[发明专利]一种燃料电池膜电极组件的层合装置及其方法

权利要求书

1.一种燃料电池膜电极组件的层合装置，该层合装置包括分别沿着不同输送路径输送第一和第二复合膜层的第一输送机构和第二输送机构，对第一和第二复合膜层执行层合处理的层合机构，对层合后复合膜层执行对齐检测的对齐检测机构，以及对齐调整单元，其特征在于：

所述第一输送机构包括输送对辊（2）和剥料平台（4），其中所述输送对辊（2）用于以设定的角速度输送第一复合膜层（1），该第一复合膜层（1）由五层透明膜层也即密封支撑膜（101）、密封层（102）、密封保护膜（103）、质子交换膜（104）和质子交换保护膜（105）依次粘结层合而成，并且其中的密封层（102）和密封保护膜（103）被垂直模切由此在输送方向上形成有多个间隔的模切框；所述剥料平台（4）用于剥离第一复合膜层上的质子交换保护膜（105）以便与第二复合膜层相层合；

所述第二输送机构包括输送对辊（15）、模切平台（13）和剥料平台（9），其中所述输送对辊（15）用于以设定的角速度输送第二复合膜层（11），该第二复合膜层（11）由三层透明膜层也即密封支撑膜（1101）、密封层（1102）和密封保护膜（1103）依次粘接层合而成，并且其中的密封层（1102）和密封保护膜（1103）通过所述模切平台（13）以预定时间间隔执行垂直模切，由此在输送方向上形成与第一复合膜层上的模切框尺寸相一致的多个间隔模切框；所述剥料平台（9）用于剥离密封保护膜（1103）上位于其模切框之外的部分，以便与第一复合膜层相层合；

所述对齐检测机构用于对层合处理后的复合膜层采集其模切框图像，由此获得分别处于第一、第二复合膜层中相邻且亮度不同的两个模切框图像之间的间距信息；

所述对齐调整单元根据对齐检测机构所获得的模切框图像，计算对应的间距值并由此判断第一、第二复合膜层之间的对齐状态，然后通过相应调整第二输送机构中的输送对辊（15）的角速度，从而实现第一与第二复合膜层的对齐及层合。

2.如权利要求1所述的层合装置，其特征在于，所述对齐检测机构例如是工业照相机（18），并配备有相应的条形光源（19）。

3.如权利要求1或2所述的层合装置，其特征在于，所述层合装置还包括收卷机构21，该收卷机构21沿着输送方向设置在所述层合机构和对齐检测机构的下游侧，用于对层合后的复合膜层予以收卷处理。

4.一种使用如权利要求2所述的层合装置对燃料电池膜电极组件执行层合的方法，该方法包括：

（a）对工业照相机执行预标定，由此为工业照相机所拍摄的图像建立像素坐标，并将该像素坐标转换成世界坐标系下的对应坐标值，并数出从工业照相机到第二输送机构的模切平台之间沿着输送方向的间隔模切框数量k；

（b）通过设定第二输送机构中输送对辊的初始角速度ω₀、半径r及每次执行旋转的时间t，相应获得数值等于ω₀*r*t的旋转进给步距s并将该旋转进给步距设定为各个复合膜层中相邻两个模切框之间的中心距相等；此外，将第一输送机构和层合机构分别设定为与第二输送机构相同的进给步距s执行旋转，由此将第一、第二复合膜层输送至层合机构处并执行层合处理；

（c）通过工业照相机对执行层合处理后的复合膜层采集其模切框图像，然后通过对齐调整单元计算分别处于第一、第二复合膜层中相邻且亮度不同的两个模切框图像之间的间距值d；

（d）根据所计算出的间距值d来执行相应调整：当计算出的间距值d等于0时，保持第二输送机构中输送对辊的角速度不变；当计算出的间距值d不等于0时，则对所述相邻且亮度不同的两个模切框图像的前后次序进行判断并相应改变：其中当亮度相对较高的模切框图像在前时，将第二输送机构中输送对辊的角速度设置为ω=ω₀+d/(r*t)；当亮度相对较高的模切框图像在后时,则将第二输送机构中输送对辊的角速度设置为ω=ω₀-d/(r*t)；

（e）将第二输送机构的输送对辊按照调整后的角速度执行一次进给，然后将其角速度恢复为初始角速度ω₀并继续执行k-1次进给；

（f）重复执行以上步骤（c）至（e），直至完成燃料电池膜电极组件的整个层合过程。