CN214975298U - 石墨极板粘接胶点胶成型设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石墨极板粘接胶点胶成型设备，石墨极板包括极性相反的第一极板和第二极板，该设备包括：机架和堆叠机构，机架上设置有：用于对第一极板的背面进行点胶的点胶机构，用于将点胶后的第一极板进行搬运的搬运机构；用于对第一极板进行胶型检测的胶型检测机构；堆叠机构包括：堆叠组件、堆叠治具和定位组件，堆叠组件用于将点胶合格的第一极板通过定位组件定位后放置在堆叠治具中，还用于将第二极板通过定位组件与第一极板位置重合后放入堆叠治具中。本实用新型能够实现自动点胶，且具备点胶一致性好、定位精度高和效率快等优点，进而能够极大的提高生产效率。

Description

石墨极板粘接胶点胶成型设备

技术领域

本实用新型涉及燃料电池生产加工技术领域，特别涉及一种石墨极板粘接胶点胶成型设备。

背景技术

燃料电池将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料电池最关键部件为电堆，电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合构成。具体制作时，将双极板与膜电极(Membrane Electrode Assembly简称MEA)交替叠合，各单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成燃料电池电堆。

双极板(BP-Bipolar Plate)又称集流板，是燃料电池重要部件之一。具有下述功能与性质：分隔燃料与氧化剂，阻止气体透过；收集、传导电流，电导率高；设计与加工的流道，可将气体均匀分配到电极的反应层进行电极反应；能排出热量，保持电池温场均匀；耐蚀；抗冲击和震动。

在现有的燃料电池的生产加工过程中，双极板一般由阴极板和阳极板粘接而成。具体的，双极板之间的粘接胶一般通过点胶机的点胶阀来实现点胶。采用该种方式进行点胶时，存在一系列问题，例如，两块单极板之间的对齐度很难保证，点出的胶水控制精度较差，无法满足高精度要求，而且整体生产效率很低。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述至少一个缺陷，本实用新型的目的是提供一种石墨极板粘接胶点胶成型设备，能够实现自动点胶，具备点胶一致性好、定位精度高和效率快等优点，进而能够极大的提高生产效率，适用于产线批量生产。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种石墨极板粘接胶点胶成型设备，所述石墨极板包括极性相反的第一极板和第二极板，所述第一极板包括相对的正面和背面，所述石墨极板粘接胶点胶成型设备包括：机架和堆叠机构，所述机架上设置有：用于对所述第一极板的背面进行点胶的点胶机构，用于将点胶后的所述第一极板进行搬运的搬运机构；用于对所述第一极板进行胶型检测的胶型检测机构；所述堆叠机构包括：堆叠组件、堆叠治具和定位组件，所述堆叠组件用于将点胶合格的第一极板通过所述定位组件定位后放置在所述堆叠治具中，还用于将所述第二极板通过所述定位组件与所述第一极板位置重合后放入所述堆叠治具中。

在一个优选的实施方式中，所述第一极板为阳极板，所述第二极板为阴极板。

在一个优选的实施方式中，所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备还包括阳极板次品治具，经过所述胶型检测机构检测不合格的阳极板次品能被所述堆叠组件转移至所述阳极板次品治具中。

在一个优选的实施方式中，所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备还包括：用于将所述第一极板在点胶前翻转180°的翻转机构。

在一个优选的实施方式中，所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备还包括，还包括阳极板运料机构，所述阳极板运料机构包括用于带动所述阳极板沿着水平方向运动的第一水平运料模组和用于带动所述阳极板沿着高度方向运动的第一竖直运料模组。

在一个优选的实施方式中，所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备还包括：阴极板运料机构，所述阴极板运料机构包括用于带动所述阴极板沿着水平方向运动的第二水平运料模组和用于带动所述阴极板沿着高度方向于东的第二竖直运料模组。

在一个优选的实施方式中，所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备还包括：用于传送所述第二极板的传送机构，所述传送机构包括沿着水平方向延伸的传送单元和定位件，所述定位件在所述传送单元的驱动下，在将所述第二极板吸住后，能由一端沿着水平方向移动至另一端。

在一个优选的实施方式中，所述胶型检测机构包括：固定有产品载板的第一水平驱动模组，运动方向垂直于所述第一水平驱动模组的第二水平驱动模组，安装在所述第二水平驱动模组上的旋转驱动模组，固定在所述旋转驱动模组上的检测装置。

在一个优选的实施方式中，所述搬运机构包括：用于带动所述阳极板沿着水平方向运动的水平移载模组、用于带动所述阳极板沿着高度方向运动的竖直移载模组和用于抓取该所述阳极板的吸爪。

在一个优选的实施方式中，所述定位组件包括第一定位件和第二定位件，所述第一定位件和所述第二定位件用于对所述第一极板的对角定位。

由以上本申请实施方式提供的技术方案可见，采用本说明书所提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备，通过在一个极板(例如阳极板)上涂上定量的胶水，接着利用胶型检测机构将点胶合格的极板与另一个极板(例如阴极板)与在设置有定位组件的堆叠机构中对位贴合，即能实现双极板的粘接。利用该设备制造的双极板具备点胶一致性好、定位精度高，不仅满足燃料电池堆的整体性能要求而且极大地提供了生产效率，特别适用于产线批量生产。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1是本申请一个实施方式提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备的结构示意图；

图2是本申请一个实施方式提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备中运料机构的结构示意图；

图3是本申请一个实施方式提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备中翻转机构的结构示意图；

图4是本申请一个实施方式提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备中点胶机构的结构示意图；

图5是本申请一个实施方式提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备中搬运机构的结构示意图；

图6是本申请一个实施方式提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备中胶型检测机构的结构示意图；

图7是本申请一个实施方式提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备中传送机构的结构示意图；

图8是本申请一个实施方式提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备中堆叠机构的结构示意图；

图9是本申请一个实施方式提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备中次品流出机构的结构示意图。

以上附图的附图标记：

900、石墨极板粘接胶点胶成型设备；910、阳极板运料机构；911、第一水平运料模组； 912、第一竖直运料模组；913、第一吸盘；920、翻转机构；921、第一平移运动气缸；922、第二平移运动气缸；923、旋转气缸；924、第二产品吸盘；930、点胶机构；931、第一水平点胶驱动模组；932、第二水平点胶驱动模组；933、竖直点胶驱动模组；934、点胶阀组件；935、第三产品吸盘；940、搬运机构；941、水平移载模组；942、竖直移载模组；943、第四产品吸盘；950、胶型检测机构；951、第一水平驱动模组；952、第二水平驱动模组； 953、旋转驱动模组；954、产品载板；960、堆叠机构；961、堆叠组件；962、堆叠治具； 970、传送机构；971、传送单元；972、定位件；980、次品流出机构；981、阳极板次品治具；982、次品运出模组；990、阴极板运料机构。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型提供一种石墨极板粘接胶点胶成型设备，用于极板在生产过程中的粘接成型，只需在阳极板上涂上定量的胶水，阴极板再与阳极板对位贴合，即能实现双极板的粘接。并能满足燃料电池堆的整体性能要求。

请结合参阅图1至图9，本申请说明书实施方式中提供了一种石墨极板粘接胶点胶成型设备，其中，石墨极板包括极性相反的第一极板和第二极板，第一极板包括相对的正面和背面，石墨极板粘接胶点胶成型设备主要包括：机架和堆叠机构960。机架上设置有：用于对第一极板的背面进行点胶的点胶机构930，用于将点胶后的第一极板进行搬运的搬运机构 940；用于对第一极板进行胶型检测的胶型检测机构950；堆叠机构960包括：堆叠组件961、堆叠治具962和定位组件，堆叠组件961用于将点胶合格的第一极板通过定位组件定位后放置在堆叠治具962中，还用于将第二极板通过定位组件与第一极板位置重合后放入堆叠治具 962中。该堆叠组件961的具体形式本申请在此并不做具体限定，例如，可以为搬运机器人等。

在本说明书中，该第一极板可以为阳极板，该第二极板可以为阴极板。其中，该阳极板的背面结构相对于阴极板的机构较为简单，以该阳极板的背面作为点胶面，阴极板与该点胶后的阳极板相对接，有利于提高点胶定位精度同时提高生产效率降低工艺难度，适用于产线批量生产。当然，在一些情况下，例如，阳极板和阴极板的表面结构随着燃料电池技术的发展发生了变化，可能出现阳极板与阴极板的表面结构都适合作为第一极板的情况，甚至阴极板比阳极板更适合作为第一极板的情况，本说明书中也并不作绝对地限定。

以下结合具体的附图详细说明石墨极板粘接胶点胶成型设备中各个组成部分。

请参考图1，图1为石墨极板粘接胶点胶成型设备各组成部分结构示意图。

在本说明书中，该石墨极板粘接胶点胶成型设备主要包括：机架、点胶机构930、搬运机构940、胶型检测机构950、堆叠机构960。此外，该石墨极板粘接胶点胶成型设备还可以包括阳极板次品治具981、翻转机构920、阳极板运料机构910、阴极板运料机构990、传送机构970等。

以下主要按照阳极板点胶的工序流程和阴极板的流程依次介绍各个机构。

请参考图2，图2为极板运料机构示意图，该附图可以适用阳极板运料机构910和阴极板运料机构990。以阳极板运料机构910为例，阳极板运料机构910可以包括用于带动阳极板沿着水平方向运动的第一水平运料模组911和用于带动阳极板沿着高度方向运动的第一竖直运料模组912以及第一吸盘913。

该阳极板运料机构910所在的工位与其他设备对接，第一水平运料模组911运动到其他设备料框的正上方后第一竖直运料模组912下降带动第一吸盘913取料，取料完成后第一竖直运料模组912上升，第一水平运料模组911水平移动至点胶位，第一竖直运料模组912下降将阳极板放至翻转机构920待料位。

请参考图3，图3为翻转机构示意图。该翻转机构920可以包括：第一平移运动气缸921、第二平移运动气缸922、旋转气缸923、第二产品吸盘924。翻转机构920待料位接收到阳极板后，180度旋转气缸923开始动作，将产品翻转180度，此次点胶需要点在产品的背面，翻转完成后，沿着X轴运动的第一平移运动气缸921将翻转机构920运至点胶待料位，沿着 Z轴运动的第二平移运动气缸922下降将阳极板放下。

请参考图4，图4为点胶机构930示意图。点胶机构930可以为三轴点胶机构930，三轴点胶机构930包括：固定有第三产品吸盘935的第一水平点胶驱动模组931，运动方向垂直于该第一水平点胶驱动模组931的第二水平点胶驱动模组932，安装在该第二水平点胶驱动模组932上的竖直点胶驱动模组933。竖直点胶驱动模组933的运动方向与第一水平点胶驱动模组931和第二水平点胶驱动模组932相垂直。

在本实施方式中，第三产品吸盘935固定在第一水平点胶驱动模组931上，点胶阀组件 934固定在竖直点胶驱动模组933上，竖直点胶驱动模组933固定在第二水平点胶驱动模组932上面。其中，该点胶阀组件934可以包括用于容纳胶剂的容器，设置在该容器出口处的点胶阀，与点胶阀电性连接的点胶控制器等。

使用时，阳极板运动到点胶位，提前设置好点胶路径，竖直点胶驱动模组933降至设定好的位置后，由点胶控制器控制点胶阀出胶，同时第一水平点胶驱动模组931与第二水平点胶驱动模组932共同配合来完成点胶动作。

在一个实施方式中，该点胶机构还可以包括用于确定阳极板在第一点胶位处初始位置的第一定位机构。具体的，该第一定位机构可以为能识别当前阳极板准确位置的定位机构，例如，其可以为CCD拍照机构。当阳极板通过CCD拍照机构准确定位后，可以准确地确定出该阳极板的点胶的初始位置，以便后续第一水平点胶驱动模组931与第二水平点胶驱动模组 932相配合安装预定的点胶路径形成预定形状的胶圈。当然，该第一定位机构除了通过设置 CCD拍照之外，还可以通过根据当前该阳极板的位置，调整该第一水平点胶驱动模组931 与第二水平点胶驱动模组932位置，从而确定出点胶的初始位置。

请参考图5，图5为搬运机构示意图。该搬运机构940包括用于带动阳极板沿着水平方向运动的水平移载模组941、用于带动阳极板沿着高度方向运动的竖直移载模组942和用于抓取该阳极板的吸爪。该吸爪为第四产品吸盘943。该水平移载模组941或竖直移载模组942 可以各设置有一个移载气缸。

竖直移载模组942带动第四产品吸盘943向下运动通过该第四产品吸盘943将点胶后的阳极板吸住后，上升，水平移载模组941将阳极板运至点胶检测位，竖直移载模组942下降，第四产品吸盘943放开阳极板，从而实现阳极板转移。

请参考图6，图6为胶型检测机构示意图。该胶型检测机构950可以包括：固定有产品载板954的第一水平驱动模组951，运动方向垂直于第一水平驱动模组951的第二水平驱动模组952，安装在第二水平驱动模组952上的旋转驱动模组953固定在旋转驱动模组953上的检测装置。

点胶完成的阳极板由搬运机构940从点胶位运至产品载板954，第一水平驱动模组951 和第二水平驱动模组952沿产品点胶轨迹运动，旋转驱动模组953上面固定着3D检测相机，用来检测胶线的宽度和高度，3D相机发出的检测光束始终与胶线垂直，胶线由X向变为Y向时，旋转驱动模组953旋转90°相机收集的数据与设定的数据进行对比，在设定的范围内，判定为合格，如果检测的结果超出设定的范围，则判定为不合格(NG)即为次品。

请参考图7，图7为用于传送所述阴板的传送机构示意图。传送机构970包括沿着水平方向延伸的传送单元971和定位件972，定位件972在传送单元971的驱动下，在将第二极板吸住后，能由一端沿着水平方向移动至另一端。具体的，该传送单元971可以为能沿着水平方相运动的运动气缸。该定位件972为可以第五产品吸盘。

阴极板运料机构990把阴极板从其他设备的料框中取出后放在传送机构970的第五产品吸盘上面，第五产品吸盘吸住阴极板后，运动气缸将产品运送到气缸的另一端，等待堆叠组件961的抓取。其中，可以类比参照图2，阴极板运料机构990可以包括用于带动阴极板沿着水平方向运动的第二水平运料模组和用于带动阴极板沿着高度方向于东的第二竖直运料模组。

请参考图8，图8为堆叠机构的结构示意图，具体的，该堆叠机构960可以包括：堆叠组件961、堆叠治具962和定位组件，堆叠组件961用于将点胶合格的阳极板通过定位组件定位后放置在堆叠治具962中，还用于将阴极板通过定位组件与阳极板位置重合后放入堆叠治具962中。此外，该堆叠机构960还可以包括阳极板次品治具981，经过胶型检测机构950检测不合格的阳极板次品能被堆叠组件961转移至阳极板次品治具981中。其中，该该堆叠组件961可以为四轴堆叠组件961。

经过阳极板胶型检测机构950检测完成的阳极板次品可以由堆叠组件961上的产品吸爪放到阳极板次品治具981里，合格的产品放置到堆叠治具962里面。

在一个实施方式中，定位组件可以包括第一定位件和第二定位件，第一定位件和第二定位件用于对第一极板的对角定位。其中，该第一定位件或第二定位件根据定位原理的不同可以为不同的形式，本申请在此并不作具体的限定。例如当该采用图像定位的方式是，该第一定位件、第二定位件可以为CCD(charge coupled device电荷耦合器件)的形式。

具体堆叠时，先通过治具上面两组CCD对阳极板的对角拍照定位后放入堆叠治具962 中，再对堆叠组件961抓取来的阴极板对角CCD拍照定位后与上组的阳极板位置重合放入堆叠治具962中，每一片阳极板与下一片阴极板为一组，直至将堆叠治具962堆满为止。

请参考图9，图9为用于流出阳极板次品的次品流出机构980的结构示意图。经过胶型检测机构950检测完成后的阳极板次品由堆叠组件961抓取后放在此工位的阳极板次品治具 981中。当阳极板次品治具981装满后，通过次品运出模组982运出并报警，提示人将满载的阳极板次品治具981取走。

在一个具体的实施方式中，本说明书提供中石墨极板粘接胶点胶成型设备中阳极板和阴极板动作流程如下：

阳极板点胶过程：阳极板由运料机构将产品从其他设备的料框上料至阳极板翻转机构 920的第二产品吸盘924位置，翻转机构920带动阳极板翻转180度后水平运至点胶机构930 的待料位，该待料位为点胶前，用于承接阳极板的位置，当阳极板处于该待料位后，该阳极板所在的位置为点胶位。在点胶位CCD拍照定位后通过点胶机构930开始点胶，点胶完成后由搬运机构940再将产品搬至检测位，由3D轮廓扫描仪来判断是否合格，检测完成后的阳极板由四轴堆叠组件961将阳极板次品放到阳极板次品治具981中，合格的阳极板放到堆叠载具中，阳极板次品治具981装满料后运出报警，提示人收走。

阴板流程：阴板由运料机构将产品从其他设备的料框上料至传送机构970的待料位。阴极板推送到位置后，由四轴堆叠组件961抓取产品至堆叠料框，料框正上方有CCD对产品进行拍照，保证阳极板与阴极板的对位精度，从而将两块单极板粘接成为一块完整的双极板。

整体上，采用本说明书所提供的石墨极板粘接胶点胶成型设备，通过在一个极板(例如阳极板)上涂上定量的胶水，接着利用胶型检测机构950将点胶合格的极板与另一个极板(例如阴极板)与在设置有定位组件的堆叠机构960中对位贴合，即能实现双极板的粘接。利用该设备制造的双极板具备点胶一致性好、定位精度高，不仅满足燃料电池堆的整体性能要求而且极大地提供了生产效率，特别适用于产线批量生产。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种石墨极板粘接胶点胶成型设备，所述石墨极板包括极性相反的第一极板和第二极板，所述第一极板包括相对的正面和背面，其特征在于，所述石墨极板粘接胶点胶成型设备包括：机架和堆叠机构，

所述机架上设置有：用于对所述第一极板的背面进行点胶的点胶机构，用于将点胶后的所述第一极板进行搬运的搬运机构；用于对所述第一极板进行胶型检测的胶型检测机构；

所述堆叠机构包括：堆叠组件、堆叠治具和定位组件，所述堆叠组件用于将点胶合格的第一极板通过所述定位组件定位后放置在所述堆叠治具中，还用于将所述第二极板通过所述定位组件与所述第一极板位置重合后放入所述堆叠治具中。

2.如权利要求1所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备，其特征在于，所述第一极板为阳极板，所述第二极板为阴极板。

3.如权利要求2所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备，其特征在于，还包括阳极板次品治具，经过所述胶型检测机构检测不合格的阳极板次品能被所述堆叠组件转移至所述阳极板次品治具中。

4.如权利要求1或2所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备，其特征在于，还包括：用于将所述第一极板在点胶前翻转180°的翻转机构。

5.如权利要求4所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备，其特征在于，还包括阳极板运料机构，所述阳极板运料机构包括用于带动所述阳极板沿着水平方向运动的第一水平运料模组和用于带动所述阳极板沿着高度方向运动的第一竖直运料模组。

6.如权利要求4所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备，其特征在于，还包括阴极板运料机构，所述阴极板运料机构包括用于带动所述阴极板沿着水平方向运动的第二水平运料模组和用于带动所述阴极板沿着高度方向于东的第二竖直运料模组。

7.如权利要求6所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备，其特征在于，还包括用于传送所述第二极板的传送机构，所述传送机构包括沿着水平方向延伸的传送单元和定位件，所述定位件在所述传送单元的驱动下，在将所述第二极板吸住后，能由一端沿着水平方向移动至另一端。

8.如权利要求1所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备，其特征在于，所述胶型检测机构包括：固定有产品载板的第一水平驱动模组，运动方向垂直于所述第一水平驱动模组的第二水平驱动模组，安装在所述第二水平驱动模组上的旋转驱动模组，固定在所述旋转驱动模组上的检测装置。

9.如权利要求2所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备，其特征在于，所述搬运机构包括：用于带动所述阳极板沿着水平方向运动的水平移载模组、用于带动所述阳极板沿着高度方向运动的竖直移载模组和用于抓取该所述阳极板的吸爪。

10.如权利要求1所述的石墨极板粘接胶点胶成型设备，其特征在于，所述定位组件包括第一定位件和第二定位件，所述第一定位件和所述第二定位件用于对所述第一极板的对角定位。

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