CN210272558U - 燃料电池电堆自动组装生产线 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种燃料电池电堆自动组装生产线，燃料电池电堆自动组装生产线包括：部品上料设备、双极板气密性检查设备、膜电极气密性检查设备、电堆组装和焊接组装设备、电堆气密性检查设备、自动下料设备。本申请解决了现有的对燃料电池电堆的合成组装流程中，费时费力，组装的效率较低的问题。

Description

燃料电池电堆自动组装生产线
技术领域
本申请涉及工业制造技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池电堆自动组装生产线。
背景技术
燃料电池作为一种清洁能源，近年来越来越受到人们的重视。在实际的应用中，燃料电池并不是单个电池使用的，而通常是以燃料电池电堆的形式使用的。燃料电池电堆包括双极板、膜电极、集流板和端板，双极板和膜电极构成一个单电池，多个单电池叠加再与集流板和端板构成燃料电池电堆。对于燃料电池电堆的组成，需要通过合成组装得到，燃料电池电堆的合成组装流程主要包括：上料、双极板气密性检查、膜电极气密性检查、组装、电堆气密性检查。现有的对燃料电池电堆的合成组装流程中，从双极板气密性检查开始基本上都是人工操作，费时费力，组装的效率较低
实用新型内容
本申请的主要目的在于提供一种燃料电池电堆自动组装生产线，以解决现有的对燃料电池电堆的合成组装流程中，费时费力，组装的效率较低的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种燃料电池电堆自动组装生产线。
根据本申请的燃料电池电堆自动组装生产线包括：部品上料设备、双极板气密性检查设备、膜电极气密性检查设备、电堆组装和焊接组装设备、电堆气密性检查设备、自动下料设备；
燃料电池电堆的组成部品先通过部品上料设备输送到可以抓取的位置，其中组成部品中的双极板和膜电极通过上料设备先输送到双极板气密性检查设备和膜电极气密性检查设备，通过气密性检查设备检查后，输送到可以抓取的位置；电堆组装和焊接组装设备从可以抓取的位置抓取所有的组成部品，所有的组成部品经过电堆组装和焊接组装设备后得到燃料电池电堆；燃料电池电堆再经过电堆气密性检查设备进行气密性检查，检查后自动下料设备对燃料电池电堆完成下料。
进一步的，所述部品上料设备包括前置部品上料流水线、膜电极上料机、双极板上料机、后置部品上料流水线；
前置部品上料流水线用于输送进气端板和第一集流板；
膜电极上料机用于输送膜电极；
双极板上料机用于输送双极板；
后置部品上料流水线用于输送第二集流板、弹簧端板、弹簧、弹簧盖板。
进一步的，所述膜电极上料机、双极板上料机位于前置部品上料流水线和后置部品上料流水线之间。
进一步的，所述设备还包括用于收集不合格部品的收板机，所述不合格部品为气密性检查不合格的部品。
进一步的，所述电堆组装和焊接组装设备包括带地轨的机械手。
进一步的，所述自动下料设备包括下料机械手。
进一步的，所述带地轨的机械手为带地轨的六轴机械手。
进一步的，所述生产线包括多个前置部品上料流水线和多个后置部品上料流水线：
多个前置部品上料流水线位于地轨的两侧，多个后置部品上料流水线位于地轨的两侧。
进一步的，所述生产线包括至少一个膜电极上料机和至少一个双极板上料机：
所述膜电极上料机和双极板上料机位于地轨两侧。
进一步的，所述生产线还包括用于监控自动组装流程的视频监控设备。
在本申请实施例中，燃料电池电堆自动组装生产线中，燃料电池电堆的组成部品先通过部品上料设备输送到可以抓取的位置，其中组成部品中的双极板和膜电极通过上料设备先输送到双极板气密性检查设备和膜电极气密性检查设备，通过气密性检查设备检查后，输送到可以抓取的位置；电堆组装和焊接组装设备从可以抓取的位置抓取所有的组成部品，所有的组成部品经过电堆组装和焊接组装设备后得到燃料电池电堆；燃料电池电堆再经过电堆气密性检查设备进行气密性检查，检查后自动下料设备对燃料电池电堆完成下料。可以看到整个组装过程为全自动化的处理，无需人工干预，提高了燃料电池电堆组装的效率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例的一种燃料电池电堆自动组装生产线的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，本申请涉及一种燃料电池电堆自动组装生产线，该燃料电池电堆自动组装生产线包括：部品上料设备、双极板气密性检查设备2、膜电极气密性检查设备3、电堆组装和焊接组装设备4、电堆气密性检查设备5、自动下料设备6。
图1中生产线的产品流向是从左向右，结合图1中的燃料电池电堆的结构示意图，对燃料电池电堆的组装流程进行说明，具体的过程为：燃料电池电堆的组成部品先通过部品上料设备输送到可以抓取的位置，其中组成部品中的双极板和膜电极通过上料设备先输送到双极板气密性检查设备2和膜电极气密性检查设备3，通过气密性检查设备检查后，输送到可以抓取的位置；电堆组装和焊接组装设备4从可以抓取的位置抓取所有的组成部品，所有的组成部品经过电堆组装和焊接组装设备4后得到燃料电池电堆；燃料电池电堆再经过电堆气密性检查设备5进行气密性检查，检查后自动下料设备6对燃料电池电堆完成下料。
技术效果分析：本实施例中，燃料电池电堆的组装过程中，从燃料电池电堆的上料到部品的气密性检查再到部品的组装焊接再到燃料电池电堆的气密性检查等整个流程都是自动化实现的，不需要人工的干预，相比于现有的需要人工干预的燃料电池电堆的组装速度更快，而且需要进行气密性检查的也通过自动化的检查设备进行了自动检查，保证了组装的燃料电池电堆的质量。因此，本实施例中的燃料电池电堆自动组装生产线的组装效率更高。
进一步的，如图1所示，部品上料设备包括前置部品上料流水线11、膜电极上料机12、双极板上料机13、后置部品上料流水线14；
其中前置部品上料流水线11用于输送进气端板和第一集流板；
膜电极上料机12用于输送膜电极；
双极板上料机13用于输送双极板；
后置部品上料流水线14用于输送第二集流板、弹簧端板、弹簧、弹簧盖板。
技术效果分析：本实施例中部品上料设备分为部品上料流水线和部品上料机两种，选择两种部品上料设备是根据所需要的部品的数量决定的，数量需求大的部品通过部品上料机输送，数量需求小的部品通过部品上料流水线输送。燃料电池电堆是由多节燃料电池组装成的，每个燃料电池电堆需要的进气端板、集流板、弹簧端板、弹簧、弹簧盖板的数量少于膜电极和双极板的数量，而且膜电极和双极板还需要进行气密性检查，不合格的也不能进行组装，因此对膜电极和双极板的数量需求更大。
进一步的，如图1所示，膜电极上料机12、双极板上料机13位于前置部品上料流水线11和后置部品上料流水线14之间。
进一步的，如图1所示，设备还包括用于收集不合格部品的收板机7，不合格部品为气密性检查不合格的部品。
膜电极通过膜电极气密性检查设备3进行气密性检查后，如果合格，被放置到准备区；如果不合格则被放置到NG区(不合格区)8或者通过收板机7进行收集处理；
双极板通过双极板气密性检查设备2进行气密性检查后，如果合格，被放置到准备区；如果不合格则被放置到NG区8或者通过收板机7进行收集处理。
另外，需要说明的，在实际的应用中，双极板气密性检查设备2可以是任意的一种现有的双极板自动化气密性检查设备(比如燃料电池双极板测漏仪等)；膜电极气密性检查设备3可以是任意的一种现有的膜电极自动化气密性检查设备(燃料电池膜电极检漏仪等)。
进一步的，如图1所示，电堆组装和焊接组装设备4包括带地轨的机械手41。
带地轨的机械手41是为了能够更方便灵活的抓取位于不同位置的燃料电池电堆的组成部品。电堆组装和焊接组装设备4的工作原理为：带地轨的机械手41将准备区中的气密性检查合格的双极板、膜电极以及由部品上料设备获取的其他部品(进气端板、第一集流板、第二集流板、弹簧端板、弹簧、弹簧盖板)按照预设的组装顺序以及不同的节数要求(节数是指组成燃料电池电堆的燃料电池的节数，不同的规格的燃料电池电堆对应的节数可能是不同的)进行叠片组装，得到堆叠电堆；然后根据预设的操作程序对堆叠好的电堆进行压合、捆绑、焊接(在焊接时需要利用绑带)，最终得到燃料电池电堆。
进一步的，如图1所示，自动下料设备6包括下料机械手。
下料机械手可以更灵活方便的对经过电堆气密性检查设备5的燃料电池电堆进行下料，具体的，下料时会根据检查的结果进行区别操作：对于气密性检查合格的燃料电池电堆，通过下料机械手放置到电堆暂存区；对于气密性检查不合格的燃料电池电堆，通过下料机械手放置到电堆维修区。
另外，对于气密性检查合格的燃料电池电堆还会为其自动贴标签，贴完标签后再被放置到电堆暂存区。具体的贴标签是由标签粘贴设备9完成的。
进一步的，带地轨的机械手41为带地轨的六轴机械手。
六轴机械手比四轴机械手多两个关节，因此有更多的“行动自由度”。六轴机械手的第一个关节能像四轴机械手一样在水平面自由旋转，后两个关节能在垂直平面移动。此外，六轴机械手有一个“手臂”，两个“腕”关节，这让它具有人类的手臂和手腕类似的能力。
技术效果：1)六轴机械手响应时间短，动作迅速，速度快，机器人在运转过程中不停顿，不休息，可以提高自动化生产效率。2)六轴机械手精确度高，质量受影响较小，因此保证了产品的质量。
进一步的，如图1所示，所述生产线包括多个前置部品上料流水线11和多个后置部品上料流水线14：多个前置部品上料流水线11位于地轨的两侧，多个后置部品上料流水线14位于地轨的两侧。
每一种部品需要一条或者多条部品上料流水线，将多个部品上料流水线放置在地轨两侧是为了缩短机械手抓取部品的距离，提高抓取的速度和精度。
进一步的，如图1所示，生产线包括至少一个膜电极上料机12和至少一个双极板上料机13：膜电极上料机12和双极板上料机13位于地轨两侧。
膜电极上料机12和双极板上料机13位于地轨两侧也是为了缩短机械手抓取部品的距离，提高抓取的速度和精度。
进一步的，生产线还包括用于监控自动组装流程的视频监控设备。
本实施例中的视频监控设备是为了实现对燃料电池电堆自动组装生产线工作流程的实时监控，当生产线出现异常时，可以及时的发现，并且也可以追溯异常的原因等。视频监控设备通过网络将实时的监控数据发送给监控中心，管理人员可以通过监控中心对生产线进行监督管理。具体的视频监控设备可以为一个或多个，视频监控设备的位置根据实际情况进行放置。本实施例对视频监控设备的位置不做限制。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，包括：部品上料设备、双极板气密性检查设备、膜电极气密性检查设备、电堆组装和焊接组装设备、电堆气密性检查设备、自动下料设备；
燃料电池电堆的组成部品先通过部品上料设备输送到可以抓取的位置，其中组成部品中的双极板和膜电极通过上料设备先输送到双极板气密性检查设备和膜电极气密性检查设备，通过气密性检查设备检查后，输送到可以抓取的位置；电堆组装和焊接组装设备从可以抓取的位置抓取所有的组成部品，所有的组成部品经过电堆组装和焊接组装设备后得到燃料电池电堆；燃料电池电堆再经过电堆气密性检查设备进行气密性检查，检查后自动下料设备对燃料电池电堆完成下料。
2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，所述部品上料设备包括前置部品上料流水线、膜电极上料机、双极板上料机、后置部品上料流水线；
前置部品上料流水线用于输送进气端板和第一集流板；
膜电极上料机用于输送膜电极；
双极板上料机用于输送双极板；
后置部品上料流水线用于输送第二集流板、弹簧端板、弹簧、弹簧盖板。
3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，所述膜电极上料机、双极板上料机位于前置部品上料流水线和后置部品上料流水线之间。
4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，所述设备还包括用于收集不合格部品的收板机，所述不合格部品为气密性检查不合格的部品。
5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，所述电堆组装和焊接组装设备包括带地轨的机械手。
6.根据权利要求1所述的燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，所述自动下料设备包括下料机械手。
7.根据权利要求5所述的燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，所述带地轨的机械手为带地轨的六轴机械手。
8.根据权利要求1所述的燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，所述生产线包括多个前置部品上料流水线和多个后置部品上料流水线：
多个前置部品上料流水线位于地轨的两侧，多个后置部品上料流水线位于地轨的两侧。
9.根据权利要求1所述的燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，所述生产线包括至少一个膜电极上料机和至少一个双极板上料机：
所述膜电极上料机和双极板上料机位于地轨两侧。
10.根据权利要求1所述的燃料电池电堆自动组装生产线，其特征在于，所述生产线还包括用于监控自动组装流程的视频监控设备。
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