全文摘要
本实用新型公开一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，包括下夹具和上夹具，还包括上永磁铁和下永磁铁；所述上永磁铁安装在上夹具内部，下永磁铁安装在下夹具内部，上夹具的侧边设置有两个连接孔，上夹具的下表面在仿形压板的每个封闭框内均设置有两个定位销，上夹具上通过上永磁铁吸附有仿形压板，下夹具通过螺钉固定安装在工作台上；本实用新型通过对双极板焊接夹具的自动化的改进和对影响其精度的热变形和压力不稳的改进，利用永磁铁的自然吸力作用，使其具有比电磁铁更好的吸附作用力和能源的节省，并且不会产生热变形，使加工的精度在批量生产中不会因为受热而改变产品的性能，在全自动化的生产中提高了生产效率，降低了生产成本。
主设计要求
1.一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，包括下夹具(2)和上夹具(3)，其特征在于，还包括上永磁铁(1)和下永磁铁(5)；所述上永磁铁(1)安装在上夹具(3)内部，下永磁铁(5)安装在下夹具(2)内部，上夹具(3)的侧边设置有两个连接孔(31)，上夹具(3)的下表面在仿形压板(4)的每个封闭框内均设置有两个定位销(32)，上夹具(3)上通过上永磁铁(1)吸附有仿形压板(4)，下夹具(2)通过螺钉固定安装在工作台(6)上；所述上夹具(3)和下夹具(2)上分别安装有控制上永磁铁(1)和下永磁铁(5)磁力的脉冲开关，下夹具(2)上表面上设置有仿形板(21)，仿形板(21)在双极板焊接的线路上设置有焊接槽(7)，焊接槽(7)的轨迹与仿形压板(4)的焊接线(42)对应；所述仿形板(21)在焊接槽(7)边缘一条长边上间隔设置有两个第一定位柱(211)，第一定位柱(211)与第二气动阀(23)和第三气动阀(24)向对，仿形板(21)在焊接槽(7)边缘一条短边上间隔设置有两个第二定位柱(212)，第二定位柱(212)和第一气动阀(22)相对；所述仿形压板(4)上设置有多个压板定位孔(41)，压板定位孔(41)在每个封闭框内设置有两个，并且压板定位孔(41)的位置与定位销(32)的位置相对应，压板定位孔(41)的外侧在仿形压板(4)边缘内侧设置有用于焊接的焊接线(42)。
设计方案
1.一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，包括下夹具(2)和上夹具(3)，其特征在于，还包括上永磁铁(1)和下永磁铁(5)；所述上永磁铁(1)安装在上夹具(3)内部，下永磁铁(5)安装在下夹具(2)内部，上夹具(3)的侧边设置有两个连接孔(31)，上夹具(3)的下表面在仿形压板(4)的每个封闭框内均设置有两个定位销(32)，上夹具(3)上通过上永磁铁(1)吸附有仿形压板(4)，下夹具(2)通过螺钉固定安装在工作台(6)上；
所述上夹具(3)和下夹具(2)上分别安装有控制上永磁铁(1)和下永磁铁(5)磁力的脉冲开关，下夹具(2)上表面上设置有仿形板(21)，仿形板(21)在双极板焊接的线路上设置有焊接槽(7)，焊接槽(7)的轨迹与仿形压板(4)的焊接线(42)对应；
所述仿形板(21)在焊接槽(7)边缘一条长边上间隔设置有两个第一定位柱(211)，第一定位柱(211)与第二气动阀(23)和第三气动阀(24)向对，仿形板(21)在焊接槽(7)边缘一条短边上间隔设置有两个第二定位柱(212)，第二定位柱(212)和第一气动阀(22)相对；
所述仿形压板(4)上设置有多个压板定位孔(41)，压板定位孔(41)在每个封闭框内设置有两个，并且压板定位孔(41)的位置与定位销(32)的位置相对应，压板定位孔(41)的外侧在仿形压板(4)边缘内侧设置有用于焊接的焊接线(42)。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，其特征在于，所述第一气动阀(22)安装在与第二定位柱(212)相对的下夹具(2)的边缘位置，第一气动阀(22)尾部通过气管连接到压缩机上，第一气动阀(22)前端固定安装在开口槽(25)中，第一气动阀(22)最前端安装有第一定位块(221)，第一定位块(221)可在开口槽(25)中水平微移动。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，其特征在于，所述第二气动阀(23)安装在于第一定位柱(211)相对的下夹具(2)的边缘位置，第二气动阀(23)尾部通过气管连接到压缩机上，第二气动阀(23)前端固定安装在开口槽(25)中，第二气动阀(23)最前端安装有第二定位块(231)，第二定位块(231)可在开口槽(25)中水平微移动。
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，其特征在于，所述第三气动阀(24)安装在于第一定位柱(211)相对的下夹具(2)的边缘位置，第三气动阀(24)尾部通过气管连接到压缩机上，第三气动阀(24)前端固定安装在开口槽(25)中，第三气动阀(24)最前端安装有第三定位块(241)，第三定位块(241)可在开口槽(25)中水平微移动。
5.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，其特征在于，所述定位销(32)在仿形压板(4)两端的封闭接耳中与上夹具(3)的边平行，定位销(32)在仿形压板(4)中间部分对角线设置。
6.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，其特征在于，所述下夹具(2)在上夹具(3)上定位销(32)的相应位置设置有定位孔(321)。
7.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，其特征在于，所述第一定位柱(211)和第二定位柱(212)的高度小于等于定位销(32)的高度，第一定位柱(211)和第二定位柱(212)的高度大于双极板的厚度。
8.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，其特征在于，所述开口槽(25)在第一定位柱(211)对向位置设置有两个，开口槽在第二定位柱(212)对向位置设置有一个，开口槽(25)介于下夹具(2)的边缘和焊接槽(7)之间的位置。
9.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，其特征在于，所述上夹具(3)与下夹具(2)上第一定位柱(211)和第二定位柱(212)相应位置设置有第一定位孔(2111)和第二定位孔(2121)。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及双极板焊接技术领域，具体的是一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的发电装置，又称电化学发电机。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。双极板是燃料电池的核心零部件，它是将燃料氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板上，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应；双极板由阳极板和阴极板组合焊接而成，由于阳极板和阴极板厚度只有0.1cm,所以对焊机和夹具的要求极高，夹具的设计直接影响焊接的质量和效率。
目前，在双极板的焊接夹具中使用最普遍的是电磁铁的夹持，这种夹持方式在工业化连续生产的过程中由于电流的不断流入使的电磁线圈发出较多的热能，热能通过传递使双极板的表面产生热变形，从而使产品的精度在工业化的生产中达不到设计需求，因此，如何改善双极板燃料电池焊接的夹具，使双极板焊接适应自动化的生产和工业化的批量生产，不因为外界的产热和吸附力不够导致产品焊接质量的降低是本实用新型需要解决的问题。
实用新型内容
为了克服上述的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，解决了以下技术问题：
1)、通过永磁铁的自然吸力作用增加磁力对仿形压板的吸附力；
2)、通过多点的定位销和定位孔的作用精准定位仿形压板在氢氧基板上的位置；
3)、通过气动电磁阀的微调使两片单极板的位置重合度更高；
4)、使用永磁铁避免批量生产产生热量导致单极板热变形。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，包括下夹具和上夹具，还包括上永磁铁和下永磁铁；所述上永磁铁安装在上夹具内部，下永磁铁安装在下夹具内部，上夹具的侧边设置有两个连接孔，上夹具的下表面在仿形压板的每个封闭框内均设置有两个定位销，上夹具上通过上永磁铁吸附有仿形压板，下夹具通过螺钉固定安装在工作台上；
所述上夹具和下夹具上分别安装有控制上永磁铁和下永磁铁磁力的脉冲开关，下夹具上表面上设置有仿形板，仿形板在双极板焊接的线路上设置有焊接槽，焊接槽的轨迹与仿形压板的焊接线对应；
所述仿形板在焊接槽边缘一条长边上间隔设置有两个第一定位柱，第一定位柱与第二气动阀和第三气动阀向对，仿形板在焊接槽边缘一条短边上间隔设置有两个第二定位柱，第二定位柱和第一气动阀相对。
作为本实用新型进一步的方案，所述仿形压板上设置有多个压板定位孔，压板定位孔在每个封闭框内设置有两个，并且压板定位孔的位置与定位销的位置相对应，压板定位孔的外侧在仿形压板边缘内侧设置有用于焊接的焊接线。
作为本实用新型进一步的方案，所述第一气动阀安装在与第二定位柱相对的下夹具的边缘位置，第一气动阀尾部通过气管连接到压缩机上，第一气动阀前端固定安装在开口槽中，第一气动阀最前端安装有第一定位块，第一定位块可在开口槽中水平微移动。
作为本实用新型进一步的方案，所述第二气动阀安装在于第一定位柱相对的下夹具的边缘位置，第二气动阀尾部通过气管连接到压缩机上，第二气动阀前端固定安装在开口槽中，第二气动阀最前端安装有第二定位块，第二定位块可在开口槽中水平微移动。
作为本实用新型进一步的方案，所述第三气动阀安装在于第一定位柱相对的下夹具的边缘位置，第三气动阀尾部通过气管连接到压缩机上，第三气动阀前端固定安装在开口槽中，第三气动阀最前端安装有第三定位块，第三定位块可在开口槽中水平微移动。
作为本实用新型进一步的方案，所述定位销在仿形压板两端的封闭接耳中与上夹具的边平行，定位销在仿形压板中间部分对角线设置。
作为本实用新型进一步的方案，所述下夹具在上夹具上定位销的相应位置设置有定位孔。
作为本实用新型进一步的方案，所述第一定位柱和第二定位柱的高度小于等于定位销的高度，第一定位柱和第二定位柱的高度大于双极板的厚度。
作为本实用新型进一步的方案，所述开口槽在第一定位柱对向位置设置有两个，开口槽在第二定位柱对向位置设置有一个，开口槽介于下夹具的边缘和焊接槽之间的位置。
作为本实用新型进一步的方案，所述上夹具与下夹具上第一定位柱和第二定位柱相应位置设置有第一定位孔和第二定位孔。
本实用新型的有益效果：
1、该氢燃料电池双极板全自动焊接夹具通过上夹具和下夹具通过下永磁铁和上永磁铁的永磁作用将仿形压板通过磁力的作用吸附和磁力的屏蔽放下，这种方式利用了永磁的磁力，配电只需要通过脉冲信号即可控制永磁铁的磁力，大大降低了电力的消耗，并且永磁铁的吸附力作用是电磁线圈的两倍以上，在精密的焊接作业中使夹具的夹持作用更加可靠，永磁的磁力不产生热量，在毫米级的双极板的焊接中不会导致热变形，很好的保护了焊接的产品。
2、第一气动阀、第二气动阀和第三气动阀通过气压作用和第一定位柱和第二定位柱控制定位块向第一定位柱和第二定位柱移动，使放置在下夹具上的两片氢氧单极板在夹具夹持之前做好定位，这种微移动不会对薄的单极板造成挤压变形，微调能使单极板的焊接位置更加的精确，产品的合格率更高；定位销和定位孔，第一定位柱和第一定位孔，第二定位柱和第二定位孔通过所有孔和销在不同位置的完全配合定位双极板和仿形压板的焊接位置，使焊接的位置精准无误。
3、本实用新型通过对双极板焊接夹具的自动化的改进和对影响其精度的热变形和压力不稳的改进，利用永磁铁的自然吸力作用，使其具有比电磁铁更好的吸附作用力和能源的节省，并且不会产生热变形，使加工的精度在批量生产中不会因为受热而改变产品的性能，在全自动化的生产中提高了生产效率，降低了生产成本。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型中下夹具整体结构示意图。
图2是本实用新型中下夹具俯视结构示意图。
图3是本实用新型中上夹具下表面三维结构示意图。
图4是本实用新型中下夹具侧面局部剖视图。
图5是本实用新型中上夹具侧面局部剖视图。
图6是本实用新型中仿形压板结构示意图。
附图标记：上永磁铁1、下夹具2、仿形板21、第一定位柱211、第一定位孔2111、第二定位柱212、第二定位孔2121、第一气动阀22、第一定位块221、第二气动阀23、第二定位块231、第三气动阀24、开口槽25、第三定位块241、上夹具3、连接孔31、定位销32、定位孔321、仿形压板4、压板定位孔41、焊接线42、下永磁铁5、工作台6、焊接槽7。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-图6所示，本实用新型为一种氢燃料电池双极板全自动焊接夹具，包括下夹具2和上夹具3，还包括上永磁铁1和下永磁铁5；所述上永磁铁1安装在上夹具3内部，下永磁铁5安装在下夹具2内部，上夹具3的侧边设置有两个连接孔31，上夹具3的下表面在仿形压板4的每个封闭框内均设置有两个定位销32，上夹具3上通过上永磁铁1吸附有仿形压板4，下夹具2通过螺钉固定安装在工作台6上；
所述上夹具3和下夹具2上分别安装有控制上永磁铁1和下永磁铁5磁力的脉冲开关，下夹具2上表面上设置有仿形板21，仿形板21在双极板焊接的线路上设置有焊接槽7，焊接槽7的轨迹与仿形压板4的焊接线42对应；
所述仿形板21在焊接槽7边缘一条长边上间隔设置有两个第一定位柱211，第一定位柱211与第二气动阀23和第三气动阀24向对，仿形板21在焊接槽7边缘一条短边上间隔设置有两个第二定位柱212，第二定位柱212和第一气动阀22相对。
所述仿形压板4上设置有多个压板定位孔41，压板定位孔41在每个封闭框内设置有两个，并且压板定位孔41的位置与定位销32的位置相对应，压板定位孔41的外侧在仿形压板4边缘内侧设置有用于焊接的焊接线42，仿形压板4是具有磁力吸附的金属材质，激光焊接通过轨迹在焊接线42内进行焊接。上夹具3和下夹具2通过下永磁铁5和上永磁铁1的永磁作用将仿形压板4通过磁力的作用吸附和磁力的屏蔽放下，这种方式利用了永磁的磁力，配电只需要通过脉冲信号即可控制永磁铁的磁力，大大降低了电力的消耗，并且永磁铁的吸附力作用是电磁线圈的两倍以上，在精密的焊接作业中使夹具的夹持作用更加可靠，永磁的磁力不产生热量，在毫米级的双极板的焊接中不会导致热变形，很好的保护了焊接的产品。
所述第一气动阀22安装在与第二定位柱212相对的下夹具2的边缘位置，第一气动阀22尾部通过气管连接到压缩机上，第一气动阀22前端固定安装在开口槽25中，第一气动阀22最前端安装有第一定位块221，第一定位块221可在开口槽25中水平微移动。
所述第二气动阀23安装在于第一定位柱211相对的下夹具2的边缘位置，第二气动阀23尾部通过气管连接到压缩机上，第二气动阀23前端固定安装在开口槽25中，第二气动阀23最前端安装有第二定位块231，第二定位块231可在开口槽25中水平微移动。
所述第三气动阀24安装在于第一定位柱211相对的下夹具2的边缘位置，第三气动阀24尾部通过气管连接到压缩机上，第三气动阀24前端固定安装在开口槽25中，第三气动阀24最前端安装有第三定位块241，第三定位块241可在开口槽25中水平微移动。第一气动阀22、第二气动阀23和第三气动阀24通过气压作用和第一定位柱211和第二定位柱212控制定位块向第一定位柱211和第二定位柱212移动，使放置在下夹具2上的两片氢氧单极板在夹具夹持之前做好定位，这种微移动不会对薄的单极板造成挤压变形，微调能使单极板的焊接位置更加的精确，产品的合格率更高。
所述定位销32在仿形压板4两端的封闭接耳中与上夹具3的边平行，定位销32在仿形压板4中间部分对角线设置。
所述下夹具2在上夹具3上定位销32的相应位置设置有定位孔321。
所述第一定位柱211和第二定位柱212的高度小于等于定位销32的高度，第一定位柱211和第二定位柱212的高度大于双极板的厚度。
所述开口槽25在第一定位柱211对向位置设置有两个，开口槽在第二定位柱212对向位置设置有一个，开口槽25介于下夹具2的边缘和焊接槽7之间的位置。
所述上夹具3与下夹具2上第一定位柱211和第二定位柱212相应位置设置有第一定位孔2111和第二定位孔2121。定位销32和定位孔321，第一定位柱211和第一定位孔2111，第二定位柱212和第二定位孔2121通过所有孔和销在不同位置的完全配合定位双极板和仿形压板的焊接位置，使焊接的位置精准无误。
该氢燃料电池双极板全自动焊接夹具的工作方式，包括以下步骤：
步骤一、将氧单极板和氢单极板顺序放置在仿形板21的上方，氧单极板和氢单极板放置在第一定位柱211和第二定位柱212焊接槽7一侧；
步骤二、第二气动阀23、第二定位块231和第三气动阀24同时启动，分别推动第一定位块221向第二定位柱212方向微动，第二定位块231和第三定位块241向第一定位柱211方向微动，调整氢氧单极板的位置；
步骤三、上夹具3通过伸缩气缸向下夹具2的上方水平移动，通过光电感应开关将上夹具3定位在氢氧单极板上方，通过升降的气压缸使上夹具3向下夹具2表面贴合，此时，第一定位柱211插入到第一定位孔2111中，第二定位柱212插入到第二定位孔2121中，定位销32插入到定位孔321中；
步骤四、启动电脉冲开关，下夹具2中的下永磁铁5恢复磁力，上夹具3中的上永磁铁1磁力屏蔽，将仿形压板4压实在氢氧单极板上，上夹具3移动回到原点；
步骤五、当氢氧基板经过激光焊接成一片双极板时，上夹具3通过水平和升降的动作与仿形压板4表面贴合，启动电脉冲开关，上夹具3中的上永磁铁1恢复磁力，下夹具2中的下永磁铁5磁力屏蔽，上夹具3吸附仿形压板4回到原点位置。
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实用新型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实用新型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，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920055117.8
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:34(安徽)
授权编号:CN209830710U
授权时间:20191224
主分类号:B23K37/04
专利分类号:B23K37/04
范畴分类:申请人:安徽明天氢能科技股份有限公司
第一申请人:安徽明天氢能科技股份有限公司
申请人地址:237000 安徽省六安市金安区国道312与新阳大道交叉口
发明人:郭永生;王朝云;张永兵;许晓溪;冯家伟;李世杭
第一发明人:郭永生
当前权利人:安徽明天氢能科技股份有限公司
代理人:胡剑辉
代理机构:11390
代理机构编号:北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) 11390
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计