CN116175001A - 双极板焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双极板焊接系统，其包括：旋转平台，用于放置双极板，旋转平台沿旋转方向依次具有上料位、焊接位以及下料位；焊接机构，用于对双极板进行焊接；上料机构，用于将双极板放置在旋转平台上；下料机构，用于取下旋转平台上的双极板；控制系统，与旋转平台、焊接机构、上料机构和下料机构均电连接；控制系统具有相对设置的第一控制状态和第二控制状态，当控制系统处于第一控制状态时，旋转平台静止，焊接机构对双极板进行焊接，上料机构进行上料操作，下料机构进行下料操作；控制系统处于第二控制状态时，旋转平台转动，上料机构、焊接机构和下料机构停止工作。通过本发明提供的技术方案可以解决现有技术中的焊接效率低的问题。

Description

双极板焊接系统

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体而言，涉及一种双极板焊接系统。

背景技术

双极板又称集流板，是燃料电池重要部件之一。双极板由阳极板和阴极板相互焊接而成，现有技术中采用双极板焊接系统对阳极板和阴极板进行焊接。但是采用现有的双极板焊接系统对双极板进行焊接，其焊接效率低。

发明内容

本发明提供一种双极板焊接系统，以解决现有技术中的焊接效率低的问题。

本发明提供了一种双极板焊接系统，其包括：旋转平台，用于放置双极板，旋转平台沿旋转方向依次具有上料位、焊接位以及下料位；焊接机构，焊接机构用于对双极板进行焊接；上料机构，上料机构用于将双极板放置在旋转平台上；下料机构，下料机构用于取下旋转平台上的双极板，上料机构、焊接机构和下料机构沿旋转平台的旋转方向周向分布；控制系统，旋转平台、焊接机构、上料机构和下料机构均与控制系统电连接；其中，控制系统具有相对设置的第一控制状态和第二控制状态，当控制系统处于第一控制状态时，旋转平台静止，且焊接机构对双极板进行焊接，上料机构进行上料操作，下料机构进行下料操作；当控制系统处于第二控制状态时，旋转平台转动，上料机构、焊接机构和下料机构均停止工作。

进一步地，双极板焊接系统还包括模具组件，模具组件用于对双极板进行夹持固定。

进一步地，双极板焊接系统还包括驱动件，模具组件包括：多个工装下模，多个工装下模设置在旋转平台上，且多个工装下模分别对应上料机构、焊接机构和下料机构设置；工装上模，对应焊接机构设置，驱动件与工装上模驱动连接，以使工装上模和位于焊接机构处的工装下模配合并对双极板进行夹持，工装上模上设置有焊接避让槽。

进一步地，焊接机构包括多个焊接单元，多个焊接单元沿旋转平台的转动方向顺次分布，模具组件包括多个工装上模，工装上模与焊接单元一一对应设置，且相邻两个工装上模的焊接避让槽不同，且多个焊接单元同步进行焊接工作。

进一步地，工装下模与旋转平台可拆卸连接，工装上模与驱动件可拆卸连接。

进一步地，工装下模与旋转平台之间设置有第一紧固件，工装下模与旋转平台通过第一紧固件可拆卸连接；工装上模与驱动件之间设置有第二紧固件，工装上模与驱动件通过第二紧固件可拆卸连接。

进一步地，工装下模上设置有限位部，限位部用于对双极板进行限位。

进一步地，工装上模和工装下模之间设置有导向结构。

进一步地，导向结构包括：导向孔，设置在工装上模和工装下模的其中一个上；导向柱，设置在工装上模和工装下模的另一个上，导向柱与导向孔相适配。

应用本发明的技术方案，通过设置焊接机构、上料机构和下料机构，可以在旋转平台静止时，上料机构将双极板放置在旋转平台上，同时焊接机构对处于焊接位的双极板进行焊接、下料机构将焊接结束后的双极板从旋转平台上取下，即通过上述系统能够同时实现双极板的上料、焊接以及下料操作。其提高了待焊接双极板的流转，且上料、焊接以及下料操作不会相互干涉，实现对焊接机构的最大利用率，提升了对双极板的焊接效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明实施例提供的双极板焊接系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例提供的双极板焊接系统的另一个角度的结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例提供的双极板焊接系统的模具组件的结构示意图；

图4示出了图3中A处的局部放大图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、旋转平台；

20、上料机构；

30、下料机构；

40、驱动件；

51、工装下模；52、工装上模；

60、焊接单元；61、支架；

71、导向孔；72、导向柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种双极板焊接系统，其包括旋转平台10、焊接机构、上料机构20、下料机构30和控制系统。旋转平台10用于放置双极板，旋转平台10沿旋转方向依次具有上料位、焊接位以及下料位。焊接机构用于对双极板进行焊接。上料机构20用于将双极板放置在旋转平台10上。下料机构30用于取下旋转平台10上的双极板，上料机构20、焊接机构和下料机构30沿旋转平台10的旋转方向周向分布。旋转平台10、焊接机构、上料机构20和下料机构30均与控制系统电连接。其中，控制系统具有相对设置的第一控制状态和第二控制状态，当控制系统处于第一控制状态时，旋转平台10静止，且焊接机构对双极板进行焊接，上料机构20进行上料操作，下料机构30进行下料操作；当控制系统处于第二控制状态时，旋转平台10转动，上料机构20、焊接机构和下料机构30均停止工作。通过将控制系统处于第一控制状态，可以对双极板进行上料、焊接以及下料处理，通过将控制系统处于第二控制状态，可以将双极板从本工位移动至下一工位，以便于对双极板进行下一步操作。

具体地，旋转平台10包括支撑部、支撑台和电机，支撑台用于放置双极板，且支撑台可转动地设置在支撑部上，支撑台的旋转方向为顺时针，电机设置在支撑部上，且与支撑台驱动连接，以驱动支撑台转动。控制系统包括光电感应开关，光电感应开关与电机电连接，光电感应开关设置有多个，多个光电感应开关均设置在支撑台上，且多个光电感应开关分别与上料位、焊接位以及下料位对应设置。当电机感应到光电感应开关的信号后，电机停止转动，此时，支撑台停止转动，且焊接机构对双极板进行焊接，上料机构20进行上料操作，下料机构30进行下料操作；当上述动作均完成后，电机继续转动，直至电机感应到下一个光电感应开关的信号，重复上述动作。通过设置光电开关，可简化控制结构，其灵敏度高，能够使系统迅速反应。

应用本发明的技术方案，通过设置焊接机构、上料机构20和下料机构30，可以在旋转平台10静止时，上料机构20将双极板放置在旋转平台10上，同时焊接机构对处于焊接位的双极板进行焊接、下料机构30将焊接结束后的双极板从旋转平台10上取下，即通过上述系统能够同时实现双极板的上料、焊接以及下料操作。其提高了待焊接双极板的流转，且上料、焊接以及下料操作不会相互干涉，实现对焊接机构的最大利用率，提升了对双极板的焊接效率。

其中，双极板包括阴极板和阳极板，具体进行上料操作时，可将阴极板和阳极板相贴合后再通过上料机构20进行上料操作，也可逐一将阴极板和阳极板放置在旋转平台10上。本方案中，焊接机构对双极板进行焊接的时间设置在20s至30s之间，上料机构20将阴极板和阳极板逐一放置在旋转平台10上。如此设置，能够保证在焊接的过程中，有足够的时间将阴极板和阳极板放置在旋转平台10上，并且采用上述方式，不需要提前对阴极板和阳极板进行贴合，减少预处理工序。

具体地，上料机构20包括上料机械手和上料吸盘，其中上料吸盘设置在上料机械手上，上料操作时，上料吸盘在上料机械手的作用下逐一将阴极板和阳极板放置在旋转平台10上。下料机构30包括下料机械手和下料吸盘，下料操作时，下料吸盘在下料机械手的作用下，对焊接结束的双极板进行下料操作。上述设置，能够实现上料以及下料的机械化操作，保证上料、下料过程的准确性以及效率。

本实施例中，双极板焊接系统还包括模具组件，模具组件用于对双极板进行夹持固定。如此设置，能够保证阴极板和阳极板对准的精确度，保证焊接过程中的顺畅性，进而能够提升焊接质量。

如图1至图3所示，双极板焊接系统还包括驱动件40，模具组件包括多个工装下模51和工装上模52，多个工装下模51设置在旋转平台10上，且多个工装下模51分别对应上料机构20、焊接机构和下料机构30设置。工装上模52对应焊接机构设置，驱动件40与工装上模52驱动连接，以使工装上模52和位于焊接机构处的工装下模51配合并对双极板进行夹持，工装上模52上设置有焊接避让槽。具体地，多个工装下模51与多个焊接工位、上料位和下料位一一对应设置，且工装下模51随旋转平台10转动。当工装下模51旋转至焊接工位时，驱动件40驱动该位置处的工装上模52向下移动并与工装下模51配合，实现对双极板的临时固定。上述设置，能够实现模具组件对双极板夹持固定的自动化，保证对双极板固定的精确度，进而能够保证对双极板的焊接质量。

本实施例中，焊接机构包括多个焊接单元60，多个焊接单元60沿旋转平台10的转动方向顺次分布，模具组件包括多个工装上模52，工装上模52与焊接单元60一一对应设置，且相邻两个工装上模52的焊接避让槽不同，且多个焊接单元60同步进行焊接工作。多个焊接单元60同步进行焊接工作，能够提升焊接效率。且由于双极板的焊接位置较多，焊缝密集，通过上述设置，将双极板分阶段进行焊接，能够保证每个工装上模52上的流道设计的简易性，且使得同一个双极板经过多道焊接工序，进而能够抑制焊接过程中双极板以及工装上模52发生热变形的程度，保证焊接质量以及工装上模52的使用寿命。

其中，焊接位的数量可大于焊接单元60的数量。本实施例中，焊接单元60设置有两个，焊接位设置有两个，如此设置，能够保证双极板焊接系统结构的紧凑性，减少双极板焊接系统的占地空间。并且，两个焊接单元60同步进行焊接工作，能够提升焊接效率。进一步地，焊接系统还包括两个支架61，两个支架61与两个焊接单元60一一对应设置，且将两个驱动件40分别固定设置在两个支架61上。如此方便对驱动件40以及焊接单元60进行固定。

具体地，焊接单元60为激光焊接机，且工装上模52位于激光焊接机的机头的正下方，驱动件40为驱动气缸，驱动气缸驱动工装上模52竖直移动。上述设置，能够避免驱动件40与激光焊接机之间发生干涉，并且使得工装上模52只沿竖直方向移动，有效减少工装上模52的移动行程，进而能够进一步提升焊接过程的便捷性，提升焊接效率。

进一步地，工装下模51与旋转平台10可拆卸连接，工装上模52与驱动件40可拆卸连接。不同规格或者不同批次的双极板尺寸以及焊接工序不同，上述设置，能够使得焊接机构对不同规格以及不同批次的双极板进行焊接，提升双极板焊接系统的适应性。

其中，工装下模51与旋转平台10可通过卡接、插接等方式实现与旋转平台10可拆卸连接；工装上模52可通过卡接、插接等方式实现与驱动件40可拆卸连接，本方案对可拆卸连接的方式不做限定。本实施例中，工装下模51与旋转平台10之间设置有第一紧固件，工装下模51与旋转平台10通过第一紧固件可拆卸连接；工装上模52与驱动件40之间设置有第二紧固件，工装上模52与驱动件40通过第二紧固件可拆卸连接。具体地，第一紧固件和第二紧固件均为紧固螺栓。上述设置，结构简单，操作方便，能够提升工作人员更换工装上模52和工装下模51的便捷性。

进一步地，工装下模51上设置有限位部，限位部用于对双极板进行限位。限位部的设置，能够对阴极板以及阳极板的位置进行限定，保证阴极板和阳极板的对准精度，进而能够保证焊接精度，提升焊接质量。本实施例中，限位部为弧形的限位凸起，限位凸起设置有四个，四个限位凸起分别设置在工装下模51的四个拐角处，以用于对双极板进行导向限位。如此设置，能够避免限位部对双极板的干涉，保证双极板放置在工装下模51上的顺畅性。

进一步地，工装上模52和工装下模51之间设置有导向结构。导向结构的设置，能够进一步提升工装上模52和工装下模51的对准精度，保证阴极板和阳极板的对准精度，提升对双极板固定的效果，进而能够进一步提升焊接质量。

如图4所示，导向结构包括导向孔71和导向柱72。其中，导向孔71设置在工装上模52和工装下模51的其中一个上。导向柱72设置在工装上模52和工装下模51的另一个上，导向柱72与导向孔71相适配。导向孔71和导向柱72的设置，结构简单，成本低廉。本实施例中，导向孔71设置有多个，多个导向孔71环形分布在工装上模52的边缘处，导向柱72设置有多个，多个导向柱72环形分布在工装下模51的边缘处，且与多个导向孔71一一对应设置。多组导向结构的设置，能够进一步提升工装下模51和工装上模52的对准精度以及对准的稳定性。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双极板焊接系统，其特征在于，所述双极板焊接系统包括：

旋转平台(10)，用于放置双极板，所述旋转平台(10)沿旋转方向依次具有上料位、焊接位以及下料位；

焊接机构，所述焊接机构用于对双极板进行焊接；

上料机构(20)，所述上料机构(20)用于将双极板放置在所述旋转平台(10)上；

下料机构(30)，所述下料机构(30)用于取下所述旋转平台(10)上的双极板，所述上料机构(20)、所述焊接机构和所述下料机构(30)沿所述旋转平台(10)的旋转方向周向分布；

控制系统，所述旋转平台(10)、所述焊接机构、所述上料机构(20)和所述下料机构(30)均与所述控制系统电连接；

其中，所述控制系统具有相对设置的第一控制状态和第二控制状态，当所述控制系统处于所述第一控制状态时，所述旋转平台(10)静止，且所述焊接机构对双极板进行焊接，所述上料机构(20)进行上料操作，所述下料机构(30)进行下料操作；当所述控制系统处于所述第二控制状态时，所述旋转平台(10)转动，所述上料机构(20)、所述焊接机构和所述下料机构(30)均停止工作。

2.根据权利要求1所述的双极板焊接系统，其特征在于，所述双极板焊接系统还包括模具组件，所述模具组件用于对双极板进行夹持固定。

3.根据权利要求2所述的双极板焊接系统，其特征在于，所述双极板焊接系统还包括驱动件(40)，所述模具组件包括：

多个工装下模(51)，多个所述工装下模(51)设置在所述旋转平台(10)上，且多个所述工装下模(51)分别对应所述上料机构(20)、所述焊接机构和所述下料机构(30)设置；

工装上模(52)，对应所述焊接机构设置，所述驱动件(40)与所述工装上模(52)驱动连接，以使所述工装上模(52)和位于所述焊接机构处的所述工装下模(51)配合并对双极板进行夹持，所述工装上模(52)上设置有焊接避让槽。

4.根据权利要求3所述的双极板焊接系统，其特征在于，所述焊接机构包括多个焊接单元(60)，多个所述焊接单元(60)沿所述旋转平台(10)的转动方向顺次分布，所述模具组件包括多个所述工装上模(52)，所述工装上模(52)与所述焊接单元(60)一一对应设置，且相邻两个所述工装上模(52)的焊接避让槽不同，且多个所述焊接单元(60)同步进行焊接工作。

5.根据权利要求3所述的双极板焊接系统，其特征在于，所述工装下模(51)与所述旋转平台(10)可拆卸连接，所述工装上模(52)与所述驱动件(40)可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的双极板焊接系统，其特征在于，所述工装下模(51)与所述旋转平台(10)之间设置有第一紧固件，所述工装下模(51)与所述旋转平台(10)通过所述第一紧固件可拆卸连接；所述工装上模(52)与所述驱动件(40)之间设置有第二紧固件，所述工装上模(52)与所述驱动件(40)通过所述第二紧固件可拆卸连接。

7.根据权利要求3所述的双极板焊接系统，其特征在于，所述工装下模(51)上设置有限位部，所述限位部用于对双极板进行限位。

8.根据权利要求3所述的双极板焊接系统，其特征在于，所述工装上模(52)和所述工装下模(51)之间设置有导向结构。

9.根据权利要求8所述的双极板焊接系统，其特征在于，所述导向结构包括：

导向孔(71)，设置在所述工装上模(52)和所述工装下模(51)的其中一个上；

导向柱(72)，设置在所述工装上模(52)和所述工装下模(51)的另一个上，所述导向柱(72)与所述导向孔(71)相适配。

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