KR0169860B1 - 배터리 제조공정의 소자이송시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동와인딩기를 통해 생성된 소자를 이송하고, 또 이 소자를 캔에 삽입하는 공정을 자동화한 배터리 제조공정의 소자이송시스템에 관한 것이다.

본 발명은 소자조립기를 통해 배출되는 지그를 상부위치로 이송하는 경사컨베어와, 상기 경사컨베어에서 출력단에 연결되어 지그를 버퍼링하는 버퍼장치와, 양측에는 수개의 자동와인딩기 밋 소자이재기가 마련되고 그 수에 해당되는 푸쉬장치 및 슈트장치를 구비한 지그공급용 상부컨베어, 및 상기 상부컨베어상의 지그를 슈트장치를 통해 공급받고, 소자를 지그에 삽입한후 버퍼장치를 통해 소자조립기로 이송하는 소자이송용 하부컨베어; 로 구성된 것이다.

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 제조공정의 소자 이송 시스템

본 발명은 배터리의 조립공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리조립공정에 있어서 자동와인딩기를 통해 생성된 소자를 이송하고, 캔에 삽입하여 다른 공정으로 이송하는 과정을 자동화한 배터리 제조공정의 소자이송시스템에 관한 것이다.

주지한 바와 같은 배터리는 카메라나 캠코더등에 사용되는 리튬배터리로서, 이와같은 배터리의 조립공정에 있어서, 와인딩하여 소자를 형성하고, 이를 캔에 삽입하는 종래의 공정이 제1도에 도시된다.

도시된 바와같이, 소자이송컨베어(3)의 양측에는 여러개의 와인딩기(1)가 설치되고, 각각의 와인딩기(1)에는 와인딩작업을 조작하는 작업자(2)가 있다. 또한, 상기 소자이송컨베어(3)의 목적지인 메인컨베어(5)의 일측에는 수개의 소자조립용 테이블(6)이 설치되고 여기에도 소자를 캔에 삽입하는 작업자(2)가 있다.

따라서, 작업자(2)가 수작업으로 재료(리튬 및 이산화망간 박판)를 잘라서 음극 및 양극 리드를 부착하고 실링테이프를 붙여서 상기 와인딩기(1)에 집어 넣으면 리튬 및 이산화망간박판이 와인딩되고 실링되고, 다시 작업자가 손으로 와인딩 완료된 소자(4)를 취출하여 소자이송컨베어(3)상에 올려주면, 상기 와인딩된 소자(4)는 소자이송컨베어(3)에 의해 메인컨베어(5)로 이송되고, 이 메인컨베어(5)상에서 이송되는 소자(4)를 소자조립용테이블(6)에 위치한 작업자(2)가 취출하여 배터리용 캔(7)에 삽입한 후, 다음공정으로 흘러가도록 소자조립공정과 그 다음 공정을 구분하기 위한 스토퍼(8)의 건너편 메인컨베어(5)상에 올려놓는다. 이에 소자가 삽입된 캔(9)은 다음공정으로 흘러가게 된다.

그러나, 이와같은 종래의 공정은 와인딩기(1)에 재료를 제작하여 집어넣어주고, 또, 와인딩이 완료되면 소자를 취출하는 과정을 모두 작업자가 손수함으로써 제품불량률이 다량으로 발생한다. 종래의 제품불량률은 생산량의 약13%나 차지하며, 특히 불량요인으로는 와인딩된 소자의 크기불균일과, 음극 및 양극 플레이트간의 쇼트현상이 대부분을 차지한다.

또한, 작업자체가 위험성을 내포하고 있을 뿐 아니라, 작업속도가 느리며 작업인력이 필요하므로 인해 생산비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 발명된 것으로써, 그 목적은 배터리제조공정의 자동화를 위하여 와인딩된 소자를 취출하여 소자조립기까지 자동으로 이송시키는 배터리제조공정의 소자이송시스템을 제공함에 있다.

제1도는 종래의 배터리 조립공정의 와인딩공정 및 와인딩공정과 소자이송시스템을 나타내는 구성도이다.

제2도는 본 발명에 따른 배터리제조공정의 소자이송시스템의 구성도로서 (a)는 상부컨베어, (b)는 하부컨베어를 나타낸다.

제3도의 (a),(b)는 제2도의 경사컨베어를, (c)는 슈트장치를 나타내는 도면이다.

제4도는 본 발명에 의한 소자이송시스템의 제어구성을 보이는 블럭도이다.

제5도는 (a)∼(c)는 본 발명에 의한 소자이송시스템의 제어 수순이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 소자 12 : 지그

10 : 소자조립기 20 : 컨베어

30 : 경사컨베어 40,40A : 버퍼장치

50 : 지그공급컨베어 60 : 자동와인딩기

70,72,73 : 제1,2,3푸쉬장치 71 : 스토퍼

80 : 슈트장치 50A : 소자이송컨베어

100 : 지그공급부 200 : 컨베어구동부

300 : 버퍼부 400 : 주제어부

500 : 슈트부 600 : 푸쉬부

700 : 소자삽입부 800 : 소자이재기

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 와인딩된 소자를 소자조립기로 자동 이송시키는 배터리 제조공정의 소자이송이스템에 있어서,

소자조립기로부터 배출되는 소자운반용 빈 지그를 상부위치로 이송하는 경사컨베어와,

상기 경사컨베어의 상측출력단에 연결되어 이송되온 지그를 버퍼링하는 버퍼장치와,

상기 버퍼장치의 출구측에 연결되며 그 양측에는 다수의 자동와인딩기가 설치되는지 그공급컨베어와,

상기 지그공급컨베어와 평행하게 그 하부에 설치되며 그 양측에 자동와인딩기에서 받은 소자를 지그에 삽입시키는 다수의 소자이재기가 설치되어 소자가 삽입된 지그를 소자조립기로 이송하는 소자이송컨베어와,

상기 자동와인딩기와 동일한 수로 지그공급컨베어의 지그를 소자이송컨베어로 보내는 다수의 슈트장치와,

지그공급컨베어상에서 이송되는 지그를 세워서 슈트장치로, 슈트장치에서 소자이송컨베어의 소자이재위치로 삽입시키는 푸쉬장치와,

상기 소자이송컨베어에 구비되며 소자가 삽입된 지그를 버퍼링하는 버퍼장치와,

소자조립기로부터 배출된 빈 지그를 지그공급컨베어로 이송하고 지그공급컨베어상의 지그를 다수의 슈트장치로 삽입시키며 슈트장치에서 배출된 지그를 소자이재위치에 위치시킨 후, 소자가 삽입된 지그를 소자이송컨베어를 통해 소자조립기로 이송하도록 상기 지그공급컨베어와 경사컨베어와 소자이송컨베어 및 푸쉬장치 및 버퍼장치의 구동을 제어하는 주제어부를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 소자이송시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명 한다.

제2도는 본 발명에 따른 배터리 제조공정의 소자이송시스템 구성도로서, (a)는 빈 지그를 소자이재기로 이송하는 상부컨베어부이고, (b)는 상부컨베어로 이송된 지그에 와인딩된 소자를 담아 조립기로 이송하는 하부컨베어부를 나타낸다.

10은 소자조립기로서 지그(12)에 담겨 운반된 와인딩된 소자(11)를 취출하여 캔에 삽입하여 조립하는 자동화기기이고, 또한, 60은 자동와인딩기로서 박판을 자동으로 와인딩하는 자동화기기이며, 이들은 본 발명에 속하는 것이 아니므로 그 동작이나 구성의 상세 설명은 생략한다.

먼저, 상부컨베어를 살펴보면, 소자조립기(10)로부터 배출되는 소자를 담아 운반하는 빈 지그(12)는 컨베어(20)를 통해 경사컨베어(30)로 유입되며, 상기 경사컨베어(30)는 유입된 지그(12)를 상부위치로 이동시키게 된다.

상기 경사컨베어(30)큰 제3도의 (a),(b)에 도시된 바와같이 상측의 버퍼장치(40)와 소자조립기(10)의 지그배출측에 연결된 하측의 컨베어(20)를 연결하는 것으로 경사진 타이밍벨트(31)를 모터(32)의 구동으로 회전시켜 그 내부에 위치하는 빈지그(12)를 상부로 이송시키게 된다.

40은 버퍼장치로, 상기 경사컨베어(30)의 출측에 연결되어 상기 경사컨베어(30)를 통해 유입되는 지그(12)를 버퍼링하여 지그공급컨베어(50)로 공급시켜준다.

그리고, 상기 지그공급컨베어(50)의 양측에는 수 개의 자동와인딩기(60)와 와인딩된 소자를 취출하여 지그에 담는 각각의 소자이재기(도시생략)가 설치구성된다. 또한, 상기 지그공급컨베어(50)에는 상기 자동와인딩기(60)의 수와 동일한 수의 푸쉬장치(70)와, 이에 대향하는 슈트장치(80)가 각각의 자동와인딩기(60)의 소자 배출구에 대응하는 위치에 구비된 스토퍼(71)에 앞측에 서로 대응하도록 형성된다.

상기 슈트장치(80)는 하부컨베어(50A)와 연결되는데, 이를 제3도의 (c)를 통해 살펴보면, 상부컨베어(50)에는 제1푸쉬장치(70)가 마련되어 상부컨베어(50)에서 스토퍼(71)에 의해 정지된 지그(12)를 밀어서 지그공급컨베어(50)와 소자이송컨베어(50A)를 연결하는 슈트장치(80)에 삽입하면 이 지그(12)는 소자이송컨베어(50A)에 연결된 슈트장치(80)에 차곡히 적재된다. 이때 소자이송컨베어(50A)에 마련된 제2푸쉬장치(72)가 동작하여 슈트장치(80)의 하부로 배출된 지그(12)를 소자이재위치로 밀고, 이때 소자이재기(미도시)가 자동와인딩기(60)로부터 배출되는 와인딩된 소자(11)를 취출하여 빈지그(12)에 삽입하게 된다. 여기에서, 소자이재기는 본 발명의 출원인이 출원한 특허출원번호 95-32644호(1995년 9월 29일 출원)에 개시되어 있으며 그 상세한 구성이나 설명은 생략한다.

이렇게 소자이재기에 의해 소자이재동작이 완료되면, 소자(11)가 삽입된 지그(12)를 제3푸쉬장치(73)가 소자이송컨베어(50A)상으로 밀고, 이에 소자(11)가 삽입된 지그(12)는 소자이송컨베어(50A)에 의해 소자조립기(10)측으로 이송된다. 여기에서, 81은 슈트장치(80)의 지그삽입상한위치까지 지그(12)가 삽입되었는지를 감지하는 센서이고, 82는 슈트장치(80)의 하측에 삽입된 하한지그(12)를 감지하는 센서다.

한편, 제2도의 (b)에 도시된 하부컨베어부에서, 소자이송컨베어(50A)는 소자(11)가 삽입된 지그(12)가 공급되면 이를 버퍼장치(40.4)로 이송하고, 상기 버퍼장치(40A)는 소자가 삽입된 다수의 지그를 버퍼링하여 소자조립기(10)에 차례로 이송시키도록 구성된다.

제4도는 본 발명에 의한 소자이송시스템의 제어구성을 보이는 블럭구성도로서, 100은 지그공급부로 지그감지센서를 통해 지그공급여부를 감지하여 그에 따른 신호를 주제어부(400)로 전송한다.

200은 컨베이어구동부로 상기 주제어부(400)의 제어출력에 의해 지그공급컨베어(50) 또는 소자이송컨베어(50A) 및 경사컨베어(30)를 구동시킨다.

300은 버퍼부로, 상기 주제어부(400)의 출력에 의해 버퍼장치(40, 40A)를 제어하여 유입된 지그를 버퍼링한다.

400은 주제어부로, 본 장치의 전체동작을 제어한다.

500은 슈트부로서 슈트에 삽입된 지그의 위치를 감지하여(도3의 (c)의 센서 81, 82) 상기 주체어부(400)로 전송한다.

600은 푸쉬부로 각종 푸쉬장치(770, 72, 73)를 구동시킨다.

700은 소자삽입부로서, 소자가 지그에 삽입된 여부등을 감지하여 소자이재기(800)로 전송하여 준다.

제5도의 (a)∼(c)는 본 발명에 의한 소자이송시스템의 제어수순으로, 이를 참조하여 본 발명의 동작을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 소자조립기(10)에서 빈지그(12)가 배출되어 컨베어(20)로 이송되면(스텝S1), 미도시된 센서를 통해 지그공급컨베어(50)상에 지그(12)가 가득차 있는 상태인가를 판별한다(스텝S2). 여기서, 지그공급컨베어(50)상에 지그(12)가 가득찬 상태라면 경사컨베어(30)의 작동을 중지시킨다(스텝 S3). 그리고 버퍼장치(40)에 지그가 가득차 있는가를 판별하여(스텝S4), 가득찬 경우에는 버퍼장치(40)의 동작을 중지시키고, 그렇지 않은 경우에는 버퍼기능을 계속 수행하도록 한다(스텝S5).

그러나, 상기 스텝S2에서 지그컨베어(50)상에 지그(12)가 가득차 있지 않다고 판별되면 경사컨베어(30)로 지그(12)를 로딩하여 지그공급컨베어(50)로 이송시킨다(스텝S7, S8).

그리고, 제1푸쉬장치(70)에 마련된 센서에 의해 지그(12)가 감지되는가를 판별한다(스텝S9). 여기서 지그(12)가 감지되면, 스토퍼(71)로 지그(12)를 정지시키고, 슈트장치(80)의 상한위치에 지그(12)가 감지되는가를 판별한다(스텝S10). 여기서 슈트장치(80)의 상한 위치에 지그가 감지되면 스토퍼(71)를 해제하여 지그공급컨베어(50)상에서 지그를 통과시킨다(스텝S11). 상기와 같이 통과된 지크는 다음에 위치한 제2푸쉬장치(70)에서 감지되어 해당 슈트장치(80)로 입가된다.

그러나 상기 스텝(S10)에서 슈트(80)의 상한위치에 지그가 감지되지 않으면 제1푸쉬장치(70)를 구동하여 지그공급컨베어(50)상의 지그를 슈트장치(80)에 삽입한다(스텝S12). 그리고 제1푸쉬장치(70)를 원위치시킨다.

그리고, 상기 슈트장치(80)의 하한위치에 지그가 감지되는 가를 판단한다(스텝S14). 여기서 지그가 감지되면 제2푸쉬장치(72)를 구동시켜 지그를 소자삽입위치로 이동시켜준다(스텝S15). 이때, 소자삽입위치에 지그가 감지되는가를 판별하여 지그가 없는 경우에는 에러처리하여 경광등을 점등하고, 부저를 구동시킨다(스텝 S16,S17).

그러나, 지그가 감지되는 경우에는 다시 소자가 미삽된 빈 지그인가를 판별하여 빈지그가 아닌 경우에는 에러처리하여 경광등을 점등하고, 부저를 구동시킨다(스텝S18,S19).

여기에서, 빈 지그가 소자삽입위치로 이송된 경우에는 소자이재기(800)로 지그위치 세팅완료신호를 전송한다(스텝S20). 이에 소자이재기(800)는 자동와인딩기에서 생성된 소자를 취출하여 상기 지그에 삽입한다(스텝S21). 여기서도 소자의 정상삽입여부를 검출하여 소자의 정상삽입이 아닌 경우에는 에러처리하여 경광등을 점등하고, 부저를 구동시킨다(스텝S22∼S24).

상기 스텝S23에서 소자가 정상적으로 삽입되었음이 감지되면, 주제어부(400)는 제3푸쉬장치(73)를 구동하여 지그(12)를 소자이송컨베어(50A)로 로딩한다(스텝S25).

이렇게 해서 소장이송컨베어(50A)상에 로딩된 소자삽입지그는 버퍼장치(40A)를 거쳐 소자조립기(10)로 이송되고, 소자조립기(10)는 지그에 실려온 소자를 취출하여 배터리 캔에 삽입하여 조립하고, 소자가 취출된 지그는 배출되어 상술한 컨베어(20), 경사컨베어(30), 버퍼장치(40) 및 지그공급컨베어(50)로 다시 이송된다(스텝 S26 ∼S28).

이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경과 개조가 가능하다.

이상에서와 같이, 본 발명은 배터리의 제조공정에 있어서, 와인딩된 소자를 소자조립기로 이송하는 공정을 자동화함으로서 종래 작업자가 손으로 취출작업하던 종래에 비하여 작업인원을 감소시키며, 그에 따라 배터리 제조공정의 자동화를 가능케하여 불량률을 줄일 수 있어, 결과적으로 생산성을 향상시키고, 생산비용을 절감할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (4)

1. 와인딩된 소자를 소자조립기로 자동 이송시키는 배터리 제조공정의 소자이송시스템에 있어서, 소자조립기로부터 배출되는 소자운반용 빈 지그를 상부위치로 이송하는 경사컨베어와, 상기 경사컨베어의 상측출력단에 연결되어 이송되온 지그를 버퍼링하는 버퍼장치와, 상기 버퍼장치의 출구측에 연결되며 그 양측에는 다수의 자동와인딩기가 설치되는 지그공급컨베어와, 상기 지그공급컨베어와 평행하게 그 하부에 설치되며 그 양측에 자동와인딩기에서 받은 소자를 지그에 삽입시키는 다수의 소자이재기가 설치되어 소자가 삽입된 지그를 소자조립기로 이송하는 소자이송컨베어와, 상기 자동와인딩기와 동일한 수로 지그공급컨베어의 지그를 소자이송컨베어로 보내는 다수의 슈트장치와, 지그공급컨베어상에서 이송되는 지그를 세워서 슈트장치로, 슈트장치에서 소자이송컨베어의 소자이재위치로 삽입시키는 푸쉬장치와, 상기 소자이송컨베어에 구비되며 소자가 삽입된 지그를 버퍼링하는 버퍼장치와, 소자조립기로부터 배출된 빈 지그를 지그공급컨베어로 이송하고 지그공급컨베어상의 지그를 다수의 슈트장치로 삽입시키며 슈트장치에서 배출된 지그를 소자 이재위치에 위치시킨 후, 소자가 삽입된 지그를 소자이송컨베어를 통해 소자조립기로 이송하도록 상기 지그공급컨베어와 경사컨베어와 소자이송컨베어 및 푸쉬장치 및 버퍼장치의 구동을 제어하는 주제어부를 구비함을 특징으로 하는 배터리 제조공정의 소자이송시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사컨베어는 지그를 이송하는 타이밍벨트임을 특징으로 하는 배터리제조공정의 소자이송시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 푸쉬장치는 지그공급컨베어상의 슈트장치설치 위치에 설치되어 이송중인 지그를 세우는 스토퍼와, 상기 스토퍼에 의해 세워진 지그를 슈트장치로 삽입시키는 제1푸쉬장치와, 상기 슈트장치의 하단부로 배출되는 지그를 소재이재위치로 밀어넣는 제2푸쉬장치와, 상기 소재이재위치에서 소자가 삽입된 소자를 소자이송컨베어로 배출시키는 제3푸쉬장치로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 제준공정의 소자이송시스템.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 배터리 제조공정의 소자이송시스텡은 슈트장치의 상한위치에서 지그존재여부를 검출하는 상한센서와, 슈트장치의 하단에 설치되어 지그배출여부를 검출하는 하한센서를 구비하고, 상기 주제어부는 제1푸쉬장치까치 지그가 이송되면 스토퍼를 구동시켜 지그를 정지시키고 제1푸쉬장치를 구동시켜 해당 지그를 슈트장치로 삽입시키도록 하다가, 상한센서에 의해 슈트장치의 상한 까지 지그가 존재한다고 검출되면 지그공급컨베어상의 지그가 그 슈트장치를 그대로 통과하도록 푸쉬장치의 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 제조공정의 소자이송시스템.