阅读说明：本技术 一种氢燃料电池电极板点胶和贴合的设备及方法 (dispensing and attaching equipment and method for hydrogen fuel cell electrode plates ) 是由 王磊 吴学游 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明属于氢燃料电池生产设备领域,提供了一种氢燃料电池电极板点胶和贴合的设备及方法。该设备包括多功能平台、第一输送机构、第一搬运机械手、点胶机构、Y轴机械手、X轴机械手、贴合保压治具、搬运机械人、第二输送机构、第二校正机构、第三输送机构、第二搬运机械手以及控制器,其中,点胶机构包括点胶机以及视觉采集装置。本发明为石墨板的贴合生产以及电极板的点胶密封提供一种自动化的设备,实现了石墨板的自动化合成,以及电极板的自动化点胶,适合机械化的大批量生产,提高了产品的生产效率。并且通过点胶形成的胶条,密封方式性能好,有利于提高产品的质量。(The invention belongs to the field of hydrogen fuel cell production equipment, and provides hydrogen fuel cell electrode plate glue dispensing and attaching equipment and a method.)

一种氢燃料电池电极板点胶和贴合的设备及方法

技术领域

本发明属于氢燃料电池生产设备领域，尤其涉及一种氢燃料电池电极板点胶和贴合的设备及方法。

背景技术

燃料电池是很有发展前途的新动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为负极，用空气中的氧作为正极。其和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入，因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点。

氢燃料电池作为质子交换膜燃料电池的一种，通过持续发生在阳极和阴极的氧化还原反应能够将化学能转化为电能。电极板是典型的氢燃料电池组的重要组成部分，其既作为电流集流板，也用于支撑膜电极。电极板上的导流流道既用于燃料氢气和氧化剂进入阳极和阴极表面的通道，又作为带走燃料电池运行过程中生成的水的通道。

电极板根据材料主要分为金属板、复合板、石墨板三类，其中石墨板、复合板的厚度较大，不容易翘起(金属板很薄，容易翘起)，加工时可采用相同的固定治具。

电极板靠近中心的区域通常为反应区域，主要包括供空气、氢气和冷却液流动反应的流场以及各流体进出流场的进出口。由于需要保持反应区域的密封性，通常在阳极板和阴极板上均需开设环绕反应区域的凹槽。空气、氢气和冷却液的各个通道回路均需要密封，所以，需要在电极板的正、反面(或叫A面、B面)上进行点胶，然后烘烤，形成胶条。

现有技术中，一般采用注胶的方式或设置密封圈的方式对反应区域进行密封。然而，注胶的方式密封性能差，而设置密封圈的方式，是指在组装燃料电池时，首先将密封垫安装于对应的凹槽内，例如通过人工方式将密封圈施加于槽内，然后再在两块安装有密封垫的电极板之间放置一片膜电极，从而通过具有凹槽的电极板、密封垫和膜电极共同实现对反应区域的密封。虽然设置密封圈的方式密封性能较好，但不便于采用自动化设备进行大批量的生产。

此外，石墨板具有氢光板以及空气板，氢光板以及空气板需要先相互贴合成一整体后，再进行各个通道回路的密封操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢燃料电池电极板点胶和贴合的设备及方法，以实现石墨板/复合板的自动化点胶以及石墨板的贴合操作。

本发明是这样实现的，一种氢燃料电池电极板点胶和贴合的设备，其包括：

多功能平台，其上设置有用于校正A板或C板方位的第一校正机构以及固定A板或C板的吸附装置，所述第一校正机构包括调整A板摆放位置的调整组件；

第一输送机构，用于将A板或C板移动至靠近所述多功能平台的位置；

第一搬运机械手，用于从第一输送机构抓取A板或C板，并将A板或C板抓取至所述多功能平台；

点胶机构，用于给A板或C板点胶，其包括点胶机以及视觉采集装置；

Y轴机械手，用于驱动所述多功能平台沿Y轴方向往复移动；

X轴机械手，用于驱动所述点胶机构沿X轴方向往复移动，所述点胶机构安装于所述X轴机械手上；

贴合保压治具，用于供A板与B板上下堆叠，并压紧；

搬运机械人，用于抓取所述多功能平台上已点好胶的A板或C板至所述贴合保压治具内，以及用于抓取B板至所述贴合保压治具内与A板贴合；

第二输送机构，用于将B板输送至靠近搬运机械人的位置；

第二校正机构，用于校正第二输送机构上的B板的方位；

第三输送机构，用于将点好胶的C板输出；

第二搬运机械手，用于将多功能平台上点好胶的C板搬运至所述第三输送机构；

控制器，所述控制器与所述视觉采集装置、第一搬运机械手、点胶机构、Y轴机械手、X轴机械手、第二校正机构以及第二搬运机械手电连接；

所述视觉采集装置用于拍摄所述多功能平台上A板或C板的点胶标记，并反馈至所述控制器进行处理，得到点胶的起点位置；所述控制器控制X轴机械手以及Y轴机械手移动，将点胶机定位至点胶起点，点胶机根据控制器内部存储的点胶轨迹对A板或C板进行点胶。

进一步的，所述贴合保压治具包括料槽、盖板以及若干螺丝，所述盖板通过所述螺丝与所述料槽螺纹连接。

进一步的，所述料槽包括底板，所述贴合保压治具还包括若干螺纹连接柱，所述若干螺纹连接柱固定在所述底板上，并且分布在料槽四周的边缘位置，所述螺丝能与所述螺纹连接柱螺纹连接。

进一步的，所述盖板上对应所述螺纹连接柱的位置开设有条形孔，所述条形孔包括相连通的让位孔以及锁紧孔，所述让位孔的尺寸大于所述螺丝头部的尺寸，所述锁紧孔的尺寸小于所述螺丝头部的尺寸。

进一步的，所述设备具有双工位，其具有两个所述多功能平台，两个Y轴机械手以及两个点胶机构。

进一步的，所述调整组件包括横向活动条以及纵向活动条，所述横向活动条位于所述多功能平台的一端，所述纵向活动条位于所述多功能平台的一侧边，所述横向活动条以及纵向活动条的下方分别通过连接动力装置实现摆动。

进一步的，所述视觉采集装置安装于X轴机械手上。

进一步的，所述设备包括机台，所述机台上布局有A板输入工位、点胶工位A、点胶工位B、B板输入工位、贴合保压工位以及成品输出工位；所述A板输入工位、B板输入工位、贴合保压工位以及成品输出工位分别位于机台的四角位置，所述点胶工位A、点胶工位B位于机台的中间区域；所述搬运机械人位于B板输入工位以及贴合保压工位之间。

本发明为解决上述技术问题，还提供了一种应用上述的设备对氢燃料电池石墨板进行贴合的方法，其至少包括如下步骤：

S1、采用上料机或人工将氢光板上料至第一输送机构上，采用上料机或人工将空气板上料至第二输送机构上；

S2、第一搬运机械手将氢光板从第一输送机构抓取到多功能平台上；

S3、第一校正机构的调节组件对多功能平台上的氢光板进行方位校正；

S4、Y轴机械手驱动多功能平台移动至点胶机构下方，视觉采集装置拍摄氢光板上的点胶标记，经控制器处理器后，得到点胶起点，点胶机定位至点胶起点，然后依据预设的点胶轨迹在氢光板上进行点胶操作；

S5、机械设备将贴合保压治具的盖板移开，搬运机械人将点好胶的氢光板抓取至贴合保压治具内；

S6、第二校正机构校正空气板的方位，搬运机械人将空气板抓取至贴合保压治具内，并与点好胶的氢光板贴合，得到石墨板；

S7、重复步骤S2至S6，一直至堆叠到所需板数或堆满贴合保压治具；

S8、机械设备将贴合保压治具的盖板盖罩在石墨板上，锁紧盖板，然后保压一段时间后取出。

本发明为解决上述技术问题，还再提供了一种应用上述的设备对氢燃料电池电极板进行点胶的方法，其至少包括如下步骤：

S11、采用上料机或人工将电极板上料至第一输送机构上；

S12、第一搬运机械手将电极板从第一输送机构抓取到多功能平台上；

S13、第一校正机构的调节组件对多功能平台上的电极板进行方位校正；

S14、Y轴机械手驱动多功能平台移动至点胶机构下方，视觉采集装置拍摄电极板上的点胶标记，经控制器处理器后，得到点胶起点，点胶机定位至点胶起点，然后依据预设的点胶轨迹在电极板的一面上进行点胶操作；

S15、搬运机械人将点好胶的电极板抓取至第三输送机构，然后流出；

S16、再将重复步骤S11至S15，对电极板的另一面进行点胶。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明为石墨板的贴合生产以及电极板的点胶密封提供一种自动化的设备，实现了石墨板的自动化合成，以及电极板的自动化点胶，适合机械化的大批量生产，提高了产品的生产效率。并且通过点胶形成的胶条，密封方式性能好，有利于提高产品的质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种氢燃料电池电极板点胶和贴合的设备的立体结构示意图；

图2是图1所示设备另一角度的立体结构示意图；

图3是图1所示设备的俯视示意图；

图4是图1所示设备中的贴合保压治具的立体结构示意图；

图5是图4所示贴合保压治具的分解结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种石墨板的贴合方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的一种复合板的点胶方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图1至图3，示出了本发明实施例提供的一种氢燃料电池电极板点胶和贴合的设备，包括多功能平台1、第一输送机构2、第一搬运机械手3、点胶机构、Y轴机械手4、X轴机械手5、贴合保压治具6、搬运机械人7、第二输送机构8、第二校正机构9、第三输送机构10、第二搬运机械手20以及控制器。

具体的，多功能平台1上设置有用于校正A板或C板方位的第一校正机构11以及固定A板或C板的吸附装置12，所述第一校正机构11包括调整A板摆放位置的调整组件。所述调整组件包括横向活动条111以及纵向活动条112，所述横向活动条111位于所述多功能平台1的一端，所述纵向活动条112位于所述多功能平台1的一侧边，所述横向活动条111以及纵向活动条112的下方分别通过连接动力装置实现摆动。

第一输送机构2用于将A板或C板移动至靠近所述多功能平台1的位置。

第一搬运机械手3用于从第一输送机构2抓取A板或C板，并将A板或C板抓取至所述多功能平台1。

Y轴机械手4用于驱动所述多功能平台1沿Y轴方向往复移动。

X轴机械手5用于驱动所述点胶机构沿X轴方向往复移动，所述点胶机构安装于所述X轴机械手上。

点胶机构用于给A板或C板点胶，其包括点胶机30以及视觉采集装置。所述视觉采集装置安装于X轴机械手5上，用于拍摄所述多功能平台1上A板或C板的点胶标记，并反馈至所述控制器进行处理，得到点胶的起点位置。所述控制器控制X轴机械手5以及Y轴机械手4移动，将点胶机定位至点胶起点，点胶机根据控制器内部存储的点胶轨迹对A板或C板进行点胶。

请参见图4及图5，贴合保压治具6用于供A板与B板上下堆叠，并压紧。贴合保压治具6包括料槽61、盖板62以及若干螺丝63。所述盖板62通过所述螺丝63与所述料槽61螺纹连接。料槽61包括底板611，所述贴合保压治具6还包括若干螺纹连接柱64，所述若干螺纹连接柱64固定在所述底板611上，并且分布在料槽61四周的边缘位置，所述螺丝63能与所述螺纹连接柱64螺纹连接。盖板62上对应所述螺纹连接柱64的位置开设有条形孔621，所述条形孔621包括相连通的让位孔6211以及锁紧孔6212，所述让位孔6211的尺寸大于所述螺丝头部的尺寸，所述锁紧孔6212的尺寸小于所述螺丝头部的尺寸。

搬运机械人7用于抓取所述多功能平台1上已点好胶的A板或C板至所述贴合保压治具6内，以及用于抓取B板至所述贴合保压治具6内与A板贴合。

第二输送机构8用于将B板输送至靠近搬运机械人7的位置。

第二校正机构9用于校正第二输送机构8上的B板的方位。

第三输送机构10用于将点好胶的C板输出。

第二搬运机械手20用于将多功能平台1上点好胶的C板搬运至所述第三输送机构10。

控制器与所述视觉采集装置、第一搬运机械手3、点胶机构、Y轴机械手4、X轴机械手5、第二校正机构9以及第二搬运机械手20电连接，其能与电连接的部件实现数据双向传输，以及下达控制指令。

本实施例的设备具有双工位，其具有两个所述多功能平台1，两个Y轴机械手4以及两个点胶机构。

设备包括机台100，所述机台100上布局有A板输入工位、点胶工位A、点胶工位B、B板输入工位、贴合保压工位以及成品输出工位。所述A板输入工位、B板输入工位、贴合保压工位以及成品输出工位分别位于机台的四角位置，所述点胶工位A、点胶工位B位于机台的中间区域；所述搬运机械人7位于B板输入工位以及贴合保压工位之间。

请参见图6，本实施例结合石墨板的贴合过程，对本实施例的贴合方法的具体步骤进行详细的说明：

S1、采用上料机或人工将氢光板上料至第一输送机构2上，采用上料机或人工将空气板上料至第二输送机构8上；

S2、第一搬运机械手7将氢光板从第一输送机构2抓取到多功能平台1上；

S3、第一校正机构11的调节组件对多功能平台1上的氢光板进行方位校正；

S4、Y轴机械手4驱动多功能平台1移动至点胶机构下方，视觉采集装置拍摄氢光板上的点胶标记，经控制器处理器后，得到点胶起点，点胶机定位至点胶起点，然后依据预设的点胶轨迹在氢光板上进行点胶操作；

S5、机械设备将贴合保压治具6的盖板62移开，搬运机械人7将点好胶的氢光板抓取至贴合保压治具6内；

S6、第二校正机构9校正空气板的方位，搬运机械人7将空气板抓取至贴合保压治具6内，并与点好胶的氢光板贴合，得到石墨板；

S7、重复步骤S2至S6，一直至堆叠到所需板数或堆满贴合保压治具6；

S8、机械设备将贴合保压治具6的盖板62盖罩在石墨板上，锁紧盖板62，然后保压一段时间后取出。

电极板(包括石墨板、复合板)在生产完成后，还需要在电极板的正、反面上进行点胶，以密封其上的各个回路。请参见图7，本实施例结合复合板对点胶的步骤作详细的说明：

S11、采用上料机或人工将电极板上料至第一输送机构2上；

S12、第一搬运机械手7将氢光板从第一输送机构2抓取到多功能平台1上；

S13、第一校正机构11的调节组件对多功能平台1上的复合板进行方位校正；

S14、Y轴机械手5驱动多功能平台1移动至点胶机构下方，视觉采集装置拍摄复合板上的点胶标记，经控制器处理器后，得到点胶起点，点胶机定位至点胶起点，然后依据预设的点胶轨迹在复合板的一面上进行点胶操作；

S15、搬运机械人7将点好胶的复合板抓取至第三输送机构10，然后流出；

S16、再将重复步骤S11至S15，对复合板的另一面进行点胶。

本实施例为石墨板的贴合生产以及电极板的点胶密封提供一种自动化的设备，实现了石墨板的自动化合成，以及电极板的自动化点胶，适合机械化的大批量生产，提高了产品的生产效率。并且通过点胶形成的胶条，密封方式性能好，有利于提高产品的质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。