CN112660811A - 二次电池制造装置用取放装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及二次电池制造装置用取放装置，其包括：取放用框架，以预定长度及预定高度延伸形成；第一机械手模块及第二机械手模块，在取放用框架上互不干涉地进行往返移动；控制部，用于控制第一、第二机械手模块，其中，第一机械手模块与第二机械手模块交替进行从料盒拾起极板的拾取(pick up)动作与将极板下放至缓冲板的放置(place)动作。本发明的二次电池制造装置用取放装置具备在一个极板传送路径上交替移动的一对机械手模块，因此具有能够使极板传送效率最大化的效果。

Description

二次电池制造装置用取放装置
技术领域
本发明涉及一种二次电池制造装置用取放装置，更详细而言，涉及一种能够使极板传送效率最大化的二次电池制造装置用取放装置。
背景技术
通常，二次电池是可通过将化学能转化为电能的放电和逆向的充电过程反复使用的电池，其种类有镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢(Ni-MH)电池、锂金属电池、锂离子(Ni-Ion)电池以及聚合物锂离子电池等。
二次电池由阳极、阴极、电解质、分离膜构成，利用彼此不同的阳极与阴极材料的电压差来存储并产生电。其中，放电是使电子从电压高的阴极向电压低的阳极移动(按照阳极的电压差来产生电)，充电是使电子重新从阳极向阴极移动，此时，阳极物质接收电子和锂离子并恢复为原来的金属氧化物。即，二次电池当充电时，随着金属原子通过分离膜并从阳极向阴极移动，产生充电电流，相反，当放电时，金属原子从阴极向阳极移动，产生放电电流。
另一方面，这种二次电池在制造时，可以分为卷绕方式和层叠方式，其中，层叠方式是将以规定的尺寸切断的阳极板和阴极板交替层叠以制造电极组件的方式。韩国授权专利第1421847号(公开日：2012.05.31)将其公开。
然而，这种现有技术的问题在于，当拾取极板时，由于每次仅拾取一枚极板的动作而导致极板传送效率降低。
在先技术文献
专利文献
韩国授权专利第1421847号(公开日：2012.05.31)
发明内容
本发明的目的在于提供一种二次电池制造装置用取放装置，其能够解决上述的现有的二次电池制造装置用取放装置的问题，使极板传送效率最大化。
提供一种二次电池制造装置用取放装置，其包括：取放用框架，以预定长度及预定高度延伸形成；第一机械手模块及第二机械手模块，在取放用框架上互不干涉地进行往返移动；控制部，用于控制第一、第二机械手模块，其中，第一机械手模块与第二机械手模块能够交替进行从料盒拾起极板的拾取(pick up)动作与将极板下放至缓冲板的放置(place)动作。
另一方面，第一机械手模块及第二机械手模块分别具备用于吸附极板的吸附模块，并且能够分别调节在上下方向上的长度。
另一方面，控制部将朝向料盒进行的第一水平移动与朝向缓冲板进行的第二水平移动时的吸附模块的高度控制为不同高度，以避免第一机械手模块及第二机械手模块在水平方向上交叉时，吸附模块之间发生干涉。
另外，第一机械手模块及第二机械手模块分别可以包括：水平位置调节部，在取放用框架上沿水平方向移动；以及垂直位置调节部，用于调节在上下方向上的位置。
另一方面，第一机械手模块的垂直位置调节部与第二机械手模块的垂直位置调节部隔着取放用框架而位于取放用框架的两侧。
另一方面，一对吸附模块从垂直位置调节部的端部处彼此相向地向水平方向延伸而成。
另一方面，第一机械手模块的水平位置调节部与第二机械手模块的水平位置调节部在水平方向上并排形成。
进一步包括振动部，其用于将振动传递到吸附模块。
另一方面，当第一机械手模块及第二机械手模块进行拾取动作时，振动部进行驱动，以将被吸附模块吸附的极板的下侧粘连的极板落入料盒。
另外，在第二机械手模块的拾取动作和振动部驱动的时间内，控制第一机械手模块完成放置动作。
本发明的二次电池制造装置用取放装置具备在一个极板传送路径上交替移动的一对机械手模块，因此具有能够使极板传送效率最大化的效果。
附图说明
图1是示出二次电池层叠的概念的图。
图2是示出按照不同机型形成为不同尺寸的电极组件的立体图。
图3是取放装置的立体图。
图4是将取放装置的机械手模块和取放用框架分解示出的图。
图5是机械手模块的放大立体图。
图6是当在机械手模块施加振动时的动作状态图。
图7是取放装置的动作状态图。
图8是取放装置的另一动作状态图。
附图标记
1000：电极组件
2000：极板
3000：阳极板
4000：阴极板
5000：分离膜
100：取放装置
110：取放用框架
120：机械手模块
121：水平位置调节部
122：垂直位置调节部
123：机械臂
124：吸附模块
125：真空孔
126：振动部
20：被吸附的极板
21：被粘连的极板
200：料盒
210：料盒供给装置
300：缓冲板
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施例的二次电池用取放装置进行详细的说明。并且，在下文的实施例的说明中，各个构成要素的名称可以在本技术领域以其他名称命名。然而，当其存在功能上的相似性及相同性时，即便采用变形的实施例，也可以视为等同构成。另外，附加于各个构成要素的附图标记为了说明的便利而记载。然而，记载有这些附图标记的附图上的示出内容并非将各个构成要素限定于附图内的范围。相同地，即便附图上的构成被部分变形的实施例采用，当存在功能上的相似性及相同性时，也可以视为等同的构成。另外，当鉴于本领域技术人员的水平而被认为应当包括的构成要素时，省略对此的说明。
图1是示出二次电池层叠的概念的附图。如图所示，电极组件1000(或卷芯)的生产通过以一个分离膜5000为界，层叠极板2000来生产，通过使阳极板3000位于一侧并使阴极板4000位于另一侧而形成。例如，二次电池极板层叠装置能够通过反复进行在放置阳极板3000并覆盖分离膜5000之后放置阴极板4000并将分离膜5000覆盖于其之上的动作，生成数十至数百层的电极组件。
图2是示出按照不同机型形成为不同尺寸的电极组件1000的立体图。本发明能够生产示于图2的多种机型的电极组件1000。各机型可以形成为极板2000的尺寸尤其是平面方向的面积不同。本发明的二次电池层叠装置根据电极组件的机型的变换，与极板2000的尺寸对应，因此能够使生产效率最大化。
另一方面，虽未示出，二次电池层叠装置可以以传送极板的顺序为基准具备极板取放装置、视觉检查装置、堆叠板、装载位置检查部以及独立于极板的传送路径的分离膜供给装置，另外，可以具备分离膜的张力与角部位置控制装置。
以下，参照图3至图8，对本发明的多机型二次电池层叠装置的取放装置100进行详细的说明。
图3是取放装置100的立体图，图4是将取放装置100的机械手模块120和取放用框架110分解示出的图，图5是机械手模块120的放大立体图。
如图所示，极板取放装置100能够将极板每次一枚地从装载有多个极板的料盒200传送至缓冲板300。极板取放装置100为一对，分别负责阳极板3000的传送和阴极板4000的传送。各个取放装置100可以形成为相同，因此以下仅对任意一个取放装置100进行说明。
如图3所示，极板取放装置100可以包括取放(PNP，Pick up and place)用框架110及机械手模块120。
取放用框架110可以从外部的底座沿垂直方向以预定高度形成，之后，沿水平方向延伸预定长度而形成。取放用框架110的预定高度及预定长度能够定义被设置的机械手模块120的动作半径。具体而言，取放用框架110的长度足以使机械手模块120达到预设的上下方向上的移动距离及水平方向上的移动距离。
机械手模块120能够每次一枚地拾取、传送以及放置极板2000。机械手模块120形成为一对，并能够将极板2000传送至作为传送出发地的料盒200与作为传送目的地的缓冲板300。即，在一个料盒200与一个缓冲板300之间，操纵一对机械手模块120来传送极板2000。
如图4所示，一对机械手模块120可以包括第一机械手模块及第二机械手模块。第一机械手模块及第二机械手模块在取放用框架上设置为彼此对称，并能够沿着彼此平行的方向分别往返移动，同时交替传送极板。各个机械手模块120可以放置于取放用框架110的两侧中的一侧，同时朝向垂直下方侧延伸预定长度，一对机械手模块120彼此相向地向水平方向以预定长度延伸形成。另外，一对机械手模块120即便共用一个极板传送路径，也能够通过调节高度差来防止干涉。
如图5所示，机械手模块120可以包括水平位置调节部121、垂直位置调节部122、机械臂123、吸附模块124以及振动部126。如上所述，水平位置调节部121能够在取放用框架110上水平移动，并可以包括直线导轨和水平位置调节驱动部。垂直位置调节部122能够调节吸附模块124的高度。垂直位置调节部122可以与水平位置调节部121相同地包括直线导轨和垂直位置调节驱动部。机械臂123呈从垂直位置调节部122延伸预定长度并在垂直方向沿水平方向弯曲的形状，可沿水平方向连接后述的吸附模块124。吸附模块124能够选择性地吸附极板。吸附模块124与极板2000的尺寸相对应地沿水平方向延伸形成，并形成有多个真空孔125，因此能够在与极板2000的一表面接触之后，吸附极板2000。在由吸附模块124吸附装载于料盒200的极板时，在当前被吸附的极板正下方可能以紧贴方式粘连有另一极板，振动部126用于使被粘连的另一极板脱离。当机械手模块120进行拾取动作以吸附极板时，振动部126在料盒200上产生振动，以使被带出的极板重新落入料盒200。此时，没有直接对极板是否被粘连的情况进行判断，而是在所有的极板的拾取过程中产生振动，从而从根源上防止极板被同时传送。
图6是当在机械手模块120施加振动时的动作状态图。如图6的(a)所示，当任意一个机械手模块120从装载于料盒供给装置210的料盒200中以吸附方式拾取极板20时，会在其正下方粘连极板21。因此，如图6的(b)所示，机械手模块120能够驱动振动部126，以使粘连的极板脱离。其中，按照振动部126的驱动时间，在拾取时间上将发生延迟。因此，在一个机械手模块120产生振动以使粘连的极板21脱离的期间，利用另一个机械手模块120来进行放置并做拾取准备。
以下，参照图7及图8，对本发明的二次电池制造装置用取放装置的动作进行详细的说明。
图7是取放装置100的动作状态图。机械手模块120的动作按照从图7的(a)至图7(c)的顺序进行。如图所示，一对机械手模块120沿取放用框架110在水平方向上进行往返移动，并能够根据往返移动时的方向来控制垂直位置调节部122，以改变吸附模块124的高度。作为一例，以图7为基准，当位于左侧的第一机械手模块120向右侧方向移动时，能够将吸附模块124的高度较高地设置，当位于右侧的第二机械手模块120向左侧方向移动时，能够以吸附模块的高度低于第一机械手模块120的吸附模块124的位置进行移动。如此提供高度差，能够共用相同的路径且彼此交替进行传送。
图8是取放装置100的另一动作状态图。如图8的(a)所示，第一机械手模块120从料盒200以吸附方式拾取最上端的极板，并驱动振动部126，以进行使粘连的极板脱离的动作。之后，如图8的(b)所示，仅吸附一个极板的第一机械手模块120朝向右侧的缓冲板300水平移动，此时，将吸附模块124以较高的高度设置并移动。与此同时，将第二机械手模块120从缓冲板300向料盒200移动，此时，控制位置，以使第二机械手模块120的吸附模块124以低于第一机械手模块120的吸附模块124的位置进行移动。之后，如图8的(c)所示，将第一机械手模块120所吸附的极板放置于缓冲板300，第二机械手模块120进行拾取极板的动作。其结果，在由任意一个机械手模块120拾取极板并且使振动部126驱动的期间，另一机械手模块120能够传送所拾取的极板并放置于缓冲托盘，并重新移动至拾取位置。
如上所述，当根据本发明形成二次电池制造装置用拾取装置100时，能够解决在施加振动的期间因中断极板的传送而导致传送效率降低的问题，并且高速地供给极板。另外，即便一对机械手模块120共用极板传送路径，也能够互不干涉地进行动作，因此具有能够使空间效率最大化的效果。

Claims (10)

1.一种二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，包括：
取放用框架，以预定长度及预定高度延伸形成；
第一机械手模块及第二机械手模块，在所述取放用框架上互不干涉地进行往返移动；
控制部，用于控制所述第一、第二机械手模块，
其中，所述第一机械手模块与所述第二机械手模块交替进行从料盒拾起极板的拾取动作以及将极板下放至缓冲板的放置动作。
2.根据权利要求1所述的二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，
所述第一机械手模块及所述第二机械手模块分别具备用于吸附所述极板的吸附模块，并且能够分别调节在上下方向上的长度。
3.根据权利要求2所述的二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，
所述控制部将朝向所述料盒进行的第一水平移动与朝向所述缓冲板进行的第二水平移动时的所述吸附模块的高度控制为不同高度，以避免所述第一机械手模块及所述第二机械手模块在水平方向上交叉时，所述吸附模块之间发生干涉。
4.根据权利要求3所述的二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，
所述第一机械手模块及所述第二机械手模块分别包括：
水平位置调节部，在所述取放用框架上沿水平方向移动；以及
垂直位置调节部，用于调节在上下方向上的位置。
5.根据权利要求4所述的二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，
所述第一机械手模块的垂直位置调节部与所述第二机械手模块的垂直位置调节部隔着所述取放用框架而位于所述取放用框架的两侧。
6.根据权利要求5所述的二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，
一对所述吸附模块从所述垂直位置调节部的端部处彼此相向地向水平方向延伸而成。
7.根据权利要求6所述的二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，
所述第一机械手模块的水平位置调节部与所述第二机械手模块的水平位置调节部在水平方向上并排形成。
8.根据权利要求3所述的二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，进一步包括振动部，其用于将振动传递到所述吸附模块。
9.根据权利要求8所述的二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，
当所述第一机械手模块及所述第二机械手模块进行所述拾取动作时，所述振动部进行驱动，以将被所述吸附模块吸附的所述极板的下侧粘连的极板落入所述料盒。
10.根据权利要求9所述的二次电池制造装置用取放装置，其特征在于，
在所述第二机械手模块的所述拾取动作和所述振动部驱动的时间内，控制所述第一机械手模块完成所述放置动作。
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