室组装部1、重整室组装部2、电堆组装部3和系统组装部4；系统组装部4用于将燃烧室组装部1组装的燃烧室、重整室组装部2组装的重整室，以及电堆组装部3组装的电堆进行组装；燃烧室组装部1、重整室组装部2、电堆组装部3和系统组装部4中的至少一个包括视觉识别模块和操作模块；视觉识别模块用于采集工件的图像，并显示图像需安装的固定件的安装信息；操作模块用于根据安装信息进行组装。

本发明实施例对视觉识别模块和操作模块的实现方式不做限定。

采集工件的图像后，通过图像视觉识别需要安装固定件的位置，人工再在识别后的图像上定义固定件的类型及其安装工序，也可以自动在识别后的图像上定义固定件的类型及其安装工序。

燃烧室组装部1、重整室组装部2、电堆组装部3和系统组装部4中的至少一个包括视觉识别模块和操作模块。在实际应用中，可以是燃烧室组装部1、重整室组装部2、电堆组装部3和系统组装部4中的每个都包括视觉识别模块和操作模块，也可以是燃烧室组装部1、重整室组装部2、电堆组装部3和系统组装部4中的一个、两个或者三个包括视觉识别模块和操作模块，本发明实施例对此不做限定。

工件的图像包括根据安装工序逐一采集的每个工件的原始图像，以及采集的每个工件上的每个固定件安装后，得到的多个安装图像。

在实际应用中，固定件可以为用于固定的螺丝，卯榫结构，卡槽结构等，本发明实施例对此不做限定。

本发明提供的燃料电池系统组装的装置，通过对装置的燃烧室组装部、重整室组装部、电堆组装部和系统组装部中的至少一个设置视觉识别模块，该视觉识别模块能够采集工件图像并显示工件图像待安装的固定件的安装信息，从而指导操作模块根据显示的固定件安装信息进行组装。相较于现有的通过人力培训燃料电池系统如何组装，本申请通过视觉识别模块来指导燃料电池系统的组装，节省人力成本与时间成本，也提高了组装效率和组装结果的正确率。同时，由于视觉识别模块可以定义及控制组装过程，当燃料电池系统的某一结构改变，或者组装步骤改变时，视觉识别模块可以做适应性修改后再做指导，从而使燃料电池系统的组装方法的更新更快速、便捷。

可选的，视觉识别模块包括控制子模块，以及与控制子模块均连接的图像采集子模块和显示子模块11；控制子模块用于确定工件和每个工件上的固定件的安装工序；图像采集子模块用于根据安装工序逐一采集每个工件的原始图像；控制子模块还用于对原始图像上待安装的固定件的安装信息进行标记，得到标记图像；显示子模块11用于显示标记图像。

其中，图像采集子模块为照相机、摄像头9等采集图像的设备，本申请的实施例对此不做限定。

显示子模块11可以为液晶显示屏，CRT显示屏等，本申请的实施例对此不做限定。

图像采集子模块还用于采集每个工件上的每个固定件安装后的图像，得到多个安装图像；控制子模块还用于将每个安装图像和对应的标记图像进行比对；当安装图像和标记图像中固定件的安装位置匹配时，进行下一安装位置上固定件的安装。

其中，下一安装位置指的是根据控制子模块确定的固定件的安装工序中，当前安装的固定件位置的下一个待安装的固定件位置。

在实际应用中，控制子模块将每个安装图像和对应的标记图像进行自动比对，来验证安装图像中固定件的安装位置和标记图像中固定件的安装位置是否匹配，若匹配，进行下一安装位置上固定件的安装。

本发明提供的燃料电池系统组装的装置，通过将每安装完一个固定件后的安装图像与标记图像进行比对，可以监控每个固定件安装是否正确，从而及时纠错，保证组装过程的正确率。

控制子模块还用于当安装图像中固定件的安装位置和标记图像中固定件的安装位置匹配时，控制下一安装位置的安装指令启动，并控制当前安装位置的安装指令结束。

具体地，安装指令可以通过指示灯表示，指示灯点亮或者闪烁表示安装指令启动，指示灯熄灭表示安装指令结束；安装指令还可以通过提示音表示，提示音响起时，表示安装指令启动，提示音关闭时表示安装指令结束。本发明实施例对安装指令的具体表现形式不作限定。

当安装位置匹配时，下一步骤可以为控制下一安装位置的安装指令启动，再控制当前安装位置的安装指令结束；也可以为控制当前安装位置的安装指令结束，再控制下一安装位置的安装指令启动；还可以为同时控制下一安装位置的安装指令启动，以及当前安装位置的安装指令结束，本发明的实施例对此控制顺序不做限定。

在实际应用中，图像采集子模块会在每安装完一个固定件后，将安装图像和标记图像进行比对，来判断安装完固定件的位置是否正确。若安装正确，控制子模块控制当前安装位置的指示灯熄灭，控制下一安装位置的指示灯点亮或闪烁。若安装错误，当前安装位置的固定件被取下，重新安装，直到安装正确后，控制子模块控制当前安装位置的指示灯熄灭，控制下一安装位置的指示灯点亮或闪烁。通过控制子模块控制当前安装位置的指示灯熄灭，控制下一安装位置的指示灯点亮或闪烁，可以确保当前安装正确，再进行下一个步骤，从而再次保证了组装过程的正确率。

可选的，固定件的安装信息包括固定件的安装位置及对应型号。当固定件为螺丝时，控制子模块可匹配出固定件的安装位置所对应的固定件型号。

操作模块包括多个固定件型号盒，每个固定件型号盒放置有一种型号的固定件；固定件型号盒与控制子模块电连接；控制子模块用于在当前安装位置的安装指令启动时，控制当前安装位置处需安装的固定件对应的固定件型号盒打开；控制子模块还用于在当前安装位置的安装指令结束时，控制当前安装位置处需安装的固定件对应的固定件型号盒关闭。

控制子模块自动控制固定件型号盒的打开或关闭，使组装效率提高，同时可提高组装的正确率。

可选的，组装装置还包括流水线组装台，流水线组装台上设置有传送带7；传送带7用于传送待组装的工件；组装装置还包括上料部5和下料部6；上料部5用于将组装所需工件放到传送带7上，下料部6用于将组装完成的燃料电池系统从传送带7上取下。

在实际应用中，流水线组装台还包括电机8等驱动装置，驱动装置用于驱动传送带7传送零件、组装完成的工件等物品。传送带7还可以提供组装工件的平台等，使操作工人可以在平台上作业。

组装装置可以通过人工上料或下料，也可以通过装置自动上料或下料。当为自动上料或下料时，上料部5或下料部6可以为机械手等装置。

本发明另一实施例提供一种燃料电池系统的组装方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：确定工件和每个工件上的固定件的安装工序；

步骤202：根据安装工序逐一采集每个工件的原始图像；

步骤203：对原始图像上需安装的固定件的安装信息进行标记，得到标记图像；

步骤204：显示标记图像；

步骤205：根据标记图像上的安装信息进行组装。

进一步的，如图2所示组装方法还包括：

步骤206：采集每个工件上的每个固定件安装后的图像，得到多个安装图像；

步骤207：当安装图像和对应的标记图像中固定件的安装位置匹配时，进行下一安装位置上固定件的组装。

再进一步的，组装方法还包括：当安装图像中固定件的安装位置和标记图像中固定件的安装位置匹配时，控制下一安装位置的安装指令启动，并控制当前安装位置的安装指令结束。

可选的，在步骤201之前，组装方法还包括：利用上料部5将组装所需工件放到传送带7上，传送带7可将所需工件传送至图像采集区域；当燃料电池系统组装完成后，组装方法还包括：利用下料部6将组装完成的燃料电池系统从传送带7上取下。

在实际组装燃料电池系统的过程中，机械手将组装燃烧室、重整室、电堆所需工件放到传送带7上，传送带7可将所需工件分别传送至燃烧室组装部1、重整室组装部2、电堆组装部3对应的图像采集区域，三个组装部的摄像头9分别根据控制子模块确定的工件安装工序逐一采集每个工件的原始图像，三个组装部的控制子模块再分别识别并标记每个工件的原始图像上需安装螺丝的位置、对应型号，以及确定每个工件上的螺丝的安装工序，形成工件图像的标记图像，三个组装部的液晶显示屏分别显示标记图像。当同一类型的工件需安装螺丝的位置、对应型号及安装工序确定，下一次安装同类型的工件时，无需控制子模块再次确定；当换成不同类型的工件或安装步骤改变时，才需控制子模块重新确定安装螺丝的位置、对应型号及安装工序。

操作员工开始装配时，三个组装部的标记图像的当前安装位置的指示灯点亮或者闪烁，控制子模块控制当前需安装的螺丝对应的螺丝型号盒12打开，操作员工取出对应的螺丝，用电动螺丝刀10安装上，摄像头9对安装螺丝后的工件进行拍照，得到安装图像，控制子模块对安装图像和对应的标记图像中螺丝的安装位置进行比对。当安装图像中螺丝的安装位置和标记图像中螺丝的安装位置匹配时，控制当前安装位置的指示灯熄灭，控制子模块确定的安装工序中的下一安装位置的指示灯点亮或闪烁。若安装图像中螺丝的安装位置和标记图像中螺丝的安装位置不匹配时，操作员工用电动螺丝刀10取出螺丝，再根据指导重新安装，直到当安装图像中螺丝的安装位置和标记图像中螺丝的安装位置匹配时，控制当前安装位置的指示灯熄灭，控制子模块确定的安装工序中的下一安装位置的指示灯点亮或闪烁。当控制当前安装位置的指示灯熄灭，控制子模块控制当前需安装的螺丝对应的螺丝型号盒12关闭。当控制子模块确定的安装工序中的下一安装位置的指示灯点亮或者闪烁，视觉识别模块指导下一位置螺丝的正确安装，直到三个组装部分别确定的所有位置的螺丝正确安装，则燃烧室、重整室、电堆组装完毕。

当燃烧室、重整室、电堆组装完毕，传送带7将燃烧室、重整室、电堆运到系统组装部4，系统组装部4的摄像头9分别根据系统组装部4的控制子模块确定的工件安装工序逐一采集燃烧室、重整室、电堆的原始图像，系统组装部4的控制子模块再分别识别并标记燃烧室、重整室、电堆的原始图像上需安装螺丝的位置、对应型号，以及确定燃烧室、重整室、电堆上的固定件的安装工序，形成标记图像，系统组装部4的液晶显示屏分别显示标记图像。当同一类型的燃烧室、重整室、电堆需安装螺丝的位置、对应型号及安装工序确定，下一次安装同类型的燃烧室、重整室、电堆时，无需控制子模块再次确定；当换成不同类型的燃烧室、重整室、电堆或安装步骤改变时，才需控制子模块重新确定安装螺丝的位置、对应型号及安装工序。

操作员工开始装配时，系统组装部4的标记图像的当前安装位置的指示灯点亮或者闪烁，控制子模块控制当前需安装的螺丝对应的螺丝型号盒12打开，操作员工取出对应的螺丝，用电动螺丝刀10安装上，摄像头9对安装螺丝后的工件进行拍照，得到安装图像，控制子模块对安装图像和对应的标记图像中螺丝的安装位置进行比对。当安装图像中螺丝的安装位置和标记图像中螺丝的安装位置匹配时，控制当前安装位置的指示灯熄灭，控制子模块确定的安装工序中的下一安装位置的指示灯点亮或闪烁。若安装图像中螺丝的安装位置和标记图像中螺丝的安装位置不匹配时，操作员工用电动螺丝刀10取出螺丝，再根据指导重新安装，直到当安装图像中螺丝的安装位置和标记图像中螺丝的安装位置匹配时，控制当前安装位置的指示灯熄灭，控制子模块确定的安装工序中的下一安装位置的指示灯点亮或闪烁。当控制当前安装位置的指示灯熄灭，控制子模块控制当前需安装的螺丝对应的螺丝型号盒12关闭。当控制子模块确定的安装工序中的下一安装位置的指示灯点亮或者闪烁，视觉识别模块指导下一位置螺丝的正确安装，直到系统组装部4分别确定的所有位置的螺丝正确安装，则燃料电池系统组装完毕。

当燃料电池系统的组装完成后，下料部6的机械手将组装完成的燃料电池系统从传送带7上取下。

以上，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (8)

1.一种燃料电池系统的组装装置，其特征在于，所述组装装置包括燃烧室组装部、重整室组装部、电堆组装部和系统组装部；

所述系统组装部用于将所述燃烧室组装部组装的燃烧室、所述重整室组装部组装的重整室，以及所述电堆组装部组装的电堆进行组装；

所述燃烧室组装部、所述重整室组装部、所述电堆组装部和所述系统组装部中的至少一个包括视觉识别模块和操作模块；

所述视觉识别模块用于采集工件的图像，并显示所述图像需安装的固定件的安装信息；

所述操作模块用于根据所述安装信息进行组装；

所述视觉识别模块包括控制子模块，以及与所述控制子模块均连接的图像采集子模块和显示子模块；

所述控制子模块用于确定工件和每个工件上的固定件的安装工序；

所述图像采集子模块用于根据所述安装工序逐一采集每个工件的原始图像；

所述控制子模块还用于对所述原始图像上待安装固定件的安装信息进行标记，得到标记图像；

所述显示子模块用于显示所述标记图像；

所述固定件的安装信息包括所述固定件的安装位置及对应型号。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的组装装置，其特征在于，

所述图像采集子模块还用于采集每个工件上的每个固定件安装后的图像，得到多个安装图像；

所述控制子模块还用于将每个所述安装图像和对应的所述标记图像进行比对；当所述安装图像和所述标记图像中所述固定件的安装位置匹配时，进行下一安装位置上固定件的安装。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统的组装装置，其特征在于，所述控制子模块还用于当所述安装图像中所述固定件的安装位置和所述标记图像中所述固定件的安装位置匹配时，控制下一安装位置的安装指令启动，并控制当前安装位置的安装指令结束。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统的组装装置，其特征在于，所述操作模块包括多个固定件型号盒，每个所述固定件型号盒放置有一种型号的固定件；

所述固定件型号盒与所述控制子模块电连接；

所述控制子模块用于在所述当前安装位置的安装指令启动时，控制当前安装位置处需安装的固定件对应的固定件型号盒打开；

所述控制子模块还用于在所述当前安装位置的安装指令结束时，控制当前安装位置处需安装的固定件对应的固定件型号盒关闭。

5.根据权利要求1所述的燃料电池系统的组装装置，其特征在于，所述组装装置还包括流水线组装台，所述流水线组装台上设置有传送带；

所述传送带用于传送待组装的工件；

所述组装装置还包括上料部和下料部；所述上料部用于将组装所需的工件放到传送带上，所述下料部用于将组装完成的燃料电池系统从传送带上取下。

6.一种采用权利要求1~5任一项所述的燃料电池系统的组装装置进行燃料电池系统的组装方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定工件和每个工件上的固定件的安装工序；

根据所述安装工序逐一采集每个工件的原始图像；

对所述原始图像上需安装的固定件的安装信息进行标记，得到标记图像；

显示所述标记图像；

根据所述标记图像上的安装信息进行组装。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统的组装方法，其特征在于，所述组装方法还包括：

采集每个工件上的每个固定件安装后的图像，得到多个安装图像；

当所述安装图像和对应的所述标记图像中所述固定件的安装位置匹配时，进行下一安装位置上固定件的组装。

8.根据权利要求7所述的燃料电池系统的组装方法，其特征在于，所述组装方法还包括：当所述安装图像中所述固定件的安装位置和所述标记图像中所述固定件的安装位置匹配时，控制下一安装位置的安装指令启动，并控制当前安装位置的安装指令结束。

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