KR0169858B1

KR0169858B1 - 배터리 조립공정의 소자이송장치

Info

Publication number: KR0169858B1
Application number: KR1019950043554A
Authority: KR
Inventors: 편도선
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1998-12-01
Also published as: KR970030989A

Abstract

본 발명은 와인딩작업으로 소자를 자동 생성하고, 이 소자를 캔에 삽입하기 위해 이송되는 공정을 자동화한 배터리 조립공정의 소자이송장치에 관한 것이다.

본 발명은 소자가 삽입된 지그를 이송시키는 주컨베어와, 상기 주컨베어의 양측에 다수개 설치되어 소자를 생성하는 자동와인딩기와, 상기 주컨베어와 하부컨베어 사이를 이동하여 소자 및 소자가 삽입된 지그를 이재하는 다수개의 이재장치와, 상기 주컨베어의 일측에 마련되어 소자가 삽입된 지그를 버퍼링하는 버퍼장치와, 상기 버퍼장치를 통해 배출되는 지그로 배터리를 조립하고 빈지그를 배출하는 소자조립기와, 상기 소자조립기에서 배출되는 빈지그를 하부컨베어로 이송하기 위한 경사슈트와, 상기 경사슈트를 통해 유입되는 빈지그를 이송시키는 하부컨베어를 포함하여된다.

따라서, 본 발명은 배터리의 제조공정에 있어서, 소자 와인딩과, 와인딩된 소자를 소자조립기로 이송하는 모든 공정을 자동화함으로서 종래에 비하여 작업인원을 감소시키며, 그에 따른 불량률을 줄일 수 있어, 결과적으로 생산성을 향상시키고, 생산비용을 절감할 수 있는 유용한 발명이다.

Description

배터리 조립공정의 소자이송장치

제1도는 배터리의 일반적인 조립 구조를 도시한 것으로,

(a)는 소자 와인딩시를,

(b)는 와인딩이 완료된 소자를,

(c)는 캔에 소자가 삽입된 구성도이다.

제2도는 종래의 배터리 조립공정의 와인딩공정을 나타내는 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 배터리 조립공정의 소자이송장치를 나타내는 구성도.

제4도의 (a)는 제3도의 요부 측면 구성도.

(b)는 지그슈트의 구성도.

(c)는 (b)의 평면 구성도.

(d)는 이재장치의 구성도.

(e)는 (d)의 핑거동작 구성도이다.

제5도는 본 발명에 의한 배터리 조립공정의 소자이송장치의 회로 블럭도.

제6도의 (a)(b)는 본 발명에 의한 제어 수순이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 소자 4 : 캔

B : 소자가 삽입된 지그 Z : 빈지그

10 : 주컨베어 20 : 자동와인딩기

30 : 이재장치 31 : 위치결정실린더

32, S3 : 위치감지센서 33, S2 : 풀감지센서

34 : 주센서 35 : 지그슈트

40 : 버퍼장치 50 : 소자조립기

60 : 경사슈트 70 : 하부컨베어

S1,S2 : 실린더센서 35a : 지그푸쉬센서

30a : 실린더 30b : 로타리액츄에이트

30c : 핑거 100 : 컨트롤러

110 : 위치결정푸쉬부 120 : 지그푸쉬부

본 발명은 배터리의 조립 공정의 소자이송장치에 관한 것으로, 이는 특히 와인딩작업으로 소자를 자동 형성하고, 상기 소자를 캔내부에 삽입하기 위해 이송되는 공정을 자동화한 배터리 조립공정의 소자이송장치에 관한 것이다.

주지한 바와 같은 배터리는 특히, 카메라등에 사용되는 리튬배터리로서, 그 제조공정을 살펴보면, 제1도에 도시된 바와 같이, 리튬 및 이산화망간(MnO₂)의 박판(1)을 잘라서 음극(-) 및 양극(+) 리이드(2)(2)를 부착하고 실링테이프를 양면에 붙인다. 이와같이 된 것을 와인딩기를 통해 제1도의 (a)(b)와 같이 와인딩하여 소자(3)를 형성하고, 이 소자(3)를 제1도의 (c)와 같이 배터리용 캔(4)에 삽입한다.

그리고, 상기와 같이 소자(3)가 삽입된 캔(4)에 전해액을 주입한후 캡(cap)을 씌움으로서 배터리의 조립을 완료하게 된다.

상기와 같은 종래의 배터리의 조립 공정에 있어서, 와인딩하여 소자(3)를 형성하고, 이를 캔(4)에 삽입하는 종래의 공정을 제2도에 도시한다. 즉, 소자이송컨베어(5)의 양측에는 다수의 와인딩기(7~10)가 설치되고, 상기 와인딩기(7~10)에는 이를 조작하는 작업자(13)가 있다. 또한 메인컨베어(6)의 일측에는 수개의 소자조립용테이블(11,12)이 설치되고, 이를 조작하는 별도의 작업자(13)가 있다. 따라서 작업자(13)가 수작업으로 와인딩기(7~10)에 재료(리튬 및 이산화망간 박판)을 잘라서 음극 및 양극 리드를 부착하고 실링테이프를 붙여서 상기 와인딩기에 집어 넣으면 리튬 및 이산화망간이 와인딩되어 실링되고, 재차 작업자가 손으로 와인딩된 소자(3)를 취출하여 소자이송컨베어(5)상에 올려놓게 된다. 상기 소자(3)는 메인컨베어(6)에 실려 다음공정인 소자조립공정으로 이송되면 작업자가 취출하여 배터리용 캔(4)에 삽입시켜 다음공정으로 흘러가도록 스토퍼(15)의 건너편 메인컨베어(6)상에 올려 놓는다. 이때 소자(3)가 삽입된 캔(4)는 가이드(14)에 의해 원활하게 이송토록 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 공정은 작업자가 수작업으로 와인딩기(7~10)에 재료를 제작하여 집어 넣어주고 소자 와인딩이 완료되면 취출을 작업자가 함으로서 제품불량률이 다량으로 발생한다. 이러한 제품불량률은 약 13%나 차지하며, 특히 와인딩된 소자의 크기의 불균일과, 음극 및 양극 플레이트간의 쇼트현상이 대부분을 차지하게 된다. 또한, 작업자체가 위험성을 내포하고 있을뿐 아니라, 작업속도가 느리며 작업 인력이 필요하므로 인해 생산비용이 증가하게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은 소자를 자동으로 와인딩 하고, 상기 와인딩된 소자를 자동으로 취출하여 소자용지그에 삽입한후 소자의 조립장비가 있는 위치까지 자동으로 이송시키는 배터리 조립공정의 소자이송장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소자가 삽입된 지그를 이송시키는 주컨베어와, 상기 주컨베어의 양측에 다수개 설치되어 소자를 생성하는 자동와인딩기와, 상기 주컨베어와 하부컨베어 사이를 이동하여 소자 및 소자가 삽입된 지그를 이재하는 다수개의 이재장치와, 상기 주컨베어의 일측에 마련되어 소자가 삽입된 지그를 버퍼링하는 버퍼장치와, 상기 버퍼장치를 통해 배출되는 지그로 배터리를 조립하고 빈지그를 배출하는 소자조립기와, 상기 소자조립기에서 배출되는 빈지그를 하부컨베어로 이송하기 위한 경사슈트와, 상기 경사슈트를 통해 유입되는 빈지그를 이송시키는 하부컨베어를 포함하여된 특징이 있다.

이하 본 발명에 따른 배터리 조립공정의 소자이송장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

제3도는 본 발명에 따른 배터리 조립공정의 소자이송장치를 나타내는 구성도로서, 부호 10은 주컨베어이고, 이 주컨베어(10)의 양측에는 다수개의 자동와인딩기(20)가 서로 엇갈리도록 설치되고, 상기 자동와인딩기(20) 전면에는 각각의 이재장치(30)가 구성된다. 또한, 상기 주컨베어(10)의 각부에는 주센서(34)가 설치된다. 또한, 상기 주컨베어(10)를 이송토록 흐르는 소자가 삽입된 지그(B)는 버퍼링동작을 수행하는 버퍼장치(40)로 이송되고, 상기 버퍼장치(40)를 통해 지그(B)는 소자조립기(50)로 이송되어 소자는 취출된 후 배터리용 캔에 삽입되어 다음 배터리제조공정으로 이송되고, 소자가 제거된 빈지그(Z)는 다시 흘러 나와 경사슈트(60)를 통해 하부컨베어(70)로 이송된다.

상기 하부컨베어(70)는 상기 주컨베어(10)와 병렬로 설치된다. 또한, 상기 하부컨베어(70)에는 제4도의 (a)에서와 같이, 다수개의 하부센서(71)가 설치되고, 상기 하부컨베어(70)의 각각의 소정부위에는 제4도의 (b)(c)와 같이 지그슈트(35)가 구성되어 하부컨베어(70)를 이송하는 빈지그(Z)가 하부센서(71)를 통해 감지되면 지그푸쉬실린더(35a)가 동작하여 하부컨베어(70)상의 지그(Z)를 지그슈트(35)로 밀도록 구성되며, 상기 지그슈트(35)에 유입된 지그(Z)는 경사부를 통해 미끄러져 내려온다. 이때 상기 지그슈트(35)의 하단 측면에 설치된 위치결정실린더(31)가 동작하여 지그(Z)를 일정거리 이격시킨다. 이렇게 해서 이동된 지그(Z)의 위치에 소자가 삽입되고 지그(Z)가 이재되는 위치이다. 상기 지그슈트(35)의 상부에 설치되는 풀감지센서(S2)는 지그(Z)가 지그슈트(35)에 가득 적재된 상태를 감지하는 센서이고, 상기 지그슈트(35)의 하부에 설치되는 위치감지센서(S3)는 지그(Z)가 정확한 이재위치에 있는가를 감지하는 센서이다.

또한, 센서(S1,S4)는 실린더(35a)(31)의 최대동작위치를 감지하는 센서이다. 그리고, 제4도의 (d)(e)는 이재장치(30)를 나타낸 것으로, 소정 횡간을 좌우로, 또한 2단 상하로 이동하는 실린더(30a)와, 상기 실린더(30a)의 하부에 설치되어 회전제어되고 핑거(30c)를 동작시키는 로타리 액츄에이터(30b)와, 상기 로타리액츄에이터(30b)의 제어에 의해 소자(3) 또는 빈지그(Z)를 취출하는 핑거(30c)로 구성된다. 상기 핑거(30c)의 작용을 설명하면, 이재장치(30)는 자동와인딩기(20)에서 생성완료된 소자(3)를 핑거(30c)의 중간턱(f1)을 이용하여 취출하고, 이렇게 취출한 상태에서 이동하여 하부컨베어(70)의 지그슈트(35) 하부에 고정위치한 지그(Z)를 핑거(30c)의 단턱(f2)를 이용하여 집는다. 이때 중간턱(f1)이 벌어지면서 고정된 소자(3)가 지그(Z)의 내부로 삽입된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 보다 상세한 동작을 제6도의 (a)(b)에 걸여 도시된 제어 수순을 참조하여 설명한다.

먼저, 소자조립기(50)에서 소자가 취출된 빈지그(Z)가 배출(스텝 200) 된 후, 상기 배출된 빈지그(Z)는 제4도(a)에서와 같이, 경사슈트(60)를 통하여 하부컨베어(70)로 이송(스텝 201)토록 되며, 이때, 하부컨베어(70)에 마련된 지그슈트(35)의 풀(full)감지센서(S2)는 지그(Z)가 지그슈트(35)에 가득 적재되었는지를 판별한다(스텝 202).

여기서 지그(Z)가 가득 적재되어 있지 않고 그 위치의 하부센서(71)에 의해 이송되는 지그(Z)가 감지되면 지그푸쉬실린더(35a)의 푸쉬 동작에 의해 하부컨베어(70)에 위치된 지그(Z)를 제4도의 (b)에서와 같이 지그슈트(35)로 밀어넣게(스텝 203)되며, 이때 상기 스텝 (202)에서 지그슈트(35)에 지그(Z)가 가득(full) 찬 상태로 감지되면 상기 지그(Z)를 통과시켜 그 다음 지그슈트(35)로 이송시키게 된다(스텝 204). 그리고 상기 지그슈트(35)의 위치감지센서(S3)에 지그(Z)가 감지되는가를 판별한다(스텝 205). 여기서 빈지그(Z)가 감지되지 아니하면 제4도의 (c)에서와 같이, 위치결정실린더(S1)가 동작되어 지그(Z)를 일정거리 밀어주어 일정한 위치로 고정되도록 하여준다(스텝 206). 이와같은 상태에서 그 위치의 자동와인딩기(20)가 소자권선완료신호를 이재장치(30)로 전송한다(스텝 207).

한편, 제4도의 (d)에서와 같이 소자이재장치(30)의 실린더(30a)작동에 의해 핑거(30c)가 동작하여 자동와인딩기(20)에서 전극이 와인딩된 소자(3)를 취출(스텝 208)한 후, 지그슈트(35)에 빈지그(Z)의 위치가 결정완료되었는지를 센서(S3)를 통해 판별한후, 이재장치(30)의 실린더(30a)를 하부컨베어(70)로 하강시키고 로타리 액츄에이트(30b)를 구동하여 핑거(30c)에 고정된 소자(3)를 빈지그(Z)에 삽입하는 동시에 상기 지그(Z)를 취출하여 주컨베어(10)로 이송하게 된다. 이때 주컨베어(10)상의 주센서(34)를 이용하여 주컨베어(10)상을 흐르는 소자가 삽입된 지그(B)와 충돌하지 않는지를 판별한다(스텝 209~213).

상기 스텝(213)에서 지그(B)가 감지되지 않는다면 소자지그(B)를 주컨베어(10)상에 이재완료한다(스텝 214). 상기 주컨베어(10)상에 놓여진 지그(B)는 컨베어를 타고 제3도와 같이 버퍼장치(40)로 유입된다(스텝 215). 상기 버퍼장치(40)에서 배출된 지그(B)는 재차 소자조립기(50)로 유입되고, 상기 소자조립기(50)는 빈지그(Z)를 다시 배출(스텝 216)하여 소자(3)의 삽입을 통해 하부컨베이어(70)로 이송되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명의 배터리 조립공정의 소자 이송장치에 의하면 와인딩된 소자를 지그에 삽입한 후 소자조립기로 자동적으로 이송토록 하며, 소자이송의 자동화 작업에 의해 작업인원을 감소시키면서도, 작업성 및 생산성을 향상시킴은 물론, 균일한 품질의 제품을 얻으면서, 불량률을 감소시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다.

Claims

소자가 삽입된 지그(B)를 이송시키는 주컨베어(10) 양측으로 다수의 자동와인딩기(20)가 서로 엇갈려 설치되며, 상기 와인딩기(20) 전면으로 설치되는 이재장치(30)에 소정횡간을 좌우 및 상하로 이동하는 실린더(30a)가 설치되며, 상기 실린더(30a) 하부에는 로타리 액츄에이터(30b)가 설치되어 그 하측으로 핑거(30c)가 연설되어 소자 및 빈지그(Z)를 취출토록 되고, 상기 주컨베이어(10)의 일측으로 소자가 삽입된 지그(B)를 소자조립기(50)로 이송토록 버퍼장치(40)가 설치되고, 상기 소자조립기(50) 일측으로 빈지그(Z)를 하부 컨베어(70)로 이송하는 경사슈트(60)가 설치되는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 배터리 조립공정의 소자이송장치.
제1항에 있어서, 상기 주컨베어(10) 상에는, 핑거(30c)로서 소자가 삽입된 지그(B)가 이재되는 위치에 지그의 유무를 검출하는 다수개의 센서(34)가 설치됨을 특징으로 하는 배터리 조립공정의 소자이송장치.
제1항에 있어서, 상기 하부컨베어(70)상에는, 이송되는 빈지그(Z)를 감지하는 다수개의 센서를 구비하여된 것을 특징으로 하는 배터리 조립공정의 소자이송장치.
제1항에 있어서, 상기 하부컨베어(70)의 일측에는 다수개의 지그슈트(35)가 설치됨을 특징으로 하는 배터리 조립공정의 소자이송장치.
제4항에 있어서, 상기 지그슈트(35)는 일정한 경사부가 형성되며, 이에 지그가 가득 적재된 상태를 감지하는 풀감지센서(S2) 및 지그(Z)의 이재 위치 감지센서(S3)가 설치되며, 상기 하부컨베어(70)상의 지그(Z)를 상기 지그슈트(35)로 강제 유입토록 일측으로 지그푸쉬실린더(35a); 및 지그를 이재위치로 고정시켜주는 위치결정실린더(31)가 설치된 것을 특징으로 하는 배터리 조립공정의 소자이송장치.