JP6029351B2 - Laser cutting method, product manufacturing apparatus, and product manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明はレーザ切断方法、製品の製造装置、および製品の製造方法に関し、詳しくはシート状部材をレーザ光によって切断するレーザ切断方法、製品の製造装置、および製品の製造方法に関する。 The present invention relates to a laser cutting method, a product manufacturing apparatus, and a product manufacturing method, and more particularly to a laser cutting method, a product manufacturing apparatus, and a product manufacturing method for cutting a sheet-like member with a laser beam.
近年、金属箔などシート状部材の切断にレーザ光が用いられるようになってきている。このようなレーザ光による切断加工は、電池の製造において電極タブを形成する際の切断にも用いられている(特許文献1)。 In recent years, laser light has been used for cutting sheet-like members such as metal foils. Such a cutting process using a laser beam is also used for cutting when forming an electrode tab in the manufacture of a battery (Patent Document 1).
しかしながら、電極タブを形成する際に、その元になっている金属箔をレーザ光によって切断するとレーザ光を照射した切断線に沿ってバリが発生する。このバリが、切断した不要部(スクラップ)を除去する際に引っ掛かってうまく除去できない場合があるという問題があった。 However, when the electrode tab is formed, if the metal foil that is the base of the electrode tab is cut with laser light, burrs are generated along the cutting line irradiated with the laser light. There is a problem in that this burr is caught when removing the cut unnecessary part (scrap) and cannot be removed well.
そこで本発明の目的は、レーザ切断時に発生する不要部を確実に除去できるレーザ切断方法およびレーザ切断装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laser cutting method and a laser cutting apparatus that can reliably remove unnecessary portions generated during laser cutting.
上記目的を達成するための本発明のレーザ切断方法は、シート状部材にレーザ光を照射して、製品の一部となる第1部材と不要部となる第2部材に切断する。そして第1部材と第2部材をシート状部材の平面に直交する方向に相対的に移動させて第1部材と第2部材とを離し、その後第2部材を除去する。第1部材と第2部材とを離す際は、第1部材を、第2部材よりも質量が重い製品ごとシート状部材の平面に直交する方向に移動させる。 In order to achieve the above object, the laser cutting method of the present invention irradiates a sheet-like member with laser light and cuts it into a first member that becomes a part of the product and a second member that becomes an unnecessary part. Then, the first member and the second member are relatively moved in a direction orthogonal to the plane of the sheet-like member to separate the first member and the second member, and then the second member is removed. When separating the first member and the second member, the first member is moved in a direction orthogonal to the plane of the sheet-like member together with the product whose mass is heavier than that of the second member.
また、上記目的を達成するための本発明の製品の製造装置は、シート状部材を製品の一部となる第1部材と不要部となる第2部材に切断するためのレーザ光を照射するレーザ照射手段と、第1部材と第2部材をシート状部材の平面に直交する方向に相対的に移動させて第1部材と第2部材とを離す移動手段と、第2部材を除去する除去手段と、を有する。移動手段は、第1部材を、第2部材よりも質量が重い製品ごとシート状部材の平面に直交する方向に移動させて第1部材を第2部材から離す。 In addition, the product manufacturing apparatus of the present invention for achieving the above object is a laser that irradiates a laser beam for cutting a sheet-like member into a first member that is a part of the product and a second member that is an unnecessary part. Irradiation means, moving means for moving the first member and the second member in a direction perpendicular to the plane of the sheet-like member to separate the first member and the second member, and a removing means for removing the second member And having. The moving means moves the first member in the direction perpendicular to the plane of the sheet-like member together with the product whose mass is heavier than that of the second member to separate the first member from the second member.
また、上記目的を達成するための本発明の製品の製造方法は、シート状部材にレーザ光を照射して、製品の一部となる第1部材と不要部となる第2部材に切断する。そして第1部材と第2部材をシート状部材の平面に直交する方向に相対的に移動させて第1部材と第2部材とを離し、その後第2部材を除去する。第1部材と第2部材とを離す際は、第1部材を、第2部材よりも質量が重い製品ごとシート状部材の平面に直交する方向に移動させる。 Moreover, the manufacturing method of the product of this invention for achieving the said objective irradiates a sheet-like member with a laser beam, and cut | disconnects into the 1st member used as a part of product, and the 2nd member used as an unnecessary part. Then, the first member and the second member are relatively moved in a direction orthogonal to the plane of the sheet-like member to separate the first member and the second member, and then the second member is removed. When separating the first member and the second member, the first member is moved in a direction orthogonal to the plane of the sheet-like member together with the product whose mass is heavier than that of the second member.
本発明によれば、レーザ光により、シート状部材を製品の一部となる第1部材と不要部となる第2部材に切断した後、切断した第1部材と第2部材をシート状部材の平面に直交する方向に相対的に移動させて第1部材と第2部材とを離すこととした。このため、第1部材と第2部材の間のバリが引っ掛からない方向に、第1部材と第2部材を相対的に移動させることができ、第1部材と第2部材を確実に引き離すことができる。 According to the present invention, after cutting a sheet-like member into a first member that becomes a part of a product and a second member that becomes an unnecessary part by laser light, the cut first member and second member are cut into the sheet-like member. The first member and the second member are separated by moving relatively in a direction orthogonal to the plane. For this reason, the first member and the second member can be relatively moved in a direction in which the burr between the first member and the second member is not caught, and the first member and the second member can be reliably separated. it can.
以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面における各部材の大きさや比率は説明の都合上誇張されており、実際の大きさや比率とは異なる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, the size and ratio of each member in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and are different from the actual size and ratio.
図1は、本発明を適用したレーザ切断装置を説明するための概略図で、(a)は上から見た要部を示す平面図、(b)は側面図である。なお、(b)では、電池100を配置した状態を示している。
1A and 1B are schematic views for explaining a laser cutting apparatus to which the present invention is applied, wherein FIG. 1A is a plan view showing a main part viewed from above, and FIG. 1B is a side view. In addition, in (b), the state which has arrange | positioned the
このレーザ切断装置は、電池の外装から引き出されている電極箔から製品の一部となる電極タブ(第1部材)と、不要部であるスクラップ(第2部材)に切り離すための装置である。なお、本実施形態において電極箔とはレーザ切断によって電極タブを切り出すシート状部材のことである。また本実施形態では製品形状である電極タブの形状に切断する前の状態の電池の外装から出ている金属箔を電極箔と称している。 This laser cutting device is a device for separating an electrode tab (first member), which is a part of a product, from electrode foil drawn out of a battery exterior and scrap (second member), which is an unnecessary part. In addition, in this embodiment, electrode foil is a sheet-like member which cuts out an electrode tab by laser cutting. Moreover, in this embodiment, the metal foil which has come out from the exterior of the battery of the state before cut | disconnecting in the shape of the electrode tab which is a product shape is called electrode foil.
レーザ切断装置1は、ワークである電池100を載せるステージ11、レーザ光を照射するレーザ照射装置12、切断後のスクラップを除去するスクラップ除去部13、電池100から出ている電極箔111および112(図4参照)部分を載せる台座14、ステージ11を昇降させる昇降機15からなる。
The
ステージ11には、昇降機15が取り付けられていて、電池100を載せた状態で昇降する。この昇降機15によるステージ11の昇降動作については後述する。昇降機15はたとえばエアシリンダー、オイルシリンダー、ボールねじを用いた昇降機構などどのようなものでもよく、少なくともステージを上昇位置と下降位置の2つの位置に昇降できるものであればよい。そのほかにも、高さを3段階や4段階、さらには任意の高さに位置変更できるものであってもよい。
An
また、ステージ11には、電池100から出ている電極箔111および112(図4参照)部分を載せる台座14がステージ11と相対的に移動自在に取り付けられている。つまり本実施形態では、台座14は固定されていて、ステージ11が昇降してもそのままの位置を保つようになっている。
Further, a
また、ステージ面と台座面との間には段差が設けられている。これは、ステージ11上に電池100のラミネート封止されている部分(これを電池本体部分110という)が載せられたときに、ちょうど電極箔111および112が台座14上に載るようにするためである。
Further, a step is provided between the stage surface and the pedestal surface. This is because the
この台座14を設けることで、後述するように、スクラップ除去部13を電極箔111および112に上から押し当てたときに、電極箔111および112が変形しないようになっている。
By providing this
レーザ照射装置12は、レーザ光を電極箔111および112へ照射するレーザ照射部21(レーザ照射手段)、レーザ光が所定の切断線に沿って軌跡を描くように制御する制御部22(制御手段)を有している。レーザ照射部21は、たとえばステージ11外から伸びたアーム25に取り付けられている。このレーザ照射部21は、2つの軸(軸26および軸27)を中心に、それぞれモータ(不図示)によって回転する。なお、このようなアーム25ではなく、多軸ロボットのアーム先端にレーザ照射部21を設けて、自在にレーザ光の向きを変えられるようにしてもよい。
The
制御部22は、後述する切断線に沿ってレーザ光が照射されるように各軸26および27のモータを制御している。また制御部22は、レーザ照射のオン/オフ、スクラップ除去部13、昇降機15の動作も制御している。特に、制御部22によるスクラップ除去部13の制御においては、吸着パッド(詳細後述)の吸着圧を監視して、スプラップが吸着パッドに吸着されているか否かにより切断不良があるかどうかの判断もしている。
The
なお、この制御部22は図1(b)中に図示したが、制御部22がステージ11近傍にある必要はなく、信号線などにより各部と接続されていて、レーザ光の向きを自在に制御できればどこにあってもよい。
Although the
レーザ照射部21は図示しないレーザ発生源に接続されていて、レーザ発生源から導かれたレーザ光がレーザ照射部21先端から射出されるものである。
The
スクラップ除去部13は除去手段となるものであり、2つの電極タブ(正極タブと負極タブ)を形成する際に、それぞれから出るスクラップを除去するために同じものが2つ設けられている。それぞれのスクラップ除去部13は、アーム31と、アーム31の先端に設けられている吸着パッド32(吸着手段)とを有する。吸着パッド32の電極箔111(112)との当接面には、吸引口(不図示)が設けられていて、電極箔111(112)を吸着する。この吸着動作のためのエアー吸引器35が設けられている。また、吸着パッド32が円弧(図示a)を描くように支点33を軸にしてアーム31を移動させるモータ(不図示)を有する。
The
そして、エアー吸引器35には、エアー吸引器35から吸着パッド32までエアー経路38中の真空度を検出する真空度検出器36が備えられている。この真空度検出器36は吸着パッド32にスクラップが吸着されているときの吸着圧の目安となる真空度を検出する。吸着パッド32にスクラップが吸着されている場合は、真空度が上がり(吸着圧が高い状態)、吸着パッド32に吸着されていたスクラップが外れた場合は真空度が下がる(吸着圧が低い状態)。そこで、このような真空度の変化、特に一旦上がった真空度が下がる変化を検出することで、一度くっついたスクラップが外れたことを検出することができる。つまり吸着圧が変化しない場合には電極タブ部分とスクラップ部分がきれいに離れていて、問題なくスクラップ部分を除去できることを示している。一方、吸着圧が変化した場合は吸着しているスクラップが吸着パッド32から外れた場合であり、これは電極タブ部分とスクラップ部分がきれいに離れていない可能性、つまり切断不良の可能性があることを示している。
The
真空度検出器36は信号線により制御部22に接続されている。制御部22が真空度検出器36の検出した真空度からスクラップが外れたかどうかにより切断不良の有無を判断している。したがって、この真空度検出器36および制御部22が切断状態判断手段となる。なお、真空度検出器36は、エアー吸引器35内部ではなく、エアー吸引器35から吸着パッド32までのエアー配管38の途中に設けてもよい。
The
ここで、スクラップ除去部13と台座14の細部について説明する。図2はスクラップ除去部13と台座14の細部を説明するための説明図で、(a)は電極タブを切断する部分の拡大平面図、電極タブを切断する部分の拡大側面図であり、いずれも電極箔111および112を電極タブに切断する前の状態を示している。
Here, the detail of the
スクラップ除去部13の吸着パッド32は、レーザ切断に際して、レーザ光を照射する前から、レーザ照射領域を除いたスクラップ120となる領域部分を押さえる(押さえ手段となる)。
At the time of laser cutting, the
吸着パッド32は、レーザ光が照射される切断線130と干渉しない形状となっている。すなわち、吸着パッド32の形状が、切断線130に沿って、電池本体部分110と吸着パッド32の電池本体部分側の端部との間に隙間が空くように形成されている。これにより、レーザ照射時に吸着パッド32とレーザとの干渉を防止している。より好ましくは、図2(b)に示したように、吸着パッド32のレーザ光が照射される領域側の端部が斜めにカットされていて、レーザ光が照射しやすくかつ干渉しない形状とする。
The
吸着パッド32は、レーザ照射前の段階で電極箔111、112を台座14方向へ押さえつける。これにより電極箔111が台座14から浮いていたり、変形したりしている場合に、これらを矯正することができ、正しい位置で切断することができるようになる。
The
一方、台座14は、レーザ光が照射される切断線部分に沿って、切断線よりも広い溝141が設けられている。この溝141は電極箔111、112を抜けてきたレーザ光を吸収または拡散して、台座面からの反射を防止する。
On the other hand, the
なお、正極タブ101と負極タブ102(以下、これらをまとめて電極タブという)の形状が異なる場合は、それらの形状となるように切断線130を設定して、その切断線130に沿うように吸着パッド32の端部形状を形成し、また台座14に溝141を設けることになる。
In addition, when the shapes of the
ここで、電池の一例について説明する。図3はラミネート封止された電池の外観を示す斜視図である。また、図4(a)は電極タブ形成前の状態を示す平面図、図4(b)は電極タブ形成後の状態を示す平面図である。 Here, an example of the battery will be described. FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of a laminated battery. 4A is a plan view showing a state before the electrode tab is formed, and FIG. 4B is a plan view showing a state after the electrode tab is formed.
ここで説明する電池100は、発電要素がラミネートフィルムにより封止された電池である。周知のように、ラミネートフィルムは、金属箔(たとえばアルミニウム箔)が樹脂フィルムにはさまれた積層フィルム構造である。そしてラミネートフィルムで外装(封止)された電池100は、全体がラミネートフィルム200によって覆われており、内部に発電要素がある。図示する電池100では、ラミネートフィルム200によって覆われている部分(発電要素が内包されている)を電池本体部分110という。そして、この電池100では、一つの辺から電極端子となる電極タブが2つ(正極タブ101と負極タブ102)引き出されている。ラミネートフィルム200は、その周囲の縁部分210で熱融着または接着剤などにより接着されて封止されている。
The
この電池100では、電極タブ形成前の状態では、図4(a)に示すように、電極タブが形成される前の電極箔111および112がそのまま電池本体部分110の外に出ている。電極箔111および112は正極用と負極用の2つである。このような電極箔111および112をレーザ切断によって、図4(b)に示すように、正極タブ101と負極タブ102の形状に形成するのである。
In this
次に、レーザ切断装置1による切断動作を説明する。
Next, the cutting operation by the
図5および図6は、レーザ切断装置1による切断動作を説明するための説明図である。
5 and 6 are explanatory diagrams for explaining the cutting operation by the
レーザ切断装置1による切断動作は、まず、図5(a)に示すように、ステージ11が下位置のときに、ステージ11上に電池100を置く。電池100は電極箔111および112が電極タブ形状に切断加工される前の状態(電極タブ加工前という)である。このときスクラップ除去部13は図5(a)に示したとおり、押さえる位置から離れた状態である。電極タブ加工前の電池100をステージ11上に置く際には、電極箔111および112部分が台座14上に来るように位置決めする。なお、この位置決めのためには、たとえばステージ11に電池100の端を突き当てて位置決めする突き当て部材などを設けておいてもよい。
In the cutting operation by the
続いて、図5(b)に示すように、支点33を軸にしてアーム31を傾倒させて電池100の電極箔111および112上に吸着パッド32をもってくる。これにより、吸着パッド32が電極タブ加工前(レーザ切断前)の電極箔111および112を台座14方向へ押さえつけることになる。したがって、この状態においてスクラップ除去部13は押さえ手段となって、吸着パッド32がレーザ照射領域を除く、スクラップ120となる領域部分を押さえることになる。そして吸着パッド32は、電極箔111および112を押さえつけた状態で吸着動作を開始する。
Subsequently, as shown in FIG. 5B, the
その後、あらかじめ決められた切断線に沿ってレーザ照射部21からレーザ光を照射して、切断加工を行う。切断線の形状(レーザ照射軌跡)については後述する。
Thereafter, the
この段階では、切断終了後も引き続き吸着パッド32は、スクラップ120を吸着するとともにスクラップ120を台座14へ押さえつけたままである。
At this stage, the
その後、図6(a)に示すように、ステージ11を昇降機15により上に上げる。つまり、スクラップ120(第2部材)を押さえた状態で、その平面に直交する方向に、電極タブ101および102(第1部材)を上げるのである。これにより切断によりできた電極タブ101および102とスクラップ120が、お互いのバリ同士が引っ掛からずもとの電極箔111および112の平面に対して直交する方向に離れることになる。なお、図6(a)中のステージ11部分の破線はステージ11を上に上げる前の位置(図5の位置)を示している。
Thereafter, as shown in FIG. 6A, the
ステージ11を上昇させる移動量の上限は、切断不良によってスクラップ120部分が完全に離れていない場合でも電極タブ101または102とスクラップ120が千切れない程度の範囲内とする。この程度の移動量としておけば、電極タブ101および102がわずかに変形することはあっても、製品不良(電池本体に及ぶような不良)に至ることはない。
The upper limit of the amount of movement to raise the
一方、移動量の下限値は、電極タブ101および102が電極箔111および112の厚さに応じてスクラップ120から垂直な方向に抜ける程度移動させればよい。具体的には、電極箔111および112の厚さ程度まで上昇させただけで、電極タブ101および102と、スクラップ120を離すことができる。
On the other hand, the lower limit value of the moving amount may be moved so that the
ここで本実施形態では電池本体部分110の方を移動させているが、その理由を以下に説明する。
Here, in the present embodiment, the battery
電極タブ101および102(第1部材)は、製品(二次電池)の一部となるものであるが、もともと電池本体部分110から出ている電極箔(シート状部材)からレーザ切断によって切り出して形成しているものである。
The
この切り出しに際して、本実施形態では、不要部であるスクラップ120側を吸着パッド32によって押さえつけている。
At the time of this cutting, in this embodiment, the
そして切断直後の電極タブ101および102側は電池本体部分110に一体的に付着している。このため電極タブ101および102側は、製品全体としてスクラップ120よりも相対的に質量が重いものとなる。このため電池本体部分110を下から持ち上げた際に、電極タブ101および102とスクラップ120との間で摩擦力が生じても、スクラップ120を持ち上げるよりも大きな力を要する電池本体部分110を持ち上げる力を利用することで、容易にスクラップ120から離すことができる。
The
続いて、図6(b)に示すように、吸着パッド32を元の位置に戻す。このとき吸着パッド32は円弧状に移動する。したがって、スクラップ120は電池100の電極箔111および112に対して垂直上方に持ち上げられるのではなく、吸着パッド32が開く方向である、支点33の上方の方向に斜め(図示矢印b方向)に引き離されることになる。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the
そして、この吸着パッド32が押さえる位置から離れる動作の直後、制御部22が真空度を監視して、真空度の変化から、吸着パッド32からスクラップ120が外れていないか判断する。ここで、真空度の変化を検出した場合は吸着パッド32を停止させる。この真空度が変化する理由は、単純にスクラップ120が外れた場合も含まれるが、それ以外に、切断不良によってスクラップ120が完全に離れていない場合にも、吸着パッド32からスクラップ120になる部分が外れてしまうので、それにより切断不良が発生したことを検知できる。
And immediately after the operation | movement which leaves | separates from the position which this
スクラップ120を吸着パッド32が吸着する吸着力は、スクラップ120となった金属片を吸着すればよいだけであるので、それほど強いものでなくてよい。したがって、吸着パッド32の吸着力は、切断不良があって電極タブ101または102とスクラップ120が切断できていない場合に、スクラップ120が吸着パッド32から外れてしまう程度としておくことが好ましい。これにより、仮に切断不良があっても、吸着パッド32の移動により電極タブ101または102が変形したり、千切れたりせずに、吸着パッド32からスクラップ120が外れるようになる。
The adsorbing force with which the
なお、スクラップ120は、吸着パッド32がおおむね45度乃至90度開いたところで、吸着力を切ってスクラップ120を落下させて回収する。したがって、真空度の監視は、吸着パッド32の位置がこの回収位置でエアー吸引を止めるまで行えばよい。
Note that the
スクラップ120を除去した後は、電極タブ形成後の電池を搬送してステージ上から取り出すことになる。このため、搬送位置がレーザ切断加工のときよりも高い位置にある場合は、スクラップ120の除去後に、昇降機15を利用してさらに高い位置までステージ11を上げられるようにしておいてもよい。ただし、この場合でも、レーザ切断直後のスクラップ除去前の段階におけるステージ11の上昇量は、既に説明したように切断不良があった場合に備えてわずかなものとしておき、その後、切断不良がないと判断された場合に搬送位置の高さまで上昇させるようにする。
After the
次に、レーザ切断時の切断線(レーザ光の照射軌跡)について説明する。 Next, a cutting line (laser beam irradiation locus) at the time of laser cutting will be described.
図7は、電極箔へのレーザ光の照射軌跡となる切断線を説明するための電極箔部分の拡大平面図である。 FIG. 7 is an enlarged plan view of an electrode foil portion for explaining a cutting line that becomes an irradiation locus of laser light to the electrode foil.
レーザ光の照射軌跡となる切断線は、一筆書きでレーザ光が照射できるように設定している。すなわち図示するように、レーザ光の軌跡となる切断線は、経路aから開始して、経路b、c、d、eを通り抜けて行く(逆にeから開始して、d、c、b、aの順でもよい)。 The cutting line serving as the laser beam irradiation trajectory is set so that the laser beam can be irradiated with a single stroke. That is, as shown in the drawing, the cutting line that becomes the locus of the laser beam starts from the path a and passes through the paths b, c, d, e (conversely, starting from e, the d, c, b, a may be the order).
そして、スクラップ120を除去する際には、吸着パッド32によりスクラップ120を吸着して、吸着パッド32を円弧状に移動させて取り去っている。このため、平面視(電極箔を上から見たとき)において、吸着パッド32が描く円弧の軌跡と同じ方向の切断線の経路bおよびdは、電極タブ101とスクラップ120とのギャップ(切断部)が広がらない。このためそのままステージ11を上昇させずに、スクラップ120を除去しようとすると、バリ同士が擦れる方向に移動することになって、電極タブ側のバリとスクラップ側のバリが引っ掛かりやすいのである。
When the
そこで、本実施形態では、既に説明したように、レーザ光による切断後、吸着パッド32を押さえた位置から離す前に、ステージ11をわずかに上昇させて電極タブ101、102側を電極箔111、112の面に対して垂直な方向に移動させるのである。これにより、電極タブ101および102とスクラップ120は、相対的に電極箔111、112の面に対して垂直方向に移動して引き離される。このステージ11の上昇移動ではバリ同士の引っ掛かりが起きない。なおかつこのステージ11の上昇移動によって、電極タブ101および102とスクラップ120との間に摩擦力が生じても電池本体部分110を持ち上げる力を利用することで、電極タブ101、102とスクラップ120を完全に離すことができる。
Therefore, in the present embodiment, as already described, after cutting with the laser beam and before releasing the
その後は、スクラップ120を斜め方向に移動させたとしても、その時点では電極タブ101および102とスクラップ120は完全に離れているため、これら同士が引っ掛かることなく確実にスクラップ120を除去することができる。
Thereafter, even if the
なお、図7においては、正極タブ101となる電極箔111のみ示したが、負極タブ102となる電極箔112も同じ形状であるので、同様に切断線を設定すればよい。
In FIG. 7, only the
以上説明した本実施形態によれば以下の効果を奏する。 According to this embodiment described above, the following effects are obtained.
(1)レーザ光によって電極箔(シート状部材)を製品の一部として残る電極タブ(第1部材)と、不要部として切り離されるスクラップ(第2部材)に切断する。その後、電極タブを、スクラップよりも相対的に質量が重い製品全体ごと電極箔の面に直交する方向に移動させることとした。 (1) The electrode foil (sheet-like member) is cut by laser light into an electrode tab (first member) remaining as a part of the product and scrap (second member) cut off as an unnecessary part. Then, the electrode tab was moved in the direction orthogonal to the surface of the electrode foil for the entire product having a relatively higher mass than the scrap.
このように、確実に電極箔の面に垂直な方向に持ち上げることができるため、電極タブとスクラップのバリ同士が引っ掛からずに、これらを引き離すことができるようになる。さらに、電極タブとスクラップとの間で摩擦が生じても、スクラップを持ち上げるよりも大きな力を要する製品全体ごと持ち上げる力を利用することで、容易に引き離すことができる。そして、その後にスクラップを除去すれば、確実にスクラップを除去することができる。しかも、スクラップを除去する際には、その移動軌跡が斜め方向となっても、すでに電極タブとスクラップは切り離されているので、バリが引っ掛かるようなことはない。 Thus, since it can be surely lifted in a direction perpendicular to the surface of the electrode foil, the electrode tab and scrap burrs can be pulled apart without being caught. Furthermore, even if friction is generated between the electrode tab and the scrap, it can be easily pulled apart by using the lifting force of the entire product that requires a larger force than lifting the scrap. And if scrap is removed after that, scrap can be removed reliably. Moreover, when scrap is removed, even if the movement trajectory is oblique, the electrode tab and scrap are already separated, so that no burrs are caught.
(2)電極タブ(第1部材)とスクラップ(第2部材)を移動させる際の移動量は切断不良によって電極タブとスクラップが完全に切れていない場合であっても、電極タブとスクラップが千切れない範囲内とした。このため、仮に切断されていない場合でも、予定した切断線以外の部分で電極タブとなる側が千切れるような不良が発生しないようにできる。 (2) When the electrode tab (first member) and the scrap (second member) are moved, even if the electrode tab and the scrap are not completely cut due to defective cutting, the electrode tab and the scrap are thousand. It was within the range that could not be cut. For this reason, even when it is not cut | disconnected, it can prevent that the defect which the side used as an electrode tab cuts off in parts other than the scheduled cutting line does not generate | occur | produce.
(3)切断不良を判断することで、電極タブ(第1部材)とスクラップ(第2部材)とが切断されていないことを検知することができる。 (3) It can be detected that the electrode tab (first member) and the scrap (second member) are not cut by judging the cutting failure.
(4)スクラップ(第2部材)の除去に吸着パッドを用いて、その吸着圧が変化しない場合に電極タブとスクラップがうまく切断されているものとしたので、切断されているか否かを容易に判断することができる。 (4) Using the suction pad to remove scrap (second member), the electrode tab and scrap are assumed to have been cut well when the suction pressure does not change. Judgment can be made.
(5)レーザ切断を実行する前から、レーザ照射領域を除いて、スクラップ(第2部材)となる領域を押さえることとした。これにより電極箔(シート状部材)を平面に保った状態でレーザ光を照射することができるようになる。 (5) Before performing laser cutting, the region to be scrap (second member) is pressed down except for the laser irradiation region. Thereby, it becomes possible to irradiate the laser beam with the electrode foil (sheet-like member) kept flat.
(6)製品としての二次電池において、この二次電池(本体部分)から出ている電極箔(シート状部材)をレーザ光により切断することで、電極タブ(第1部材)とスクラップ(第2部材)に切り出す。この切断によって電極タブ(第1部材)側は製品全体としては二次電池そのものとなるのでスクラップ側よりも質量が重くなる。したがって、電極タブ側(すなわち二次電池本体側)を移動させることで、電極タブとスクラップとの間で摩擦が生じても、スクラップを持ち上げるよりも大きな力を要する製品全体ごと持ち上げる力を利用することで、電極タブとスクラップを確実に引き離すことができる。 (6) In the secondary battery as a product, the electrode tab (first member) and scrap (first member) are cut by cutting the electrode foil (sheet-like member) from the secondary battery (main body part) with a laser beam. 2 parts). By this cutting, the electrode tab (first member) side becomes a secondary battery itself as a whole product, so that the mass is heavier than the scrap side. Therefore, by moving the electrode tab side (that is, the secondary battery body side), even if friction occurs between the electrode tab and the scrap, the force that lifts the entire product that requires a larger force than lifting the scrap is used. Thus, the electrode tab and the scrap can be reliably pulled apart.
以上本発明を適用した実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、電極箔の面に直交する方向に、電極タブ側とスクラップと相対的に移動させればよく、スクラップを移動させても両方を移動させてもよい。 Although the embodiment to which the present invention is applied has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. That is, it is only necessary to move the electrode tab side and the scrap relative to each other in the direction orthogonal to the surface of the electrode foil, and the scrap may be moved or both may be moved.
上述した実施形態では、電池として一方の辺から2つの電極タブが引き出された形態を例に説明したが、このような形態の電池に限らず、たとえば、対向する2辺からそれぞれ電極タブが引き出された形態の電池においても適用可能である。 In the above-described embodiment, an example in which two electrode tabs are drawn from one side as a battery has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a battery. For example, electrode tabs are drawn from two opposite sides. The present invention can also be applied to a battery of a different form.
また、上述した実施形態では、電極箔の切断動作後、スクラップ側を押さえて、ステージを持ち上げ、電池の電極タブがスクラップに対して上に上がるようにしたが、これに代えてステージを下げて電池の電極タブ(第1部材)がスクラップ(第2部材)に対して下がるように動かしてもよい。そしてこの動作により、電極タブ(第1部材)がスクラップ(第2部材)に対して相対的に電極箔(シート状部材)の面と垂直な方向に移動することになり、実施形態で説明したものと同様の作用効果が得られる。 In the above-described embodiment, after the cutting operation of the electrode foil, the scrap side is pressed, the stage is lifted, and the electrode tab of the battery is raised upward with respect to the scrap. Instead, the stage is lowered. You may move so that the electrode tab (1st member) of a battery may fall with respect to a scrap (2nd member). By this operation, the electrode tab (first member) moves relative to the scrap (second member) in a direction perpendicular to the surface of the electrode foil (sheet-like member), which is described in the embodiment. The same effect as the above can be obtained.
スクラップ120に対する吸着パッド32の吸着位置は、図2に示したように、スクラップ120となる側全体を押さえることが好ましいが、これに代えて、スクラップの一部を押さえるようにしてもよい。
As shown in FIG. 2, the suction position of the
さらに、上述した実施形態は、切断対象であるシート状部材として、電池の電極タブ形状を形成することを例に説明したが、本発明は電池の電極タブ形成に限らず、さまざまなシート状部材のレーザ切断に応用することができる。たとえば、製品として全体がシート形状で、その一部が第1部材となる形状に切り出す場合にも適用できる。 Furthermore, although embodiment mentioned above demonstrated as an example forming the electrode tab shape of a battery as a sheet-like member which is a cutting | disconnection object, this invention is not limited to electrode tab formation of a battery, Various sheet-like members It can be applied to laser cutting. For example, the present invention can also be applied to a case where the entire product is a sheet shape and a part thereof is cut into a shape that becomes the first member.
また、切断線は、どのような形状を切り抜くものであってもよく、図7に示したしような、製品となる電極タブ(第1部材)側が矩形状で、不要部であるスクラップ(第2部材)側が凹形状となるものに限定されるものではない。たとえば、製品となる第1部材側が三角形、四角形などの多角形状、あるいは円や円弧形状で、不要部である第2部材側がそれに対応した形状となる場合や、単に第1部材と第2部材を直線的にまたは曲線的に切断する場合などにも適用可能である。 Further, the cutting line may be cut out in any shape. As shown in FIG. 7, the electrode tab (first member) side to be a product has a rectangular shape and scrap (second) which is an unnecessary part. The member) side is not limited to a concave shape. For example, when the first member side that is a product is a polygonal shape such as a triangle or a quadrangle, or a circle or arc shape, and the second member side that is an unnecessary part has a corresponding shape, or simply the first member and the second member The present invention can also be applied when cutting linearly or curvedly.
そのほか、本発明は特許請求の範囲に既定した構成を有するものであれば、ここに説明した以外の構成が付加されまたは一部が存在しない構成などであってもよく、さまざまな形態が本発明に含まれることはいうまでもない。 In addition, as long as the present invention has a configuration defined in the scope of claims, a configuration other than those described here may be added or a configuration may not exist, and various forms are possible. Needless to say, it is included in
1 レーザ切断装置、
11 ステージ、
12 レーザ照射装置、
13 スクラップ除去部、
14 台座、
15 昇降機、
21 レーザ照射部、
22 制御部、
25 アーム、
32 吸着パッド、
33 支点、
35 エアー吸引器、
36 真空度検出器、
100 電池、
101、102 電極タブ、
110 電池本体部分、
111、112 電極箔、
120 スクラップ
130 切断線。
1 Laser cutting device,
11 stages,
12 Laser irradiation device,
13 Scrap removal section,
14 pedestal,
15 Elevator,
21 Laser irradiation part,
22 control unit,
25 arms,
32 suction pads,
33 fulcrums,
35 Air aspirator,
36 Vacuum detector,
100 batteries,
101, 102 electrode tab,
110 Battery body part,
111, 112 electrode foil,
120
Claims (18)
前記第1部材と前記第2部材を前記シート状部材の平面に直交する方向に相対的に移動させて、前記第1部材と前記第2部材とを離す段階(b)と、
前記第2部材を除去する段階(c)と、
を有し、
前記段階(b)は、
前記第1部材を、前記第2部材よりも質量が重い前記製品ごと前記シート状部材の平面に直交する方向に移動させることを特徴とするレーザ切断方法。 Irradiating the sheet-like member with laser light and cutting it into a first member that becomes a part of the product and a second member that becomes an unnecessary part (a);
(B) separating the first member and the second member by relatively moving the first member and the second member in a direction orthogonal to the plane of the sheet-like member;
Removing the second member (c);
Have
Said step (b) comprises:
Wherein the first member, wherein a, Relais chromatography The cutting method to be moved in a direction perpendicular to the plane of the mass than the second member is heavy the product by the sheet member.
前記段階(d)は、前記第2部材を吸着している吸着圧が変化しない場合に前記第1部材と前記第2部材が離れていると判断することを特徴とする請求項3に記載のレーザ切断方法。 In the step (c), the second member is adsorbed and removed.
Said step (d) is as defined in claim 3, characterized in that it is determined that the suction pressure which is adsorbed the second member is apart the first member and the second member when no change Laser cutting method.
前記第1部材と前記第2部材を前記シート状部材の平面に直交する方向に相対的に移動させて、前記第1部材と前記第2部材とを離す移動手段と、
前記第2部材を除去する除去手段と、
を有し、
前記移動手段は、
前記第1部材を、前記第2部材よりも質量が重い前記製品ごと前記シート状部材の平面に直交する方向に移動させて前記第1部材を前記第2部材から離すことを特徴とする製品の製造装置。 Laser irradiation means for irradiating laser light for cutting the sheet-like member into a first member that is a part of the product and a second member that is an unnecessary part;
Moving means for relatively moving the first member and the second member in a direction perpendicular to the plane of the sheet-like member to separate the first member and the second member;
Removing means for removing the second member;
Have
The moving means is
Made the first member, you characterized by separating the second first member mass moves in a direction perpendicular to the plane of heavy said product by said sheet-like member than members from said second member Product manufacturing equipment.
前記切断状態判断手段は、吸着手段による前記第2部材の吸着圧が変化しない場合に前記第1部材と前記第2部材が離れていると判断することを特徴とする請求項9に記載の製品の製造装置。 The removing means has an adsorbing means for adsorbing and removing the second member;
The product according to claim 9 , wherein the cutting state determination unit determines that the first member and the second member are separated when an adsorption pressure of the second member by the adsorption unit does not change. Manufacturing equipment.
前記第1部材と前記第2部材を前記シート状部材の平面に直交する方向に相対的に移動させて、前記第1部材と前記第2部材とを離す段階(b)と、
前記第2部材を除去する段階(c)と、
を有し、
前記段階(b)は、
前記第1部材を、前記第2部材よりも質量が重い前記製品ごと前記シート状部材の平面に直交する方向に移動させることを特徴とする製品の製造方法。 Irradiating the sheet-like member with laser light and cutting it into a first member that becomes a part of the product and a second member that becomes an unnecessary part (a);
(B) separating the first member and the second member by relatively moving the first member and the second member in a direction orthogonal to the plane of the sheet-like member;
Removing the second member (c);
Have
Said step (b) comprises:
Wherein the first member, the manufacturing method of the products it and moving in a direction perpendicular to the plane of the mass than the second member is heavy the product by the sheet member.
前記段階(d)は、前記第2部材を吸着している吸着圧が変化しない場合に前記第1部材と前記第2部材が離れていると判断することを特徴とする請求項15に記載の製品の製造方法。 In the step (c), the second member is adsorbed and removed.
Said step (d) is as defined in claim 15, characterized in that it is determined that the suction pressure which is adsorbed the second member is apart the first member and the second member when no change Product manufacturing method.
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