CN113270620B - 一种mea制备生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料电池领域，一种MEA制备生产线，其中，上料模组、一个点胶模组、翻转模组、一个除尘模组和一个GDL供料模组依次围合在一个机器人模组周围，形成第一侧加工装置；另一个GDL供料模组、另一个除尘模组、另一个点胶模组、贴合下料模组和热压模组依次围合在另一个机器人模组周围，形成第二侧加工装置，所述搬运模组安装在第一侧加工装置中反面模组和第二侧加工装置的点胶模组之间；第一侧加工装置用于完成五合一加工料第一侧面GDL贴合，第二侧加工装置用于完成五合一加工料第二侧面GDL贴合以及双侧GDL热压定型，以形成七合一加工料。本生产线可完成MEA自动化生产。

Description

一种MEA制备生产线

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，特别是一种MEA制备生产线。

背景技术

膜电极(Membrane ElectrodeAssembly，MEA)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)最核心的部件，是能量转换的多相物质传输和电化学反应场所，涉及三相界面反应和复杂的传质传热过程，直接决定PEMFC的性能、寿命及成本。MEA的结构主要包括气体扩散层、催化层、质子交换膜，其中气体扩散层通常包括碳纸/碳布和负载在其上的微孔层。通常将阴极气体扩散层、阴极催化层、质子交换膜、阳极催化层和阳极气体扩散层组成的MEA称之为“五合一”MEA，而将微孔层算入组件的称之为“七合一”MEA。MEA作为燃料电池最为核心的部件，提高其性能和寿命、降低成本具有非常重要的意义，可以加速PEMFC大规模商业化进程。

现有技术中，MEA无法自动化生产，因此急需一种可自动化生产MEA的生产线。

发明内容

为实现上述目的，本发明提出一种MEA制备生产线，可完成MEA自动化生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种MEA制备生产线，包括上料模组、两个点胶模组、翻转模组、搬运模组、两个机器人模组、两个GDL供料模组、两个除尘模组、贴合下料模组和热压模组，其中，上料模组、一个点胶模组、翻转模组、一个除尘模组和一个GDL供料模组依次围合在一个机器人模组周围，形成第一侧加工装置；另一个GDL供料模组、另一个除尘模组、另一个点胶模组、贴合下料模组和热压模组依次围合在另一个机器人模组周围，形成第二侧加工装置，所述搬运模组安装在第一侧加工装置中反面模组和第二侧加工装置的点胶模组之间；

所述第一侧加工装置用于完成五合一加工料第一侧面GDL贴合，并通过翻转模组形成单侧贴合GDL后的翻转，所述搬运模组用于将单侧贴合GDL后五合一运输到第二侧加工装置，所述第二侧加工装置用于完成五合一加工料第二侧面GDL贴合以及双侧GDL热压定型，以形成七合一加工料。

作为优选的，所述点胶模组包括X轴驱动滑轨、X轴滑载平台、吸附台和真空吸嘴，其中，所述X轴滑载平台可滑动的安装在X轴驱动滑轨上，所述吸附台安装在X轴滑载平台上，所述吸附台包括吸附平台板和吸附衬板，所述吸附平台板安装在吸附衬板的顶面，且吸附平台板和吸附衬板之间形成腔室，所述吸附平台板具有贯通吸附平台板表面的若干个阵列式排布的吸附孔，且吸附孔分布区域与待吸附的MEA膜的形状匹配，所述吸附台的侧面安装有若干真空吸嘴，该真空吸嘴通过所述腔室与所述吸附孔连通。

作为优选的，所述吸附平台板底面靠近四周边缘处向下延伸形成下凸缘，所述吸附衬板顶面靠近四周边缘处向上延伸形成上凸缘，所述吸附平台板和吸附衬板安装时，所述下凸缘的底面扣合在上凸缘的顶面形成密封；所述下凸缘底面或上凸缘顶面之一具有首尾闭合的密封槽，所述下凸缘底面或上凸缘顶面之另一具有密封圈，在所述吸附平台板和吸附衬板安装时，所述密封圈嵌入到密封槽形成密封。

作为优选的，所述吸附台还具有若干个加热体，该加热体由吸附平台板和吸附衬板的连接处插装在腔室内，并由加热体与吸附台插装处延伸至吸附台的对侧边缘；所述制备MEA过程中的点胶吸附工装还包括龙门架、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件和点胶阀，龙门架的横梁上安装有Y轴驱动组件，所述Z轴驱动组件安装在Y轴驱动组件的动力端，所述点胶阀安装在Z轴驱动组件的动力端，所述X轴驱动滑轨、X轴滑载平台、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件配合，使真空吸嘴对吸附台上的MEA膜形成三维立体点胶。

作为优选的，所述翻转模组包括动力机构，第一同步轮、传动带、第二同步轮、转轴、转动吸附板和固定吸附板，其中，固定吸附板固定设置，转动吸附板安装在转轴上，所述转动吸附板和固定吸附板的第一侧表面为吸附面，转动吸附板和固定吸附板均具有密布且贯通的吸附孔；所述动力机构具有转动端，动力机构的转动端与第一同步轮连接，所述第二同步轮固定安装在转轴上，且第一同步轮和第二同步轮通过传动带形成动力连接；

在第一状态时，所述转动吸附板和固定吸附板相对张开，所述转动吸附板通过吸附面吸附待转件，在动力机构驱动转动吸附板转动，并使转动吸附板的吸附面和固定吸附板的吸附面闭合时形成第二状态；在第二状态时，所述转动吸附板的吸附面停止提供负压，所述固定吸附板的吸附面吸附待转件，以完成待转件的翻面动作。

作为优选的，所述动力机构包括电机和减速器，所述电机的动力端与减速器的输入端连接，所述减速器的输出端连接驱动轴，所述第一同步轮固定套装在驱动轴上；所述电机为双向伺服电机；所述转轴上具有若干个等间距设置的连接块，所述转动吸附板通过连接块连接在转轴上；所述转动吸附板和固定吸附板第二侧表面均安装有吸附板固定块，所述吸附板固定块具有负压孔，且负压孔与所述吸附孔连通，负压孔用于连接外接的负压设备。

作为优选的，所述搬运模组包括滑动平台组件、载台和定位组件，其中，载台安装在滑动平台组件的移动端，所述定位组件安装在载台的顶面，所述定位组件包括支撑柱、吸附连接台、定位块、吸附平台和气缸组件，所述吸附平台安装在吸附连接台的顶面，所述支撑柱下端固定连接在载台上，支撑柱的上端连接在吸附连接台的底面，所述气缸组件安装在吸附连接台的底面，气缸组件的动力端连接定位块，气缸组件的动力端可驱动定位块水平移动，使定位块向吸附平台顶部四周聚拢，以形成对吸附平台形成定位；所述滑动平台组件包括底座、滑轨、动力装置和滑块，所述滑轨安装在底座的顶面，所述滑块可滑动的安装在滑轨上，所述载台安装在滑块上，所述动力装置的伸出端连接滑块，以驱动载台平移。

作为优选的，所述GDL供料模组包括第一平台、弹夹顶升机构和弹夹组件，其中，所述第一平台具有与物料形状相匹配的镂空区域，所述弹夹组件安装在第一平台上，弹夹组件包括物料弹夹，物料弹夹围合在镂空区域四周，物料弹夹向上延伸，物料弹夹中部形成MEA限制位，所述弹夹顶升机构安装在第一平台的底部，且弹夹顶升机构的顶出终端朝向所述镂空区域，弹夹顶升机构的顶出终端由弹夹顶升机构步进式上顶，使弹夹顶升机构的顶出终端将储存在MEA限制位的物料顺序步进式上顶；所述第一平台上设有支撑架，该支撑架上安装有第一传感器，该第一传感器的高度与所述MEA限制位顶部位置平齐，以检测MEA限制位顶部位置是否有物料。

作为优选的，所述弹夹顶升机构为丝杆步进式顶出机构；所述弹夹顶升机构包括伺服电机、丝杆、升降台、导向顶杆、顶块和导向台，其中导向台固定安装在第一平台的下方，所述伺服电机倒置的安装在导向台的下方，所述伺服电机的动力端连接丝杆，所述升降台通过螺纹与丝杆啮合，所述导向顶杆的下端安装在升降台上，所述导向顶杆穿过导向台，顶块固定在导向顶杆的上端，顶块与所述镂空区域垂向相对；所述弹夹顶升机构还包括第二传感器，所述升降台上设有触片，第二传感器与所述触片配合，以限制升降台的极限下降位置；所述升降台上具有用于检测MEA限制位是否具有物料的第三传感器。

作为优选的，所述热压模组包括直线下压装置和压机主体，其中，压机主体包括下压板、上顶板、上压板和导向柱，所述导向柱的上、下两端分别连接上顶板和下压板，所述上压板通过导套可垂向滑动的安装在导向柱上，所述直线下压装置倒置设置，直线下压装置的动力端穿过上顶板与所述上压板连接并可带动上压板垂向滑动；所述下压板顶面安装有下压装板，下压装板顶面具有矩形的下仿形压装位，下压装板顶面临近下仿形压装位的四个边角处均具有定位块，该定位孔用于使被压装物定位在下仿形压装位；所述上压板底面安装有上压装板，上压装板的底面具有上压装台，上压装台的中部具有上仿形凸起结构；所述直线下压装置带动上压板下压，使上仿形凸起结构进入四个所述定位块之间的下仿形压装位，并对被压装物进行双面压装。

本发明的有益效果是：

本装置中第一侧加工装置用于完成五合一加工料第一侧面GDL贴合，并通过翻转模组形成单侧贴合GDL后的翻转，搬运模组用于将单侧贴合GDL后五合一运输到第二侧加工装置，第二侧加工装置用于完成五合一加工料第二侧面GDL贴合以及双侧GDL热压定型，以形成七合一加工料。本装置可完成MEA制备过程中五合一加工料双侧GDL贴合和热压定型，以形成七合一加工料。本设备仅撕膜部分需要人工操作，其自动化生产效率最大化，具有速度快、成品率高的优点。

附图说明

图1为本发明MEA制备生产线的结构示意图。

图2为本发明MEA制备生产线中上料模组的示意图。

图3为本发明MEA制备生产线中点胶模组示意图。

图4为本发明MEA制备生产线中点胶模组的吸附板结构示意图。

图5为本发明MEA制备生产线中翻转模组示意图。

图6为本发明MEA制备生产线中翻转模组隐藏转动吸附板后的示意图。

图7为本发明MEA制备生产线中翻转模组的固定吸附板的示意图。

图8为本发明MEA制备生产线中搬运模组示意图。

图9为本发明MEA制备生产线中搬运模组底座示意图。

图10为本发明MEA制备生产线中搬运模组定位组件示意图。

图11为本发明MEA制备生产线中搬运模组气缸位置示意图。

图12为本发明MEA制备生产线中机器人模组示意图。

图13为本发明MEA制备生产线中GDL供料模组示意图。

图14为本发明MEA制备生产线中GDL供料模组的弹夹顶升机构的示意图。

图15为本发明MEA制备生产线中GDL供料模组的弹夹组件的示意图。

图16为本发明MEA制备生产线中热压模组的示意图。

图17为本发明MEA制备生产线中热压模组的下压板的示意图。

图18为本发明MEA制备生产线中热压模组的上压板的示意图。

附图标记包括：

1-上料模组，2A-第一点胶模组，2B-第二点胶模组，3-翻转模组，4-搬运模组，5-机器人模组，6A-第一GDL供料模组，6B-第二GDL供料模组，7A-第一除尘模组，7B-第二除尘模组，8-贴合下料模组，9-热压模组。2010-平台，2011-X轴驱动滑轨，2012-X轴滑载平台，2013-龙门架，2021-Y轴驱动组件，2022-Z轴驱动组件，2023-点胶阀，2031-吸附平台板，2032-吸附衬板，2033-吸附孔，2034-真空吸嘴，2035-加热体，2036-隔热板。

3010-第一底座，3011-第一轴承座组，3021-第一伺服电机，3022-减速器，3023-第一同步轮，3024-传动带，3025-第二同步轮，3031-第二轴承座组，3032-转轴，3033-转动吸附板，3034-固定吸附板，3035-连接块，3036-吸附板固定块，30361-负压孔。

4010-第二底座，4011-滑轨，4012-防脱挡板，4013-动力装置，4014-滑块，4020-载台，4030-定位组件，4031-支撑柱，4032-吸附连接台，4033-第一定位块，4034-吸附平台，4035-第一气缸，4036-第二气缸。

6010-第一平台，6011-支撑架，6012-第一传感器，6020-弹夹顶升机构，6021-第二伺服电机，6022-丝杆，6023-升降台，6024-导向顶杆，6025-顶块，6026-第二传感器，6027-触片，6028-导向台，6029-定位柱，6030-弹夹组件，6031-第二平台，6032-导向轴套，6033-把手，6034-物料弹夹，6035-MEA限制位。

9010-直线下压装置，9021-下压板，90211-下压装板，90212-加热棒孔槽，90213-第二定位块，90214-下仿形压装位，9022-上顶板，9023-上压板，90231-上压装板，90232-上压装台，90233-上仿形凸起结构，90234-导套，9024-导向柱，9025-拖链。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1-图18所示，本实施例提出一种MEA制备生产线，包括上料模组1、两个点胶模组、翻转模组3、搬运模组4、两个机器人模组5、两个GDL供料模组、两个除尘模组、贴合下料模组8和热压模组9，其中，上料模组1、一个点胶模组、翻转模组3、一个除尘模组和一个GDL供料模组依次围合在一个机器人模组5周围，形成第一侧加工装置；另一个GDL供料模组、另一个除尘模组、另一个点胶模组、贴合下料模组8和热压模组9依次围合在另一个机器人模组5周围，形成第二侧加工装置，搬运模组4安装在第一侧加工装置中反面模组和第二侧加工装置的点胶模组之间；第一侧加工装置用于完成五合一加工料第一侧面GDL贴合，并通过翻转模组3形成单侧贴合GDL后的翻转，搬运模组4用于将单侧贴合GDL后五合一运输到第二侧加工装置，第二侧加工装置用于完成五合一加工料第二侧面GDL贴合以及双侧GDL热压定型，以形成七合一加工料。

具体的，上料模组1输送五合一加工料，机器人模组5抓取五合一加工料运输至第一点胶模组2A，第一点胶模组2A对五合一加工料第一侧面单侧点胶，机器人模组5抓取五合一加工料放置在翻转模组3。第一GDL供料模组6A提供GDL，机器人模组5抓取GDL进入到第一除尘模组7A除尘后，对GDL定位，GDL定位后机器人模组5抓取GDL，并将GDL贴合在翻转模组3上的五合一加工料第一侧面。随后翻转模组3对五合一加工料翻转，机器人模组5将翻面后的五合一加工料运输到搬运模组4，搬运模组4输出五合一加工料至人工撕膜位置，然后进行人工撕膜，人工撕膜后，机器人模组5将五合一加工料输送至第二点胶模组2B，完成第一侧加工装置到第二侧加工装置的转移。

第二侧加工装置中，五合一加工料通过第二点胶模组2B进行点胶，第二侧面点胶后的五合一加工料通过机器人模组5抓取到贴合下料模组8，第二GDL供料模组6B提供GDL，机器人模组5抓取GDL进入到第二除尘模组7B除尘后，对GDL定位，GDL定位后机器人模组5抓取GDL，并将GDL贴合在贴合下料模组8上的五合一加工料第二侧面，随后机器人模组5抓取双面贴合GDL的五合一加工料进入到热压模组9，通过热压模组9对双面贴合GDL的五合一加工料热压，最终制成七合一加工料。

如图3、图4所示，点胶模组包括X轴驱动滑轨2011、X轴滑载平台2012、吸附台和真空吸嘴2034，其中，X轴滑载平台2012可滑动的安装在X轴驱动滑轨2011上，吸附台安装在X轴滑载平台2012上，吸附台包括吸附平台板2031和吸附衬板2032，吸附平台板2031安装在吸附衬板2032的顶面，且吸附平台板2031和吸附衬板2032之间形成腔室，吸附平台板2031具有贯通吸附平台板2031表面的若干个阵列式排布的吸附孔2033，且吸附孔2033分布区域与待吸附的MEA膜的形状匹配，吸附台的侧面安装有若干真空吸嘴2034，该真空吸嘴2034通过腔室与吸附孔2033连通。

作为优选的，吸附平台板2031底面靠近四周边缘处向下延伸形成下凸缘，吸附衬板2032顶面靠近四周边缘处向上延伸形成上凸缘，吸附平台板2031和吸附衬板2032安装时，下凸缘的底面扣合在上凸缘的顶面形成密封。

下凸缘底面或上凸缘顶面之一具有首尾闭合的密封槽，下凸缘底面或上凸缘顶面之另一具有密封圈，在吸附平台板2031和吸附衬板2032安装时，密封圈嵌入到密封槽形成密封。

吸附台还具有若干个加热体2035，该加热体2035由吸附平台板2031和吸附衬板2032的连接处插装在腔室内，并由加热体2035与吸附台插装处延伸至吸附台的对侧边缘。

X轴滑载平台2012和吸附台之间还具有隔热板2036，避免热量传递到X轴滑载平台2012，避免X轴滑载平台2012和X轴驱动滑轨2011因热变形，避免影响X轴滑载平台2012和X轴驱动滑轨2011的配合精度。

制备MEA过程中的点胶吸附工装还包括龙门架2013、Y轴驱动组件2021、Z轴驱动组件2022和点胶阀2023，龙门架2013的横梁上安装有Y轴驱动组件2021，Z轴驱动组件2022安装在Y轴驱动组件2021的动力端，点胶阀2023安装在Z轴驱动组件2022的动力端，X轴驱动滑轨2011、X轴滑载平台2012、Y轴驱动组件2021、Z轴驱动组件2022配合，使真空吸嘴2034对吸附台上的MEA膜形成三维立体点胶。

作为优选的，X轴驱动滑轨2011和X轴滑载平台2012组成X轴驱动组件，X轴驱动组件、Y轴驱动组件2021、Z轴驱动组件2022的动力机构均为伺服电机，其传动机构为丝杆传动机构，丝杆传动机构具有控制精密性好的特点。

作为优选的，吸附台的顶面为抛光金属板，其具有吸附MEA膜能力强且导热效果好的特点，使MEA膜全区域均匀软化。本实施了中，吸附平台板2031为铜制金属板

本点胶吸附工装通过吸附台形成对MEA膜的吸附，其利用真空吸嘴2034连接外接吸负压装置提供负压，通过吸附台内部的腔室将负压分布到各个位置的吸附孔2033。在吸附MEA膜的过程中，通过加热体2035对腔室中空气加热，使得热量传递到MEA膜处，使MEA膜在吸附点胶的过程中软化，即可实现MEA膜全区域软化。

本点胶吸附工装通过X轴驱动滑轨2011、X轴滑载平台2012、Y轴驱动组件2021、Z轴驱动组件2022配合，使真空吸嘴2034对吸附台上的MEA膜形成三维立体点胶。

如图5-图7所示，翻转模组3包括动力机构，第一同步轮3023、传动带3024、第二同步轮3025、转轴3032、转动吸附板3033和固定吸附板3034，其中，固定吸附板3034固定设置，转动吸附板3033安装在转轴3032上，转动吸附板3033和固定吸附板3034的第一侧表面为吸附面，转动吸附板3033和固定吸附板3034均具有密布且贯通的吸附孔；动力机构具有转动端，动力机构的转动端与第一同步轮3023连接，第二同步轮3025固定安装在转轴3032上，且第一同步轮3023和第二同步轮3025通过传动带3024形成动力连接；在第一状态时，转动吸附板3033和固定吸附板3034相对张开，转动吸附板3033通过吸附面吸附待转件，在动力机构驱动转动吸附板3033转动，并使转动吸附板33的吸附面和固定吸附板3034的吸附面闭合时形成第二状态；在第二状态时，转动吸附板3033的吸附面停止提供负压，固定吸附板3034的吸附面吸附待转件，以完成待转件的翻面动作。

作为优选的，动力机构包括电机和减速器3022，电机的动力端与减速器3022的输入端连接，减速器3022的输出端连接驱动轴，第一同步轮3023固定套装在驱动轴上，减速器3022起到减速电机转动端转速的作用，使转动吸附板3033转动速度可控。

电机为双向第一伺服电机3021，以实现转动吸附板3033双向转动。

转轴3032上具有若干个等间距设置的连接块3035，转动吸附板3033通过连接块3035连接在转轴3032上，本实施例中，连接块3035和转动吸附板3033通过螺钉可拆卸的连接，有利于更换不同规格的转动吸附板3033。

如图7所示，转动吸附板3033和固定吸附板3034第二侧表面均安装有吸附板固定块3036，吸附板固定块3036具有负压孔30361，且负压孔30361与吸附孔连通，负压孔30361用于连接外接的负压设备。

具体的，本实施例中，第一底座3010为安装座，第一底座3010上安装第一轴承座组3011，第一同步轮3023通过驱动轴和轴承可转动的安装在第一轴承座组3011上，第一伺服电机3021的动力端通过减速器3022连接驱动轴，转轴3032通过轴承安装在第二轴承座组3031上，第二同步轮3025套装在转轴3032上，同步带环绕在第一同步轮3023和第二同步轮3025上，形成动力连接。通过上述结构，即可完成第一伺服电机3021驱动转轴3032转动，进而实现转动带动转动吸附板3033转动的效果。

起始状态时，MEA平展的放置在转动吸附板3033的吸附面，转动吸附板3033具有吸附效果，第一伺服电机3021带动转动吸附板3033后，转动吸附板3033切断吸附效果，固定吸附板3034切换到具有吸附效果的状态，MEA通过双侧负压切换，进而吸附在固定吸附板3034上，最终实现MEA翻面。

本翻面工装中，通过动力机构驱动转轴3032双向转动，以带动转动吸附板3033沿转轴3032的轴心为转动中心双向翻转，其可实现转动吸附板3033和固定吸附板3034的吸附面开合状态的切换，同时通过切换转动吸附板3033和固定吸附板3034吸附面负压状态的切换，即可完成软质薄膜状态的MEA翻面的过程，本翻面工装生产成本低廉，可靠耐用且免维护，有利于MEA自动化生产。

如图8-图11所述，搬运模组4包括滑动平台组件、载台4020和定位组件4030，其中，载台4020安装在滑动平台组件的移动端，定位组件4030安装在载台4020的顶面，定位组件4030包括支撑柱4031、吸附连接台4032、第一定位块4033、吸附平台4034和气缸组件，吸附平台4034安装在吸附连接台4032的顶面，支撑柱4031下端固定连接在载台4020上，支撑柱4031的上端连接在吸附连接台4032的底面，气缸组件安装在吸附连接台4032的底面，气缸组件的动力端连接第一定位块4033，气缸组件的动力端可驱动第一定位块4033水平移动，使第一定位块4033向吸附平台4034顶部四周聚拢，以形成对吸附平台4034形成定位。

滑动平台组件包括第二底座4010、滑轨4011、动力装置4013和滑块4014，滑轨4011安装在第二底座4010的顶面，滑块4014可滑动的安装在滑轨4011上，载台4020安装在滑块4014上，动力装置4013的伸出端连接滑块4014，以驱动载台4020平移。滑轨4011为双列滑轨，其具有滑移平稳的优点。动力装置4013为伺服气缸。滑轨4011的端部具有用于防止滑块4014从滑轨4011端部脱离的防脱挡板4012。吸附平台4034的形状与待吸附的产品形状匹配，且吸附平台4034的面积小于待吸附的产品吸附面的面积，使第一定位块4033能够顶到产品本体四周，进而精准定位产品。吸附平台4034的吸附面为长方形，气缸组件包括两个第一气缸4035和一个第二气缸4036，第二气缸4036具有对向的伸出端，第二气缸4036伸出端所连接的定位块33用于从吸附平台4034的宽度方向定位待吸附的产品，第一气缸35安装在吸附连接台4032底面长度方向的端部位置，第一气缸35伸出端所连接的第一定位块4033用于从吸附平台4034的长度方向定位待吸附的产品。

具体的，产品放置在吸附平台4034，动力装置4013驱动载台4020整体从加工设备内移出，人工撕膜后，第一气缸4035和第二气缸4036驱动第一定位块4033收缩，将产品精准定位在吸附平台4034顶面，吸附平台4034表面密布有吸附孔，通过吸负压将产品固定在吸附平台4034上，实现产品的重新精准定位，最后，动力装置4013将载台4020、定位组件4030以及产品推送进入加工设备。

本实施例中，第一定位块4033均为“L”形板，以从吸附连接台4032侧面弯折延伸至吸附平台4034侧面处。本移载定位工装可在人工撕膜工作完成后，通过第一气缸4035和第二气缸4036驱动第一定位块4033聚拢，重新对产品进行定位，在产品定位完成后通过吸附平台4034对产品进行吸附，然后通过滑动平台组件将撕膜重新定位后的产品输入加工设备，形成人机分离的效果，相反的可将产品从加工设备内移出，以达到将产品运输到自动化区域和人工认作区域的效果。本移载定位工装结构可靠，可实现精准定位，吸附平台4034和第一定位块4033可替换，方便各种型号的产品移载定位。

如图13-图15所示，GDL供料模组包括第一平台6010、弹夹顶升机构6020和弹夹组件6030，其中，第一平台6010具有与物料形状相匹配的镂空区域，弹夹组件6030安装在第一平台6010上，弹夹组件6030包括物料弹夹6034，物料弹夹6034围合在镂空区域四周，物料弹夹6034向上延伸，物料弹夹6034中部形成MEA限制位6035，弹夹顶升机构6020安装在第一平台6010的底部，且弹夹顶升机构6020的顶出终端朝向镂空区域，弹夹顶升机构6020的顶出终端由弹夹顶升机构6020步进式上顶，使弹夹顶升机构6020的顶出终端将储存在MEA限制位6035的物料顺序步进式上顶。

如图13所示，第一平台6010上设有支撑架6011，该支撑架6011上安装有第一传感器6012，该第一传感器6012的高度与MEA限制位6035顶部位置平齐，以检测MEA限制位6035顶部位置是否有物料。如图14所示，弹夹顶升机构6020为丝杆6022步进式顶出机构。具体的，弹夹顶升机构6020包括第二伺服电机6021、丝杆6022、升降台6023、导向顶杆6024、顶块6025和导向台6028，其中导向台28固定安装在第一平台6010的下方，第二伺服电机6021倒置的安装在导向台6028的下方，第二伺服电机6021的动力端连接丝杆6022，升降台6023通过螺纹与丝杆6022啮合，导向顶杆6024的下端安装在升降台6023上，导向顶杆6024穿过导向台6028，顶块6025固定在导向顶杆6024的上端，顶块6025与镂空区域垂向相对。弹夹顶升机构6020还包括第二传感器6026，升降台6023上设有触片6027，第二传感器6026与触片6027配合，以限制升降台6023的极限下降位置。升降台6023上具有用于检测MEA限制位6035是否具有物料的第三传感器。

如图15所示，弹夹组件6030包括第二平台6031，该第二平台6031上设有导向轴套6032，第一平台6010顶面具有凸出第一平台6010的定位柱6029，弹夹组件6030可通过导向轴套6032与定位柱6029的配合实现精准定位。弹夹组件6030还包括用于手持将弹夹组件6030从第一平台6010上提起的把手6033。本弹夹上料工装通过弹夹组件6030可实现对物料的储存，在第一平台6010下方的弹夹顶升机构6020，通过弹夹顶升机构6020步进式的上顶，使MEA限制位6035中的物料不间断的步进式的上顶，实现类似弹夹上弹的供料形式。

本弹夹上料工装还进行多处优化，定位柱6029和导向轴套6032配合，使得弹夹组件6030可拆卸替换并在组装时实现精准定位；第一传感器6012检测MEA限制位6035顶部物料位置是否具有物料，第二传感器6026检测升降台6023的极限下降位置，第三传感器检测MEA限制位6035内部是否具有物料，通过上述传感器的设置，实现本弹夹上料工装自动上料等多个动作，弹夹上料工装方便自动化动作；弹夹顶升机构6020以丝杆驱动机构作为动力机构，其还具有稳定性好，供料平稳顺滑的效果。

如图16-18所示，热压模组9包括直线下压装置9010和压机主体，其中，压机主体包括下压板9021、上顶板9022、上压板9023和导向柱9024，导向柱9024的上、下两端分别连接上顶板9022和下压板9021，上压板9023通过导套90234可垂向滑动的安装在导向柱9024上，直线下压装置9010倒置设置，直线下压装置9010的动力端穿过上顶板9022与上压板9023连接并可带动上压板9023垂向滑动；下压板9021顶面安装有下压装板90211，下压装板90211顶面具有矩形的下仿形压装位90214，下压装板90211顶面临近下仿形压装位90214的四个边角处均具有第二定位块90213，该定位孔用于使被压装物定位在下仿形压装位90214；上压板9023底面安装有上压装板90231，上压装板90231的底面具有上压装台90232，上压装台90232的中部具有上仿形凸起结构90233；直线下压装置9010带动上压板9023下压，使上仿形凸起结构90233进入四个第二定位块90213之间的下仿形压装位90214，并对被压装物进行双面压装。直线下压装置9010为气液增压缸。气液增压缸具有双行程的特点，其第一段行程中动力端动作快，第一段行程中动力端动作稳定匀速，间距速度和稳定性，适合本热压工装实施下压工艺。

下压装板90211和上压装板90231均具有用于插装加热棒的加热棒孔槽90212。加热棒为具有温度监测功能的加热棒，可通过外接控温设备，保持下压装板90211和上压装板90231温度基本恒定。本实施例中，下压装板90211和上压装板90231上的加热棒孔槽90212均有多个且等间距设置。下压板9021和下压装板90211通过螺钉可拆卸连接；上压板9023和上压装板90231通过螺钉可拆卸连接。下压板9021和上压板9023的侧面设置有拖链9025，该拖链9025的两端分别连接上压板9023和下压板9021。

为了确保被热压物压装可靠，上仿形凸起结构90233的凸起高度可根据被热压物的厚度以及工艺需求适当调整，本实施例中，被热压物为GDL，因此下仿形压装位90214的形状和大小，以及上仿形凸起结构90233的凸起高度均与GDL的厚度匹配。

本热压工装通过直线下压装置9010带动上压板9023下压，通过第二定位块90213可定位使被压装物定位在下仿形压装位90214，通过上压板9023下压，使得被压装物位于下仿形压装位90214和上仿形凸起结构90233之间稳定热压，被压装物保持平展、受力均匀且热压位置可准确定位。本热压工装在下压装板90211和上压装板90231上均设置加热棒孔槽90212，在加热棒孔槽90212内可插装加热棒，使得加热工序和压装工序能同时进行，依次完成被压装物的热压成型。本热压工装结构可靠，可替换不同规格的下压装板90211和上压板9023，可适应大规模热压成型需求。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种MEA制备生产线，其特征在于：包括上料模组、两个点胶模组、翻转模组、搬运模组、两个机器人模组、两个GDL供料模组、两个除尘模组、贴合下料模组和热压模组，其中，上料模组、一个点胶模组、翻转模组、一个除尘模组和一个GDL供料模组依次围合在一个机器人模组周围，形成第一侧加工装置；另一个GDL供料模组、另一个除尘模组、另一个点胶模组、贴合下料模组和热压模组依次围合在另一个机器人模组周围，形成第二侧加工装置，所述搬运模组安装在第一侧加工装置中反面模组和第二侧加工装置的点胶模组之间；

所述第一侧加工装置用于完成五合一加工料第一侧面GDL贴合，并通过翻转模组形成单侧贴合GDL后的翻转，所述搬运模组用于将单侧贴合GDL后五合一运输到第二侧加工装置，所述第二侧加工装置用于完成五合一加工料第二侧面GDL贴合以及双侧GDL热压定型，以形成七合一加工料；

所述点胶模组包括X轴驱动滑轨、X轴滑载平台、吸附台和真空吸嘴，其中，所述X轴滑载平台可滑动的安装在X轴驱动滑轨上，所述吸附台安装在X轴滑载平台上，所述吸附台包括吸附平台板和吸附衬板，所述吸附平台板安装在吸附衬板的顶面，且吸附平台板和吸附衬板之间形成腔室，所述吸附平台板具有贯通吸附平台板表面的若干个阵列式排布的吸附孔，且吸附孔分布区域与待吸附的MEA膜的形状匹配，所述吸附台的侧面安装有若干真空吸嘴，该真空吸嘴通过所述腔室与所述吸附孔连通；

所述热压模组包括直线下压装置和压机主体，其中，压机主体包括下压板、上顶板、上压板和导向柱，所述导向柱的上、下两端分别连接上顶板和下压板，所述上压板通过导套可垂向滑动的安装在导向柱上，所述直线下压装置倒置设置，直线下压装置的动力端穿过上顶板与所述上压板连接并可带动上压板垂向滑动；所述下压板顶面安装有下压装板，下压装板顶面具有矩形的下仿形压装位，下压装板顶面临近下仿形压装位的四个边角处均具有定位块，该定位孔用于使被压装物定位在下仿形压装位；所述上压板底面安装有上压装板，上压装板的底面具有上压装台，上压装台的中部具有上仿形凸起结构；所述直线下压装置带动上压板下压，使上仿形凸起结构进入四个所述定位块之间的下仿形压装位，并对被压装物进行双面压装。

2.根据权利要求1所述的MEA制备生产线，其特征在于：所述吸附平台板底面靠近四周边缘处向下延伸形成下凸缘，所述吸附衬板顶面靠近四周边缘处向上延伸形成上凸缘，所述吸附平台板和吸附衬板安装时，所述下凸缘的底面扣合在上凸缘的顶面形成密封；所述下凸缘底面或上凸缘顶面之一具有首尾闭合的密封槽，所述下凸缘底面或上凸缘顶面之另一具有密封圈，在所述吸附平台板和吸附衬板安装时，所述密封圈嵌入到密封槽形成密封。

3.根据权利要求1所述的MEA制备生产线，其特征在于：所述吸附台还具有若干个加热体，该加热体由吸附平台板和吸附衬板的连接处插装在腔室内，并由加热体与吸附台插装处延伸至吸附台的对侧边缘；所述MEA制备过程中的点胶吸附工装还包括龙门架、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件和点胶阀，龙门架的横梁上安装有Y轴驱动组件，所述Z轴驱动组件安装在Y轴驱动组件的动力端，所述点胶阀安装在Z轴驱动组件的动力端，所述X轴驱动滑轨、X轴滑载平台、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件配合，使真空吸嘴对吸附台上的MEA膜形成三维立体点胶。

4.根据权利要求1所述的MEA制备生产线，其特征在于：所述翻转模组包括动力机构，第一同步轮、传动带、第二同步轮、转轴、转动吸附板和固定吸附板，其中，固定吸附板固定设置，转动吸附板安装在转轴上，所述转动吸附板和固定吸附板的第一侧表面为吸附面，转动吸附板和固定吸附板均具有密布且贯通的吸附孔；所述动力机构具有转动端，动力机构的转动端与第一同步轮连接，所述第二同步轮固定安装在转轴上，且第一同步轮和第二同步轮通过传动带形成动力连接；

在第一状态时，所述转动吸附板和固定吸附板相对张开，所述转动吸附板通过吸附面吸附待转件，在动力机构驱动转动吸附板转动，并使转动吸附板的吸附面和固定吸附板的吸附面闭合时形成第二状态；在第二状态时，所述转动吸附板的吸附面停止提供负压，所述固定吸附板的吸附面吸附待转件，以完成待转件的翻面动作。

5.根据权利要求4所述的MEA制备生产线，其特征在于：所述动力机构包括电机和减速器，所述电机的动力端与减速器的输入端连接，所述减速器的输出端连接驱动轴，所述第一同步轮固定套装在驱动轴上；所述电机为双向伺服电机；所述转轴上具有若干个等间距设置的连接块，所述转动吸附板通过连接块连接在转轴上；所述转动吸附板和固定吸附板第二侧表面均安装有吸附板固定块，所述吸附板固定块具有负压孔，且负压孔与所述吸附孔连通，负压孔用于连接外接的负压设备。

6.根据权利要求1所述的MEA制备生产线，其特征在于：所述搬运模组包括滑动平台组件、载台和定位组件，其中，载台安装在滑动平台组件的移动端，所述定位组件安装在载台的顶面，所述定位组件包括支撑柱、吸附连接台、定位块、吸附平台和气缸组件，所述吸附平台安装在吸附连接台的顶面，所述支撑柱下端固定连接在载台上，支撑柱的上端连接在吸附连接台的底面，所述气缸组件安装在吸附连接台的底面，气缸组件的动力端连接定位块，气缸组件的动力端可驱动定位块水平移动，使定位块向吸附平台顶部四周聚拢，以形成对吸附平台形成定位；

所述滑动平台组件包括底座、滑轨、动力装置和滑块，所述滑轨安装在底座的顶面，所述滑块可滑动的安装在滑轨上，所述载台安装在滑块上，所述动力装置的伸出端连接滑块，以驱动载台平移。

7.根据权利要求1所述的MEA制备生产线，其特征在于：所述GDL供料模组包括第一平台、弹夹顶升机构和弹夹组件，其中，所述第一平台具有与物料形状相匹配的镂空区域，所述弹夹组件安装在第一平台上，弹夹组件包括物料弹夹，物料弹夹围合在镂空区域四周，物料弹夹向上延伸，物料弹夹中部形成MEA限制位，所述弹夹顶升机构安装在第一平台的底部，且弹夹顶升机构的顶出终端朝向所述镂空区域，弹夹顶升机构的顶出终端由弹夹顶升机构步进式上顶，使弹夹顶升机构的顶出终端将储存在MEA限制位的物料顺序步进式上顶；所述第一平台上设有支撑架，该支撑架上安装有第一传感器，该第一传感器的高度与所述MEA限制位顶部位置平齐，以检测MEA限制位顶部位置是否有物料。

8.根据权利要求7所述的MEA制备生产线，其特征在于：所述弹夹顶升机构为丝杆步进式顶出机构；所述弹夹顶升机构包括伺服电机、丝杆、升降台、导向顶杆、顶块和导向台，其中导向台固定安装在第一平台的下方，所述伺服电机倒置的安装在导向台的下方，所述伺服电机的动力端连接丝杆，所述升降台通过螺纹与丝杆啮合，所述导向顶杆的下端安装在升降台上，所述导向顶杆穿过导向台，顶块固定在导向顶杆的上端，顶块与所述镂空区域垂向相对；所述弹夹顶升机构还包括第二传感器，所述升降台上设有触片，第二传感器与所述触片配合，以限制升降台的极限下降位置；所述升降台上具有用于检测MEA限制位是否具有物料的第三传感器。

Images