一种膜料切割装置的制作方法

本实用新型涉及膜料切割加工技术领域，更具体地说，涉及一种膜料切割装置。

背景技术：

质子交换膜燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的发电装置，具有快速启动、能量密度高、环境友好的特点，可作为替代各种固定和移动电源应用的理想选择。

质子交换膜燃料电池的核心部件是膜电极。膜电极从中间往两侧分别是质子交换膜，阴、阳极催化层，阴、阳极边框膜和阴、阳极气体扩散层。其中质子交换膜和阴、阳极边框膜均为膜质材料，需要从卷状膜料中开卷并按照设计形状和尺寸进行切割。现有切割装置存在如下不足：

一、切割装置下料时，需要人工将膜料成品和膜料废料人工分离，并分类放置，需要操作工人操作，不利于节省人力成本和提高生产效率，也不利于实现将膜料连贯地自动化传输到下一工序；

二、膜料的厚度很薄(几十微米甚至更薄)，容易褶皱；在上料到切割平台时容易与切割平台之间形成气泡，使膜料不能在平整状态下进行切割，切割后部分膜料区域折叠在一起，影响切割形状和切割精度，加工质量并不理想。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种膜料切割装置；该装置可实现膜料上料、切割和下料，并可将膜料成品和膜料废料分类下料，节省人力成本和提高生产效率。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种膜料切割装置，包括：

用于放置卷状膜料的放卷机构；

用于将膜料开卷并真空吸附固定，在膜料上切割出分割线以使膜料分割出膜料成品和膜料废料的真空吸附切割机构；

用于将膜料成品和膜料废料下料并分类放置的下料机构；

用于放置膜料成品的下料转运平台；

以及用于放置膜料废料的废料放置框；

所述放卷机构、真空吸附切割机构、废料放置框和下料转运平台依次布设；

所述下料机构包括下料y轴驱动模块、下料安装架一、下料安装架二和与下料安装架二连接的下料吸板；所述真空吸附切割机构、废料放置框和下料转运平台均位于下料y轴驱动模块的同一侧；所述下料安装架二通过下料升降驱动机构与下料安装架一连接，以实现升降；所述下料安装架一设置在下料y轴驱动模块上，以实现沿y轴移动，从而实现将下料吸板在真空吸附切割机构、废料放置框和下料转运平台的上方往复移动；

所述下料吸板设有膜料下料吸附面一；膜料下料吸附面一包括与膜料成品形状尺寸相匹配的成品吸附区域一和与膜料废料形状尺寸相匹配的废料吸附区域；所述下料转运平台设有膜料下料吸附面二，膜料下料吸附面二带有与膜料成品形状相匹配的成品吸附区域二；成品吸附区域一与抽真空装置一连接，废料吸附区域与抽真空装置二连接，成品吸附区域二与抽真空装置三连接。

本实用新型装置的工作原理是：首先，卷状膜料放置在放卷机构上；真空吸附切割机构将膜料开卷并真空吸附固定，在膜料上切割出分割线以使膜料分割出膜料成品和膜料废料。在每次膜料切割后下料机构进行下料：下料y轴驱动模块将下料吸板移动至真空吸附切割机构上方，下料升降驱动机构将下料吸板下降，抽真空装置一和抽真空装置二启动以使下料吸板同时吸附膜料成品和膜料废料；下料吸板上升；下料y轴驱动模块将下料吸板移至下料转运平台上方；下料吸板下降，抽真空装置一关闭，抽真空装置三启动，抽真空装置二保持启动，膜料成品移至下料转运平台上；下料y轴驱动模块将下料吸板移至废料放置框上，抽真空装置二关闭，膜料废料靠自身重力掉落至废料放置框。

本实用新型装置可实现膜料上料、切割和下料，并可将膜料成品和膜料废料分类下料，节省人力成本和提高生产效率。

优选地，所述真空吸附切割机构包括切割真空平台、接料吸板、切割元件、切割悬臂、切割y轴驱动模块一和切割y轴驱动模块二；所述切割真空平台与切割y轴驱动模块一连接，以实现切割真空平台沿y轴移动；所述切割悬臂与切割y轴驱动模块二连接，以实现切割悬臂沿y轴移动；所述接料吸板通过接料升降驱动模块设置在切割悬臂的下方，以实现接料吸板升降；所述切割悬臂上设有x轴驱动模块；x轴驱动模块连接有切割安装座；切割元件通过切割升降驱动模块与切割安装座连接；所述切割真空平台设有真空吸附平面一；所述真空吸附平面一包括切割区域和位于切割区域后侧的待上料定位区域；切割区域与抽真空装置四连接；待上料定位区域与抽真空装置五连接；所述接料吸板设有真空吸附平面二；真空吸附平面二与抽真空装置六连接。

本实用新型装置的工作原理是：首次上料时，人工将膜料拉至切割真空平台上；抽真空装置四和抽真空装置五启动，切割真空平台真空吸附膜料使其固定；对膜料进行切割：切割过程中，x轴驱动模块驱动切割元件x轴移动，切割y轴驱动模块二驱动切割悬臂使切割元件y轴移动，切割升降驱动模块将切割元件升降，以使切割元件与切割真空平台上的膜料之间产生x、y、z轴的相对位移；首次膜料切割完成后，抽真空装置四关闭，将切割好的膜料下料，抽真空装置五保持运作，使卷状膜料的端部还吸附在切割真空平台上；切割y轴驱动模块二驱动切割悬臂移动直至接料吸板到达卷状膜料的端部上方；接料升降驱动模块使接料吸板下降，抽真空装置六启动，抽真空装置五关闭，使接料吸板真空吸附膜料；接料升降驱动模块使接料吸板稍向上升，以提起膜料；切割y轴驱动模块一驱动切割真空平台向后移动至接料位，由于此时膜料被接料吸板提起，因此可避免切割真空平台后移时与膜料摩擦；之后接料吸板向下运动，抽真空装置六关闭，抽真空装置四和抽真空装置五启动，膜料交接到切割真空平台上；接料吸板上升，切割真空平台拉着膜料移动至切割工位；之后对膜料进行切割；如此重复执行，实现膜料切割。该真空吸附切割机构，接料吸板与切割真空平台相互配合来实现膜料上料，膜料上料后平整、无气泡。

真空吸附平面一的切割区域真空吸附膜料切割区域，真空吸附平面一的待上料定位区域真空吸附切割膜料的后侧区域；一方面可实现膜料切割后，卷状膜料的端部还被吸附定位，另一方面可确保膜料切割区域更加平整，避免卷状膜料的拉力作用使膜料在切割过程中变形。

优选地，所述切割区域和待上料定位区域均布设有点阵式真空孔一；切割区域的真空孔一与抽真空装置四连通；待上料定位区域的真空孔一与抽真空装置五连通。点阵式真空孔一可实现多点抽真空，进一步防止膜料出现气泡。

优选地，所述真空吸附平面二上布设有点阵式真空孔二；真空孔二与抽真空装置六连通。

优选地，所述切割y轴驱动模块一包括直线运动模组一；切割真空平台设置在直线运动模组一上；切割y轴驱动模块二包括设置在切割真空平台两侧的直线运动模组二；所述切割悬臂的两端分别设置在位于切割真空平台两侧的直线运动模组二上。

优选地，所述x轴驱动模块包括直线运动模组三；直线运动模组三设置在切割悬臂上；切割安装座与直线运动模组三连接。

优选地，所述接料升降驱动模块为气缸；气缸的缸筒设置在切割悬臂上，气缸的执行杆穿过切割悬臂与切割悬臂下方的接料吸板连接；接料吸板与切割悬臂之间还设有运动导柱与运动导套。

优选地，所述下料转运平台连接有下料驱动模块。下料驱动模块可将下料转运平台移动至与下一工位相配合的位置，提高装置与下一工位装置配合的便捷程度。

优选地，所述放卷机构与真空吸附切割机构之间还布设有用于检测和调节膜料张力的膜料张力调节机构。膜料张力调节机构可检测和调节膜料张力，避免膜料张力过少而不能绷紧，也可避免膜料张力过大而绷断。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型装置可实现膜料上料、切割和下料，并可将膜料成品和膜料废料分类下料，节省人力成本和提高生产效率；

2、本实用新型装置的真空吸附切割机构，接料吸板与切割真空平台相互配合来实现膜料上料，膜料上料后平整、无气泡。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图；

图2是本实用新型装置中真空吸附切割机构的结构示意图之一；

图3是本实用新型装置中真空吸附切割机构的结构示意图之二；

图4是本实用新型装置中真空吸附切割机构的切割真空平台的结构示意图；

图5是本实用新型装置中下料机构、下料转运平台和废料放置框的结构示意图；

其中，1为真空吸附切割机构、11为切割真空平台、111为切割区域、112为待上料定位区域、12为接料吸板、13为切割悬臂、14为切割元件、15为切割y轴驱动模块一、16为切割y轴驱动模块二、17为x轴驱动模块、18为接料升降驱动模块、2为放卷机构、3为膜料张力调节机构、4为下料机构、41为下料y轴驱动模块、42为下料吸板、43为下料安装架一、44为下料安装架二、45为下料升降驱动机构、5为下料转运平台、51为膜料下料吸附面二、52为下料驱动模块、6为废料放置框。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例

本实施例一种膜料切割装置，如图1至图5所示，其中，图1中机架上设有两个膜料切割装置，可同时进行切割加工；膜料切割装置包括：

用于放置卷状膜料的放卷机构2；

用于检测和调节膜料张力的膜料张力调节机构3；

用于将膜料开卷并真空吸附固定，在膜料上切割出分割线以使膜料分割出膜料成品和膜料废料的真空吸附切割机构1；

用于将膜料成品和膜料废料下料并分类放置的下料机构4；

用于放置膜料成品的下料转运平台5；

以及用于放置膜料废料的废料放置框6；

放卷机构2、膜料张力调节机构3、真空吸附切割机构1、废料放置框6和下料转运平台5依次布设；

真空吸附切割机构1包括切割真空平台11、接料吸板12、切割元件14、切割悬臂13、切割y轴驱动模块一15和切割y轴驱动模块二16；切割真空平台11与切割y轴驱动模块一15连接，以实现切割真空平台11沿y轴移动；切割悬臂13与切割y轴驱动模块二16连接，以实现切割悬臂13沿y轴移动；接料吸板12通过接料升降驱动模块18设置在切割悬臂13的下方，以实现接料吸板12升降；切割悬臂13上设有x轴驱动模块17；x轴驱动模块17连接有切割安装座；切割元件14通过切割升降驱动模块与切割安装座连接；切割真空平台11设有真空吸附平面一；接料吸板12设有真空吸附平面二；真空吸附平面二与抽真空装置六连接。

真空吸附切割机构1中，真空吸附平面一包括切割区域111和位于切割区域111后侧的待上料定位区域112；切割区域111和待上料定位区域112均布设有点阵式真空孔一；切割区域的真空孔一与抽真空装置四连通；待上料定位区域的真空孔一与抽真空装置五连通。真空吸附平面一的切割区域111真空吸附膜料切割区域，真空吸附平面一的待上料定位区域112真空吸附切割膜料的后侧区域；一方面可实现膜料切割后，卷状膜料的端部还被吸附定位，另一方面可确保膜料切割区域更加平整，避免卷状膜料的拉力作用使膜料在切割过程中变形。点阵式真空孔一可实现多点抽真空，进一步防止膜料出现气泡。

真空吸附平面二上布设有点阵式真空孔二；真空孔二与抽真空装置六连通。

下料机构4包括下料y轴驱动模块41、下料安装架一43、下料安装架二44和与下料安装架二44连接的下料吸板42；切割真空平台11、废料放置框6和下料转运平台5均位于下料y轴驱动模块41的同一侧；下料安装架二44通过下料升降驱动机构45与下料安装架一43连接，以实现升降；下料安装架一43设置在下料y轴驱动模块41上，以实现沿y轴移动，从而实现将下料吸板42在切割真空平台11、废料放置框6和下料转运平台5的上方往复移动；

下料吸板42设有膜料下料吸附面一；膜料下料吸附面一包括与膜料成品形状尺寸相匹配的成品吸附区域一和与膜料废料形状尺寸相匹配的废料吸附区域；下料转运平台5设有膜料下料吸附面二51，膜料下料吸附面二51带有与膜料成品形状相匹配的成品吸附区域二；成品吸附区域一与抽真空装置一连接，废料吸附区域与抽真空装置二连接，成品吸附区域二与抽真空装置三连接。

本实用新型装置的工作原理是：

首先，卷状膜料放置在放卷机构2上；

然后，膜料上料和切割：首次上料时，人工将膜料拉至切割真空平台11上；抽真空装置四和抽真空装置五启动，切割真空平台11真空吸附膜料使其固定；对膜料进行切割：切割过程中，x轴驱动模块17驱动切割元件14x轴移动，切割y轴驱动模块二16驱动切割悬臂13使切割元件14y轴移动，切割升降驱动模块将切割元件14升降，以使切割元件14与切割真空平台11上的膜料之间产生x、y、z轴的相对位移；切割元件在膜料上切割出分割线以使膜料分割出膜料成品和膜料废料；

第二次之后的上料和切割方式是：首次膜料切割完成后将切割好的膜料下料，抽真空装置五保持运作，卷状膜料的端部还吸附在切割真空平台11上；切割y轴驱动模块二16驱动切割悬臂13移动直至接料吸板12到达卷状膜料的端部上方；接料升降驱动模块18使接料吸板12下降，抽真空装置六启动，抽真空装置五关闭，使接料吸板12真空吸附膜料；接料升降驱动模块18使接料吸板12稍向上升，以提起膜料；切割y轴驱动模块一15驱动切割真空平台11向后移动至接料位，由于此时膜料被接料吸板提起，因此可避免切割真空平台后移时与膜料摩擦；之后接料吸板12向下运动，抽真空装置六关闭，抽真空装置四和抽真空装置五启动，膜料交接到切割真空平台11上；接料吸板12上升，切割真空平台11拉着膜料移动至切割工位；之后对膜料进行切割；

在每次膜料切割后下料机构4进行下料：下料y轴驱动模块41将下料吸板42移动至切割真空平台11上方，下料升降驱动机构45将下料吸板42下降，抽真空装置四关闭，抽真空装置一和抽真空装置二启动以使下料吸板42同时吸附膜料成品和膜料废料；此时抽真空装置五保持启动，使待上料膜料继续定位在切割真空平台11上；之后下料吸板42上升；下料y轴驱动模块41将下料吸板42移至下料转运平台5上方；下料吸板42下降，抽真空装置一关闭，抽真空装置三启动，抽真空装置二保持启动，膜料成品移至下料转运平台5上；下料y轴驱动模块41将下料吸板42移至废料放置框6上，抽真空装置二关闭，膜料废料靠自身重力掉落至废料放置框6。

本实用新型装置可实现膜料上料、切割和下料，并可将膜料成品和膜料废料分类下料，节省人力成本和提高生产效率。

该真空吸附切割机构1，接料吸板12与切割真空平台11相互配合来实现膜料上料，膜料上料后平整、无气泡。

膜料张力调节机构3可检测和调节膜料张力，避免膜料张力过少而不能绷紧，也可避免膜料张力过大而绷断。膜料张力调节机构可采用现有技术。

切割y轴驱动模块一15包括直线运动模组一；切割真空平台11设置在直线运动模组一上；切割y轴驱动模块二16包括设置在切割真空平台11两侧的直线运动模组二；切割悬臂13的两端分别设置在位于切割真空平台11两侧的直线运动模组二上。x轴驱动模块17包括直线运动模组三；直线运动模组三设置在切割悬臂13上；切割安装座与直线运动模组三连接。直线运动模组一、直线运动模组二和直线运动模组三可采用现有技术，例如滑台等。

切割元件14可以采用激光、自动刀、刀模等现有切割元件。

接料升降驱动模块18为气缸；气缸的缸筒设置在切割悬臂13上，气缸的执行杆穿过切割悬臂13与切割悬臂13下方的接料吸板12连接；接料吸板12与切割悬臂13之间还设有运动导柱与运动导套。

下料转运平台5连接有下料驱动模块52。下料驱动模块52可将下料转运平台5移动至与下一工位相配合的位置，提高装置与下一工位装置配合的便捷程度。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。