KR20130082410A - 연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 조립 방법 - Google Patents

연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 조립 방법 Download PDF

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Abstract

연료전지 스택 조립 장치 및 조립 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 스택 적층과 체결을 자동화함으로써 조립 실수에 의한 불량발생을 방지하고, 균일한 압력으로 체결될 수 있도록 함으로써 품질 안정화 효과를 가져오는 연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 조립 방법에 관하여 개시한다.
본 발명은 연료전지 스택을 구성하는 부품을 종류별로 적재하고 공급하는 부품 공급부; 연료전지 스택을 구성하는 부품이 적층되는 작업 테이블; 상기 부품 공급부에 적재된 부품을 적층 순서에 맞게 로딩하여 상기 작업 테이블로 이동시키는 부품 이송부; 상기 작업 테이블의 높이와 자세를 조절하는 작업 테이블 구동부; 및 상기 작업 테이블에 적층이 완료된 연료전지 스택을 체결하는 스택 체결부;를 포함하는 연료전지 스택 조립 장치를 제공한다.

Description

연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 조립 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING A FUEL CELL STACK AND METHOD FOR MANUFACTURING A FUEL CELL STACK}
본 발명은 연료전지 스택 조립 장치 및 조립 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 스택 적층과 체결을 자동화함으로써 조립 실수에 의한 불량발생을 방지하고, 균일한 압력으로 체결될 수 있도록 함으로써 품질 안정화 효과를 가져오는 연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 조립 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연료전지 스택(Fuel cell stack)은 막전극집합체(Membrane Electrode Assembly, 이하 MEA), 분리판(Separator)등이 적층되어 구성된다.
연료전지 스택은 다수의 적층 부품들을 순차적으로 적층하여 제조되기 때문에, 부품들이 오정렬되거나, 부품들의 적층 순서가 어긋나는 경우 제품 성능에 치명적인 영향을 주게 된다.
본 발명과 관련된 선행 문헌으로는, 대한민국 공개특허 제10-2009-0106217호(공개일자 2009년 10월 08일)가 있으며, 상기 선행 문헌에는 연료전지 스택의 자동 조립 장치에 관한 기술이 개시된다.
본 발명의 목적은 연료전지 스택의 적층을 자동화하여 부품의 오정렬이나, 적층순서 바뀜으로 인한 불량 발생을 감소시킬 수 있는 연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 연료전지 스택 체결시 각 부분의 체결 압력을 균일하게 조절할 수 있는 연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 연료전지 스택을 구성하는 부품을 종류별로 적재하고 공급하는 부품 공급부; 연료전지 스택을 구성하는 부품이 적층되는 작업 테이블; 상기 부품 공급부에 적재된 부품을 적층 순서에 맞게 로딩하여 상기 작업 테이블로 이동시키는 부품 이송부; 상기 작업 테이블의 높이와 자세를 조절하는 작업 테이블 구동부; 및 상기 작업 테이블에 적층이 완료된 연료전지 스택을 체결하는 스택 체결부;를 포함하는 연료전지 스택 조립 장치를 제공한다.
상기 부품 이송부는, 상기 로딩될 부품의 이미지를 취득하여 부품의 종류와, 부품이 놓여진 자세와 부품의 불량 여부를 검출하기 위한 이미지 취득부를 구비한다.
상기 작업 테이블 구동부는, 상기 이미지 취득부에서 검출된 로딩 부품의 자세에 대응하여, 작업 테이블의 자세를 변경하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 작업 테이블 구동부는 상기 작업 테이블 상에 적층된 부품의 상면이 일정한 높이를 유지하도록 높이가 조절된다.
이를 위해, 상기 작업 테이블 구동부는 작업 테이블을 회전시키는 턴테이블과, 상기 턴테이블을 승하강 시키는 승하강 실린더와, 상기 승하강 실린더를 수평이동시키는 슬라이딩플레이트를 포함한다.
이 때, 상기 승하강 실린더는 상기 턴테이블의 하부에 배치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 스택 체결부는 연료전지 스택의 높이를 측정하고 그에 대응하여 체결부재의 체결 깊이를 조절한다.
이를 위해, 상기 스택 체결부는 연료전지 스택의 높이를 측정하기 위한 거리센서와, 체결부재의 체결 깊이를 조절하는 체결러너를 포함한다.
그리고, 본 발명은 적층 대상 부품을 적층 순서에 맞게 로딩하되, 적층 대상 부품의 이미지를 취득하여 적층 대상 부품의 종류와 상태를 식별하고, 적층 대상 부품의 로딩 자세를 인식하는 부품 로딩 단계; 로딩된 부품을 작업 테이블 상에 적층하되, 상기 로딩 자세를 보상하도록 작업 테이블을 회전시킨 후 로딩된 부품을 적층하는 부품 적층 단계; 및 적층이 완료된 연료전지 스택을 체결부재로 체결하되, 각 체결부재 주변의 연료전지 스택의 높이를 측정하여, 각 부분의 높이가 설정된 높이를 가지도록 체결하는 스택 체결 단계;를 포함하는 연료전지 스택 조립 방법을 제공한다.
이 때, 상기 부품 적층 단계는 적층된 부품이 항상 일정한 높이를 유지하도록 상기 작업 테이블의 높이를 조절한다.
그리고, 상기 부품 로딩 단계는 로딩된 부품이 부적합한 부품으로 판단되면, 로딩된 부품을 배출하고 다음 부품을 로딩하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 제조 방법은 연료전지 스택의 적층을 자동화하여 부품의 오정렬이나, 적층 순서 바뀜으로 인한 불량 발생을 감소시키는 효과를 가져온다.
본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 제조 방법은 연료전지 스택 체결시 각 부분의 체결 압력이 균일하게 분포되도록 함으로써 연료전지의 품질을 향상시키는 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 장치에 의하여 제조되는 연료전지 스택의 개략적인 구성을 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 조립 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 부품 이송부의 구성을 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 조립 장치의 작업 테이블과 작업 테이블 구동부를 나타낸 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스택 체결부의 구성을 나타낸 도면,
도 6은 흡착지그와 작업 테이블의 비틀림각 보정을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 방법을 나타낸 순서도임.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 장치 및 연료전지 스택 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.
먼저 제조하고자 하는 제품인 연료전지 스택의 구조를 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 장치에 의하여 제조되는 연료전지 스택의 개략적인 구성을 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 연료전지 스택(10)은 한쌍의 압축판(12) 사이에 다수개의 분리판(14)과 MEA(16)가 교대로 적층되어 형성된다. 압축판(12)에는 연료전지 스택에 체결압을 가하기 위한 체결수단(15)이 결합된다. 체결수단은 한 쌍의 압축판(12)을 관통하여 체결함으로써 연료전지 스택(10)에 체결압을 가하게 된다.
압축판(12)에는 체결수단(15)이 결합되기 위한 체결홀(13)이 다수개 형성되어 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 조립 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 장치는, 연료전지 스택을 구성하는 부품을 종류별로 적재하고 공급하는 부품 공급부(100)와, 연료전지 스택을 구성하는 부품이 적층되는 작업 테이블(200)과, 상기 부품 공급부(100)에 적재된 부품을 적층 순서에 맞게 로딩하여 상기 작업 테이블(200)로 이동시키는 부품 이송부(300)와, 상기 작업 테이블(200)의 높이와 자세를 조절하는 작업 테이블 구동부(400)와, 상기 작업 테이블(200)에 적층이 완료된 연료전지 스택을 체결하는 스택 체결부(500)를 포함한다.
부품 공급부(100)는 복수의 부품 트레이(110, 120, 130)를 구비하며, 각각의 부품 트레이에는 동종의 부품이 적층되어 있다. 부품 트레이(110, 120, 130)는 2개 혹은 그 이상이 구비될 수 있다. 기본적으로 부품 트레이(110, 120, 130)에는 분리판(14)과 MEA(16)가 각각 적층된 상태로 적재되어 있다.
연료전지 스택의 종류에 따라서 분리판(14)과 MEA(16) 이외에 추가로 압축판과 절연판 등이 적재되어 있을 수도 있다. 또한, 연료전지 스택은 일반적으로 음극판과 양극판으로 구별되는 2종류의 상이한 형상을 가지는 분리판이 사용되므로, 2종 이상의 분리판(14)이 각각의 부품 트레이에 적층된 상태로 적재될 수 있다. 또한 부품 트레이 중 1개는 불량품을 배출하기 위한 배출 트레이로 사용될 수 있다.
작업 테이블(200)은 연료전지가 적층될 수 있는 평판 형태를 가진다.
작업 테이블(200)은 작업 테이블 구동부(400)에 의하여 높이와 자세가 조절된다. 여기서 자세라 함은 수직축에 대한 회전각도를 의미한다.
작업 테이블(200)의 높이를 승하강시키는 것은 작업 테이블(200) 상에 적층된 연료전지 스택이 적층 단수와 무관하게 항상 일정한 높이를 가지도록 하기 위한 것이다. 이렇게 하면 부품 이송부(300)가 항상 일정한 높이에 부품을 적층할 수 있어 이송부(300)를 단순하게 구성할 수 있고, 부품 이송부(300)의 제어가 쉬워진다.
부품 이송부(300)는 부품 공급부(100)에 적재되어 있는 부품을 적층순서에 맞게 1개씩 로딩한 후, 작업 테이블(200) 위로 이송한 후 적층한다.
부품 이송부(300)는 진공 흡착 방식으로 각 부품을 흡착 고정한 후, 작업 테이블 위로 이동하고, 진공을 해제하여 부품을 적층하게 된다.
부품 이송부(300)는 로딩될 부품의 이미지를 취득하여 부품의 종류와, 부품이 놓여진 자세와, 부품의 불량여부를 검출하기 위한 이미지 취득부(350)를 구비한다.
이미지 취득부(350)는 로딩될 부품의 이미지를 취득하여, 이미지 프로세싱 과정을 거쳐, 부품의 크기와 형태를 감지하고, 이로부터 적층 순서에 적합한 정확한 부품인지 부품의 종류를 판별하고, 부품이 변형되었거나 불량품인지 여부를 판별하며, 부품의 외관선, 부품의 식별홀 등을 인식하여 부품이 놓여진 자세를 검출한다.
스택 체결부(500)는 작업 테이블(200) 상에서 스택(10)의 가체결이 완료된 후 체결수단을 조절하여 연료전지 스택의 조립을 완료하게 된다. 작업 테이블 구동부(400)는 작업 테이블(200)의 높이와 자세를 조절하기도 하며, 작업 테이블(200)을 이동시키기도 한다. 다시말해, 작업 테이블 구동부(400)는 작업 테이블(200, 도면에서 실선으로 표시)을 부품 공급부(100)에 근접한 위치로 이동시키거나, 작업 테이블(200, 도면에서 점선으로 표시)을 스택 체결부(500)의 하부에 위치하도록 이동시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 부품 이송부의 구성을 나타낸 개략도이다.
부품 이송부(300)는 부품 공급부(100)에서 부품을 선택적으로 로딩하여, 작업 테이블(200)로 이송하고 적층하는 역할을 수행한다.
이를 위하여, 부품 이송부(300)는 부품을 흡착하여 고정하는 흡착 지그(310)와, 상기 흡착 지그(310)를 승하강시키는 승하강 리프터(320)와, 상기 승하강 리프터(320)를 수평 이동시키는 슬라이더(330)와, 로딩될 부품의 이미지를 취득하는 이미지 취득부(350)를 포함한다.
또한, 상기 흡착 지그(310)는 상기 승하강 리프터(320)에 대하여 수평방향으로 이동 가능한 것이 바람직하다. 이는 흡착 지그(310)의 중심과 로딩될 부품의 중심을 일치시키기 위한 것이다. 여기서 중심이라 함은 평면 형태에서의 면심을 의미한다.
부품 이송부(300)의 작동 과정을 살펴본다.
부품 이송부(300)는 적층 순서에 해당하는 부품의 위로 이동한 후 이미지 취득부(350)를 이용하여 로딩될 부품의 이미지를 취득한다, 취득한 이미지로부터 정확한 부품인지 여부, 부품의 불량 여부, 부품의 위치와 자세를 확인 한다.
다음으로, 흡착 지그(310)를 수평방향으로 미세 이동시켜 흡착 지그(310)의 중심과 로딩될 부품의 중심이 일직선이 되도록 부품을 흡착 고정한 후, 작업 테이블로 이동하여 부품을 적층한다. 이때, 흡착 지그(310)의 중심과 작업 테이블(200)의 중심이 일치한 상태가 된다. 여기서 중심이라 함은 면심을 의미한다.
흡착 지그(310)는 회전이동은 하지 않으며 직선 방향으로 3축 방향으로 이동하게 된다. 이하에서는 승하강 방향을 Z축, 부품 이송부(300)와 작업 테이블(200)을 가로지르는 방향을 X축, 나머지 방향을 Y축 으로 설정한다.
부품이 틀어진 상태가 되면, 흡착 지그(310)와 부품 간에 Z축 방향의 비틀림 각이 발생하게 되는데, 이 비틀림 각은 작업 테이블에서 보상된다. 이부분에 관한 상세한 설명은 작업 테이블 부분에서 후술한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 연료전지 스택 조립 장치의 작업 테이블과 작업 테이블 구동부를 나타낸 구성도이다.
작업 테이블 구동부(400)는 작업 테이블(200)을 Z축 방향으로 회전시키는 턴테이블(410)과, 상기 턴테이블(410)을 승하강 시키는 승하강 실린더(420)와, 상기 승하강 실린더를 X축 방향으로 이동시키는 슬라이딩플레이트(430)를 포함한다.
작업 테이블(200)은 부품이 적층되는 적층 위치와, 적층된 스택이 가체결 되는 가체결 위치와, 가체결된 스택을 설정된 체결 높이까지 체결하는 본체결 위치, 체결이 완료된 스택을 배출하는 배출위치 사이를 왕복이동하게 된다. 이러한 이동은 슬라이딩플레이트(430)에 의하여 이루어진다.
슬라이딩플레이트(430)는 X축 방향으로 형성된 레일(440)을 따라 이동하게 된다.
승하강 실린더(420)는 턴테이블(410)의 하부에 형성되어, 적층 위치에서는 적층되는 부품의 높이가 일정한 높이를 유지하도록 턴테이블(410)의 높이를 조절하는 역할을 수행하며, 본체결 위치에서는 연료전시 스택에 가압력을 제공하게 된다.
턴테이블(410)은 흡착 지그(310)에 로딩된 부품이 비틀림각을 가질 경우, 작업 테이블(200)을 Z축 방향으로 회전시켜 비틀림각을 보상하도록 작동한다. 턴테이블(410)의 이러한 작동에 의하여 적층되는 스택이 일정한 위치로 정렬되며 적층될 수 있다.
적층 위치에서 연료전지 스택의 적층이 완료되면, 슬라이딩플레이트(430)가 턴테이블(410)을 가체결 위치로 이동시킨다. 가체결 위치에서는 체결부재를 이용하여 한쌍의 압축판을 체결하게 된다. 체결부재로는 타이볼트 등이 사용될 수 있으며, 체결 러너로는 볼트 러너 또는 너트 러너가 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스택 체결부의 구성을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 스택 체결부(500)는 스택의 높이를 측정할 수 있는 거리센서(510)와, 상기 체결부재(15)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시켜 체결 깊이를 조절하는 체결러너(520)를 포함한다. 체결 깊이에 의하여 체결부위의 연료전지 스택의 높이가 결정되게 된다.
슬라이딩플레이트(430)가 적층 위치로 이동하게 되면, 승하강 실린더(420)가 상승하여 스택을 상방으로 가압한 후, 체결러너(520)가 동작하여 연료전지 스택이 설정된 높이를 가지도록 체결부재를 조절한다.
이 때, 거리센서(510)는 각각의 체결부재 주변의 압축판의 높이를 측정하여 각 부분의 체결 높이가 설정된 높이와 동일한지 여부를 측정하게 되고, 이 측정결과로부터 체결러너(520)를 동작하여 설정된 높이보다 높이가 큰 경우 체결부재(15)를 더 조이고, 설정된 높이보다 작은 경우 체결부재(15)를 풀어 주는 동작을 각 부분의 체결 높이가 설정 높이와 동일해 질 때까지 반복하게 된다.
연료전지 스택이 원하는 높이로 체결된 것으로 측정되면, 슬라이딩플레이트(430)가 작업 테이블(200)을 배출 위치로 이동시킨다.
도 6은 흡착지그와 작업 테이블의 비틀림각 보정을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 적층 부품인 분리판(14)(적층 부품이 MEA인 경우에도 동일하다)이 기준 방향에 대하여 일정한 비틀림각(θ)을 가지게 놓여진 경우, 흡착 지그(310)에는 그 상태 그대로 흡착 고정된다. 즉, 흡착 지그(310)에서는 비틀림각(θ)이 보상되지 않는다. 다만 흡착 지그(310)에 분리판(14)이 흡착 고정될 때, 흡착 지그(310)의 중심(310c)과 분리판(14)의 중심(14c)이 일치하는 상태가 되도록 해야 한다.
이를 위해 흡착 지그(310)는 상술한 바와 같이, X축 방향과 Y축 방향으로 직선 운동 가능하게 형성된다.
흡착 지그(310)가 분리판(14)을 작업 테이블(200)에 적층하기 전에, 작업 테이블(200)을 비틀림각(θ)에 대응하는 각으로 회전시키고, 흡착 지그(310)가 작업 테이블(200)에 분리판(14)을 적층할 때, 흡착지그(310)의 중심(310c)과 작업 테이블(200)의 중심(200c)이 일치하도록 이동한 상태에서 적층하게 되므로, 적층되는 부품들은 항상 일정하게 정렬된 상태가 된다.
도 7은 본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 방법에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 연료전지 스택 조립 방법은 적층 대상 부품을 적층 순서에 맞게 로딩하되, 적층 대상 부품의 이미지를 취득하여 적층 대상 부품의 종류와 상태를 식별하고, 적층 대상 부품의 로딩 자세를 인식하는 부품 로딩 단계;와, 로딩된 부품을 작업 테이블 상에 적층하되, 상기 로딩 자세를 보상하도록 작업 테이블을 회전시킨 후 로딩된 부품을 적층하는 부품 적층 단계;와, 적층이 완료된 연료전지 스택을 체결부재로 체결하되, 각 체결부재 주변의 연료전지 스택의 높이를 측정하여, 각 부분의 높이가 설정된 높이를 가지도록 체결하는 스택 체결 단계;를 포함한다.
이 때, 부품 적층 단계에는 작업 테이블 상에 적층된 부품이 항상 일정한 높이를 유지하도록 상기 작업 테이블의 높이를 조절한다.
각각의 단계에 대하여 상세하게 살펴본다.
작업이 시작되면, 이미지 센서를 이용하여 로딩되는 부품의 이미지를 취득한다. 취득한 이미지로부터 부품을 식별하여 부품에 오류가 있는지를 확인하다. 여기서 부품의 오류라 함은 적층 대상 부품이 맞는지 여부와, 부품이 불량이 아닌지 등의 여부를 의미한다.
부품에 오류가 있을 경우, 오류 부품을 로딩하고 별도의 장소(예를 들면 배출 트레이)에 오류 부품을 배출하고, 다음 부품의 이미지를 다시 취득하여 동일한 과정을 반복한다.
부품이 오류가 없는 것으로 판단되면, 부품의 이미지로부터 부품의 자세 정보를 취득한다. 부품의 자세 정보는 상술한 바와 같이 부품이 틀어진 각도를 의미한다. 로딩된 부품은 작업 테이블로 이송된 후 적층 단계를 거치게 된다.
적층 단계에서는, 부품 로딩 단계에서 취득된 부품 자세 정보에 의거하여 작업 테이블의 자세를 조절한후, 부품을 적층하게 된다.
원하는 수량의 스택의 적층이 완료되면, 체결부재를 이용하여 연료전지 스택을 가체결한 후, 체결압을 인가하고 본체결을 수행한다.
본체결 후 스택의 높이가 적정한지 여부를 판단하게 되는데, 이 때 스택의 높이는 각각의 체결부재가 체결된 부분의 높이를 모두 측정하고, 이들이 모두 적절한 높이를 만족하는지 여부를 확인한다. 적절하지 않은 것으로 판단되면 개별 체결부재의 체결 깊이를 조절하여 동일한 과정을 반복하게 된다.
전체 스택의 높이가 적정한 것으로 판단되면, 스택을 배출하고 작업을 종료한다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 연료전지 스택 12 : 압축판
14 : 분리판 16 : MEA
100 : 부품 공급부 200 : 작업 테이블
300 : 부품 이송부 310 : 흡착 지그
320 : 승하강 리프터 330 : 슬라이더
350 : 이미지 취득부 400 : 작업 테이블 구동부
410 : 턴테이블 420 : 승하강실린더
430 : 슬라이딩플레이트 500 : 스택 체결부
510 : 거리센서 520 : 체결러너

Claims (11)

  1. 연료전지 스택을 구성하는 부품을 종류별로 적재하고 공급하는 부품 공급부;
    연료전지 스택을 구성하는 부품이 적층되는 작업 테이블;
    상기 부품 공급부에 적재된 부품을 적층 순서에 맞게 로딩하여 상기 작업 테이블로 이동시키는 부품 이송부;
    상기 작업 테이블의 높이와 자세를 조절하는 작업 테이블 구동부; 및
    상기 작업 테이블에 적층이 완료된 연료전지 스택을 체결하는 스택 체결부;를 포함하는 연료전지 스택 조립 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부품 이송부는
    상기 로딩될 부품의 이미지를 취득하여 부품의 종류와, 부품이 놓여진 자세와 부품의 불량 여부를 검출하기 위한 이미지 취득부를 구비하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 작업 테이블 구동부는
    상기 이미지 취득부에서 검출된 로딩 부품의 자세에 대응하여, 작업 테이블의 자세를 변경하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 테이블 구동부는
    상기 작업 테이블 상에 적층된 부품의 상면이 일정한 높이를 유지하도록 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 테이블 구동부는
    작업 테이블을 회전시키는 턴테이블과,
    상기 턴테이블을 승하강 시키는 승하강 실린더와,
    상기 승하강 실린더를 수평이동시키는 슬라이딩플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 승하강 실린더는
    상기 턴테이블의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스택 체결부는
    연료전지 스택의 높이를 측정하고 그에 대응하여 체결부재의 체결 깊이를 조절하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스택 체결부는
    연료전지 스택의 높이를 측정하기 위한 거리센서와, 체결부재의 체결 깊이를 조절하는 체결러너를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 장치.
  9. 적층 대상 부품을 적층 순서에 맞게 로딩하되, 적층 대상 부품의 이미지를 취득하여 적층 대상 부품의 종류와 상태를 식별하고, 적층 대상 부품의 로딩 자세를 인식하는 부품 로딩 단계;
    로딩된 부품을 작업 테이블 상에 적층하되, 상기 로딩 자세를 보상하도록 작업 테이블을 회전시킨 후 로딩된 부품을 적층하는 부품 적층 단계; 및
    적층이 완료된 연료전지 스택을 체결부재로 체결하되, 각 체결부재 주변의 연료전지 스택의 높이를 측정하여, 각 부분의 높이가 설정된 높이를 가지도록 체결하는 스택 체결 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 부품 적층 단계는
    적층된 부품이 항상 일정한 높이를 유지하도록 상기 작업 테이블의 높이를 조절하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 부품 로딩 단계는
    로딩된 부품이 부적합한 부품으로 판단되면, 로딩된 부품을 배출하고 다음 부품을 로딩하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택 조립 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105789672A (zh) * 2014-12-22 2016-07-20 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池电堆装配装置
CN106560945A (zh) * 2015-09-25 2017-04-12 现代自动车株式会社 燃料电池堆装配装置和控制方法
KR20180064864A (ko) * 2016-12-06 2018-06-15 현대자동차주식회사 스택에 절연판과 체결바를 체결하는 체결시스템, 및 체결방법
US11024864B2 (en) 2016-10-14 2021-06-01 Thyssenkrupp System Engineering Gmbh Assembly device for stacking a fuel cell stack

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113036199B (zh) * 2019-12-09 2022-06-03 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池系统的组装装置及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005050771A1 (ja) * 2003-11-20 2005-06-02 Nissan Motor Co., Ltd. 燃料電池及び燃料電池スタックの製造
JP2007200749A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Nissan Motor Co Ltd 積層体の形成方法、および積層体の形成装置
KR100837904B1 (ko) * 2007-05-25 2008-06-13 현대자동차주식회사 자동차용 연료전지스택의 자동조립장치 및 방법
KR100962897B1 (ko) * 2007-12-13 2010-06-10 현대자동차주식회사 연료전지 스택 조립장치용 이송기

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105789672A (zh) * 2014-12-22 2016-07-20 中国科学院大连化学物理研究所 一种燃料电池电堆装配装置
CN106560945A (zh) * 2015-09-25 2017-04-12 现代自动车株式会社 燃料电池堆装配装置和控制方法
CN106560945B (zh) * 2015-09-25 2020-12-29 现代自动车株式会社 燃料电池堆装配装置和控制方法
US11024864B2 (en) 2016-10-14 2021-06-01 Thyssenkrupp System Engineering Gmbh Assembly device for stacking a fuel cell stack
KR20180064864A (ko) * 2016-12-06 2018-06-15 현대자동차주식회사 스택에 절연판과 체결바를 체결하는 체결시스템, 및 체결방법
US10622645B2 (en) 2016-12-06 2020-04-14 Hyundai Motor Company Assembly system that assembles insulating plate and mounting bar, and assembly method
US11482716B2 (en) 2016-12-06 2022-10-25 Hyundai Motor Company Assembly system that assembles insulating plate and mounting bar, and assembly method

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