JP2020077583A - End effector, position acquisition method and work-piece stacking device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一側面は、エンドエフェクタ、位置取得方法及びワーク積層装置に関する。 One aspect of the present invention relates to an end effector, a position acquisition method, and a work stacking apparatus.
従来、セパレータに挟み込まれた第1電極と第1電極とは極性の異なる第2電極とを交互に積層するための積層装置が知られている。特許文献1に開示される積層装置は、第1電極が載置される第1テーブルと、第2電極が載置される第2テーブルと、第1電極と第2電極とが交互に積層される積層テーブルと、を備えている。この積層装置では、第1テーブルに載置された第1電極を把持する第1把持部と、第2テーブルに載置された第2電極を把持する第2把持部とによって、積層テーブル上に第1電極と第2電極とが交互に積層される。
Conventionally, there is known a stacking device for alternately stacking a first electrode sandwiched between separators and a second electrode having a polarity different from that of the first electrode. In the stacking device disclosed in
一般に、搬送ラインを搬送されるワークを搬送ラインから載置台に移載する場合、例えば画像認識等によって位置が特定されたワークを、ロボットアーム等の移載装置に設けられたエンドエフェクタを用いて保持することがある。例えばワークが薄物である場合などには、ワークが反った状態で搬送ラインを搬送されることがある。この場合、エンドエフェクタによってワークが保持される際に、反った状態のワークに基づいてワークの位置が特定されるため、エンドエフェクタに保持されたときのワークの正確な位置を取得することが困難な場合がある。 Generally, when transferring a work transferred on a transfer line from the transfer line to a mounting table, for example, a work whose position is specified by image recognition or the like is used by using an end effector provided on a transfer device such as a robot arm. May hold. For example, when the work is thin, the work may be warped on the transfer line. In this case, when the work is held by the end effector, the position of the work is specified based on the work in a warped state, so it is difficult to acquire the accurate position of the work when it is held by the end effector. There is a case.
本発明の一側面は、ワークの正確な位置を取得することができるエンドエフェクタ、位置取得方法及びワーク積層装置を提供することを目的とする。 It is an object of one aspect of the present invention to provide an end effector, a position acquisition method, and a work stacking device that can acquire an accurate position of a work.
本発明の一側面に係るエンドエフェクタは、移載装置に取り付けられるエンドエフェクタであって、移載装置の動作に基づいて上下方向及び水平方向に移動制御されるベースと、移載装置の移載対象であるワークをワークの上面側から押圧する押圧部と、ベースと押圧部とを接続し、押圧部がワークを押圧したときに上下方向に弾性変形する弾性部材と、押圧部よりも上方において下方を撮像するように配置され、押圧部の周縁よりも外側の所定範囲を撮像する撮像装置と、押圧部がワークを押圧したときにワークを吸着によって保持する吸着部と、を備える。 An end effector according to one aspect of the present invention is an end effector attached to a transfer device, and includes a base whose movement is controlled in vertical and horizontal directions based on an operation of the transfer device, and transfer of the transfer device. A pressing part that presses the target work from the upper surface side of the work, an elastic member that connects the base and the pressing part, and elastically deforms in the vertical direction when the pressing part presses the work, and above the pressing part. The imaging device is arranged so as to image the lower side, and includes an imaging device that images a predetermined range outside the peripheral edge of the pressing unit, and a suction unit that holds the work by suction when the pressing unit presses the work.
上記エンドエフェクタでは、ワークの位置を取得するための撮像装置が、押圧部の上方の位置において下方を向いて配置されており、押圧部の周縁よりも外側の所定範囲を撮像することができる。そのため、押圧部よりも大きな外形を有するワークであれば、押圧部によって押圧された状態のワークの周縁を撮像装置によって撮像することができる。ワークが押圧部によって押圧された状態では、ワークの反り等が緩和されている。そのため、撮像装置によるワークの画像に基づいて、ワークの位置を正確に推定できる。 In the above-mentioned end effector, the image pickup device for acquiring the position of the work is arranged downward at the position above the pressing portion, and it is possible to image a predetermined range outside the peripheral edge of the pressing portion. Therefore, if the workpiece has an outer shape larger than that of the pressing portion, the peripheral edge of the workpiece pressed by the pressing portion can be imaged by the imaging device. In the state where the work is pressed by the pressing portion, the warp of the work is alleviated. Therefore, the position of the work can be accurately estimated based on the image of the work by the imaging device.
押圧部には、肉抜き加工が施されていてもよい。この構成では、押圧部を軽量化することができる。 The pressing portion may be lightened. With this configuration, it is possible to reduce the weight of the pressing portion.
押圧部には、押圧部を上下方向に貫通する貫通孔が肉抜き加工によって形成されており、吸着部は、貫通孔内に挿通されていてもよい。この構成によれば、押圧部によって押圧されたワーク表面に吸着部を容易に当接することができる。 A through hole that vertically penetrates the pressing portion is formed in the pressing portion by lightening processing, and the suction portion may be inserted into the through hole. According to this structure, the suction portion can be easily brought into contact with the work surface pressed by the pressing portion.
本発明の一側面に係るワークの位置取得方法は、ワークの上面側から押圧部によってワークを押圧する工程と、押圧部によって押圧されたワークを撮像装置によって撮像する工程と、撮像装置によって撮像されたワークの画像に基づいて、エンドエフェクタに対するワークの位置を推定する工程と、を備える。 A method for acquiring a position of a work according to one aspect of the present invention includes a step of pressing a work from a top surface side of the work by a pressing portion, a step of imaging the work pressed by the pressing portion with an imaging device, and an image captured by the imaging device. Estimating the position of the workpiece with respect to the end effector based on the image of the workpiece.
上記の位置取得方法では、ワークを押圧する工程の後にワークが撮像される。ワークが押圧部によって押圧された状態では、ワークの反り等が緩和されているため、撮像装置を用いたワークの位置の特定をより正確に行うことができる。 In the above position acquisition method, the work is imaged after the step of pressing the work. In the state where the work is pressed by the pressing portion, the warp of the work is alleviated, so that the position of the work can be specified more accurately using the imaging device.
押圧部の周縁は、その全周にわたってワークの周縁よりも小さく、押圧する工程では、押圧部によってワークの周縁の内側を押圧し、撮像する工程では、ワークのうちの押圧部からはみ出した部分を撮像してもよい。この構成では、押圧された状態のワークの周縁を撮像装置によって容易に撮像することができる。 The peripheral edge of the pressing portion is smaller than the peripheral edge of the work over its entire circumference, and in the pressing step, the inside of the peripheral edge of the work is pressed by the pressing portion, and in the step of imaging, the portion of the work protruding from the pressing portion is pressed. You may image. With this configuration, the periphery of the pressed work can be easily imaged by the imaging device.
ワークは、少なくとも互いに交差する位置関係にある2辺の直線状部分を有する平板状であり、ワークの位置を推定する工程では、2辺の直線状部分の交点をワークの位置として推定してもよい。特に、ワークの位置を推定する工程では、ワークの画像から交点を含む所定領域の画像を除いた画像情報を取得し、画像情報に含まれる直線状部分に基づいて交点を推定してもよい。この構成では、仮にワークにおける直線状部分の交点が捲れ上がっている場合であっても、交点の本来の位置を推定することができる。 The work is a flat plate having at least two linear parts that are in a positional relationship that intersects each other. In the process of estimating the position of the work, even if the intersection of the two linear parts is estimated as the position of the work. Good. Particularly, in the step of estimating the position of the work, image information obtained by removing the image of the predetermined area including the intersection from the image of the work may be acquired, and the intersection may be estimated based on the linear portion included in the image information. With this configuration, the original position of the intersection can be estimated even if the intersection of the linear portion of the workpiece is rolled up.
本発明の一側面に係るワーク積層装置は、ワークが搬送される搬送路と、搬送路を搬送されるワークが積層される積層ステージと、搬送路を搬送されるワークを積層ステージに移載する移載装置と、を備え、移載装置はエンドエフェクタを含み、該エンドエフェクタは、移載装置の動作に基づいて上下方向及び水平方向に移動制御されるベースと、ベースに接続され、移載装置の移載対象であるワークをワークの上面側から押圧する押圧部と、押圧部よりも上方において下方を撮像するように配置され、押圧部によって押圧されたワークの少なくとも一部を撮像する撮像装置と、押圧部がワークを押圧したときにワークを吸着によって保持する吸着部と、を備える。 A work stacking apparatus according to one aspect of the present invention transfers a transfer path on which a work is transferred, a stacking stage on which a work transferred on a transfer path is stacked, and a work transferred on a transfer path to a stacking stage. A transfer device, the transfer device includes an end effector, and the end effector is connected to the base for transfer control in a vertical direction and a horizontal direction based on the operation of the transfer device, An imaging unit that is arranged to capture an image of the pressing unit that presses the workpiece that is the transfer target of the device from the upper surface side of the workpiece, and the lower portion above the pressing unit, and captures at least a portion of the workpiece that is pressed by the pressing unit. The apparatus includes a device and a suction unit that holds the work by suction when the pressing unit presses the work.
上記ワーク積層装置では、ワークが押圧部によって押圧された状態において、ワークの反り等が緩和されているため、撮像装置を用いたワークの位置の推定をより正確に行うことができる。すなわち、移載装置では、吸着部によって保持されたワークの正確な位置を反映して、ワークを積層ステージに積層することができる。 In the work stacking apparatus described above, since the warpage of the work is alleviated when the work is pressed by the pressing portion, the position of the work can be estimated more accurately using the imaging device. That is, in the transfer device, the work can be stacked on the stacking stage by reflecting the accurate position of the work held by the suction unit.
ワークを移載装置の動作範囲まで搬送する搬送路を更に備え、搬送路には、搬送されるワークを撮像し、撮像されたワークの搬送位置を追跡するトラッキングカメラが設けられており、トラッキングカメラは、追跡するワークの搬送位置を移載装置に送信してもよい。この構成によれば、搬送中のワークを積層ステージに移載することができる。 A tracking camera is further provided, which is provided with a transfer path for transferring the work to the operation range of the transfer device, and the transfer path is provided with a tracking camera for imaging the transferred work and tracking the transfer position of the imaged work. May send the transfer position of the work to be tracked to the transfer device. According to this configuration, the work being conveyed can be transferred to the stacking stage.
本発明の一側面によれば、装置の大型化を抑制した積層体製造装置を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a laminated body manufacturing apparatus in which the size of the apparatus is suppressed.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
まず、一実施形態に係る電極積層装置によって製造された積層体を含む蓄電装置について説明する。図1は、蓄電装置の内部を示す断面図である。図2は、図1のII−II線断面図である。図1及び図2において、蓄電装置1は、積層型の電極組立体を有するリチウムイオン二次電池である。
First, a power storage device including a stack manufactured by the electrode stacking device according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the inside of a power storage device. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 and 2, the
蓄電装置1は、例えば略直方体形状のケース2と、このケース2内に収容された電極組立体3とを備えている。ケース2は、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。ケース2の内部には、図示はしないが、例えば非水系(有機溶媒系)の電解液が注液されている。ケース2上には、正極端子4及び負極端子5が互いに離間して配置されている。正極端子4は、絶縁リング6を介してケース2に固定され、負極端子5は、絶縁リング7を介してケース2に固定されている。また、電極組立体3とケース2の内側の側面及び底面との間には絶縁フィルムが配置されており、絶縁フィルムによってケース2と電極組立体3との間が絶縁されている。図1では便宜上、電極組立体3の下端とケース2の底面との間には僅かな隙間が設けられているが、実際には電極組立体3の下端が絶縁フィルムを介してケース2の内側の底面に接触している。
The
電極組立体3は、複数の正極8と複数の負極9とが袋状のセパレータ10を介して交互に積層された構造を有している。正極8は、袋状のセパレータ10に包まれている。袋状のセパレータ10に包まれた状態の正極8は、セパレータ付き正極11として構成されている。従って、電極組立体3は、複数のセパレータ付き正極11と複数の負極9とが交互に積層された構造を有している。なお、電極組立体3の両端に位置する電極は、負極9である。
The
正極8は、例えばアルミニウム箔からなる正極集電体である金属箔14と、この金属箔14の両面に形成された正極活物質層15とを有している。金属箔14は、平面視矩形状の箔本体部14aと、この箔本体部14aと一体化されたタブ14bとを有している。タブ14bは、箔本体部14aの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。そして、タブ14bは、セパレータ10を突き抜けている。複数の正極8より延びる複数のタブ14bは、集箔された状態で導電部材12に接続(溶接)され、導電部材12を介して正極端子4に接続されている。なお、図2では、便宜上タブ14bを省略している。
The
正極活物質層15は、箔本体部14aの表裏両面に形成されている。正極活物質層15は、正極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等が挙げられる。複合酸化物には、例えばマンガン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも1つとリチウムとが含まれる。
The positive electrode
負極9は、例えば銅箔からなる負極集電体である金属箔16と、この金属箔16の両面に形成された負極活物質層17とを有している。金属箔16は、平面視矩形状の箔本体部16aと、この箔本体部16aと一体化されたタブ16bとを有している。タブ16bは、箔本体部16aの長手方向の一端部近傍の縁から突出している。タブ16bは、導電部材13を介して負極端子5に接続されている。なお、図2では、便宜上タブ16bを省略している。
The
負極活物質層17は、箔本体部16aの表裏両面に形成されている。負極活物質層17は、負極活物質とバインダとを含んで形成された多孔質の層である。負極活物質としては、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)等の金属酸化物またはホウ素添加炭素等が挙げられる。
The negative electrode
セパレータ10は、平面視矩形状を呈している。セパレータ10の形成材料としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、或いはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、メチルセルロース等からなる織布または不織布等が例示される。
The
以上のように構成された蓄電装置1を製造する場合は、まずセパレータ付き正極11及び負極9を製作した後、セパレータ付き正極11と負極9とを交互に積層し、セパレータ付き正極11及び負極9を固定することで電極組立体3を得る。そして、導電部材12を介してセパレータ付き正極11のタブ14bを正極端子4に接続すると共に、導電部材13を介して負極9のタブ16bを負極端子5に接続した後、電極組立体3をケース2内に収容する。例えば、負極9の製作工程では、活物質層を備えた帯状の電極母材の製造が行われ、その電極母材を切断することで、負極9の製造が行われる。また、セパレータ付き正極11の製作工程では、活物質層を備えた帯状の電極母材の製造が行われ、その電極母材を切断することで、正極8の製造が行われる。切断手段の一例は、例えば、ダイカットである。製造された正極8をセパレータで包むことで、セパレータ付き正極11が製造される。以下、セパレータ付き正極11と負極9とを単に電極という場合がある。
When manufacturing the
次に、図3を用いて、実施形態に係る電極積層装置(ワーク積層装置)100について説明する。図3は、電極積層装置100を示す概略平面図である。図3に示すように、電極積層装置100は、正極搬送装置101と、負極搬送装置103と、積層ステージ105と、正極移載装置110Aと、負極移載装置110Bと、正極用トラッキングカメラ(トラッキングカメラ)120Aと、負極用トラッキングカメラ(トラッキングカメラ)120Bと、を有している。電極積層装置100では、正極搬送装置101によって搬送されるセパレータ付き正極(第1電極)11と負極搬送装置103によって搬送される負極(第2電極)9とが、複数の積層ステージ105に交互に積層される。なお、電極積層装置100は、正極搬送装置101、負極搬送装置103、正極移載装置110A、負極移載装置110B、正極用トラッキングカメラ120A及び負極用トラッキングカメラ120Bに接続されたコントローラ150を備えている(図4参照)。コントローラ150は、例えばCPU、メモリ等を備えるコンピュータであってよい。
Next, the electrode stacking apparatus (work stacking apparatus) 100 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic plan view showing the
正極搬送装置101は、前工程によって製造されたセパレータ付き正極11を所定の搬送経路に沿って搬送する。前工程は、一例では、電極母材をダイカットして製造された正極8をセパレータで包みセパレータ付き正極11を製造するセパレータ包装システム91であってよい。本実施形態では、セパレータ包装システム91は、セパレータ付き正極11を複数条(図示例では二条)で正極搬送装置101に供給する。正極搬送装置101は、例えばベルトコンベアによって形成されている。セパレータ付き正極11は、搬送経路を構成するベルトコンベアの搬送面101aによって二条で搬送される。図示のように、正極搬送装置101は、セパレータ包装システム91を起点としてX方向に沿って直線状に配置されている。正極搬送装置101では、例えばベルトコンベアにロータリエンコーダが設けられており、このロータリエンコーダによって搬送速度を取得することができる。取得された搬送速度は、例えばコントローラ150に送信される。
The positive
負極搬送装置103は、前工程によって製造された負極9を所定の搬送経路に沿って搬送する。前工程は、一例では、電極母材をダイカットして負極9を製造するダイカットシステム93であってよい。本実施形態では、ダイカットシステム93は、負極9を複数条(図示例では二条)で負極搬送装置103に供給する。負極搬送装置103は、例えばベルトコンベアによって形成されている。負極9は、搬送経路を構成するベルトコンベアの搬送面103aによって二条で搬送される。図示のように、負極搬送装置103は、ダイカットシステム93を起点としてX方向に沿って直線状に配置されている。負極搬送装置103では、例えばベルトコンベアにロータリエンコーダが設けられており、このロータリエンコーダによって搬送速度を取得することができる。取得された搬送速度は、例えばコントローラ150に送信される。
The negative
積層ステージ105には、正極搬送装置101によって搬送されるセパレータ付き正極11、及び、負極搬送装置103によって搬送される負極9が交互に積層される。本実施形態では、少なくとも1つの積層ステージ105が配置されている。図示例では、X方向に隣り合って配置される一対の積層ステージ105のセットが複数(4つ)配置されている。一対の積層ステージ105のセットでは、例えば、一方の積層ステージ105と他方の積層ステージ105とに交互に積層体22が形成される。すなわち、一方の積層ステージ105にセパレータ付き正極11と負極9とが交互に積層され積層体22が形成され、その後、他方の積層ステージ105にセパレータ付き正極11と負極9とが交互に積層され積層体22が形成され、この工程が繰り返される。一方の積層ステージ105に積層体22が形成されると、他方の積層ステージ105に積層体22が形成されている間に、一方の積層ステージ105の積層体22が搬出される。積層体22は、Z方向において積層ステージ105の下方に設けられた搬送路によって搬出されてもよい。また、積層体22は、Z方向において積層ステージの上方に設けられた、例えば天井走行台車により構成される天面搬送路によって搬出されてもよい。例えば、図3は、搬送路又は天面搬送路が矢印140で示されている。
On the stacking
正極用トラッキングカメラ120Aは、正極搬送装置101によって搬送経路を搬送中の正極を追跡する。例えば、正極用トラッキングカメラ120Aは、正極搬送装置101の搬送経路に沿って複数台配置されている。正極用トラッキングカメラ120Aの台数は、例えば、正極搬送装置101によって搬送されるセパレータ付き正極11の列数と同数であってよい。この場合、一方の正極用トラッキングカメラ120Aと他方の正極用トラッキングカメラ120Aとは、互いに異なる列を搬送されるセパレータ付き正極11を撮像する。図示例では、2台の正極用トラッキングカメラ120AがX方向に互いに離間した位置に配置されている。例えば、一方の正極用トラッキングカメラ120Aは、正極搬送装置の基端に近い位置に配置されている。この正極用トラッキングカメラ120Aは、搬送方向D1を向いて右側の列(L1)を搬送されるセパレータ付き正極11を撮像する。また、他方の正極用トラッキングカメラ120Aは、正極搬送装置101の中央に近い位置に配置されている。この正極用トラッキングカメラ120Aは、搬送方向D1を向いて左側の列(L2)を搬送されるセパレータ付き正極11を撮像する。なお、この正極用トラッキングカメラ120Aの撮像位置では、右側の列(L1)のセパレータ付き正極11の積層が既に終了している。正極用トラッキングカメラ120Aによって撮像された画像情報は、コントローラ150に送信される。コントローラ150では、正極用トラッキングカメラ120Aからの情報と、正極搬送装置101から入力される搬送速度の情報とに基づいて、搬送中のセパレータ付き正極11の位置が推定される。
The positive
負極用トラッキングカメラ120Bは、負極搬送装置103によって搬送経路を搬送中の負極9を追跡する。例えば、負極用トラッキングカメラ120Bは、負極搬送装置103の搬送経路に沿って複数台配置されている。負極用トラッキングカメラ120Bの台数は、例えば、負極搬送装置103によって搬送される負極9の列数と同数であってよい。この場合、一方の負極用トラッキングカメラ120Bと他方の負極用トラッキングカメラ120Bとは、互いに異なる列を搬送される負極9を撮像する。図示例では、2台の負極用トラッキングカメラ120BがX方向に互いに離間した位置に配置されている。例えば、一方の負極用トラッキングカメラ120Bは、負極搬送装置103の基端に近い位置に配置されている。この負極用トラッキングカメラ120Bは、搬送方向D2を向いて右側の列(L3)を搬送される負極9を撮像する。また、他方の負極用トラッキングカメラ120Bは、負極搬送装置103の中央に近い位置に配置されている。この負極用トラッキングカメラ120Bは、搬送方向D2を向いて左側の列(L4)を搬送される負極9を撮像する。なお、負極用トラッキングカメラ120Bの撮像位置では、右側の列(L3)の負極9の積層が既に終了している。負極用トラッキングカメラ120Bによって撮像された画像情報は、コントローラ150に送信される。コントローラ150では、負極用トラッキングカメラ120Bからの情報と、負極搬送装置103から入力される搬送速度の情報とに基づいて、搬送中の負極9の位置が推定される。
The negative electrode tracking camera 120 </ b> B tracks the
正極移載装置110Aは、正極搬送装置101によって搬送経路を搬送中のセパレータ付き正極11を積層ステージ105に移載する。すなわち、正極移載装置110Aは、搬送中のセパレータ付き正極11を保持したまま移動し、積層ステージ105上に載置する。正極移載装置110Aは、一対の積層ステージ105のセットに対応して配置されている。図示例では、それぞれの積層ステージ105のセットに隣り合って正極移載装置110Aが配置されている。例えば、正極移載装置110Aは、積層ステージ105のセットに対して、セパレータ付き正極11の搬送方向の上流側に配置されている。正極移載装置110Aは、セパレータ付き正極11を保持するためのエンドエフェクタをアームの先端に有するピックアンドプレース装置であり、例えば水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット等であってよい。正極移載装置110Aには、正極搬送装置101を搬送されるセパレータ付き正極11の位置情報がコントローラ150から入力される。正極移載装置110Aは、コントローラ150から入力される位置情報に基づいて、セパレータ付き正極11の搬送位置を特定する。これにより、正極移載装置110Aは、エンドエフェクタによってセパレータ付き正極11を保持することができる。
The positive
負極移載装置110Bは、負極搬送装置103によって搬送経路を搬送中の負極9を積層ステージ105に移載する。すなわち、負極移載装置110Bは、搬送中の負極9を保持したまま移動し、積層ステージ105上に載置する。負極移載装置110Bは、一対の積層ステージ105のセットに対応して配置されている。図示例では、それぞれの積層ステージ105のセットに隣り合って負極移載装置110Bが配置されている。例えば、負極移載装置110Bは、積層ステージ105のセットに対して、負極9の搬送方向の上流側に配置されている。負極移載装置110Bは、負極9を保持するためのエンドエフェクタをアームの先端に有するピックアンドプレース装置であり、例えば水平多関節ロボット、パラレルリンクロボット等であってよい。負極移載装置110Bには、負極搬送装置103を搬送される負極9の位置情報がコントローラ150から入力される。負極移載装置110Bは、コントローラ150から入力される位置情報に基づいて、負極9の搬送位置を特定する。これにより、負極移載装置110Bは、エンドエフェクタによって負極9を保持することができる。
The negative
続いて、正極移載装置110A及び負極移載装置110B(総称する場合、「移載装置110」という)が備えるエンドエフェクタ200について、さらに説明する。図5は、エンドエフェクタを模式的に示す側面図である。エンドエフェクタ200は、移載装置110のアーム111の先端に接続されるベース210と、ベース210に取り付けられた押圧板(押圧部)220、吸着装置230及び撮像装置240とを備えている。以下の説明では、エンドエフェクタ200によって保持されるセパレータ付き正極11及び負極9を総称して電極(ワーク)20とする。
Next, the
ベース210は、アーム111の先端に対する相対的な位置がずれないようにアームに接続可能となっている。これにより、ベース210は、移載装置110の動作に基づいて上下方向及び水平方向に移動制御される。ベース210の形状は特に限定されない。一例として、図5に模式的に示されるように、ベース210は、上部ベース211と、上部ベース211の下端に形成された下部ベース215とを有していてもよい。例えば、上部ベース211は、円柱状をなしていてよい。上部ベース211の上端には、アーム111の先端が接続される。下部ベース215は、上部ベース211に対する相対的な位置がずれないように、上部ベース211の下端に接続(固定)されている。下部ベース215は、上下方向から見たときに上部ベース211よりも大きな面積を有する平板状をなしていてよい。
The base 210 can be connected to the
下部ベース215の下面215aには、吸着装置230が設けられている。一例として、吸着装置230は、真空吸着装置であり、下部ベース215の下面215aに固定される真空シリンダ231と真空シリンダ231の下端に接続される吸着部(吸着ノズル)233とを有している。真空シリンダ231には、真空ポンプ等の真空源が接続されている。本実施形態では、下部ベース215には複数の吸着装置230が接続されている。図示例では、4つの吸着装置230が電極20の4隅にそれぞれ対応するように配置されている。
An
押圧板220は、移載装置110の搬送対象である電極20をその上面側から押圧する部分である。図6は、押圧板を上側からみたときの概略図である。図示例では、電極20と、電極20上に配置された押圧板220とが示されている。電極20は、平面視において略矩形状をなしている。一例として電極20の4つの角部分は、円弧状に湾曲していてもよい。なお、図6では、電極20のタブを省略している。
The
押圧板220は、平面視において略矩形状をなしている。平面視において、押圧板220の4つの角部分は、例えば円弧状に湾曲していてもよい。また、平面視において、押圧板220の周縁220aは、その全周にわたって電極20の周縁20aよりも小さい。すなわち、押圧板220における長辺同士の間隔W1、及び、短辺同士の間隔W2は、電極20における長辺同士の間隔W3、及び、短辺同士の間隔W4よりもそれぞれ小さい。例えば、電極20における短辺同士の間隔W4が約150mmであり、長辺同士の間隔W3が約100mmである場合、押圧板220における短辺同士の間隔W2は約145mmであり、長辺同士の間隔W1が約95mmであってよい。すなわち、押圧板220の周縁220aは、電極20の周縁20aよりも約2.5mm内側に位置する。
The
なお、図6に示すように、電極20が押圧板220に押圧される場合、上下方向に沿った軸を回転中心として、電極20に対して押圧板220が僅かに回転していることがある。この場合であっても、押圧板220の周縁220aが電極20の周縁20aよりも小さいため、電極20の内側に押圧板220が配置され得る。なお、図6では、押圧板220が回転していることが認識しやすいように、押圧板220に長辺方向及び短辺方向に延びる軸を描画している。押圧板220は、例えば合成樹脂によって形成されている。
Note that, as shown in FIG. 6, when the
押圧板220は、下部ベース215に対して弾性部材250を介して接続されている。すなわち、弾性部材250は、下部ベース215と押圧板220とを接続している。一例として、弾性部材250はコイルバネであってよい。本実施形態では、押圧板220は4つの弾性部材250を介して下部ベース215に接続されている。4つの弾性部材250は、平面視において押圧板220の四隅に接続されている。図5に示すように、一例では、吸着装置230が押圧板220を貫通している。自然状態において、押圧板220の下面221は、吸着装置230の吸着部233よりも下方に位置している。
The
撮像装置240は、押圧板220よりも上方の位置において下方を撮像するように配置されている。例えば、撮像装置は、CMOS、CCDなどの撮像素子を備えたカメラであってよい。一例として、図5に示すように、撮像装置240は上部ベース211に固定されている。図示例では、上部ベース211から側方に突出した支持片213に撮像装置240が固定されている。撮像装置240は、押圧板220の周縁220aよりも外側の一部の所定範囲を撮像するように配置されている。また、図示例では、2つの撮像装置240が上部ベース211に固定されている。なお、撮像装置240の台数は特に限定されるものではなく、例えば1台であってもよいし、3台以上であってもよい。本実施形態では、2台の撮像装置240は、互いに異なる2つの領域を撮像するように配置されている。図6に示すように、撮像装置240による撮像領域Rは、例えば、一方の長辺における両端の周辺領域であってよい。図6では、電極20のタブが省略されているが、撮像領域Rは、例えばタブが形成されている長辺とは逆側の長辺における両端の周辺領域であってよい。
The
図7は、エンドエフェクタによって電極が保持される様子を示す図である。図7に示すように、エンドエフェクタ200によって電極20が保持される場合、移載装置110の動作に応じて、押圧板220は搬送経路を搬送中の電極20をその上面から押圧する。この場合、押圧板220が電極20を押圧することによって、弾性部材250が上下方向に弾性変形し、押圧板220は下部ベース215に近づくように相対移動する。そして、押圧板220の下面221から露出した吸着装置230の吸着部233によって電極20が吸着及び保持される。
FIG. 7 is a diagram showing how the electrodes are held by the end effector. As shown in FIG. 7, when the
図8は、搬送経路を搬送される電極の様子を示す。図8の(a)及び(b)は、電極の側面図である。また、図8の(c)は電極の平面図である。図8の(a)及び(b)に示すように、薄板状の電極20は、上向き又は下向きに反った状態で搬送経路を搬送される場合がある。例えば、原反ロールから繰り出される母材は、ロール状で保管されることによって巻き癖がつく。この場合、母材をダイカットして電極が形成された後も、電極は反った状態になりやすい。反った状態の電極20では、図8の(c)に示すように、押圧されて平坦な状態となっている電極20に比べて、反りが形成される方向(例えば搬送方向)の幅が小さくなっている。この場合、押圧されずに反った状態の電極20と、押圧されて平坦な状態の電極20とで、電極20の長辺と短辺との交点の位置にずれが生じる。なお、図8の(c)では、反った状態の電極20を実線で示し、押圧された状態の電極20を破線で示している。
FIG. 8 shows how the electrodes are transported along the transport path. 8A and 8B are side views of the electrodes. 8C is a plan view of the electrode. As shown in FIGS. 8A and 8B, the thin plate-shaped
続いて、エンドエフェクタによる電極の位置取得方法について説明する。まず、電極積層装置100の動作について説明する。電極積層装置100では、正極搬送装置101によって、セパレータ付き正極11が搬送方向D1の上流から下流に向けて搬送される。また、負極搬送装置103によって、負極9が搬送方向D2の上流から下流に向けて搬送される。セパレータ付き正極11及び負極9の搬送位置は、正極用トラッキングカメラ120A及び負極用トラッキングカメラ120Bによる画像情報、並びに、正極搬送装置101及び負極搬送装置103の速度情報に基づいてコントローラ150によって推定される。
Subsequently, a method of acquiring the position of the electrode by the end effector will be described. First, the operation of the
移載装置110は、推定された電極20の搬送位置にエンドエフェクタ200を移動させ、搬送中の電極20を押圧板220によって押圧する。そして、吸着装置230によって電極20が保持されるとともに、押圧板220によって押圧された状態の電極20が撮像装置240によって撮像される。
The
電極積層装置100では、撮像装置240によって撮像された画像情報に基づいて、吸着装置230によって保持された状態の電極20の位置を推定する。電極20の位置は、エンドエフェクタ200に対する電極20の相対的な位置であってよい。本実施形態では、電極20における長辺と短辺との交点の位置を推定することによって、電極20の位置を取得する。移載装置110は、推定された電極20の位置に基づいて、エンドエフェクタ200に保持された電極20を積層ステージ105上の所定の位置に積層する。
In the
図9は、エンドエフェクタによって保持された電極の位置取得方法を示す流れ図である。本実施形態では、上述のように、押圧板220よって押圧された状態の電極20が撮像装置240によって撮像される(ステップS1)。撮像装置240は、押圧板220によって平坦に押圧された電極20の長辺と短辺との交点を含む撮像領域Rを撮像する。一例では、2台の撮像装置240によって互いに異なる2つの撮像領域Rの画像が撮像される。図10は、いずれかの撮像装置240によって撮像される画像の例を模式的に示す図である。図8では、電極20の4つの角部分が円弧状に湾曲している例を示したが、図10では、長辺20Lと短辺20Sとの交点P1が目視できるように、電極20の角部Cが直角に形成されている例を示している。
FIG. 9 is a flowchart showing a method for acquiring the position of the electrode held by the end effector. In the present embodiment, as described above, the
続いて、撮像された電極20の画像から、電極20の長辺20Lと短辺20Sとの交点の位置が算出される。一例として、画像から長辺20Lと短辺20Sとを抽出し、長辺20Lと短辺20Sとが接続されている位置を交点P1として算出してもよい。しかしながら、反りが形成された電極20の場合、図10に示すように、押圧板220によって押圧されない角部Cが捲り上がり、交点の位置がずれることが考えられる。図10では、角部Cが捲り上がっていないときの電極20の角部Cの位置を交点P2として示している。
Then, the position of the intersection of the
そこで、本実施形態では2段階の処理によって交点の位置を算出している。すなわち、本実施形態では、1段階目の処理として、ステップS1の後に、取得された電極20の画像からエッジ抽出等によって長辺20Lと短辺20Sとを抽出し、長辺20Lと短辺20Sとが接続されている位置を暫定的な交点P1として取得する(ステップS2)。2段階目の処理では、抽出された交点P1の位置に基づいて、さらに正確な交点P2の位置が算出される。まず、抽出された交点P1を中心として、交点P1の周辺の領域RPを画像から除外する(ステップS3)。図10の例では、交点P1を中心とする矩形状の領域が画像から除外される。この領域PRは、電極20において捲り上がることが予想される領域を含むように設定される。本実施形態では、押圧板220の周縁220aが電極20の周縁20aよりも約2.5mm内側に位置するため、捲り上がる領域は交点から約2.5mmの範囲内であると予想される。そこで、一例として、交点P1を中心として5mm四方の範囲が画像から除外される。
Therefore, in the present embodiment, the position of the intersection is calculated by a two-step process. That is, in the present embodiment, as the first-stage processing, after step S1, the
続いて、領域PRが除外された画像情報に基づいて交点P2の位置が算出される(ステップS4)。このステップでは、領域PRが除外された画像から、長辺20Lと短辺20Sとを抽出し、長辺20Lの近似直線と短辺20Sの近似直線との交点を長辺20Lと短辺20Sとの交点P2として算出する。本実施形形態では、2台の撮像装置によって、一方の長辺20Lの両端部における交点P2(角部C)の位置が算出される。これにより、例えば、X方向、Y方向、及び回転方向において、押圧板220に対する電極20の相対的な位置が特定され得る。
Then, the position of the intersection P2 is calculated based on the image information excluding the region PR (step S4). In this step, the
以上説明した電極積層装置100では、電極20を押圧板220によって押圧する工程の後に、撮像装置240によって電極20が撮像される。電極20の位置を取得するための撮像装置240は、押圧板220の上方の位置において下方を向いて配置されている。そして、撮像装置240は、押圧板220の周縁220aよりも外側の所定範囲を撮像することができる。そのため、押圧板220よりも大きな外形を有する電極20であれば、押圧板220によって押圧された状態の電極20の周縁20aを撮像することができる。電極20が押圧板220によって押圧された状態では、電極20の反り等が緩和されているため、電極20の位置の特定をより正確に行うことができる。すなわち、移載装置110では、吸着装置230によって保持された電極20の正確な位置を反映して、電極20を積層ステージ105に積層することができる。
In the
また、本実施形態では、押圧板220の周縁220aが、その全周にわたって電極20の周縁20aよりも小さく形成されている。そして、ステップS1では、押圧板220によって電極20の周縁20aの内側を押圧し、押圧板220からはみ出した電極20を撮像している。この構成では、押圧された状態の電極20の周縁20aを撮像装置240によって容易に撮像することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、電極20は、互いに交差する位置関係にある長辺20Lと短辺20Sとを有する矩形平板状である。なお、電極20の角部Cが円弧状に湾曲している場合、長辺20Lの直線状部分の延長線と短辺20Sの直線状部分の延長線とが交差することをもって、長辺20Lと短辺20Sとが互いに交差する位置関係にあるとする。この場合、2辺の直線状部分の交点を電極20の位置として特定することができる。特に、本実施形態では、電極20の画像から交点を含む所定の領域PRを除いた画像情報を取得し、この画像情報に含まれる直線状部分に基づいて交点を特定している。この構成では、仮に電極20における角部Cが捲れ上がっている場合であっても、平坦に配置された場合の交点P2の位置を算出することができる。
Further, the
また、本実施形態では、トラッキングカメラ120A,120Bによって、電極20の搬送位置が移載装置110に送信されている。そのため、搬送装置(正極搬送装置102,負極搬送装置103)による電極20の搬送を中断することなく、電極20を積層ステージ105に移載することができる。
Further, in the present embodiment, the transport position of the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment.
図11、図12、図13は、エンドエフェクタ200における押圧板220の他の例を示す模式図である。これらの例では、肉抜き加工が施された押圧板が示されている。図11は、他の例による押圧板を示す平面図である。押圧板320には、上下方向に貫通する4つの貫通孔322が形成されている。貫通孔322は、例えば円柱状の空間であり、平面視において、矩形状をなす押圧板320の四隅に形成されている。例えば、4つの吸着装置230(図5参照)は、4つの貫通孔322内にそれぞれ配置されていてもよい。
11, 12, and 13 are schematic diagrams showing other examples of the
図12の(a)は、さらに他の例による押圧板を示す平面図である。また、図12の(b)は、図12の(a)のb−b線に沿った断面図である。押圧板420には、上下方向に貫通する2つの貫通孔422が形成されている。貫通孔422は、平面視において、略トラック形状をなしており、電極20の長辺方向に延在している。2つの貫通孔422は、短辺方向に互いに離間して、互いに平行に配置されている。例えば、吸着装置230は、貫通孔422内において長手方向の両端に配置されてもよい。
FIG. 12A is a plan view showing a pressing plate according to still another example. 12B is a sectional view taken along line bb of FIG. 12A. The
図13の(a)は、さらに他の例による押圧板を示す平面図である。また、図13の(b)は、図13の(a)のb−b線に沿った断面図である。押圧板520には、上面520aから下側に向かって形成された2つの溝部522が形成されている。溝部522は、平面視において、略トラック形状をなしており、電極20の長辺方向に延在している。2つの溝部522は、短辺方向に互いに離間しており、互いに平行に配置されている。溝部522内には、下面520bまで貫通する貫通孔523が形成されている。貫通孔523は溝部522の長手方向における両端の位置に形成されてもよい。例えば、吸着装置230は、貫通孔523内に配置されてもよい。
FIG. 13A is a plan view showing a pressing plate according to still another example. 13B is a sectional view taken along line bb of FIG. 13A. The
押圧板320,420,520では、肉抜き加工によって貫通孔322,422又は溝部522が形成されている。これにより、押圧板320,420,520を軽量化することができる。例えば、エンドエフェクタ200によって電極20が保持される場合、吸着装置230によって保持されている電極20は押圧板からの過重を受けている。押圧板が軽量化されることによって、電極20への荷重が小さくなるので、電極20が吸着装置230から脱落することが抑制される。また、貫通孔内に吸着装置230が挿通されることによって、押圧板によって押圧された電極20の表面に吸着装置230を容易に当接することができる。
Through-
また、吸着装置230と押圧板220とが別々に設けられたエンドエフェクタ200について説明したが、これに限定されない。例えば、吸着装置と押圧板とは互いに一体的に構成されてもよい。例えば、押圧板の下面に複数の吸気孔が形成されており、この吸気孔によって電極が吸着されてもよい。
Further, although the
20…電極(ワーク)、100…電極積層装置(ワーク積層装置)、200…エンドエフェクタ、210…ベース、220…押圧板(押圧部)、233…吸着部、240…撮像装置、250…弾性部材。 20 ... Electrode (work), 100 ... Electrode stacking device (work stacking device), 200 ... End effector, 210 ... Base, 220 ... Pressing plate (pressing part), 233 ... Adsorption part, 240 ... Imaging device, 250 ... Elastic member ..
Claims (9)
前記移載装置の動作に基づいて上下方向及び水平方向に移動制御されるベースと、
前記移載装置の移載対象であるワークを前記ワークの上面側から押圧する押圧部と、
前記ベースと前記押圧部とを接続し、前記押圧部が前記ワークを押圧したときに上下方向に弾性変形する弾性部材と、
前記押圧部よりも上方において下方を撮像するように配置され、前記押圧部の周縁よりも外側の所定範囲を撮像する撮像装置と、
前記押圧部が前記ワークを押圧したときに前記ワークを吸着によって保持する吸着部と、を備える、エンドエフェクタ。 An end effector attached to a transfer device,
A base whose movement is controlled in the vertical and horizontal directions based on the operation of the transfer device,
A pressing portion that presses the work to be transferred by the transfer device from the upper surface side of the work,
An elastic member that connects the base and the pressing portion and that elastically deforms in the vertical direction when the pressing portion presses the work,
An imaging device that is arranged so as to capture an image of the lower side above the pressing portion, and that captures an image of a predetermined range outside the peripheral edge of the pressing portion,
An end effector, comprising: a suction unit that holds the work by suction when the pressing unit presses the work.
前記吸着部は、前記貫通孔内に挿通されている、請求項2に記載のエンドエフェクタ。 In the pressing portion, a through hole that vertically penetrates the pressing portion is formed by the lightening process,
The end effector according to claim 2, wherein the suction portion is inserted into the through hole.
前記ワークの上面側から前記押圧部によって前記ワークを押圧する工程と、
前記押圧部によって押圧された前記ワークを前記撮像装置によって撮像する工程と、
前記撮像装置によって撮像された前記ワークの画像に基づいて、前記エンドエフェクタに対する前記ワークの位置を推定する工程と、を備える、位置取得方法。 A method for acquiring the position of a work using the end effector according to any one of claims 1 to 3,
Pressing the work by the pressing portion from the upper surface side of the work,
A step of capturing an image of the workpiece pressed by the pressing portion by the imaging device;
Estimating the position of the work with respect to the end effector based on the image of the work taken by the imaging device.
前記押圧する工程では、前記押圧部によって前記ワークの周縁の内側を押圧し、
前記撮像する工程では、前記ワークのうちの前記押圧部からはみ出した部分を撮像する、請求項4に記載の位置取得方法。 The peripheral edge of the pressing portion is smaller than the peripheral edge of the work all around,
In the pressing step, the inside of the peripheral edge of the work is pressed by the pressing portion,
The position acquisition method according to claim 4, wherein in the step of capturing an image, an image of a portion of the workpiece protruding from the pressing portion is captured.
前記ワークの位置を推定する工程では、前記2辺の直線状部分の交点を前記ワークの位置として推定する、請求項5に記載の位置取得方法。 The work has a flat plate shape having at least two linear portions that are in a positional relationship of intersecting with each other,
The position acquisition method according to claim 5, wherein in the step of estimating the position of the work, the intersection of the linear portions of the two sides is estimated as the position of the work.
ワークが搬送される搬送路と、
前記搬送路を搬送される前記ワークが積層される積層ステージと、
前記搬送路を搬送される前記ワークを前記積層ステージに移載する移載装置と、を備え、
前記移載装置はエンドエフェクタを含み、
該エンドエフェクタは、
前記移載装置の動作に基づいて上下方向及び水平方向に移動制御されるベースと、
前記ベースに接続され、前記移載装置の移載対象であるワークを前記ワークの上面側から押圧する押圧部と、
前記押圧部よりも上方において下方を撮像するように配置され、前記押圧部によって押圧された前記ワークの少なくとも一部を撮像する撮像装置と、
前記押圧部が前記ワークを押圧したときに前記ワークを吸着によって保持する吸着部と、を備える、ワーク積層装置。 A work laminating apparatus,
A transport path through which the work is transported,
A stacking stage on which the works transported on the transport path are stacked,
A transfer device for transferring the work transferred on the transfer path to the stacking stage,
The transfer device includes an end effector,
The end effector is
A base whose movement is controlled in the vertical and horizontal directions based on the operation of the transfer device,
A pressing unit that is connected to the base and presses the work to be transferred by the transfer device from the upper surface side of the work,
An imaging device that is arranged so as to image the lower part above the pressing part, and that images at least a part of the work pressed by the pressing part,
A work stacking device, comprising: a suction unit that holds the work by suction when the pressing unit presses the work.
前記トラッキングカメラは、追跡する前記ワークの搬送位置を前記移載装置に送信する、請求項8に記載のワーク積層装置。 The transport path is provided with a tracking camera for capturing an image of the workpiece to be transported and for tracking the transport position of the imaged workpiece.
The work stacking apparatus according to claim 8, wherein the tracking camera transmits the transport position of the work to be tracked to the transfer device.
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