一种燃料电池双极板焊接生产工艺的制作方法

本发明涉及新能源燃料双极板技术领域，具体的是一种燃料电池双极板焊接生产工艺。

背景技术：

新能源燃料电池作为可以替代汽油和柴油的新型燃料，在有限的石油资源和不利的环境因素的共同作用下，新能源燃料电池作为其替代产品受到广泛的重视和技术的改进，尤其是氢燃料电池的技术，由于不产生任何污染物更是新能源的发展风向标。

目前氢燃料电池的主要通过双极板的堆叠增加功率实现，这其中两片单极板的焊接工艺是决定氢燃料电池性能的关键因素，现有的双极板的焊接技术中对焊接生产线的自动化程度不高，尤其是在单极板上线，焊接和双极板下线的整个过程中不能实现连续的传递和对不同位置的托盘分别传送，通常需要人工或者辅助设备帮助完成该动作，使该动作的时间延长，耗费大量的人力，影响整个焊接生产线的连续性，使生产成本提高，生产效率下降，不能满足批量双极板生产的需求。

技术实现要素：

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种燃料电池双极板焊接生产工艺，解决如下技术问题：

1)、提高双极板焊接生产线的自动化程度，降低人工成本，提高生产效率；

2)、使托盘在单极板和双极板的转运，双极板到空托盘的回流动作连续完成，不需要人工和辅助人工的设备；

3)焊接质量检测与焊接连续进行，并且对四片一组进行逻辑补料，使装箱时不产生空缺。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种燃料电池双极板焊接生产工艺，包括单极板上线、氢氧极板焊接、双极板转运、人工抽检、气密性检测、双极板下线；所述单极板上线将氢氧两片单极板配对放置到双基板转运上，氢氧单极板到达基板焊接工位时进行焊接，焊接后的氢氧单极板合成一块双极板重新移送到双极板转运中，双极板转运将双极板送至人工抽检工位和气密性检测工位，经过气密性检测的双极板在双极板下线位置打包，具体工艺流程如下：

单极板上线：上线升降台通过升降作用，将两块空托盘并排从第三层倍速链移送到第一层倍速链上，托盘通过传输链条的静摩擦作用传送到上线托盘定位位置，上线升降台下降到底层的第三层倍速链的位置，持续向第一层倍速链转运空托盘，托盘移动到上线托盘定位的位置时，通过光电感应控制滞留销停留在上线托盘定位的上方，上线托盘定位向上升起通过定位销定位托盘，上线机械手将氧极单极板和氢极单极板配对抓取，先将氧极单极板放置在托盘的上方，上线机械手再将氢极单极板放置在氧极单极板的上方，当两块托盘均顺序放置完成时，上线托盘定位下降托盘落到第一层倍速链上向焊接工位传送；

氢氧极板焊接：托盘将两片配对的氢氧单极板传送到焊接工位，通过光电感应控制垂直于倍速链传动方向的滚轮升起，滚轮将托盘传送到移栽升降台上，移栽升降台升起固定托盘的位置，焊接机械手通过升降台升起的信号首先对上层的氢极单极板进行扫码后抓取，机械手旋转180度将氧极单极板抓取并且水平向原点位置平移，对氧极单极板的下方进行扫码，再通过机械手的旋转将氧极单极板首先放置在焊接台上，机械手旋转180度将氢极单极板放置在氧极单极板的上方，机械手移动回原点位置，焊接头将两片氢氧单极板焊接成一片双极板；

双极板转运：焊接机械手将焊接完成的双极板抓取，重新移动放置在移栽升降机上的空托盘上，移栽升降台将双极板托盘下降到第二层转倍速链的平行位置，移栽升降台传送皮带和第二层转倍速链上的滚轮配合将托盘移动到第二层转倍速链上，双极板托盘在第二层转倍速链尾端进行重新定位，双极板在托盘定位时通过机械手夹取离开第二层转倍速链，托盘在第二层转倍速链的尾端通过下线托盘升降台将空托盘下降到第三层倍速链上，托盘通过第三层倍速链的直线传送回到上线升降台的位置；

人工抽检：第二层转倍速链尾端侧边设置有垂直于第二层转倍速链并且与第二层转倍速链在同一平面上的人工抽检台，人工抽检台通过一端的抽检控制按钮，选择第二层转倍速链上任意双极板所在的托盘，通过滚轮与人工抽检台相互配合完成托盘的垂直传送；

气密性检测：双极板通过第二层转倍速链尾端的二次定位将两块托盘二次定位，通过转运机械手将两片双极板移栽到气密性检测转运台上，转运机械手通过两次转运将四片双极板组成一组，气密性检测上线机械手将四个一组的双极板移送到气密性检测台上；

双极板下线：气密性检测装置将检测结果传递给下线机械手，下线机械手将不合格的双极板移送到ng台上，ng台上以十片双极板为一组堆叠，四片中合格双极板移送到补料台上，补料台通过逻辑运算对下一组四片双极板进行运算与补料台上的双极板数量匹配，当配对成四个一组时下线机械手在补料台上抓取双极板，移送到双极板转运箱中。

作为本发明进一步的方案，所述托盘在第一层倍速链上的定位位置和滚轮上方的第一层倍速链位置均设置有一个光电感应开关控制的滞留销，滞留销常缩，当托盘到达光电感应开关位置时，滞留销凸起。

作为本发明进一步的方案，所述步骤一中上线升降台上线升降台具有两个位置，一个位置与第一层倍速链平行，另一个位置与第三层倍速链平行，并且上线升降台上线升降台两侧设置有传动皮带。

作为本发明进一步的方案，所述单极板上线工艺中的定位装置上线托盘定位通过在对角线上设置的两个定位销完成对托盘的定位作用。

作为本发明进一步的方案，所述氢氧极板焊接工艺中移载升降台具有两个位置，一个位置与第一层倍速链平行，另一个位置与第三层倍速链平行，并且移载升降台两侧设置有传动皮带，移栽升降台的定位装置设置在两个传动皮带中间位置。

作为本发明进一步的方案，所述双极板转运中的下线升降台下线托盘升降台具有两个位置，一个位置与第二层转倍速链平行，另一个位置与第三层倍速链平行，并且下线升降台上线升降台两侧设置有传动皮带。

作为本发明进一步的方案，所述双极板下线工艺中ng台上设置有两个不合格产品对方传送工位，每个工位最多放置十片不合格双极板，当两个工位均装满不合格双极板时，光电信号提示焊接生产暂停。

作为本发明进一步的方案，所述双极板下线工艺中补料台上一共设置有三个双极板补料位置，并且每个位置均设置有光电感应，通过光电感应将信号传递至下线机械手，抓取信号位置的双极板。

本发明的有益效果：

1、该燃料电池双极板焊接生产工艺通过光电感应开关和三层倍速链结构实现氢燃料电池两片单极板从上线到焊接，再到气密性检测，最后经过气密性检测的合格产品进行下线的全自动化的生产工艺，整个单极板上线到双极板下线的过程中，不需要人工的介入，大大提高了生产效率，降低了人的劳动强度和人工成本。

2、上线升降台和下线升降台的配合使用，使三层倍速链实现空托盘到单极板托运再到双极板托运的三层结构的实现，使单极板和双极板在倍速链上持续的传送，并且焊接可多工位并排，实现第一层倍速链运送未焊接的氢氧单极板到多个焊接工位，第二层倍速链将焊接完成的双极板托盘传送至气密性检测装置的前端，第三层倍速链将空托盘回流到上线升降台的位置。

3、本发明在倍速链前端位置、焊接位置、倍速链尾端位置、气密性检测上线位置，气密性检测下线位置多处设置有吸力的机械手，完成焊接和气密性检测的工艺后通过下线机械手将双极板打包，整个生产线以全自动化的机械结构配合电气结构完成。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明整体生产线正面结构示意图。

图2是本发明整体生产线俯视结构示意图。

图3是本发明中焊接线前端正面结构示意图。

图4是本发明中焊接线尾端正面结构示意图。

图5是本发明中焊接线尾端俯视结构示意图。

附图标记：上线升降台1、第一层倍速链2、托盘3、上线托盘定位4、第二层转倍速链5、焊接工位6、第三层倍速链7、下线托盘升降台8、移载升降台9、人工抽检台10、气密性检测装置11、气密性检测转运台12、下线机械手13、ng台14、补料台15。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图5所示，本发明为一种燃料电池双极板焊接生产工艺，包括单极板上线、氢氧极板焊接、双极板转运、人工抽检、气密性检测、双极板下线；所述单极板上线将氢氧两片单极板配对放置到双极板转运上，氢氧单极板到达基板焊接工位时进行焊接，焊接后的氢氧单极板合成一块双极板重新移送到双极板转运中，双极板转运将双极板送至人工抽检工位和气密性检测工位，经过气密性检测的双极板在双极板下线位置打包，具体工艺流程如下：

单极板上线：上线升降台1通过升降作用，将两块空托盘3并排从第三层倍速链7移送到第一层倍速链2上，托盘3通过传输链条的静摩擦作用传送到上线托盘定位4位置，上线升降台1下降到底层的第三层倍速链7的位置，持续向第一层倍速链2转运空托盘3，托盘3移动到上线托盘定位4的位置时，通过光电感应开关控制滞留销停留在上线托盘定位4的上方，上线托盘定位4向上升起通过定位销定位托盘3，上线机械手将氧极单极板和氢极单极板配对抓取，先将氧极单极板放置在托盘3的上方，上线机械手再将氢极单极板放置在氧极单极板的上方，当两块托盘3均顺序放置完成时，上线托盘定位4下降托盘3落到第一层倍速链2上向焊接工位传送；上线升降台1可以将第三层倍速链7回传的空托盘3转移到第一层倍速链2上，完成循环动作，上线托盘定位4的定位作用将空托盘3的位置固定，使其与机械手设置的抓取和放置的参数匹配，完成准确的位置放置。

氢氧极板焊接：托盘3将两片配对的氢氧单极板传送到焊接工位6，通过光电感应控制垂直于倍速链传动方向的滚轮升起，滚轮将托盘3传送到移栽升降台9上，移栽升降台9升起固定托盘3的位置，焊接机械手通过升降台升起的信号首先对上层的氢极单极板进行扫码后抓取，机械手旋转180度将氧极单极板抓取并且水平向原点位置平移，对氧极单极板的下方进行扫码，再通过机械手的旋转将氧极单极板首先放置在焊接台上，机械手旋转180度将氢极单极板放置在氧极单极板的上方，机械手移动回原点位置，焊接头将两片氢氧单极板焊接成一片双极板；移载升降台通过和滚轮配合使托盘3移动到焊接准备阶段，焊接机械手通过两个抓取吸盘使两片配对的单极板可以分别抓取并且移动到焊接台上。

双极板转运：焊接机械手将焊接完成的双极板抓取，重新移动放置在移栽升降机上的空托盘3上，移栽升降台9将双极板托盘3下降到第二层转倍速链5的平行位置，移栽升降台9传送皮带和第二层转倍速链5上的滚轮配合将托盘3移动到第二层转倍速链5上，双极板托盘3在第二层转倍速链5尾端进行重新定位，双极板在托盘3定位时通过机械手夹取离开第二层转倍速链5，托盘3在第二层转倍速链5的尾端通过下线托盘升降台8将空托盘3下降到第三层倍速链7上，托盘3通过第三层倍速链7的直线传送回到上线升降台1的位置；双极板的转运实现托盘3的往复循环作用，从上线升降台1的空托盘3到在第一层倍速链2上托运单极板，再到第二层转倍速链5上托运双极板，最后在第三层倍速链7上实现空托盘3的循环使用。

人工抽检：第二层转倍速链5尾端侧边设置有垂直于第二层转倍速链5并且与第二层转倍速链5在同一平面上的人工抽检台10，人工抽检台10通过一端的抽检控制按钮，选择第二层转倍速链5上任意双极板所在的托盘3，通过滚轮与人工抽检台10相互配合完成托盘3的垂直传送；人工抽检可以通过任意的选择对双极板的焊接表面进行检查，避免在气密性检测过程中出现批量性的质量缺陷。

气密性检测：双极板通过第二层转倍速链5尾端的二次定位将两块托盘3二次定位，通过转运机械手将两片双极板移栽到气密性检测转运台12上，转运机械手通过两次转运将四片双极板组成一组，气密性检测上线机械手将四个一组的双极板移送到气密性检测台11上；定位后每两个双极板一起移送到气密性检测转运台上，当组成四个一组时，再进行气密性检测，提高检测的效率，使单个气密性检测和多个焊接工位配合，完成无缝衔接。

双极板下线：气密性检测装置11将检测结果传递给下线机械手13，下线机械手13将不合格的双极板移送到ng台14上，ng台14上以十片双极板为一组堆叠，四片中合格双极板移送到补料台15上，补料台15通过逻辑运算对下一组四片双极板进行运算与补料台15上的双极板数量匹配，当配对成四个一组时下线机械手在补料台15上抓取双极板，移送到双极板转运箱中；补料台和ng台的配合作用使经过气密性检测的双极板区分合格与不合格的产品，并且可以通过补料台最多三个双极板的逻辑关系将不足四个双极板的下线动作补齐后装箱，使装箱的每一层都是四个一组，不会造成缺失。

所述托盘3在第一层倍速链2上的定位位置和滚轮上方的第一层倍速链2位置均设置有一个光电感应开关控制的滞留销，滞留销常缩，当托盘3到达光电感应开关位置时，滞留销凸起，使托盘3和第一层倍速链2之间产生相对移动，托盘3在第一层倍速链2上不移动。

所述单极板上线中上线升降台1具有两个位置，一个位置与第一层倍速链2平行，另一个位置与第三层倍速链7平行，并且上线升降台1两侧设置有传动皮带。

所述单极板上线工艺中的定位装置上线托盘定位4通过在底部对角线上设置的两个定位销完成对托盘3的定位作用。

所述氢氧极板焊接工艺中移载升降台9具有两个位置，一个位置与第一层倍速链2平行，另一个位置与第三层倍速链7平行，并且移载升降台9两侧设置有传动皮带，移栽升降台9的定位装置设置在两个传动皮带中间位置。

所述双极板转运中的下线升降台下线托盘升降台8具有两个位置，一个位置与第二层转倍速链5平行，另一个位置与第三层倍速链7平行，并且下线升降台上线升降台1两侧设置有传动皮带。

所述双极板下线工艺中ng台14上设置有两个不合格产品传送工位，每个工位最多放置十片不合格双极板，当两个工位均装满不合格双极板时，光电信号提示焊接生产暂停；ng台对焊接生产线进行ng保护，两个工位都装满不合格产品并且并未清理时，发出报警并且暂停焊接生产，待ng台上的两工位都清理完毕时，重新恢复生产作业，两个工位可以分别向ng台一段传送不合格双极板，便于人工及时的清理。

所述双极板下线工艺中补料台15上一共设置有三个双极板补料位置，并且每个位置均设置有光电感应，通过光电感应将信号传递至下线机械手13，抓取信号位置的双极板。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。