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CN111313039A - 贴合设备 - Google Patents

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CN111313039A
CN111313039A CN202010236086.3A CN202010236086A CN111313039A CN 111313039 A CN111313039 A CN 111313039A CN 202010236086 A CN202010236086 A CN 202010236086A CN 111313039 A CN111313039 A CN 111313039A
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laminating
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Wuxi Lead Intelligent Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种贴合设备。该贴合设备包括：吸附辊，可受控地绕自身轴线转动设置，用于吸附片料；固定贴合辊，可受控地绕自身轴线转动设置，用于绕设第二膜材；及活动贴合辊，可受控地绕自身轴线转动且在吸附辊与固定贴合辊之间往复移动设置；活动贴合辊在吸附辊和固定贴合辊之间移动的过程中包括取料位置和贴合位置；当活动贴合辊处于取料位置时，活动贴合辊抵靠吸附辊，以将吸附辊上的片料转移至活动贴合辊上；当活动贴合辊处于贴合位置，活动贴合辊抵靠固定贴合辊，以将活动贴合辊上的片料贴合于绕设于固定贴合辊上的第二膜材。即利用活动贴合辊和固定贴合辊对片料及第二膜材进行辊压，避免产生气泡，有利于提高贴合质量及贴合效率。

Description

贴合设备
技术领域
本发明涉及燃料电池生产技术领域，特别是涉及一种贴合设备。
背景技术
燃料电池生产过程中，往往需要将两个物料进行贴合。例如在三层膜电极(CCM)的两面贴合边框而形成五层膜电极。目前，大多采用平面压合的方式实现物料之间的贴合。平面压合一般需要压强≥20MPa，温度≥100℃，压合时间≥2min，且物料之间的气泡不易排出，导致压合时间长、效率低下，良品率较低。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中采用平面压合的方式，压合时间长、效率低下，良品率较低问题，提供一种改善上述缺陷的贴合设备。
一种贴合设备，包括：
吸附辊，可受控地绕自身轴线转动设置，用于吸附片料；
固定贴合辊，可受控地绕自身轴线转动设置，用于绕设第二膜材；及
活动贴合辊，可受控地绕自身轴线转动且在所述吸附辊与所述固定贴合辊之间往复移动设置；
其中，所述活动贴合辊在所述吸附辊和所述固定贴合辊之间往复移动的过程中包括取料位置和贴合位置；当所述活动贴合辊处于所述取料位置时，所述活动贴合辊抵靠所述吸附辊，以将所述吸附辊上的所述片料转移至所述活动贴合辊上；当所述活动贴合辊处于所述贴合位置，所述活动贴合辊抵靠所述固定贴合辊，以将吸附于所述活动贴合辊上的所述片料贴合于绕设于所述固定贴合辊上的所述第二膜材。
上述贴合设备，在实际贴合作业时，首先活动贴合辊移动至取料位置而吸附吸附辊上的片料，使得片料转移至贴合辊上。然后活动贴合辊移动至贴合位置，且活动贴合辊绕自身轴线转动使得活动贴合辊上的片料与固定贴合辊上的第二膜材对齐。最后活动贴合辊和固定贴合辊同步转动使得片料与第二膜材相贴合，即利用活动贴合辊和固定贴合辊对片料及第二膜材进行辊压，辊压稳定性好，避免产生气泡，有利于提高贴合质量及贴合效率。
在一个实施例中，所述活动贴合辊沿自身轴向可移动地设置。如此，当活动贴合辊移动至贴合位置的过程中，可通过沿自身轴向移动活动贴合辊，使得活动贴合辊上的片料与固定贴合辊上的第二膜材在活动贴合辊的轴向上对齐，以便于提高片料和第二膜材的对准精度。
在一个实施例中，所述吸附辊及所述固定贴合辊沿第一方向间隔布设，所述活动贴合辊可沿所述第一方向在所述吸附辊和所述固定贴合辊之间往复移动。
在一个实施例中，所述活动贴合辊绕平行于所述第一方向的一旋转轴线可转动。如此，当活动贴合辊移动至贴合位置的过程中，可通过绕该旋转轴线旋转活动贴合辊，来提高活动贴合辊与固定贴合辊的平行度，有利于提高片料与第二膜材的对准精度。
在一个实施例中，所述第一方向均垂直于所述吸附辊的轴向和所述固定贴合辊的轴向。
在一个实施例中，所述贴合设备还包括控制器以及与所述控制器电性连接的第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器用于检测所述活动贴合辊上所述片料的位置信息，所述控制器用于根据所述第一位置传感器检测到的位置信息控制所述活动贴合辊绕自身轴线的转动、绕所述旋转轴线的转动以及沿自身轴向的移动；
所述第二位置传感器用于检测所述固定贴合辊上所述第二膜材的位置信息，所述控制器用于根据所述第二位置传感器检测到的位置信息控制所述固定贴合辊绕自身轴线的转动。如此，当第一位置传感器和第二位置传感器分别检测到的片料及第二膜材的位置未对齐时，控制器控制活动贴合辊进行相应的转动或移动，直至片料及第二膜材的位置对齐，有利于提高片料和第二膜材的对位精度。
在一个实施例中，所述贴合设备还包括随所述活动贴合辊同步移动的所述第一压辊，所述第一压辊和所述活动贴合辊之间具有间隙；
当所述活动贴合辊位于所述取料位置时，吸附于所述吸附辊上的所述片料随所述吸附辊转动而插入所述第一压辊和所述活动贴合辊之间的间隙。如此，第一压辊的设置以便于将片料导入活动贴合辊，以便于片料与吸附辊分离，进而被活动贴合辊吸附。
在一个实施例中，所述贴合设备还包括裁切组件，所述裁切组件包括裁切件及两个第二压辊，两个所述第二压辊抵靠于所述吸附辊，且两个所述第二压辊之间形成裁切通道，所述裁切件通过所述裁切通道将吸附于所述吸附辊上的第一膜材裁切成所述片料。如此，第一膜材输入至吸附辊并被吸附辊吸附，两个第二压辊抵压在吸附辊上的第一膜材，裁切件通过裁切通道将吸附于吸附辊上的第一膜材裁切成片料。
在一个实施例中，所述贴合设备还包括保护膜剥离辊，所述保护膜剥离辊设置于输送至所述吸附辊上的所述第一膜材的输送路径上，所述保护膜剥离辊用于收卷所述第一膜材的保护膜。
在一个实施例中，所述活动贴合辊和所述固定贴合辊可为热辊或常温辊。如此，可根据片料与第二膜材结合的胶水性质采用热辊或常温辊。热辊即可加热至设定温度，常温辊即没有加热功能。
附图说明
图1为五层膜电极生产过程中贴合第一边框的结构示意图；
图2为本发明一实施例中应用于贴合第一边框的贴合设备的结构示意图；
图3为五层膜电极生产过程中贴合第二边框的结构示意图；
图4为本发明一实施例中应用于贴合第二边框的贴合设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图2及图4所示，本发明的一实施例中提供一种贴合设备，包括吸附辊10、固定贴合辊20及活动贴合辊30。
吸附辊10可受控地绕自身轴线转动设置，且可对片料进行吸附。也就是说，吸附于吸附辊10上的片料可随吸附辊10转动。固定贴合辊20可受控地绕自身轴线转动设置，用于绕设第二膜材，从而带动第二膜材随固定贴合辊20的转动而移动。活动贴合辊30可受控地绕自身轴线转动且在吸附辊10与固定贴合辊20之间往复移动设置。
其中，活动贴合辊30在吸附辊10和固定贴合辊20之间往复移动的过程中包括取料位置和贴合位置。当活动贴合辊30处于取料位置时，活动贴合辊30抵靠吸附辊10，以将吸附辊10上的片料吸附于活动贴合辊30上，即将吸附辊10上的片料转移至活动贴合辊30上。当活动贴合辊30处于贴合位置，活动贴合辊30抵靠固定贴合辊20，以将吸附于活动贴合辊30上的片料贴合于绕设于固定贴合辊20上的第二膜材。
上述贴合设备在实际贴合作业时，首先活动贴合辊30移动至取料位置而吸附吸附辊10上的片料，使得片料转移至贴合辊上。然后活动贴合辊30移动至贴合位置，且活动贴合辊30绕自身轴线转动使得活动贴合辊30上的片料与固定贴合辊20上的第二膜材对齐。最后活动贴合辊30和固定贴合辊20同步转动使得片料与第二膜材相贴合，即利用活动贴合辊30和固定贴合辊20对片料及第二膜材进行辊压，辊压稳定性好，避免产生气泡，有利于提高贴合质量及贴合效率。可以理解的是，吸附辊10、固定贴合辊20及活动贴合辊30相互平行设置。活动吸附辊30对片料的吸附力小于片料与第二膜材相贴合后的结合力，以便于片料与第二膜材相贴合后，片料与活动吸附辊30分离而贴附于第二膜材上。
具体到实施例中，吸附辊10、固定贴合辊20及活动贴合辊30均可通过旋转电机等驱动件驱动绕自身轴线旋转。利用旋转电机等驱动件驱动旋转为较为成熟的现有技术，在此不作赘述。
本发明的实施例中，活动贴合辊30沿自身轴向可移动地设置。如此，当活动贴合辊30移动至贴合位置的过程中，可通过沿自身轴向移动活动贴合辊30，使得活动贴合辊30上的片料与固定贴合辊20上的第二膜材在活动贴合辊30的轴向上对齐，以便于提高片料和第二膜材的对准精度。
一些实施例中，吸附辊10及固定贴合辊20沿第一方向间隔布设，活动贴合辊30可沿第一方向在吸附辊10和固定贴合辊20之间往复移动。也就是说，活动贴合辊30可沿第一方向移动至取料位置和贴合位置。需要说明的是，可通过设置滑轨及电机等驱动结构驱动活动贴合辊30沿第一方向移动。活动贴合辊30沿第一方向的移动可采用现有技术中的驱动结构，只要能够驱动活动贴合辊30沿第一方向移动即可，在此不作限定。在图2及图4所示的实施例中，第一方向即为左右方向。
具体到实施例中，活动贴合辊30绕平行于第一方向的一旋转轴线可转动。如此，当活动贴合辊30移动至贴合位置的过程中，可通过绕该旋转轴线旋转活动贴合辊30，来提高活动贴合辊30与固定贴合辊20的平行度，有利于提高片料与第二膜材的对准精度。可选地，该第一方向均垂直于吸附辊10的轴向和固定贴合辊20的轴向。
具体到实施例中，贴合设备还包括控制器以及与该控制器电性连接的第一位置传感器32和第二位置传感器22。第一位置传感器32用于检测活动贴合辊30上片料的位置信息，控制器用于根据第一位置传感器32检测到的位置信息控制活动贴合辊30绕自身轴线的转动、绕旋转轴线的转动以及沿自身轴向的移动。第二位置传感器22用于检测固定贴合辊20上的第二膜材的位置信息。控制器用于根据第二位置传感器22检测到的位置信息控制固定贴合辊20绕自身轴线的转动。如此，当第一位置传感器32和第二位置传感器22分别检测到的片料及第二膜材的位置未对齐时，控制器控制活动贴合辊30进行相应的转动或移动，直至片料及第二膜材的位置对齐，有利于提高片料和第二膜材的对位精度。可选地，该第一位置传感器32和第二位置传感器22均可采用光电式、激光式、视觉式位置传感器等，在此不作限定。控制器可采用工控机。
本发明的实施例中，贴合设备还包括随活动贴合辊30同步移动的第一压辊34。该第一压辊34和活动贴合辊30之间具有间隙。当活动贴合辊30位于取料位置时，吸附于吸附辊10上的片料随吸附辊10转动而插入第一压辊34和活动贴合辊30之间的间隙。第一压辊34的设置以便于将片料导入活动贴合辊30，以便于片料与吸附辊10分离，进而被活动贴合辊30吸附。可选地，吸附辊10和活动贴合辊30均可采用真空吸附或静电吸附等方式对片料进行吸附。
进一步地，吸附辊10至少朝向活动贴合辊30的区域对片料的吸附力小于活动贴合辊30对片料的吸附力。如此，有利于片料与吸附辊10分离，进而被活动贴合辊30吸附。
具体到实施例中，第一压辊34可绕自身轴线可转动的设置，例如第一压辊34通过轴承安装。如此，第一压辊34挤压通过第一压辊34和活动贴合辊30之间的间隙的片料，从而随活动贴合辊30绕自身轴线旋转而旋转。
本发明的实施例中，贴合设置还包括用于将第一膜材裁切成片料的裁切组件40。该裁切组件40包括裁切件43及两个第二压辊41，两个第二压辊41抵靠于吸附辊10，且两个第二压辊41之间形成供裁切件43通过的裁切通道。裁切件43通过该裁切通道将吸附于吸附辊10上的第一膜材裁切成片料。如此，第一膜材输入至吸附辊10并被吸附辊10吸附，两个第二压辊41抵压在吸附辊10上的第一膜材，裁切件43通过裁切通道将吸附于吸附辊10上的第一膜材裁切成片料。两个第二压辊41还起到阻隔裁切组件40之前和之后的第一膜材张力的作用，从而避免在裁切件43将第一膜材裁断后影响第一膜材的张力。可以理解的是，裁切形成的片料继续被吸附辊10吸附，并可随吸附辊10转动至与位于取料位置的活动贴合辊30相对应的位置。
一个实施例中，裁切件43可为切刀，该切刀可穿过裁切通道并对第一膜材进行裁切。在另一个实施例中，裁切件43也可为激光切割机，该激光切割机输出激光光束，该激光光束穿过裁切通道而对第一膜材进行裁切。进一步地，吸附辊10上开设有避位槽，当对第一膜材进行裁切时，避位槽对应于裁切通道，以避免切刀或激光光束对吸附辊10造成损伤。
本发明的实施例中，贴合设备还包括保护膜剥离辊50，该保护膜剥离辊50设置于输送至吸附辊10上的第一膜材的输送路径上，用于收卷第一膜材的保护膜，从而剥离第一膜材上的保护膜。
可选地，上述活动贴合辊30和固定贴合辊20可为热辊或常温辊。如此，可根据片料与第二膜材结合的胶水性质采用热辊或常温辊。热辊即可加热至设定温度，常温辊即没有加热功能。
需要说明的是，上述贴合设备可以但不仅限于用于生产五层膜电极，在此不作限定。以下将以生产五层膜电极为例对本申请的贴合设备的使用进行详细说明。
请参见图1及图3所示，在三层膜电极100的两面对贴边框(即第一边框200和第二边框400)从而形成五层膜电极500。使用上述贴合设备生产五层膜电极500时，首先利用上述贴合设备将三层膜电极100与第一边框200贴合形成中间膜材300，然后再利用上述贴合设备将第二边框400贴合于该中间膜材300，从而形成五层膜电极500。具体步骤如下：
请参见图1及图2所示，首先，上述第一膜材可为三层膜电极100(贴附有保护膜)，片料即为裁切三层膜电极100而形成的，第二膜材为第一边框200的膜材。第一边框200的膜材包括第一边框保护膜及贴附于第一边框保护膜一侧的多个第一边框200。多个第一边框200沿第一边框保护膜的长度方向间隔布设。实际贴合作业时，三层膜电极100被保护膜剥离辊50剥离保护膜后再被输送至吸附辊10，并随吸附辊10转动。裁切机构将吸附辊10上的三层膜电极100裁切成三层膜电极100的片料，随后该三层膜电极100的片料被转移至位于取料位置的活动贴合辊30，进而随活动贴合辊30向贴合位置移动。并且活动贴合辊30通过沿其自身轴向移动、绕其自身轴线转动及绕上述旋转轴线转动，使得三层膜电极100的片料与第一边框200的膜材上的第一边框200对齐。最后活动贴合辊30到达贴合位置并与固定贴合辊20同步绕各自轴线旋转，从而将三层膜电极100的片料贴合于第一边框200的膜材上的第一边框200上形成中间膜材300。
请参见图3及图4所示，然后，上述第一膜材为第二边框400的膜材，该第二边框400的膜材贴附有保护膜，片料即为裁切第二边框400的膜材而形成的，第二膜材为上述中间膜材300。实际贴合作业时，第二边框400的膜材被保护膜剥离辊50剥离保护膜后被输送至吸附辊10，并随吸附辊10转动。裁切组件40将吸附辊10上的第二边框400的膜材裁切成第二边框400的片料，该第二边框400的片料被转移至位于取料位置的活动贴合辊30上，并随活动贴合辊30向贴合位置移动。并且，活动贴合辊30通过沿其轴线移动、绕自身轴线转动及绕上述旋转轴线转动，使得活动贴合辊30上的第二边框400的片料与固定贴合辊20上的中间膜材300的第一边框200对齐。最后活动贴合辊30移动至贴合位置并与固定贴合辊20同步绕各自轴线旋转，从而将第二边框400的片料贴合于中间膜材300，形成带保护膜的五层膜电极500。
上述贴合设备具有以下优点：
实际贴合作业时，首先活动贴合辊30移动至取料位置而吸附吸附辊10上的片料，使得片料转移至贴合辊上。然后活动贴合辊30移动至贴合位置，且活动贴合辊30绕自身轴线转动使得活动贴合辊30上的片料与固定贴合辊20上的第二膜材对齐。最后活动贴合辊30和固定贴合辊20同步转动使得片料与第二膜材相贴合，即利用活动贴合辊30和固定贴合辊20对片料及第二膜材进行辊压，辊压稳定性好，避免产生气泡，有利于提高贴合质量及贴合效率，降低生产成本。
可通过活动贴合辊30绕自身轴线的转动、绕上述旋转轴线的转动以及沿自身轴向的移动使得片料与第一膜材对齐，有利于提高对齐精度。
通过设置第一位置传感器32和第二位置传感器22，使得控制器精准的控制活动贴合辊30移动和转动，以及固定贴合辊20转动，进一步提高片料与第一膜材的对齐精度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种贴合设备，其特征在于，包括：
吸附辊，可受控地绕自身轴线转动设置，用于吸附片料；
固定贴合辊，可受控地绕自身轴线转动设置，用于绕设第二膜材；及
活动贴合辊，可受控地绕自身轴线转动且在所述吸附辊与所述固定贴合辊之间往复移动设置；
其中，所述活动贴合辊在所述吸附辊和所述固定贴合辊之间往复移动的过程中包括取料位置和贴合位置；当所述活动贴合辊处于所述取料位置时，所述活动贴合辊抵靠所述吸附辊，以将所述吸附辊上的所述片料转移至所述活动贴合辊上；当所述活动贴合辊处于所述贴合位置，所述活动贴合辊抵靠所述固定贴合辊，以将吸附于所述活动贴合辊上的所述片料贴合于绕设于所述固定贴合辊上的所述第二膜材。
2.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述活动贴合辊沿自身轴向可移动地设置。
3.根据权利要求2所述的贴合设备，其特征在于，所述吸附辊及所述固定贴合辊沿第一方向间隔布设，所述活动贴合辊可沿所述第一方向在所述吸附辊和所述固定贴合辊之间往复移动。
4.根据权利要求3所述的贴合设备，其特征在于，所述活动贴合辊绕平行于所述第一方向的一旋转轴线可转动。
5.根据权利要求3所述的贴合设备，其特征在于，所述第一方向均垂直于所述吸附辊的轴向和所述固定贴合辊的轴向。
6.根据权利要求4所述的贴合设备，其特征在于，所述贴合设备还包括控制器以及与所述控制器电性连接的第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器用于检测所述活动贴合辊上所述片料的位置信息，所述控制器用于根据所述第一位置传感器检测到的位置信息控制所述活动贴合辊绕自身轴线的转动、绕所述旋转轴线的转动以及沿其轴向的移动；
所述第二位置传感器用于检测所述固定贴合辊上所述第二膜材的位置信息，所述控制器用于根据所述第二位置传感器检测到的位置信息控制所述固定贴合辊绕自身轴线的转动。
7.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述贴合设备还包括随所述活动贴合辊同步移动的第一压辊，所述第一压辊和所述活动贴合辊之间具有间隙；
当所述活动贴合辊位于所述取料位置时，吸附于所述吸附辊上的所述片料随所述吸附辊转动而插入所述第一压辊和所述活动贴合辊之间的间隙。
8.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述贴合设备还包括裁切组件，所述裁切组件包括裁切件及两个第二压辊，两个所述第二压辊抵靠于所述吸附辊，且两个所述第二压辊之间形成裁切通道，所述裁切件通过所述裁切通道将吸附于所述吸附辊上的第一膜材裁切成所述片料。
9.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述贴合设备还包括保护膜剥离辊，所述保护膜剥离辊设置于输送至所述吸附辊上的第一膜材的输送路径上，所述保护膜剥离辊用于收卷所述第一膜材的保护膜。
10.根据权利要求1所述的贴合设备，其特征在于，所述活动贴合辊和所述固定贴合辊可为热辊或常温辊。
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