KR20200063094A - Welding apparatus of separator for fuel cell stack - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a separator welding device for a fuel cell stack, which comprises: a separator loading unit for guiding a separator to a loading area to continuously transport the separator in a serial process in a state of selectively withdrawing and separating the separator including a slip sheet, a pore and a cathode from a loading cartridge; a separator transport device for adsorbing and transporting the separator including the pore and the cathode selected from the separator loading unit; a separator alignment jig unit for aligning the pore and the cathode transported by the separator transport device to maintain a coupling state; a separator welding unit including upper and lower welding frames in which a plurality of welding tips are formed to face each other at upper and lower portions thereof to weld a plurality of to-be-welded portions of the separator coupled in the separator alignment jig unit; an appearance inspection unit for scanning a photographed image obtained by photographing the separator welded by the separator welding unit to inspect a welding state of the separator and an alignment state of the pore and the cathode from scan data; and a separator unloading unit for guiding the separator completely inspected by the appearance inspection unit to an unloading area, and selecting and separating normal and defective separators. According to the present invention, a series of welding processes can be continuously, rapidly, and easily performed.

Description

연료전지 스택용 분리판 용접장치{WELDING APPARATUS OF SEPARATOR FOR FUEL CELL STACK}Separation plate welding device for fuel cell stack {WELDING APPARATUS OF SEPARATOR FOR FUEL CELL STACK}

본 발명은 연료전지 스택용 분리판 용접장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다공체와 캐소드를 용접을 통해 접합하여 분리판 제작의 자동화 및 대량 생산을 구현할 수 있는 연료전지 스택용 분리판 용접장치에 관한 것이다. The present invention relates to a separator plate welding apparatus for a fuel cell stack, and more particularly, to a separator for welding a fuel cell stack capable of realizing automation and mass production of a separator by bonding a porous body and a cathode through welding. will be.

일반적으로, 연료전지용 분리판은 애노드 가스(Anode Gas), 캐소드 가스(Cathode Gas)와 냉각수를 분리하기 위해서 사용되며, 조합은 캐소드 바이폴러 플레이트(Cathode Bipolar plate, 이하, '캐소드'라 함)와 애노드 바이폴러 플레이트(Anode Bipolar plate, 이하, '애노드'라 함)와 다공체로 구성된다. In general, a separator plate for a fuel cell is used to separate anode gas, cathode gas and coolant, and the combination is a cathode bipolar plate (hereinafter referred to as a'cathode'). It consists of an anode bipolar plate (hereinafter referred to as an'anode') and a porous body.

상기한 구성들의 조합시에 밀봉(Sealing)이 필요한 부위는 가스켓(Gasket)이나 용접기술이 적용이 되며, 여기에 사용되는 것이 주로 레이저 용접이다.Gaskets or welding techniques are applied to the parts requiring sealing in combination of the above configurations, and laser welding is mainly used here.

레이저 용접은 박판형 연료전지 분리판에 적용 시 타 용접보다 입열량이 적어 변형량을 최소화시킬 수 있다. 여기서 레이저 용접은 유체의 실링 목적으로 사용되며, 반응면적 부위의 레이저 용접은 밀착성을 향상시키고 내부 접촉저항을 저감시키는 효과를 지닌다.When applied to a thin-plate fuel cell separator, laser welding can minimize deformation due to less heat input than other welding. Here, laser welding is used for sealing the fluid, and laser welding of a reaction area has an effect of improving adhesion and reducing internal contact resistance.

그런데, 종래의 연료전지 스택용 분리판 용접장치는 다공체와 캐소드가 각각 독립된 부품으로 제공되므로 용접을 위한 정렬 지그에 정확하게 배열하는 것이 어려워 정밀한 정렬이 쉽지 않은 문제점이 있었다. However, the conventional separator for welding a fuel cell stack has a problem in that it is difficult to accurately align the alignment jig for welding because the porous body and the cathode are provided as separate parts, respectively.

대한민국 공개특허공보 제2009-0016336호(2009.02.13)Republic of Korea Patent Publication No. 2009-0016336 (2009.02.13)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 다공체와 캐소드로 이루어진 이종소재의 분리판 부품을 정 위치에 정렬한 상태에서 일련의 용접 공정을 보다 연속적으로 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 연료전지 스택용 분리판 용접장치를 제공하는 데 있다. Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to continuously perform a series of welding processes in a state in which the separators of different materials made of a porous body and a cathode are aligned in place. It is to provide a separator plate welding device for a fuel cell stack that can be performed quickly and easily.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 로딩 카트리지로부터 간지와, 다공체 및 캐소드로 이루어진 분리판을 선택적으로 취출하여 분리한 상태에서, 상기 분리판을 일련의 공정을 따라 연속적으로 이송되도록 상기 분리판을 로딩 영역으로 유도하기 위한 분리판 로딩부; 상기 분리판 로딩부에서 선택된 상기 다공체 및 캐소드로 이루어진 분리판을 흡착하여 이송시키기 위한 분리판 이송장치; 상기 분리판 이송장치에 의해 이송된 다공체 및 캐소드를 정렬하여 결합 상태를 유지하기 위한 분리판 정렬지그부; 상기 분리판 정렬지그부에서 결합된 분리판의 복수의 용접 부위를 용접하기 위해 복수의 용접팁이 상부 및 하부에 각각 서로 마주보도록 형성되는 상부 용접프레임과 하부 용접프레임을 포함하는 분리판 용접부; 상기 분리판 용접부에서 용접된 분리판의 촬영된 촬영 영상을 스캔하여 상기 분리판의 스캔 데이터로부터 상기 분리판의 용접 상태 및 다공체 및 캐소드의 정렬 상태를 검사하기 위한 외관검사부; 및, 상기 외관검사부에서 검사 완료된 상기 분리판을 언로딩 영역으로 유도하고, 정상 분리판과 불량 분리판을 선택하여 분리시키는 분리판 언로딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention, in the state of selectively taking out and separating the separator made of a separator, a porous body and a cathode from a loading cartridge, the separator is continuously transferred along a series of processes Separation plate loading section for guiding the plate to the loading area; A separator transporting device for adsorbing and transporting the separator made of the porous body and the cathode selected from the separator loading part; A separation plate alignment jig unit for aligning the porous body and the cathode conveyed by the separation plate transfer device to maintain a coupled state; A separating plate welding part including an upper welding frame and a lower welding frame in which a plurality of welding tips are formed to face each other on the upper and lower portions in order to weld a plurality of welding portions of the separating plates joined by the separation plate alignment jig portion; An appearance inspection unit for scanning a photographed image of the separation plate welded at the separation plate welding part and inspecting the welding state of the separation plate and the alignment state of the porous body and the cathode from the scan data of the separation plate; And a separating plate unloading part for guiding the separating plate, which has been inspected by the external inspection part, to an unloading area, and separating by separating a normal separating plate and a bad separating plate. Provides

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 분리판 로딩부는, 복수의 층구조를 갖는 프레임 구조체로서, 컨베이어를 따라 상기 로딩 카트리지가 이송되어 정지한 상태에서, 상방으로 상기 간지와, 다공체 및 캐소드의 분리판을 1매씩 이송시키기 위해 독립적으로 승강 동작을 수행하는 승강장치; 상기 승강장치에 의해 이송된 간지를 흡착하여 간지회수 카트리지로 회수하기 위한 간지 이송부; 및, 상기 로딩 카트리지의 상방에서, 상기 로딩 카트리지 내부를 영상으로 스캔하여 스캔 데이터를 통해 상기 분리판과 상기 간지를 판별하도록 하는 영상판별부를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the separating plate loading part is a frame structure having a plurality of layer structures, and the loading cartridge is transported and stopped along a conveyor, and the separator plate of the interstitial body, porous body, and cathode upwards. A lifting device that independently performs a lifting operation to transfer the sheets one by one; An icebreaker transfer unit for adsorbing the icebreaker conveyed by the lifting device and recovering it with an icebreaker recovery cartridge; And an image discrimination unit configured to scan the inside of the loading cartridge as an image from the upper side of the loading cartridge to discriminate the separator and the separator through scan data.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 간지 이송부는, 상기 간지를 흡착하기 위한 흡착부; According to an embodiment of the present invention, the separator transfer unit, the adsorption unit for adsorbing the separator;

상기 흡착부를 지지하는 지지대; 및, 상기 지지대가 지지된 상태로 로딩 영역과 회수 카트리지 사이를 왕복 이송하는 이송체를 포함한다.A support for supporting the adsorption unit; And a transport body that reciprocates between the loading area and the recovery cartridge while the support is supported.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 분리판 이송장치는, 상기 분리판의 이송방향으로 길게 형성된 가이드 레일; 상기 가이드 레일을 따라 이송되며 상기 승강장치의 베이스면에 배치된 로딩 카트리지 내에 보관되는 각각의 다공체와 캐소드를 동시에 흡착하는 복수의 흡착부; 및, 상기 가이드 레일이 승강 이동 가능하도록 Z축방향으로 수직가이드가 형성된 승강 이송부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the separation plate transfer device, a guide rail formed long in the transfer direction of the separation plate; A plurality of adsorption units transported along the guide rail and simultaneously adsorbing each porous body and cathode stored in a loading cartridge disposed on a base surface of the lifting device; And, it includes a vertical transfer guide is formed in the Z-axis direction to move the guide rail to move up and down.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 분리판 정렬지그부는, 중앙에 다공체를 안착하기 위한 오목한 형상의 다공체 안착홈과, 상기 다공체 안착홈과 단차지게 형성되며 상기 다공체 안착홈보다 넓은 면적을 가지는 캐소드 안착부와, 전후방향으로 관통되어 캐소드의 전후면을 정렬시키기 위한 캐소드 정렬홀이 형성된 지그 하판; 상기 지그 하판에 대해 힌지를 통해 회전 가능하게 형성되어 지그 하판 위에 밀착하도록 형성된 지그 상판; 및, 상기 지그 하판에 수용되는 다공체와 캐소드를 정렬하기 위한 복수의 정렬부재를 가지는 정렬부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the separation plate alignment jig portion, the porous seating groove of the concave shape for seating the porous body in the center, and is formed to be stepped with the porous seating groove, the cathode seating having a larger area than the porous seating groove A jig lower plate penetrated in the front and rear directions and formed with a cathode alignment hole for aligning front and rear surfaces of the cathode; A jig top plate rotatably formed with respect to the jig bottom plate and formed to be in close contact with the jig bottom plate; And an alignment unit having a plurality of alignment members for aligning the cathode and the porous body accommodated in the jig lower plate.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 정렬부는, 상기 다공체 정렬홈에 진입 또는 진출하면서 다공체를 정렬하기 위한 제1정렬부재; 상기 지그 하판에 대해 교차하는 방향으로 진입 또는 진출하면서 캐소드의 측면을 가압하여 지그 하판 위에서 캐소드의 측면을 정렬하기 위한 제2정렬부재; 및, 상기 지그 하판의 상기 캐소드 정렬홀에 수직으로 삽입되어 캐소드의 선단부와 후단부를 가압하여 지그 하판 위에 캐소드의 전후면을 정렬하기 위한 제3정렬부재를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the alignment unit, the first alignment member for aligning the porous body while entering or exiting the porous body alignment groove; A second alignment member for aligning the side surfaces of the cathode on the jig bottom plate by pressing the side surfaces of the cathode while entering or exiting in a direction crossing the jig bottom plate; And a third alignment member that is vertically inserted into the cathode alignment hole of the jig bottom plate and presses the front and rear ends of the cathode to align the front and rear surfaces of the cathode on the bottom of the jig.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 지그 상판에는 분리판 용접부와 정렬부에 의해 간섭되지 않도록 전후면과 측면에 복수의 절개부가 형성된다. According to an embodiment of the present invention, a plurality of incisions are formed on the front and rear surfaces and side surfaces of the jig top plate so as not to interfere with the separation plate welding portion and the alignment portion.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 분리판 용접부의 상,하부 용접프레임에는, 고정프레임; 상기 용접팁을 지지하는 상,하부 홀더; 상기 상,하부 홀더를 지지하는 지지대; 및, 상기 고정프레임과, 상,하부 홀더 사이에 설치되어 상기 용접팁이 분리판의 용접 부위에 탄성적으로 밀착되도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the upper and lower welding frame of the separation plate welding portion, a fixed frame; Upper and lower holders supporting the welding tip; A support for supporting the upper and lower holders; And an elastic member installed between the fixed frame and the upper and lower holders to provide elastic force such that the welding tip elastically adheres to the welding portion of the separation plate.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 탄성부재는 상기 고정프레임과 상기 상,하부 홀더 사이에 관통하여 고정 설치되는 가이드봉; 및, 상기 가이드봉에 삽입되는 압축스프링으로 이루어진다. According to an embodiment of the present invention, the elastic member is guide rod which is fixedly installed between the fixed frame and the upper and lower holders; And a compression spring inserted into the guide rod.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 외관검사부는, 상기 분리판 이송장치에 의해 분리판이 이송되어 안착되는 분리판 안착부; 상기 분리판 안착부에 안착된 분리판을 이송하기 위한 가이드 레일이 설치된 분리판 이송부; 및, 상기 분리판 이송부에 설치되며, 중앙에 투명한 글라스가 설치되는 투명부를 구비한 상부지그와 하부지그로 이루어져 상기 상,하부지그의 투명부 사이에 분리판이 안착된 상태에서 상기 카메라에 의해 스캔되는 스캔 구간을 정밀 이송하는 이송지그를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the appearance inspection unit, the separation plate seating portion is a separation plate is transferred and seated by the separation plate transfer device; A separation plate transfer unit having a guide rail installed to transfer the separation plate mounted on the separation plate mounting portion; And, the scan section is installed by the separation plate transfer portion, the upper portion and the lower jig having a transparent portion in which a transparent glass is installed in the center, the scanning section scanned by the camera while the separation plate is seated between the transparent portion of the upper and lower jig It includes a transfer jig to precisely feed.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 외관검사부는, 분리판의 영상을 연속적으로 촬영하는 촬영장치; 및, 상기 촬영장치의 트리거신호에 의거하여 조명을 반복적으로 온/오프하는 조명장치;를 포함하며, 상기 촬영장치의 촬영 영상을 스캔한 스캔 이미지데이터와 이미 설정된 이미지데이터를 비교하되, 스캔 이미지데이터의 음영을 판단하여 가스켓을 포함한 분리판의 외관 상태를 검출하여 불량 여부를 판단한다. According to an embodiment of the present invention, the appearance inspection unit, a photographing apparatus for continuously photographing the image of the separation plate; And a lighting device that repeatedly turns on/off the lighting based on the trigger signal of the recording device, and compares the scanned image data scanned with the captured image of the recording device with image data that has already been set, and scan image data. It is determined whether the defect is by detecting the appearance of the separation plate including the gasket by determining the shade of.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치에 의하면, 이종소재의 분리판 부품을 정 위치에 정렬한 상태에서 일련의 용접 공정을 보다 연속적으로 신속하고 용이하게 수행함으로써, 스폿 용접을 위한 정렬도를 향상시킬 수 있다. According to the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention having the above-described configuration, by performing a series of welding processes more rapidly and easily in a state in which the separation parts of different materials are aligned in place, The degree of alignment for spot welding can be improved.

또한, 용접 공정 시, 용접팁의 용접 부위에 대한 접촉 불량을 방지하여 용접 불량을 예방할 수 있는 효과가 있다. In addition, during the welding process, there is an effect that can prevent welding defects by preventing the contact failure of the welding tip to the welding site.

도 1은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 로딩부를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 로딩부를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 이송장치를 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 정렬지그부를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 정렬지그부 및 분리판 용접부를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 용접부를 나타내는 정면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 용접부를 나타내는 측면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 용접부의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 스폿용접건의 팁 정렬상태 검사부의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 외관검사부를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 검사장치의 외관검사부의 촬영장치 및 조명장치의 제어신호 구조를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12의 촬영장치에 의해 촬영된 영상의 분리 및 결합상태를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 언로딩부를 나타내는 사시도이다.
도 15은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 언로딩부를 나타내는 측면도이다.
1 is a view showing a separator plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
2 is a perspective view showing a separation plate loading part of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
3 is a side view showing a separator loading portion of the separator welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
Figure 4 is a front view showing a separation plate transfer device of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
5 is a plan view showing a separation plate alignment jig portion of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
6 is a perspective view showing a separation plate alignment jig portion and a separation plate welding portion of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
7 is a front view showing a separation plate welding part of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
8 is a side view showing a separation plate welding part of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
9 is a perspective view showing the configuration of a separator welding portion of the separator welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
10 is a cross-sectional view of the tip alignment state inspection unit of the spot welding gun of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
11 is a cross-sectional view showing an external appearance inspection part of a separator welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
12 is a view showing a control signal structure of the photographing apparatus and the lighting apparatus of the external inspection unit of the separation plate inspection apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
FIG. 13 is a view showing separation and combination of images captured by the imaging device of FIG. 12.
14 is a perspective view showing a separation plate unloading part of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.
15 is a side view showing a separation plate unloading part of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. The present invention can be applied to various changes and can have various forms, and the embodiments are described in detail in the text. However, it is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, it should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료전지 스택용 용접장치는, 분리판 로딩부(100), 분리판 이송장치(200), 분리판 정렬지그부(300), 분리판 용접부(400), 외관검사부(500), 분리판 언로딩부(600)를 포함하며, 자동화된 일련의 공정을 따라 분리판이 분리판 로딩부(100)에서 분리판 언로딩부(600)까지 연속적으로 이송되면서 분리판의 다공체 및 캐소드의 스폿용접 상태 및 분리판의 정렬 상태를 검사하여 분리판의 불량을 검사하게 되는 것이다. As shown in Figure 1, the welding device for a fuel cell stack according to the present invention, the separation plate loading unit 100, the separation plate transfer device 200, the separation plate alignment jig unit 300, the separation plate welding unit 400 ), the appearance inspection unit 500, the separation plate unloading unit 600, and the separation plate is continuously transferred from the separation plate loading unit 100 to the separation plate unloading unit 600 according to an automated series of processes. The defects of the separator are checked by inspecting the spot welding state of the porous body and the cathode of the separator and the alignment state of the separator.

일반적으로, 분리판은 우수한 전기전도성 및 열전도성 등의 특성을 갖는 금속 분리판이 사용될 수 있다. 상기 분리판의 모재로는 스테인리스 스틸, 티타늄 합금, 알루미늄 합금, 니켈 합금 등에서 선택된 하나를 채택할 수 있다. In general, the separator may be a metal separator having excellent electrical conductivity and thermal conductivity properties. As the base material of the separator, one selected from stainless steel, titanium alloy, aluminum alloy, and nickel alloy may be adopted.

특히 금속 분리판은, 모재의 표면에 전이금속 또는 탄소재질의 코팅층이 형성되어 모재의 부족한 내식성 및 전기전도성이 보완될 수 있다. 특히 모재의 표면에 금, 백금, 루테늄 및 이리듐 중 적어도 하나를 포함하는 나노파티클(nanoparticle)로 형성된 불연속 코팅층이 형성되고, 불연속 코팅층이 형성되지 않은 부분에 산화막이 형성되는 것이 내식성 및 전기전도성 측면에서 바람직하다. Particularly, the metal separator may be formed with a coating layer of a transition metal or carbon material on the surface of the base material, thereby compensating for insufficient corrosion resistance and electrical conductivity of the base material. In particular, a discontinuous coating layer formed of nanoparticles including at least one of gold, platinum, ruthenium, and iridium is formed on the surface of the base material, and an oxide film is formed on a portion where the discontinuous coating layer is not formed in terms of corrosion resistance and electrical conductivity. desirable.

도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 에 도시한 바와 같이, 상기 분리판 로딩부(100)는, 검사하고자 하는 분리판이 정해진 개수로 적재된 카트리지(이하, '로딩 카트리지'라 함)로부터 분리판을 용접 영역으로 이송시키기 위해 분리판(다공체와 캐소드)과 간지를 분리하기 위한 장치로서, 상기 다공체와 캐소드들이 각각 적층된 2개의 로딩 카트리지(11,12)가 컨베이어(710)를 따라 분리판 로딩부(100)의 프레임 내로 공급된다.2 and 3, as shown in the separation plate loading unit 100 is separated from the cartridge (hereinafter referred to as'loading cartridge'), the separation plate to be inspected is loaded in a predetermined number. As a device for separating the separator (porous body and cathode) and the separator sheet for transferring the plate to the welding area, the two loading cartridges 11 and 12 in which the porous body and the cathode are respectively stacked are separated along the conveyor 710 It is supplied into the frame of the loading unit 100.

상기 로딩 카트리지(11,12)에는 각각 여러 장의 다공체와 캐소드를 적층 하여 보관하게 되는데, 다른 다공체와 캐소드가 서로 협착되지 않도록 하기 위하여 각각의 다공체와 캐소드 사이에 간지를 교대로 배치한 상태로 보관하게 된다. In the loading cartridges 11 and 12, a plurality of porous bodies and cathodes are stacked and stored, respectively. In order to prevent the other porous bodies and the cathodes from interfering with each other, the separators are alternately disposed between the porous bodies and the cathodes. do.

한편, 분리판 로딩부(100)는 상층부(101)와 하층부(102)로 분리된 복수의 층구조를 갖는 프레임 구조체로서, 상기 하층부(102)에는 한 쌍의 로딩 카트리지(11,12)를 이송시키기 위한 한 쌍의 컨베이어(710)가 설치되며 상기 컨베이어(710)를 따라 이송된 로딩 카트리지(11,12)로부터 분리판의 다공체와 캐소드를 각각 1매씩 상층부로 이송시키기 위해 독립적으로 승강 동작을 수행하는 볼 스크류 등의 승강장치(110)가 설치된다. 상기 로딩 카트리지(11,12)는 승강장치(100)에 의해 분리판의 다공체와 캐소드가 직접적으로 상승 가능하도록 바닥면이 관통 형성되는 것은 당연하다. On the other hand, the separating plate loading unit 100 is a frame structure having a plurality of layered structures separated into an upper layer portion 101 and a lower layer portion 102, the lower layer portion 102 carries a pair of loading cartridges 11 and 12 A pair of conveyors 710 are installed to perform the lifting operation independently to transfer the porous body and the cathode of the separation plate from the loading cartridges 11 and 12 conveyed along the conveyor 710 to the upper portion of each sheet one by one. A lifting device 110 such as a ball screw is installed. It is natural that the loading cartridges 11 and 12 are formed with a bottom surface through which the porous body and the cathode of the separation plate can be directly raised by the lifting device 100.

또한, 상기 상층부(101)에는 상층부(101)를 따라 왕복 이동하면서, 승강장치(110)를 통해 상층부(101)의 로딩 영역으로 이송된 로딩 카트리지(11,12) 내의 분리판 위에 적층된 간지를 흡착하여 간지회수 카트리지(13,14)로 회수 가능한 간지 이송부(120)가 설치된다.In addition, the upper layer portion 101, while reciprocating along the upper layer portion 101, the separator sheets stacked on the separation plates in the loading cartridges 11 and 12 transferred to the loading area of the upper portion 101 through the lifting device 110. An interleaving feeder 120 is installed which can be adsorbed and recovered by the interleaving cartridges 13 and 14.

상기 간지 이송부(120)는 간지를 흡착하기 위한 흡착부(121)와, 상기 흡착부(121)를 지지하는 지지대(122)와, 상기 지지대(122)가 지지된 상태로 로딩 카트리지(11,12)와 간지회수 카트리지(13,14) 사이를 Y축방향으로 왕복 이송하는 이송체(123)를 포함한다. The kanji conveying unit 120 includes an adsorption unit 121 for adsorbing kanji, a support 122 supporting the adsorption unit 121, and loading cartridges 11 and 12 in a state where the support 122 is supported. ) And a transfer member 123 that reciprocates in the Y-axis direction between the kanji recovery cartridges 13 and 14.

상기 분리판 로딩부(100)의 하층부(102)에 설치된 컨베이어(710)는, 외부로부터 이송된 로딩 카트리지(11,12)를 프레임 내의 Y축 방향으로 직선 이동시켜 승강장치(110)의 베이스면에 로딩 카트리지(11,12)가 배치되도록 하고, 상기 분리판 이송장치(200)는 X축 방향을 따라 직선 왕복 이동하면서 로딩 카트리지(11,12) 내에서 다공체와 캐소드를 각각 흡착하여 분리판 정렬지그부(300)로 이송시킨다. The conveyor 710 installed on the lower layer portion 102 of the separating plate loading portion 100 linearly moves the loading cartridges 11 and 12 transferred from the outside in the Y-axis direction in the frame to the base surface of the elevating device 110 The loading cartridges 11 and 12 are arranged in the separator plate transfer device 200, and linearly reciprocating along the X-axis direction to adsorb the porous body and the cathode in the loading cartridges 11 and 12, respectively, to align the separation plates. It is transferred to the jig unit 300.

상기 승강장치(110)의 베이스면 외측에는 로딩 카트리지(11,12)가 승강장치(110)의 베이스면에 도달하여 정지할 경우 로딩 카트리지(11,12)를 감지하는 감지장치(미도시)와, 상기 로딩 카트리지(11,12)를 정위치에 정렬하는 정렬장치(미도시)가 설치된다. A sensing device (not shown) that detects the loading cartridges 11 and 12 when the loading cartridges 11 and 12 reach the base surface of the lifting device 110 and stops is provided outside the base surface of the lifting device 110. , An alignment device (not shown) is provided to align the loading cartridges 11 and 12 in place.

상기 컨베이어(700)를 따라 로딩 카트리지(11,12)가 상기 승강장치(110)의 베이스면에 도달하게 되면 로딩 카트리지(11,12)를 감지하는 상기 감지장치에서 감지된 신호를 전송받은 제어수단(미도시)이 상기 승강장치(110)를 제어하게 되며, 상기 승강장치(110)는 모터 구동을 통해 로딩 카트리지(11,12) 내에 적층된 분리판의 다공체와 캐소드를 1매씩 상층부(101)로 승강 이동시키게 된다. When the loading cartridge (11,12) along the conveyor (700) reaches the base surface of the elevating device (110), the control means receives the signal detected by the sensing device for detecting the loading cartridge (11,12). (Not shown) is to control the lifting device 110, the lifting device 110 is the upper layer portion 101 of the porous body and the cathode of the separation plate stacked in the loading cartridge (11,12) through a motor drive one by one Will be moved up and down.

본 발명에서, 상기 승강장치(110)는 모터 구동을 통해 로딩 카트리지(11,12) 내의 다공체와 캐소드를 독립적으로 승강 이동시키는 것으로 기재되어 있으나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 여기서 언급한 볼 스크류 이외의 액추에이터 등의 다양한 구동수단을 채택할 수 있다.In the present invention, the lifting device 110 is described as independently moving the porous body and the cathode in the loading cartridges 11 and 12 through motor driving, but is not limited thereto, and other than the ball screw mentioned herein. Various driving means such as an actuator can be adopted.

상기 승강장치(110)를 통해 하층부(102)에서 상층부(101)로 로딩 카트리지(11,12) 내에 적층된 분리판의 다공체와 캐소드를 각각 1매씩 상승 이동시키게 되면, 상기 승강장치(110) 상에 위치한 촬영장치로 이루어진 영상판별부(130)가 로딩 카트리지(11,12) 내부를 영상으로 스캔하여 스캔 데이터를 제어수단에 전송하면 제어수단은 분리판(다공체, 캐소드)과 간지를 판별하게 된다. When the porous body and the cathode of the separating plates stacked in the loading cartridges 11 and 12 are moved upwardly from the lower part 102 to the upper part 101 through the elevating device 110, the elevating device 110 is moved. When the image discrimination unit 130 made of the photographing device located in the scanning cartridge 11, 12 scans the image as an image and transmits the scan data to the control means, the control means determines the separation plate (porous body, cathode) and kanji. .

도 2 및 도 3의 영상판별부(130)에 의해 판별한 판별물이 분리판이 아닌 간지로 감지될 경우 제어수단은 간지 이송부(120)의 흡착부(121)에 간지를 흡착시켜 분리하도록 제어하게 된다. 반대로, 판별한 판별물이 간지가 아닌 분리판의 다공체와 캐소드로 각각 감지될 경우에는 제어수단은 분리판 이송장치(200)에 제어신호를 전송하게 된다. When the discriminant determined by the image discrimination unit 130 of FIGS. 2 and 3 is detected as a separator, not a separator, the control means controls the adsorption unit 121 of the separator separator 120 to absorb and separate the separator. do. Conversely, when the discriminated object is detected as a porous body and a cathode of a separator plate, rather than a separator sheet, the control means transmits a control signal to the separator plate transfer device 200.

상기 제어수단으로부터 제어신호를 전송받은 분리판 이송장치(200)는 로딩 카트리지(11,12) 내에 적층되어 있는 각각의 다공체와 캐소드를 분리판 정렬지그부(300)로 이송시키게 된다. The separation plate transfer apparatus 200 receiving the control signal from the control means transfers each porous body and cathode stacked in the loading cartridges 11 and 12 to the separation plate alignment jig unit 300.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 분리판 이송장치(200)는 상기 분리판 로딩부(100)의 승강장치(110)의 베이스면에 배치된 로딩 카트리지(11,12) 내에 보관된 각각의 다공체와 캐소드를 동시에 흡착하여 Z축 방향 및 X축 방향으로 이동시키게 된다. 이때, 상기 분리판 이송장치(200)에는 다공체와 캐소드를 흡착하기 위한 복수의 흡착부(210)가 구비된다. As shown in FIG. 4, the separation plate transfer device 200 is each porous body stored in the loading cartridges 11 and 12 disposed on the base surface of the lifting device 110 of the separation plate loading unit 100. And the cathode are simultaneously adsorbed to move in the Z-axis and X-axis directions. At this time, the separation plate transfer device 200 is provided with a plurality of adsorption parts 210 for adsorbing the porous body and the cathode.

상기 분리판 이송장치(200)는 각각 분리판 로딩부(100)의 로딩 카트리지(11,12)와 분리판 정렬지그부(300) 사이를 교대로 왕복 이동하면서 흡착부(210)에 의해 로딩 카트리지(11,12)에 위치하는 각각의 다공체와 캐소드를 하나의 분리판 정렬지그부(300)에 이송하게 된다.The separation plate conveying device 200 alternately reciprocates between the loading cartridges 11 and 12 of the separation plate loading unit 100 and the separation plate alignment jig unit 300, thereby loading the loading cartridge by the adsorption unit 210. Each of the porous bodies and cathodes located at (11, 12) is transferred to one separation plate alignment jig portion 300.

여기서, 상기 로딩 카트리지(11,12)는 분리판 로딩부(100)로 진입한 상태에서 분리판 이송장치(200)에 의해 다공체와 캐소드가 선택적으로 취출되는 카트리지로서, 상기 로딩 카트리지(11,12)에 각각 적층되어 있는 다공체와 캐소드는 용접 공정으로 공급되기에 앞서 다공체와 캐소드가 정렬되어 결합 상태를 유지하도록 하는 분리판 정렬지그부(300)로 투입된다. Here, the loading cartridges 11 and 12 are cartridges in which a porous body and a cathode are selectively taken out by the separation plate conveying device 200 while entering the separation plate loading unit 100, and the loading cartridges 11 and 12 ), the porous body and the cathode respectively stacked are introduced into the separation plate alignment jig unit 300 to maintain the bonding state by aligning the porous body and the cathode before being supplied by the welding process.

한편, 상기 간지회수 카트리지(13,14)는 상기 로딩 카트리지(11,12)에 적층된 간지를 상기 간지 이송부(120)를 통해 회수하여 보관하기 위한 카트리지이다. On the other hand, the sexage recovery cartridges 13 and 14 are cartridges for collecting and storing the sexagenary paper stacked on the loading cartridges 11 and 12 through the sexagenary transfer unit 120.

상기 분리판 이송장치(200)의 가이드 레일(220)이 Z축방향으로 승강 이동 가능하도록 승강 이송부(230)가 구비된다. 예컨대, 상기 흡착부(210)가 가이드 레일(220)을 따라 분리판 로딩부(100)로 이동하여, 가이드 레일(220)의 높이보다 낮은 위치에 자리한 분리판의 다공체와 캐소드를 각각 흡착할 수 있도록 승강 이송부(230)는 가이드 레일(220)을 Z축방향으로 승강 이동시킨다. 즉, 가이드 레일(220)에는 흡착부(210)가 동시에 X축방향으로 직선 이동이 가능한 동시에 승강 이송부(230)의 수직가이드(231)를 따라 Z축방향으로 승강 가능하게 되는 것이다. 여기서, 가이드 레일(220)은 LM 가이드일 수 있다. The guide rail 220 of the separation plate transfer device 200 is provided with a lift transfer unit 230 to move up and down in the Z-axis direction. For example, the adsorption unit 210 can be moved to the separation plate loading unit 100 along the guide rail 220 to adsorb the porous body and cathode of the separation plate located at a position lower than the height of the guide rail 220, respectively. So that the lift transfer unit 230 moves the guide rail 220 up and down in the Z-axis direction. That is, the guide rail 220 is the adsorption unit 210 is capable of simultaneously linear movement in the X-axis direction, and at the same time, it is possible to elevate in the Z-axis direction along the vertical guide 231 of the elevating transfer unit 230. Here, the guide rail 220 may be an LM guide.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 분리판 정렬지그부(300)는 상기 분리판 로딩부(100)와 분리판 용접부(400) 사이에 설치되어 분리판 이송장치(200)에 의해 이송된 상기 다공체와 캐소드가 차례대로 적층된다. 상기 다공체와 캐소드가 가이드 레일(220)의 X축방향의 이송 동작이 정지된 상태에서 승강 이송부(230)에 의해 Z축방향으로 승강 이동한 상태에서 상기 분리판 정렬지그부(300)는 각각 다공체와 캐소드를 흡착한 분리판 이송장치(200)의 흡착부(210) 사이를 왕복 이동하면서 각각의 다공체와 캐소드가 차례로 적층되도록 한다.As shown in FIG. 5, the separation plate alignment jig part 300 is installed between the separation plate loading part 100 and the separation plate welding part 400, and the porous body conveyed by the separation plate transfer device 200. And cathodes are stacked in sequence. In the state in which the porous body and the cathode are moved up and down in the Z-axis direction by the elevating and conveying part 230 while the X-axis direction of the guide rail 220 is stopped, the separation plate alignment jig parts 300 are respectively porous bodies. And each porous body and cathode are sequentially stacked while reciprocating between the adsorption part 210 of the separation plate transfer device 200 adsorbing the cathode.

상기 분리판 정렬지그부(300)는 지그 하판(310), 지그 상판(320), 및 정렬부(330)를 포함한다.The separation plate alignment jig part 300 includes a jig bottom plate 310, a jig top plate 320, and an alignment portion 330.

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 지그 하판(310)에는 다공체를 안착하기 위한 다공체 안착홈(311)이 구비된다. 상기 다공체 안착홈(311)은 지그 하판(310)의 중앙에 다공체를 안착하기 위한 오목한 홈의 형상으로 마련된다. As shown in Figure 5, the jig lower plate 310 is provided with a porous body mounting groove 311 for seating the porous body. The porous seating groove 311 is provided in the shape of a concave groove for seating the porous body in the center of the jig lower plate 310.

상기 다공체 안착홈(311)은 다공체와 실질적으로 동일한 면적을 가질 수 있으며, 그 두께는 다공체와 동일하거나, 또는 다공체의 두께보다 낮은 높이로 설계될 수 있다. 이에 따라, 다공체는 다공체 안착홈 내에 안정적으로 적층될 수 있다. 특히 다공체는 분리판의 채널 영역과 대응되는 면적을 갖는 것이 바람직하다. The porous seating groove 311 may have a substantially the same area as the porous body, and the thickness may be the same as the porous body or may be designed to a height lower than the thickness of the porous body. Accordingly, the porous body can be stably stacked in the porous body seating groove. In particular, it is preferable that the porous body has an area corresponding to the channel region of the separator.

이러한 분리판 정렬지그부(300)는 금속 재질이 이용될 수 있으며, 금속 재질 중에서도 SUS 재질을 이용하는 것이 바람직하다.A metal material may be used for the separation plate alignment jig part 300, and it is preferable to use a SUS material among metal materials.

또한, 상기 지그 하판(310)은 상기 다공체 안착홈(311)과 단차지게 형성된 캐소드 안착부(312)가 형성된다. 상기 캐소드 안착부(312)는 상기 다공체 안착홈(311)보다 넓은 면적으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the jig lower plate 310 is formed with a cathode seating portion 312 formed to be stepped with the porous seating groove 311. The cathode seating portion 312 is preferably formed with a larger area than the porous seating groove 311.

상기 지그 하판(310)의 외측에는 후술하는 제1정렬부재(331)가 진입 또는 진출하면서 다공체를 정렬할 수 있도록 복수의 다공체 정렬홈(313)이 형성된다. A plurality of porous body alignment grooves 313 are formed on the outer side of the jig lower plate 310 to align the porous body as the first alignment member 331 to be described later enters or exits.

또한, 상기 지그 하판(310)의 전후방향에는 후술하는 제3정렬부재(333)가 관통 삽입되어 전후방향으로 캐소드를 정렬시킬 수 있도록 하는 캐소드 정렬홀(314)이 형성되어 있다. In addition, a cathode alignment hole 314 is formed in the front-rear direction of the jig lower plate 310 so that a third alignment member 333, which will be described later, is inserted through and aligns the cathode in the front-rear direction.

상기 정렬부(330)는 상기 다공체를 정렬하기 위한 제1정렬부재(331)와, 캐소드를 정렬하기 위한 제2정렬부재(332) 및 제3정렬부재(미도시)로 이루어진다. The alignment unit 330 includes a first alignment member 331 for aligning the porous body, a second alignment member 332 for aligning the cathode, and a third alignment member (not shown).

상기 제1정렬부재(331)는 지그 하판(310)의 길이방향에 대해 경사진 방향으로 형성된 다공체 정렬홈(313)을 진입 또는 진출하면서 다공체의 측면을 가압하여 다공체를 다공체 안착홈(311)에 정렬된 상태로 삽입시키게 된다. 상기 제1정렬부재(331)의 단부는 지그 하판(310)의 측면에 대해 평행하게 형성된다.The first alignment member 331 presses the side surface of the porous body while entering or advancing the porous body alignment groove 313 formed in a direction inclined with respect to the longitudinal direction of the jig lower plate 310 to press the porous body into the porous body seating groove 311. It is inserted in an aligned state. An end portion of the first alignment member 331 is formed parallel to the side surface of the jig lower plate 310.

또한, 상기 제2정렬부재(332)는 지그 하판(310)에 대해 교차하는 방향으로 진입 또는 진출하면서 캐소드의 측면을 가압하여 지그 하판(310) 위에 캐소드의 측면이 정렬될 수 있도록 한다. In addition, the second alignment member 332 presses the side surface of the cathode while entering or exiting in a direction crossing the jig bottom plate 310 so that the side surfaces of the cathode can be aligned on the jig bottom plate 310.

상기 제3정렬부재는 상기 분리판 이송장치(200)의 전후방향에 설치되어 지그 하판(310)의 캐소드 정렬홀(314)에 수직으로 삽입되어 캐소드의 선단부와 후단부를 가압하여 지그 하판(310) 위에 적층되는 캐소드의 전후면이 정렬될 수 있도록 한다. The third alignment member is installed in the front-rear direction of the separation plate transfer device 200 and is vertically inserted into the cathode alignment hole 314 of the jig bottom plate 310 to press the front end portion and the rear end portion of the cathode to press the jig bottom plate 310. The front and rear surfaces of the cathode stacked on the top are aligned.

상기 지그 상판(320)은 지그 하판(310)에 대해 힌지(321)를 통해 회전 가능하게 형성되어 지그 하판(310) 위에 밀착하여 양호한 접촉을 보장할 수 있도록 형성된다. The jig top plate 320 is rotatably formed through the hinge 321 with respect to the jig bottom plate 310 to be in close contact with the jig bottom plate 310 to ensure good contact.

상기 지그 상판(320)은 정렬부(330)나 분리판 용접부(400)에 의해 간섭되지 않도록 전후면과 측면에 복수의 절개부(322~324)가 형성된다. 상기 절개부(322~324)는 상기 다공체 정렬홈(313)과 캐소드 정렬홀(314)에 대응하는 부분과, 분리판 용접부(400)의 스폿 용접 부위에 해당한다. The jig top plate 320 is formed with a plurality of incisions 322 to 324 on the front and back and side surfaces so as not to be interfered by the alignment portion 330 or the separation plate welding portion 400. The incisions 322 to 324 correspond to portions corresponding to the porous alignment grooves 313 and the cathode alignment holes 314, and spot welding portions of the separation plate welds 400.

상기 분리판 정렬지그부(300)는 지그 하판(310) 및 지그 상판(320)이 다공체 및 캐소드의 정렬시에는 상호 이격되어 분리된 상태를 유지하게 되고, 다공체 및 캐소드의 정렬이 완료된 후에는 지그 상판(320)이 지그 하판(310) 방향으로 힌지(321)에 의해 회전하는 것에 의해 상호 밀착 가능하게 된다.The separation plate alignment jig part 300 maintains a separated state when the jig lower plate 310 and the jig upper plate 320 are aligned with each other when the porous body and the cathode are aligned, and after the alignment of the porous body and the cathode is completed, the jig is completed. When the upper plate 320 rotates by the hinge 321 in the direction of the jig lower plate 310, mutual contact is possible.

상기 지그 하판(310) 및 지그 상판(320) 간의 밀착이 이루어진 후에는, 지그 하판(310) 및 지그 상판(320) 간의 밀착에 의해 일정한 압력으로 압착되는 다공체 및 캐소드에 대하여 스폿 용접을 실시하게 된다.After adhesion between the jig bottom plate 310 and the jig top plate 320 is made, spot welding is performed on the porous body and the cathode compressed at a constant pressure by close contact between the jig bottom plate 310 and the jig top plate 320. .

구체적으로, 지그 하판(310)의 다공체 안착홈(311) 내에 다공체를 삽입시켜 정렬한 후, 다공체 상에 캐소드를 적층하고 나서 스폿 용접을 실시하게 되는 것이다. 본 발명의 실시예에서는, 다공체와 캐소드를 정렬한 후 스폿 용접하는 공정으로서, 캐소드 상에 애노드를 적층한 후 스폿 용접하는 공정은 본 공정에서는 실시되지 않으며, 후 공정에서 실시할 수 있다. Specifically, after inserting and aligning the porous body in the porous body seating groove 311 of the jig lower plate 310, a spot welding is performed after laminating the cathode on the porous body. In the embodiment of the present invention, as a process of spot welding after aligning a porous body and a cathode, the process of spot welding after laminating an anode on the cathode is not performed in this process, but can be performed in a later process.

전술한 발명에서, 상기 분리판 정렬지그부(300)는 다공체 안착홈(311) 내에 다공체를 삽입하고 캐소드를 적층시킨 후, 복수의 정렬부(330)를 이용하여 다공체와 캐소드를 지그 하판(310)의 정위치에 정렬시킨 상태에서, 지그 하판(310)에 대한 지그 상판(320)을 밀착시키는 것에 의해 스폿 용접을 위한 정렬도를 만족시킬 수 있게 된다. In the above-described invention, the separation plate alignment jig part 300 inserts a porous body into the porous body seating groove 311 and stacks the cathodes, and then uses a plurality of alignment portions 330 to separate the porous body and the cathode from the jig bottom plate 310 ), it is possible to satisfy the alignment degree for spot welding by closely contacting the jig top plate 320 with the jig bottom plate 310.

이와 같이 지그 하판(310)과 지그 상판(320) 사이에 다공체와 캐소드가 정렬된 상태인 분리판 정렬지그부(300)에 대해 스폿 용접을 실시하게 된다.As described above, spot welding is performed on the separation plate alignment jig portion 300 in which the porous body and the cathode are aligned between the jig lower plate 310 and the jig upper plate 320.

도 6은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 정렬지그부 및 분리판 용접부(400)를 나타내는 사시도로서, 상기 분리판 정렬지그부(300)는 분리판 용접부(400)로 이송된다. 상기 분리판 정렬지그부(300)를 분리판 용접부(400)까지 이송하는 분리판 이송부(350)는 가이드 레일(351)을 따라 분리판 정렬지그부(300)를 Y축방향으로 이송하게 되는데, 상기 가이드 레일(351)은 분리판 정렬지그부(300)를 정밀하게 이동시킬 수 있는 LM 가이드일 수 있다.6 is a perspective view showing a separation plate alignment jig portion and a separation plate welding portion 400 of the separation plate welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention, wherein the separation plate alignment jig portion 300 is a separation plate welding portion 400 Is transferred. The separation plate transfer unit 350 for transferring the separation plate alignment jig portion 300 to the separation plate welding portion 400 transfers the separation plate alignment jig portion 300 along the guide rail 351 in the Y-axis direction. The guide rail 351 may be an LM guide capable of precisely moving the separation plate alignment jig portion 300.

상기 분리판 용접부(400)의 용접팁(411,421)에 분리판의 용접 부위가 일치하게 되면 분리판 이송부(350)의 이송이 정지되어 상기 용접팁(411,421)과 용접 부위가 정렬 상태가 된다.When the welding parts of the separating plate coincide with the welding tips 411 and 421 of the separating plate welding part 400, the transfer of the separating plate conveying part 350 is stopped, so that the welding tips 411 and 421 and the welding parts are aligned.

상기 분리판 용접부(400)는 상부 및 하부에 서로 마주보도록 형성된 상부 용접프레임(410)과 하부 용접프레임(420)을 포함한다.The separation plate welding part 400 includes an upper welding frame 410 and a lower welding frame 420 formed to face each other on the upper and lower sides.

상기 상,하부 용접프레임(410,420)에는 복수의 용접팁(411,421)이 구비되는바, 상,하부의 용접팁(411,421)은 중심축선이 각각 일치되어 정확한 정렬 상태가 되어, 서로 접촉 가능한 방향으로 이동하게 된다.The upper and lower welding frames 410 and 420 are provided with a plurality of welding tips 411 and 421, and the upper and lower welding tips 411 and 421 are aligned with the center axes, so that they are in an exact alignment state, and move in a direction in which they can contact each other. Is done.

도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 상,하부 용접프레임(410,420)에는 고정프레임(412,422)과, 용접팁(411,421)을 지지하는 상,하부 홀더(413,423)와, 상기 상,하부 홀더(413,423)를 지지하는 지지대(414,424)와, 상기 고정프레임(412,422)과 상,하부 홀더(413,423) 사이에 설치되어 용접팁(411,421)이 분리판의 용접 부위에 탄성적으로 밀착되도록 탄성력을 제공하는 탄성부재(415,425)를 포함한다.9 and 10, the upper and lower welding frames 410 and 420 have fixed frames 412 and 422, and upper and lower holders 413 and 423 supporting the welding tips 411 and 421, and the upper and lower holders. (413,423) is installed between the support (414,424), the fixed frame (412,422) and the upper and lower holders (413,423) to provide elastic force so that the welding tip (411,421) elastically adheres to the welding portion of the separation plate It includes an elastic member (415,425).

상기 상,하부 용접프레임(410,420)은 서로 대향하는 방향으로 왕복 이동하게 되는데, 서로 근접하여 분리판의 용접 부위에 밀착하게 되면 이를 감지하는 센서 신호에 의해 스폿 용접을 실시하도록 제어수단(미도시)이 제어하게 된다.The upper and lower welding frames 410 and 420 are reciprocated in opposite directions to each other, and control means (not shown) to perform spot welding by a sensor signal detecting them when they come close to each other and come into close contact with the welding portion of the separation plate. This control.

상기 제어수단의 제어 신호에 의해 상,하부 용접프레임(410,420) 중, 상기 상부 용접프레임(410)은 하강하고, 상기 하부 용접프레임(420)은 상승하여 분리판의 용접 부위에 밀착하게 될 경우, 스폿 용접을 실시하게 된다. 이때, 상기 상,하부 용접프레임(410,420)에 설치된 복수의 용접팁(411,421)에 의해 한 번에 용접 부위를 모두 용접하게 되므로 용접 공정이 단순화된다.Among the upper and lower welding frames 410 and 420 by the control signal of the control means, the upper welding frame 410 descends, and the lower welding frame 420 rises to be in close contact with the welding portion of the separation plate, Spot welding is performed. At this time, the welding process is simplified because a plurality of welding tips 411 and 421 installed at the upper and lower welding frames 410 and 420 are welded at a time.

상기 복수의 용접팁(411,421)을 이용하여 용접 부위를 한 번에 모두 용접하기 위해서는 상기 용접팁(411,421) 전체가 용접 부위에 동시에 밀착하여야 하는데 용접팁(411,421) 중 하나라도 용접 부위와 간극이 발생하게 되면 용접을 실시할 수 없게 된다.In order to weld all of the welding sites at once using the plurality of welding tips 411 and 421, the entire welding tips 411 and 421 must be in close contact with the welding site at the same time, but even one of the welding tips 411 and 421 generates a gap with the welding site. If it does, welding cannot be performed.

이와 같이 용접 부위와 용접팁(411,421) 간의 간극 발생을 방지하기 위해, 상기 고정프레임(412,422)과 상기 상,하부 홀더(413,423) 사이에는 가이드봉(425a)이 관통하여 고정 설치되며 상기 가이드봉(425a)에는 압축스프링(425b)이 삽입된다.In order to prevent the gap between the welding part and the welding tip 411,421, a guide rod 425a penetrates and is fixedly installed between the fixing frame 412,422 and the upper and lower holders 413,423, and the guide rod ( A compression spring 425b is inserted into 425a).

따라서, 상기 상,하부 용접프레임(410,420)이 서로 대향하는 방향으로 이동하여 용접팁(411,421)이 분리판의 용접 부위에 맞닿아 접촉하게 되면, 지지대(414,424)와 함께 상,하부 홀더(413,423)가 탄성부재(415,425)의 탄성 압축력에 의해 용접팁(411,421)의 이동방향이 반대방향으로 탄성적으로 이동하게 되는데, 제어수단은 용접팁(411,421)이 분리판의 용접 부위에 접촉한 것으로 판단하여 스폿 용접을 실시하도록 제어하게 된다.Therefore, when the upper and lower welding frames 410 and 420 move in opposite directions, and the welding tips 411 and 421 come into contact with the welding portion of the separation plate, the upper and lower holders 413 and 423 together with the support 414 and 424 A, the moving direction of the welding tips 411 and 421 is elastically moved in the opposite direction by the elastic compressive force of the elastic members 415 and 425, and the control means determines that the welding tips 411 and 421 contact the welding portion of the separation plate. It is controlled to perform spot welding.

결국, 상,하부 용접프레임(410,420)의 용접팁(411,421)이 서로 대향하는 방향으로 연속적으로 이동하여 분리판의 용접 부위에 접촉하게 될 경우, 고정프레임(412,422)과 상,하부 홀더(413,423) 사이에 설치된 탄성부재(415,425)에 의해 전체 용접팁(411,421)이 분리판의 용접 부위에 탄성적으로 접촉하게 되므로 모든 용접 부위를 한 번에 모두 용접 가능하게 된다. As a result, when the welding tips 411 and 421 of the upper and lower welding frames 410 and 420 continuously move in opposite directions to contact the welding portion of the separation plate, the fixed frames 412 and 422 and the upper and lower holders 413 and 423 Since all the welding tips 411 and 421 are elastically contacted to the welding portion of the separation plate by the elastic members 415 and 425 provided between the welding portions, all welding portions can be welded at once.

이와 같이 분리판 용접부(400)의 상,하부 용접프레임(410,420)에 구비된 용접팁(411,421)을 이용하여 분리판 이송부(350)에 의해 이송된 분리판의 복수의 용접 부위를 한 번에 모두 용접할 수 있게 된다.As described above, by using the welding tips 411 and 421 provided in the upper and lower welding frames 410 and 420 of the separating plate welding part 400, a plurality of welding portions of the separating plate transferred by the separating plate conveying part 350 are all at once. Welding is possible.

도 11은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 외관검사부를 나타내는 단면도로서, 용접이 완료된 분리판은 이송부에 의해 분리판 정렬지그부(300)로 복귀하고, 분리판 이송장치(200)에 의해 외관검사부(500)로 이송된다.11 is a cross-sectional view showing the appearance inspection unit of the separator welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention, the welding is completed separation plate is returned to the alignment jig unit 300 by the transfer unit, the separation plate transfer device 200 ) To the visual inspection unit 500.

상기 외관검사부(500)는 상부에 촬영장치(511,512)와 조명장치(520)가 구비되어, 분리판(s)의 영상을 촬영하고, 그 촬영 영상을 스캔하여 그 스캔 이미지데이터를 제어수단에 전송하게 되면, 상기 제어수단은 스캔 이미지데이터로부터 분리판(s)의 외관상태를 검사하게 된다.The external inspection unit 500 is provided with photographing devices 511 and 512 and a lighting device 520 on the upper part, photographing an image of the separation plate s, scanning the photographed image, and transmitting the scanned image data to control means Then, the control means checks the appearance of the separation plate s from the scanned image data.

상기 외관검사부(500)는 미리 데이터 저장부(미도시)로 전달하여 저장되는 상기 촬영 영상에 의한 스캔 이미지데이터와 이미 설정된 이미지데이터를 비교하되, 스캔 이미지데이터의 음영을 판단하여 가스켓을 포함한 분리판(s)의 외관 상태를 검출하여 불량 여부를 판단한다.The exterior inspection unit 500 compares the scanned image data and the already set image data by the captured image, which is previously transmitted to a data storage unit (not shown), and determines the shading of the scanned image data, thereby separating the plate including the gasket. The appearance state of (s) is detected to determine whether it is defective.

도 12는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 검사장치의 외관검사부의 촬영장치 및 조명장치의 제어신호 구조를 나타내는 도면이며, 도 13은 도 12의 촬영장치에 의해 촬영된 영상의 분리 및 결합상태를 나타내는 도면이다. 12 is a view showing the control signal structure of the photographing apparatus and the lighting apparatus of the external inspection unit of the separation plate inspection apparatus for a fuel cell stack according to the present invention, and FIG. 13 is a separation and combination of images taken by the imaging apparatus of FIG. It is a diagram showing the state.

도 12는 외관검사부(500)의 촬영장치(511,512)에 대한 이미지획득 구간과 조명장치의 작동 구간을 나타내는 것으로서, 촬영장치(511,512)는 분리판(s)의 외관을 검사하는 시간 동안 연속적으로 촬영을 실시하고, 촬영장치(511,512)의 트리거 신호를 조명장치(520)로 출력하되, 조명장치(520)는 온/오프 동작을 반복적으로 수행하면서 촬영장치(511,512)의 촬영 영상에 의한 스캔 이미지데이터를 영역별로 분리하게 된다. 조명장치(520)의 온/오프 신호는 교번적으로 반복 진행되는데, 트리거 동작이 이루어지는 일정 시간 동안 딜레이(trigger delay)가 발생하게 된다.FIG. 12 shows the image acquisition section and the operation section of the lighting device for the photographing devices 511 and 512 of the visual inspection unit 500, and the photographing devices 511 and 512 continuously photograph for the time of inspecting the appearance of the separating plate s. And outputs the trigger signal of the photographing devices 511 and 512 to the lighting device 520, while the lighting device 520 repeatedly performs an on/off operation while scanning image data by the captured image of the imaging devices 511 and 512 Will be separated by region. The on/off signal of the lighting device 520 is alternately repeated, and a trigger delay is generated for a predetermined time during which a trigger operation is performed.

도 13은 촬영장치(511,512)에서 촬영된 스캔 이미지데이터를 영역별로 분리하며, 검사하고자 하는 가스켓과 분리판의 스캔 이미지데이터를 하나로 결합한 상태에서 불량 여부를 판단하게 된다.FIG. 13 separates the scanned image data photographed by the photographing apparatuses 511 and 512 for each region, and determines whether the defect is defective in the state of combining the gasket to be inspected and the scanned image data of the separating plate into one.

이때, 분리판(s) 위에서 수직으로 영상을 촬영하는 촬영장치(511)는 평면 상에서 노출되는 영상의 음영을 통해 기 설정된 이미지데이터와 비교함으로써, 구체적으로 불량 여부를 판정할 수 있으며, 경사진 방향에서 영상을 촬영하는 촬영장치(512)는 수직면 상태에서 노출되는 영상의 음영을 통해 기 설정된 이미지데이터와 비교함으로써, 구체적으로 불량 여부를 판정할 수 있게 된다. At this time, the photographing apparatus 511 for vertically photographing the image on the separation plate s can be specifically determined whether it is defective or not by comparing it with predetermined image data through the shadow of the image exposed on the plane. In the image capturing apparatus 512 for capturing an image, it is possible to specifically determine whether a defect is caused by comparing it with predetermined image data through shading of an image exposed in a vertical plane state.

상기 외관검사부(500)는 분리판 이송장치(200)에 의해 분리판(s)이 이송되어 안착되는 제1분리판 안착부(530)와, 상기 제1분리판 안착부(530)에 안착된 분리판이 이송제어부(미도시)의 가이드 레일을 따라 이송되는 이송지그(540)를 포함한다.The exterior inspection unit 500 is seated on the first separation plate seating portion 530 and the first separation plate seating portion 530 to which the separation plate s is transferred and seated by the separation plate transfer device 200. The separation plate includes a transfer jig 540 that is transferred along the guide rail of the transfer control unit (not shown).

상기 이송지그(540)는 중앙에 투명한 글라스가 설치되는 투명부(미도시)를 구비한 상부지그(541)와 하부지그(542)로 이루어져 상기 상,하부지그(541,542)의 투명부 사이에 분리판이 안착된 상태에서 상기 촬영장치(511,512)에 의해 스캔되는 스캔 구간을 정밀 이송하게 된다.The transfer jig 540 consists of an upper jig 541 and a lower jig 542 having a transparent part (not shown) in which a transparent glass is installed in the center, and is separated between the transparent parts of the upper and lower jigs 541,542. The scan section scanned by the photographing devices 511 and 512 is precisely transferred while the plate is seated.

상기 이송지그(540)의 상부지그(541)는 상기 하부지그(542) 상에서 모터 구동에 의해 Z축방향으로 승강 이동하면서 대응하는 하부지그(542)에 프레스 압력을 부여하여 분리판을 고정하게 된다. The upper jig 541 of the transfer jig 540 fixes the separation plate by applying press pressure to the corresponding lower jig 542 while moving up and down in the Z axis direction by motor driving on the lower jig 542. .

상기 분리판이 안착된 상태의 이송지그(540)가 스캔 구간을 따라 이송하게 되면서 촬영장치(510)에 의한 촬영이 완료되면, 이송지그(540)는 분리판을 처음 위치인 제1분리판 안착부(530)로 이송시킨다.When the transfer jig 540 in the state in which the separation plate is seated is transferred along the scan section, when the photographing by the photographing apparatus 510 is completed, the transfer jig 540 first positions the separation plate in the separation plate. (530).

상기 제1분리판 안착부(530)로 이송된 분리판은 분리판 이송장치(200)에 의해 분리판 언로딩부(600)로 이송된다. The separation plate transferred to the first separation plate seating portion 530 is transferred to the separation plate unloading portion 600 by the separation plate transfer device 200.

도 14는 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 언로딩부(600)를 나타내는 사시도이고, 도 15은 본 발명에 따른 연료전지 스택용 분리판 용접장치의 분리판 언로딩부를 나타내는 측면도로서, 분리판이 분리판 이송장치(200)에 의해 분리판 언로딩부(600)의 제2분리판 안착부(610)에 안착된다.14 is a perspective view showing a separation plate unloading part 600 of the separator welding apparatus for a fuel cell stack according to the present invention, and FIG. 15 is a separation board unloading part of a separator welding device for a fuel cell stack according to the present invention. As a side view, the separation plate is seated on the second separation plate seating portion 610 of the separation plate unloading part 600 by the separation plate transfer device 200.

상기 분리판 언로딩부(600)는 분리판의 용접 상태 및 정렬 상태에 대한 검사 공정이 완료된 분리판 중 정상 분리판과 불량 분리판을 선택하여 배출시키되, 상기 정상 분리판은 언로딩 카트리지(15)에 적층시키고, 상기 불량 분리판은 별도의 취출 카트리지(16)로 수집하여 처리하게 된다. The separating plate unloading part 600 selects and discharges a normal separating plate and a bad separating plate among the separating plates in which the inspection process for the welding state and alignment state of the separating plate is completed. ), and the defective separator is collected and processed with a separate take-out cartridge 16.

상기 제2분리판 안착부(610)의 측부에는 상기 외관검사부(500)에서 문제가 발생한 불량 분리판을 별도로 처리하게 되는 취출 카트리지(16)가 구비된다.The side of the second separating plate seating portion 610 is provided with a take-out cartridge 16 that separately treats a defective separating plate having a problem in the appearance inspecting portion 500.

상기 제2분리판 안착부(610)에 안착되는 정상 분리판 또는 불량 분리판을 언로딩 카트리지(15)와 취출 카트리지(16)로 이송시키기 위해 분리판 언로딩부(600)의 상면 위에서 분리판을 X,Y축방향으로 이송 가능한 이송장치(620)가 구비된다.The separation plate on the upper surface of the separation plate unloading portion 600 to transfer the normal separation plate or the defective separation plate seated on the second separation plate mounting portion 610 to the unloading cartridge 15 and the extraction cartridge 16. It is provided with a transfer device 620 that can be transported in the X and Y axis directions.

상기 이송장치(520)는 분리판 또는 간지를 흡착하기 위한 흡착부(621)와, 상기 흡착부(621)를 지지하는 지지대(622)와, 상기 지지대(622)가 지지된 상태로 언로딩 카트리지(15), 취출 카트리지(16) 및 간지공급 카트리지(17) 사이를 X축방향으로 왕복 이송하도록 하는 가이드이송부(623)를 포함한다.The transfer device 520 includes an adsorption part 621 for adsorbing the separator or separator, a support 622 supporting the adsorption part 621, and an unloading cartridge in a state where the support 622 is supported (15), a guide conveying unit 623 to reciprocate in the X-axis direction between the take-out cartridge 16 and the separator feed cartridge 17.

이와 같은 이송장치(620)는 전체적으로 Y축방향으로 가이드 레일(미도시)을 따라 왕복 이송이 가능하도록 설치된다. The transfer device 620 is installed to allow reciprocating transfer along a guide rail (not shown) in the Y-axis direction as a whole.

따라서, 상기 이송장치(620)는 흡착부(621)를 이용하여 정상 분리판을 흡착한 상태에서 언로딩 카트리지(15)에 분리판을 적층하게 된다.Therefore, the transfer device 620 stacks the separator on the unloading cartridge 15 in a state where the normal separator is adsorbed using the adsorption unit 621.

상기 언로딩 카트리지(15)의 측부에는 상기 언로딩 카트리지(15)에 적층된 분리판들 사이에 간지를 공급하기 위한 간지공급 카트리지(17)가 구비된다. 따라서, 상기 이송장치(620)는 정상 분리판을 제2분리판 안착부(610)에서 언로딩 카트리지(15)에 적층한 상태에서, 일측의 간지공급 카트리지로(17)부터 간지를 흡착하여 언로딩 카트리지(15)에 적층되는 분리판들 사이에 간지를 교대로 적층하게 된다.The side of the unloading cartridge 15 is provided with a slip sheet supply cartridge 17 for supplying slip sheets between the separation plates stacked on the unloading cartridge 15. Therefore, the transfer device 620 is a state in which the normal separation plate is stacked on the unloading cartridge 15 by the second separation plate seating portion 610, and the separator is adsorbed from the interleaving feeding cartridge 17 from one side. Separation sheets are alternately stacked between the separation plates stacked on the loading cartridge 15.

상기 이송장치(620)는 상기 제2분리판 안착부(610)의 안착 영역으로 이송된 분리판을 흡착하여 상기 언로딩 카트리지(15)로 적층시키거나, 상기 간지공급 카트리지(17)로부터 간지를 흡착하여 상기 언로딩 카트리지(15)에 적층시키거나, 상기 제2분리판 안착부(610)의 안착 영역으로 이송된 분리판을 흡착하여 취출 카트리지(16)로 적층시킬 수 있게 되는 것이다. The transfer device 620 adsorbs the separation plate transferred to the seating area of the second separation plate seating portion 610 and stacks it with the unloading cartridge 15, or slips from the slip sheet supply cartridge 17. The adsorption can be stacked on the unloading cartridge 15 or the separation plate transferred to the seating area of the second separation plate seating portion 610 can be adsorbed and stacked on the extraction cartridge 16.

따라서, 본 발명은 이종소재, 즉 다공체와 캐소드로 이루어진 금속 분리판을 분리판 정렬지그부(300)의 정 위치에 정렬한 상태에서 일련의 용접 공정을 연속적으로 수행할 수 있으며, 용접 공정 시, 용접팁(411,421)의 용접 부위에 대한 접촉 불량을 방지하여 용접 불량을 예방할 수 있게 된다. Therefore, the present invention can continuously perform a series of welding processes in a state in which a metal separator plate made of a heterogeneous material, that is, a porous body and a cathode, is aligned at a predetermined position of the separator plate alignment jig part 300, It is possible to prevent welding defects by preventing contact failures of the welding tips 411 and 421 to the welding area.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the description of the above-described embodiments, and has ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains unless departing from the scope of the claims of the present invention. It should also be interpreted that various modifications performed by a person are within the protection scope of the present invention.

100 : 분리판 로딩부 200 : 분리판 이송장치
300 : 분리판 정렬지그부 400 : 분리판 용접부
500 : 외관검사부 600 : 분리판 언로딩부
100: separation plate loading unit 200: separation plate transfer device
300: Alignment jig portion of the separation plate 400: Weld portion of the separation plate
500: visual inspection unit 600: separation plate unloading unit

Claims (11)

로딩 카트리지로부터 간지와, 다공체 및 캐소드로 이루어진 분리판을 선택적으로 취출하여 분리한 상태에서, 상기 분리판을 일련의 공정을 따라 연속적으로 이송되도록 상기 분리판을 로딩 영역으로 유도하기 위한 분리판 로딩부;
상기 분리판 로딩부에서 선택된 상기 다공체 및 상기 캐소드로 이루어진 분리판을 흡착하여 이송시키기 위한 분리판 이송장치;
상기 분리판 이송장치에 의해 이송된 상기 다공체 및 상기 캐소드를 정렬하여 결합 상태를 유지하기 위한 분리판 정렬지그부;
상기 분리판 정렬지그부에서 결합된 상기 분리판의 복수의 용접 부위를 용접하기 위해 복수의 용접팁이 상부 및 하부에 각각 서로 마주보도록 형성되는 상부 용접프레임과 하부 용접프레임을 포함하는 분리판 용접부;
촬영장치에 의해 용접된 분리판의 촬영 영상을 스캔하여 상기 분리판의 스캔 데이터로부터 상기 분리판의 용접 상태 및 상기 다공체 및 상기 캐소드의 정렬 상태를 검사하기 위한 외관검사부; 및,
상기 외관검사부에서 검사 완료된 상기 분리판을 언로딩 영역으로 유도하고, 정상 분리판과 불량 분리판을 선택하여 분리시키는 분리판 언로딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
Separator loading section for guiding the separator to the loading area so that the separator is continuously transported along a series of processes in a state in which the separator made of a separator and a porous body and a cathode is selectively taken out and separated from the loading cartridge. ;
A separator transporting device for adsorbing and transporting the separator comprising the porous body and the cathode selected from the separator loading part;
A separation plate alignment jig unit for aligning the porous body and the cathode conveyed by the separation plate transfer device to maintain a coupled state;
A separating plate welding part including an upper welding frame and a lower welding frame in which a plurality of welding tips are formed to face each other on the upper and lower portions to weld a plurality of welding parts of the separating plate coupled at the separation plate alignment jig portion;
An appearance inspection unit for scanning a photographed image of the separator plate welded by the photographing device and inspecting the welding state of the separator and the alignment state of the porous body and the cathode from the scan data of the separator; And,
A separator welding apparatus for a fuel cell stack, comprising a separator unloading unit for guiding the separation plate, which has been inspected by the external inspection unit, to an unloading region, and selecting and separating a normal separator and a defective separator.
제1항에 있어서,
상기 분리판 로딩부는,
복수의 층구조를 갖는 프레임 구조체로서, 컨베이어를 따라 상기 로딩 카트리지가 이송되어 정지한 상태에서, 상방으로 상기 간지와, 상기 다공체 및 상기 캐소드의 상기 분리판을 1매씩 이송시키기 위해 독립적으로 승강 동작을 수행하는 승강장치;
상기 승강장치에 의해 이송된 상기 간지를 흡착하여 간지회수 카트리지로 회수하기 위한 간지 이송부; 및,
상기 로딩 카트리지의 상방에서, 상기 로딩 카트리지 내부를 영상으로 스캔하여 스캔 데이터를 통해 상기 분리판과 상기 간지를 판별하도록 하는 영상판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
According to claim 1,
The separation plate loading unit,
As a frame structure having a plurality of layer structures, in the state in which the loading cartridge is transported and stopped along a conveyor, the lifting operation is independently performed to transport the separator and the separator of the porous body and the cathode one by one upward. A lifting device to perform;
An icebreaker transfer unit for adsorbing the icebreaker conveyed by the lifting device and recovering it with an icebreaker recovery cartridge; And,
And an image discrimination unit configured to scan the inside of the loading cartridge as an image from the upper side of the loading cartridge to discriminate the separator and the separator through scan data.
제2항에 있어서,
상기 간지 이송부는,
상기 간지를 흡착하기 위한 흡착부;
상기 흡착부를 지지하는 지지대; 및,
상기 지지대가 지지된 상태로 상기 로딩 카트리지와 상기 간지회수 카트리지 사이를 왕복 이송하는 이송체를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
According to claim 2,
The kanji transfer unit,
An adsorption unit for adsorbing the interleave;
A support for supporting the adsorption unit; And,
And a transfer member for reciprocating transfer between the loading cartridge and the interleave recovery cartridge while the support is supported.
제1항에 있어서,
상기 분리판 이송장치는,
상기 분리판의 이송방향으로 길게 형성된 가이드 레일;
상기 가이드 레일을 따라 이송되며 상기 승강장치의 베이스면에 배치된 상기 로딩 카트리지 내에 보관되는 각각의 상기 다공체와 상기 캐소드를 동시에 흡착하는 복수의 흡착부; 및,
상기 가이드 레일이 승강 이동 가능하도록 Z축방향으로 수직가이드가 형성된 승강 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
According to claim 1,
The separation plate transfer device,
A guide rail formed long in the transport direction of the separator;
A plurality of adsorption units transported along the guide rail and simultaneously adsorbing the respective porous bodies and the cathodes stored in the loading cartridge disposed on the base surface of the lifting device; And,
Separation plate welding apparatus for a fuel cell stack, characterized in that it comprises a vertical guide formed in the Z-axis direction to move the guide rail to move up and down.
제1항에 있어서,
상기 분리판 정렬지그부는,
중앙에 다공체를 안착하기 위한 오목한 형상의 다공체 안착홈과, 상기 다공체 안착홈과 단차지게 형성되며 상기 다공체 안착홈보다 넓은 면적을 가지는 캐소드 안착부와, 전후방향으로 관통되어 상기 캐소드의 전후면을 정렬시키기 위한 캐소드 정렬홀이 형성된 지그 하판;
상기 지그 하판에 대해 힌지를 통해 회전 가능하게 형성되어 상기 지그 하판 위에 밀착하도록 형성된 지그 상판; 및,
상기 지그 하판에 수용되는 상기 다공체와 상기 캐소드를 정렬하기 위한 복수의 정렬부재를 가지는 정렬부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
According to claim 1,
The separation plate alignment jig portion,
A porous seating groove having a concave shape for seating a porous body in the center, a cathode seating portion formed to be stepped with the porous seating groove, and having a larger area than the porous seating groove, penetrating in the front-rear direction to align the front and rear surfaces of the cathode A jig bottom plate having a cathode alignment hole for making it;
A jig top plate rotatably formed with respect to the jig bottom plate to be in close contact with the jig bottom plate; And,
And an alignment unit having a plurality of alignment members for aligning the porous body and the cathode accommodated in the jig lower panel.
제5항에 있어서,
상기 정렬부는, 상기 다공체 정렬홈에 진입 또는 진출하면서 상기 다공체를 정렬하기 위한 제1정렬부재;
상기 지그 하판에 대해 교차하는 방향으로 진입 또는 진출하면서 상기 캐소드의 측면을 가압하여 상기 지그 하판 위에서 상기 캐소드의 측면을 정렬하기 위한 제2정렬부재; 및,
상기 지그 하판의 상기 캐소드 정렬홀에 수직으로 삽입되어 상기 캐소드의 선단부와 후단부를 가압하여 상기 지그 하판 위에 상기 캐소드의 전후면을 정렬하기 위한 제3정렬부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
The method of claim 5,
The alignment unit, the first alignment member for aligning the porous body while entering or exiting the porous body alignment groove;
A second alignment member for aligning side surfaces of the cathode on the bottom surface of the jig by pressing the side surfaces of the cathode while entering or exiting in a direction crossing the bottom surface of the jig; And,
And a third alignment member for vertically inserting the cathode alignment hole of the jig plate into the front and rear ends of the cathode to align the front and rear surfaces of the cathode by pressing the front and rear ends of the cathode. Separator welding device.
제5항에 있어서,
상기 지그 상판에는 상기 분리판 용접부와 상기 정렬부에 의해 간섭되지 않도록 전후면과 측면에 복수의 절개부가 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
The method of claim 5,
Separation plate welding apparatus for a fuel cell stack, characterized in that a plurality of cutouts are formed on the front and back and side surfaces of the jig top plate so as not to interfere with the separation plate welding portion and the alignment portion.
제1항에 있어서,
상기 분리판 용접부의 상기 상,하부 용접프레임에는,
고정프레임;
상기 용접팁을 지지하는 상,하부 홀더;
상기 상,하부 홀더를 지지하는 지지대; 및,
상기 고정프레임과 상기 상,하부 홀더 사이에 설치되어 상기 용접팁이 상기 분리판의 용접 부위에 탄성적으로 밀착되도록 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
According to claim 1,
In the upper and lower welding frame of the separation plate welding portion,
Fixed frame;
Upper and lower holders supporting the welding tip;
A support for supporting the upper and lower holders; And,
Separation plate welding device for a fuel cell stack, characterized in that it comprises an elastic member installed between the fixed frame and the upper and lower holders to provide an elastic force so that the welding tip elastically adheres to the welding portion of the separation plate. .
제8항에 있어서,
상기 탄성부재는 상기 고정프레임과 상기 상,하부 홀더 사이에 관통하여 고정 설치되는 가이드봉; 및,
상기 가이드봉에 삽입되는 압축스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
The method of claim 8,
The elastic member is a guide rod that is fixedly installed between the fixed frame and the upper and lower holders; And,
Separation plate welding apparatus for a fuel cell stack, characterized in that consisting of a compression spring inserted into the guide rod.
제1항에 있어서,
상기 외관검사부는,
상기 분리판 이송장치에 의해 상기 분리판이 이송되어 안착되는 분리판 안착부;
상기 분리판 안착부에 안착된 상기 분리판을 이송하기 위한 가이드 레일이 설치된 이송제어부; 및,
상기 분리판 이송부에 설치되며, 중앙에 투명한 글라스가 설치되는 투명부를 구비한 상부지그와 하부지그로 이루어져 상기 투명부 사이에 상기 분리판이 안착된 상태에서 상기 촬영장치에 의해 스캔되는 스캔 구간을 정밀 이송하는 이송지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 용접장치.
According to claim 1,
The appearance inspection unit,
A separation plate seating portion through which the separation plate is transferred and seated by the separation plate transfer device;
A transfer control unit provided with a guide rail for transferring the separation plate seated on the separation plate seating portion; And,
It is installed on the separation plate transfer part, and is composed of an upper jig and a lower jig having a transparent part in which a transparent glass is installed in the center, to precisely transport the scan section scanned by the photographing device while the separation plate is seated between the transparent parts. Separation plate welding apparatus for a fuel cell stack comprising a transfer jig.
제1항에 있어서,
상기 외관검사부는,
상기 분리판의 영상을 연속적으로 촬영하는 촬영장치; 및,
상기 촬영장치의 트리거신호에 의거하여 조명을 반복적으로 온/오프하는 조명장치;를 포함하며,
상기 촬영장치의 촬영 영상을 스캔한 스캔 이미지데이터와 이미 설정된 이미지데이터를 비교하되, 상기 스캔 이미지데이터의 음영을 판단하여 가스켓을 포함한 상기 분리판의 외관 상태를 검출하여 불량 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 연료전지 스택용 분리판 검사장치.
According to claim 1,
The appearance inspection unit,
A photographing apparatus for continuously photographing an image of the separation plate; And,
Includes; a lighting device for repeatedly turning on / off the lighting based on the trigger signal of the photographing device,
The scanned image data scanned by the photographing apparatus is compared with the already set image data, but by determining the shading of the scanned image data, the appearance of the separator including the gasket is detected to determine whether it is defective. Separator inspection device for fuel cell stack.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115194394A (en) * 2022-09-14 2022-10-18 江苏时代新能源科技有限公司 Welding jig and welding equipment
KR20220159070A (en) * 2021-05-25 2022-12-02 주식회사 노바 Bipolar plate set manufacturing apparatus for fuel cell stack
CN116943969A (en) * 2023-09-20 2023-10-27 爱德曼氢能源装备有限公司 Two-way accurate setpoint mucilage binding of electrode plate for fuel cell is put

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090016336A (en) 2007-08-10 2009-02-13 현대자동차주식회사 Welding apparatus for welding metal separator of fuel cell
KR20090053449A (en) * 2007-11-23 2009-05-27 현대자동차주식회사 Welding electrode feeding device spot welding
KR20090059819A (en) * 2007-12-07 2009-06-11 현대자동차주식회사 Vaccum adsorption type moving apparatus for fuel cell separator
KR20150074288A (en) * 2013-12-23 2015-07-02 주식회사 피플웍스 TCO(Thermal Cut Off) Automatic welding device
KR101634042B1 (en) * 2015-05-19 2016-06-28 현대제철 주식회사 Alignment jig for welding metal separator of fuel cell

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090016336A (en) 2007-08-10 2009-02-13 현대자동차주식회사 Welding apparatus for welding metal separator of fuel cell
KR20090053449A (en) * 2007-11-23 2009-05-27 현대자동차주식회사 Welding electrode feeding device spot welding
KR20090059819A (en) * 2007-12-07 2009-06-11 현대자동차주식회사 Vaccum adsorption type moving apparatus for fuel cell separator
KR20150074288A (en) * 2013-12-23 2015-07-02 주식회사 피플웍스 TCO(Thermal Cut Off) Automatic welding device
KR101634042B1 (en) * 2015-05-19 2016-06-28 현대제철 주식회사 Alignment jig for welding metal separator of fuel cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220159070A (en) * 2021-05-25 2022-12-02 주식회사 노바 Bipolar plate set manufacturing apparatus for fuel cell stack
CN115194394A (en) * 2022-09-14 2022-10-18 江苏时代新能源科技有限公司 Welding jig and welding equipment
CN116943969A (en) * 2023-09-20 2023-10-27 爱德曼氢能源装备有限公司 Two-way accurate setpoint mucilage binding of electrode plate for fuel cell is put
CN116943969B (en) * 2023-09-20 2023-12-12 爱德曼氢能源装备有限公司 Two-way accurate setpoint mucilage binding of electrode plate for fuel cell is put

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