双极板位置检测及精度调节装置

技术领域

本发明的实施例涉及一种检测及精度调节装置，特别涉及一种双极板位置检测及精度调节装置；应用于新能源氢燃料电池单电池的生产过程中，燃料电池单电池双极板位置检测及精度调节。

背景技术

燃料电池单电池由双极板、双极板胶膜和膜电极组成，他们之间通过加热及压紧力被封装到一起。电堆的密封取决于双极板与膜电极直接的密封，如果双极板或膜电极装配时的误差比较大，就会造成电堆的泄漏，因此装配前需要对双极板及膜电极进行位置校准。现有结构采用接触机械式校准，通过可活动的夹紧定位块对极板的四个边进行定位。但是由于双极板材质为超薄金属板，其很难保证加工后的整体平面度，因此该定位机构存在，因极板翘曲引起的定位误差问题；另外此种结构因为定位过程种会伴随着产品和定位平台之间的摩擦，因此可能造成产品的损伤及脏污。

发明内容

本发明的实施方式的目的在于提供一种能够自动调节双极板位置，能够实现检测和精度调节。

为了实现上述目的，本发明的实施方式设计了一种双极板位置检测及精度调节装置，包括：

三轴调整机构，在所述的双极板位置检测及精度调节装置上设置所述的三轴调整机构；

平台安装支架，在所述的三轴调整机构的上方固定所述的平台安装支架；

真空装置，在所述的平台安装支架内安装所述的真空装置；

真空平台，在所述的平台安装支架上方设置所述的真空平台，所述的真空平台与所述的真空装置连接；

视觉检测系统，在所述的真空平台的上方设置所述的视觉检测系统；所述的视觉检测系统对所述的真空平台上的检测位置进行识别；

主控装置，所述的主控装置控制视觉系统识别出所述的检测位置和理论位置的偏差，对所述的检测位置在所述三轴调整机构方向上进行调整，使所述的检测位置和所述的理论位置重合。

进一步，在所述的真空平台的两侧固定所述的去离子装置和除尘器装置；所述的去离子装置沿着所述的真空平台的中心轴线平行设置；所述的去离子装置和所述的除尘器装置设置在同一平面上。

进一步，所述的三轴调整机构，还包括：

底板，在所述的三轴调整机构的底部固定所述的底板；

X/Y十字导轨，在所述的底板上固定所述的X/Y十字导轨；

台板，在所述的X/Y十字导轨上活动所述的台板；

X轴模块，在所述的台板一侧设置所述的X轴模块；

Y轴模块，在所述的台板另一侧设置所述的Y轴模块

所述的X轴模块和所述的Y轴模块驱动所述的台板沿着所述的X/Y十字导轨进行X轴方向和Y轴方向移动；

圆盘底座，在所述的台板上固定所述的圆盘底座；

旋转平台，在所述的旋转平台中间固定旋转轴；所述的旋转轴活动连接在所述的圆盘底座的中心；使得所述的旋转平台在所述的圆盘底座上旋转；

旋转轴模块，在所述的台板的侧面固定所述的旋转轴模块的底座；

滑槽，在所述的旋转平台的圆弧的侧面上开设一所述的滑槽；

横档，在所述的滑槽内活动插入所述的横档的一端；所述的横档的另一端固定在所述的旋转轴模块上；

腰形孔，在所述的旋转平台上开设所述的腰形孔；

定位销，在所述的腰型孔内，在所述的圆盘底座上插入所述定位销。

进一步，所述的X轴模块和所述的Y轴模块的结构相同；所述的X轴模块驱动所述的台板沿着X轴方向移动；所述的Y轴模块驱动所述的台板沿着Y轴方向移动；所述的旋转轴模块驱动所述的旋转平台沿着Z轴的旋转方向旋转。

进一步，所述的X轴模块，还包括：

X轴伺服电机，在所述的X轴模块的一端上设置所述的X轴伺服电机；在所述的X轴支架上；

X轴滚珠丝杆，在所述的X轴伺服电机的电机轴上通过连接器连接所述的X轴滚珠丝杆的一端；所述的X轴滚珠丝杆活动连接在所述的X轴支架上；

X轴活动连接块，在所述的X轴滚珠丝杆活动连接所述的X轴活动连接块；所述的X轴活动连接块固定在台板的底部。

进一步，所述的Y轴模块，还包括：

Y轴伺服电机，在所述的Y轴模块的一端上设置所述的Y轴伺服电机；在所述的Y轴支架上；

Y轴滚珠丝杆，在所述的Y轴伺服电机的电机轴上通过连接器连接所述的Y轴滚珠丝杆的一端；所述的Y轴滚珠丝杆活动连接在所述的Y轴支架上；

Y轴活动连接块，在所述的Y轴滚珠丝杆活动连接所述的Y轴活动连接块；所述的Y轴活动连接块固定在台板的底部。

进一步，所述的旋转轴模块，还包括：

旋转轴伺服电机，在所述的旋转轴模块的一端上设置所述的旋转轴伺服电机；在所述的旋转轴支架上；

旋转轴滚珠丝杆，在所述的旋转轴伺服电机的电机轴上通过连接器连接所述的旋转轴滚珠丝杆的一端；所述的旋转轴滚珠丝杆活动连接在所述的旋转轴支架上；

旋转轴活动连接块，在所述的旋转轴滚珠丝杆活动连接所述的旋转轴活动连接块；所述的旋转轴活动连接块固定在横档的下面。

进一步，所述的真空装置，还包括：

真空泵电机，在所述的真空装置的一端上设置真空泵电机；

真空泵，在所述的真空泵电机的输出端上连接所述的真空泵；所述的真空泵的真空腔通过软管与所述的真空平台的下端连接；

同时，所述的真空腔与所述的除尘器装置连接。

进一步，所述的视觉检测系，还包括：

立柱，在所述的三轴调整机构的底板的一侧固定所述的立柱的一端；

支架，在所述的立柱上固定所述的支架；

相机，在所述的支架的两侧固定所述的相机；

光源，在所述的相机的下方固定所述的光源。

进一步，所述的主控装置，还包括：

工控机，在所述的主控装置中设置所述的工控机；

PLC，所述的工控机与所述的PLC通讯连接；

所述的PLC与相机通讯连接；所述的PLC与光源通讯连接；

所述的PLC与X轴伺服电机和Y轴伺服电机和旋转轴伺服电机电气连接；

所述的PLC与真空泵电机、去离子装置和除尘器装置分别继电回路连接。

本发明的实施方式同现有技术相比，在双极板位置检测及精度调节装置上设置三轴调整机构；在三轴调整机构的上方固定平台安装支架；在平台安装支架内安装真空装置；在平台安装支架上方设置真空平台，真空平台与真空装置连接；在真空平台的上方设置视觉检测系统；视觉检测系统对真空平台上的检测位置进行识别；主控装置控制视觉系统识别出检测位置和理论位置的偏差，对检测位置在三轴调整机构方向上进行调整，使检测位置和理论位置重合。解决了现有结构采用接触机械式校准，很难保证双极板加工后的整体平面度，解决了现有技术中的定位机构因双极板翘曲引起的定位误差的技术问题；解决了现有技术中的因为定位过程种会伴随着产品和定位平台之间的摩擦，因此可能造成产品的损伤及脏污的技术问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的主视方向的结构示意图；

图3为本发明的三轴调整机构的立体示意图；

图4为本发明的三轴调整机构的全剖立体示意图；

图5为本发明的三轴调整机构的俯视方向的示意图；

图6为本发明的主控装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2、图6所示，包括：

在本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置上设置三轴调整机构；三轴调整机构1用于调整在本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置上的双极板、双极板胶膜和膜电极的X轴方向、Y轴方向以及Z轴旋转方向。

在三轴调整机构的上方固定平台安装支架2；平台安装支架2用于安装真空装置100和真空平台6，在平台安装支架2内安装真空装置100和真空平台6；

在平台安装支架2上方设置真空平台6，真空平台6与真空装置100连接；

在真空平台6的上方设置视觉检测系统200；视觉检测系统200对真空平台6上的检测位置进行识别；视觉检测系统200用于检测本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置上的双极板、双极板胶膜和膜电极在真空平台6上的实际位置。

主控装置300作为本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置中的控制装置，主控装置300控制视觉系统200识别出检测位置和理论位置的偏差，对所述的检测位置在三轴调整机构1方向上进行调整，使所述的检测位置和理论位置重合。

在上述的实施例中的双极板位置检测及精度调节装置解决了现有结构采用接触机械式校准，很难保证双极板加工后的整体平面度，解决了现有技术中的定位机构因双极板翘曲引起的定位误差的技术问题；解决了现有技术中的因为定位过程种会伴随着产品和定位平台之间的摩擦，因此可能造成产品的损伤及脏污的技术问题。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2所示；在真空平台6的两侧固定去离子装置4和除尘器装置5；去离子装置4沿着真空平台6的中心轴线平行设置；去离子装置4和除尘器装置5设置在同一平面上。去离子装置4沿着真空平台6用于给双极板、双极板胶膜和膜电极在真空平台6上进行除尘。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示；三轴调整机构1，还包括：

在三轴调整机构1的底部固定底板9；底板9用于安装X/Y十字导轨14

在底板9上固定所述的X/Y十字导轨14；X/Y十字导轨14主要用滑动台板15沿着X轴和Y轴滑动；

在X/Y十字导轨14上活动台板15；台板15有了X/Y十字导轨14以后，可以沿着X轴和Y轴滑动，

在台板15一侧设置X轴模块12；X轴模块12的主要作用是带动台板15沿着X轴方向移动；

在台板15另一侧设置Y轴模块13；Y轴模块13的主要作用是带动台板15沿着Y轴方向移动；

X轴模块12和所Y轴模块13驱动台板15沿着X/Y十字导轨14进行X轴方向和Y轴方向移动；

在台板15上固定圆盘底座121；圆盘底座121用于活动连接旋转平台11，

在旋转平台11中间固定旋转轴111；旋转轴111活动连接在圆盘底座121的中心；使得旋转平台11在圆盘底座121上旋转；

在台板15的侧面固定旋转轴模块10的底座；旋转轴模块10用于驱动旋转平台11沿着Z轴的旋转方向进行旋转；

在旋转平台11的圆弧的侧面上开设一滑槽112；滑槽112主要用于横档113，在滑槽112中滑动；这样保证旋转平台11能够沿着Z轴的旋转方向进行旋转；

在滑槽112内活动插入横档113的一端；横档113的另一端固定在旋转轴模块10上；

在旋转平台11上开设腰形孔114；腰形孔114用于放置定位销115；

在腰型孔114内，在圆盘底座121上插入定位销115，定位销115用于限制旋转平台11的旋转角度。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示；X轴模块12和Y轴模块13的结构相同；X轴模块12驱动台板15沿着X轴方向移动；Y轴模块13驱动台板沿着Y轴方向移动；旋转轴模块10驱动旋转平台11沿着Z轴的旋转方向旋转。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示；X轴模块12，还包括：

在X轴模块12的一端上设置X轴伺服电机122；X轴伺服电机122的外壳固定在X轴支架123上；X轴伺服电机122用于驱动X轴滚珠丝杆124旋转；

在X轴伺服电机122的电机轴上通过连接器125连接X轴滚珠丝杆124的一端；X轴滚珠丝杆124活动连接在X轴支架123上；X轴滚珠丝杆124用于活动连接X轴活动连接块126。

在X轴滚珠丝杆124活动连接X轴活动连接块126；X轴活动连接块126固定在台板15的底部。X轴活动连接块126带动台板15沿着X轴方向移动；

为了实现上述的技术效果，本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示；Y轴模块13，还包括：

在Y轴模块13的一端上设置Y轴伺服电机131；Y轴伺服电机131的外壳固定在Y轴支架132上；

在Y轴伺服电机131的电机轴上通过连接器125连接Y轴滚珠丝杆133的一端；Y轴滚珠丝杆133活动连接在Y轴支架132上；Y轴滚珠丝杆133用于活动连接Y轴活动连接块134，在Y轴滚珠丝杆133活动连接Y轴活动连接块134；Y轴活动连接块134固定在台板15的底部。Y轴活动连接块134带动台板15沿着Y轴方向移动；

为了实现上述的技术效果，本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示；所述的旋转轴模块10，还包括：

在旋转轴模块10的一端上设置旋转轴伺服电机101；旋转轴伺服电机101的外壳固定在旋转轴支架102上；旋转轴伺服电机101用于驱动旋转轴滚珠丝杆103旋转，

在旋转轴伺服电机101的电机轴上通过连接器125连接旋转轴滚珠丝杆103的一端；旋转轴滚珠丝杆103活动连接在旋转轴支架102上；

在旋转轴滚珠丝杆103活动连接旋转轴活动连接块104；旋转轴活动连接块104固定在横档113的下面。旋转轴活动连接块104连接横档113，带动旋转平台11沿着Z轴的旋转方向旋转。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示；真空装置100，还包括：

在真空装置100的一端上设置真空泵电机105；

在真空泵电机105的输出端上连接真空泵106；真空泵106的真空腔通过软管与真空平台6的下端连接；真空泵电机105驱动真空泵106为真空平台6产生真空。

同时，真空腔与除尘器装置5连接。

为了实现上述的技术效果，本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示；视觉检测系统200，还包括：

在三轴调整机构1的底板9的一侧固定立柱201的一端；立柱201用于支撑支架202，

在立柱201上固定支架202；

在支架202的两侧固定相机203；

在相机203的下方固定光源204。相机203和光源204固定在支架202；

为了实现上述的技术效果，本实施例中的双极板位置检测及精度调节装置，如图1、图2、图3、图4、图5所示；所述的主控装置300，还包括：

在主控装置300中设置工控机301；工控机301与PLC302通讯连接；

工控机301与PLC302通讯连接；

PLC302与相机203通讯连接；PLC302与光源204通讯连接；PLC302通过通讯方式与相机203、光源204；PLC302用于控制相机203、光源204。

PLC302与X轴伺服电机122和Y轴伺服电机131和旋转轴伺服电机101电气连接；PLC302控制X轴伺服电机122和Y轴伺服电机131和旋转轴伺服电机101进行精确控制；

PLC302与真空泵电机105、去离子装置4和除尘器装置5分别继电回路连接。PLC302通过继电回路控制真空泵电机105、去离子装置4和除尘器装置5。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。