一种燃料电池双极板粘合和密封圈制作集成设备的制作方法

1.本实用新型属于燃料电池生产及研发设备领域，本实用新型涉及一种燃料电池双极板粘合和密封圈制作集成设备。具体涉及一种双极板的粘合和燃料电池电堆双极板和膜电极间密封圈的生产制作设备。


背景技术：

2.燃料电池用燃料和氧气作为原料，把燃料所具有的化学能直接转换成电能，是一种利用可再生能源发电的装置。燃料电池与常规的发电技术相比，在效率、安全性、可靠性、灵活性、清洁性、操作性能等方面有很大的优势，应用前景十分广阔。作为燃料电池中的一种，质子交换膜燃料电池还具有操作温度低、比能量高、使用寿命长、响应速度快以及无电解质泄漏等优点。参与反应的是氢气和氧气，产生电流，副产物为水，在国防、能源、交通、环保、通讯等方面都有很好的应用前景。
3.燃料电池的双极板是由两块单极板经涂胶后，粘合而成的。粘贴胶线在外围边缘上，以形成内部的水腔流场，如图一所示粘贴胶线。燃料电池电堆组装时，双极板的边缘和膜电极的边缘之间需要放置密封圈，以形成气腔流场，如图一所示密封圈线；此密封圈线也是用涂胶的方式确定制作密封圈形状，经固化得到的。现阶段这两个工序分别是在两种不同的独立设备上完成的，缺点是：1)燃料电池的实验阶段及中试阶段，产品批量小，品种多，如买两台独立功能的设备投资大；2)定位精度不高。在一种设备上完成一道上述工序后，需要转到另一种设备上以完成下道工序。3)生产效率低，因为使用两种设备完成上述工序，准备及生产时间长。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种燃料电池双极板粘合和密封圈制作集成设备，设备更加紧凑灵活。粘贴胶喷头和密封圈胶喷头，安装在同一机械手桁架上，即让设备运行精确灵活，又使设备更加紧凑。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种燃料电池双极板粘合和密封圈制作集成设备，包括底座板、辅助行走导轨、主伺服滚珠丝杠；所述主伺服滚珠丝杠和辅助行走导轨分别安装固定在底座板上面的两侧；上层极板抓取机械手和涂胶机械手安装在主伺服滚珠丝杠和辅助行走导轨上；上层极板抓取机械手设有上层极板抓取机械头，并在上层极板抓取机械头下方设有上层极板抓取工装；所述涂胶机械手两侧分别安装有粘贴胶喷头、密封圈胶喷头；所述底座板上设有下层极板定位放置板、上层极板放置定位板。
6.进一步的，所有零部件均设在底座板上。
7.如图3所示，下层极板和上层极板作为工件，工作时分别放置在下层极板定位放置板和上层极板放置定位板上。
8.燃料电池双极板粘合和密封圈制作集成设备工作时，先把下层极板和上层极板放置在下层极板定位放置板和上层极板放置定位板上。主伺服滚珠丝杠和涂胶机械手运动，
带动粘贴胶喷头移动到下层极板的上方，沿其边缘进行轨迹涂粘贴胶线。涂粘贴胶完成后，涂胶机械手退回原位，以空出操作空间；
9.上层极板抓取机械手上设有的上层极板抓取机械头带动上层极板抓取工装移动到上层极板的上方，进而把上层极板抓起来；上层极板抓取工装带动上层极板移动到下层极板上方后，把上层极板放到下层极板的上面，这样上下两块极板就粘贴到一起了。上层极板抓取机械手退回原位，以空出操作空间；
10.涂胶机械手运动，带动密封圈胶喷头到两块粘贴好的极板上方，在上层极板的边缘进行轨迹涂密封圈胶胶线。
11.进一步的，上层极板放置定位板和下层极板定位放置板为铝板，根据工作的尺寸进行制作，应大于极板的尺寸。
12.本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：
13.(1)此设备适用于燃料电池的实验阶段及中试阶段的小批量、多品种的需要，设备兼容性强；
14.(2)两道工序在一台设备上完成，设备的性价比高，因而降低了设备的采购成本。
15.(3)设备更加紧凑灵活。粘贴胶喷头和密封圈胶喷头，安装在同一机械手桁架上，即让设备运行精确灵活，又使设备更加紧凑。
16.(4)同一台设备上操作两种工序功能，增加了设备精度的一致性，提高了产品的质量。
17.(5)两种工序都是通过运动轨迹的方式以实现胶线的获得，同一设备操作，更加易于控制。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
19.图1是本实用新型设备所涂胶线轨迹轮廓示意图。
20.图2是一种燃料电池双极板粘合和密封圈制作集成设备俯视图。
21.图3是本实用新型涂胶机械手主视图。
22.图4是本实用新型上层极板抓取机械手主视图。
23.图中1.上层极板抓取机械手，2.主伺服滚珠丝杠，3.下层极板，4.下层极板定位放置板，5.粘贴胶喷头，6.密封圈胶喷头，7.底座板，8.上层极板抓取机械头，9.上层极板抓取工装，10.上层极板，11.上层极板放置定位板，12.涂胶机械手，13.辅助行走导轨。
具体实施方式
24.以下结合说明书附图，对本实用新型进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。本实施例与plc系统相连接的上层极板抓取机械手、主伺服滚珠丝杠、粘贴胶喷头、密封圈胶喷头、上层极板抓取机械头、上层极板抓取工装、涂胶机械手均不限定与某一型号，能够实现其功能即可。
25.实施例1
26.一种燃料电池双极板粘合和密封圈制作集成设备，如图2
‑
4所示，包括底座板7、辅助行走导轨13、主伺服滚珠丝杠2；所述主伺服滚珠丝杠2和辅助行走导轨13分别安装固定
在底座板7上面的两侧；上层极板抓取机械手1和涂胶机械手12安装在主伺服滚珠丝杠2和辅助行走导轨13上；上层极板抓取机械手1设有上层极板抓取机械头8，并在上层极板抓取机械头8下方设有上层极板抓取工装9；所述涂胶机械手12两侧分别安装有粘贴胶喷头5、密封圈胶喷头6；所述底座板7上设有下层极板定位放置板5、上层极板放置定位板11。
27.所有零部件均设在底座板7上。
28.本实用新型提供一种涂粘贴胶和制作密封胶圈这两种工序集成在一台设备上完成的设备。如图2
‑
4所示，设备工作时，先把下层极板3和上层极板10放置在下层极板定位放置板4和上层极板放置定位板11上。主伺服滚珠丝杠2和涂胶机械手12运动，带动粘贴胶喷头5移动到下层极板3的上方，沿其边缘进行轨迹涂粘贴胶线。涂粘贴胶完成后，涂胶机械手12退回原位，以空出操作空间；上层极板抓取机械手1上设有的上层极板抓取机械头8带动上层极板抓取工装9移动到上层极板10的上方，进而把上层极板10抓起来。上层极板抓取工装9带动上层极板10移动到下层极板3上方后，把上层极板10放到下层极板3的上面，这样上层极板10和下层极板3两块极板就粘贴到一起了；上层极板抓取机械手1退回原位，以空出操作空间；涂胶机械手12运动，带动密封圈胶喷头6到两块粘贴好的极板上方，在上层极板10的边缘进行轨迹涂密封圈胶胶线。
29.上层极板抓取机械手1、主伺服滚珠丝杠2、粘贴胶喷头5、密封圈胶喷头6、上层极板抓取机械头8、上层极板抓取工装9、涂胶机械手12分别与plc系统相连接。
30.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。