KR20160069879A - Manufacturing system for fuel cell stack - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a fuel cell stack assembly system for fuel cell stack manufacturing. The present invention includes: a material transporting unit transporting a material, performing primary alignment on the material, and performing defect monitoring; a material stacking unit performing secondary alignment on the material primarily aligned by the material transporting unit and stacking the material at a predetermined height; a palette transporting unit stacking on the material upper and lower end plates and a dummy cell during the transport of the material stacked by the material stacking unit; and a coupling unit coupling by pressing the material transported by the palette transporting unit with the upper and lower end plates and the dummy cell stacked and then performing a leak test.

Description

연료 전지 스택의 조립 시스템{MANUFACTURING SYSTEM FOR FUEL CELL STACK}Technical Field [0001] The present invention relates to a fuel cell stack assembly system,

본 발명은 연료 전지 스택의 조립 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지 스택 양산화를 위한 연료 전지 스택의 조립 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an assembling system of a fuel cell stack, and more particularly, to an assembling system of a fuel cell stack for mass production of a fuel cell stack.

최근 들어, 에너지 소비가 적고 환경오염을 줄여줄 수 있는 친환경 전기 차량이 다양하게 개발되고 있다. 그 일례로서, 연료전지 차량과 하이브리드(hybrid) 차량이 있다.Recently, a variety of eco-friendly electric vehicles have been developed that can reduce energy consumption and reduce environmental pollution. As an example thereof, there are a fuel cell vehicle and a hybrid vehicle.

연료전지 차량은, 수소와 산소의 전기화학적 반응으로 발생된 전기를 에너지원으로 사용하는 차량이다. 하이브리드 차량은, 고속주행 시나 오르막길 주행 시에 내연기관을 사용하고, 저속주행이나 정차 시에는 전기를 에너지원으로 사용하는 차량이다.A fuel cell vehicle is a vehicle that uses electricity generated by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen as an energy source. Hybrid vehicles are vehicles that use an internal combustion engine at high speeds or when traveling uphill, and use electricity as an energy source when driving at low speed or stopping.

일반적으로 연료전지 자동차는 기존의 내연기관 자동차가 화석연료와 공기 중의 산소를 엔진 내에서 폭발반응시켜 그 화학에너지를 기계에너지로 바꾸어 구동동력을 얻는 것과 달리, 고압 수소 탱크 또는 개질기를 통해 공급되는 수소와 공기 터보 압축기를 통해 공급되는 공기 중의 산소를 연료 전지 스택 내에서 전기 화학 반응시켜 생성된 전기에너지를 이용하여 자동차를 구동하게 된다.Generally, in fuel cell vehicles, unlike conventional internal combustion engine cars, which exploit fossil fuel and oxygen in the air in the engine to convert the chemical energy into mechanical energy to obtain driving power, the hydrogen supplied through the high- And the air in the air supplied through the air turbo compressor is electrochemically reacted in the fuel cell stack to drive the automobile using the generated electric energy.

즉, 연료전지 시스템은 연료가 가지고 있는 에너지를 전기적 에너지로 직접 변환시키는 장치로서, 통상 전해질을 사이에 두고 음극(anode)과 양극(cathode)으로 된 한 쌍의 전극을 배치함과 아울러 이온화된 연료가스의 전기화학적 반응을 통해 전기와 열을 함께 얻는 시스템이다.That is, a fuel cell system is an apparatus for directly converting energy possessed by a fuel into electric energy. A pair of electrodes made of an anode and a cathode are disposed with an electrolyte interposed therebetween, and an ionized fuel It is a system that obtains electricity and heat together through electrochemical reaction of gas.

고분자 전해질 연료전지는 전류밀도가 높고 운전온도가 낮으며 부식 및 전해질 손실이 적다는 장점을 가지고 있어 군사용이나 우주선의 동력원으로 개발되기 시작하였으나, 현재는 출력 밀도가 높고 장치가 간단하여 모듈화가 가능하다는 점을 이용하여 자동차의 동력원으로 응용하기 위한 연구가 최근 활발히 진행중이다.Polymer electrolyte fuel cells have been developed as a power source for military or spacecraft because they have high current density, low operating temperature, and low corrosion and electrolyte loss. However, they are currently being developed as a power source with high output density and simple devices. Recently, researches for application as a power source of automobile using point has been actively under way.

이러한 연료전지 시스템의 연료전지 스택(Fuel cell stack)은 막전극집합체(Membrane Electrode Assembly, 이하 MEA), 분리판(Separator) 등이 적층되어 구성된다.The fuel cell stack of the fuel cell system includes a membrane electrode assembly (MEA), a separator, and the like.

연료전지 스택은 다수의 적층 부품들을 순차적으로 적층하여 제조되기 때문에, 부품들이 오정렬되거나, 부품들의 적층 순서가 어긋나는 경우 제품 성능에 치명적인 영향을 주게 된다.Since the fuel cell stack is manufactured by sequentially stacking a plurality of stacked parts, if the parts are misaligned or the stacking order of the parts is out of order, the performance of the fuel cell stack is seriously affected.

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.Prior art related to the present invention is Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0106217 (published on Oct. 08, 2009), and the prior art discloses a technique relating to an automatic assembly apparatus for a fuel cell stack.

그런데 종래의 연료전지 스택의 자동 조립 장치는 소개 검사 기능이 없어서 작업자가 소재 투입 시 사전에 소재 위치 및 불량 검수를 일일이 해야하는 문제점이 있다.However, the conventional automatic assembling apparatus of the fuel cell stack has no introduction inspection function, and therefore, there is a problem that the worker has to perform the work position and the defect inspection beforehand when the work is put in.

또한, 소모듈 단위의 적층을 하는데, 작업자가 소모듈 단위로 45°기울어진 가이드 위로 적층 후 재정렬을 해야 하기 때문에 작업자에 의해 품질이 결정되어 품질의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.In addition, since the worker has to re-stack after laying on the guide inclined by 45 ° in units of small modules, the quality is determined by the operator and the reliability of the quality is deteriorated.

또한, 완성된 스택 반출 시 호이스트를 사용하여 프레스로부터 반출하기 때문에 작업이 불편하고 작업자의 안전성이 저하되는 문제점이 있다.Further, since the hoist is taken out of the press when the finished stack is taken out, there is a problem that the work is inconvenient and the safety of the worker is lowered.

또한, 소모듈 단위의 적층 셀을 체결 장치로 이송하는데, 상 하부 엔드 플레이트(end plate) 및 더미셀 조립 등을 작업자에 의해 수동 방식으로 이루어지기 때문에 자동화 비율이 낮다는 문제점이 있다.Further, since the stacked cells of small module units are transferred to the fastening device, the upper and lower end plates and the micrometer assembly are manually performed by the operator, which results in a low automation ratio.

또한, 적층을 위한 최소한의 구조를 갖기 때문에 양산 이후 소재 변경 및 생산량 증가에 따른 대응이 불가하다는 문제점이 있다.Further, since it has a minimum structure for lamination, there is a problem in that it is impossible to cope with material change after production and increase in production amount.

또한, 적층 공정에서 소모듈까지 적층이 가능하여 최종 기밀 검사 및 체결 시 최대 2개의 소모듈 적층이 가능하다는 가동률의 한계를 갖는 문제점이 있다.In addition, there is a problem in that there is a limitation in the operation rate that it is possible to stack up to two small modules in the lamination process, and to perform the final airtightness inspection and fastening, up to two small module lamination.

따라서 본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로 차량용 연료전지 스택의 양산화를 위해 소재 로딩부터 정렬, 적층, 체결 및 기밀검사까지 수행하는 연료 전지 스택의 조립 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a fuel cell stack assembling system for performing mass production of a fuel cell stack for a vehicle from material loading to alignment, stacking,

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연료 전지 스택의 조립 시스템은 소재를 이송하며 상기 소재를 1차 정렬하고 불량 여부를 모니터링 하는 소재 이송부, 상기 소재 이송부에 의해 1차 정렬된 소재를 2차 정렬하고 일정 높이로 적층하는 소재 적층부, 상기 소재 적층부에서 적층된 소재를 이송하는 도중에 상부 및 하부 엔드 플레이트와 더미셀을 상기 소재에 적층하는 팔레트 이송부 및 상기 팔레트 이송부에 의해 이송된 상기 상부 및 하부 엔드 플레이트와 더미셀이 적층된 소재를 프레스(press)하여 체결한 후 릭 테스트(leak test)하는 체결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an assembly system for a fuel cell stack including a material transfer unit for transferring a material, firstly aligning the material and monitoring whether the material is defective, A pallet transporting section for stacking upper and lower end plates and dummy micelles on the material during transport of the stacked material in the material stacking section, And a fastening part that presses and fastens a material having the lower end plate and the micelles stacked thereon and then performs a leak test.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 연료 전지 스택의 조립 시스템은 컨베이어를 통한 소재 이송, 카트리지 추가 및 교환 방식으로 양산 이후 제품 변경이나 소재 추가에 대응이 가능하다는 장점이 있다.The assembly system of the fuel cell stack according to the present invention constructed as described above is advantageous in that it can respond to product changes or material addition after mass production by means of material transfer, cartridge addition and exchange through a conveyor.

또한, 소재가 컨베이어를 타고 이송되는 중에 비전에 의해 자동으로 소재 결함 및 위치오류 검사를 할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that a material defect and a position error can be automatically checked by a vision while the material is conveyed on a conveyor.

또한, 컨베이어 위의 가이드에 의한 1차 정렬, 에어 베어링(air bearing)에 의한 2차 정렬로 높은 소재간 위치 정도 유지가 가능한 효과가 있다.In addition, there is an effect that it is possible to maintain the position between the high material by the primary alignment by the guide on the conveyor and the secondary alignment by the air bearing.

또한, 적층 공정 중에 프레스 및 체결 공정 동시 진행으로 설비 비가동 요인이 제거되는 효과가 있다.Further, during the laminating process, there is an effect that the equipment non-moving factor is removed by simultaneously performing the pressing and fastening processes.

또한, 상 하부 엔드 플레이트 및 더미셀 자동 적층, 각 공정 간에 컨베이어와 직선운동 가이드(L/M guide)에 의한 소재 이송으로 공정 자동성이 높다는 장점이 있다. Further, there is an advantage that the process automation is high due to the material transfer by the conveyor and the linear motion guide (L / M guide) between the upper and lower end plates and the dummy microlens automatic stacking and each process.

또한, 완성 스택 반출 시 스택 틸팅 후 대차와 연계 장치로 작업이 편리하고 작업자의 안정성이 높다는 장점이 있다.In addition, when the completed stack is taken out, there is an advantage that it is convenient to work with the truck and tie-down device after the stack tilting and the stability of the worker is high.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 스택의 조립 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1을 평면에서 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에서 소재 공급부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.
도 4는 도 1에서 소재 이송부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.
도 5는 도 1에서 소재 적층부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.
도 6은 도 1에서 엔드 플레이트 및 더미셀 공급부 및 팔레트 이송부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.
도 7은 도 1에서 체결부 및 반출부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.1 is a perspective view schematically showing an assembling system of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a plan view of Fig. 1 in plan view.
Fig. 3 is a partially enlarged view showing an enlarged view of the material supply unit in Fig. 1. Fig.
FIG. 4 is an enlarged view of a part of the material conveying unit shown in FIG. 1; FIG.
Fig. 5 is an enlarged view of a portion of the work material stacking portion shown in Fig. 1. Fig.
FIG. 6 is an enlarged partial view showing an end plate, a dummy micelle supply unit and a pallet transporting unit in FIG. 1; FIG.
Fig. 7 is an enlarged partial view showing the fastening portion and the carry-out portion enlargedly shown in Fig. 1;

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 전지 스택의 조립 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1을 평면에서 도시한 평면도이다.FIG. 1 is a perspective view schematically showing an assembling system of a fuel cell stack according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 1 in a plan view.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연료 전지 스택의 조립 시스템(1)은 소재(3)를 공급하는 소재 공급부(10), 상기 소재 공급부(10)를 통해 공급되는 소재(3)를 이송하며 상기 소재(3)를 1차 정렬하고 불량 여부를 모니터링 하는 소재 이송부(20), 상기 소재 이송부(20)에 의해 1차 정렬된 소재(3)를 2차 정렬하고 일정 높이로 적층하는 소재 적층부(30), 상부 및 하부 엔드 플레이트와 더미셀을 공급하는 엔드 플레이트 및 더미셀 공급부(40), 상기 소재 적층부(30)에서 적층된 소재(3)를 이송하는 도중에 상기 엔드 플레이트 및 더미셀 공급부(40)로부터 공급된 상부 및 하부 엔드 플레이트와 더미셀을 상기 소재(3)에 적층하는 팔레트 이송부(50), 상기 팔레트 이송부(50)에 의해 이송된 상기 상부 및 하부 엔드 플레이트와 더미셀이 적층된 소재(3)를 프레스(press)하여 체결한 후 릭 테스트(leak test)하는 체결부(60) 및 상기 체결부(60)에서 릭 테스트를 완료한 완성된 스택(S)을 반출하는 반출부(70)를 포함한다.1, the assembly system 1 of a fuel cell stack according to the present invention includes a material supply unit 10 for supplying a material 3, a material 3 supplied through the material supply unit 10, A material transferring unit 20 for transferring the material 3 to the substrate 3 and aligning the material 3 and monitoring whether the material 3 is defective or not, a material for laminating the materials 3 aligned first by the material transfer unit 20, An end plate and a dummy micelle supply unit 40 for supplying dummy micelles to the upper and lower end plates and the upper and lower end plates 30 and 30, A pallet transporting unit 50 for stacking the upper and lower end plates and the micelles supplied from the micelle supply unit 40 on the workpiece 3, the upper and lower end plates transported by the pallet transporting unit 50, The laminated material 3 is then pressed And a take-out unit 70 for carrying out a leak test on the completed stack S after completion of the rig test in the fastening unit 60. [

상기 소재(3)는 막전극집합체(MEA), 분리판 중 어느 하나 이상일 수 있다.The material 3 may be at least one of a membrane electrode assembly (MEA) and a separation plate.

도 3은 도 1에서 소재 공급부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.Fig. 3 is a partially enlarged view showing an enlarged view of the material supply unit in Fig. 1. Fig.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 소재 공급부(10)는 상기 소재(3)가 적층된 단수 또는 복수의 카트리지를 이송하는 제1 대차(11)와, 상기 제1 대차(11)에 의해 이송된 상기 소재(3)를 보관하는 소재 보관 카트리지(13)와, 상기 소재 보관 카트리지(13)에 보관된 소재(3)를 운반하기 위한 운반 장치(14)를 포함할 수 있다.3, the material supply unit 10 includes a first cart 11 for transporting a single or a plurality of cartridges in which the material 3 is stacked, A material storage cartridge 13 for storing the material 3 and a conveying device 14 for conveying the material 3 stored in the material storage cartridge 13. [

여기서 상기 운반 장치(14)는 X-Y 축으로 직교하는 로봇일 수 있는데, 복수개의 로더(14a)가 마련되어 상기 소재(3)를 동시에 로딩할 수 있으며, 바람직하게는 2개의 로더(14a)가 마련되는 것이 좋다.The conveying device 14 may be a robot that is orthogonal to the XY axis. A plurality of loaders 14a may be provided to load the material 3 at the same time. Preferably, two loaders 14a are provided It is good.

도 4는 도 1에서 소재 이송부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.FIG. 4 is an enlarged view of a part of the material conveying unit shown in FIG. 1; FIG.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 소재 이송부(20)는 상기 소재(3)를 이송하며, 상기 소재(3)의 이송 및 정지 시에 상기 소재(3)의 이탈을 방지하기 위해 상기 소재(3)를 진공 및 흡착할 수 있는 진공 흡착식 컨베이어(21)와, 상기 진공 흡착식 컨베이어(21)에 의해 이송되는 상기 소재(3)의 불량 여부를 모니터링하기 위한 검사 비전부재(23)와, 상기 진공 흡착식 컨베이어(21)의 단부에 마련되어 상기 소재(3)를 수평 방향으로 정렬하는 X축 가이드부재(25)와, 상기 진공 흡착식 컨베이어(21)에 의해 이송되는 상기 소재(3)의 양단에서 상승과 하강을 하며 상기 소재(3)를 정렬하는 Y축 가이드부재(27)를 포함할 수 있다.4, the material transfer unit 20 transfers the material 3 and transfers the material 3 to the material 3 in order to prevent the material 3 from coming off when the material 3 is transferred and stopped. A vacuum inspecting type conveyor 21 for vacuuming and adsorbing the material to be conveyed by the vacuum adsorption type conveyor 21, an inspection vision member 23 for monitoring whether or not the material 3 conveyed by the vacuum adsorption type conveyor 21 is defective, An X-axis guide member 25 provided at the end of the conveyor 21 for aligning the workpiece 3 in the horizontal direction and an X-axis guide member 25 for raising and lowering the workpiece 3 conveyed by the vacuum- And a Y-axis guide member 27 for aligning the work 3.

여기서 상기 검사 비전부재(23)는 카메라 또는 센서 등으로 이루어져 상기 진공 흡착식 컨베이어(21)의 길이 중에 설치되는 것이 좋은데, 바람직하게는 상측에 설치되어 상기 진공 흡착식 컨베이어(21)에 의해 이동하는 상기 소재(3)의 뒤집힘, 접힘, 찍힘 등의 불량 여부를 모니터링 하는 것이 좋다.The inspection vision member 23 may be a camera or a sensor and may be installed in the length of the vacuum adsorption type conveyor 21. The vacuum inspecting type inspection device may be installed on the upper side of the vacuum absorption type conveyor 21, It is preferable to monitor whether or not there is a problem such as inversion, folding,

그리고 상기 X축 가이드부재(25)는 상기 진공 흡착식 컨베이어(21)의 표면 상측으로 상기 소재(3)의 높이만큼의 거리를 갖게 마련되어 상기 진공 흡착식 컨베이어(21)에 의해 이동하는 상기 소재(3)의 표면에 닿아 상기 소재(3)의 위치를 가이드하는 것이 좋다.The X-axis guide member 25 is provided on the upper surface of the vacuum adsorption type conveyor 21 at a distance corresponding to the height of the workpiece 3, and the workpiece 3, which is moved by the vacuum adsorption type conveyor 21, To guide the position of the material (3).

그리고 상기 Y축 가이드부재(27)는 상기 소재(3)의 양단에서 상승과 하강을 하며 상기 소재(3)가 상기 진공 흡착식 컨베이어(21)를 따라 일직선으로 이동하도록 가이드하는 것이 좋다.The Y-axis guide member 27 may be moved up and down at both ends of the workpiece 3 to guide the workpiece 3 in a straight line along the vacuum adsorption-type conveyor 21.

도 5는 도 1에서 소재 적층부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.Fig. 5 is an enlarged view of a portion of the work material stacking portion shown in Fig. 1. Fig.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 소재 적층부(30)는 상기 1차 정렬된 소재(3)를 2차 정렬하는 정렬 테이블(33)과, 상기 정렬 테이블(33)에서 2차 정렬된 상기 소재(3)들을 적층하기 위한 적층 팔레트(35)와, 상기 1차 정렬된 소재(3)를 상기 정렬 테이블(33)로 이송하기 위한 이송 로더(32a)와 2차 정렬된 상기 소재(3)를 상기 적층 팔레트(35)로 이송하기 위한 적층 로더(32b)가 각각 마련되는 적층 장치(32)를 포함할 수 있다.5, the workpiece stacking unit 30 includes an alignment table 33 for secondarily aligning the primary aligned workpieces 3, A stacking pallet 35 for stacking the materials 3 stacked on the substrate 3 and a transfer loader 32a for transferring the primarily aligned material 3 to the alignment table 33, And a stacking device 32 in which a stacking loader 32b for transferring the stacked pallets 35 to the stacking pallet 35 is provided.

상기 정렬 테이블(33)은 정렬 테이블(33)의 바닥에 마련되어 공기를 이용해 상기 소재(3)를 바닥으로부터 떠오르게 하는 에어 베어링(air bearing; 33a)과, 정렬 테이블(33)의 내측 테두리 각각의 면에 상기 소재(3)를 정렬하기 위해 마련되는 정렬 가이드(33b)를 포함할 수 있다.The alignment table 33 includes an air bearing 33a which is provided on the bottom of the alignment table 33 and floats the material 3 from the floor by using air, And an alignment guide 33b provided to align the workpiece 3 with the workpiece.

상기 적층 팔레트(35)는 적층 팔레트(35)의 바닥에 마련되어 적층되는 상기 소재(3)의 공급량만큼 하강하는 엘리베이터(35a)와, 적층 팔레트(35)의 내측 테두리에 단수 또는 복수로 마련되는 가이드면(35b)을 포함할 수 있다.The laminated pallet 35 is provided at the bottom of the laminated pallet 35 and has an elevator 35a which is lowered by an amount of supply of the material 3 to be laminated and a guide 35a provided at the inner edge of the laminated pallet 35 And a surface 35b.

도 6은 도 1에서 엔드 플레이트 및 더미셀 공급부 및 팔레트 이송부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.FIG. 6 is an enlarged partial view showing an end plate, a dummy micelle supply unit and a pallet transporting unit in FIG. 1; FIG.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 엔드 플레이트 및 더미셀 공급부(40)는 엔드 플레이트 및 더미셀을 이송하는 제2 대차(41)와, 상기 제2 대차(41)에 의해 이송된 상기 엔드 플레이트 및 더미셀을 상기 소재(3)에 적층하기 위한 적층 장치(43)를 포함할 수 있다.6, the end plate and the micelle supply part 40 include a second bogie 41 for transferring the end plate and the micelles, the end plate and the second bogie 41 transferred by the second bogie 41, And a laminating device 43 for laminating the micelle to the material 3.

상기 적층 장치(43)는 일반적인 로봇 등일 수 있다.The laminating device 43 may be a general robot or the like.

상기 팔레트 이송부(50)는 직선운동 가이드(L/M guide)의 레일 상으로 2개의 팔레트(pallet; P)를 각각의 공정별로 차례로 이송시키는데, 상기 팔레트(P) 위에 상기 소재(3)를 안착하여 상기 소재(3)를 공정별로 이송시킬 수 있게 한다.The pallet transporting unit 50 sequentially transports two pallets P on the rails of a linear motion guide L / M guide for each process. The pallet transporting unit 50 seats the material 3 on the pallet P, So that the material 3 can be transferred on a process-by-process basis.

상기 팔레트 이송부(50)에 의해 이송되며 상기 소재(30)에 엔드 플레이트 및 더미셀을 적층시키는데, 적층 순서의 일예로 하부 엔드 플레이트와 더미셀을 적층시키고 하부 엔드 플레이트에 적층된 더미셀에 막전극집합체(MEA)와 분리판을 적층시킨다. 그리고 더미셀에 적층된 막전극집합체와 분리판에 상부 엔드 플레이트와 더미셀을 적층시키는 것이 바람직하다.The end plate and the micelles are stacked on the work 30. The lower end plate and the micelles are stacked in the stacking order, and the micelles stacked on the lower end plate are transferred by the pallet transferring unit 50, The aggregate (MEA) and the separator are laminated. It is preferable to stack the upper end plate and the micelles on the membrane electrode assembly and the separator laminated on the micelles.

도 7은 도 1에서 체결부 및 반출부를 확대하여 도시한 일부 확대도이다.Fig. 7 is an enlarged partial view showing the fastening portion and the carry-out portion enlargedly shown in Fig. 1;

상기 체결부(60)는 엔드 플레이트와 더미셀 그리고 상기 소재(3)가 모두 적층되면 체결바 및 절연판과 함께 프레스(61)를 사용하여 압착하여 적층된 스택을 체결한다. When the end plate, the micelle and the workpiece 3 are all stacked, the fastening part 60 is pressed together with the fastening bar and the insulating plate using a press 61 to fasten the stacked stack.

그리고 완성된 스택을 릭 테스(leak test)트하여 테스트를 통과하면 다음 공정으로 이동하고 빈 팔레트(P)는 되돌아가게 된다.When the completed stack is leak tested and passed the test, it moves to the next process and the empty pallet (P) is returned.

상기 반출부(70)는 상기 완성된 스택(S)의 각도를 변화시켜 반출을 유도하기 위한 틸팅 장치(71)와, 상기 틸팅 장치(71)에 의해 각도가 변화된 상기 완성된 스택(S)을 반출하기 위한 반출 대차(73)를 포함할 수 있다.
The take-out unit 70 includes a tilting device 71 for guiding the stack S to change its angle and a finished stack S having an angle changed by the tilting device 71 And an unloading truck 73 for unloading.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 연료 전지 스택의 조립 시스템은 컨베이어를 통한 소재 이송, 카트리지 추가 및 교환 방식으로 양산 이후 제품 변경이나 소재 추가에 대응이 가능하다는 장점이 있고, 소재가 컨베이어를 타고 이송되는 중에 비전에 의해 자동으로 소재 결함 및 위치오류 검사를 할 수 있는 장점이 있고, 컨베이어 위의 가이드에 의한 1차 정렬, 에어 베어링(air bearing)에 의한 2차 정렬로 높은 소재간 위치 정도 유지가 가능한 효과가 있고, 적층 공정 중에 프레스 및 체결 공정 동시 진행으로 설비 비가동 요인이 제거되는 효과가 있고, 상 하부 엔드 플레이트 및 더미셀 자동 적층, 각 공정 간에 컨베이어와 직선운동 가이드(L/M guide)에 의한 소재 이송으로 공정 자동성이 높다는 장점이 있고, 완성 스택 반출 시 스택 틸팅 후 대차와 연계 장치로 작업이 편리하고 작업자의 안정성이 높다는 장점이 있다.
The assembling system of the fuel cell stack according to the present invention constructed as described above has an advantage in that it is capable of coping with product changes or addition of materials after mass production by means of material conveyance, cartridge addition and exchange through a conveyor, It has the advantage of being able to automatically inspect for material defects and position errors by vision during the process, and it maintains the position between the high material by the primary alignment by the guide on the conveyor and the secondary alignment by the air bearing (L / M guide) between the upper and lower end plates and the dummy micelles, and between the respective processes. In this case, The material is transported by the material, which is advantageous in that the process automation is high. When the finished stack is taken out, Working as a convenient device and has the advantage of high stability of the worker.

이상과 같이 본 발명에 따른 연료 전지 스택의 조립 시스템을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the assembling system of the fuel cell stack according to the present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments and drawings described above, Various modifications and changes may be made by those of ordinary skill in the art.

1: 연료 전지 스택의 조립 시스템 3: 소재
10: 소재 공급부 11: 제1 대차
13: 소재 보관 카트리지 14: 운반 장치
14a: 로드 20: 소재 이송부
21: 진공 흡착식 컨베이어 23: 검사 비전부재
25: X축 가이드부재 27: Y축 가이드부재
30: 소재 적층부 32: 적층 장치
32a: 이송 로더 32b: 적층 로더
33: 정렬 테이블 33a: 에어 베어링
33b: 정렬 가이드 35: 적층 팔레트
35a: 엘리베이터 35b: 가이드면
40: 더미셀 공급부 41: 제2 대차
43: 적층 장치 50: 팔레트 이송부
60: 체결부 61: 프레스
70: 반출부 71: 틸팅 장치
73: 반출 대차 S: 스택
P: 팔레트1: Fuel cell stack assembly system 3: Material
10: material supplier 11:
13: Material storage cartridge 14: Transport device
14a: rod 20: material conveying section
21: Vacuum sorption type conveyor 23: Inspection vision member
25: X-axis guide member 27: Y-axis guide member
30: material stacking portion 32: stacking device
32a: Feeding loader 32b: Lamination loader
33: alignment table 33a: air bearing
33b: alignment guide 35: laminated pallet
35a: Elevator 35b: Guide face
40: a micelle supply part 41:
43: stacking apparatus 50: pallet transporting unit
60: fastening part 61: press
70: carry-out unit 71: tilting device
73: Outgoing lender S: Stack
P: Palette

Claims (11)

소재를 이송하며 상기 소재를 1차 정렬하고 불량 여부를 모니터링 하는 소재 이송부;
상기 소재 이송부에 의해 1차 정렬된 소재를 2차 정렬하고 일정 높이로 적층하는 소재 적층부;
상기 소재 적층부에서 적층된 소재를 이송하는 도중에 상부 및 하부 엔드 플레이트와 더미셀을 상기 소재에 적층하는 팔레트 이송부; 및
상기 팔레트 이송부에 의해 이송된 상기 상부 및 하부 엔드 플레이트와 더미셀이 적층된 소재를 프레스(press)하여 체결한 후 릭 테스트(leak test)하는 체결부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지 스택의 조립 시스템. A material conveyance unit for conveying the material and firstly aligning the material and monitoring whether the material is defective;
A material stacking unit for secondarily aligning the primarily aligned materials by the material transfer unit and stacking them at a predetermined height;
A pallet transporting unit for stacking upper and lower end plates and dummy micelles on the material while the material stacked in the material stacking unit is transported; And
A fastening part for pressing and fastening the laminated material of the upper and lower end plates and the micelles conveyed by the pallet conveying part and performing a leak test; Wherein the fuel cell stack assembly includes a plurality of fuel cells. 청구항 1에 있어서,
상기 소재는 막전극집합체(MEA), 분리판 중 어느 하나 이상인 연료 전지 스택의 조립 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the material is at least one of a membrane electrode assembly (MEA) and a separator. 청구항 2에 있어서,
상기 소재를 공급하는 소재 공급부를 더 포함하는 연료 전지 스택의 조립 시스템.The method of claim 2,
Further comprising a material supply section for supplying the material. 청구항 3에 있어서,
상기 소재 공급부는,
상기 소재가 적층된 카트리지를 이송하는 제1 대차와,
상기 제1 대차에 의해 이송된 상기 소재를 보관하는 소재 보관 카트리지와,
상기 소재 보관 카트리지에 보관된 소재를 운반하기 위한 운반 장치를 포함하는 연료 전지 스택의 조립 시스템.The method of claim 3,
The material supply unit
A first carriage for conveying the cartridge in which the material is stacked,
A material storage cartridge for storing the material transferred by the first carriage,
And a conveying device for conveying the material stored in the material storage cartridge. 청구항 1에 있어서,
상기 소재 적층부는,
상기 1차 정렬된 소재를 2차 정렬하는 정렬 테이블과,
상기 정렬 테이블에서 2차 정렬된 상기 소재들을 적층하기 위한 적층 팔레트와,
상기 1차 정렬된 소재를 상기 정렬 테이블로 이송하기 위한 이송 로더와 2차 정렬된 상기 소재를 상기 적층 팔레트로 이송하기 위한 적층 로더가 각각 마련되는 적층 장치를 포함하는 연료 전지 스택의 조립 시스템.The method according to claim 1,
The material-
An alignment table for secondarily aligning the primary aligned materials,
A stacking pallet for stacking the materials secondarily aligned in the alignment table,
And a stacking device for stacking the material, which is secondarily aligned, with a stacking loader for transporting the material, which is secondarily aligned, to the stacking pallet. 청구항 5에 있어서,
상기 정렬 테이블은,
상기 정렬 테이블의 바닥에 마련되어 공기를 이용해 상기 소재를 바닥으로부터 떠오르게 하는 에어 베어링(air bearing)과,
상기 정렬 테이블의 내측 테두리 각각의 면에 상기 소재를 정렬하기 위해 마련되는 정렬 가이드를 포함하는 연료 전지 스택의 조립 시스템 제작 방법.The method of claim 5,
Wherein the alignment table comprises:
An air bearing provided at the bottom of the alignment table to float the material from the floor using air,
And an alignment guide provided for aligning the material on each side of the inner rim of the alignment table. 청구항 5에 있어서,
상기 적층 팔레트는,
상기 적층 팔레트의 바닥에 마련되어 적층되는 상기 소재의 공급량만큼 하강하는 엘리베이터와,
상기 적층 팔레트의 내측 테두리에 마련되는 가이드면을 포함하는 연료 전지 스택의 조립 시스템.The method of claim 5,
The laminated pallet includes:
An elevator provided at the bottom of the laminated pallet and lowered by a supplied amount of the material to be laminated,
And a guide surface provided on an inner rim of the lamination pallet. 청구항 1에 있어서,
상기 상부 및 하부 엔드 플레이트와 더미셀을 상기 팔레트 이송부에 공급하는 엔드 플레이트 및 더미셀 공급부를 더 포함하는 연료 전지 스택의 조립 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising an end plate and a micelles supply unit for supplying the upper and lower end plates and the micelles to the pallet transporting unit. 청구항 1에 있어서,
상기 소재 이송부는,
상기 소재를 이송하며, 상기 소재의 이송 및 정지 시에 상기 소재의 이탈을 방지하기 위해 상기 소재를 진공 및 흡착할 수 있는 진공 흡착식 컨베이어와,
상기 진공 흡착식 컨베이어에 의해 이송되는 상기 소재의 불량 여부를 모니터링하기 위한 검사 비전부재와,
상기 진공 흡착식 컨베이어의 단부에 마련되어 상기 소재를 수평 방향으로 정렬하는 X축 가이드부재와,
상기 진공 흡착식 컨베이어에 의해 이송되는 상기 소재의 양단에서 상승과 하강을 순차적으로 반복하며 상기 소재를 정렬하는 Y축 가이드부재를 포함하는 연료 전지 스택의 조립 시스템. The method according to claim 1,
The material conveying unit,
A vacuum adsorption type conveyor for conveying the material and capable of vacuuming and adsorbing the material to prevent the material from escaping when the material is transported and stopped;
An inspection vision member for monitoring whether or not the material conveyed by the vacuum adsorption conveyor is defective,
An X-axis guide member provided at an end of the vacuum adsorption conveyor to align the work in a horizontal direction,
And a Y-axis guide member which sequentially repeats rising and falling at both ends of the material conveyed by the vacuum adsorption conveyor and aligning the material. 청구항 1에 있어서,
상기 체결부에서 릭 테스트를 완료한 완성된 스택을 반출하는 반출부; 를 더 포함하는 연료 전지 스택의 조립 시스템. The method according to claim 1,
A take-out unit for carrying out a completed stack completed by the fastening unit; Further comprising a fuel cell stack assembly. 청구항 10에 있어서,
상기 반출부는,
상기 완성된 스택의 각도를 변화시킬 수 있는 틸팅 장치와,
상기 틸팅 장치에 의해 각도가 변화된 상기 스택을 반출하기 위한 반출 대차를 포함하는 연료 전지 스택의 조립 시스템.The method of claim 10,
Wherein,
A tilting device capable of changing the angle of the completed stack,
And a take-out bogie for taking out the stack whose angle is changed by the tilting device.
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