一种PEMFC电堆自动化装配系统的制作方法

本发明涉及燃料电池生产设备，尤其涉及一种pemfc电堆自动化装配系统。

背景技术：

中国专利zl201510225541.9公开了一种名称为质子交换膜燃料电池电堆自动化装配系统，具体揭示了一种连续性、自动化装配的设备。该技术方案的技术特点是：通过传送机构传送电堆的各组件至指定位置，实现组件的自动连续输送，再由组件拾取机构拾取传送过来的电堆组件并移动到电堆装配平台的相应位置上，通过升降架下移来调节电堆组件的叠加，再通过动力缸实现堆电堆的压紧装配，从而实现电堆的自动化装配。但是，该装置的组件传送需要将组成电堆的相同或不同的部件逐个分开后才能放置在传送机构上逐个连续输送，再由拾取机构逐个拾取，也就是说在传送前需要增加组件物料的分离分配工序；另外，该技术方案需要通过升降架来控制电堆装配高度。因此该设备电堆装配的前端工序较多，难以控制电堆组件的装配精度和速度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种装配精度高、装配速度快的pemfc电堆自动化装配系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种pemfc电堆自动化装配系统，包括控制台、机械臂、装配台、膜电极加料台以及构造相同的双极板加料台、端部极板加料台、集电板加料台、第一端板加料台和第二端板加料台；

机械臂及装配台分别与控制台电气连接；

双极板加料台包括台体和顶部具有开口的容置框，所述容置框设于台体上；

膜电极加料台包括柜体和设于柜体上的直线推料机构及挡板，所述挡板位于直线推料机构的推料方向上；

机械臂上设有第一真空吸盘和第二真空吸盘；

装配台上设有液压机和传送带，所述传送带的一部分位于所述液压机的下压方向上。

本发明的有益效果在于：在装配过程中只要保证电堆组件的物料供应即可实现电堆组件的自动拾取及叠加装配，避免不同电堆组件的逐个分离供应，还实现电堆组件叠加的高精度定位，不仅避免了使用定位销，还能保证高度的一致性，显著提升电堆的装配速率，适合电堆的批量化生产。

附图说明

图1为本发明实施例一的pemfc电堆自动化装配系统的整体结构的示意图；

图2为图1中细节a的放大图；

图3为本发明实施例一的pemfc电堆自动化装配系统中的双极板加料台的结构示意图；

图4为图3中细节b的放大图；

图5为本发明实施例一的pemfc电堆自动化装配系统中的膜电极加料台的结构示意图。

标号说明：

1、控制台；2、机械臂；21、第一真空吸盘；22、第二真空吸盘；3、装配台；31、液压机；32、传送带；4、膜电极加料台；41、挡板；42、推板；

43、导轨；5、双极板加料台；51、容置框；52、第二驱动件；53、第一定位件；54、第二定位件；55、开孔；56、抵板；57、防护罩；6、端部极板加料台；7、集电板加料台；8、第一端板加料台；9、第二端板加料台。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：机械臂通过真空吸盘分别从各个加料台上吸取单个物料并在装配台上组装。

请参照图1至图5，一种pemfc电堆自动化装配系统，包括控制台1、机械臂2、装配台3、膜电极加料台4以及构造相同的双极板加料台5、端部极板加料台6、集电板加料台7、第一端板加料台8和第二端板加料台9；机械臂2及装配台3分别与控制台1电气连接；双极板加料台5包括台体和顶部具有开口的容置框51，所述容置框51设于台体上；膜电极加料台4包括柜体和设于柜体上的直线推料机构及挡板41，所述挡板41位于直线推料机构的推料方向上；机械臂2上设有第一真空吸盘21和第二真空吸盘22；装配台3上设有液压机31和传送带32，所述传送带32的一部分位于所述液压机31的下压方向上。

本发明的工作原理简述如下：机械臂2按照电堆各个部件的叠放顺序依次从各个加料台上吸取单个部件，然后在传送带32上定点叠放，最后传送带32将电堆运送到液压机31下方完成压紧步骤。控制台1控制整个系统中各个电气设备的平稳运行。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在装配过程中只要保证电堆组件的物料供应即可实现电堆组件的自动拾取及叠加装配，避免不同电堆组件的逐个分离供应，还实现电堆组件叠加的高精度定位，不仅避免了使用定位销，还能保证高度的一致性，显著提升电堆的装配速率，适合电堆的批量化生产。

进一步的，双极板加料台5、端部极板加料台6、集电板加料台7、第一端板加料台8、第二端板加料台9及膜电极加料台4分别与所述控制台1电气连接；所述双极板加料台5还包括设于台体上的分离定位组件，所述分离定位组件包括第一驱动件、第二驱动件52、第一定位件53和第二定位件54，所述容置框51底部相对两侧分别设有开孔55，容置框51位于第一驱动件和第一定位件53之间，第二驱动件52和第二定位件54位于所述容置框51靠近第一定位件53的一侧，且第二定位件54位于第二驱动件52的驱动方向上。

由上述描述可知，在未设置分离定位组件时，机械臂从容置框的开口处吸取物料。设置分离定位组件后，分离定位组件会将最底层物料推出容置框，方便用户向容置框内添加物料避免安全隐患，有利于安全生产。

进一步的，所述第一驱动件和第二驱动件52分别为气缸或直线推杆，所述第一定位件53和第二定位件54分别为限位块。

由上述描述可知，第一驱动件和第二驱动件分别与控制台电气连接，第一、二定位件及第一、二驱动件的设置有利于进一步提高电堆的装配精度。

进一步的，所述开孔55的高度大于双极板高度且小于双极板高度的两倍。

由上述描述可知，第一驱动件可以通过所述开孔将最底层物料推出容置框，开孔的高度大于双极板高度且小于双极板高度的两倍能够保证第一驱动件每次只能推出一块物料，有利于装配系统的平稳运行。

进一步的，所述第一驱动件与一抵板56相连，所述抵板56的高度小于所述开孔55的高度。

进一步的，所述双极板加料台5还包括设于台体上的防护罩57，所述抵板56的一部分以及第一驱动件分别位于所述防护罩57内。

由上述描述可知，设置防护罩可以避免工作人员在向容置框中添加物料之时不小心被第二驱动件所伤，有利于安全生产。

进一步的，直线推料机构包括第三驱动件、推板42及容置膜电极的导轨43，所述第三驱动件驱动所述推板42沿导轨43长度方向推动膜电极。

进一步的，所述挡板41位于所述导轨43一端的上方且所述挡板41与所述推板42的前进方向呈锐角设置。

由上述描述可知，倾斜设置的挡板不仅能对膜电极起到定位作用，还能够方便第二真空吸盘吸取膜电极。

进一步的，所述传送带32呈o字型。

进一步的，所述装配台3、双极板加料台5、端部极板加料台6、集电板加料台7、控制台1、第一端板加料台8、第二端板加料台9及膜电极加料台4环绕所述机械臂2设置。

由上述描述可知，所述装配台、双极板加料台、端部极板加料台、集电板加料台、控制台、第一端板加料台、第二端板加料台及膜电极加料台环绕所述机械臂设置，方便工作人员向各个加料台添加物料，有利于提高生产效率。

实施例一

请参照图1至图5，本发明的实施例一为：一种pemfc电堆自动化装配系统，包括控制台1、机械臂2、装配台3、膜电极加料台4以及构造相同的双极板加料台5、端部极板加料台6、集电板加料台7、第一端板加料台8和第二端板加料台9；机械臂2及装配台3分别与控制台1电气连接；双极板加料台5包括台体和顶部具有开口的容置框51，所述容置框51设于台体上；膜电极加料台4包括柜体和设于柜体上的直线推料机构及挡板41，所述挡板41位于直线推料机构的推料方向上；机械臂2上设有第一真空吸盘21和第二真空吸盘22；装配台3上设有液压机31和传送带32，所述传送带32的一部分位于所述液压机31的下压方向上。

第一端板加料台8放置的是进气端板物料，第一真空吸盘21用于吸取双极板、端部极板、集电板、第一端板和第二端板，第二真空吸盘22用于吸取膜电极。本实施例中，机械臂2具有6个自由度，因此机械臂2十分灵活，完全能够从各个加料台上吸取物料。

公知的，一个系统中设置有真空吸盘那必然具有与真空吸盘相连的真空泵，本发明也不例外，本实施例中，真空泵的设置位置是没有要求的，比如说真空泵可以设置在机械臂2的底部。同样，装配台3上设有传送带32那必然也具有驱动传送带32的驱动电机，本实施例中，传送带32呈o字型。

为让工作人员能够更安全的工作并进一步提高电堆装配精度，双极板加料台5、端部极板加料台6、集电板加料台7、第一端板加料台8、第二端板加料台9及膜电极加料台4分别与所述控制台1电气连接；所述双极板加料台5还包括设于台体上的分离定位组件，所述分离定位组件包括第一驱动件(图未示)、第二驱动件52、第一定位件53和第二定位件54，所述容置框51底部相对两侧分别设有开孔55，容置框51位于第一驱动件和第一定位件53之间，第二驱动件52和第二定位件54位于所述容置框51靠近第一定位件53的一侧，且第二定位件54位于第二驱动件52的驱动方向上。第一、二驱动件分别与控制台1电气连接，第一、二定位件呈l字型设置，第一、二驱动件和第一、二定位件共锁定了物料的5个自由度。

容易理解的，双极板加料台5、端部极板加料台6、集电板加料台7、第一端板加料台8和第二端板加料台9构造相同也就是说端部极板加料台6、集电板加料台7、第一端板加料台8和第二端板加料台9上也分别设有分离定位组件。

所述第一驱动件和第二驱动件52分别为气缸或直线推杆，所述第一定位件53和第二定位件54分别为限位块。

所述开孔55的高度大于双极板高度且小于双极板高度的两倍。本实施例中，容置框51由四根角钢制成，从而方便工作人员及时查看容置框51中剩余物料的情况。

所述第一驱动件与一抵板56相连，所述抵板56的高度小于所述开孔55的高度。可选的，所述双极板加料台5还包括设于台体上的防护罩57，所述抵板56的一部分以及第一驱动件分别位于所述防护罩57内。

本实施例中，膜电极加料台4的直线推料机构包括第三驱动件、推板42及容置膜电极的导轨43，所述第三驱动件驱动所述推板42沿导轨43长度方向推动膜电极。

所述挡板41位于所述导轨43一端的上方且所述挡板41与所述推板42的前进方向呈锐角设置。倾斜设置的挡板41可以有效地避免第二真空吸盘22吸取膜电极时带出第二块膜电极。

优选的，所述装配台3、双极板加料台5、端部极板加料台6、集电板加料台7、控制台1、第一端板加料台8、第二端板加料台9及膜电极加料台4环绕所述机械臂2设置。容易理解的，所述装配台3、双极板加料台5、端部极板加料台6、集电板加料台7、控制台1、第一端板加料台8、第二端板加料台9及膜电极加料台4不环绕所述机械臂2设置也是可行的，比如说加料台设于装配台3与机械臂2之间的区域。

综上所述，本发明提供的pemfc电堆自动化装配系统，在装配过程中只要保证电堆组件的物料供应即可实现电堆组件的自动拾取及叠加装配，避免不同电堆组件的逐个分离供应，还实现电堆组件叠加的高精度定位，不仅避免了使用定位销，还能保证高度的一致性，显著提升电堆的装配速率，适合电堆的批量化生产；加料台上设置分离定位组件方便用户向容置框内添加物料，有利于安全生产，有利于进一步提高电堆的装配精度；设置防护罩可以避免工作人员在向容置框中添加物料之时不小心被第二驱动件所伤，有利于安全生产；倾斜设置的挡板不仅能对膜电极起到定位作用，还能够方便第二真空吸盘吸取膜电极。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。