一种双极板焊接装置及焊接方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双极板焊接装置及方法，该方法包括如下步骤：将焊接产品固定放置在工作台上；输入单元输入待焊接工件在预设的标准坐标系内的非标准轨迹；显示单元实时显示输入的非标准轨迹及当前的焊接状态；控制单元接收非标准轨迹并将执行非标准轨迹的控制指令发送给焊接组件；焊接组件获取并输出双极板的第一预设位置点的坐标以及第二预设位置点的坐标，控制单元根据第一预设位置点的坐标及第二预设位置点的坐标得到非标准轨迹；控制单元根据非标准轨迹获取焊接产品的运行轨迹并发出相应的控制指令以驱动焊接组件进行焊接。该焊接方法可自动计算出相对于非标准轨迹移动轴的移动量，进而快速精准的获取焊接产品的运行轨迹，效率高，操作简便。

A bipolar plate welding device and welding method

The invention discloses a bipolar plate welding device and method, which comprises the following steps: fixing the welding product on the worktable; inputting the non-standard trajectory of the workpiece to be welded in the preset standard coordinate system by the input unit; displaying the input non-standard trajectory and the current welding state by the display unit in real time; The unit receives the non-standard trajectory and sends the control command to the welding assembly to execute the non-standard trajectory; the welding assembly obtains and outputs the coordinates of the first preset position point and the second preset position point of the bipolar plate, and the control unit obtains the non-standard according to the coordinates of the first preset position point and the second preset position point. The control unit obtains the trajectory of the welding products according to the non-standard trajectory and sends out the corresponding control instructions to drive the welding components for welding. The welding method can automatically calculate the moving amount of the moving shaft relative to the non-standard track, and then quickly and accurately obtain the running track of the welding product, which is high efficiency and easy to operate.

【技术实现步骤摘要】
一种双极板焊接装置及焊接方法
本专利技术涉及激光焊接
，特别涉及一种双极板焊接装置及焊接方法。
技术介绍
燃料电池(FC)是一种电化学的发电装置，它按照电化学原理，等温地将贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。具有能量转化效率和可靠性高等特点。质子交换膜燃料电池(PEMFC)除具有燃料电池的优点之外，同时还具有无电解液流失、寿命长、比功率与比能量高等突出的特点。因此，特别适用于为便携电源及电动车的提供电能。双极板是质子交换膜燃料电池的一个多功能组件，其基本作用是向燃料电池电极提供反应物和为电池堆内相邻电池提供电连接，同时从电池内排出产物水和反应热。现有燃料电池金属双极板由两块单极板通过胶粘、电阻点焊的制备方法或生产工艺制成，其氢氧电化学性能不稳定，使用寿命较短。此外，在双极板的制造过程中，大都采用自动焊接设备对双极板进行焊接，大部分的自动焊接设备采用对每个焊接产品进行偏移量和旋转角度示教轨迹的方法，获取焊接工件的运行轨迹的步骤较为繁琐，效率较低，以及缺乏对焊接过程中出现的焊接轨迹参数改变和焊接过程中出现的不确定晃动的自适应能力。
技术实现思路
综上所述，本专利技术主要的目的是为了解决现有的金属双极板氢氧电化学性能不稳定，使用寿命较短，以及在双极板的制造过程中获取焊接产品的运行轨迹操作较为繁琐，较率较低，以及缺乏对焊接过程中出现的焊接轨迹参数改变和焊接过程中出现的不确定晃动的自适应能力等技术问题，而提供一种双极板焊接装置及焊接方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种双极板焊接装置，所述装置包括：工作台，以及分别设置在所述工作台上的输入单元，显示单元，控制单元及焊接组件，所述控制单元分别与输入单元、显示单元及焊接组件控制连接。所述焊接组件包括设置在所述工作台上的一对模组支架，每个所述模组支架上分别设有一Y轴平移模组，每个所述Y轴平移模组的活动端分别设有与其配合滑动的X轴平移模组，所述X轴平移模组的活动端连接有模组连接板，所述模组连接板上安装有Z轴模组，所述Z轴模组的滑座上设有与其一体成型的出射头升降板，所述出射头升降板的另一面上分别固设有激光出射头及吹气安装架，该吹气安装架上安装有吸烟管，所述吸烟管与外部的烟雾净化器相连通。所述激光出射头上的同轴气嘴与焊接产品之间的间距为5mm。所述激光出射头在保护气体下通过正离焦及长脉冲的焊接方式对双极板进行高速焊接。所述双极板由氢极板和氧极板相互焊接而成。所述激光出射头的焊接速度为150mm/s，其功率为107w。此外还提供一种基于所述双极板焊接装置进行焊接的焊接方法，该方法包括如下步骤：将焊接产品固定放置在工作台上；输入单元输入待焊接工件在预设的标准坐标系内的非标准轨迹；显示单元实时显示输入的非标准轨迹及当前的焊接状态；控制单元接收非标准轨迹并将执行非标准轨迹的控制指令发送给焊接组件；焊接组件获取并输出所述双极板的第一预设位置点的坐标信息以及第二预设位置点的坐标信息，控制单元根据所述第一预设位置点的坐标信息及第二预设位置点的坐标信息得到非标准轨迹；控制单元根据所述非标准轨迹获取所述焊接产品的运行轨迹并发出相应的控制指令以驱动所述焊接组件进行焊接；所述非标准轨迹以焊接产品上任意点的坐标信息为原点，并由P1、P2……Pn所构建的位于焊接产品上的焊接图形。所述P1为焊接起始点，P2为第二焊接点，Pn为焊接结束点。所述第一预设位置点对应于双极板上的标准坐标系的原点，所述第二预设位置点对应于所述标准坐标系中的任意一点。采用上述技术方案，与现有技术相比，本专利技术所产生的有益效果在于：本专利技术的双极板的焊接装置的激光出射头与平移模组集成于一体以减少震动所导致的出射头光束波动；X、Y、Z高速精密移动轴采用小导程高精密丝杆，使移动轴具备定位精度高，在高速运转时无串动，进一步减少了振动导致的出射头光束波动；同轴吹气与焊接产品距离设置为5mm,使出射头在高速焊接过程中焊斑细小、位置精准。此外，本专利技术的双极板的焊接方法能够自动计算出相对于非标准轨迹移动轴的移动量，进而快速精准的获取焊接产品的运行轨迹，省去了传统对每个焊接工件都需要进行偏移量和旋转角度示教轨迹的时间，效率高，操作简便。【附图说明】图1是本专利技术双极板焊接的流程图；图2是本专利技术的双极板焊接装置的整体结构示意图；图3是本专利技术的焊接组件的结构示意图；图4是本专利技术在标准座标系内的非标准轨迹。【具体实施方式】下列实施例是对本专利技术的进一步解释和补充，对本专利技术不会构成任何限制。如图2所示，本专利技术的双极板焊接装置包括：工作台1，输入单元2，显示单元3，控制单元4，焊接组件5及烟雾净化器（图中未示出）。所述输入单元2，显示单元3，控制单元4及焊接组件5分别设置在工作台上，且所述控制单元4分别与输入单元2，显示单元3，焊接组件5及烟雾净化器控制连接，在本实施例中，所述输入单元为键盘及鼠标，所述显示单元为显示屏，所述控制单元为型号为QCW的激光焊接主机。如图2,图3所示，具体地，所述焊接组件5包括设置在所述工作台1上的一对模组支架51，每个所述模组支架51上分别设有一Y轴平移模组52，每个所述Y轴平移模组52的活动端分别设有与其配合滑动的X轴平移模组53，所述X轴平移模组53的活动端连接有模组连接板54，所述模组连接板54上安装有Z轴模组55，所述Z轴模组的滑座56上设有与其一体成型的出射头升降板57，在本实施例中，通过将Z轴模组的滑座56与出射头升降板57集成于一体，从而可以有效减少震动所导致的出射头光束波动，从而为焊斑细小、位置精准提供了保障。如图2所示，所述出射头升降板57的另一面上分别固设有激光出射头58及吹气安装架59，该吹气安装架上安装有吸烟管510，所述吸烟管与外部的烟雾净化器相连通，在本实施例中，所述烟雾净化器可以将激光焊接所产生的粉尘和烟雾吸除出室外，从而使室内空气更加清洁并有效保障操作人员的健康。如图2，进一步地，在本实施例中，将所述激光出射头58上的同轴气嘴681与焊接产品511之间的间距为5mm，从而进一步使出射头在高速焊接过程中焊斑细小、位置精准。在本实施例中，所述激光出射头58在保护气体下通过正离焦及长脉冲的焊接方式对双极板进行高速焊接。进一步地，所述激光出射头的焊接速度为150mm/s，其功率为107w。近距离同轴吹氮气保护光束可以在极板细小密封槽中穿梭焊接。在本实施例中，所述双极板由氢极板和氧极板相互焊接而成，具体地，所述氢极板和氧极板通过一个支架背对背焊接形成双极板，两块板上的背面各与密封槽总体同形状的支架相互抵接，使双极板形成三个密封空腔：导氢气的上空腔、导冷却流体的中空腔和导空气的下空腔无串漏。通过种方式装配而成的双极板其氢氧电化学性能稳定，极大地增长了使用寿命。如图1所示，本专利技术还提供一种基于所述双极板焊接装置进行焊接的焊接方法，该方法包括如下步骤：步骤S110：将焊接产品固定放置在工作台上；步骤S120：输入单元输入待焊接工件在预设的标准坐标系内的非标准轨迹；步骤S130：显示单元实时显示输入的非标准轨迹及当前的焊接状态；步骤S140：控制单元接收非标准轨迹并将执行非标准轨迹的控制指令发送给焊接组件；步骤S150：焊接组件获取并输出所述双极板的第一预设位置点的坐标信息以及第二预设位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双极板焊接装置，其特征在于，所述装置包括：工作台，以及分别设置在所述工作台上的输入单元，显示单元，控制单元及焊接组件，所述控制单元分别与输入单元、显示单元及焊接组件控制连接。

【技术特征摘要】
1.一种双极板焊接装置，其特征在于，所述装置包括：工作台，以及分别设置在所述工作台上的输入单元，显示单元，控制单元及焊接组件，所述控制单元分别与输入单元、显示单元及焊接组件控制连接。2.根据权利要求1所述的双极板焊接装置，其特征在于，所述焊接组件包括设置在所述工作台上的一对模组支架，每个所述模组支架上分别设有一Y轴平移模组，每个所述Y轴平移模组的活动端分别设有与其配合滑动的X轴平移模组，所述X轴平移模组的活动端连接有模组连接板，所述模组连接板上安装有Z轴模组，所述Z轴模组的滑座上设有与其一体成型的出射头升降板，所述出射头升降板的另一面上分别固设有激光出射头及吹气安装架，所述吹气安装架上安装有吸烟管，所述吸烟管与外部的烟雾净化器相连通。3.根据权利要求2所述的双极板焊接装置，其特征在于，所述激光出射头上的同轴气嘴与焊接产品之间的间距为5mm。4.根据权利要求3所述的双极板焊接装置，其特征在于，所述激光出射头在保护气体下通过正离焦及长脉冲的焊接方式对双极板进行高速焊接。5.根据权利要求4所述的双极板焊接装置，其特征在于，所述双极板由一氢极板和一氧极板相互焊接形成。6.根据权利要求3所述的双极板焊接装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋旺宝，辛猛，龙传德，牛增强，韩金龙，
申请(专利权)人：深圳市联赢激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44