JP2020500109A

JP2020500109A - 方法および機械加工装置

Info

Publication number: JP2020500109A
Application number: JP2019520796A
Authority: JP
Inventors: マッシミリアーノ、サーレ
Original assignee: Manz Italy SRL
Current assignee: Manz Italy SRL
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2017-10-13
Publication date: 2020-01-09
Also published as: PL3529829T3; HUE052217T2; KR20190064620A; EP3529829B1; US20190255591A1; IT201600105300A1; EP3529829A1; WO2018073709A1; CN109844926A

Abstract

電気エネルギー貯蔵デバイスを製造する際にシート材料を打ち抜くための機械加工装置が開示され、機械加工装置は、連続的な材料供給ラインと、２つの機械加工ユニットとを有し、各機械加工ユニットには、往復運動および開閉運動が提供され、各機械加工ユニットは、往路行程における閉鎖打抜き位置と、復路行程における開放位置とを採用し、各機械加工ユニットは、他方の機械加工ユニットによって処理されていない材料の部分を処理する。

Description

本発明は、特にシート材料を機械加工する方法および機械加工装置に関する。

排他的ではないが詳細には、本発明は、電気エネルギー貯蔵デバイスを製造することに適用されてもよい。

特に、本発明は、供給ラインに沿って連続的な動作で前進する材料の機械加工に関する。

米国特許出願公開第２００７／２８４７５９（Ａ１）号は、請求項１のプリアンブルにあるように、機械加工装置を開示する。

連続して供給される材料を処理することが所望されるときに従来技術に見られる問題のうちの１つは、特に機械加工で使用される機械コンポーネントの質量および加速に関連してプロセスの生産性に技術的な限界があり、連続的な前進速度が通常、特定のしきい値を超えることができないことである。

本発明の１つの目的は、連続して前進する材料を機械加工するのに好適な装置および／または方法を作成することである。

１つの目的は、従来技術の前述の限界および欠点を解消し、高い生産性を有する機械加工を可能にすることである。

１つの利点は、電気エネルギー貯蔵デバイスを製造する際に使用可能な機械加工方法および装置を提供することである。

１つの利点は、構造的に簡単および安価である機械加工装置、例えば切断／打抜き装置を利用可能にすることである。

そのような目的および利点などは、以下に述べられる請求項の１つまたは複数に記載の装置および／または方法によって実現される。

一実施形態では、機械加工装置は、連続的な動作で材料を供給するように配置された供給ラインと、供給ラインに沿って次々に配置された２つ以上の機械加工ユニットとを備え、各機械加工ユニットには、材料に対して往復運動および開閉運動が提供され、各機械加工ユニットは、往路行程の少なくとも一部分における閉鎖位置（材料を処理する）と、復路行程における開放位置（材料に接触して干渉しない）とを採用することが可能であり、各機械加工ユニットは、他の機械加工ユニットによって処理されていない材料の部分を処理する。

特に、材料は、機械加工ユニットによって機械加工された材料の部分が、別の機械加工ユニットまたは他の機械加工ユニットによって機械加工された２つの材料の部分の間に含まれうるように、様々な機械加工ユニットによって機械加工されてもよい。各機械加工ユニットは、例えば、切断および／または打抜き、材料の除去、物体および／または材料の塗布、表面処理、熱処理、成形などを実行するのに好適となりうる。

特に、機械加工装置は、供給ラインに沿って連続的な動作で材料を供給するように配置された引張り手段を備えることができ、それによって前述の機械加工ユニットは、材料の前進に割り当てられず、この機能は、機械加工ユニットとは異なる別個の引張り手段によって実行されてよい。

本発明は、本発明の一実施形態を非限定的な実装の例として示す添付の図面を参照すると、よりよく理解および実施されうる。

本発明によってなされた機械加工装置の図である。図１の機械加工装置の動作シーケンスのステップを示す図である。図１の機械加工装置の動作シーケンスのステップを示す図である。図１の機械加工装置の動作シーケンスのステップを示す図である。図１の機械加工装置の動作シーケンスのステップを示す図である。図１の機械加工装置の動作シーケンスのステップを示す図である。

図１は、連続的な動作で前進する材料上で機械加工タスクを実行するのに好適な機械加工装置を概略的に示す。材料は、例えば、連続した形式の材料（例えば、１つもしくは複数の連続ストリップ）、または離散した形式の材料（例えば、次々に前進するいくつかの物体）を含むことができる。機械加工装置は、特に、テープ材料（リールから繰り出される）を機械加工するために使用されてもよい。機械加工装置は、例えば、電気エネルギー貯蔵デバイスの製造のために使用されてもよい。連続供給運動で前進する機械加工される材料は、特に、電極のための少なくとも１つのセパレータを備えることができる。

機械加工装置は、特に、材料Ｍを前進方向Ｆに連続して供給するように配置された供給ラインを備えることができる。機械加工されている材料Ｍは、特に、一定の前進速度で前進することができる。供給ラインは、特に、連続的な供給動作で材料を供給する既知のタイプの任意の供給ライン、例えば連続テープ（例えば、リールから繰り出される）のための引張りシステム、機械的コンベア、例えばベルト、チェーン、ローラなどのコンベア、空気コンベアなどの要素のうちの１つまたは複数を備える供給ラインを構成することができる。

機械加工装置は、特に、供給ラインに沿って配置された材料Ｍの第１の機械加工ユニット１を備えることができる。第１の機械加工ユニット１には、供給ラインに沿って往路行程および復路行程を含む周期を有する往復運動が提供されてもよい。往路行程は、前進方向Ｆの動きを含むことができる。復路行程は、逆方向の動きを含むことができる。第１の機械加工ユニット１には、往復周期を実行するための駆動手段（例えば、既知のタイプ）が提供されてもよい。駆動手段は、特に、ガイド（例えば、線形摺動ガイド）上に、電動化されたシステムを備えることができる。

第１の機械加工ユニット１は、材料の一部分を修正（切断、除去、変形などによる）する機械加工タスクを実行することができる閉鎖（作業）位置と、開放位置（材料に干渉しない静止位置）とを採用する可能性を有する。閉鎖位置で、第１の機械加工ユニット１は、材料Ｍに接触して干渉することができる。開放位置で、第１の機械加工ユニット１は、材料に接触して干渉することができず、材料を自由なままにする。第１の機械加工ユニット１には、閉鎖位置および開放位置を選択的に採用するための駆動手段（例えば、既知のタイプ）が提供されてもよい。

第１の機械加工ユニット１は、往路行程の少なくとも一部分における（活動状態）閉鎖位置と、復路行程の少なくとも一部分における（非活動状態）開放位置とを採用するように制御されてもよい。

機械加工装置は、特に、供給ラインに沿って配置された材料の第２の機械加工ユニット２を備えることができる。第２の機械加工ユニット２には、供給ラインに沿って往路行程および復路行程を含む周期を有する往復運動が提供されてもよい。往路行程は、前進方向Ｆの動きを含むことができる。復路行程は、逆方向の動きを含むことができる。第２の機械加工ユニット２には、往復周期を実行するための駆動手段が提供されてもよい。第２の機械加工ユニット２は、第１のユニット１と同じにすることができる。

第２の機械加工ユニット２は、材料の一部分を修正する機械加工タスクを実行することができる閉鎖（作業）位置と、開放（静止）位置とを採用する可能性を有する。閉鎖位置で、第２の機械加工ユニット２は、材料に接触して干渉することができる。開放位置で、第２の機械加工ユニット２は、材料に接触して干渉することができず、材料を自由なままにする。第２の機械加工ユニット２には、閉鎖位置および開放位置を選択的に採用するための駆動手段が提供されてもよい。

第２の機械加工ユニット２は、往路行程の少なくとも一部分における閉鎖（活動状態）位置と、復路行程の少なくとも一部分における開放（非活動状態）位置とを採用するように制御されてもよい。

それぞれ１１、１２、１３、…および２１、２２、…によって示されている、第１の機械加工ユニット１および第２の機械加工ユニット２によって処理される材料の部分は、話を簡単にするために、波線によって示されている。

各機械加工ユニット１および２は、例えば、ともに協働する１対の動作要素（例えば、工具）、例えば成形型およびカウンタ成形型の対、ブレードおよびカウンタブレード、パンチおよびダイなどを備えることができ、これらの動作要素は、コマンドを受けると閉鎖位置と開放位置との間を相互に可動である。

機械加工装置は、特に、前進方向Ｆに沿って互いに離れた一連の第１の材料の部分１１、１２、１３、…上でタスクを実行するように、第１の機械加工ユニット１を制御するように構成された制御手段を備えることができる。制御手段は、前進方向Ｆに沿って互いに離れた一連の第２の材料の部分２１、２２、…上でタスクを実行するように、第２の機械加工ユニット２を制御するように構成されてもよい。制御手段は、機械加工装置を制御する方法を実施するのに好適なプログラム可能な電子制御手段（例えば、電子プロセッサ）およびコンピュータプログラム命令を備えることができる。

制御手段は、特に、少なくとも１つの第１の材料の部分１１、１２、１３（第１の機械加工ユニット１が動作する）が、第２の材料の部分２１、２２（第２の機械加工ユニット２が動作する）とは異なるように構成されてもよい。制御手段は、特に、少なくとも１つの第２の材料の部分２１、２２（第２の機械加工ユニット２が動作する）が、第１の材料の部分１１、１２、１３（第１の機械加工ユニット１が動作する）とは異なるように構成されてもよい。制御手段は、特に、少なくとも１つの第２の材料の部分２１、２２（第２の機械加工ユニット２が動作する）が、２つの第１の材料の部分１１、１２、１３（第１の機械加工ユニット１が動作する）間に配置されるように構成されてもよい。制御手段は、特に、少なくとも１つの第１の材料の部分１１、１２、１３（第１の機械加工ユニット１が動作する）が、２つの第２の材料の部分２１、２２（第２の機械加工ユニット２が動作する）間に配置されるように構成されてもよい。制御手段は、特に、第１の材料の部分１１、１２、１３（第１の機械加工ユニット１が動作する）がそれぞれ、第２の材料の部分２１、２２（第２の機械加工ユニット２が動作する）のそれぞれから前進方向Ｆに沿って離れるように構成されてもよい。制御手段は、特に、２つの機械加工ユニット１および２が、少なくとも部分的に同じ材料の部分を扱うように構成されてもよい。

第１の機械加工ユニット１および第２の機械加工ユニット２は、第１の機械加工ユニット１の作業周期の持続時間が、第２の機械加工ユニット２の作業周期の持続時間と同じになるように、前述の制御手段によって協働的に制御されてもよい。第１の機械加工ユニット１の作業周期の持続時間が、第２の機械加工ユニット２の作業周期の持続時間の倍数または約数になることを実現することが可能である。

第１の部分１１、１２、１３は、一定のピッチＰで互いに離れていてもよい。第２の部分２１、２２は、例えば第１の部分のピッチＰに等しい一定のピッチで、互いに離れていてもよい。第１の部分１１、１２、１３は、第２の部分２１、２２とは代替の様態で配置されてもよい。第１の部分１１、１２、１３は、例えば第１の部分１１、１２、１３および／または第２の部分２１、２２の前述のピッチＰの半分と同じである一定の距離だけ、第２の部分２１、２２から離れていてもよい。

第１の機械加工ユニット１および第２の機械加工ユニット２は、それぞれの材料の部分上で同じタイプの機械加工タスクを実行するように構成されてもよい。第１の機械加工ユニット１は、切断／打抜き、材料の除去、物体および／または材料の塗布、表面処理、熱処理、成形などの機械加工タスクのうちの１つまたは複数を、第１の部分１１、１２、１３上で実行するように構成されてもよい。第２の機械加工ユニット２は、切断／打抜き、材料の除去、物体および／または材料の塗布、表面処理、熱処理、成形などの機械加工タスクのうちの１つまたは複数を、第２の部分２１、２２上で実行するように構成されてもよい。

機械加工装置は、特に、供給ラインに沿って前進方向Ｆに材料Ｍを連続して引っ張るように配置された引張り手段３を備えることができる。引張り手段３は、ローラタイプの引張り手段、または相互運動による引張り手段（特許公開ＷＯ２０１２／１１０９１５に開示されているタイプ）、または他のタイプ（例えば、知られているタイプ）の引張り手段を備えることができる。

引張り手段３は、特に、前進方向Ｆに対して第１の機械加工ユニット１の後および／または第２の機械加工ユニット２の後に配置されてもよい。

機械加工装置の動作は、機械加工方法を実施することができる。この機械加工方法は、例えば一定の速度で、材料Ｍ（連続または不連続、例えば連続テープ材料）を前進方向Ｆに連続して供給するステップを含むことができる。

この機械加工方法は、活動状態の往路行程および非活動状態の復路行程を含む相互運動で可動の第１の機械加工ユニット１によって、（例えば、一定のピッチＰで）互いに離れた一連の第１の材料の部分１１、１２、１３上で、機械加工タスクを実行するステップを含むことができる。

この機械加工方法は、活動状態の往路行程および非活動状態の復路行程を含む相互運動で可動の第２の機械加工ユニット２によって、（例えば、一定のピッチＰで）互いに離れた一連の第２の材料の部分２１、２２上で、タスクを実行するステップを含むことができる。

第２の部分２１、２２、…は、第１の部分１１、１２、１３、…とは異なってもよい。第２の部分２１、２２、…は、前進方向Ｆに（例えば、ピッチＰの半分だけ）、第１の部分１１、１２、１３、…から離れていてもよい。

制御手段は、各機械加工ユニット１および２が、材料Ｍと同じ速度で前進しながら、往路行程の少なくとも一部分中に閉鎖（作業）位置を採用するように構成されてもよい。各機械加工ユニット１および２は、往路行程の開始時に、材料Ｍの（一定の）速度に到達するまでに特定の加速時間を有し、また往路行程の終了時に、行程を停止させるための特定の減速時間を有し、したがって各機械加工ユニット１および２は、各作業周期において、材料Ｍと同じ（一定の）速度で前進しているときのみ、実際の閉鎖作業位置につくことが可能になるように、往路行程の開始から特定の時間後、閉鎖位置（材料に実際に接触して動作する）を採用し始め、往路行程の終了前の特定の時間で、閉鎖位置を採用するのを止める。

各機械加工ユニット１および２は、さらに、往路行程より復路行程で速い平均速度を有する。

図２〜６を参照すると、機械加工装置の作業周期の一実施形態のいくつかのステップが順に示されており、この作業周期は、図２の構成から開始し、第１の機械加工ユニット１は往路行程の開始時で閉鎖位置にあり、第２の機械加工ユニット２は復路行程の開始時で開放位置にある。説明を簡略化するために、機械加工ユニット１および２を開閉する動きのために必要な時間、または往復運動におけるユニットの加速および減速時間（特に、往路行程の開始および終了時）は考慮されていないことを確認されたい。これらの時間は、ゼロではないため、実際には考慮される必要があり、その結果、例えば、各機械加工ユニット１および２は、閉鎖位置へ動きながら往路行程の最初の部分に沿って進み、開放位置へ戻りながら往路行程の最後の部分に沿って進む。

この実施形態では、２つの機械加工ユニット１および２の作業周期の特有のタイミングが示されており、実質上、一方のユニットの往路行程の開始は、他方のユニットの復路行程の開始時に発生する。それにもかかわらず、他のタイミング、例えば任意のタイミングを提供することが可能である。

図３で、第１の機械加工ユニット１は、閉鎖位置で前進し（往路行程）、第１の材料の部分１３上で機械加工タスクを実行し、第２の機械加工ユニット２は、往路行程より速い平均速度で、開放位置で戻る（復路行程）（材料に干渉しない）。

図２および図３を参照すると、第１の機械加工ユニット１は、少なくとも２つの第１の材料の部分１１および１２上で機械加工タスクをすでに前に実行していること、ならびに第２の機械加工ユニット２は、少なくとも１つの第２の材料の部分２１上で機械加工タスクをすでに前に実行していることに留意されたい。

図４で、第１の機械加工ユニット１は、復路行程の開始時で開放位置にあり、第２の機械加工ユニット２は、第２の材料の部分２２上でタスクを実行するように、往路行程の開始時で閉鎖位置にある。第２の材料の部分２２は、第１の機械加工ユニット１によって前に処理された２つの第１の材料の部分１２および１３間の中間に位置することができる。

図５で、第１の機械加工ユニット１は、往路行程より速い平均速度で、開放（非干渉）位置で戻り（復路行程）、第２の機械加工ユニット２は、閉鎖位置で前進し（往路行程）、第２の材料の部分２２上で機械加工タスクを実行する。第２の機械加工ユニット２は、閉鎖位置にあるとき、材料Ｍと同じ前進速度で前進することができる。

図６で、図２の構成に戻って作業周期を閉じ、第１の機械加工ユニット１は、次の第１の材料の部分１４上でタスクを実行するように、往路行程の開始時で再び閉鎖位置にあり、第２の機械加工ユニット２は、復路行程の開始時で再び開放位置にある。第１の材料の部分１４の位置は、第２の部分２２の後、第２の機械加工ユニット２によって次に処理される２つの第２の材料の部分間の中間に位置するように選択されてもよい。

前述したように、機械加工されている材料Ｍは、連続または離散した形式の材料を構成することができる。連続した形式の場合、機械加工ユニット１および２は、材料Ｍの連続性を維持するように（例えば、機械加工が、テープから連続性を奪うことなく連続テープを打ち抜くことを含むことができる）、または材料Ｍから連続性を奪って、連続的な動作で前進する複数の離散した要素を生成するように、構成されてもよい。

上記で開示された機械加工装置は、２つの機械加工ユニット１および２を備えるが、３つ以上の機械加工ユニットの使用を想定することも可能である。

Claims

前進方向（Ｆ）に連続的な動作で材料（Ｍ）を供給するように配置された供給ラインと、
前記供給ラインに沿って配置された前記材料を機械加工する第１の機械加工ユニット（１）であって、材料（Ｍ）部分上で機械加工タスクを実行することができる閉鎖位置および前記材料（Ｍ）に干渉しないことが可能である開放位置を採用する可能性を有する第１の機械加工ユニット（１）と、
前記供給ラインに沿って配置された前記材料を機械加工する第２の機械加工ユニット（２）であって、材料（Ｍ）部分上で機械加工タスクを実行することができる閉鎖位置および前記材料（Ｍ）に干渉しないことが可能である開放位置を採用する可能性を有し、前記前進方向（Ｆ）に対して前記第１の機械加工ユニット（１）後に配置された第２の機械加工ユニット（２）と、
前記前進方向（Ｆ）に沿って互いに離れた一連の第１の材料の部分（１１、１２、１３、…）を機械加工するように、前記第１の機械加工ユニット（１）を制御し、前記前進方向（Ｆ）に沿って互いに離れた一連の第２の材料の部分（２１、２２、…）を機械加工するように、前記第２の機械加工ユニット（２）を制御するように構成された制御手段と、を備え、
前記第１の機械加工ユニット（１）には、前記前進方向（Ｆ）の往路行程および逆方向の復路行程を含む往復運動が提供され、前記第１の機械加工ユニット（１）は、前記往路行程の少なくとも一部分における前記閉鎖位置と、前記復路行程の少なくとも一部分における前記開放位置とを採用する可能性を有し、
前記第２の機械加工ユニット（２）には、前記前進方向（Ｆ）の往路行程および逆方向の復路行程を含む往復運動が提供され、前記第２の機械加工ユニット（２）は、前記往路行程の少なくとも一部分における前記閉鎖位置と、前記復路行程の少なくとも一部分における前記開放位置とを採用する可能性を有する、ことを特徴とする装置。
前記制御手段は、少なくとも１つの第１の材料の部分（１１、１２、１３、…）が、前記第２の材料の部分（２１、２２、…）とは異なるように構成される、請求項１に記載の装置。
前記制御手段は、少なくとも１つの第２の材料の部分（２１、２２、…）が、前記第１の材料の部分（１１、１２、１３、…）とは異なるように構成される、請求項１または２に記載の装置。
前記制御手段は、少なくとも１つの第２の材料の部分（２１、２２、…）が、２つの第１の材料の部分（１１、１２、１３、…）間に配置されるように構成される、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
前記制御手段は、少なくとも１つの第１の材料の部分（１１、１２、１３、…）が、２つの第２の材料の部分（２１、２２、…）間に配置されるように構成される、請求項１から４のいずれかに記載の装置。
前記制御手段は、各第１の材料の部分（１１、１２、１３、…）が、前記前進方向（Ｆ）に沿って前記第２の材料の部分（２１、２２、…）のそれぞれから離れるように構成される、請求項１から５のいずれかに記載の装置。
前記第１の材料の部分（１１、１２、１３、…）は、一定のピッチ（Ｐ）で互いに離れ、前記第２の材料の部分（２１、２２、…）は、前記一定のピッチ（Ｐ）で互いに離れている、請求項６に記載の装置。
前記第１の材料の部分（１１、１２、１３、…）および前記第２の材料の部分（２１、２２、…）は、前記ピッチ（Ｐ）の半分に等しい相互距離で交互に配置される、請求項７に記載の装置。
前記第１の機械加工ユニット（１）および前記第２の機械加工ユニット（２）は、前記それぞれの材料の部分に同じ機械加工タスクを実行するように構成される、請求項１から８のいずれかに記載の装置。
前記第１の機械加工ユニット（１）および／または前記第２の機械加工ユニット（２）は、切断／打抜き、材料の除去、物体および／または材料の塗布、表面処理、熱処理、成形という機械加工タスクのうちの１つまたは複数を、前記それぞれの材料の部分で実行するように構成される、請求項１から９のいずれかに記載の装置。
前記供給ラインに沿って前記前進方向（Ｆ）に連続的な動作で前記材料（Ｍ）を引っ張るように配置された引張り手段（３）を備える、請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
前記引張り手段（３）は、前記前進方向（Ｆ）に対して前記第１の機械加工ユニット（１）および第２の機械加工ユニット（２）の後に配置される、請求項１１に記載の装置。
電気エネルギー貯蔵デバイスを製造する請求項１から１２のいずれかに記載の装置の使用。
前進方向（Ｆ）に連続的な供給運動で材料（Ｍ）を供給するステップと、
往路行程および復路行程を含む往復運動で可動の第１の機械加工ユニット（１）によって、一連の第１の前記材料（Ｍ）の部分（１１、１２、１３、…）上で、機械加工タスクを実行するステップと、
往路行程および復路行程を含む往復運動で可動の第２の機械加工ユニット（２）によって、一連の第２の前記材料（Ｍ）の部分（２１、２２、…）で、機械加工タスクを実行するステップと、を含み、前記第２の部分（２１、２２、…）は、前記第１の部分（１１、１２、１３、…）とは少なくとも部分的に異なり、各第２の部分（２１、２２、…）は、前記前進方向（Ｆ）で各第１の部分（１１、１２、１３、…）から少なくとも部分的に離れている、機械加工方法。