CN116550868B - 一种燃料电池金属极板连续冲压装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃料电池极板成型技术领域，具体公开了一种燃料电池金属极板连续冲压装置及方法，包括具有一工作台的伺服压机、沿冲压工序依次设置在所述工作台上的前处理机构、成型机构和后处理机构、设置在所述工作台上且对应于所述前处理机构位置处的送料机构以及设置在所述工作台上且能够往复于前处理机构、成型机构和后处理机构之间的多工位传送机构。与现有技术相比，本发明的集成度较高，且通过同一伺服压机同步驱动，产品尺寸稳定，生产效率高。

Description

一种燃料电池金属极板连续冲压装置及方法

技术领域

本发明涉及燃料电池极板成型技术领域，特别是涉及一种燃料电池金属极板连续冲压装置及方法。

背景技术

燃料电池是用于将化学能转化成电能，金属双极板是燃料电池重要部件之一，其一般由阳极单极板和阴极单极板通过焊接而成，而阳极单极板和阴极单极板通常是通过冲压成型而来。

目前，对于金属极板的冲压，均是每一工艺步骤需要一套独立的冲压模具完成，再通过机械手的取放料进行极板在各冲压设备之间的联动生产，如此，需要设置多台冲压模具，同时还需要配备对应伺服压机及冲床来对冲压模具进行分别控制，不利于金属极板的连续加工，生产成本较高且冲压效率低，并且由于多台冲压模具的工艺不同步，使得制备完成的金属极板尺寸稳定性较差、品质不高。

基于此，公开号为US13672355的美国专利文献中提供了制造金属双极板的方法和设备，其通过设置有三个冲压阶段，阶段Ⅱ同步对金属箔带进行流道成型以及口和孔的切割，完成后，通过进给机构按照设定的步进长度将金属箔带向前推入到阶段Ⅲa中进行切割开口后再由进给机构按照设定的步进长度将金属箔带向前推入阶段Ⅲ中进行冲切，使金属极板与坯料完全分离，如此，整个过程通过多工位一体的连续冲压模具施行对双极板的加工生产，虽然能够加快生产效率，但是在冲压过程中，双极板定位仅靠送料机构步进确定，无法保证三个冲压阶段中冲头位置的一致性，导致冲压精度差，容易造成产品特征形位尺寸较差，影响产品质量问题；并且，该现有技术中采用一次成型的方式形成流道，应力对金属箔带的影响较大，容易造成流道开裂，进一步降低了产品的质量。

另外，在金属双极板组装成电堆过程中，需要使用的金属双极板盲板，也就是端极板，这种端极板一般在阴极单极板或者阳极单极板上进行进气孔封闭，用于放在电堆中首尾单电池位置，未封闭小孔侧与膜电极相接触，参与电化学反应，封闭小孔侧与集流板接触，不参与反应；但现有的模具在冲压过程中，对于冲孔和不冲孔两种状态的切换需要通过对模具上的冲针进行拆装来达到封闭进气孔或冲切进气孔的目的，拆装过程及拆装后的调试浪费大量时间，从而影响生产效率。同时，对于一些尺寸大小相同的同类型双极板，但由于其厚度深度不同，往往在生产这类产品需要制作不同的模具，并且在生产时，还需更换调试，浪费了许多模具成本以及实际成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种燃料电池金属极板连续冲压装置及方法，以解决现有技术中生产成本高、冲压效率低、尺寸稳定性较差以及不利于设备集成的问题。

为达到上述目的，本发明的一技术方案提供一种燃料电池金属极板连续冲压装置，包括具有一工作台的伺服压机、沿冲压工序依次设置在所述工作台上的前处理机构、成型机构和后处理机构、设置在所述工作台上且对应于所述前处理机构位置处的送料机构以及设置在所述工作台上且能够往复于前处理机构、成型机构和后处理机构之间的多工位传送机构。

为达到上述目的，本发明的另一技术方案提供一种燃料电池金属极板连续冲压方法，用于同步对三片不同板材执行不同冲压工序，包括以下步骤：

将料带从送料机构中拉出，再将料带的末端穿过送料机构定位并支撑于前处理机构的下预成型板上；

控制伺服压机同步下压前处理机构、成型机构及后处理机构的上模，当预成型上模与预成型下模合模，切断料带得到成型金属极板的第一片板材并在第一片板材上预成型流道压痕，当成型上模与成型下模合模，成型上模下压加深第二片板材的预成型流道压痕形成流道，当冲压上模与冲压下模合模，冲压上模下压对第三片板材进行修边及冲孔得到金属极板；

控制伺服压机驱动前处理机构、成型机构和后处理机构的上模上行，并控制多工位传送机构将第一片板材、第二片板材及第三片板材同步移送至对应的下一冲压工序，并重复执行切断料带、预成型流道压痕、成型流道及修边和冲孔过程以实现金属极板的连续冲压。

本发明通过在伺服压机上集成前处理机构、成型机构和后处理机构，以对三片处于不同工艺阶段的板材同步进行落料和预成型、成型以及修边和冲孔，并在完成落料和预成型、成型以及修边和冲孔后，通过多工位传送机构将板材依次向后传送至下一工艺模具上进行连续加工，从而提高加工效率，且在每一轮次的加工过程中，前处理机构、成型机构和后处理机构均由同一台伺服压机同步控制，使得成型得到的金属极板的尺寸稳定性好，良品率高，并且只需采用一台伺服压机驱动，节约能够三台伺服压机，能够有效控制生产成本及冲压设备成本，同时，集成度高、占地面积少，能够有效节约生产空间。

另，本发明还通过在冲压上模内设置冲针切换结构，通过插销、浮动座及浮动弹簧的配合能够不拆机实现气孔冲针组的切换，以实现具有进气孔和不具有进气孔两种结构的金属极板的冲压，无需更换模具即可快速切换，能够进一步提高冲压效率；并且还可通过更换不同厚度的插销来实现浮动座的浮动范围，以调节气孔冲针的伸出长度，以适应不同厚度的金属极板的进气孔的冲压。

附图说明

图1为本发明一实施例的燃料电池金属极板连续冲压装置在冲压金属极板的过程中各工艺步骤成型得到板材或金属极板的结构示意图。

图2为本发明一实施例的燃料电池金属极板连续冲压装置的结构示意图。

图3为本发明中伺服压机、前处理机构、成型机构和后处理机构的位置结构图。

图4为自动送料组件的结构示意图。

图5为图4的另一结构示意图。

图6为自动送料组件的内部结构图。

图7为前处理机构的结构示意图。

图8为预成型下模的结构示意图。

图9为预成型上模的结构示意图。

图10为成型机构的结构示意图。

图11为成型下模的结构示意图。

图12为成型上模的结构示意图。

图13为下成型板的结构示意图。

图14为后处理机构的结构示意图。

图15为冲压下模的结构示意图。

图16为冲压上模的结构示意图。

图17为支撑板与定位柱及第三顶升组件的装配图。

图18为冲压上模内部的剖视图。

图19为图18中A处的放大图。

图20为冲压上模内部另一方向的剖视图。

图21为多工位传送机构的结构示意图。

说明书附图标记如下：

金属极板10、主体部11、空气进口12a、冷却液进口12b、氢气进口12c、空气出口13a、冷却液出口13b、氢气出口13c、流道14、进气孔15a、压边圈16；伺服压机20、工作台21；

送料机构30、自动送料组件31、出料口31a、进料口31b、机箱311、支撑辊轴组312、进料通道312a、第一支架3121、第二支架3122、支撑轴3123、压料轴3124、送料辊轴组313、传送通道313a、主传送轴3131、从传送轴3132、主传送齿轮3133、从传送齿轮3134、驱动电机314、料架32、支座321、料盘322；

前处理机构40、预成型下模41、预成型下模座411、下预成型板412、下安装槽412a、下预成型块413、预成型上模42、上预成型板421、上安装槽421a、上预成型块422、预成型上模座423、切料组件43、下刀431、第一剪切面431a、上刀432、第二剪切面432a、第一定位凸块44a、第一配合槽44b、进料组件45、固定座451、衔接板452、挡块453、避让槽46；

成型机构50、成型下模51、成型下模座511、下成型板512、下成型块513、成型上模52、上成型板521、上成型块522、成型上模座523、第二定位凸块53a、第二配合槽53b、第二压边凹槽54a、第二压边凸环54b、第二顶升组件55、第二顶升气缸551、第二浮动销552；

后处理机构60、冲压下模61、冲压下模座611、下冲压板612、冲压组件613、支撑板6131、第一让位槽6132、第二让位槽6133、冲压上模62、冲压槽62a、上冲压板621、上冲压组件622、安装板6221、进出口冲头组6222、气孔冲针组6223、进气孔冲针6223a、冲压上模座623、冲针切换结构63、浮动座631、浮动弹簧632、插销633、第三定位凸块64a、第三配合槽64b、第三压边凹槽65a、定位柱66、第一浮动槽67a、滑动槽67b、第二浮动槽67c、支撑平面67d、第三顶升组件68、第三顶升气缸681、第三浮动销682；

多工位传送机构70、安装座71、竖向滑台72、水平滑台73、机械手74、多轴驱动模组75；缓冲组件80、缓冲座81、缓冲柱82、缓冲弹簧83。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

实施例1

请参考图1，为本发明的燃料电池金属极板连续冲压装置在冲压形成金属极板10的过程中，各工艺步骤对应得到的板材或金属极板10的结构示意图。所述金属极板10包括整体呈矩形板状结构的主体部11、沿主体部11的长度方向设置在主体部11一端的进口、沿主体部11的长度方向设置在主体部11的另一端的出口以及形成在主体部11上对应于进口和出口之间的流道14。所述进口包括独立设置的空气进口12a、冷却液进口12b和氢气进口12c，对应的，所述出口也包括独立设置的空气出口13a、冷却液出口13b和氢气出口13c。在实施例中，所述流道14形状可以为任意形状（如半圆、椭圆、长条、“V”字形等）且其分布形式（如方形阵列、均匀分布、渐变分布等）也可以为任意形式。优选的，所述金属极板10还可以包括形成在主体部11上对应于进口内侧（即靠近出口的一侧）和/或形成在主体部11上对应于出口内侧（即靠近进口的一侧）的进气孔15a，具体实现时，进气孔15a可以设置在进口一侧也可以设置出口一侧，或者在进口一侧及出口一侧均设置或均不设置。

本实施例在冲压金属极板10时，首先，将成卷的料带切割成一段长度合适的板材，并在切割的同时，在板材的四周冲压形成压边圈16以及在板材的中部形成痕迹较浅的预成型流道14；然后，对流道14进行二次冲压，加深预成型流道14的痕迹得到流道14；接着，在板材上对应流道14的长度两端的位置处分别冲压进口、入口和进气孔15a，并冲压板材周围的压边圈16；最后，去除冲压废料（即压边圈16、进口、出口及进气孔15a位置处的板材），得到金属板材。在本实施例中，在板材上采用多次成型的方式形成流道14，即先预成型形成痕迹较浅的预成型流道14后再完全成型形成完整的流道14，如此，能够降低冲压过程中作用在板材上的应力，进而避免流道14开裂，提高成型的质量及良品率。

请参考图2和图3，本实施例的燃料电池金属极板连续冲压装置包括具有一工作台21的伺服压机20、沿冲压工序依次设置在所述工作台21上的前处理机构40、成型机构50和后处理机构60、设置在所述工作台21上且对应于所述前处理机构40位置处的送料机构30以及设置在所述工作台21上且能够往复于前处理机构40、成型机构50和后处理机构60之间的多工位传送机构70。

所述送料机构30用于收卷用于成型金属极板10的料带，并按照预设的步进速度和频率向前处理机构40进行不间断的送料。所述前处理机构40接收料带至一定长度后，将料带切断形成冲压金属极板10的板材，前处理机构40在下压切料的同时还能够同步对板材进行预成型，以在板材的中部冲压形成初具轮廓的流道14，完成流道14的预成型。所述成型机构50接收预成型有流道14的板材并对板材进行定位，下压加深流道14的痕迹，以在板材的中部成型得到流道14。所述后处理机构60接收成型有流道14的板材并对板材进行定位，下压对板材进行修边和冲孔，以去除板材周边的废料并在板材上冲压形成气体及液体的进出口，得到金属极板10。在冲压的过程中，所述多工位传送机构70可以在前处理机构40、成型机构50及后处理机构60之间往复，以将板材从前处理机构40移送至成型机构50中、从成型机构50移送至后处理机构60以及将板材送后处理机构60上取下。

在本实施例中，所述伺服压机20能够对前处理机构40、成型机构50及后处理机构60进行同步驱动，以使得前处理机构40、成型机构50和后处理机构60能够同步执行对应的前处理动作（即切断及预成型动作）、成型动作和后处理动作（即修边及冲孔动作），即前处理机构40、成型机构50和后处理机构60能够同步对三片不同板材进行加工，也即伺服压机20执行一次下压动作时，前处理机构40能够对板材三进行切断并预成型，成型机构50能够同步对已经预成型有流道14的板材二进行成型以及后处理机构60能够同步对已经成型有流道14的板材一进行修边和冲孔，当此轮冲压完成后，板材一将被移送至下一工序，而板材二将被移送至后处理机构60内，板材三将被移送至成型机构50，送料机构30则将料带送入前处理机构40形成板材四，如此重复，以实现对金属极板10的连续冲压，并且，前处理机构40、成型机构50和后处理机构60集成在工作台21上，只需一台伺服压机20驱动，避免压机分散驱动导致的产品尺寸稳定性较差及占地面积多的问题，从而提高良品率，降低生产成本。

所述送料机构30包括设置在所述工作台21上且对应于前处理机构40一侧的自动送料组件31和与自动送料组件31衔接的料架32，所述自动送料组件31具有一与所述前处理机构40的冲压面位于同一水平位的出料口31a以及位于所述出料口31a相对一侧的进料口31b，所述料架32设置在所述进料口31b一侧，所述出料口31a与所述前处理机构40的对应位置齐平，进料口31b与料架32的对应位置衔接，料架32上卷绕有成型金属极板10所需的料带，料带的自由端支撑在进料口31b上并经进料口31b进入自动送料组件31后再经出料口31a自动送入所述前处理机构40，以按照预设的步进速度和频率向前处理机构40进行不间断的送料。

请参考图4、图5和图6，所述自动送料组件31包括设置在工作台21上且对应于前处理机构40一侧的机箱311、设置在机箱311外且对应于料架32一侧的支撑辊轴组312、设置在机箱311内的送料辊轴组313以及驱动送料辊轴组313转动的驱动电机314，经料架32输出的料带的自由端支撑在支撑辊轴组312上并经进料口31b穿入所述机箱311内，再经由驱动电机314驱动送料辊轴组313按照预设频率及步进长度自动向前送料经由出料口31a出料至前处理机构40。所述出料口31a设置在机箱311上且对应于前处理机构40的一侧，以将料带送入前处理机构40，所述进料口31b设置在机箱311上对应于背向出料口31a的一侧。

所述支撑辊轴组312包括相对设置在机箱311外壁上的第一支架3121和第二支架3122、转动设置在第一支架3121与第二支架3122之间的多个支撑轴3123以及转动设置在第一支架3121与第二支架3122之间且对应于支撑轴3123上方的压料轴3124，多个支撑轴3123相互平行设置且间隔设置第一支架3121和第二支架3122之间，料带支撑于支撑轴3123上。所述支撑轴3123与压料轴3124之间具有一进料通道312a，所述进料通道312a沿上下方向的高度与料带的厚度适配或者略大于料带的厚度，且该进料通道312a与进料口31b对应设置，使得料带的自由端能够穿越进料通道312a并由进料口31b进入机箱311内的送料辊轴组313。

作为优选的，所述第一支架3121和第二支架3122呈弧形，使得多个支撑轴3123布置在第一支架3121与第二支架3122之间时，支撑轴3123的表面相切于一弧面，即多个支撑轴3123具有不同的水平安装高度。在本实施例中，各支撑轴3123的水平安装高度自距离进料口31b较近的位置向较远的位置依次降低，即距离进料口31b较近的支撑轴3123的水平安装高度较高，而距离进料口31b较远的支撑轴3123的水平安装高度较低；且距离进料口31b最近的 支撑轴3123的最高点所在平面（也即进料通道312a的底部）与进料口31b的底部位于同一水平位，使得料带能够水平送料。如此设置，使得料带的末端从料架32输送出来时，使料带在输送时能够呈弧形缓慢过渡，避免料带弯折而变形，进而可以提高成型质量。

所述送料辊轴组313包括沿上下方向平行设置的主传送轴3131和从传送轴3132以及同轴设置在主传送轴3131一端的主传送齿轮3133和同轴设置在从传送轴3132一端且与主传送齿轮3133啮合的从传送齿轮3134。所述主传送轴3131和送传送轴转动设置在机箱311的内壁上，主传送轴3131与从传送轴3132之间形成有一供料带穿越的传送通道313a，该传送通道313a沿上下方向的高度与料带的厚度适配，使得料带的表面能够与主传送轴3131和从传送轴3132的表面接触，且料带的对应表面相切于主传送轴3131和从传送轴3132的表面，当主传送轴3131逆时针转动时，在啮合的主传送齿轮3133和从传送齿轮3134的传送作用下，带动从传送轴3132顺时针转动，进而在转动的同时与料带的表面产生摩擦力作用而将料带向前输送。

在本实施例中，所述进料通道312a的底部、进料口31b的底部、传送通道313a的底部与出料口31a的底部位于同一水平位，使得料带能够水平向前输送到位。

所述驱动电机314通过一齿轮组（图未示）与主传送轴3131连接，以驱动主传送轴3131转动。具体的，所述齿轮组包括主动齿轮和与主动齿轮啮合的从动齿轮，所述主动齿轮与驱动电机314的输出轴同轴固定连接，从动齿轮与所述主传送轴3131上对应于安装有主传送齿轮3133的另一端同轴固定，以将驱动电机314的动力传送至主传送轴3131，进而带动从传送轴3132配合传送料带，以提高传送效率。可理解的，在其他的一些实施例中，所述从动齿轮可直接与主传送齿轮3133啮合进行动力传递；另外，在其他的又一些实施例中，所述驱动电机314也可通过带传送的方式与主传送轴3131连接以实现驱动电机314与主传送轴3131之间的动力传递。

所述料架32包括支座321以及转动设置在所述支座321上的料盘322，料带卷绕在料盘322外，所述料盘322的转轴与所述支撑轴3123、压料轴3124、主传送轴3131及从传送轴3132的转轴平行，使得料带能够沿既定方向传送。

请参考图7、图8和图9，所述前处理机构40包括设置在工作台21上的预成型下模41、相对设置在预成型下模41上方且能够沿竖直方向上下移动的预成型上模42以及设置预成型下模41与预成型上模42之间并用于切断料带的切料组件43。预成型上模42与伺服压机20固接，冲压时，料带经出料口31a自动输送并支撑在预成型下模41上，当伺服压机20驱动预成型上模42与预成型下模41合模后，切料组件43将料带切断形成一矩形板材，同时，预成型上模42和预成型下模41配合在板材的中部冲压形成预成型流道14。

所述预成型下模41包括设置在工作台21上的预成型下模座411、设置在所述预成型下模座411上的下预成型板412以及嵌设在所述下预成型板412内的下预成型块413；所述预成型上模42包括相对设置在所述下预成型板412上方的上预成型板421、嵌设在所述上预成型板421内且与下预成型块413对应的上预成型块422以及设置在上预成型板421上且能够带动上预成型板421靠近或远离下预成型板412的预成型上模座423。所述预成型上模座423与伺服压机20固接，上预成型块422上朝向下预成型块413方向凸伸形成有与流道14仿形的预成型凸块，对应的，下预成型块413上形成有与预成型凸块仿形的预成型凹槽；当伺服压机20驱动预成型上模42与预成型下模41合模时，预成型凸块能够伸入预成型凹槽内使预成型凸块与预成型凹槽之间具有一与流道14轮廓适配的间隙以形成一预成型腔。

当送料机构30将料带输送到位后，伺服压机20驱动预成型上模42下行，使得上预成型板421下压并贴合至下预成型板412上，进而使得在下预成型块413的预成型凹槽与上预成型块422的预成型凸块的挤压作用下，在料带的表面形成痕迹较浅的压痕，以对流道14进行预成型，且在上预成型板421贴合至下预成型板412上的同时切料组件43能够将料带切断形成预成型有流道14的板材。

在本实施例中，所述上预成型块422和下预成型块413成对设置，且可从上预成型板421及下预成型板412上拆下，进而可根据成型的流道14结构不同而更换不同形状的上预成型块422和下预成型块413，以提高前处理机构40的适用性。

所述下预成型板412上对应所述下预成型块413的外围设置有多个第一定位凸块44a，所述第一定位凸块44a分设在除前处理机构40与送料机构30的出料口31a衔接的一侧之外的其他三侧，与出料口31a相对的一侧的第一定位凸块44a限定了料带向前送料的长度，而位于另外两侧的第一定位凸块44a限定了料带在输送过程中的左右位置，以使得料带能够准确送至前处理机构40内。对应的，在上预成型板421上对应第一定位凸块44a的位置处均设置有与第一定位凸块44a配合第一配合槽44b，使得在上预成型板421与下预成型板412合模后，第一定位凸块44a能够容纳至第一配合槽44b内，以确保上预成型板421与下预成型板412完全合模。

可理解的，在其他的一些实施例中，所述第一定位凸块44a也可以是以弹性的方式设置在下预成型板412内，即在下预成型板412内对应第一定位凸块44a的位置处设置一容置槽，在容置槽内对应第一定位凸块44a的底部与容置槽的槽底之间设置一压簧，当第一定位凸块44a受力下压时，将向下压缩压簧并且第一定位凸块44a能够至少全部被压入容置槽内，而当外力消失时又能够在压簧的作用下复位，即在上预成型板421与下预成型板412合模时，上预成型板421的下表面将下压第一定位凸块44a，使第一定位凸块44a进入容置槽内，进而使得上预成型板421的下表面能够与下预成型板412的上表面完全贴合。

所述预成型下模41的上表面与出料口31a的底部位于同一水平位，以便于料带的水平输送。当料带经由送料机构30输送至前处理机构40时，为便于料带在出料口31a与前处理机构40之间的顺畅衔接，在前处理机构40与出料口31a之间设置有一进料组件45，以将料带从出料口31a过渡至前处理机构40上。具体的，所述进料组件45包括设置在预成型下模座411上且对应于出料口31a一侧的固定座451、设置在固定座451上且与所述下预成型板412和/或下预成型块413的上表面共面的衔接板452以及沿料带的输送方向设置在衔接板452两侧的挡块453，料带的末端从出料口31a输出后能够支撑于衔接板452上并沿衔接板452向前输送至下预成型板412上，在料带输送时，挡块453能够对料带的输送方向进行限制，确保料带输送到位。

所述下预成型板412上对应下预成型块413与第一定位凸块44a之间的位置处环设有绕下预成型块413一圈设置的第一压边凹槽，对应的，所述上预成型板421上对应第一压边凹槽的位置处设置有一与第一压边凹槽配合的第一压边凸环，预成型下模41与预成型下模41合模时，第一压边凸环与第一压边凹槽能够配合在板材的周围形成一圈压边圈16，以防止板材在后续的冲压、拉伸等过程中起皱，从而提高成型质量。

作为本实施例的一种优选方式，在下预成型板412内设有若干第一顶升组件（图未示），以在板材完成对应工序的加工后将板材顶离下预成型板412的表面，便于多工位传送组件吸取板材。具体的，所述第一顶升组件包括埋设在下预成型板412内的第一顶升气缸以及设置在第一顶升气缸的输出轴上并能够向外伸出下预成型板412的上表面的第一浮动销，所述第一浮动销在前处理机构40下压作业的过程中，缩回至下预成型板412内，当前处理机构40作业完成后，第一顶升气缸的输出轴向上伸出以将第一浮动销顶出下预成型板412的上表面，进而将板材顶起，方便多工位传送组件吸取。

所述下预成型板412上对应于切料组件43的位置处形成有一下安装槽412a，所述上预成型板421上对应于所述切料组件43的位置处形成有一上安装槽421a，所述切料组件43安装在所述上安装槽421a和下安装槽412a内。

所述切料组件43包括一安装至所述下安装槽412a的下刀431以及安装在所述上安装槽421a内并与下刀431配合切料的上刀432，所述下刀431和上刀432在水平面上的投影呈错位平行设置，以在合模时切断料带。所述下刀431具有一面向所述上刀432方向的第一剪切面431a，所述上刀432具有面向所述第一剪切面431a且与所述第一剪切面431a错位设置的第二剪切面432a，所述第一剪切面431a与所述下预成型板412的上表面位于同一水平位。所述第一剪切面431a和第二剪切面432a沿垂直于料带的传送方向设置，第一剪切面431a与下预成型板412的上表面位于同一水平位，使得料带同时支撑并平整放置在第一剪切面431a及下预成型板412上，以提高切料精度。切料时，上刀432下行，第二剪切面432a逐渐靠近支撑在第一剪切面431a上的料带并与料带接触，在上刀432持续下行的过程中，第二剪切面432a对料带施加一向下的压力，与此同时，由于第一剪切面431a对料带提供一向上的支撑力，使得料带在第一剪切面431a与第二剪切面432a的共同作用下被切断。

在本实施例中，所述第二剪切面432a的水平高度低于上预成型板421的下表面，从而使得上刀432具有向下超出上预成型板421的下表面的部分，对应的，在下预成型板412上的对应上刀432的位置处凹设有一能够容置所述上刀432超出上预成型板421的下表面的部分的避让槽46，使得上刀432与下刀431在配合切料时，第二剪切面432a能够向下越过第一剪切面431a，进而实现切料。

请参考图10、图11和图12，所述成型机构50包括设置在工作台21上的成型下模51以及相对设置在成型下模51上方且能够沿竖直方向上下移动的成型上模52；所述成型上模52与伺服压机20固接，冲压时，当多工位传送机构70将预成型完成的板材转移至成型下模51上，伺服压机20驱动成型上模52与成型下模51合模后，成型上模52和成型下模51配合加深预成型流道14的压痕形成流道14。

所述成型下模51包括设置在工作台21上的成型下模座511、设置在所述成型下模座511上的下成型板512以及嵌设在所述下成型板512内的下成型块513；所述成型上模52包括相对设置在所述下成型板512上方的上成型板521、嵌设在所述上成型板521内且与下成型块513对应的上成型块522以及设置在上成型板521上且能够带动上成型板521靠近或远离下成型板512的成型上模座523。所述成型上模座523与伺服压机20固接，上成型块522上朝向下成型块513方向凸伸形成有与流道14仿形的成型凸块，对应的，下成型块513上形成有与成型凸块仿形的成型凹槽；当伺服压机20驱动成型上模52与成型下模51合模时，成型凸块能够伸入成型凹槽内时成型凸块与成型凹槽之间具有一与流道14轮廓适配的间隙以形成成型腔。

当多工位传送机构70将板材从前处理机构40中转移至成型下模51上后，伺服压机20驱动成型上模52下行，使得上成型板521下压并贴合至下成型板512上，进而使得在下成型块513的成型凹槽与上成型块522的成型凸块的挤压作用下，在板材原有的压痕上进一步加深压痕形成流道14。

在本实施例中，所述上成型块522和下成型块513成对设置，且可从上成型板521及下成型板512上拆下，进而可根据成型的流道14结构不同而更换不同形状的上成型块522和下成型块513，以提高成型机构50的适用性。

所述下成型板512上对应所述下成型块513的外围设置有多个第二定位凸块53a，所述第二定位凸块53a环绕所述下成型块513设置，以对板材进行定位。作为优选的，在上成型板521上对应第二定位凸块53a的位置处均设置有与第二定位凸块53a配合第二配合槽53b，使得在上成型板521与下成型板512合模后，第二定位凸块53a能够容纳至第二配合槽53b内，以确保上成型板521与下成型板512完全合模。

可理解的，在其他的一些实施例中，所述第二定位凸块53a也可采用与第一定位凸块44a同样的弹性设置方式实现，具体参见第一定位凸块44a的相关描述，此处不做赘述。

所述下成型板512上对应下成型块513与第二定位凸块53a之间的位置处环设有绕下成型块513一圈设置的第二压边凹槽54a，对应的，所述上成型板521上对应第二压边凹槽54a的位置处设置有一与第二压边凹槽54a配合的第二压边凸环54b。由于板材在前处理机构40中已经形成有压边圈16，当多工位传送机构70将板材转移至下成型板512上时，所述第二压边凹槽54a与第二压边凸环54b能对所述压边圈16起到让位作用并巩固压边圈16的冲压效果，同时压边圈16还能与第二压边凹槽54a配合起到对板材二次定位的作用，进而提高流道14的成型质量。

请参考图13，作为本实施例的一种优选方式，在下成型板512内设有若干第二顶升组件55，以在板材完成后将板材顶离下成型板512，便于多工位传送组件吸取板材。具体的，所述第二顶升组件55包括埋设在下成型板512内的第二顶升气缸551以及设置在第二顶升气缸551的输出轴上并能够向外伸出下成型板512的上表面的第二浮动销552，所述第二浮动销552在成型机构50下压作业的过程中，能够缩回至下成型板512内，当成型机构50作业完成后，第二顶升气缸551的输出轴向上伸出以将第二浮动销552顶出下成型板512的上表面，进而将板材顶起，方便多工位传送组件吸取。

请参考图14、图15和图16，所述后处理机构60包括设置在工作台21上的冲压下模61、相对设置在冲压下模61上方且能够沿竖直方向上下移动的冲压上模62；所述冲压上模62与伺服压机20固接，冲压时，当多工位传送机构70将成型的板材转移至冲压下模61上，伺服压机20驱动冲压上模62与冲压下模61合模后，冲压上模62和冲压下模61配合对板材进行修边和冲孔，得到金属极板10。

所述冲压下模61包括设置在工作台21上的冲压下模座611、设置在冲压下模座611上的下冲压板612以及设置所述下冲压板612上的下冲压组件613；所述冲压上模62包括相对设置在所述下冲压板612上方的上冲压板621、设置在所述上冲压板621与下冲压板612相对一侧且与下冲压组件613配合上冲压组件622以及设置在上冲压板621上且能够带动上冲压板621靠近或远离下冲压板612的冲压上模座623。所述冲压冲压上模座623与伺服压机20固接，以便伺服压机20能够驱动冲压上模62下行与冲压下模61合模。具体的，当多工位传送机构70将板材从成型机构50中转移至冲压下模61上时，伺服压机20驱动冲压上模座623下行，使得上冲压板621下压并贴合至下冲压板612上，同时，下冲压组件613伸入冲压槽62a内并能够与上冲压组件622配合对板材进行修边和冲孔，以在板材上形成气体及液体的进出口，并去除板材周边的压边圈16部分的废料，得到金属极板10。更为具体的，所述上冲压组件622嵌设在所述上冲压板621内，所述上冲压组件622朝向下冲压组件613一侧的表面距离下冲压组件613的水平高度高于所述上冲压板621朝向下冲压组件613一侧的表面距离下冲压组件613的水平高度使得所述上冲压板621内对应上冲压组件622的位置处形成有一冲压槽62a，当所述冲压上模62与冲压下模61合模后，所述下冲压组件613能够与所述冲压槽62a配合对板材进行修边并与上冲压组件622配合冲孔。

所述下冲压板612上对应下冲压组件613的外围设置有多个第三定位凸块64a，所述第三定位凸块64a环绕所述下冲压组件613设置，以限制板材的放置区域。作为优选的，在上冲压板621上对应第三定位凸块64a的位置处均设置有与第三定位凸块64a配合第三配合槽64b，使得在上冲压板621与下冲压板612合模后，第三定位凸块64a能够容纳至第三配合槽64b内，以确保上冲压板621与下冲压板612完全合模。

可理解的，在其他的一些实施例中，所述第三定位凸块64a同样也可采用与第一定位凸块44a同样的弹性设置方式实现，具体参见第一定位凸块44a的相关描述，此处不做赘述。

所述下冲压板612上对应下冲压组件613与第三定位凸块64a之间的位置处环设有绕下冲压组件613一圈设置的第三压边凹槽65a。当多工位传送机构70将板材转移至下冲压板612上时，所述第三压边凹槽65a能对所述压边圈16起到让位作用，并压紧压边圈16，以方便下冲压组件613与冲压槽62a配合将压边圈16与板材的主体部11分（即金属极板10部分）分离，进而去除废料，完成对金属极板10的修边；同时，压边圈16还能与第三压边凹槽65a配合起到对板材二次定位的作用。在本工序中，由于压边圈16将被冲压掉，依次，可以省略到与第三压边凹槽65a对应的第三压边凸环的设置，以简化开模工艺。

所述上冲压组件622包括嵌设在所述上冲压板621内的安装板6221、嵌设在所述安装板6221内的进出口冲头组6222和气孔冲针组6223以及埋设在所述安装板6221内且与气孔冲针组6223配合调节气孔冲针组6223的伸出与缩回的冲针切换结构63。冲孔时，当冲压上模62与冲压下模61合模后，安装板6221朝向下冲压组件613一侧的表面（即安装板6221的下表面）支撑于支撑板6131朝向上冲压组件622一侧的表面（即支撑板6131的上表面），由于进出口冲头组6222与气孔冲针组6223相对于安装板6221的下表面向下凸出一定高度而在合模后能够伸入下冲压组件613内，使得在冲压时，进出口冲头组6222与气孔冲针组6223能够将对应位置的极板材料进行冲切，以在极板上形成气体和液体的进出口以及气孔。

具体的，所述安装板6221朝向下冲压组件613一侧的表面距离下冲压组件613的水平高度高于所述上冲压板621朝向下冲压组件613一侧的表面距离下冲压组件613的水平高度使得所述上冲压板621内对应上冲压组件622的位置处形成所述冲压槽62a，以容纳下冲压组件613，所述进出口冲头组6222朝向下冲压组件613一侧的表面向下凸伸出所述安装板6221对应侧的表面且所述进出口冲头组6222的朝向下冲压组件613一侧的表面与所述上冲压板621的下表面位于同一水平位；所述下冲压组件613包括嵌设在所述下冲压板612内的支撑板6131、设置在所述支撑板6131内且与所述进出口冲头组6222对应的第一让位槽6132和与所述气孔冲针组6223对应的第二让位槽6133，当所述冲压上模62与冲压下模61合模时，所述进出口冲头组6222对应伸入所述第一让位槽6132内以及所述气孔冲针组6223对应伸入所述第二让位槽6133内，进而在板材上冲压形成进口、出口和进气孔15a。

在本实施例中，所述进出口冲头组6222包括设置在安装板6221上对应于其长度方向一端的多个进口冲头以及设置在安装板6221上对应于其长度方向另一端的多个出口冲头，多个进口冲头沿安装板6221的宽度方向并排设置，多个出口冲头沿安装板6221的宽度方向并排设置。对应的，第一让位槽6132包括与进口冲头一一对应的进口让位槽以及与出口冲头一一对应的出口让位槽，以便进口冲头和出口冲头能够一一对应冲压至进口让位槽或出口让位槽内。

优选的，本实施例在安装板6221上设置有三个进口冲头和三个出口冲头，对应的，在支撑板6131上设置有三个进口让位槽和三个出口让位槽，以在板材的两端冲压形成三个进口（包括氢气进口12c、空气进口12a及冷却液进口12b）和三个出口（包括氢气出口13c、空气出口13a及冷却液出口13b）。可理解的，在其他的一些实施例中，所述进口冲头和出口冲头的数量可根据实际实施需要确定，如可以是两个、四个等。

在本实施例中，所述气孔冲针组6223包括设置在安装板6221上对应于进口冲头内侧（即靠近出口冲头一侧）和/或对应于出口冲头内侧（即靠近进口冲头一侧）的至少一个进气孔15a冲针。对应的，第二让位槽6133包括与进气孔15a冲针对应设置的进气孔15a让位槽，以便进气孔15a冲针能够一一对应冲压至进气孔15a让位槽内。

优选的，本实施例在安装板6221上对应进口冲头的内侧及出口冲头的内侧均设置有三个进气孔15a冲针，三个进气孔15a冲针沿安装板6221的宽度方向并排设置，对应的，在支撑板6131上设置有与各进气孔15a冲针一一对应的进气孔15a让位槽，以在板材的对应位置形成多个进气孔15a。可理解的，在其他的一些实施例中，所述进气孔15a冲针的设置位置及数量可根据实际实施需要进行确定，如可以是只设置在进口冲头一侧或只设置在出口冲头一侧，其数量也可以是两个、四个等。

请参考图17，在本实施例中，所述支撑板6131上对应第一让位槽6132内设置有朝向远离第一让位槽6132的槽底方向凸伸形成定位柱66，所述定位柱66的远离第一让位槽6132的槽底的一端的水平高度超过支撑板6131的上表面，使得定位柱66能够与支撑在支撑板6131上的板材配合以对板材进行再次定位；定位时，当多工位传送机械手74将板材移送至支撑板6131上时，定位柱66能够与板材上的定位孔相对并伸入定位孔内，进而实现对板材的再次定位。由于定位柱66设置在第一让位槽6132内，而第一让位槽6132位置对应的板材部分为冲孔的部分，即该部分在成型后将会被去除，因此定位孔并不会对板材造成损伤。对应的，在进出口冲头组6222（即进口冲头和出口冲头）上对应定位柱66的位置处设置有与定位柱66配合的定位槽，使得在冲压上模62和冲压下模61合模后，定位柱66能够伸入定位槽内，以确保冲压上模62和冲压下模61完全合模。

优选的，定位柱66的端部呈弹头状，其最大处的直径通常大于板材上定位孔的直径，在支撑板6131内对应定位柱66的位置处设置埋设有驱动定位柱66上下升降的直线气缸，以在金属极板10加工完被取出后，将遗留在支撑板6131上的废料顶出。

在本实施例中，当金属极板10修边冲孔完成后，对于类似压边圈16等大件废料可通过设置机器人或通过多工位传送机构70吸取后回收至指定位置，而对于类似进口、出口及进气孔15a等位置处的小件废料，除可通过定位柱66顶出的废料外，其他的小件废料可通过冲压下模61直接回收处理。具体的，在冲压下模61上对应未设置有定位柱66的第一让位槽6132和第二让位槽6133位置处设置有向下依次贯通支撑板6131、下冲压板612及冲压下模座611的通槽，冲压下模座611通过一安装支座321间隔设置在工作台21上，使得冲压下模座611的底部与工作台21之间形成一间隙，使得冲压废料在于板材分离之后能够经由对应位置的通槽掉落至工作台21上已经废料的回收。

请参考图18、图19和图20，所述上冲压板621上对应所述冲针切换结构63的位置处设置有一沿竖直方向贯通所述上冲压板621的第一浮动槽67a以及设置有自所述第一浮动槽67a的顶部沿水平方向连通所述上冲压板621的侧面的滑动槽67b；所述安装板6221上对应气孔冲针组6223的位置处设置有一沿竖直方向贯通所述安装板6221的第二浮动槽67c，所述第一浮动槽67a及滑动槽67b用于安装冲针切换结构63，所述第二浮动槽67c用于安装气孔冲针组6223。所述第二浮动槽67c的尺寸小于所述第一浮动槽67a的尺寸使安装板6221的上表面具有一露于第二浮动槽67c的支撑平面67d，所述冲针切换结构63设置在所述第一浮动槽67a内且冲针切换结构63的底部支撑于所述支撑平面67d上，所述气孔冲针组6223穿设在所述第二浮动槽67c内且气孔冲针组6223的顶部向上伸入所述第一浮动槽67a并与冲针切换结构63连接。

所述冲针切换结构63的对应位置能够在第一浮动槽67a内浮动并且在冲针切换结构63浮动时可以同步带动气孔冲针组6223在第二浮动槽67c内浮动，使气孔冲针组6223的底部伸出安装板6221的下表面或者缩回第二浮动槽67c内，进而使得气孔冲针组6223具有伸出所述安装板6221的下表面的常规冲压状态以及缩回第二浮动槽67c内的盲板冲压状态。当气孔冲针组6223处于常规冲压状态时，能够在板材上冲压出进气孔15a，而当气孔冲针组6223处于盲板冲压状态时，可以对板材的对应位置不进行进气孔15a的冲压，以适用于盲板的成型，如此，通过冲针切换结构63即可快速切换冲压模式，一套模具即可实现，无需更换模具。

所述冲针切换结构63包括浮动设置在所述第一浮动槽67a内的浮动座631、压接在浮动座631与支撑平面67d之间的浮动弹簧632以及从外至内穿入所述滑动槽67b并与所述浮动座631的顶部活动接触的插销633，所述浮动座631的底部与所述支撑平面67d活动接触，所述气孔冲针组6223穿入所述第一浮动槽67a与所述浮动座631连接。具体的，在浮动座631对应支撑平面67d的一侧设置有一朝向支撑平面67d开口的弹簧槽，所述浮动弹簧632安装在的弹簧槽内，浮动弹簧632的一端与弹簧槽的槽底抵接或固定，另一端向外伸出弹簧槽与支撑平面67d的对应位置抵接或固定，且浮动弹簧632在弹簧槽内呈压缩状态。当需要对板材冲压进气孔15a时，将插销633插入滑动槽67b内使插销633与浮动座631的顶部接触并下压浮动座631，浮动座631的底部抵靠在支撑平面67d上并挤压浮动弹簧632，浮动座631在下行的同时将带动气孔冲针组6223同步下行而伸出第二浮动槽67c，以进行进气孔15a的冲压；当不需要冲压进气孔15a时，即需要冲压盲板时，将插销633从滑动槽67b内拔出，此时浮动座631被释放，浮动弹簧632回弹并向上推动浮动座631使浮动座631的顶部向上伸出第一浮动槽67a而进入滑动槽67b内，浮动座631在上浮时同步带动气孔插针组向上移动而缩回至第二浮动槽67c内，以不冲压进气孔15a。

作为本实施例的一种优选方式，所述插销633设置有多个，多个插销633具有不同的厚度，在进行进气孔15a的冲压时，可根据板材的厚度，选择合适的插销633插入滑动槽67b内，使插销633将浮动座向下挤压对应的高度，进而调节气孔冲针组6223向下伸出第二浮动槽67c底部的长度，以实现不同厚度的板材的冲压，使得本装置能够适应尺寸大小相同但厚度不同的同类型金属极板10的加工。

所述下冲压板612内设有若干第三顶升组件68，以在板材完成对应工序的加工后将板材顶离下冲压板612的表面，便于多工位传送组件吸取板材。具体的，所述第三顶升组件68包括埋设在下冲压板612内的第三顶升气缸681以及设置在第三顶升气缸681的输出轴上并能够向外伸出下冲压板612的上表面的第三浮动销682，所述第三浮动销682在后处理机构60下压作业的过程中，缩回至下冲压板612内，当后处理机构60作业完成后，第三顶升气缸681的输出轴向上伸出以将第三浮动销682顶出下冲压板612的上表面，进而将板材顶起，方便多工位传送组件吸取。

请参考图21，所述多工位传送机构70包括立设在工作台21上的安装座71、沿竖直方向滑动设置在安装座71上的竖向滑台72、沿平行于前处理机构40、成型机构50和后处理机构60的布置方向设置在所述竖向滑台72上的水平滑台73、沿水平方向滑动设置在所述水平滑台73上且与所述前处理机构40、成型机构50和后处理机构60一一对应的多个机械手74以及驱动所述竖向滑台72和机械手74动作的多轴驱动模组75。所述多工位传送机构70在移送板材的过程中，采用气吸的方式吸附板材，以方便转移板材，同时，由于板材的厚度较小且金属极板10属于精密加工结构，采用气吸的方式可以防止吸头对金属极板10的表面造成损伤以及避免金属极板10变形。

在本实施例中，所述多轴驱动模组75采用气缸或电机实现，可用于驱动竖直滑台带动水平滑台73及各机械手74同步向下或向上移动以靠近或远离对应位置的前处理机构40、成型机构50和后处理机构60，同时，还可以驱动各机械手74在水平方向移动，以便机械手74能够在板材每步工艺冲压完成时，下行靠近并吸取板材后移送至下一工艺模具中。

请返回参考图2和图3，作为本实施例的一种优选方式，所述预成型上模42与预成型下模41、成型上模52与成型下模51以及冲压上模62与冲压下模61之间均设置有缓冲组件80，以在各上模下压并接触对应的下模时，对各上模作用在对应下模上的力进行吸收和抵消，起到减震的作用。优选的，在所述预成型上模42与预成型下模41之间、成型上模52与成型下模51之间以及冲压上模62及冲压下模61之间且对应四个角的位置处均设置有所述缓冲组件80，以均匀分散震动。所述缓冲组件80包括设置在各下模座上的缓冲座81、设置在各上模座上且对应于缓冲座81位置处的缓冲柱82以及套设在缓冲柱82外的缓冲弹簧83，当各上模在下行并与对应下模合模时，缓冲柱82能够伸入缓冲座81内或抵于缓冲座81上并在缓冲柱82与缓冲座81接触的同时，可将二者接触时的震动传递给缓冲弹簧83，进而将机械震动转化成缓冲弹簧83的弹性形变，以此来抵消和吸收上模与下模合模时的震动。

优选的，在所述各上模座和/或各下模座内均设置有若干氮气弹簧（图未示），以进一步吸收和抵消上模与对应下模合模时的震动，使上模与下模能够稳定合模。

本实施例的燃料电池金属极板连续冲压装置，通过设置能够同步动作的前处理机构40、成型机构50和后处理机构60，以对三片处于不同工艺阶段的板材同步进行落料和预成型、成型以及修边和冲孔，并在完成落料和预成型、成型以及修边和冲孔后，通过多工位传送机构70将板材依次向后传送至下一工艺模具上进行连续加工，从而提高加工效率，且在每一轮次的加工过程中。同时，将切料组件43集成在预成型上模42和预成型下模41之间，在预成型上模42和预成型下模41合模预成型流道14的同时将料带切断，将传统的落料和预成型集成在一套模具中，有效减少了模具及冲压机床的数量，兼具提高冲压效率及节约成本的优点；并且，本发明还通过在安装板6221内设置冲针切换结构63，通过插销633、浮动座631及浮动弹簧632的配合能够不拆机实现气孔冲针组6223的切换，以实现具有进气孔15a和不具有进气孔15a两种结构的金属极板10的冲压，无需更换模具即可快速切换，能够进一步提高冲压效率。

实施例2

本实施例的燃料电池金属极板连续冲压方法基于实施例的燃料电池金属极板连续冲压装置实现，包括与实施例1中结构或功能相同或相似的伺服压机20、送料机构30、前处理机构40、成型机构50、后处理机构60及多工位传送机构70。本实施例的燃料电池金属极板连续冲压方法用于同步对三片不同板材执行不同冲压工序，并在当前轮次加工完成后通过多工位传送机构70将各板材传送至对应的下一工艺模具中，以实现连续冲压。具体的，本实实施例的燃料电池金属极板连续冲压方法的具体步骤如下。

首先，将料带从送料机构30中拉出，并将料带的末端（或自由端）穿过送料机构30定位并支撑于前处理机构40的下预成型板412上。

具体的，将料带从送料结构中拉出，使料带的自由端支撑在支撑轴3123上并由进料通道312a穿入进料口31b内，再穿入传送通道313a内由出料出穿出。控制驱动电机314启动以驱动主传送轴3131转动，主传动轴带动主传送齿轮3133同步转动，进而带动与主传送齿轮3133啮合的从传送齿轮3134和从传送轴3132同步转动，以通过摩擦力将料带向出料口31a方向输送。料带的自由端经由进料组件45向前输送并支撑在下预成型板412上直至其最远端与第一定位凸块44a相抵后，控制驱动电机314暂停送料。

然后，控制伺服压机20同步下压前处理机构40、成型机构50及后处理机构60的上模，当预成型上模42与预成型下模41合模，切断料带得到成型金属极板10的第一片板材并在第一片板材上预成型流道14压痕，当成型上模52与成型下模51合模，成型上模52下压加深第二片板材的预成型流道14压痕形成流道14，当冲压上模62与冲压下模61合模，冲压上模62下压对第三片板材进行修边及冲孔得到金属极板10。

具体的，当料带输送到位后，控制伺服压机20同步下压预成型上模42、成型上模52和冲压上模62，以同步对置于预成型下模41上的第一片板材进行切料和预成型、置于成型下模51上的第二片板材进行成型以及置于冲压下模61上的第三片板材进行修边和冲孔。在本实施例中，第一片板材即为支撑在下预成型板412上的料带，所述第二片板材为上一冲压轮次由多工位传送机构70的机械手74由预成型下模41上转移而来的以及预成型有痕迹较浅的流道14的板材，而第三片板材为上一冲压轮次由多工位传送机构70的机械手74由成型下模51上转移而来的已经成型有流道14的板材。

当预成型上模42和预成型下模41在对第一片板材进行冲压时，上预成型板421的下表面贴合至下预成型板412的上表面，并在上刀432的第二剪切面432a与下刀431的第二剪切面432a的配合下切断料带得到第一片板材，与此同时，上预成型块422与下预成型块413之间的预成型腔挤压第一片板材的中部位置以在第一片板材上形成痕迹较浅的流道14轮廓。当成型上模52和成型下模51在对第二片板材进行冲压时，上成型板521的下表面贴合至下成型板512的上表面，上成型块522与下成型块513之间的成型腔挤压第二片板材上预成型的流道14，以加深流道14的轮廓，得到完整的流道14。当冲压上模62和冲压下模61在对第三片板材进行冲压时，上冲压板621的下表面贴合至下冲压板612的上表面，使进出口冲头组6222和气孔冲针组6223对第三片板材的对应位置进行冲压形成金属极板10的气体和液体的进口和出口以及进气孔15a，与此同时，支撑板6131与冲压槽62a配合修边。

最后，控制伺服压机20驱动前处理机构40、成型机构50和后处理机构60的上模上行，并控制多工位传送机构70将第一片板材、第二片板材及第三片板材同步移送至对应的下一冲压工序，并重复执行上述过程以实现金属极板10的连续冲压。

具体的，当前处理机构40、成型机构50和后处理机构60分别完成对第一片板材、第二片板材和第三片板材的冲压后，控制伺服压机20动作以带动预成型上模42、成型上模52和冲压上模62同步向上移动以远离对应的预成型下模41、成型下模51和冲压下模61。再控制各第一顶升气缸、第二顶升气缸551和第三顶升气缸681的输出轴伸出向外顶出第一浮动销、第二浮动销552及第三浮动销682，以将第一片板材、第二片板材和第三片板材顶离预成型下模41、成型下模51和冲压下模61。控制竖直滑台下行接触并吸附对应位置的第一片板材、第二片板材和第三片板材后控制竖直滑台上行，再控制机械手74沿水平滑台73滑动至下一工位后控制竖直滑台下行带动机械手74将第一片板材释放至成型下模51上、将第二片板材释放至冲压下模61上而将第三片板材放置工作台21外的收纳位置存储，此时，驱动电机314将再次动作将料带送入预成型下模41，如此往复，以实现金属极板10的连续冲压。

本实施例的燃料电池金属极板连续冲压方法，通过同时对三片处于不同工艺阶段的板材进行同步加工，并在当前加工轮次完成后，将三片板材依次已送至下一工艺阶段，以实现金属极板10的连续冲压，进而提高冲压效率，降低冲压成本；同时，在切料的同时实现流道14的预成型，以进一步提高冲压效率，并且整个加工做成均通过同一台伺服压机20驱动，工艺同步性较高，加工的金属极板10尺寸稳定，能够有效提高金属极板10的精度及品质。

Claims (6)

1.一种燃料电池金属极板连续冲压装置，包括具有一工作台的伺服压机，其特征在于，还包括沿冲压工序依次设置在所述工作台上的前处理机构、成型机构和后处理机构、设置在所述工作台上且对应于所述前处理机构位置处的送料机构以及设置在所述工作台上且能够往复于前处理机构、成型机构和后处理机构之间的多工位传送机构；

所述前处理机构包括设置在工作台上的预成型下模、相对设置在预成型下模上方且能够沿竖直方向上下移动的预成型上模以及设置预成型下模与预成型上模之间并用于切断料带的切料组件；

所述预成型下模包括设置在工作台上的预成型下模座、设置在所述预成型下模座上的下预成型板以及嵌设在所述下预成型板内的下预成型块，所述预成型上模包括相对设置在所述下预成型板上方的上预成型板、嵌设在所述上预成型板内且与下预成型块对应的上预成型块以及设置在上预成型板上且能够带动上预成型板靠近或远离下预成型板的预成型上模座，当所述预成型上模与预成型下模合模后，所述下预成型块与上预成型块之间形成有与流道轮廓适配的预成型腔；所述下预成型板上对应于切料组件的位置处形成有一下安装槽，所述上预成型板上对应于所述切料组件的位置处形成有一上安装槽；所述切料组件包括一安装至所述下安装槽的下刀以及安装在所述上安装槽内并与下刀配合切料的上刀，所述下刀和上刀在水平面上的投影呈错位平行设置，所述下刀具有一面向所述上刀方向的第一剪切面，所述上刀具有面向所述第一剪切面且与所述第一剪切面错位设置的第二剪切面，所述第一剪切面与所述下预成型板的上表面位于同一水平位；

所述下预成型板上对应所述下预成型块的外围设置有多个第一定位凸块，所述第一定位凸块分设在除前处理机构与送料机构的出料口衔接的一侧之外的其他三侧，用于限定料带在输送过程中的长度及左右位置；

所述下预成型板上对应下预成型块与第一定位凸块之间的位置处环设有绕下预成型块一圈设置的第一压边凹槽，所述上预成型板上对应第一压边凹槽的位置处设置有一与第一压边凹槽配合的第一压边凸环，预成型下模与预成型下模合模时，第一压边凸环与第一压边凹槽能够配合在板材的周围形成一圈压边圈，用于防止板材起皱；

所述成型机构包括设置在工作台上的成型下模以及相对设置在成型下模上方且能够沿竖直方向上下移动的成型上模；

所述成型下模包括设置在工作台上的成型下模座、设置在所述成型下模座上的下成型板以及嵌设在所述下成型板内的下成型块，所述成型上模包括相对设置在所述下成型板上方的上成型板、嵌设在所述上成型板内且与下成型块对应的上成型块以及设置在上成型板上且能够带动上成型板靠近或远离下成型板的成型上模座，当所述成型上模与成型下模合模后，所述下成型块与上成型块之间形成有一成型腔；

所述下成型板上对应所述下成型块的外围设置有多个第二定位凸块，所述第二定位凸块环绕所述下成型块设置，上成型板上对应第二定位凸块的位置处均设置有与第二定位凸块配合第二配合槽，在上成型板与下成型板合模后，第二定位凸块能够容纳至第二配合槽内；

所述下成型板上对应下成型块与第二定位凸块之间的位置处环设有绕下成型块一圈设置的第二压边凹槽，所述上成型板上对应第二压边凹槽的位置处设置有一与第二压边凹槽配合的第二压边凸环，所述第二压边凸环用于对所述压边圈进行让位并巩固压边圈的冲压效果；

所述后处理机构包括设置在工作台上的冲压下模、相对设置在冲压下模上方且能够沿竖直方向上下移动的冲压上模；

所述冲压下模包括设置在工作台上的冲压下模座、设置在冲压下模座上的下冲压板以及设置所述下冲压板上的下冲压组件，所述冲压上模包括相对设置在所述下冲压板上方的上冲压板、设置在所述上冲压板与下冲压板相对一侧且与下冲压组件配合的上冲压组件以及设置在上冲压板上且能够带动上冲压板靠近或远离下冲压板的冲压上模座；

所述上冲压组件嵌设在所述上冲压板内，所述上冲压组件朝向下冲压组件一侧的表面距离下冲压组件的水平高度高于所述上冲压板朝向下冲压组件一侧的表面距离下冲压组件的水平高度使得所述上冲压板内对应上冲压组件的位置处形成有一冲压槽，当所述冲压上模与冲压下模合模后，所述下冲压组件能够与所述冲压槽配合对板材进行修边并与上冲压组件配合冲孔；

所述下冲压板上对应下冲压组件的外围设置有多个第三定位凸块，所述第三定位凸块环绕所述下冲压组件设置，所述第三定位凸块用于限制板材的放置区域，所述上冲压板上对应第三定位凸块的位置处均设置有与第三定位凸块配合第三配合槽，上冲压板与下冲压板合模后，第三定位凸块能够容纳至第三配合槽内；

所述下冲压板上对应下冲压组件与第三定位凸块之间的位置处环设有绕下冲压组件一圈设置的第三压边凹槽，所述第三压边凹槽用于对形成于板材上的压边圈进行让位并压紧所述压边圈。

2.根据权利要求1所述的燃料电池金属极板连续冲压装置，其特征在于，所述送料机构包括设置在所述工作台上且对应于前处理机构一侧的自动送料组件和与自动送料组件衔接的料架，所述自动送料组件具有一与所述前处理机构的冲压面位于同一水平位的出料口以及位于所述出料口相对一侧的进料口，所述料架设置在所述进料口一侧且料架上卷绕有成型金属极板的料带，所述料带的自由端支撑并穿入所述进料口后由所述出料口自动出料至前处理机构；

所述自动送料组件包括设置在工作台上且对应于前处理机构一侧的机箱、设置在机箱外且对应于料架一侧的支撑辊轴组、设置在机箱内的送料辊轴组以及驱动送料辊轴组转动的驱动电机，所述出料口设置在机箱上且对应于前处理机构的一侧，所述进料口设置在机箱上对应于背向出料口的一侧；

所述支撑辊轴组包括相对设置在机箱外壁上的第一支架和第二支架、转动设置在第一支架与第二支架之间的多个支撑轴以及转动设置在第一支架与第二支架之间且对应于支撑轴上方的压料轴，多个支撑轴相互平行设置且间隔设置第一支架和第二支架之间；

所述送料辊轴组包括沿上下方向平行设置的主传送轴和从传送轴以及同轴设置在主传送轴一端的主传送齿轮和同轴设置在从传送轴一端且与主传送齿轮啮合的从传送齿轮。

3.根据权利要求1所述的燃料电池金属极板连续冲压装置，其特征在于，所述上冲压组件包括嵌设在所述上冲压板内的安装板、嵌设在所述安装板内的进出口冲头组和气孔冲针组以及埋设在所述安装板内且与气孔冲针组配合调节气孔冲针组的伸出与缩回的冲针切换结构，所述安装板朝向下冲压组件一侧的表面距离下冲压组件的水平高度高于所述上冲压板朝向下冲压组件一侧的表面距离下冲压组件的水平高度使得所述上冲压板内对应上冲压组件的位置处形成所述冲压槽，所述进出口冲头组朝向下冲压组件一侧的表面向下凸伸出所述安装板对应侧的表面且所述进出口冲头组的朝向下冲压组件一侧的表面与所述上冲压板的下表面位于同一水平位；

所述下冲压组件包括嵌设在所述下冲压板内的支撑板、设置在所述支撑板内且与所述进出口冲头组对应的第一让位槽和与所述气孔冲针组对应的第二让位槽，当所述冲压上模与冲压下模合模时，所述进出口冲头组对应伸入所述第一让位槽内以及所述气孔冲针组对应伸入所述第二让位槽内。

4.根据权利要求3所述的燃料电池金属极板连续冲压装置，其特征在于，所述上冲压板上对应所述冲针切换结构的位置处设置有一沿竖直方向贯通所述上冲压板的第一浮动槽以及自所述第一浮动槽的顶部沿水平方向连通所述上冲压板的侧面的滑动槽，所述安装板上对应气孔冲针组的位置处设置有一沿竖直方向贯通所述安装板的第二浮动槽，所述第二浮动槽的尺寸小于所述第一浮动槽的尺寸使安装板的上表面具有一露于第二浮动槽的支撑平面，所述冲针切换结构设置在所述第一浮动槽及滑动槽内且冲针切换结构的底部支撑于所述支撑平面上，所述气孔冲针组穿设在所述第二浮动槽内且气孔冲针组的顶部向上伸入所述第一浮动槽并与冲针切换结构连接；

所述冲针切换结构包括浮动设置在所述第一浮动槽内的浮动座、压接在浮动座与支撑平面之间的浮动弹簧以及从外至内穿入所述滑动槽并与所述浮动座的顶部活动接触的插销，所述浮动座的底部与所述支撑平面活动接触，所述气孔冲针组穿入所述第一浮动槽与所述浮动座连接。

5.根据权利要求1所述的燃料电池金属极板连续冲压装置，其特征在于，所述多工位传送机构包括立设在工作台上的安装座、沿竖直方向滑动设置在安装座上的竖向滑台、沿平行于前处理机构、成型机构和后处理机构的布置方向设置在所述竖向滑台上的水平滑台、沿水平方向滑动设置在所述水平滑台上且与所述前处理机构、成型机构和后处理机构一一对应的多个机械手以及驱动所述竖向滑台和机械手动作的多轴驱动模组。

6.一种燃料电池金属极板连续冲压方法，其特征在于，用于采用如权利要求1-5任一项所述的燃料电池金属极板连续冲压装置同步对三片不同板材执行不同冲压工序，包括以下步骤：

将料带从送料机构中拉出，再将料带的末端穿过送料机构定位并支撑于前处理机构的下预成型板上；

控制伺服压机同步下压前处理机构、成型机构及后处理机构的上模，当预成型上模与预成型下模合模，切断料带得到成型金属极板的第一片板材并在第一片板材上预成型流道压痕，当成型上模与成型下模合模，成型上模下压加深第二片板材的预成型流道压痕形成流道，当冲压上模与冲压下模合模，冲压上模下压对第三片板材进行修边及冲孔得到金属极板；

控制伺服压机驱动前处理机构、成型机构和后处理机构的上模上行，并控制多工位传送机构将第一片板材、第二片板材及第三片板材同步移送至对应的下一冲压工序，并重复执行切断料带、预成型流道压痕、成型流道及修边和冲孔过程以实现金属极板的连续冲压。