CN219190416U - 利用超声波切割膜电极的生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种利用超声波切割膜电极的生产线，包括放卷料装置、送料机构、裁切单元、及下料机构，放卷料装置用于承载原料，送料机构用于将原料输送至裁切单元处，裁切单元包括机器人和安装机器人上的超声波刀，机器人能带动超声波刀对原料进行切割，以得到膜片，下料机构能将膜片转移至设定位置。原料经放卷料装置进行放料，送料机构将原料输送至裁切单元处，机器人带动超声波刀对原料进行超声波切割，得到膜片，下料机构将膜片转移至设定位置；相比于人工将原料放置到冲切机器上完成切割作业，此种方式大大提高了作业效率，且采用超声波刀对原料进行切割的方式，提高了切割精度，保证所切割出的膜片质量更高。

Description

利用超声波切割膜电极的生产线

技术领域

本实用新型涉及燃料电池制造技术领域，特别是涉及一种利用超声波切割膜电极的生产线。

背景技术

现有膜电极生产过程中，通常是由人工将膜片原料放置到冲切机器上完成切割，将切割好的尾料扔进废料桶，并且将膜片放置到中转载具上，随后由另外一名操作员将切割好的膜片手动放置到中间移载平台上，最后由设备上的机构进行取料，这个过程需要有两名操作工来完成，并且整个过程节拍时间也较长，作业效率十分低下。且由冲切机器切割出的膜片质量也较低。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能提高作业效率、并能提高产品质量的利用超声波切割膜电极的生产线。

为实现上述目的，本实用新型提供一种利用超声波切割膜电极的生产线，包括放卷料装置、送料机构、裁切单元、及下料机构，所述放卷料装置用于承载原料，所述送料机构用于将原料输送至裁切单元处，所述裁切单元包括机器人和安装机器人上的超声波刀，所述机器人能带动超声波刀对原料进行切割，以得到膜片，所述下料机构能将膜片转移至设定位置。

进一步地，所述送料机构采用过辊机构。

进一步地，所述送料机构包括多个过辊，其中两个所述过辊为平台过辊，两个所述平台过辊沿左右方向间隔分布，且两个所述平台过辊之间设有接料平台。

进一步地，所述送料机构包括多个过辊，其中两个所述过辊为检测过辊，两个所述检测过辊沿左右方向间隔分布，且两个所述检测过辊之间设有视觉相机。

进一步地，所述送料机构包括平台式吸附夹具和吸取移动部件，所述裁切单元还包括裁切吸附夹具，所述平台式吸附夹具能将原料吸附住，所述吸取移动部件能吸取平台式吸附夹具上的原料、并将原料转移至裁切吸附夹具上，所述裁切吸附夹具能将原料吸附住。

进一步地，所述平台式吸附夹具和裁切吸附夹具均包括抽真空单元。

进一步地，所述利用超声波切割膜电极的生产线，还包括废料吸取部件，所述废料吸取部件能吸取裁切单元对原料进行裁切时形成的废料，并将废料投入至设定废料箱内。

进一步地，所述机器人采用四轴机器人。

进一步地，所述利用超声波切割膜电极的生产线，还包括机架，所述放卷料装置、送料机构、裁切单元、及下料机构均安装在机架上。

如上所述，本实用新型涉及的利用超声波切割膜电极的生产线，具有以下有益效果：

本利用超声波切割膜电极的生产线的工作原理为：原料卷绕在放卷料装置上，原料经放卷料装置进行放料，送料机构将原料输送至裁切单元处，机器人带动超声波刀对原料进行超声波切割，得到膜片，下料机构将膜片转移至设定位置；相比于人工将原料放置到冲切机器上完成切割作业，此种方式大大提高了作业效率，且采用超声波刀对原料进行切割的方式，提高了切割精度，保证所切割出的膜片质量更高。

附图说明

图1为本实用新型实施例中利用超声波切割膜电极的生产线的正视图。

图2为本实用新型实施例中利用超声波切割膜电极的生产线的左视图。

图3为本实用新型实施例中利用超声波切割膜电极的生产线的俯视图。

图4为本实用新型实施例中利用超声波切割膜电极的生产线的立体图。

元件标号说明

1 放卷料装置

2 送料机构

21 过辊

211 平台过辊

212 检测过辊

22 接料平台

23 机械摆辊

24 平台式吸附夹具

25 吸取移动部件

3 裁切单元

31 机器人

32 裁切吸附夹具

4 视觉相机

5 废料吸取部件

6 机架

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图4所示，本实施例提供一种利用超声波切割膜电极的生产线，包括放卷料装置1、送料机构2、裁切单元3、及下料机构，放卷料装置1用于承载原料，送料机构2用于将原料输送至裁切单元3处，裁切单元3包括机器人31和安装机器人31上的超声波刀，机器人31能带动超声波刀对原料进行切割，以得到膜片，下料机构能将膜片转移至设定位置。本利用超声波切割膜电极的生产线的工作原理为：原料卷绕在放卷料装置1上，原料经放卷料装置1进行放料，送料机构2将原料输送至裁切单元3处，机器人31带动超声波刀对原料进行超声波切割，得到膜片，下料机构将膜片转移至设定位置；相比于人工将原料放置到冲切机器上完成切割作业，此种方式大大提高了作业效率，且采用超声波刀对原料进行切割的方式，提高了切割精度，保证所切割出的膜片质量更高。

如图1所示，本实施例中送料机构2采用过辊机构。送料机构2包括多个过辊21，其中两个过辊21为平台过辊211，两个平台过辊211沿左右方向间隔分布，且两个平台过辊211之间设有接料平台22。在各个过辊21作用下，输送原料沿设定路径移动，当原料经过接料平台22时，接料平台22会对原料进行相应的支撑。该接料平台22也可以作为人工作业平台，方便工作人员在该接料平台22上进行手动接料操作。该接料平台22具体为一种手动接料平台。其中两个过辊21为检测过辊212，两个检测过辊212沿左右方向间隔分布，且两个检测过辊212之间设有视觉相机4。该视觉相机4会对经过两个检测过辊212的原料进行拍摄，以检测原料的状态是否达到设定要求。视觉相机4会将拍摄信息反馈给视觉检测单元的相应处理模块，由处理模块判断原料状态是否达到设定要求。视觉相机4带有光源，以能照亮原料，从而能更清晰观察原料。本实施例中送料机构2还包括机械摆辊23。

如图1所示，本实施例中送料机构2还包括平台式吸附夹具24和吸取移动部件25，裁切单元3还包括裁切吸附夹具32，平台式吸附夹具24和裁切吸附夹具32均包括抽真空单元。原料经各个过辊21移动至平台式吸附夹具24处，平台式吸附夹具24将原料吸附住，吸取移动部件25吸取平台式吸附夹具24上的原料、并将原料转移至裁切吸附夹具32上，裁切吸附夹具32将原料吸附住，随后机器人31将带超声波刀进行相应运动，并实现对原料进行切割。裁切吸附夹具32包括带真空吸附的下底板。

如图1所示，本实施例中利用超声波切割膜电极的生产线，还包括废料吸取部件5，废料吸取部件5能吸取裁切单元3对原料进行裁切时形成的废料，并将废料投入至设定废料箱内，避免废料堆积，保证本生产线能正常连续进行切割作业，同时也提高现场作业环境。

本实施例中机器人31采用四轴机器人，保证机器人31具有较高灵活性，能带动超声波刀进行灵活运动。另外，本实施例中利用超声波切割膜电极的生产线，还包括机架6，放卷料装置1、送料机构2、裁切单元3、下料机构及废料吸取部件5均安装在机架6上。

本实施例切割得到的膜片是膜电极部件，它被誉为燃料电池的芯片。本实施例中生产线的主要工艺流程是：放卷、送料、检测、裁切、下料。整个过程降低切割过程的节拍，从而增加了单位时间的产出，既节约了人员成本，又满足了产量的交付。采用本生产线进行作业，可以每个班省去2名直接操作工，一天省去4名直接操作工，并且把整个节拍时间降低到15秒以内，这样既可以节约人员的成本，又可以在单位时间增加产出，收益非常明显。并且本生产线使用机器人31带着超声波切割的技术来替代原来的冲切机构，在切割精度以及切割效果方面，有相当大的提升，提升了切割质量。另外，人工作业，膜电极阴极阳极面靠人工做标识手工控制，有放反的风险，本生产线通过放卷料装置1，及送料机构2可以避免人工放反的风险。同时，生产线配备有传感器检测系统，可以自动检测上工位的不良缺陷标记，并将有缺陷的膜电极自动排除，相比之前人工目视检测及手工剔除更可靠。

本实施例中生产线还包括电气系统。放卷料装置1包括放料气胀轴、及放料自动张力控制单元。放卷料装置1满足选择膜片的阳极面朝上及阴极面朝上两种模式。送料机构2还包括纠偏单元。过辊21由阳极铝材质制作。生产线的检测系统主要包括两部分，一部分是用于检查缺陷，该部分包括上述视觉相机4，另一部分用于变种间防错检查。

本实施例中机器人31带动超声波刀切割膜片，通过超声波振动子产生振动，让电能转换成机械能，经过焊头传递热量，通过到刀具旋转挤压，就能够获取超声波加工所需要的效果；具体地通过超声波的作用使磨轮刀片在半径方向上产生瞬间的伸缩式振动，就能在极短的时间内，使磨粒与加工物之间在高加速度状态下反复进行碰撞。其结果是一边使加工物表面产生微小的破碎层，一边对其进行加工，因此能大幅度地降低磨轮刀片的加工负荷。另外，由于超声波的振动，致使磨轮刀片与加工物之间产生间隙，从而大大改善了磨粒的冷却效果，并且通过防止磨粒钝化及气孔堵塞等现象的发生，就能够提高加工物的加工质量，并延长磨轮刀片的使用寿命。超声波切割具有切口光滑、牢靠，切边准确，不会变形，不翘边、起毛、抽丝、皱折等优点。

本实施例中利用超声波切割膜电极的生产线的具体工作流程如下：

如图1所示，将一卷膜电极原料放到放卷料装置1上，随后经过中间的过辊21到达手动接料平台，再经过中间的几轮过辊21，原料到达平台式吸附夹具24上，平台式吸附夹具24将原料夹紧，开启平台式吸附夹具24的抽真空单元，使得原料被牢牢地吸附在平台式吸附夹具24上，随后，吸取移动部件25移动至平台式吸附夹具24一侧，并下移去吸附原料，吸附的同时，平台式吸附夹具24的抽真空单元关闭，随即吸取移动部件25将原料转移至裁切吸附夹具32上，且此时裁切吸附夹具32的抽真空单元打开，此时原料已经完全固定，机器人31的程序启动，带动超声波刀对原料进行切割，切割完成后，通过废料吸取部件5将废料吸附，并将废料投入到相应的废料箱内，完成切割流程。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种利用超声波切割膜电极的生产线，其特征在于，包括放卷料装置、送料机构、裁切单元、及下料机构，所述放卷料装置用于承载原料，所述送料机构用于将原料输送至裁切单元处，所述裁切单元包括机器人和安装机器人上的超声波刀，所述机器人能带动超声波刀对原料进行切割，以得到膜片，所述下料机构能将膜片转移至设定位置。

2.根据权利要求1所述利用超声波切割膜电极的生产线，其特征在于，所述送料机构采用过辊机构。

3.根据权利要求1所述利用超声波切割膜电极的生产线，其特征在于，所述送料机构包括多个过辊，其中两个所述过辊为平台过辊，两个所述平台过辊沿左右方向间隔分布，且两个所述平台过辊之间设有接料平台。

4.根据权利要求1所述利用超声波切割膜电极的生产线，其特征在于，所述送料机构包括多个过辊，其中两个所述过辊为检测过辊，两个所述检测过辊沿左右方向间隔分布，且两个所述检测过辊之间设有视觉相机。

5.根据权利要求1所述利用超声波切割膜电极的生产线，其特征在于，所述送料机构包括平台式吸附夹具和吸取移动部件，所述裁切单元还包括裁切吸附夹具，所述平台式吸附夹具能将原料吸附住，所述吸取移动部件能吸取平台式吸附夹具上的原料、并将原料转移至裁切吸附夹具上，所述裁切吸附夹具能将原料吸附住。

6.根据权利要求5所述利用超声波切割膜电极的生产线，其特征在于，所述平台式吸附夹具和裁切吸附夹具均包括抽真空单元。

7.根据权利要求1所述利用超声波切割膜电极的生产线，其特征在于，还包括废料吸取部件，所述废料吸取部件能吸取裁切单元对原料进行裁切时形成的废料，并将废料投入至设定废料箱内。

8.根据权利要求1所述利用超声波切割膜电极的生产线，其特征在于，所述机器人采用四轴机器人。

9.根据权利要求1所述利用超声波切割膜电极的生产线，其特征在于，还包括机架，所述放卷料装置、送料机构、裁切单元、及下料机构均安装在机架上。

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