双极板电池全自动切割焊接系统的制作方法

【技术领域】

本发明涉及激光切割焊接技术领域，尤其是双极板电池全自动切割焊接系统。

背景技术：

燃料电池是一种能够将氢燃料及氧化剂转化成电能及反应产物的装置。该装置的内部核心部件是双极板夹设膜电极组成，燃料电池堆在运行过程中，双极板执行如下功能以维持燃料电池堆的最佳工作状态以及使用寿命：(1)电池导电体，极板两侧分别形成阴极阳极，将一个个电池单元串联以组成燃料电池堆；(2)通过流道向电极提供反应气(传质)；(3)协调水与热的管理，防止冷却介质及反应气体外漏；(4)向膜电极组件(mea)提供结构强度支持。

双极板(又称隔板、流场板)，是将燃料电池单电池串联起来组成电池对堆的关键部件，分隔氧化剂和冷却水、还原剂和冷却水，并在串联的阴阳两极之间建立电流通路，同时使生成的水能顺利的流出、确保燃料电池电堆温度分布的均匀。

通常双极板包括有阳极板和阴极板组合构成。然而，目前市场上在双极板的生产制造中，一般通过人工来对双极板进行切割、焊接，从而造成制造生产成本高和产品合格率低，同时上述人工切割、焊接方式无法应用在大规模市场需求和效率低。

为此，本发明即针对上述问题而研究提出。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供双极板电池全自动切割焊接系统，包括用于接收输送阳/阴极板的上料机构；用于接收放置来自上料机构输送来的阳/阴极板且对该阳/阴极板进行切割工作的切割机构；用于接收放置来自切割结构输送来的阳极板和阴极板且对该阳极板和阴极板进行焊接成双极板的焊接机构；用于接收放置来自焊接机构输送来的双极板且对该双极板进行密封测试工作的密封测试机构；用于接收放置来自密封测试机构输送来的双极板的下料机构，为此本发明具有布局合理、产品合格率高、生产效率高和节省人工成本的特点。

为解决上述技术问题，本发明提供双极板电池全自动切割焊接系统，包括用于接收输送阳/阴极板的上料机构1；用于接收放置来自上料机构1输送来的阳/阴极板且对该阳/阴极板进行切割工作的切割机构2；用于接收放置来自切割结构2输送来的阳极板和阴极板且对该阳极板和阴极板进行焊接成双极板的焊接机构4；用于接收放置来自焊接机构4输送来的双极板且对该双极板进行密封测试工作的密封测试机构5；用于接收放置来自密封测试机构5输送来的双极板的下料机构6。

如上所述双极板电池全自动切割焊接系统，其特征在于所述上料机构1包括上料工作台11、用于接收放置阳/阴极板的接收部件12和用于将位于接收部件12的阳/阴极板输送至切割机构2上的输送装置13，所述上料工作台11上设有供料口111，所述接收部件12活动的设在位于供料口111下方的上料工作台11上，所述上料工作台11与接收部件12之间设有驱动接收部件12相对上料工作台11移动的第一接收驱动装置110；所述输送装置13活动的设在位于供料口111上方的上料工作台11上，所述上料工作台11与输送装置13之间设有使得输送装置13相对上料工作台11移动的第一驱动装置120。

如上所述双极板电池全自动切割焊接系统，其特征在于所述切割机构2包括切割工作台21、用于接收放置来自上料机构1的阳/阴极板的切割接收装置22和用于对该阳/阴极板进行切割工作的切割装置23，所述切割接收装置22活动的设在切割工作台21上，所述切割接收装置22与切割工作台21之间设有驱动切割接收装置22相对切割工作台21移动的第二接收驱动装置210，所述切割装置23活动的设在切割工作台21上且位于切割接收装置22上方以对放置在切割接收装置22的阳/阴极板进切割工作，所述切割装置23与切割工作台21之间设有驱动切割装置23相对切割工作台21移动的第二驱动装置220。

如上所述双极板电池全自动切割焊接系统，其特征在于还包括用于接收放置来自切割机构2的阳/阴极板、对该阳/阴极板产生的废料进行处理、将经过废料处理的阳极板和阴极板组合构成双极板以摆放至焊接机构4上的废料成品中转机构3，所述废料成品中转机构3设在切割机构2与焊接机构4之间。

如上所述双极板电池全自动切割焊接系统，其特征在于废料成品中转机构3包括中转工作台31、废料口32、中转接收部33、用于将切割机构2的阳/阴极板运输至中转工作台31上的中转输送装置34和用于作用由阳/阴极板组合构成的双极板摆放至焊接机构4上的中转摆放装置35，所述废料口32设在靠近切割机构2一侧的中转工作台31上，所述中转接收部33设在靠近焊接机构4一侧的中转工作台31上，所述中转输送装置34活动的设在中转工作台31上且位于废料口32、中转接收部33上方，所述中转摆放装置35设置靠近焊接机构4一侧的中转工作台31上。

如上所述双极板电池全自动切割焊接系统，其特征在于所述焊接机构4包括焊接工作台41、用于接收放置来自废料成品中转机构3的双极板的焊接接收装置42和用于对该双极板进行焊接工作的焊接装置43，所述焊接接收装置42活动设在焊接工作台41上，所述焊接接收装置42与焊接工作台41之间设有驱动焊接接收装置42相对焊接工作台41移动的第三接收驱动装置410，所述焊接装置43活动的设在焊接工作台41上且位于焊接接收装置42上方以对位于焊接接收装置42上的双极板进行焊接工作，所述焊接装置43与焊接工作台41之间设有驱动焊接装置43相对焊接工作台41移动的第三驱动装置420。

如上所述双极板电池全自动切割焊接系统，其特征在于所述密封测试机构5包括密封工作台51、用于接收放置来自焊接机构4的双极板的密封接收部件52和用于对该双极板进行密封测试工作的密封检测装置53，所述密封接收部件52设在密封工作台51上，所述封检测装置53活动的设在密封工作台51上且位于密封接收部件52上方以对位于密封接收部件52上的双极板进行密封检测工作，所述密封检测装置53与密封工作台51之间设有驱动密封检测装置53相对密封工作台51移动的第四驱动装置510；所述密封测试机构5还包括用于将焊接机构4的双极板摆放至密封接收部件42上的密封摆放装置520。

如上所述双极板电池全自动切割焊接系统，其特征在于所述密封工作台51上还设有用于对位于密封接收部件52上的双极板进行打标工作的打标装置54。

如上所述双极板电池全自动切割焊接系统，其特征在于还包括用于检测位于密封接收部件52的双极板是否合格的产品检测装置。

如上所述双极板电池全自动切割焊接系统，其特征在于所述下料机构6包括成品合格下料口61、成品不合格下料口62和用于将密封接收部件52上的双极板相对应摆放至成品合格下料口61或成品不合格下料口62的下料摆放装置610，所述成品合格下料口61和成品不合格下料口62分别设在密封工作台51上，所述下料摆放装置610为密封摆放装置520形成，所述下料摆放装置610与产品检测装置连接。

与现有技术相比较，本发明双极板电池全自动切割焊接系统，包括用于接收输送阳/阴极板的上料机构；用于接收放置来自上料机构输送来的阳/阴极板且对该阳/阴极板进行切割工作的切割机构；用于接收放置来自切割结构输送来的阳极板和阴极板且对该阳极板和阴极板进行焊接成双极板的焊接机构；用于接收放置来自焊接机构输送来的双极板且对该双极板进行密封测试工作的密封测试机构；用于接收放置来自密封测试机构输送来的双极板的下料机构，为此本发明具有布局合理、产品合格率高、生产效率高和节省人工成本的特点。

【附图说明】

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1为本发明的立体图之一。

图2为本发明的立体图之二。

图3为本发明的立体图之三。

图4为本发明的上料机构的立体图。

图5为本发明的切割机构的立体图之一。

图6为本发明的切割机构的立体图之二。

图7为本发明的废料成品中转机构的立体图。

图8为本发明的焊接机构的立体图之一。

图9为本发明的焊接机构的立体图之二。

图10为本发明的密封测试机构和下料机构的立体图之一。

图11为本发明的密封测试机构和下料机构的立体图之二。

【具体实施方式】

下面结合附图1-11对本发明的实施方式作详细说明。

如图1-11所示，本发明提供双极板电池全自动切割焊接系统，包括用于接收输送阳/阴极板的上料机构1；用于接收放置来自上料机构1输送来的阳/阴极板且对该阳/阴极板进行切割工作的切割机构2；用于接收放置来自切割结构2输送来的阳极板和阴极板且对该阳极板和阴极板进行焊接成双极板的焊接机构4；用于接收放置来自焊接机构4输送来的双极板且对该双极板进行密封测试工作的密封测试机构5；用于接收放置来自密封测试机构5输送来的双极板的下料机构6。为此本发明具有布局合理、产品合格率高、生产效率高和节省人工成本的特点。

如图4所示，根据设计需求，所述上料机构1包括上料工作台11、用于接收放置阳/阴极板的接收部件12和用于将位于接收部件12的阳/阴极板输送至切割机构2上的输送装置13，所述上料工作台11上设有供料口111，所述接收部件12活动的设在位于供料口111下方的上料工作台11上，所述上料工作台11与接收部件12之间设有驱动接收部件12相对上料工作台11移动的第一接收驱动装置110；所述输送装置13活动的设在位于供料口111上方的上料工作台11上，所述上料工作台11与输送装置13之间设有使得输送装置13相对上料工作台11移动的第一驱动装置120。

如图4所示，所述接收部件12和供料口11的数量为两，两接收部件12相对应的可接收阳极板和阴极板，因此本发明生产制造过程中，工作一个流程即可完成一电池双极板组合所需的阳极板和阴极板，具有生产效率高的特点。

如图5、6所示，根据设计需求，所述切割机构2包括切割工作台21、用于接收放置来自上料机构1的阳/阴极板的切割接收装置22和用于对该阳/阴极板进行切割工作的切割装置23，所述切割接收装置22活动的设在切割工作台21上，所述切割接收装置22与切割工作台21之间设有驱动切割接收装置22相对切割工作台21移动的第二接收驱动装置210，所述切割装置23活动的设在切割工作台21上且位于切割接收装置22上方以对放置在切割接收装置22的阳/阴极板进切割工作，所述切割装置23与切割工作台21之间设有驱动切割装置23相对切割工作台21移动的第二驱动装置220。

如图1-3、7所示，根据设计需求，还包括用于接收放置来自切割机构2的阳/阴极板、对该阳/阴极板产生的废料进行处理、将经过废料处理的阳极板和阴极板组合构成双极板以摆放至焊接机构4上的废料成品中转机构3，所述废料成品中转机构3设在切割机构2与焊接机构4之间。

如图7所示，根据设计需求，废料成品中转机构3包括中转工作台31、废料口32、中转接收部33、用于将切割机构2的阳/阴极板运输至中转工作台31上的中转输送装置34和用于作用由阳/阴极板组合构成的双极板摆放至焊接机构4上的中转摆放装置35，所述废料口32设在靠近切割机构2一侧的中转工作台31上，所述中转接收部33设在靠近焊接机构4一侧的中转工作台31上，所述中转输送装置34活动的设在中转工作台31上且位于废料口32、中转接收部33上方，所述中转摆放装置35设置靠近焊接机构4一侧的中转工作台31上。

在本实施方式中，转摆放装置35可为摆放机械手。

如图8、9所示，根据设计需求，所述焊接机构4包括焊接工作台41、用于接收放置来自废料成品中转机构3的双极板的焊接接收装置42和用于对该双极板进行焊接工作的焊接装置43，所述焊接接收装置42活动设在焊接工作台41上，所述焊接接收装置42与焊接工作台41之间设有驱动焊接接收装置42相对焊接工作台41移动的第三接收驱动装置410，所述焊接装置43活动的设在焊接工作台41上且位于焊接接收装置42上方以对位于焊接接收装置42上的双极板进行焊接工作，所述焊接装置43与焊接工作台41之间设有驱动焊接装置43相对焊接工作台41移动的第三驱动装置420。

如图8、9所示，为了提高生产效率，本实施方式中所述焊接接收装置42为两套。

如图10、11所示，根据设计需求，所述密封测试机构5包括密封工作台51、用于接收放置来自焊接机构4的双极板的密封接收部件52和用于对该双极板进行密封测试工作的密封检测装置53，所述密封接收部件52设在密封工作台51上，所述封检测装置53活动的设在密封工作台51上且位于密封接收部件52上方以对位于密封接收部件52上的双极板进行密封检测工作，所述密封检测装置53与密封工作台51之间设有驱动密封检测装置53相对密封工作台51移动的第四驱动装置510；所述密封测试机构5还包括用于将焊接机构4的双极板摆放至密封接收部件42上的密封摆放装置520。

在本实施方式中，密封摆放装置520可为摆放机械手。

如图10、11所示，根据设计需求，所述密封工作台51上还设有用于对位于密封接收部件52上的双极板进行打标工作的打标装置54。

进一步地，还包括用于检测位于密封接收部件52的双极板是否合格的产品检测装置，图中未表现出来。

如图10、11所示，根据设计需求，所述下料机构6包括成品合格下料口61、成品不合格下料口62和用于将密封接收部件52上的双极板相对应摆放至成品合格下料口61或成品不合格下料口62的下料摆放装置610，所述成品合格下料口61和成品不合格下料口62分别设在密封工作台51上，所述下料摆放装置610为密封摆放装置520形成，所述下料摆放装置610与产品检测装置连接。

本实施方式中通过设有控制系统分别对上料机构1、切割机构2、废料成品中转机构3、焊接机构4、密封测试机构5、产品检测装置、下料机构6进行控制连接而工作，以减少人工操作而提高产品合格率低。

如图1-3所示，所述上料机构1、切割机构2、废料成品中转机构3、焊接机构4和密封测试机构5依次按顺序安装使用,具有占用空间小和布局合理的特点。

工作原理：如图1-11所示，工作时，上料机构1的接收部件12接收到来自外部供料装置的阳/阴极板，然后第一接收驱动装置110驱动接收部件12向供料口111方向移动，之后输送装置13可接收来自接收部件12的阳/阴极板，再者第一驱动装置120驱动输送装置13移动至切割机构2的切割接收装置22位置且将阳/阴极板放置在切割接收装置22上，切割装置23对切割接收装置22上的阳/阴极板进行切割工作，待切割完成后，废料成品中转机构3的中转输送装置34将切割接收装置22上的阳/阴极板输送至废料口32位置以将废料放入，之后中转输送装置34将除去废料的阳/阴极板放置在中转接收部33且在中转接收部33上组合构成双极板，中转摆放装置35将位于中转接收部33的双极板摆放至焊接接收装置42上，之后焊接装置43对位于焊接接收装置42上的双极板进行焊接工作，待焊接完成后，密封摆放装置520将焊接完成位于焊接接收装置42上的双极板摆放至密封接收部件52，密封检测装置53和打标装置54对位于密封接收部件52上的双极板进行密封检测工作和打标工作，待密封检测和打标工作完成后，产品检测装置对密封接收部件52上的双极板进行检测，之后控制下料摆放装置610将检测合格的成品和检测不合格的成品相对应的放入成品合格下料口61和成品不合格下料口62。