CN210558443U - 氢燃料电池ccm膜电极的连续制片供料系统 - Google Patents
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Abstract
一种氢燃料电池CCM膜电极的连续制片供料系统,包括CCM膜电极放卷机构、CCM底膜收卷机构、底膜分离辊和分切机构;在控制电路的控制下,CCM膜电极放卷机构与CCM底膜收卷机构以相同速度或以CCM底膜收卷机构的收卷速度略大于CCM卷料放卷机构的放卷速度驱动带底膜的CCM膜电极向一个方向移动;底膜分离辊介于CCM膜电极放卷机构与CCM底膜收卷机构之间,用于分离CCM膜电极上的底膜;分切机构位于底膜分离辊之后,用于将分离出来的无底膜的CCM膜电极进行分切。本实用新型可以基本实现CCM薄膜0张力状态下的分切制片,不会出现CCM膜电极被异常拉伸变形,影响CCM电极膜的工艺尺寸及性能要求的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及氢燃料电池领域,尤其是一种氢燃料电池CCM膜电极的连续制片供料方法及系统。
背景技术
氢燃料电池是一种把氢燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置。由于氢燃料电池是通过电化学反应把氢燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高;另外,氢燃料电池用氢燃料和氧气作为原料;同时没有机械传动部件,故没有噪声污染,排放出的水对环境没有污染。从保护生态环境的角度来看,氢燃料电池是最有发展前途的发电技术。
膜电极组件,即MEA(Membrane Electrode Assemblies)是氢燃料电池的核心组件,它是由氢燃料电池的CCM膜电极,以及位于CCM膜电极两侧的气体扩散层组合而成的。为了保证CCM膜电极的定位准确,生产中,一般要对CCM膜电极进行模切后,并与PET膜复合,最后与气体扩散层(GDL)复合,制成完整的膜电极组件。
现有技术中,对氢燃料电池CCM膜电极的制片,其牵引动力一般采用磁力辊,配合放卷驱动机构来牵引气CCM膜电极,由于CCM膜电极非常薄,磁力辊的牵引力难以满足CCM电极膜的极小张力要求,常会导致CCM膜电极被异常拉伸变形,影响CCM电极膜的工艺尺寸及性能要求。
实用新型内容
为了解决上述问题,本实用新型向社会提供一种可实现CCM膜电极在极小,甚至为0张力状态下制片的氢燃料电池CCM膜电极的连续制片供料方法及系统。
本实用新型的技术方案是:提供一种氢燃料电池CCM膜电极的制片供料方法,适合于对带有底膜CCM膜电极的供料,包括如下步骤,
S1、CCM膜电极放卷机构与CCM底膜收卷机构以相同均匀速度驱动带底膜的CCM膜电极向一个方向移动;
S2、CCM膜电极的底膜在位于CCM膜电极放卷机构与CCM底膜收卷机构之间的底膜分离辊处被分离;分离出来的底膜进入CCM底膜收卷机构,分离出来的无底膜CCM膜电极进入分切机构;
S3、分切机构包括固定吸附板、吸附移料机构、切断机构和吸附接料机构,分离出来的无底膜CCM膜电极首先被固定吸附板吸住,然后,吸附移料机构下行,固定吸附板将被吸附的CCM膜电极转移至吸附移料机构上,吸附移料机构离开固定吸附板;
S4、吸附移料机构带着CCM膜电极以与CCM底膜收卷机构的收卷速度相同,或略小于CCM底膜收卷机构的收卷速度前行向吸附接料机构上方移动;
S5、吸附移料机构带着CCM膜电极到达吸附接料机构上方预定位置后,吸附移料机构下行,并将CCM膜电极压在吸附接料机构,同时,吸附移料机构上的定位件将CCM膜电极前端压住;
S6、位于吸附接料机构与固定吸附板之间的切刀上行,将CCM膜电极分切,被分切出来的CCM膜电极单元被转移至吸附接料机构;
S7、吸附接料机构将CCM膜电极单元转移至下一工序。
作为对本实用新型的改进,本实用新型还包括S8、还包括模切步骤,吸附接料机构将CCM膜电极单元转移至模切机构的下方,模切机构将CCM膜电极单元模切成更小的CCM膜电极基本单元。
作为对本实用新型的改进,本实用新型还包括校正步骤,S9、吸附接料机构带着CCM膜电极基本单元穿过模切机构,吸附接料机构上的CCM膜电极基本单元被下料搬运机构每次一个地移动到UVW纠偏平台上,位于UVW纠偏平台上方的纠偏检测数字相机对CCM膜电极基本单元拍照,所述纠偏检测数字相机对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,将偏移量反馈给控制电路,控制电路根据偏移量的值控制UVW纠偏平台动作或不动作;或所述纠偏检测数字相机将照片反馈给控制电路,由控制电路对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,控制电路根据偏移量的值控制UVW纠偏平台动作或不动作。如果CCM膜电极基本单元不需要纠偏,则UVW纠偏平台不动作,否则,根据情况UVW纠偏平台动作或xy平面内移动,或旋转角度;也可以是即xy平面内移动,又旋转角度,达到校正CCM膜电极基本单元的目的。
作为对本实用新型的改进,本实用新型还包括移料步骤,S10、下料搬运机构从UVW纠偏平台上将校正后的CCM膜电极基本单元吸附起来,并移送至下一工序。
本实用新型还提供一种氢燃料电池CCM膜电极的制片供料系统,包括CCM膜电极放卷机构、CCM底膜收卷机构、底膜分离辊和分切机构;在控制电路的控制下,所述CCM膜电极放卷机构与所述CCM底膜收卷机构以相同速度或以CCM底膜收卷机构的收卷速度略大于CCM卷料放卷机构的放卷速度驱动带底膜的CCM膜电极向一个方向移动;
所述底膜分离辊介于CCM膜电极放卷机构与所述CCM底膜收卷机构之间,用于分离CCM膜电极上的底膜;
所述分切机构位于所述底膜分离辊之后,用于将分离出来的无底膜CCM膜电极进行分切。
作为对本实用新型的改进,所述分切机构包括固定吸附板、吸附移料机构、切断机构和吸附接料机构,所述固定吸附板、切断机构和吸附接料机构依次邻接,所述吸附移料机构可移动设于所述固定吸附板上方;被分离出来的无底膜CCM膜电极首先被固定吸附板吸住,吸附移料机构下行,固定吸附板将被吸附的无底膜CCM膜电极转移至吸附移料机构上,吸附移料机构离开固定吸附板;吸附移料机构带着无底膜CCM膜电极以与CCM底膜收卷机构的收卷速度相同,或略小于CCM底膜收卷机构的收卷速度前行向吸附接料机构上方移动;吸附移料机构带着无底膜CCM膜电极到达吸附接料机构上方预定位置后,吸附移料机构下行,并将无底膜CCM膜电极压在吸附接料机构上,吸附移料机构上的定位件将无底膜CCM膜电极前端压住;位于吸附接料机构与固定吸附板之间的切刀上行,将无底膜CCM膜电极分切成CCM膜电极单元,并被转移至吸附接料机构上。
作为对本实用新型的改进,本实用新型还包括模切机构,所述吸附接料机构在直线驱动机构的带动下,将CCM膜电极单元移动至模切机构的下方,所述模切机构将CCM膜电极单元模切成更小的CCM膜电极基本单元。
作为对本实用新型的改进,在所述模切机构之后设有校正机构,所述校正机构包括下料搬运机构、UVW纠偏平台和纠偏检测数字相机,所述吸附接料机构带着CCM膜电极基本单元穿过模切机构,所述下料搬运机构吸附位于所述吸附接料机构上的CCM膜电极基本单元,移动到UVW纠偏平台上,位于UVW纠偏平台上方的纠偏检测数字相机对CCM膜电极基本单元进行拍照,所述纠偏检测数字相机对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,将偏移量反馈给控制电路,控制电路根据偏移量的值控制UVW纠偏平台动作或不动作;或所述纠偏检测数字相机将照片反馈给控制电路,由控制电路对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,控制电路根据偏移量的值控制UVW纠偏平台动作或不动作。
作为对本实用新型的改进,所述下料搬运机构包括下料搬运直线驱动机构和下料搬运吸附机构,所述下料搬运吸附机构在所述下料搬运直线驱动机构的驱动下作往复运动。
作为对本实用新型的改进,所述吸附移料机构包括吸附移料直线驱动机构和移动吸附装置,所述移动吸附装置在所述吸附移料直线驱动机构的驱动下作往复运动。
本实用新型由于采用了CCM卷料放卷机构放卷驱动的伺服电机与CCM底膜收卷机构收卷驱动的伺服电机匹配控制,实现卷对卷之间底膜带料以速度V匀速传动,则贴附在底膜上从放卷机构到底膜分离辊之间的CCM膜是同步匀速移动;底膜分离辊至分切机构间的CCM膜则由吸附移料机构的伺服电机,以等于或略小于V的速度向前移送CCM膜,实现送料过程中CCM膜张力趋近于0;可以基本实现CCM薄膜0张力状态下的分切制片,不会出现CCM膜电极被异常拉伸变形,影响CCM电极膜的工艺尺寸及性能要求的问题。
附图说明
图1是本实用新型方法的流程方框示意图。
图2是本实用新型系统的一种实施例的原理结构示意图。
图3是图2所示实施例的实物结构示意图。
图4是图3所示实施例另一视角的结构示意图。
具体实施方式
请参见图1,图1揭示的是一种氢燃料电池CCM膜电极的制片供料方法,适合于对带有底膜的CCM膜电极的供料,包括如下步骤,
S1、CCM膜电极放卷机构与CCM底膜收卷机构以相同均匀速度驱动带底膜的CCM膜电极向一个方向移动,保证CCM膜电极的张力趋近于0;
S2、CCM膜电极的底膜在位于CCM膜电极放卷机构与CCM底膜收卷机构之间的底膜分离辊处被分离;分离出来的底膜进入CCM底膜收卷机构,分离出来的无底膜CCM膜电极进入分切机构;
S3、分切机构包括固定吸附板、吸附移料机构、切断机构和吸附接料机构,分离出来的无底膜CCM膜电极首先被固定吸附板吸住,然后,吸附移料机构下行,固定吸附板将被吸附的CCM膜电极转移至吸附移料机构上,吸附移料机构离开固定吸附板;
S4、吸附移料机构带着CCM膜电极以与CCM底膜收卷机构的收卷速度相同,或略小于CCM底膜收卷机构的收卷速度前行向吸附接料机构上方移动;
S5、吸附移料机构带着CCM膜电极到达吸附接料机构上方预定位置后,吸附移料机构下行,并将CCM膜电极压在吸附接料机构,同时,吸附移料机构上的定位件将CCM膜电极前端压住;
S6、位于吸附接料机构与固定吸附板之间的切刀上行,将CCM膜电极分切,被分切出来的CCM膜电极单元被转移至吸附接料机构;
S7、吸附接料机构将CCM膜电极单元转移至下一工序。
优选的,本实用新型还包括S8、还包括模切步骤,吸附接料机构将CCM膜电极单元转移至模切机构的下方,模切机构将CCM膜电极单元模切成更小的CCM膜电极基本单元。
优选的,本实用新型还包括校正步骤,S9、吸附接料机构带着CCM膜电极基本单元穿过模切机构,吸附接料机构上的CCM膜电极基本单元被下料搬运机构每次一个地移动到UVW纠偏平台上,位于UVW纠偏平台上方的纠偏检测数字相机对CCM膜电极基本单元拍照,所述纠偏检测数字相机对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,将偏移量反馈给控制电路,控制电路根据偏移量的值控制UVW纠偏平台动作或不动作;或所述纠偏检测数字相机将照片反馈给控制电路,由控制电路对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,控制电路根据偏移量的值控制UVW纠偏平台动作或不动作。如果CCM膜电极基本单元不需要纠偏,则UVW纠偏平台不动作,否则,根据情况UVW纠偏平台动作或xy平面内移动,或旋转角度;也可以是即xy平面内移动,又旋转角度,达到校正CCM膜电极基本单元的目的。
优选的,本实用新型还包括移料步骤,S10、下料搬运机构从UVW纠偏平台上将校正后的CCM膜电极基本单元吸附起来,并移送至下一工序。
请参见图2至图4,图2至图4揭示的是一种氢燃料电池CCM膜电极的制片供料系统,包括CCM膜电极放卷机构1、CCM底膜收卷机构2、底膜分离辊3和分切机构4;在控制电路7的控制下,所述CCM膜电极放卷机构1与所述CCM底膜收卷机构2以相同均匀速度驱动带底膜CCM膜电极11向一个方向移动,保证CCM膜电极的张力在趋近于0的情况下移动;在所述CCM底膜收卷机构2与底膜分离辊3之间设有张力辊21,在所述CCM膜电极放卷机构1与底膜分离辊3之间设有过辊和纠编机构14;
所述底膜分离辊3介于CCM膜电极放卷机构1与所述CCM底膜收卷机构2之间,用于分离CCM膜电极上的底膜13;
所述分切机构4位于所述底膜分离辊3之后,用于将分离出来的无底膜CCM膜电极12进行分切。
优选的,所述分切机构4包括固定吸附板41、吸附移料机构42、切断机构43和吸附接料机构44,所述固定吸附板41、切断机构43和吸附接料机构44依次邻接,所述吸附移料机构42可移动设于所述固定吸附板41上方;被分离出来的无底膜CCM膜电极12首先被固定吸附板41吸住,吸附移料机构42下行,固定吸附板41将被吸附的无底膜CCM膜电极12转移至吸附移料机构42上(具体做法是关闭固定吸附板41的负压源,使固定吸附板41变为常压,打开吸附移料机构42的负压源,使吸附移料机构42吸住无底膜CCM膜电极12),吸附移料机构42上行离开固定吸附板41;吸附移料机构42带着无底膜CCM膜电极12以与CCM底膜收卷机构2的收卷速度相同,或略小于CCM底膜收卷机构2的收卷速度前行,向吸附接料机构44上方移动;吸附移料机构42带着无底膜CCM膜电极12到达吸附接料机构44上方预定位置后(图1中虚线位置),吸附移料机构42下行,并将无底膜CCM膜电极12压在吸附接料机构44上,同时,吸附移料机构42上的定位件421将无底膜CCM膜电极12前端压住;位于吸附接料机构44与固定吸附板41之间的切断机构43(本实施例中切断机构43采用的是切刀)上行,将无底膜CCM膜电极12分切成CCM膜电极单元,并被转移至吸附接料机构44上。
优选的,本实用新型还包括模切机构5,所述吸附接料机构44在直线驱动机构的带动下,将CCM膜电极单元移动至模切机构5的下方,所述模切机构5将CCM膜电极单元模切成更小的CCM膜电极基本单元,所谓CCM膜电极基本单元就是由一片大的CCM膜电极单元被切出的两片以上的更小的CCM膜电极基本单元,本实施例中,是一次切出三片CCM膜电极基本单元。本实施例中的模切机构5是现有技术中的刀模模切机构,为现有技术,在这里不再赘述。
优选的,在所述模切机构5之后设有校正机构6,所述校正机构6包括下料搬运机构61、UVW纠偏平台62和纠偏检测数字相机63,所述吸附接料机构44带着CCM膜电极基本单元穿过模切机构5,所述下料搬运机构61吸附位于所述吸附接料机构44上的CCM膜电极基本单元,移动到UVW纠偏平台62上,位于UVW纠偏平台62上方的纠偏检测数字相机63对CCM膜电极基本单元进行拍照,所述纠偏检测数字相机63对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,将偏移量反馈给控制电路7,控制电路7根据偏移量的值控制UVW纠偏平台62动作或不动作;或所述纠偏检测数字相机63将照片反馈给控制电路7,由控制电路7对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,控制电路7根据偏移量的值控制UVW纠偏平台(62)动作或不动作(本实施例中的控制电路可以PLC)。如果CCM膜电极基本单元不需要纠偏,则UVW纠偏平台62不动作,否则,根据情况UVW纠偏平台62动作或xy平面内移动,或旋转角度;也可以是即xy平面内移动,又旋转角度,达到校正CCM膜电极基本单元的目的。
优选的,所述下料搬运机构61包括下料搬运直线驱动机构611和下料搬运吸附机构612,所述下料搬运吸附机构612在所述下料搬运直线驱动机构611的驱动下作往复运动,本实施例中的直线驱动机构611可以是第一丝杆螺母结构和第一直线导轨副6111构成,在第一丝杆螺母结构驱动下料搬运吸附机构612在第一直线导轨6111上往复移动,所述下料搬运吸附机构612包括第一安装板6121,所述第一安装板6121通过第一滑块与第一直线导轨副6111的连接,在所述第一安装板6121上设有第一吸附驱动气缸6122,在第一吸附驱动气缸6122的顶杆下端设有第一吸附板6123,第一吸附板6123与负压源连接,用于吸附CCM膜电极基本单元,每次吸附一张CCM膜电极基本单元送到UVW纠偏平台62校正,然后退回原位,准备吸附下一张CCM膜电极基本单元。
优选的,所述吸附移料机构42包括吸附移料直线驱动机构423和移动吸附装置422,所述移动吸附装置422在所述吸附移料直线驱动机构423的驱动下作往复运动;所述吸附移料直线驱动机构423包括第二直线导轨副4231和第二丝杆螺母结构,所述移动吸附装置422包括第二安装板4221,在第二安装板4221上设有第二气缸4222,在第二气缸4222的顶杆的下端设有第二吸附板4223,所述移动吸附装置422通过第二滑块与第二直线导轨副4231的直线导轨连接,第二丝杆螺母驱动所述移动吸附装置422在第二直线导轨副4231上往复移动,将无底膜CCM膜电极12移动到吸附接料机构44上,每切完一张CCM膜电极单元,所述移动吸附装置422退回原位,准备下一循环动作。
Claims (6)
1.一种氢燃料电池CCM膜电极的连续制片供料系统,包括CCM膜电极放卷机构(1)、CCM底膜收卷机构(2)、底膜分离辊(3)和分切机构(4);其特征在于:在控制电路的控制下,所述CCM膜电极放卷机构(1)与所述CCM底膜收卷机构(2)以相同速度或以CCM底膜收卷机构(2)的收卷速度略大于CCM卷料放卷机构(1)的放卷速度驱动带底膜CCM膜电极(11)向一个方向移动;
所述底膜分离辊(3)介于CCM膜电极放卷机构(1)与所述CCM底膜收卷机构(2)之间,用于分离CCM膜电极上的底膜;
所述分切机构(4)位于所述底膜分离辊(3)之后,用于将分离出来的无底膜CCM膜电极(12)进行分切。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池CCM膜电极的连续制片供料系统,其特征在于:所述分切机构(4)包括固定吸附板(41)、吸附移料机构(42)、切断机构(43)和吸附接料机构(44),所述固定吸附板(41)、切断机构(43)和吸附接料机构(44)依次邻接,所述吸附移料机构(42)可移动设于所述固定吸附板(41)上方;被分离出来的无底膜CCM膜电极(12)首先被固定吸附板(41)吸住,吸附移料机构(42)下行,固定吸附板(41)将被吸附的无底膜CCM膜电极(12)转移至吸附移料机构(42)上,吸附移料机构(42)离开固定吸附板(41);吸附移料机构(42)带着无底膜CCM膜电极(12)以与CCM底膜收卷机构(2)的收卷速度相同,或略小于CCM底膜收卷机构(2)的收卷速度前行向吸附接料机构(44)上方移动;吸附移料机构(42)带着无底膜CCM膜电极(12)到达吸附接料机构(44)上方预定位置后,吸附移料机构(42)下行,并将无底膜CCM膜电极(12)压在吸附接料机构(44)上,吸附移料机构(42)上的定位件(421)将无底膜CCM膜电极(12)前端压住;位于吸附接料机构(44)与固定吸附板(41)之间的切断机构(43)上行,将无底膜CCM膜电极(12)分切成CCM膜电极单元,并被转移至吸附接料机构(44)上。
3.根据权利要求1或2所述的氢燃料电池CCM膜电极的连续制片供料系统,其特征在于:还包括模切机构(5),所述吸附接料机构(44)在直线驱动机构的带动下,将CCM膜电极单元移动至模切机构(5)的下方,所述模切机构(5)将CCM膜电极单元模切成更小的CCM膜电极基本单元。
4.根据权利要求3所述的氢燃料电池CCM膜电极的连续制片供料系统,其特征在于:在所述模切机构(5)之后设有校正机构(6),所述校正机构(6)包括下料搬运机构(61)、UVW纠偏平台(62)和纠偏检测数字相机(63),所述吸附接料机构(44)带着CCM膜电极基本单元穿过模切机构(5),所述下料搬运机构(61)吸附位于所述吸附接料机构(44)上的CCM膜电极基本单元,移动到UVW纠偏平台(62)上,位于UVW纠偏平台(62)上方的纠偏检测数字相机(63)对CCM膜电极基本单元进行拍照,所述纠偏检测数字相机(63)对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,将偏移量反馈给控制电路,控制电路根据偏移量的值控制UVW纠偏平台(62)动作或不动作;或所述纠偏检测数字相机(63)将照片反馈给控制电路,由控制电路对照片处理后,计算出与预定位置的偏移量,控制电路根据偏移量的值控制UVW纠偏平台(62)动作或不动作。
5.根据权利要求4所述的氢燃料电池CCM膜电极的连续制片供料系统,其特征在于:所述下料搬运机构(61)包括下料搬运直线驱动机构(611)和下料搬运吸附机构(612),所述下料搬运吸附机构(612)在所述下料搬运直线驱动机构(611)的驱动下作往复运动。
6.根据权利要求2所述的氢燃料电池CCM膜电极的连续制片供料系统,其特征在于:所述吸附移料机构(42)包括吸附移料直线驱动机构(423)和移动吸附装置(422),所述移动吸附装置(422)在所述吸附移料直线驱动机构(423)的驱动下作往复运动。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20200519 Effective date of abandoning: 20230901 |
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