燃料电池电堆的生产设备制造技术

技术编号:35862522 阅读:17 留言:0更新日期:2022-12-07 10:52
本发明专利技术提供了一种燃料电池电堆的生产设备,包括:第一输送装置,具有进料端和出料端,第一输送装置用于输送第一治具;第一上料装置;第二上料装置;第一转运机械手;第三上料装置,第二丝网印刷装置将第二胶层压印在第二密封垫片基体上以得到第二密封垫片结构;第二转运机械手,可活动地设置在第三输送装置和第一输送装置之间,通过第二转运机械手将单面垫片双极板的反面与第二密封垫片结构粘接在一起,以得到双面垫片双极板,单面垫片双极板的反面为单面垫片双极板未设置有第一密封垫片结构的表面。本申请的技术方案有效地解决了相关技术中的使用人工粘接燃料电池双极板与密封垫片的方式工艺精度差及生产效率低的问题。片的方式工艺精度差及生产效率低的问题。片的方式工艺精度差及生产效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池电堆的生产设备


[0001]本专利技术涉及燃料电池制造领域,具体而言,涉及一种燃料电池电堆的生产设备。

技术介绍

[0002]燃料电池电堆是通过多片双极板与膜电极组成的单电池堆叠而成,从而实现燃料电池电堆的大功率输出。每节单电池内都包含氢气腔、空气腔和冷却液腔,为了确保燃料电池电堆的正常运行,燃料电池电堆中氢气腔、空气腔和冷却液腔的密封至关重要。燃料电池双极板中的冷却液腔一般是通过焊接的方式进行密封,氢气腔和空气腔一般是采用粘接密封垫片的方式进行密封。现有燃料电池电堆中密封垫片主要采用的是氟橡胶、硅橡胶以及EPDM(三元乙丙橡胶),常用的密封垫片的粘接方式是用喷胶机在双极板的密封槽内喷射出与密封垫片极性相近的湿热固化型胶水,再人工将密封垫片放入密封槽,最后进行湿热固化。
[0003]上述的使用人工粘接燃料电池双极板与密封垫片的方式工艺精度差及生产效率低,无法满足燃料电池电堆高密封可靠性的要求以及批量化生产的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种燃料电池电堆的生产设备,以解决相关技术中的使用人工粘接燃料电池双极板与密封垫片的方式工艺精度差及生产效率低的问题。
[0005]为了实现上述目的,本专利技术提供了一种燃料电池电堆的生产设备,包括:第一输送装置,具有进料端和出料端,第一输送装置用于输送第一治具;第一上料装置,位于第一输送装置的进料端的一侧,第一上料装置将双极板基体移送至第一治具的上方;第二上料装置,设置在第一输送装置的一侧,且位于第一上料装置的下游,第二上料装置包括第二输送装置及设置在第二输送装置一侧的第一丝网印刷装置,第二输送装置用于输送第一密封垫片基体,第一丝网印刷装置将第一胶层压印在第一密封垫片基体上以得到第一密封垫片结构;第一转运机械手,可活动地设置在第二输送装置和第一输送装置之间,通过第一转运机械手将双极板基体的正面与第一密封垫片结构粘接在一起,以得到单面垫片双极板;第一翻转装置,设置在第一输送装置的上方,并位于第一转运机械手的下游,第一翻转装置将单面垫片双极板的正面朝下翻转至单面垫片双极板的正面朝上,单面垫片双极板的正面为单面垫片双极板设置有第一密封垫片结构的表面;第三上料装置,设置在第一输送装置的一侧,且位于第一翻转装置的下游,第三上料装置包括第三输送装置及设置在第三输送装置一侧的第二丝网印刷装置,第三输送装置用于输送第二密封垫片基体,第二丝网印刷装置将第二胶层压印在第二密封垫片基体上以得到第二密封垫片结构;第二转运机械手,可活动地设置在第三输送装置和第一输送装置之间,通过第二转运机械手将单面垫片双极板的反面与第二密封垫片结构粘接在一起,以得到双面垫片双极板,单面垫片双极板的反面为单面垫片双极板未设置有第一密封垫片结构的表面。
[0006]进一步地,第二上料装置还包括承载第一密封垫片基体的第二治具,第二输送装
置用于输送载有第二密封垫片基体的第二治具,第一丝网印刷装置包括机架、治具抓离机构、丝网印刷平台、CCD扫描仪及视觉检测装置,治具抓离机构可升降地设置在机架上并位于第二输送装置的上方,丝网印刷平台可活动地设置在治具抓离机构上,CCD扫描仪设置在丝网印刷平台上,视觉检测装置可活动地设置在第二输送装置的上方;治具抓离机构具有将第二治具抓离第二输送装置的抓离位置及将第二治具放置在第二输送装置上方的第一放置位置,丝网印刷平台将第一胶层压印在第二治具内的第一密封垫片基体上;第二上料装置还包括设置在第一输送装置的另一侧的抬升装置,第一翻转装置位于抬升装置的下游,抬升装置具有将第一输送装置上的第一治具抬离第一输送装置的抬升位置及将第一治具放置在第一输送装置上的第二放置位置;燃料电池电堆的生产设备还包括设置在第二输送装置一侧的第一下料装置及设置在第二输送装置和第一下料装置上方的治具转移机构,治具转移机构用于将第二输送装置上的载有第一密封垫片结构的第二治具转移至第一下料装置上,第一转运机械手将抬升装置上的第一治具内的双极板基体压接在第一下料装置上的第二治具内的第一密封垫片结构的上方,以将双极板基体的正面与第一密封垫片结构粘接在一起。
[0007]进一步地,治具转移机构包括设置在第二输送装置和第一下料装置上方的导轨、可移动地设置在导轨上的转移臂、设置在转移臂端部的第一伸缩缸及设置在第一伸缩缸的伸缩部的第一吸盘;第二治具包括第一底板、间隔设置在第一底板四周的多个第一立杆及设置在第一底板上方的顶升装置,每个第一立杆均穿设于第一密封垫片基体,顶升装置能够支撑于第一密封垫片基体。
[0008]进一步地,燃料电池电堆的生产设备还包括正面固化装置及反面固化装置,正面固化装置位于第一翻转装置和第三上料装置之间,正面固化装置罩设在第一输送装置的上方,正面固化装置的内部具有对单面垫片双极板上的粘接处进行固化的正面固化空间,第一输送装置输送单面垫片双极板经过正面固化空间固化后以得到正面固化后的单面垫片双极板;反面固化装置位于第二转运机械手的下游,反面固化装置罩设在第一输送装置的上方,反面固化装置的内部具有对双面垫片双极板上的粘接处进行固化的反面固化空间,第一输送装置输送双面垫片双极板经过反面固化空间固化后以得到反面固化后的双面垫片双极板。
[0009]进一步地,正面固化装置包括光固化机及分别位于光固化机的上游和下游的第一升降装置和第二升降装置,光固化机包括罩设在第一输送装置上方的灯罩及穿过于灯罩的多个第四输送装置;多个第四输送装置沿上下间隔布置,位于最下方的第四输送装置与部分第一输送装置之间形成第一隔层,相邻的两个第四输送装置之间形成第二隔层,位于最上方的第四输送装置与灯罩的顶壁之间形成第三隔层,第一隔层、第二隔层及第三隔层共同形成正面固化空间,第一升降装置和第二升降装置均能够升降至与第一隔层位置对应的位置处、与第二隔层位置对应的位置处及与第三隔层位置对应的位置处;其中,第一升降装置和第二升降装置均包括位于第一输送装置一侧的第一支架、可上下移动地设置在第一支架上的第一托板及设置在第一托板上的第五输送装置,第五输送装置的输送方向与第一输送装置的输送方向一致。
[0010]进一步地,燃料电池电堆的生产设备还包括设置在第一输送装置上方的第二翻转装置,第二翻转装置位于第二转运机械手和反面固化装置之间,第二翻转装置将反面固化
后的双面垫片双极板基体的反面朝下翻转至反面固化后的双面垫片双极板基体的反面朝上,双面垫片双极板基体的反面为双面垫片双极板设置有第二密封垫片结构的表面;第一翻转装置和第二翻转装置均包括间隔设置在第一输送装置两侧的第二伸缩缸和第三伸缩缸,第二伸缩缸和第三伸缩缸均沿上下方向伸缩设置;第一翻转装置和第二翻转装置均还包括可转动地设置第二伸缩缸的伸缩部和第三伸缩缸的伸缩部的驱动轴及设置在驱动轴的周向外侧的第二吸盘,第二吸盘位于第二伸缩缸和第三伸缩缸之间,驱动轴带动第二吸盘转动以使第二吸盘的吸嘴具有朝向上方的第一抓取位置及朝向下方的第二抓取位置。
[0011]进一步地,第一上料装置包括第一上料传送装置及被第一上料传送装置用于传送的第一载具,双极板基体本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆的生产设备,其特征在于,包括:第一输送装置(11),具有进料端和出料端,所述第一输送装置(11)用于输送第一治具(101);第一上料装置(12),位于所述第一输送装置(11)的进料端的一侧,所述第一上料装置(12)将双极板基体移送至所述第一治具(101)的上方;第二上料装置(16),设置在所述第一输送装置(11)的一侧,且位于所述第一上料装置(12)的下游,所述第二上料装置(16)包括第二输送装置(161)及设置在所述第二输送装置(161)一侧的第一丝网印刷装置(162),所述第二输送装置(161)用于输送第一密封垫片基体,所述第一丝网印刷装置(162)将第一胶层压印在所述第一密封垫片基体上以得到第一密封垫片结构;第一转运机械手(18),可活动地设置在所述第二输送装置(161)和所述第一输送装置(11)之间,通过第一转运机械手(18)将所述双极板基体的正面与所述第一密封垫片结构粘接在一起,以得到单面垫片双极板;第一翻转装置(20),设置在所述第一输送装置(11)的上方,并位于所述第一转运机械手(18)的下游,所述第一翻转装置(20)将所述单面垫片双极板的正面朝下翻转至所述单面垫片双极板的正面朝上,所述单面垫片双极板的正面为所述单面垫片双极板设置有第一密封垫片结构的表面;第三上料装置(23),设置在所述第一输送装置(11)的一侧,且位于所述第一翻转装置(20)的下游,所述第三上料装置(23)包括第三输送装置(231)及设置在所述第三输送装置(231)一侧的第二丝网印刷装置(232),所述第三输送装置(231)用于输送第二密封垫片基体,所述第二丝网印刷装置(232)将第二胶层压印在所述第二密封垫片基体上以得到第二密封垫片结构;第二转运机械手(24),可活动地设置在所述第三输送装置(231)和所述第一输送装置(11)之间,通过所述第二转运机械手(24)将所述单面垫片双极板的反面与所述第二密封垫片结构粘接在一起,以得到双面垫片双极板,所述单面垫片双极板的反面为所述单面垫片双极板未设置有所述第一密封垫片结构的表面。2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的生产设备,其特征在于,所述第二上料装置(16)还包括承载所述第一密封垫片基体的第二治具,所述第二输送装置(161)用于输送载有所述第二密封垫片基体的所述第二治具,所述第一丝网印刷装置(162)包括机架(1621)、治具抓离机构(1622)、丝网印刷平台(1623)、CCD扫描仪(1624)及视觉检测装置,所述治具抓离机构(1622)可升降地设置在所述机架(1621)上并位于第二输送装置(161)的上方,所述丝网印刷平台(1623)可活动地设置在所述治具抓离机构(1622)上,所述CCD扫描仪(1624)设置在所述丝网印刷平台(1623)上,所述视觉检测装置可活动地设置在所述第二输送装置(161)的上方;所述治具抓离机构(1622)具有将所述第二治具抓离所述第二输送装置(161)的抓离位置及将所述第二治具放置在所述第二输送装置(161)上方的第一放置位置,所述丝网印刷平台(1623)将所述第一胶层压印在所述第二治具内的所述第一密封垫片基体上;所述第二上料装置(16)还包括设置在所述第一输送装置(11)的另一侧的抬升装置(164),所述第一翻转装置(20)位于所述抬升装置(164)的下游,所述抬升装置(164)具有将
所述第一输送装置(11)上的所述第一治具(101)抬离所述第一输送装置(11)的抬升位置及将所述第一治具(101)放置在所述第一输送装置(11)上的第二放置位置;所述燃料电池电堆的生产设备还包括设置在所述第二输送装置(161)一侧的第一下料装置(19)及设置在所述第二输送装置(161)和所述第一下料装置(19)上方的治具转移机构(17),所述治具转移机构(17)用于将所述第二输送装置(161)上的载有所述第一密封垫片结构的所述第二治具转移至所述第一下料装置(19)上,所述第一转运机械手(18)将所述抬升装置(164)上的所述第一治具(101)内的双极板基体压接在所述第一下料装置(19)上的所述第二治具内的所述第一密封垫片结构的上方,以将所述双极板基体的正面与所述第一密封垫片结构粘接在一起。3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆的生产设备,其特征在于,所述治具转移机构(17)包括设置在所述第二输送装置(161)和所述第一下料装置(19)上方的导轨(171)、可移动地设置在所述导轨(171)上的转移臂(172)、设置在所述转移臂(172)端部的第一伸缩缸(173)及设置在所述第一伸缩缸(173)的伸缩部的第一吸盘(174);所述第二治具包括第一底板、间隔设置在所述第一底板四周的多个第一立杆及设置在所述第一底板上方的顶升装置(1633),每个所述第一立杆均穿设于所述第一密封垫片基体,所述顶升装置(1633)能够支撑于所述第一密封垫片基体。4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的生产设备,其特征在于,所述燃料电池电堆的生产设备还包括正面固化装置(21)及反面固化装置(25),所述正面固化装置(21)位于所述第一翻转装置(20)和所述第三上料装置(23)之间,所述正面固化装置(21)罩设在所述第一输送装置(11)的上方,所述正面固化装置(21)的内部具有对所述单面垫片双极板上的粘接处进行固化的正面固化空间(214),所述第一输送装置(11)输送所述单面垫片双极板经过所述正面固化空间(214)固化后以得到正面固化后的所述单面垫片双极板;所述反面固化装置(25)位于所述第二转运机械手(24)的下游,所述反面固化装置(25)罩设在所述第一输送装置(11)的上方,所述反面固化装置(25)的内部具有对所述双面垫片双极板上的粘接处进行固化的反面固化空间,所述第一输送装置(11)输送所述双面垫片双极板经过所述反面固化空间固化后以得到反面固化后的所述双面垫片双极板。5.根据权利要求4所述的燃料电池电堆的生产设备,其特征在于,所述正面固化装置(21)包括光固化机(211)及分别位于所述光固化机(211)的上游和下游的第一升降装置(212)和第二升降装置(213),所述光固化机(211)包括罩设在所述第一输送装置(11)上方的灯罩(2111)及穿过于所述灯罩(2111)的多个第四输送装置(2112);多个所述第四输送装置(2112)沿上下间隔布置,位于最下方的所述第四输送装置(2112)与部分所述第一输送装置(11)之间形成第一隔层(2141),相邻的两个所述第四输送装置(2112)之间形成第二隔层(2142),位于最上方的所述第四输送装置(2112)与所述灯罩(2111)的顶壁之间形成第三隔层(2143),所述第一隔层(2141)、所述第二隔层(2142)及所述第三隔层(2143)共同形成所述正面固化空间(214),所述第一升降装置(212)和所述第二升降装置(213)均能够升降至与所述第一隔层(2141)位置对应的位置处、与所述第二隔层(2142)位置对应的位置处及与所述第三隔层(2143)位置对应的位置处;其中,所述第一升降装置(212)和所述第二升降装置(213)均包括位于所述第一输送装
置(11)一侧的第一支架(2121)、可上下移动地设置在所述第一支架(2121)上的第一托板(2122)及设置在所述第一托板(2122)上的第五输送装置(2123),所述第五输送装置(2123)的输送方向与所述第一输送装置(11)的输送方向一致。6.根据权利要求4所述的燃料电池电堆的生产设备,其特征在于,所述燃料电池电堆的生产设备还包括设置在所述第一输送装置(11)上方的第二翻转装置(22),所述第二翻转装置(22)位于所述第二转运机械手(24)和所述反面固化装...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘元宇陆维王晓雪杨琛史林军曾靖权丁瑞
申请(专利权)人:国家电投集团氢能科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:

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