CN116231015B - 一种制造燃料电池的设备及燃料电池加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制造燃料电池的设备及燃料电池加工方法，涉及电池加工技术领域。旨在解决现有技术中存在的电池加工设备功能分散、集成化程度低、生产效率低的技术问题，设有对膜电极进行加湿的加湿模块、将双极板和加湿后的所述膜电极堆叠成半成品的堆叠模块和对半成品进行加压的回流线加压模块。可提高电池生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及电池加工技术领域。具体的是一种制造燃料电池的设备及燃料电池加工方法。
背景技术
在现有技术中，申请号为CN200810180989.3的发明专利公开了一种燃料电池的电化学特性评估装置，包括：电炉，其内部可以容纳作为评估对象的燃料电池，得到供电后发热而提高燃料电池的周围温度；加压机制，可以对收容在上述电炉内部的燃料电池施加预先设定的固定压力；以及控制单元，控制上述评估装置的整体动作。本发明可设定出适合评估高温型燃料电池特性的温度条件，利用电炉维持较高的燃料电池周围温度，通过加压机制从上方对燃料电池施加一定压力而在燃料电池与歧管紧固接合面之间维持一定压力，营造出适合评估高温型燃料电池电化学特性的最佳环境，确保评估结果的准确性与可靠性。还随着环境条件的变化而获得相应的性能特性资料，设定出燃料电池的最佳工作环境。在电池加工技术领域缺少将加湿、加压等功能集成在一台设备中的技术方案，影响生产效率。
发明内容
基于现有技术中存在现有的电池加工设备功能分散、集成化程度低、生产效率低的技术问题，提出了一种制造燃料电池的设备及燃料电池加工方法。
本发明提供一种制造燃料电池的设备：
设有对膜电极进行加湿的加湿模块、将双极板和加湿后的所述膜电极堆叠成半成品的堆叠模块和对半成品进行加压的回流线加压模块。
可选的，回流线加压模块由第一倍数链升降机构、第二倍数链升降机构、回流倍速链机构和气密性检测机构构成；
所述第一倍数链升降机构中设有升降主体，所述升降主体的侧壁设有升降平台组件，所述升降平台组件与位于所述升降主体中的第一链条和第二链条连接，所述第一链条和所述第二链条之间设有顶升齿轮轴，所述顶升齿轮轴的两端各设有一个齿轮，所述齿轮的齿牙嵌入所述第一链条和所述第二链条的链孔中，所述顶升齿轮轴上设有顶升气缸；
第二倍数链升降机构与所述第一倍数链升降机构结构相同；
所述回流倍速链机构由用于运输空的托盘的上传送带单元和用于运输非空的托盘的下传送带单元构成，所述上传送带单元和所述下传送带单元分别通过电机驱动；在所述顶升气缸带动所述顶升齿轮轴沿上、下方向移动时，所述第一链条和所述第二链条带动所述升降平台组件沿下、上方向移动；
所述升降平台组件上设有输送机构，当所述升降平台组件到达所述上传送带单元或所述下传送带单元的水平高度时，所述输送机构将空的托盘输送至所述上传送带单元，将非空的托盘输送至所述下传送带单元。
可选的，输送机构下设有旋转轴，所述旋转轴上设有相互配合的同步轮和皮带，所述皮带的另外一端与调速电机连接，所述旋转轴两端设有传送带；在所述调速电机转动时，所述旋转轴转动从而带动传送带发生位移，位于所述传送带上的空的托盘或非空的托盘，由所述输送机构移动至上传送带单元或下传送带单元。
可选的，第一链条和第二链条分别配置一个回流线加压模块，所述第一链条和所述第二链条分别穿过与之对应的所述回流线加压模块。
可选的，第一链条和第二链条上方放置有托盘，所述托盘上放置有治具，还设有用于固定所述治具的长边和短边的定位块。
可选的，托盘上设有用于调节治具位置的夹紧机构，所述夹紧机构中设有与所述托盘固定的滑轨，与所述滑轨相配合的滑块，所述滑块上连接有滑块连接板；所述托盘上还设有位置调节座，所述位置调节座上安装有导向柱，所述导向柱安装在弹簧中，所述导向柱的另外一端与所述滑块连接板连接。
可选的，滑块连接板的上方与三杆气缸连接，所述三杆气缸连接固定在托盘的长边上，所述三杆气缸的伸缩端带动滑块连接板向治具的长边移动以对治具进行进一步定位。
可选的，设有搬运机器人，所述搬运机器人设有吸盘，所述吸盘吸取半成品后，再将所述半成品放置于治具内。
可选的，设有搬运机器人，所述搬运机器人设有夹爪机构，所述夹爪机构抓取半成品后将其放置于治具内，所述夹爪机构上设有两个侧夹板，所述侧夹板上开设有用于放置第一托板轴的第一通孔和用于放置第二托板轴的第二通孔；
沿所述侧夹板的内部方向，所述第一托板轴的外部依次设有第一轴套、第一衬套和第一限位弹簧，所述第二托板轴的外部依次设有第二轴套、第二衬套和第二限位弹簧；所述第一限位弹簧和所述第二限位弹簧的尾端连接有拖板；
沿所述侧夹板的外部方向，所述第一轴套和第二轴套连接推杆轴承安装杆的两端，所述推杆轴承安装杆中间设有滚轮；
所述侧夹板上设有移动装置，所述移动装置带动下压块上下移动，从而推动所述滚轮转动，所述压块的与所述滚轮相接触的一面与所述滚轮之间的夹角小于90°。
可选的，侧夹板下方设有光电传感器。
可选的，相邻的侧夹板之间设有吸盘轴，通过所述夹爪机构夹紧半成品的侧壁，通过所述吸盘轴吸紧所述半成品的顶面。
提供一种燃料电池加工方法，通过上述任意一项所述的制造燃料电池的设备来执行具体步骤，包括：
步骤S10，通过加湿模块对膜电极进行加湿，通过湿度检测装置对加湿后的膜电极进行湿度值检测；
步骤S20，判断所述膜电极的湿度值是否满足预设阈值；
步骤S30，若是，则通过搬运模块将所述膜电极搬运至堆叠模块，并将双极板以预置叠放在所述膜电极的不同位置，堆叠成半成品；若否，则通过搬运模块将所述膜电极搬运至不合格物料放置区，通过搬运机器人将所述半成品搬运至回流线加压模块的空的托盘中；
步骤S40，通过所述回流线加压模块中一端的第一倍数链升降机构将所述装载有半成品的非空的托盘输送至目标高度位置；
步骤S50，通过所述回流线加压模块中的输送机构将非空的托盘搬运至下传送带单元，通过所述下传送带单元将所述非空的托盘运输至所述回流线加压模块的气密性检测机构，通过所述气密性检测机构对所述半成品进行加压，得到完成加压的半成品；
步骤S60，通过所述下传送带单元将所述完成加压的半成品搬运至另一端的倍数链升降机构上，通过另一端的第二倍数链升降机构带动所述完成加压的半成品上升至上传送带单元所在的位置，通过搬运机器人将所述完成加压的半成品搬运走，再通过所述上传送带单元将空的托盘运输至第一倍数链升降机构所在的位置；
步骤S70，通过监控装置检测空的托盘中是否放置有半成品；
步骤S80，若是，则返回执行步骤S40，若否，则返回执行步骤S70。
有益效果：将加湿、加压等功能集成在一台设备中，集成化程度高，可提高工作效率；设有对膜电极进行加湿的加湿模块、将双极板和加湿后的所述膜电极堆叠成半成品的堆叠模块和对半成品进行加压的回流线加压模块。加湿的作用是：膜电极加湿防止褶皱、失水变形，提高产品CCD定位补偿精准度，从而提高子堆组装精度，使膜电极在恒温恒湿环境下保持产品平整性；加压的作用是：回流线加压模块1对堆叠的半成品进行加压密封，压力控制精度千分之一，高精密压力控制可保证腔式的压缩体积提高气密检测精度及稳定性；通过集成化的设备实现加湿和加压功能，可提高电池加工精度。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明第一倍数链升降机构和回流倍速链机构的整体结构示意图；
图3为第一倍数链升降机构结构示意图；
图4为第一倍数链升降机构另一结构示意图；
图5为回流倍速链机构局部示意图；
图6为输送机构局部示意图；
图7为气密性检测机构局部示意图；
图8为第一倍数链升降机构局部结构示意图；
图9为夹紧机构局部结构示意图；
图10为吸盘结构示意图；
图11为夹爪机构结构示意图；
图12为夹爪机构一局部结构示意图；
图13为夹爪机构另一局部结构示意图；
图14为夹爪机构又一局部结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图1-14和具体实施方式对本发明进一步说明。提出一种胶纸加工机：
在一实施例中，设有对膜电极进行加湿的加湿模块2、将双极板和加湿后的所述膜电极堆叠成半成品的堆叠模块和对半成品进行加压的回流线加压模块1。加湿的作用是：膜电极加湿防止褶皱、失水变形，提高产品CCD定位补偿精准度，从而提高子堆组装精度，使膜电极在恒温恒湿环境下保持产品平整性；加压的作用是：回流线加压模块1对堆叠的半成品进行加压密封，压力控制精度千分之一，高精密压力控制可保证腔式的压缩体积提高气密检测精度及稳定性；
在一实施例中，回流线加压模块1由第一倍数链升降机构4、第二倍数链升降机构、回流倍速链机构5和气密性检测机构6构成；
所述第一倍数链升降机构4中设有升降主体7，所述升降主体7的侧壁设有升降平台组件8，所述升降平台组件8与位于所述升降主体7中的第一链条9和第二链条10连接，所述第一链条9和所述第二链条10之间设有顶升齿轮轴11，所述顶升齿轮轴11的两端各设有一个齿轮，所述齿轮的齿牙嵌入所述第一链条9和所述第二链条10的链孔中，所述顶升齿轮轴11上设有顶升气缸12；
第二倍数链升降机构与所述第一倍数链升降机构4结构相同；
所述回流倍速链机构5由用于运输空的托盘的上传送带单元13和用于运输非空的托盘的下传送带单元14构成，所述上传送带单元13和所述下传送带单元14分别通过电机驱动；在所述顶升气缸12带动所述顶升齿轮轴11沿上、下方向移动时，所述第一链条9和所述第二链条10带动所述升降平台组件8沿下、上方向移动；
所述升降平台组件8上设有输送机构15，当所述升降平台组件8到达所述上传送带单元13或所述下传送带单元14的水平高度时，所述输送机构15将空的托盘输送至所述上传送带单元13，将非空的托盘输送至所述下传送带单元14。
在一实施例中，输送机构15下设有旋转轴16，所述旋转轴16上设有相互配合的同步轮18和皮带17，所述皮带17的另外一端与调速电机19连接，所述旋转轴16两端设有传送带；在所述调速电机19转动时，所述旋转轴16转动从而带动传送带发生位移，位于所述传送带上的空的托盘或非空的托盘，由所述输送机构15移动至上传送带单元13或下传送带单元14。
在一实施例中，第一链条9和第二链条10分别配置一个回流线加压模块1，所述第一链条9和所述第二链条10分别穿过与之对应的所述回流线加压模块1。
在一实施例中，第一链条9和第二链条10上方放置有托盘20，所述托盘20上放置有治具，还设有用于固定所述治具的长边和短边的定位块21。
在一实施例中，托盘20上设有用于调节治具位置的夹紧机构，所述夹紧机构中设有与所述托盘20固定的滑轨，与所述滑轨相配合的滑块22，所述滑块上连接有滑块连接板23；所述托盘20上还设有位置调节座24，所述位置调节座24上安装有导向柱26，所述导向柱26安装在弹簧25中，所述导向柱26的另外一端与所述滑块连接板23连接。
在一实施例中，滑块连接板23的上方与三杆气缸连接，所述三杆气缸连接固定在托盘20的长边上，所述三杆气缸的伸缩端带动滑块连接板23向治具的长边移动以对治具进行进一步定位。
在一实施例中，设有搬运机器人，所述搬运机器人设有吸盘39，所述吸盘39吸取半成品后，再将所述半成品放置于治具内。
在一实施例中，设有搬运机器人，所述搬运机器人设有夹爪机构27，所述夹爪机构27抓取半成品后将其放置于治具内，所述夹爪机构27上设有两个侧夹板28，所述侧夹板28上开设有用于放置第一托板轴29的第一通孔和用于放置第二托板轴32的第二通孔；
沿所述侧夹板28的内部方向，所述第一托板轴29的外部依次设有第一轴套34、第一衬套35和第一限位弹簧30，所述第二托板轴32的外部依次设有第二轴套、第二衬套和第二限位弹簧；所述第一限位弹簧30和所述第二限位弹簧的尾端连接有拖板36；
沿所述侧夹板28的外部方向，所述第一轴套34和第二轴套连接推杆轴承安装杆37的两端，所述推杆轴承安装杆37中间设有滚轮31；
所述侧夹板28上设有移动装置，所述移动装置带动下压块33上下移动，从而推动所述滚轮31转动，所述压块33的与所述滚轮31相接触的一面与所述滚轮31之间的夹角小于90°。
在一实施例中，侧夹板28下方设有光电传感器38。
在一实施例中，相邻的侧夹板28之间设有吸盘39，通过所述夹爪机构27夹紧半成品的侧壁，通过所述吸盘39吸紧所述半成品的顶面。
一种燃料电池加工方法，通过上述中任意一项所述的制造燃料电池的设备来执行，包括：
步骤S10，通过加湿模块2对膜电极进行加湿，通过湿度检测装置40对加湿后的膜电极进行湿度值检测；
步骤S20，判断所述膜电极的湿度值是否满足预设阈值；
步骤S30，若是，则通过搬运模块将所述膜电极搬运至堆叠模块3，并将双极板以预置叠放在所述膜电极的不同位置，堆叠成半成品；若否，则通过搬运模块将所述膜电极搬运至不合格物料放置区，通过搬运机器人将所述半成品搬运至回流线加压模块1的空的托盘中；
步骤S40，通过所述回流线加压模块1中一端的第一倍数链升降机构4将所述装载有半成品的非空的托盘输送至目标高度位置；
步骤S50，通过所述回流线加压模块1中的输送机构15将非空的托盘搬运至下传送带单元14，通过所述下传送带单元14将所述非空的托盘运输至所述回流线加压模块1的气密性检测机构6，通过所述气密性检测机构6对所述半成品进行加压，得到完成加压的半成品；
步骤S60，通过所述下传送带单元14将所述完成加压的半成品搬运至另一端的倍数链升降机构上，通过另一端的第二倍数链升降机构带动所述完成加压的半成品上升至上传送带单元13所在的位置，通过搬运机器人将所述完成加压的半成品搬运走，再通过所述上传送带单元13将空的托盘运输至第一倍数链升降机构4所在的位置；
步骤S70，通过监控装置检测空的托盘中是否放置有半成品；
步骤S80，若是，则返回执行步骤S40，若否，则返回执行步骤S70。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种制造燃料电池的设备，其特征在于，设有对膜电极进行加湿的加湿模块(2)、将双极板和加湿后的所述膜电极堆叠成半成品的堆叠模块和对半成品进行加压的回流线加压模块(1)；
回流线加压模块(1)由第一倍数链升降机构(4)、第二倍数链升降机构、回流倍速链机构(5)和气密性检测机构(6)构成；
所述第一倍数链升降机构(4)中设有升降主体(7)，所述升降主体(7)的侧壁设有升降平台组件(8)，所述升降平台组件(8)与位于所述升降主体(7)中的第一链条(9)和第二链条(10)连接，所述第一链条(9)和所述第二链条(10)之间设有顶升齿轮轴(11)，所述顶升齿轮轴(11)的两端各设有一个齿轮，所述齿轮的齿牙嵌入所述第一链条(9)和所述第二链条(10)的链孔中，所述顶升齿轮轴(11)上设有顶升气缸(12)；
第二倍数链升降机构与所述第一倍数链升降机构(4)结构相同；
所述回流倍速链机构(5)由用于运输空的托盘的上传送带单元(13)和用于运输非空的托盘的下传送带单元(14)构成，所述上传送带单元(13)和所述下传送带单元(14)分别通过电机驱动；在所述顶升气缸(12)带动所述顶升齿轮轴(11)沿上、下方向移动时，所述第一链条(9)和所述第二链条(10)带动所述升降平台组件(8)沿下、上方向移动；
所述升降平台组件(8)上设有输送机构(15)，当所述升降平台组件(8)到达所述上传送带单元(13)或所述下传送带单元(14)的水平高度时，所述输送机构(15)将空的托盘输送至所述上传送带单元(13)，将非空的托盘输送至所述下传送带单元(14)。
2.根据权利要求1所述的制造燃料电池的设备，其特征在于，输送机构(15)下设有旋转轴(16)，所述旋转轴(16)上设有相互配合的同步轮(18)和皮带(17)，所述皮带(17)的另外一端与调速电机(19)连接，所述旋转轴(16)两端设有传送带；在所述调速电机(19)转动时，所述旋转轴(16)转动从而带动传送带发生位移，位于所述传送带上的空的托盘或非空的托盘，由所述输送机构(15)移动至上传送带单元(13)或下传送带单元(14)。
3.根据权利要求1所述的制造燃料电池的设备，其特征在于，第一链条(9)和第二链条(10)分别配置一个回流线加压模块(1)，所述第一链条(9)和所述第二链条(10)分别穿过与之对应的所述回流线加压模块(1)。
4.根据权利要求1所述的制造燃料电池的设备，其特征在于，第一链条(9)和第二链条(10)上方放置有托盘(20)，所述托盘(20)上放置有治具，还设有用于固定所述治具的长边和短边的定位块(21)。
5.根据权利要求4所述的制造燃料电池的设备，其特征在于，托盘(20)上设有用于调节治具位置的夹紧机构，所述夹紧机构中设有与所述托盘(20)固定的滑轨，与所述滑轨相配合的滑块(22)，所述滑块上连接有滑块连接板(23)；所述托盘(20)上还设有位置调节座(24)，所述位置调节座(24)上安装有导向柱(26)，所述导向柱(26)安装在弹簧(25)中，所述导向柱(26)的另外一端与所述滑块连接板(23)连接。
6.根据权利要求5所述的制造燃料电池的设备，其特征在于，滑块连接板(23)的上方与三杆气缸连接，所述三杆气缸连接固定在托盘(20)的长边上，所述三杆气缸的伸缩端带动滑块连接板(23)向治具的长边移动以对治具进行进一步定位。
7.根据权利要求1所述的制造燃料电池的设备，其特征在于，设有搬运机器人，所述搬运机器人设有吸盘(39)，所述吸盘(39)吸取半成品后，再将所述半成品放置于治具内。
8.根据权利要求1所述的制造燃料电池的设备，其特征在于，设有搬运机器人，所述搬运机器人设有夹爪机构(27)，所述夹爪机构(27)抓取半成品后将其放置于治具内，所述夹爪机构(27)上设有两个侧夹板(28)，所述侧夹板(28)上开设有用于放置第一托板轴(29)的第一通孔和用于放置第二托板轴(32)的第二通孔；
沿所述侧夹板(28)的内部方向，所述第一托板轴(29)的外部依次设有第一轴套(34)、第一衬套(35)和第一限位弹簧(30)，所述第二托板轴(32)的外部依次设有第二轴套、第二衬套和第二限位弹簧；所述第一限位弹簧(30)和所述第二限位弹簧的尾端连接有拖板(36)；
沿所述侧夹板(28)的外部方向，所述第一轴套(34)和第二轴套连接推杆轴承安装杆(37)的两端，所述推杆轴承安装杆(37)中间设有滚轮(31)；
所述侧夹板(28)上设有移动装置，所述移动装置带动下压块(33)上下移动，从而推动所述滚轮(31)转动，所述压块(33)的与所述滚轮(31)相接触的一面与所述滚轮(31)之间的夹角小于90°。
9.根据权利要求8所述的制造燃料电池的设备，其特征在于，侧夹板(28)下方设有光电传感器(38)。
10.根据权利要求8所述的制造燃料电池的设备，其特征在于，相邻的侧夹板(28)之间设有吸盘(39)，通过所述夹爪机构(27)夹紧半成品的侧壁，通过所述吸盘(39)吸紧所述半成品的顶面。
11.一种燃料电池加工方法，通过权利要求1-10中任意一项所述的制造燃料电池的设备来执行，其特征在于，包括：
步骤S10，通过加湿模块(2)对膜电极进行加湿，通过湿度检测装置(40)对加湿后的膜电极进行湿度值检测；
步骤S20，判断所述膜电极的湿度值是否满足预设阈值；
步骤S30，若是，则通过搬运模块将所述膜电极搬运至堆叠模块(3)，并将双极板以预置叠放在所述膜电极的不同位置，堆叠成半成品；若否，则通过搬运模块将所述膜电极搬运至不合格物料放置区，通过搬运机器人将所述半成品搬运至回流线加压模块(1)的空的托盘中；步骤S40，通过所述回流线加压模块(1)中一端的第一倍数链升降机构(4)将装载有半成品的非空的托盘输送至目标高度位置；
步骤S50，通过所述回流线加压模块(1)中的输送机构(15)将非空的托盘搬运至下传送带单元(14)，通过所述下传送带单元(14)将所述非空的托盘运输至所述回流线加压模块(1)的气密性检测机构(6)，通过所述气密性检测机构(6)对所述半成品进行加压，得到完成加压的半成品；
步骤S60，通过所述下传送带单元(14)将所述完成加压的半成品搬运至另一端的倍数链升降机构上，通过另一端的第二倍数链升降机构带动所述完成加压的半成品上升至上传送带单元(13)所在的位置，通过搬运机器人将所述完成加压的半成品搬运走，再通过所述上传送带单元(13)将空的托盘运输至第一倍数链升降机构(4)所在的位置；
步骤S70，通过监控装置检测空的托盘中是否放置有半成品；
步骤S80，若是，则返回执行步骤S40，若否，则返回执行步骤S70。
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