JP2016043458A - Cutting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、帯状の金属箔に活物質層が形成された帯状電極を切断する切断装置に関する。 The present invention relates to a cutting device for cutting a strip electrode in which an active material layer is formed on a strip metal foil.
リチウムイオン二次電池等に用いられる電極を製造する場合、帯状の金属箔に活物質層が形成された帯状電極を搬送しながら、帯状電極の端部等を切断する工程がある。この切断装置として、例えば、特許文献1に、上下一対からなる回転可能な上刃と下刃を備え、上刃と下刃とのオーバーラップ部分に帯状電極を進入させて切断する切断装置が開示されている。上刃は、円盤状の丸刃であり、鋭角な刃先を有している。下刃は、円筒状の丸刃であり、略直角の刃先を有している。 When manufacturing the electrode used for a lithium ion secondary battery etc., there exists a process of cut | disconnecting the edge part etc. of a strip | belt-shaped electrode, conveying the strip | belt-shaped electrode in which the active material layer was formed in strip | belt-shaped metal foil. As this cutting device, for example, Patent Document 1 discloses a cutting device that includes a pair of upper and lower rotatable upper blades and lower blades, and cuts the belt electrode by entering the overlapping portion between the upper blade and the lower blade. Has been. The upper blade is a disk-shaped round blade and has an acute edge. The lower blade is a cylindrical round blade and has a substantially right cutting edge.
切断装置の各刃に丸刃を用いた場合、使用していくうちに丸刃の刃先が摩耗する。特に、刃先が鋭角な丸刃は、摩耗し易い。刃先が摩耗すると、丸刃の径が小さくなる。回転する丸刃の径が小さくなると、丸刃の周速度が変化し、上刃と下刃との周速比が変化する。周速比が変化すると、切断面にバリが発生し、切断品質が低下する。 When a round blade is used for each blade of the cutting device, the blade edge of the round blade is worn as it is used. In particular, a round blade with a sharp edge tends to wear out. When the cutting edge is worn, the diameter of the round blade is reduced. When the diameter of the rotating round blade decreases, the peripheral speed of the round blade changes, and the peripheral speed ratio between the upper blade and the lower blade changes. When the peripheral speed ratio is changed, burrs are generated on the cut surface, and the cutting quality is deteriorated.
そこで、本技術分野においては、切断品質を維持することができる切断装置が要請されている。 Therefore, in this technical field, there is a demand for a cutting apparatus that can maintain cutting quality.
本発明の一側面に係る切断装置は、丸刃の上刃と、丸刃の下刃とを備え、帯状の金属箔に活物質層が形成された帯状電極を上刃と下刃とのオーバーラップしている部分で切断する切断装置であって、上刃の径を取得する上刃径取得部と、下刃の径を取得する下刃径取得部と、上刃径取得部で取得した上刃の径と下刃径取得部で取得した下刃の径を用いて、上刃と下刃との上下方向のオーバーラップ量を所定量に維持するオーバーラップ量維持部と、上刃径取得部で取得した上刃の径と下刃径取得部で取得した下刃の径を用いて、上刃の周速度と下刃の周速度との周速比を所定比に維持する周速比維持部とを備える。 A cutting device according to one aspect of the present invention includes a round blade upper blade and a round blade lower blade, and a belt-like electrode in which an active material layer is formed on a belt-like metal foil. A cutting device that cuts at a lapping portion, acquired by an upper blade diameter acquisition unit that acquires the diameter of the upper blade, a lower blade diameter acquisition unit that acquires the diameter of the lower blade, and an upper blade diameter acquisition unit Using the upper blade diameter and the lower blade diameter acquired by the lower blade diameter acquisition unit, the overlap amount maintaining unit for maintaining the overlap amount in the vertical direction between the upper blade and the lower blade at a predetermined amount, and the upper blade diameter Using the diameter of the upper blade acquired by the acquisition unit and the diameter of the lower blade acquired by the lower blade diameter acquisition unit, the peripheral speed that maintains the peripheral speed ratio between the peripheral speed of the upper blade and the peripheral speed of the lower blade at a predetermined ratio A ratio maintaining unit.
この切断装置は、刃先の摩耗で上刃と下刃の少なくとの一方の径が小さくなった場合でも、オーバーラップ量を一定に保ちかつ周速比を一定に保つことができる。これにより、帯状電極の切断面のバリの発生等を抑制でき、切断品質を維持することができる。 This cutting device can keep the overlap amount constant and keep the peripheral speed ratio constant even when the diameter of at least one of the upper blade and the lower blade becomes smaller due to wear of the blade edge. Thereby, generation | occurrence | production of the burr | flash etc. of the cut surface of a strip | belt-shaped electrode can be suppressed, and cutting quality can be maintained.
一実施形態の切断装置の周速比維持部は、上刃を回転駆動するための上刃用サーボモーターと、下刃を回転駆動するための下刃用サーボモーターとを有する。このように上刃及び下刃の回転駆動にサーボモーターを用いることにより、上刃及び下刃の回転速度(ひいては、周速度)を目標速度に簡単かつ高精度に調整することができる。 The peripheral speed ratio maintaining unit of the cutting device according to the embodiment includes an upper blade servomotor for rotationally driving the upper blade and a lower blade servomotor for rotationally driving the lower blade. As described above, by using the servo motor for the rotational drive of the upper blade and the lower blade, the rotational speed (and consequently the peripheral speed) of the upper blade and the lower blade can be easily and accurately adjusted to the target speed.
本発明によれば、切断品質を維持することができる。 According to the present invention, cutting quality can be maintained.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る切断装置を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a cutting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the element which is the same or it corresponds in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
一実施形態に係る切断装置は、電池に用いられる電極の製造ラインに組み込まれ、帯状の金属箔に活物質層が形成された帯状電極の端部(耳部)を切断するスリット工程で用いられる。この切断装置は、シャーカット方式のスリッタであり、丸刃の上刃と丸刃の下刃とのオーバーラップしている部分で切断する。なお、製造される電極は、例えば、二次電池又は電気二重層キャパシタ等の蓄電装置に用いられる。二次電池としては、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。また、製造される電極は、一次電池に用いられてもよい。本実施の形態では、リチウムイオン二次電池に用いられる電極を製造する場合とする。 A cutting device according to an embodiment is incorporated in a production line of an electrode used for a battery, and is used in a slit process for cutting an end portion (ear portion) of a strip-shaped electrode in which an active material layer is formed on a strip-shaped metal foil. . This cutting device is a shear-cut type slitter, and cuts at the overlapping portion of the upper blade of the round blade and the lower blade of the round blade. The manufactured electrode is used for a power storage device such as a secondary battery or an electric double layer capacitor. The secondary battery is, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. Moreover, the manufactured electrode may be used for a primary battery. In this embodiment, it is assumed that an electrode used for a lithium ion secondary battery is manufactured.
電極は、金属箔の表裏面の少なくとも一面に電極ペーストがそれぞれ塗工されて活物質層が形成されており、電極ペーストが塗工されていないタブも有している。金属箔は、例えば、銅箔、アルミニウム箔である。電極ペーストは、活物質、バインダ、溶剤等を含んでいる。活物質は、正極活物質及び負極活物質のいずれであってもよい。正極活物質としては、例えば、複合酸化物、金属リチウム、硫黄である。複合酸化物は、マンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも1つとリチウムとを含む。負極活物質は、例えば、黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、SiOx(0.5≦x≦1.5)等の金属酸化物、ホウ素添加炭素である。バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリノレ基含有樹脂である。溶剤は、例えば、NMP(N−メチルピロリドン)、メタノール、メチルイソブチルケトン等の有機溶剤、水である。また、電極ペーストは、カーボンブラック、黒鉛、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(登録商標)等の導電助剤を含んでいてもよい。また、電極ペーストは、カルボキシメチルセルロース(CMC)等の増粘剤を含んでいてもよい。 The electrode has an active material layer formed by applying an electrode paste on at least one of the front and back surfaces of the metal foil, and also has a tab on which the electrode paste is not applied. The metal foil is, for example, a copper foil or an aluminum foil. The electrode paste contains an active material, a binder, a solvent, and the like. The active material may be either a positive electrode active material or a negative electrode active material. Examples of the positive electrode active material include composite oxide, metallic lithium, and sulfur. The composite oxide includes at least one of manganese, nickel, cobalt, and aluminum and lithium. Examples of the negative electrode active material include graphite, highly oriented graphite, carbon such as mesocarbon microbeads, hard carbon, and soft carbon, alkali metals such as lithium and sodium, metal compounds, and SiOx (0.5 ≦ x ≦ 1.5). ) And the like, and boron-added carbon. The binder is, for example, a fluorine-containing resin such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, or fluorine rubber, a thermoplastic resin such as polypropylene or polyethylene, an imide resin such as polyimide or polyamideimide, or an alkoxysilanol group-containing resin. Examples of the solvent include organic solvents such as NMP (N-methylpyrrolidone), methanol, and methyl isobutyl ketone, and water. The electrode paste may contain a conductive auxiliary such as carbon black, graphite, acetylene black, and ketjen black (registered trademark). The electrode paste may contain a thickening agent such as carboxymethylcellulose (CMC).
電極を製造する場合、上記各物質を混練して電極ペーストを生成する工程、電極ペーストを帯状の金属箔に塗工する工程、その塗工された電極ペーストを乾燥する工程等により、帯状の金属箔に活物質層が形成された帯状電極を生成する。さらに、帯状電極の両側の端部を除去するスリット工程、帯状電極から電極を打抜く工程により、帯状電極から個々の電極を切り出す。電極を製造する工程としては、上記の工程の他にもプレス、ベーク、検査等の他の工程もある。 When manufacturing an electrode, the above-mentioned substances are kneaded to form an electrode paste, the electrode paste is applied to a strip-shaped metal foil, the coated electrode paste is dried, etc. A strip electrode having an active material layer formed on a foil is generated. Furthermore, each electrode is cut out from the strip electrode by a slitting process for removing both end portions of the strip electrode and a process for punching the electrode from the strip electrode. In addition to the above steps, there are other steps such as pressing, baking, and inspection as steps for manufacturing the electrode.
図1及び図2を参照して、一実施形態に係る切断装置1について説明する。図1は、切断装置1の構成を模式的に示す図である。図2は、切断装置1の制御構成を示すブロック図である。 With reference to FIG.1 and FIG.2, the cutting device 1 which concerns on one Embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of the cutting device 1. FIG. 2 is a block diagram illustrating a control configuration of the cutting device 1.
切断装置1は、搬送方向Dに沿って配置された上刃10と下刃11とで帯状電極Eを上下から挟み、上刃10と下刃11とが回転することによって搬送中の帯状電極Eの端部を連続的に切断する。特に、切断装置1は、切断品質を維持するために、上刃10と下刃11とのオーバーラップ量L及び周速比を一定に保つ。なお、切断装置1は、2組の上刃10と下刃11を用いて帯状電極Eの両側の端部を一度に切断する装置でもよいしあるいは1組の上刃10と下刃11を用いて帯状電極Eの片側の端部を切断する装置でもよい。切断される帯状電極Eの端部は、帯状電極Eの長手方向と直交する幅方向の両端にそれぞれ位置し、活物質層が塗工されていない未塗工部分(電極として使われない部分)である。
The cutting device 1 sandwiches the strip electrode E from above and below between the
搬送前は、帯状電極Eが巻出ロール2にロール状に巻き取られている。搬送中は、帯状電極Eが巻出ロール2から順次送り出され、巻取ロール3で巻き取られる。この搬送路の途中に、切断装置1の上刃10と下刃11が配置される。搬送中の帯状電極Eには、所定のテンション(張力)がかかっている。搬送速度としては、切断装置1による切断に適した速度が設定されている。
Before conveyance, the strip electrode E is wound around the
切断装置1は、上刃10、下刃11、上刃用センサ20、下刃用センサ21、上刃昇降用サーボモーター30、下刃昇降用サーボモーター31、上刃駆動用サーボモーター32、下刃駆動用サーボモーター33、制御装置40等を備えている。
The cutting device 1 includes an
上刃10は、下刃11との間で搬送中の帯状電極Eを挟み込み、下刃11の上側に対向して配置される。上刃10は、回転軸10aに装着され、回転軸10aの回転に応じて回転する。上刃10(回転軸10a)は、帯状電極Eの搬送方向Dに応じて所定の方向R0に回転する。回転軸10aは、帯状電極Eの搬送方向Dに直交する方向に配置される。上刃10は、円盤状の丸刃である。上刃10の刃先は、片刃であり、鋭角である。上刃10の刃先が搬送中の帯状電極Eよりも少し下方に位置するように、上刃10の上下位置が調整される。
The
下刃11は、上刃10との間で搬送中の帯状電極Eを挟み込み、上刃10の下側に対向して配置される。下刃11は、回転軸11aに装着され、回転軸11aの回転に応じて回転する。下刃11(回転軸11a)は、帯状電極Eの搬送方向Dに応じて所定の方向R1(上刃10の回転方向R0と逆方向)に回転する。回転軸11aは、帯状電極Eの搬送方向Dに直交する方向に配置される。下刃11は、円筒状あるいは円柱状の丸刃である。下刃11の刃先は、略直角である。下刃11の刃先が搬送中の帯状電極Eよりも少し上方に位置するように、下刃11の上下位置が調整される。
The
上刃10と下刃11とのオーバーラップ量Lは、図1に示すように、上刃10の刃先と下刃11の刃先とが重なり合う部分の上下方向の最大量である。オーバーラップ量Lが大きくなり過ぎると切断面のバリの発生、切断面からの切屑の増加等の切断品質の低下を招き、オーバーラップ量Lが小さくなり過ぎると上刃10と下刃11との接触不良等の切断不良を招く。そこで、切断装置1は、目標オーバーラップ量(特許請求の範囲に記載の所定量に相当)が設定されており、実際のオーバーラップ量Lが目標オーバーラップ量を維持するように上刃10の上下方向の位置及び下刃11の上下方向の位置を自動で調整する。目標オーバーラップ量は、例えば、切断装置1による切断実験等によって設定される。
As shown in FIG. 1, the overlap amount L between the
上刃10と下刃11との周速比は、上刃10の周速度V0と下刃11の周速度V1との比である。周速度V0,V1は、図1に示すように、回転している丸刃(上刃10、下刃11)の最大半径位置での速度である。したがって、上刃10、下刃11の回転速度を一定に保っても、上刃10、下刃11の径が小さくなると、周速度V0,V1が低下することになる。上刃10の周速度V0と下刃11の周速度V1とは同じ速度であり、帯状電極Eの搬送速度に応じて目標周速度が設定されている。したがって、目標周速比(特許請求の範囲に記載の所定比に相当)は、1である。周速比が目標周速比からずれると(周速度V0と周速度V1の少なくとも一方の周速度が目標周速度に維持されていないと)、切断面のバリの発生等の切断品質の低下を招く。そこで、切断装置1は、実際の周速比が目標周速度(=1)を維持するように上刃10の回転速度(周速度V0)と下刃11の回転速度(周速度V1)を自動で調整する。
The peripheral speed ratio between the
上刃用センサ20は、上刃10の先端位置(例えば、上端での先端位置)を検出するセンサである。上刃用センサ20は、上刃10の先端位置を検出すると、その先端位置情報を制御装置40に送信する。下刃用センサ21は、下刃11の先端位置(例えば、下端での先端位置)を検出するセンサである。下刃用センサ21は、下刃11の先端位置を検出すると、その先端位置情報を制御装置40に送信する。各センサ20,21としては、例えば、非接触式のレーザー変位センサが用いられる。
The
上刃昇降用サーボモーター30は、上刃10を昇降させるためのサーボモーターである。特に、上刃昇降用サーボモーター30は、上刃10の上下方向の位置を自動で調整する際に用いられる。上刃昇降用サーボモーター30は、少なくともモーターの回転角度を自動で制御するサーボ機構を有し、このサーボ機構によりモーターを制御する。上刃昇降用サーボモーター30では、制御装置40から回転方向と目標回転角度からなる制御指令を受信すると、その回転方向の実回転角度が目標回転角度になるようにモーターを回転させる。上刃昇降用サーボモーター30の駆動軸の回転に応じて上刃10を昇降させるために、上刃昇降用サーボモーター30の駆動軸と上刃10との間にはその駆動軸の回転を上刃10の上下方向の移動に変換する機構(図示せず)が設けられている。
The upper blade raising / lowering
下刃昇降用サーボモーター31は、下刃11を昇降させるためのサーボモーターである。特に、下刃昇降用サーボモーター31は、下刃11の上下方向の位置を自動で調整する際に用いられる。下刃昇降用サーボモーター31は、上刃昇降用サーボモーター30と同様のサーボモーターである。下刃昇降用サーボモーター31の駆動軸と下刃11との間にも駆動軸の回転を下刃11の上下方向の移動に変換する機構(図示せず)が設けられている。
The lower blade raising / lowering
上刃駆動用サーボモーター32は、上刃10を回転駆動するためのサーボモーターである。特に、上刃駆動用サーボモーター32は、上刃10の回転速度を自動で調整する際に用いられる。上刃駆動用サーボモーター32は、少なくともモーターの回転速度を自動で制御するサーボ機構を有し、このサーボ機構によりモーターを制御する。上刃駆動用サーボモーター32では、制御装置40から目標回転速度からなる制御指令を受信すると、実回転速度が目標回転速度になるようにモーターを回転させる。上刃駆動用サーボモーター32の駆動軸の回転に応じて上刃10の回転軸10aを回転させるために、上刃駆動用サーボモーター32の駆動軸と上刃10の回転軸10aとの間にはその駆動軸の回転を回転軸10aに伝達する機構(図示せず)が設けられている。この実施形態では、上刃駆動用サーボモーター32が特許請求の範囲に記載の上刃用サーボモーターに相当する。
The upper blade
下刃駆動用サーボモーター33は、下刃11を回転駆動するためのサーボモーターである。特に、下刃駆動用サーボモーター33は、下刃11の回転速度を自動で調整する際に用いられる。下刃駆動用サーボモーター33は、上刃駆動用サーボモーター32と同様のサーボモーターである。下刃駆動用サーボモーター33の駆動軸と下刃11の回転軸11aとの間にも駆動軸の回転を回転軸11aに伝達する機構(図示せず)が設けられている。この実施形態では、下刃駆動用サーボモーター33が特許請求の範囲に記載の下刃用サーボモーターに相当する。
The lower
なお、各サーボモーター30〜33は、サーボ機構でのフィードバック制御を行うためにモーターの状態を検出するための検出器を有している。この検出器により、モーターの実回転角度、実回転速度等を検出する。検出器としては、例えば、エンコーダが用いられる。
Each
制御装置40は、切断装置1を制御するための電子制御装置であり、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read OnlyMemory]及びRAM[Random Access Memory]等のメモリ、入出力回路等からなる。制御装置40は、ROMに格納されるアプリケーションプログラムをRAMにロードしてCPUで実行することにより、上刃径演算部41、下刃径演算部42、上刃昇降距離演算部43、下刃昇降距離演算部44、上刃昇降制御部45、下刃昇降制御部46、上刃周速度演算部47、下刃周速度演算部48、上刃駆動制御部49、下刃駆動制御部50が構成される。制御装置40は、各センサ20,21からの検出情報を受信する。そして、制御装置40では、この各検出情報を用いて各部41〜50の処理を行い、必要に応じて各サーボモーター30〜33に制御指令を送信する。
The
上刃径演算部41は、上刃用センサ20で検出された上刃10の先端位置を用いて、上刃10の径を演算する。この演算方法としては、例えば、上刃10の回転軸10aの上下方向の位置と上刃10の上端での先端位置との差から上刃10の半径を演算し、この半径を2倍して上刃10の直径を演算する。回転軸10aの上下方向の位置は、上刃10の上下方向の位置が一度も調整されていない場合には切断装置1の出荷時に設定されている基準位置であり、上下方向の位置が調整されている場合には基準位置に上刃10を昇降させた距離を加味した位置である。基準位置は、例えば、上刃10の下端の先端位置が帯状電極Eの位置から目標オーバーラップ量の略二分の一の量分下方の位置になるように、上刃10の上下方向の位置が設定された場合の回転軸10aの中心位置である。この実施形態では、上刃用センサ20及び上刃径演算部41が特許請求の範囲に記載の上刃径取得部に相当する。
The upper
下刃径演算部42は、下刃用センサ21で検出された下刃11の先端位置を用いて、下刃11の径を演算する。この演算方法としては、上記の上刃径演算部41と同様の方法である。この実施形態では、下刃用センサ21及び下刃径演算部42が特許請求の範囲に記載の下刃径取得部に相当する。
The lower
上刃昇降距離演算部43は、上刃径演算部41で演算された上刃10の径(例えば、直径)が上刃10の径の前回値よりも小さくなったか否かを判定する。この判定方法としては、例えば、上刃用センサ20の検出誤差、上刃10を昇降させることが可能な最小昇降距離等を考慮して閾値を設け、この閾値以上小さくなっているか否かを判定するとよい。上刃10の径の前回値は、上刃10の上下方向の位置が一度も調整されていない場合には切断装置1の出荷時の上刃10の径であり、上下方向の位置が調整されている場合には前回調整したときの上刃10の径である。上刃10の径が前回値よりも小さくなった場合(この場合、刃先が摩耗して径が小さくなっている)、上刃昇降距離演算部43は、上刃10と下刃11とのオーバーラップ量Lが目標オーバーラップ量になるために必要な上刃10の昇降距離を演算する。この演算方法としては、例えば、径が小さくなった上刃10の下端の先端位置が帯状電極Eの位置から目標オーバーラップ量の略二分の一の量分下方の位置になるために必要な上刃10の昇降距離を演算してもよいし、あるいは、上刃径演算部41で演算された上刃10の径と上刃10の径の前回値との差から上刃10の昇降距離を演算してもよい。上刃10の場合、下方への昇降距離である。
The upper blade
下刃昇降距離演算部44は、下刃径演算部42で演算された下刃11の径が下刃11の径の前回値よりも小さくなったか否かを判定する。この判定方法は、上刃昇降距離演算部43と同様の判定方法である。下刃11の径が前回値よりも小さくなった場合、下刃昇降距離演算部44は、上刃10と下刃11とのオーバーラップ量Lが目標オーバーラップ量になるために必要な下刃11の昇降距離を演算する。この演算方法は、上刃昇降距離演算部43と同様の演算方法である。下刃11の場合、上方への昇降距離である。
The lower blade lifting
上刃昇降制御部45は、上刃昇降距離演算部43で上刃10の昇降距離が演算された場合、上刃10を下降させる上刃昇降用サーボモーター30の回転方向を決定するとともに上刃10を昇降距離分下降させるための上刃昇降用サーボモーター30の目標回転角度を演算する。そして、上刃昇降制御部45は、その回転方向と目標回転角度からなる制御指令を上刃昇降用サーボモーター30に送信する。
The upper blade lifting
下刃昇降制御部46は、下刃昇降距離演算部44で下刃11の昇降距離が演算された場合、下刃11を上昇させる下刃昇降用サーボモーター31の回転方向を決定するとともに下刃11を昇降距離分上昇させるための下刃昇降用サーボモーター31の目標回転角度を演算する。そして、下刃昇降制御部46は、その回転方向と目標回転角度からなる制御指令を下刃昇降用サーボモーター31に送信する。
The lower blade raising / lowering
なお、この実施形態では、上刃昇降用サーボモーター30、下刃昇降用サーボモーター31、上刃昇降距離演算部43、下刃昇降距離演算部44、上刃昇降制御部45及び下刃昇降制御部46が特許請求の範囲に記載のオーバーラップ量維持部に相当する。
In this embodiment, the upper blade lifting
上刃周速度演算部47は、上刃径演算部41で演算された上刃10の径(特に、半径)と上刃10の回転速度を用いて上刃10の周速度V0を演算する。上刃10の回転速度は、例えば、上刃駆動用サーボモーター32の回転速度から換算して得てもよいし、あるいは、上刃10の回転速度を検出するためのセンサを設けて、このセンサの検出値から得てもよい。
The upper blade peripheral
下刃周速度演算部48は、下刃径演算部42で演算された下刃11の径と下刃11の回転速度を用いて下刃11の周速度V1を演算する。下刃11の回転速度は、上記の上刃周速度演算部47で記載した同様の方法で得ることができる。
The lower blade
上刃駆動制御部49は、上刃周速度演算部47で演算された上刃10の周速度V0が目標周速度に維持されているか否かを判定する。この判定方法としては、例えば、上刃用センサ20の検出誤差、上刃10の回転速度を変化させることが可能な最小回転速度等を考慮して閾値を設け、周速度V0と目標周速度との差が閾値以上になったか否かを判定するとよい。上刃10の周速度V0が目標周速度に維持されていない場合、上刃駆動制御部49は、上刃径演算部41で演算された上刃10の径(特に、半径)を用いて、上刃10の周速度V0が目標周速度になるために必要な上刃10の目標回転速度を演算する。さらに、上刃駆動制御部49は、この上刃10の目標回転速度になるための上刃駆動用サーボモーター32の目標回転速度を演算する。そして、上刃駆動制御部49は、その目標回転速度からなる制御指令を上刃駆動用サーボモーター32に送信する。上刃10の周速度V0が目標周速度に維持されている場合、上刃駆動用サーボモーター32の目標回転速度は維持される。
The upper
下刃駆動制御部50は、下刃周速度演算部48で演算された下刃11の周速度V1が目標周速度に維持されているか否かを判定する。この判定方法は、上刃駆動制御部49と同様の判定方法である。下刃11の周速度V1が目標周速度に維持されていない場合、下刃駆動制御部50は、下刃径演算部42で演算された下刃11の径を用いて、下刃11の周速度V1が目標周速度になるために必要な下刃11の目標回転速度を演算する。さらに、下刃駆動制御部50は、この下刃11の目標回転速度になるための下刃駆動用サーボモーター33の目標回転速度を演算する。そして、下刃駆動制御部50は、その目標回転速度からなる制御指令を下刃駆動用サーボモーター33に送信する。下刃11の周速度V1が目標周速度に維持されている場合、下刃駆動用サーボモーター33の目標回転速度は維持される。
The lower blade
上刃10の周速度V0が目標周速度に維持されかつ下刃11の周速度V1が目標周速度に維持されることにより、上刃10と下刃11との周速比が目標周速比(=1)に維持されことになる。なお、この実施形態では、上刃駆動用サーボモーター32、下刃駆動用サーボモーター33、上刃周速度演算部47、下刃周速度演算部48、上刃駆動制御部49及び下刃駆動制御部50が特許請求の範囲に記載の周速比維持部に相当する。
By maintaining the peripheral speed V0 of the
上記の構成の切断装置1の動作について説明する。帯状電極Eは、巻出ロール2と巻取ロール3と間で搬送方向Dに搬送される。切断装置1では、上刃10が回転方向R0に回転するとともに下刃11が回転方向R1に回転し、搬送中の帯状電極Eの端部を連続的に切断する。丸刃の上刃10、下刃11は、切断に使用されるほど、刃先が摩耗し、径が小さくなる。特に、上刃10は、刃先が鋭角な片刃なので、摩耗し易い。
The operation of the cutting device 1 having the above configuration will be described. The strip electrode E is transported in the transport direction D between the unwinding
特に、上刃用センサ20は、一定時間毎に、回転中の上刃10の先端位置を検出し、その先端位置情報を制御装置40に送信する。制御装置40では、この先端位置情報を受信し、この先端位置情報を用いて上刃10の径を演算する。また、下刃用センサ21は、一定時間毎に、回転中の下刃11の先端位置を検出し、その先端位置情報を制御装置40に送信する。制御装置40では、この先端位置情報を受信し、この先端位置情報を用いて下刃11の径を演算する。
In particular, the
各刃10,11の径を演算する毎に、制御装置40では、上刃10の径が小さくなったか否かを判定するとともに、下刃11の径が小さくなったか否かを判定する。上刃10の径が小さくなっている場合、制御装置40では、目標オーバーラップ量を維持するための上刃10の下方への昇降距離を演算する。そして、制御装置40では、この昇降距離から上刃昇降用サーボモーター30の目標回転角度を演算し、この目標回転角度と上刃10を下降させる回転方向とからなる制御指令を上刃昇降用サーボモーター30に送信する。上刃昇降用サーボモーター30では、この制御指令を受信すると、その回転方向に目標回転角度分回転するようにモーターを回転制御する。これによって、上刃10の上下方向の位置が、その昇降距離分低くなる。一方、下刃11の径が小さくなっている場合、制御装置40では、目標オーバーラップ量を維持するための下刃11の上方への昇降距離を演算する。そして、制御装置40では、この昇降距離から下刃昇降用サーボモーター31の目標回転角度を演算し、この目標回転角度と下刃11を上昇させる回転方向とからなる制御指令を下刃昇降用サーボモーター31に送信する。下刃昇降用サーボモーター31では、この制御指令を受信すると、その回転方向に目標回転角度分回転するようにモーターを回転制御する。これによって、下刃11の上下方向の位置が、その昇降距離分高くなる。この上刃10の上下位置調整又は下刃11の上下位置調整により、上刃10と下刃11とのオーバーラップ量Lが目標オーバーラップ量に維持される。
Each time the diameters of the
さらに、制御装置40では、上刃10の径から上刃10の周速度V0を演算するとともに、下刃11の径から下刃11の周速度V1を演算する。そして、制御装置40では、上刃10の周速度V0が目標周速度に維持されているか否かを判定するとともに、下刃11の周速度V1が目標周速度に維持されているか否かを判定する。上刃10の周速度V0が目標周速度に維持されていない場合、制御装置40では、目標周速度を維持するための上刃10の目標回転速度を演算し、この上刃10の目標回転速度から上刃駆動用サーボモーター32の目標回転速度を演算し、この目標回転速度からなる制御指令を上刃駆動用サーボモーター32に送信する。上刃駆動用サーボモーター32では、この制御指令を受信すると、回転速度が目標回転速度になるようにモーターを回転制御する。これによって、上刃10の回転速度が目標回転速度になり、上刃10の周速度V0が目標周速度になる。下刃11の周速度V1が目標周速度に維持されていない場合、制御装置40では、目標周速度を維持するための下刃11の目標回転速度を演算し、この下刃11の目標回転速度から下刃駆動用サーボモーター33の目標回転速度を演算し、この目標回転速度からなる制御指令を下刃駆動用サーボモーター33に送信する。下刃駆動用サーボモーター33では、この制御指令を受信すると、回転速度が目標回転速度になるようにモーターを回転制御する。これによって、下刃11の回転速度が目標回転速度になり、下刃11の周速度V1が目標周速度になる。この上刃10の周速度V0の調整又は下刃11の周速度V1の調整により、上刃10と下刃11との周速比が目標周速比に維持される。
Further, the
この切断装置1によれば、刃先の摩耗で上刃10と下刃11の少なくとの一方の径が小さくなった場合でも、オーバーラップ量Lを一定に保ちかつ周速比を一定に保つことができる。そのため、一定の搬送速度で搬送される帯状電極Eに対して、上刃10と下刃11とによる切断状態を常に適切な状態に常に保つことができる。その結果、帯状電極Eの切断面のバリの発生等を抑制でき、切断品質を維持することができる。
According to this cutting device 1, even when at least one of the diameters of the
切断装置1によれば、上刃10及び下刃11の回転駆動にサーボモーター32,33を用いることにより、上刃10及び下刃11の回転速度(ひいては、周速度)を目標速度に簡単かつ高精度に調整することができる。また、切断装置1によれば、上刃10及び下刃11の昇降にサーボモーター30,31を用いることにより、上刃10及び下刃11の上下方向の位置を目標位置に簡単かつ高精度に調整することができる。
According to the cutting device 1, by using the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
例えば、上記実施形態では帯状電極の端部を長手方向に切断する場合に適用したが、2条取りの帯状電極の中心部を長手方向に切断する場合、間欠塗工の帯状電極の電極毎に幅方向に切断する場合等に適用してもよい。 For example, in the above embodiment, it is applied to the case where the end portion of the strip electrode is cut in the longitudinal direction. However, when the center portion of the two strip strip electrode is cut in the longitudinal direction, for each electrode of the strip electrode of intermittent coating The present invention may be applied when cutting in the width direction.
また、上記実施形態では刃先が鋭角な上刃と、刃先が略直角の下刃との組み合わせとしたが、上刃と下刃の組み合わせについては特に限定するものではなく、例えば、上刃と下刃を共に刃先が鋭角な片刃としてもよい。 In the above embodiment, the upper blade having a sharp edge and the lower blade having a substantially right edge are combined with each other. However, the combination of the upper blade and the lower blade is not particularly limited. Both blades may be single blades with sharp edges.
また、上記実施形態では刃先が略直角の下刃を用いたので、下刃の刃先は摩耗し難い。そのため、下刃の径が小さくなる可能性が低い。そこで、オーバーラップ量を一定に保つために、上刃のみ上下方向の位置を調整できる構成としてもよい。また、周速比を一定に保ちために、上刃のみ回転速度(周速度)を調整できる構成としてもよい。このような構成とした場合、切断装置の構成を簡素化できる。 Moreover, in the said embodiment, since the blade edge used the substantially right-angled lower blade, the blade edge of a lower blade is hard to wear. Therefore, the possibility that the diameter of the lower blade is reduced is low. Therefore, in order to keep the overlap amount constant, only the upper blade may be adjusted in the vertical position. Further, in order to keep the peripheral speed ratio constant, only the upper blade may be configured to adjust the rotational speed (peripheral speed). When it is set as such a structure, the structure of a cutting device can be simplified.
1…切断装置、2…巻出ロール、3…巻取ロール、10…上刃、10a…回転軸、11…下刃、11a…回転軸、20…上刃用センサ、21…下刃用センサ、30…上刃昇降用サーボモーター、31…下刃昇降用サーボモーター、32…上刃駆動用サーボモーター、33…下刃駆動用サーボモーター、40…制御装置、41…上刃径演算部、42…下刃径演算部、43…上刃昇降距離演算部、44…下刃昇降距離演算部、45…上刃昇降制御部、46…下刃昇降制御部、47…上刃周速度演算部、48…下刃周速度演算部、49…上刃駆動制御部、50…下刃駆動制御部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cutting device, 2 ... Unwinding roll, 3 ... Winding roll, 10 ... Upper blade, 10a ... Rotary shaft, 11 ... Lower blade, 11a ... Rotary shaft, 20 ... Sensor for upper blade, 21 ... Sensor for
Claims (2)
前記上刃の径を取得する上刃径取得部と、
前記下刃の径を取得する下刃径取得部と、
前記上刃径取得部で取得した前記上刃の径と前記下刃径取得部で取得した前記下刃の径を用いて、前記上刃と前記下刃との上下方向のオーバーラップ量を所定量に維持するオーバーラップ量維持部と、
前記上刃径取得部で取得した前記上刃の径と前記下刃径取得部で取得した前記下刃の径を用いて、前記上刃の周速度と前記下刃の周速度との周速比を所定比に維持する周速比維持部と、
を備える、切断装置。 Cutting that includes an upper blade of a round blade and a lower blade of a round blade, and cuts a strip electrode in which an active material layer is formed on a strip-shaped metal foil at an overlapping portion of the upper blade and the lower blade A device,
An upper blade diameter acquisition unit for acquiring the diameter of the upper blade;
A lower blade diameter acquisition unit for acquiring the diameter of the lower blade;
Using the diameter of the upper blade acquired by the upper blade diameter acquisition unit and the diameter of the lower blade acquired by the lower blade diameter acquisition unit, the overlap amount in the vertical direction between the upper blade and the lower blade is determined. An overlap amount maintaining unit to maintain a fixed amount;
Using the diameter of the upper blade acquired by the upper blade diameter acquisition unit and the diameter of the lower blade acquired by the lower blade diameter acquisition unit, the peripheral speed between the peripheral speed of the upper blade and the peripheral speed of the lower blade A peripheral speed ratio maintaining unit for maintaining the ratio at a predetermined ratio;
A cutting device comprising:
前記上刃を回転駆動するための上刃用サーボモーターと、
前記下刃を回転駆動するための下刃用サーボモーターと、
を有する、請求項1に記載の切断装置。 The peripheral speed ratio maintaining unit is
An upper blade servomotor for rotationally driving the upper blade;
A lower blade servomotor for rotationally driving the lower blade;
The cutting device according to claim 1, comprising:
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