KR101265196B1 - Manufacturing apparatus for secondary cell - Google Patents

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이지용
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Abstract

2차 전지 제조장치는 자재를 와인딩하는 드라이브 모터, 상기 자재를 언와인딩하는 언와인드 모터, 상기 드라이브 모터에 의한 와인딩 속도와 상기 언와인드 모터에 의한 언와인딩 속도 차이를 완충하여 상기 자재에 가해지는 장력이 일정하게 유지되도록 하는 댄서 유닛, 및 상기 댄서 유닛으로부터 상기 댄서 유닛의 변동에 따른 댄서 회전신호를 전달받아 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 산출하고, 상기 산출된 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 이용하여 보빈에 감겨 있는 자재의 반경을 보정하고, 상기 보정된 자재의 반경에 따라 상기 언와인드 모터의 구동 속도를 제어하는 제어부를 포함한다. 2차 전지의 제조공정 중 와인딩 공정에서 언와인드 모터의 보빈에 감겨있는 자재의 반경을 산출하여 자재에 가해지는 장력을 일정하게 유지할 수 있고, 2차 전지의 생산 수율을 높일 수 있다.The secondary battery manufacturing apparatus tensions the tension applied to the material by buffering the difference between the drive motor winding the material, the unwind motor unwinding the material, and the winding speed by the drive motor and the unwinding speed by the unwind motor. The dancer unit which keeps this constant, and the dancer rotation signal according to the change of the dancer unit from the dancer unit are received, calculates the length of the material hanging on the dancer unit, and the material hanging on the calculated dancer unit. A control unit for correcting the radius of the material wound on the bobbin using the length of, and controls the drive speed of the unwind motor in accordance with the corrected radius of the material. By calculating the radius of the material wound on the bobbin of the unwind motor in the winding process of the secondary battery manufacturing process, the tension applied to the material can be kept constant, and the production yield of the secondary battery can be increased.

Description

2차 전지 제조장치{Manufacturing apparatus for secondary cell}Secondary battery manufacturing apparatus {Manufacturing apparatus for secondary cell}

본 발명은 2차 전지 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차 전지의 제조 공정 중 와인딩(winding) 공정에서 자재에 가해지는 장력을 일정하게 유지할 수 있는 2차 전지 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a secondary battery manufacturing apparatus, and more particularly to a secondary battery manufacturing apparatus that can maintain a constant tension applied to the material in the winding (winding) step of the manufacturing process of the secondary battery.

최근 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 넷북(Netbook), 노트북 등의 휴대형 기기의 사용이 증가되고 있다. 휴대형 기기는 사용 특성상 충방전이 가능한 2차 전지를 이용하여 전원을 공급받는다. Recently, the use of portable devices such as mobile phones, personal digital assistants (PDAs), netbooks, and notebook computers is increasing. The portable device is powered by a secondary battery that can be charged and discharged due to its use characteristics.

2차 전지는 양극판, 세퍼레이터(separator), 음극판이 적층되는 3단층 구조로 된 전극 조립체로 설계된다. 또는 2차 전지는 양극판, 세퍼레이터, 음극판, 세퍼레이터, 양극판이 적층되는 5단층 구조 또는 그 이상의 다층 구조로 된 전극 조립체로 설계된다. The secondary battery is designed as an electrode assembly having a three-layer structure in which a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate are stacked. Alternatively, the secondary battery is designed as an electrode assembly having a five-layer structure or a multilayer structure in which a positive electrode plate, a separator, a negative electrode plate, a separator, and a positive electrode plate are stacked.

이러한 다층 구조의 전극 조립체를 제조하는 방식으로, 양극판과 음극판을 포함하는 단위셀에 언와인드 모터(unwind motor)의 보빈(bobbin)에 감겨있는 세퍼레이터를 와인딩(winding)하여 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 삽입하는 방식이 있다. 그리고 양극판, 세퍼레이터, 음극판을 한쪽 방향으로 와인딩하면서 압착하는 전극 조립체 제조 방식도 있다. 이와 같이, 2차 전지 제조 공정에는 언와인드 모터의 보빈에 감겨있는 세퍼레이터, 양극판, 음극판 등의 자재를 와인딩하여 서로 결합시키는 와인딩 공정이 필수적이다.In the method of manufacturing the electrode assembly having the multilayer structure, the separator is wound around the bobbin of the unwind motor in the unit cell including the positive electrode plate and the negative electrode plate, thereby separating the separator between the positive electrode plate and the negative electrode plate. There is a way to insert. In addition, there is also an electrode assembly manufacturing method for compressing while winding the positive plate, the separator, the negative plate in one direction. As described above, in the secondary battery manufacturing process, a winding process of winding materials, such as a separator, a positive electrode plate, and a negative electrode plate, wound on a bobbin of an unwind motor, is coupled to each other.

와인딩 공정은 언와인드 모터의 보빈에서 감겨있는 자재를 풀면서 드라이브 모터가 자재를 잡아당기는 방식으로 수행된다. 이때, 자재에 가해지는 장력이 일정하게 유지되어야 한다. 자재에 가해지는 장력이 일정하게 유지되지 않으면 자재가 늘어나거나 주름지는 등의 현상이 발생하여 생산 수율이 낮아질 수 있다. 특히, 2차 전지의 성능 및 안전성을 좌우하는 세퍼레이터는 가능한 얇게 제작되는데, 이에 따라 세퍼레이터는 물리적으로 취약하여 와인딩 공정에서 작은 장력 변화에도 쉽게 변형될 수 있다. The winding process is carried out in such a way that the drive motor pulls the material while unwinding the material wound in the bobbin of the unwind motor. At this time, the tension applied to the material should be kept constant. If the tension applied to the material is not kept constant, the material may be stretched or wrinkled, resulting in lower production yield. In particular, the separator, which determines the performance and safety of the secondary battery, is made as thin as possible. As a result, the separator is physically vulnerable and can be easily deformed even with small tension changes in the winding process.

와인딩 공정에서 자재에 가해지는 장력을 일정하게 유지하기 위해, 언와인드 모터와 드라이브 모터의 구동 속도를 동기화시킨다. 그러나, 언와인드 모터와 드라이브 모터의 구동 속도를 처음에 동기화시켜 와인딩 공정을 수행하더라도, 와인딩 공정이 수행됨에 따라 언와인드 모터의 보빈에 감겨있는 자재의 반경이 점차 줄어들기 때문에 드라이브 모터에서 자재를 잡아당기는 와인딩 속도와 언와인드 모터에서 자재를 풀어주는 언와인딩 속도의 차이가 생겨서 자재에 가해지는 장력이 달라질 수 있다. To keep the tension applied to the material constant in the winding process, the drive speeds of the unwind and drive motors are synchronized. However, even if the winding process is performed by first synchronizing the driving speeds of the unwind motor and the drive motor, as the winding process is performed, the radius of the material wound on the bobbin of the unwind motor gradually decreases, thereby grabbing the material from the drive motor. The tension on the material can vary because of the difference between the pulling speed and the unwinding speed of the unwinding motor.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 2차 전지의 제조공정 중 와인딩 공정에서 자재에 가해지는 장력이 일정하게 유지될 수 있도록 하는 2차 전지 제조장치를 제공함에 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a secondary battery manufacturing apparatus for maintaining a constant tension applied to the material in the winding process of the secondary battery manufacturing process.

본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 제조장치는 자재를 와인딩하는 드라이브 모터, 상기 자재를 언와인딩하는 언와인드 모터, 상기 드라이브 모터에 의한 와인딩 속도와 상기 언와인드 모터에 의한 언와인딩 속도 차이를 완충하여 상기 자재에 가해지는 장력이 일정하게 유지되도록 하는 댄서 유닛, 및 상기 댄서 유닛으로부터 상기 댄서 유닛의 변동에 따른 댄서 회전신호를 전달받아 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 산출하고, 상기 산출된 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 이용하여 보빈에 감겨 있는 자재의 반경을 보정하고, 상기 보정된 자재의 반경에 따라 상기 언와인드 모터의 구동 속도를 제어하는 제어부를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, a secondary battery manufacturing apparatus includes a drive motor for winding a material, an unwind motor for unwinding the material, and a difference between a winding speed by the drive motor and an unwinding speed by the unwind motor. A dancer unit that is buffered to maintain a constant tension applied to the material, and receives a dancer rotation signal according to the change of the dancer unit from the dancer unit to calculate a length of the material hanging on the dancer unit, and calculates And a controller for correcting a radius of the material wound on the bobbin by using the length of the material hanging on the dancer unit, and controlling a driving speed of the unwind motor according to the corrected radius of the material.

상기 댄서 유닛은 일측이 회전축에 의해 고정되어 상기 회전축을 중심으로 회전하는 바(bar) 형태로 구성될 수 있다. The dancer unit may be configured in the form of a bar (bar) that one side is fixed by the rotation axis to rotate around the rotation axis.

상기 댄서 유닛은 상기 회전축에서 소정 거리 이격된 위치에 상기 자재를 가이드하는 제1 쉬브를 포함할 수 있다. The dancer unit may include a first sheave for guiding the material at a position spaced a predetermined distance from the rotation axis.

상기 댄서 유닛의 회전 방향의 고정된 위치에서 상기 제1 쉬브에 대응하여 상기 자재를 가이드하는 제2 쉬브를 더 구비하고, 상기 자재는 상기 제1 쉬브와 상기 제2 쉬브에 지그재그로 걸릴 수 있다. And a second sheave for guiding the material corresponding to the first sheave at a fixed position in the rotational direction of the dancer unit, wherein the material may be zigzag between the first sheave and the second sheave.

상기 댄서 유닛은 상기 제1 쉬브와 상기 제2 쉬브에 걸리는 자재의 길이 변동에 따른 상기 댄서 유닛의 회전 정보를 포함하는 댄서 회전신호를 생성하는 회전각 센서를 더 포함할 수 있다. The dancer unit may further include a rotation angle sensor for generating a dancer rotation signal including rotation information of the dancer unit according to a change in the length of the material applied to the first sheave and the second sheave.

상기 회전각 센서는 자계에 의한 저항효과의 변화를 측정하는 MR(magneto resistive) 센서일 수 있다. The rotation angle sensor may be an MR (magneto resistive) sensor for measuring a change in the resistance effect by the magnetic field.

상기 제어부는, 상기 댄서 회전신호를 이용하여 상기 댄서 유닛의 회전각을 측정하는 PID(proportional integral derivative) 측정부, 상기 댄서 유닛의 회전각을 기반으로 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 산출하고, 상기 산출된 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 이용하여 상기 보빈에 감겨 있는 자재의 반경을 보정하는 보정값을 산출하는 연산 처리부, 및 상기 보정값이 반영된 상기 보빈에 감겨 있는 자재의 반경에 따라 상기 언와인드 모터의 구동 속도를 제어하는 PID 제어부를 포함할 수 있다. The control unit may be a PID (proportional integral derivative) measuring unit for measuring the rotation angle of the dancer unit using the dancer rotation signal, calculates the length of the material hung on the dancer unit based on the rotation angle of the dancer unit A calculation processing unit for calculating a correction value for correcting a radius of the material wound on the bobbin by using the calculated length of the material hanging on the dancer unit, and a radius of the material wound on the bobbin in which the correction value is reflected. It may include a PID control unit for controlling the drive speed of the unwind motor.

상기 제어부는, 상기 회전각 센서로부터 전달되는 상기 댄서 회전신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 PID 측정부에 전달하는 ADC(analog digital converter)부를 더 포함할 수 있다. The control unit may further include an analog digital converter (ADC) unit converting the dancer rotation signal transmitted from the rotation angle sensor into a digital signal and transmitting the digital signal to the PID measurement unit.

상기 PID 측정부는 상기 댄서 유닛의 기준 위치를 지시하는 제어 변수와 상기 디지털 신호 사이의 오차를 기반으로 상기 댄서 유닛의 회전각을 산출할 수 있다. The PID measuring unit may calculate a rotation angle of the dancer unit based on an error between a control variable indicating a reference position of the dancer unit and the digital signal.

상기 연산 처리부는 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이와 상기 댄서 유닛의 회전각과의 상관관계를 나타내는 다항식을 이용하여 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 산출할 수 있다. The calculation processing unit may calculate the length of the material hung on the dancer unit using a polynomial representing a correlation between the length of the material hung on the dancer unit and the rotation angle of the dancer unit.

PID 제어부는 상기 댄서 유닛이 기준 위치에 위치하도록 상기 언와인드 모터의 구동 속도를 제어할 수 있다. The PID controller may control a driving speed of the unwind motor so that the dancer unit is located at a reference position.

상기 PID 제어부는 상기 와인딩 속도와 상기 언와인딩 속도가 동일하게 유지되도록 상기 언와인딩 모터의 구동 속도를 제어할 수 있다. The PID controller may control a driving speed of the unwinding motor so that the winding speed and the unwinding speed are maintained the same.

상기 PID 제어부는 상기 자재에 가해지는 장력이 일정하게 유지되도록 상기 언와인딩 모터의 구동 속도를 제어할 수 있다. The PID control unit may control the driving speed of the unwinding motor to maintain a constant tension applied to the material.

상기 자재는 2차 전지의 전극 조립체를 구성하는 양극판, 음극판, 세퍼레이터(separator) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. The material may be at least one of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator constituting the electrode assembly of the secondary battery.

2차 전지의 제조공정 중 와인딩 공정에서 언와인드 모터의 보빈에 감겨있는 자재의 반경을 산출하여 자재에 가해지는 장력을 일정하게 유지할 수 있고, 2차 전지의 생산 수율을 높일 수 있다.By calculating the radius of the material wound on the bobbin of the unwind motor in the winding process of the secondary battery manufacturing process, the tension applied to the material can be kept constant, and the production yield of the secondary battery can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 제조장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 제조장치를 제어하는 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 1 is a block diagram showing a secondary battery manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a controller for controlling a rechargeable battery manufacturing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in the various embodiments, components having the same configuration are represented by the same reference symbols in the first embodiment. In the other embodiments, only components different from those in the first embodiment will be described .

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 제조장치를 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a secondary battery manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 2차 전지 제조장치는 자재(L)를 와인딩(winding)하는 드라이브 모터(drive motor, DM)(10), 자재(L)에 가해지는 장력을 일정하게 유지시키기 위한 댄서 유닛(dancer unit)(20), 자재(L)를 드라이브 모터(10) 쪽으로 풀어주는 언와인드 모터(unwind motor, UM)(30), 및 드라이브 모터(10)와 언와인드 모터(30)를 제어하는 제어부(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a secondary battery manufacturing apparatus includes a drive motor (DM) 10 for winding a material L and a dancer unit for maintaining a constant tension applied to the material L. (dancer unit) 20, unwind motor (UM) 30 for releasing the material (L) toward the drive motor 10, and controls the drive motor 10 and unwind motor 30 The control unit 40 is included.

자재(L)는 2차 전지의 전극 조립체를 구성하는 양극판, 음극판, 세퍼레이터(separator) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. The material L may be at least one of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator constituting the electrode assembly of the secondary battery.

드라이브 모터(10)는 언와인드 모터(30)로부터 풀려 나오는 자재(L)를 와인딩하는 역할을 수행한다. 드라이브 모터(10)는 제어부(40)에서 전달되는 드라이브 제어신호에 따라 일정한 선속도로 자재(L)를 와인딩할 수 있다. The drive motor 10 serves to wind the material L released from the unwind motor 30. The drive motor 10 may wind the material L at a constant linear velocity according to the drive control signal transmitted from the controller 40.

댄서 유닛(20)은 드라이브 모터(10)와 언와인드 모터(30) 사이에 구비되어 드라이브 모터(10)에서 자재(L)를 잡아당기는 와인딩 속도와 언와인드 모터(30)에서 자재를 풀어주는 언와인딩 속도 차이를 완충하여 자재(L)에 가해지는 장력이 일정하게 유지되도록 한다. 댄서 유닛(20)은 일측이 회전축에 의해 고정되는 바(bar) 형태로 구성되어 회전축을 중심으로 좌우로 회전할 수 있다. 와인딩 속도는 드라이브 모터(10)에 의해 와인딩되는 자재(L)의 선속도를 의미한다. 언와인딩 속도는 언와인드 모터(10)에 의해 언와인딩되는 자재(L)의 선속도를 의미한다. The dancer unit 20 is provided between the drive motor 10 and the unwind motor 30 to unwind the material at the winding speed and the unwind motor 30 to pull the material L from the drive motor 10. By buffering the difference in winding speed, the tension applied to the material (L) is kept constant. The dancer unit 20 may be configured in a bar shape in which one side is fixed by a rotating shaft, and may rotate left and right about the rotating shaft. The winding speed refers to the linear speed of the material L wound by the drive motor 10. The unwinding speed refers to a linear speed of the material L unwinded by the unwind motor 10.

댄서 유닛(20) 상에는 회전축에서 소정 거리 이격된 위치에 자재(L)를 가이드하는 적어도 하나의 제1 쉬브(sheave)(R2, R4)가 구비된다. 댄서 유닛(20)의 회전 방향에는 제1 쉬브(R2, R4)에 대응하는 적어도 하나의 제2 쉬브(R1, R3, R5)가 구비되고, 제1 쉬브(R2, R4)와 제2 쉬브(R1, R3, R5)에 자재(L)가 지그재그로 걸린다. 제2 쉬브(R1, R3, R5, R6)는 고정된 위치에서 자재(L)를 가이드한다. 드라이브 모터(10)로 와인딩되는 자재(L)의 와인딩 속도보다 언와인드 모터(30)에 의해 언와인딩(unwinding)되는 자재(L)의 언와인딩 속도가 작으면, 제1 쉬브(R2, R4)가 제2 쉬브(R1, R3, R5) 쪽으로 당겨져서 댄서 유닛(20)이 회전축을 중심으로 제2 쉬브(R1, R3, R5) 쪽으로 회전한다. 이에 따라, 드라이브 모터(10)에서 자재(L)를 잡아당기는 와인딩 속도와 언와이드 모터(30)에서 자재를 풀어주는 언와인딩 속도에 차이가 생기더라도 자재(L)에 가해지는 장력이 일정하게 유지된다.At least one first sheave R2 and R4 is provided on the dancer unit 20 to guide the material L at a position spaced apart from the rotation axis by a predetermined distance. At least one second sheave R1, R3, and R5 corresponding to the first sheaves R2 and R4 is provided in the rotation direction of the dancer unit 20, and the first sheaves R2 and R4 and the second sheave ( The material L is zigzag in R1, R3, R5). The second sheaves R1, R3, R5, R6 guide the material L at a fixed position. When the unwinding speed of the material L unwinding by the unwinding motor 30 is smaller than the winding speed of the material L winding by the drive motor 10, the first sheaves R2 and R4 are provided. Is pulled toward the second sheaves R1, R3, and R5 so that the dancer unit 20 rotates toward the second sheaves R1, R3, and R5 about the axis of rotation. Accordingly, even if there is a difference between the winding speed for pulling the material L from the drive motor 10 and the unwinding speed for releasing the material from the unwide motor 30, the tension applied to the material L is kept constant. do.

댄서 유닛(20)은 댄서 유닛(20)의 회전각을 측정하기 위한 회전각 센서(25)를 포함한다. 회전각 센서(25)는 제1 쉬브(R2, R4)와 제2 쉬브(R1, R3, R5)에 걸리는 자재의 길이 변동에 따른 댄서 유닛(20)의 회전 정보를 포함하는 댄서 회전신호를 생성한다. 제1 쉬브(R2, R4)와 제2 쉬브(R1, R3, R5)에 걸리는 자재의 길이는 와인딩 속도와 언와인딩 속도 차이에 따라 발생한다. 회전각 센서(25)는 댄서 유닛(20)의 회전 정보를 포함하는 댄서 회전신호를 제어부(40)에 전달한다. 회전각 센서(25)로는 자계에 의한 저항효과의 변화를 측정하는 MR(magneto resistive) 센서, 반도체에 흐르는 전류에 대해 수직으로 자기장을 걸면 전압이 발생하는 홀효과(Hall effect)를 이용하는 홀소자, 초전도체를 이용하는 조지프슨 소자(Josephson device) 등이 채용될 수 있다.The dancer unit 20 includes a rotation angle sensor 25 for measuring the rotation angle of the dancer unit 20. The rotation angle sensor 25 generates a dancer rotation signal including rotation information of the dancer unit 20 according to the change in the length of the material applied to the first sheaves R2 and R4 and the second sheaves R1, R3 and R5. do. The length of the material applied to the first sheaves R2 and R4 and the second sheaves R1, R3 and R5 is generated according to the difference between the winding speed and the unwinding speed. The rotation angle sensor 25 transmits a dancer rotation signal including the rotation information of the dancer unit 20 to the controller 40. The rotation angle sensor 25 includes an MR (magneto resistive) sensor that measures a change in resistance effect due to a magnetic field, a Hall element using a Hall effect in which a voltage is generated when a magnetic field is vertically applied to a current flowing through a semiconductor, A Josephson device or the like using a superconductor may be employed.

언와인드 모터(30)는 자재(L)를 감고 있는 보빈(bobbin)(31)을 회전시켜 자재(L)를 드라이브 모터(10) 쪽으로 풀어주는 역할을 수행한다. 언와인드 모터(30)는 제어부(40)에서 전달되는 언와인드 제어신호에 따라 구동 속도를 변속하여 보빈(31)으로부터 자재(L)가 일정한 속도로 언와인딩되도록 한다. The unwind motor 30 rotates a bobbin 31 wound around the material L to release the material L toward the drive motor 10. The unwind motor 30 shifts the driving speed according to the unwind control signal transmitted from the controller 40 so that the material L is unwinded from the bobbin 31 at a constant speed.

제어부(40)는 회전각 센서(25)로부터 댄서 회전신호를 전달받고, 드라이브 모터(10)에 드라이브 제어신호를 전달하며, 언와인드 모터(30)에 언와인드 제어신호를 전달한다. 댄서 회전신호는 댄서 유닛(20)의 변동에 따라 생성되는 측정 신호이다. 드라이브 제어신호는 드라이브 모터(10)가 언와인드 모터(30)에 동기되어 정해진 속도로 구동하도록 제어하는 제어신호이다. 언와인드 제어신호는 보빈(31)에 감겨있는 자재(L)가 일정한 속도로 언와인딩되도록 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 조절하는 제어신호이다. The controller 40 receives a dancer rotation signal from the rotation angle sensor 25, transmits a drive control signal to the drive motor 10, and transmits an unwind control signal to the unwind motor 30. The dancer rotation signal is a measurement signal generated according to the variation of the dancer unit 20. The drive control signal is a control signal for controlling the drive motor 10 to drive at a predetermined speed in synchronization with the unwind motor 30. The unwind control signal is a control signal for adjusting the driving speed of the unwind motor 30 so that the material L wound on the bobbin 31 is unwinded at a constant speed.

와인딩 공정이 진행됨에 따라 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경은 점차 작아진다. 언와인드 모터(30)가 동일한 속도로 구동하는 경우, 자재(L)의 반경이 줄어듦에 따라 보빈(31)으로부터 자재(L)가 언와인딩되는 속도가 점차 줄어든다. 제어부(40)는 언와인드 제어신호를 언와인드 모터(30)에 전달하여 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경이 점차 작아짐에 따라 언와인드 모터(30)의 구동 속도가 점차 증가되도록 하여 보빈(31)으로부터 자재(L)가 일정한 속도로 언와인딩되도록 한다. 제어부(40)는 와인딩 공정이 진행될 때 회전각 센서(25)로부터 전달되는 댄서 회전신호를 이용하여 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이를 산출하고, 이로부터 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경을 보정하며, 보정된 자재(L)의 반경에 따라 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 제어한다. 즉, 제어부(40)는 와인딩 공정에서 댄서 유닛(20)이 기준 위치에 변화가 거의 없도록 하고 자재(L)에 가해지는 장력이 일정하게 유지되도록 실시간 제어할 수 있다. As the winding process proceeds, the radius of the material L wound on the bobbin 31 gradually decreases. When the unwind motor 30 is driven at the same speed, as the radius of the material L is reduced, the speed at which the material L is unwinded from the bobbin 31 gradually decreases. The controller 40 transmits the unwind control signal to the unwind motor 30 so that the driving speed of the unwind motor 30 gradually increases as the radius of the material L wound on the bobbin 31 decreases gradually. The material L from the bobbin 31 is unwinded at a constant speed. The controller 40 calculates the length of the material L hanging on the dancer unit 20 by using the dancer rotation signal transmitted from the rotation angle sensor 25 when the winding process is performed, and from this, the bobbin 31 The radius of the wound material (L) is corrected, and the driving speed of the unwind motor 30 is controlled according to the radius of the corrected material (L). That is, the controller 40 may control the real time so that the dancer unit 20 hardly changes the reference position in the winding process and the tension applied to the material L is kept constant.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 제조장치를 제어하는 제어부를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a controller for controlling a rechargeable battery manufacturing apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1 및 2를 참조하면, 2차 전지 제조장치의 제어부(40)는 ADC(analog digital converter)부(41), PID(proportional integral derivative) 측정부(42), 연산 처리부(43), PID 제어부(44) 및 DAC(digital analog converter)부(45)를 포함한다. 1 and 2, the controller 40 of the secondary battery manufacturing apparatus includes an analog digital converter (ADC) unit 41, a PID (proportional integral derivative) measuring unit 42, an arithmetic processing unit 43, and a PID control unit. 44 and a digital analog converter (DAC) unit 45.

회전각 센서(25)에서는 생성되는 댄서 회전신호는 저항효과의 변화에 따른 출력전압의 변동과 같은 아날로그 신호이다. ADC부(41)는 회전각 센서(25)로부터 전달되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 PID 측정부(42)에 전달한다. The dancer rotation signal generated by the rotation angle sensor 25 is an analog signal such as a change in the output voltage according to the change in the resistance effect. The ADC unit 41 converts an analog signal transmitted from the rotation angle sensor 25 into a digital signal and transmits the analog signal to the PID measuring unit 42.

PID 측정부(42)는 ADC부(41)에서 전달되는 디지털 신호를 이용하여 댄서 유닛(20)의 회전각을 측정한다. PID 측정부(42)는 제어 변수와 입력되는 디지털 신호 사이의 오차를 기반으로 댄서 유닛(20)의 회전각을 산출할 수 있다. 제어 변수는 댄서 유닛(20)의 기준 위치를 지시할 수 있다. PID 측정부(42)는 산출된 댄서 유닛(20)의 회전각을 연산 처리부(43)에 전달한다. 댄서 유닛(20)의 기준 위치는 와인딩 공정이 시작될 때의 초기 위치 또는 댄서 유닛(20)의 회전 범위를 고려하여 미리 정해져 있는 중간 위치일 수 있다. The PID measuring unit 42 measures the rotation angle of the dancer unit 20 by using the digital signal transmitted from the ADC unit 41. The PID measurer 42 may calculate a rotation angle of the dancer unit 20 based on an error between the control variable and the input digital signal. The control variable may indicate the reference position of the dancer unit 20. The PID measuring unit 42 transmits the calculated rotation angle of the dancer unit 20 to the calculation processing unit 43. The reference position of the dancer unit 20 may be an initial position when the winding process starts or an intermediate position predetermined in consideration of the rotation range of the dancer unit 20.

연산 처리부(43)는 댄서 유닛(20)의 회전각을 기반으로 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이를 산출한다. 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이는 제1 쉬브(R2, R4)와 제2 쉬브(R1, R3, R5)에 지그재그로 걸려 있는 자재(L)의 길이를 의미한다. 제2 쉬브(R1, R3, R5)는 고정되어 있고 제1 쉬브(R2, R4)는 댄서 유닛(20)의 회전에 따라 위치가 변동되므로, 댄서 유닛(20)의 회전각에 따라 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이가 변동된다. 연산 처리부(43)는 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이와 댄서 유닛(20)의 회전각과의 상관관계를 이용하여 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이를 산출할 수 있다. 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이와 댄서 유닛(20)의 회전각과의 상관관계는 실험적으로 구할 수 있다. 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이와 댄서 유닛(20)의 회전각과의 상관관계는 댄서 유닛(20)이 기준 위치에 있을 때의 자재(L)의 길이에서 댄서 유닛(20)의 회전각에 따라 자재(L)의 길이를 증감시키는 다항식으로 표현될 수 있다.The calculation processing unit 43 calculates the length of the material L hanging on the dancer unit 20 based on the rotation angle of the dancer unit 20. The length of the material L hung on the dancer unit 20 means the length of the material L zigzag to the first sheaves R2 and R4 and the second sheaves R1, R3 and R5. Since the second sheaves R1, R3, and R5 are fixed and the first sheaves R2 and R4 are changed in position according to the rotation of the dancer unit 20, the dancer unit (according to the rotation angle of the dancer unit 20) The length of the material L hanging on 20) varies. The calculation processing unit 43 calculates the length of the material L hanging on the dancer unit 20 by using the correlation between the length of the material L hanging on the dancer unit 20 and the rotation angle of the dancer unit 20. Can be calculated. The correlation between the length of the material L hung on the dancer unit 20 and the rotation angle of the dancer unit 20 can be obtained experimentally. The correlation between the length of the material L hanging on the dancer unit 20 and the rotation angle of the dancer unit 20 is determined by the length of the material L when the dancer unit 20 is in the reference position. It can be expressed as a polynomial that increases or decreases the length of the material (L) according to the rotation angle of.

예를 들어, 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이는 다항식 y = b + c1x + c2x2 + c3x3 + c4x4 + c5x5 + c6x6 를 이용하여 산출될 수 있다. 여기서, y는 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이, x는 댄서 유닛(20)의 회전각, b는 댄서 유닛(20)이 기준 위치에 있을 때 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이, c1~c6 은 실험적으로 설정되는 비례상수이다. 댄서 유닛(20)의 회전각 x는 댄서 유닛(20)이 기준 위치에서 제2 쉬브(R1, R3, R5) 쪽으로 회전할 때 음(negative)으로 설정되고, 댄서 유닛(20)이 기준 위치에서 제2 쉬브(R1, R3, R5)의 반대쪽으로 회전할 때 양(positive)으로 설정된다. 비례상수는 회전축으로부터 제1 쉬브(R2, R4)까지의 거리, 제1 쉬브(R2, R4)와 제2 쉬브(R1, R3, R5) 간의 위치 관계 등에 따라 산정될 수 있다. 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이를 산출하는 다항식의 차수는 실험적으로 다양하게 결정될 수 있다. For example, the length of the material L hanging on the dancer unit 20 is the polynomial y = b + c 1 x + c 2 x 2 + c 3 x 3 + c 4 x 4 + c 5 x 5 + c 6 It can be calculated using x 6 . Where y is the length of the material L hanging on the dancer unit 20, x is the rotation angle of the dancer unit 20, b is the dancer unit 20 when the dancer unit 20 is in the reference position. The length of the material (L), c 1 ~ c 6 is the proportional constant that is experimentally set. The rotation angle x of the dancer unit 20 is set negative when the dancer unit 20 rotates from the reference position toward the second sheave R1, R3, R5, and the dancer unit 20 is at the reference position. It is set to positive when rotating to the opposite side of the second sheaves R1, R3, R5. The proportional constant may be calculated according to the distance from the rotation axis to the first sheaves R2 and R4, the positional relationship between the first sheaves R2 and R4 and the second sheaves R1, R3 and R5. The order of the polynomial that calculates the length of the material L hanging on the dancer unit 20 can be determined experimentally in various ways.

댄서 유닛(20)의 회전각에 따라 산출되는 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이는 룩업테이블로 마련될 수 있으며, 연산 처리부(43)는 PID 측정부(42)에서 전달되는 댄서 유닛(20)의 회전각에 따라 룩업테이블에서 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이를 찾을 수 있다. The length of the material L hanging on the dancer unit 20 calculated according to the rotation angle of the dancer unit 20 may be provided as a lookup table, and the calculation processing unit 43 is transmitted from the PID measuring unit 42. According to the rotation angle of the dancer unit 20, the length of the material L hanging on the dancer unit 20 can be found in the lookup table.

연산 처리부(43)는 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이 변동을 반영하여 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경을 보정한다. 연산 처리부(43)는 초기에 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경을 기준으로 언와인드 모터(30)의 구동에 따라 줄어드는 자재(L)의 반경을 산출할 수 있다. 이때, 연산 처리부(43)는 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이 변동을 고려하여 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경을 보정한다.The calculation processing part 43 correct | amends the radius of the material L wound around the bobbin 31 by reflecting the fluctuation | variation of the length L of the material L caught by the dancer unit 20. As shown in FIG. The calculation processing unit 43 may calculate the radius of the material L which decreases with the driving of the unwind motor 30 on the basis of the radius of the material L initially wound on the bobbin 31. At this time, the calculation processing part 43 correct | amends the radius of the material L wound around the bobbin 31 in consideration of the fluctuation | variation of the length of the material L caught by the dancer unit 20. As shown in FIG.

예를 들어, 와인딩 공정 초기에 댄서 유닛(20)이 기준 위치에 위치하고, 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경이 r이고, 자재(L)의 두께가 d라고 하자. 드라이브 모터(10)에 의해 길이 k 만큼의 자재(L)가 와인딩되는 동안, 댄서 유닛(20)이 기준 위치에서 회전각 x만큼 회전되어 있다면, 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이는 기준 위치(x=0)에서의 길이 y1(=b)에서 회전각 x 위치에서의 길이 y2로 달라진다. 따라서 드라이브 모터(10)에 의해 길이 k 만큼의 자재(L)가 와인딩되었을 때 보빈(31)에서 언와인딩된 자재(L)의 길이는 k + (y2-y1)이 된다. 만일, y2-y1 = -2πr이라고 하면, 보빈(31)에서 언와인딩된 자재(L)의 길이는 드라이브 모터(10)에 의해 와인딩된 자재(L)의 길이보다 2πr 만큼 적게 언와인딩된 것이다. 이에 따라, 드라이브 모터(10)에 의해 와인딩된 자재(L)의 길이와 동일하게 보빈(31)에서 자재(L)가 언와인딩될 때보다 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경은 대략 d 만큼 더 크다. For example, assume that the dancer unit 20 is positioned at the reference position at the beginning of the winding step, the radius of the material L wound on the bobbin 31 is r, and the thickness of the material L is d. While the length L of material L is wound by the drive motor 10, if the dancer unit 20 is rotated by the rotation angle x at the reference position, the material L hanging on the dancer unit 20 The length varies from the length y1 (= b) at the reference position (x = 0) to the length y2 at the rotation angle x position. Therefore, when the length L of material L is wound by the drive motor 10, the length of the material L unwinded from the bobbin 31 becomes k + (y2-y1). If y2-y1 = -2πr, the length of the material L unwinded in the bobbin 31 is unwinded by 2πr less than the length of the material L wound by the drive motor 10. Accordingly, the radius of the material L wound on the bobbin 31 is less than when the material L is unwinded on the bobbin 31 in the same manner as the length of the material L wound by the drive motor 10. Larger than about d.

즉, 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이에 따라 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경이 달라지는데, 연산 처리부(43)는 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이 변동을 반영하여 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경을 보정하는 보정값을 산출한다. 연산 처리부(43)는 보정값이 반영된 자재(L)의 반경 정보를 PID 제어부(44)에 전달한다. That is, the radius of the material L wound on the bobbin 31 varies depending on the length of the material L hanging on the dancer unit 20, but the arithmetic processing unit 43 is a material ( The correction value for correcting the radius of the material L wound on the bobbin 31 is calculated by reflecting the variation in the length of L). The calculation processing unit 43 transmits the radius information of the material L in which the correction value is reflected, to the PID control unit 44.

PID 제어부(44)는 보정값이 반영된 자재(L)의 반경에 따라 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 제어한다. PID 제어부(44)는 댄서 유닛(20)이 기준 위치에 위치하도록 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 제어할 수 있다. PID 제어부(44)는 드라이브 모터(10)에 의해 와인딩되는 자재(L)의 선속도와 언와인드 모터(30)에 의해 언와인딩되는 자재(L)의 선속도가 동일하게 유지되도록 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 제어할 수 있다. PID 제어부(44)는 와인딩되는 자재(L)에 가해지는 장력이 일정하게 유지되도록 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 제어할 수 있다. PID 제어부(44)는 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 포함하는 언와인드 제어신호를 DAC부(45)를 통해 언와인드 모터(30)에 전달한다. DAC부(45)는 디지털 신호의 언와인드 제어신호를 아날로그 신호의 언와인드 제어신호로 변환한다. PID 제어부(44)는 PID 제어 방식에 따라 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 변화시킴으로써, 댄서 유닛(20)이 기준 위치에 위치하고 드라이브 모터(10)에 의해 와인딩되는 자재(L)의 선속도와 언와인드 모터(30)에 의해 언와인딩되는 자재(L)의 선속도가 동일하게 유지되도록 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 제어할 수 있다. The PID controller 44 controls the driving speed of the unwind motor 30 according to the radius of the material L in which the correction value is reflected. The PID controller 44 may control the driving speed of the unwind motor 30 so that the dancer unit 20 is located at a reference position. The PID control unit 44 is configured to maintain an unwind motor (so that the linear speed of the material L wound by the drive motor 10 and the linear speed of the material L unwinded by the unwind motor 30 are kept the same). 30 can control the drive speed. The PID controller 44 may control the driving speed of the unwind motor 30 so that the tension applied to the material L to be wound is kept constant. The PID controller 44 transmits an unwind control signal including a driving speed of the unwind motor 30 to the unwind motor 30 through the DAC 45. The DAC unit 45 converts the unwind control signal of the digital signal into the unwind control signal of the analog signal. The PID control section 44 changes the drive speed of the unwind motor 30 according to the PID control method, whereby the linear speed of the material L at which the dancer unit 20 is located at the reference position and is wound by the drive motor 10. It is possible to control the driving speed of the unwind motor 30 so that the linear speed of the material L unwinded by the unwind motor 30 remains the same.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 3을 참조하면, 2차 전지 제조를 위한 와인딩 공정에서 드라이브 모터(10)는 자재(L)를 정해진 선속도로 와인딩하고, 언와이드 모터(30)는 드라이브 모터(10)에 동기되어 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)를 초기 속도로 언와인딩한다. 1 to 3, in the winding process for manufacturing the secondary battery, the drive motor 10 winds the material L at a predetermined linear speed, and the unwide motor 30 is synchronized with the drive motor 10. The material L wound on the bobbin 31 is unwinded at an initial speed.

와인딩 공정이 진행됨에 따라 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경은 점차 줄어든다. 이에 따라, 언와인드 모터(30)에 의해 보빈(31)에서 자재(L)가 언와인딩되는 선속도가 점차 줄어들고, 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이가 점차 줄어들고 댄서 유닛(20)이 회전축을 중심으로 제2 쉬브(R1, R3, R5) 쪽으로 점차 기울어지게 된다. As the winding process proceeds, the radius of the material L wound on the bobbin 31 gradually decreases. Accordingly, the linear speed at which the material L is unwinded from the bobbin 31 by the unwind motor 30 gradually decreases, and the length of the material L hanging on the dancer unit 20 gradually decreases and the dancer unit ( 20) is gradually inclined toward the second sheave (R1, R3, R5) about the rotation axis.

댄서 유닛(20)이 회전축을 중심으로 기울어짐에 따라, 회전각 센서(25)는 댄서 회전신호를 생성하여 제어부(40)에 전달한다. 댄서 회전신호는 아날로그 신호이고, 제어부(40)의 ADC부(41)에 의해 디지털 신호로 변환되어 PID 측정부(42)에 전달된다. As the dancer unit 20 is tilted about the rotation axis, the rotation angle sensor 25 generates a dancer rotation signal and transmits it to the control unit 40. The dancer rotation signal is an analog signal, is converted into a digital signal by the ADC unit 41 of the control unit 40 and transmitted to the PID measurement unit 42.

PID 측정부(42)는 ADC부(41)에서 전달되는 디지털 신호로 변환된 댄서 회전신호를 이용하여 댄서 유닛(20)의 회전각을 측정한다(S110). PID 측정부(42)는 댄서 유닛(20)의 기준 위치를 지시하는 제어 변수와 입력되는 디지털 신호 사이의 오차를 기반으로 댄서 유닛(20)의 회전각을 산출할 수 있다. PID 측정부(42)는 산출된 댄서 유닛(20)의 회전각을 연산 처리부(43)에 전달한다. The PID measuring unit 42 measures the rotation angle of the dancer unit 20 using the dancer rotation signal converted into a digital signal transmitted from the ADC unit 41 (S110). The PID measuring unit 42 may calculate a rotation angle of the dancer unit 20 based on an error between a control variable indicating a reference position of the dancer unit 20 and an input digital signal. The PID measuring unit 42 transmits the calculated rotation angle of the dancer unit 20 to the calculation processing unit 43.

연산 처리부(43)는 댄서 유닛(20)의 회전각을 기반으로 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이를 산출한다. 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이는 댄서 유닛(20)의 회전각과의 상관관계로 산출될 수 있다. 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이와 댄서 유닛(20)의 회전각과의 상관관계는 댄서 유닛(20)이 기준 위치에 있을 때의 자재(L)의 길이에서 댄서 유닛(20)의 회전각에 따라 자재(L)의 길이를 증감시키는 다항식으로 표현될 수 있다. The calculation processing unit 43 calculates the length of the material L hanging on the dancer unit 20 based on the rotation angle of the dancer unit 20. The length of the material L hanging on the dancer unit 20 can be calculated as a correlation with the rotation angle of the dancer unit 20. The correlation between the length of the material L hanging on the dancer unit 20 and the rotation angle of the dancer unit 20 is determined by the length of the material L when the dancer unit 20 is in the reference position. It can be expressed as a polynomial that increases or decreases the length of the material (L) according to the rotation angle of.

연산 처리부(43)는 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이를 반영하여 언와이드 모터(30)의 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경을 보정한다(S130). 연산 처리부(43)는 언와인드 모터(30)의 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경을 보정하는 보정값을 산출하고, 보정값이 반영된 자재(L)의 반경 정보를 PID 제어부(44)에 전달한다. The calculation processing unit 43 corrects the radius of the material L wound on the bobbin 31 of the unwide motor 30 by reflecting the length of the material L hanging on the dancer unit 20 (S130). The calculation processing unit 43 calculates a correction value for correcting the radius of the material L wound around the bobbin 31 of the unwind motor 30, and calculates the radius information of the material L on which the correction value is reflected. 44).

PID 제어부(44)는 보정값이 반영된 자재(L)의 반경 정보에 따라 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 제어한다(S140). 즉, PID 제어부(44)는 보정값이 반영된 자재(L)의 반경 정보에 따라 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 언와인딩 속도를 제어한다. PID 제어부(44)는 PID 제어 방식에 따라 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 변화시킴으로써, 댄서 유닛(20)이 기준 위치에 위치하고 드라이브 모터(10)에 의해 와인딩되는 자재(L)의 선속도와 언와인드 모터(30)에 의해 언와인딩되는 자재(L)의 선속도가 동일하게 유지되도록 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 제어할 수 있다. The PID controller 44 controls the driving speed of the unwind motor 30 according to the radius information of the material L in which the correction value is reflected (S140). That is, the PID controller 44 controls the unwinding speed of the material L wound on the bobbin 31 according to the radius information of the material L on which the correction value is reflected. The PID control section 44 changes the drive speed of the unwind motor 30 according to the PID control method, whereby the linear speed of the material L at which the dancer unit 20 is located at the reference position and is wound by the drive motor 10. It is possible to control the driving speed of the unwind motor 30 so that the linear speed of the material L unwinded by the unwind motor 30 remains the same.

상술한 바와 같이, 댄서 유닛(20)에 걸려 있는 자재(L)의 길이 변동을 반영하여 보빈(31)에 감겨 있는 자재(L)의 반경을 보정하고, 이를 기반으로 언와인드 모터(30)의 구동 속도를 제어함으로써 드라이브 모터(10)에서 와인딩되는 자재(L)의 선속도와 언와인드 모터(30)에 의해 언와인딩되는 자재(L)의 선속도를 보다 정확하게 일치시킬 수 있고 자재(L)에 가해지는 장력을 일정하게 유지시킬 수 있다. 따라서 2차 전지의 와인딩 공정에서 와인딩 속도와 언와인딩 속도의 불일치에 의한 불량을 최소화하여 2차 전지의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.As described above, the radius of the material L wound on the bobbin 31 is corrected by reflecting the variation in the length of the material L hanging on the dancer unit 20, and based on this, By controlling the driving speed, the linear speed of the material L winded by the drive motor 10 and the linear speed of the material L unwinded by the unwind motor 30 can be matched more accurately. It is possible to maintain a constant tension applied to the. Therefore, in the winding process of the secondary battery, it is possible to minimize the defects caused by the mismatch between the winding speed and the unwinding speed, thereby improving the yield of the secondary battery.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are illustrative and explanatory only and are intended to be illustrative of the invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It is not. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10 : 드라이브 모터(drive motor)
20 : 댄서 유닛(dancer unit)
25 : MR(magneto resistive) 센서
30 : 언와이드 모터(unwind motor)
31 : 보빈(bobbin)
40 : 제어부10: drive motor
20: dancer unit
25: MR (magneto resistive) sensor
30: unwind motor
31 bobbin
40:

Claims (14)

자재를 와인딩하는 드라이브 모터;
상기 자재를 언와인딩하는 언와인드 모터;
상기 드라이브 모터에 의한 와인딩 속도와 상기 언와인드 모터에 의한 언와인딩 속도 차이를 완충하여 상기 자재에 가해지는 장력이 일정하게 유지되도록 하는 댄서 유닛; 및
상기 댄서 유닛으로부터 상기 댄서 유닛의 변동에 따른 댄서 회전신호를 전달받아 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 다항식 y = b + c1x + c2x2 + c3x3 + c4x4 + c5x5 + c6x6를 이용하여 산출하고, 상기 산출된 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 이용하여 보빈에 감겨 있는 자재의 반경을 보정하고, 상기 보정된 자재의 반경에 따라 상기 언와인드 모터의 구동 속도를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 y는 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이, 상기 x는 상기 댄서 유닛의 회전각, 상기 b는 상기 댄서 유닛이 기준 위치에 있을 때 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이, 상기 c1 내지 c6은 실험적으로 설정되는 비례상수인 2차 전지 제조장치. Drive motor for winding material;
An unwind motor for unwinding the material;
A dancer unit which buffers the difference between the winding speed by the drive motor and the unwinding speed by the unwind motor to maintain a constant tension applied to the material; And
The length of the material hanging on the dancer unit is received from the dancer unit according to the change of the dancer unit from the dancer unit. The polynomial y = b + c 1 x + c 2 x 2 + c 3 x 3 + c 4 x 4 calculated using + c 5 x 5 + c 6 x 6 , correcting the radius of the material wound on the bobbin using the calculated length of the material hanging on the dancer unit, and according to the corrected radius of the material. A control unit for controlling the drive speed of the unwind motor,
Y is the length of the material hanging on the dancer unit, x is the rotation angle of the dancer unit, b is the length of the material hanging on the dancer unit when the dancer unit is in the reference position, c 1 to c 6 is a secondary battery manufacturing apparatus is a proportional constant that is experimentally set. 제1 항에 있어서,
상기 댄서 유닛은 일측이 회전축에 의해 고정되어 상기 회전축을 중심으로 회전하는 바(bar) 형태로 구성되는 2차 전지 제조장치.The method according to claim 1,
The dancer unit is a secondary battery manufacturing apparatus is configured in the form of a bar (bar) is rotated about the rotation axis one side is fixed by the rotation axis. 제2 항에 있어서,
상기 댄서 유닛은 상기 회전축에서 소정 거리 이격된 위치에 상기 자재를 가이드하는 제1 쉬브를 포함하는 2차 전지 제조장치.The method of claim 2,
The dancer unit includes a secondary battery manufacturing apparatus including a first sheave for guiding the material at a position spaced a predetermined distance from the rotation axis. 제3 항에 있어서,
상기 댄서 유닛의 회전 방향의 고정된 위치에서 상기 제1 쉬브에 대응하여 상기 자재를 가이드하는 제2 쉬브를 더 구비하고, 상기 자재는 상기 제1 쉬브와 상기 제2 쉬브에 지그재그로 걸리는 2차 전지 제조장치.The method of claim 3,
And a second sheave for guiding the material corresponding to the first sheave at a fixed position in the rotational direction of the dancer unit, wherein the material is a secondary battery zigzag between the first sheave and the second sheave. Manufacturing equipment. 제4 항에 있어서,
상기 댄서 유닛은 상기 제1 쉬브와 상기 제2 쉬브에 걸리는 자재의 길이 변동에 따른 상기 댄서 유닛의 회전 정보를 포함하는 댄서 회전신호를 생성하는 회전각 센서를 더 포함하는 2차 전지 제조장치. 5. The method of claim 4,
The dancer unit further includes a rotation angle sensor for generating a dancer rotation signal including the rotation information of the dancer unit in accordance with the variation in the length of the material caught on the first sheave and the second sheave. 제5 항에 있어서,
상기 회전각 센서는 자계에 의한 저항효과의 변화를 측정하는 MR(magneto resistive) 센서인 2차 전지 제조장치.6. The method of claim 5,
The rotation angle sensor is a secondary battery manufacturing apparatus is a MR (magneto resistive) sensor for measuring the change in the resistance effect by the magnetic field. 제5 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 댄서 회전신호를 이용하여 상기 댄서 유닛의 회전각을 측정하는 PID(proportional integral derivative) 측정부;
상기 댄서 유닛의 회전각을 기반으로 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 산출하고, 상기 산출된 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 이용하여 상기 보빈에 감겨 있는 자재의 반경을 보정하는 보정값을 산출하는 연산 처리부; 및
상기 보정값이 반영된 상기 보빈에 감겨 있는 자재의 반경에 따라 상기 언와인드 모터의 구동 속도를 제어하는 PID 제어부를 포함하는 2차 전지 제조장치.6. The method of claim 5,
The control unit,
PID (proportional integral derivative) measuring unit for measuring the rotation angle of the dancer unit using the dancer rotation signal;
Compensation value for calculating the length of the material hanging on the dancer unit based on the rotation angle of the dancer unit, and correcting the radius of the material wound on the bobbin by using the calculated length of the material hanging on the dancer unit A calculation processing unit for calculating; And
And a PID controller for controlling a driving speed of the unwind motor according to a radius of a material wound on the bobbin in which the correction value is reflected. 제7 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 회전각 센서로부터 전달되는 상기 댄서 회전신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 PID 측정부에 전달하는 ADC(analog digital converter)부를 더 포함하는 2차 전지 제조장치.The method of claim 7, wherein
The control unit,
And an analog digital converter (ADC) unit converting the dancer rotation signal transmitted from the rotation angle sensor into a digital signal and transmitting the converted digital signal to the PID measurement unit. 제8 항에 있어서,
상기 PID 측정부는 상기 댄서 유닛의 기준 위치를 지시하는 제어 변수와 상기 디지털 신호 사이의 오차를 기반으로 상기 댄서 유닛의 회전각을 산출하는 2차 전지 제조장치.The method of claim 8,
The PID measuring unit calculates a rotation angle of the dancer unit based on an error between a control variable indicating a reference position of the dancer unit and the digital signal. 제7 항에 있어서,
상기 연산 처리부는 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이와 상기 댄서 유닛의 회전각과의 상관관계를 나타내는 다항식을 이용하여 상기 댄서 유닛에 걸려 있는 자재의 길이를 산출하는 2차 전지 제조장치.The method of claim 7, wherein
And the calculation processing unit calculates the length of the material hung on the dancer unit using a polynomial representing a correlation between the length of the material hung on the dancer unit and the rotation angle of the dancer unit. 제7 항에 있어서,
PID 제어부는 상기 댄서 유닛이 기준 위치에 위치하도록 상기 언와인드 모터의 구동 속도를 제어하는 2차 전지 제조장치.The method of claim 7, wherein
PID control unit is a secondary battery manufacturing apparatus for controlling the drive speed of the unwind motor so that the dancer unit is located at a reference position. 제7 항에 있어서,
상기 PID 제어부는 상기 와인딩 속도와 상기 언와인딩 속도가 동일하게 유지되도록 상기 언와인딩 모터의 구동 속도를 제어하는 2차 전지 제조장치.The method of claim 7, wherein
The PID control unit controls the driving speed of the unwinding motor so that the winding speed and the unwinding speed remain the same. 제7 항에 있어서,
상기 PID 제어부는 상기 자재에 가해지는 장력이 일정하게 유지되도록 상기 언와인딩 모터의 구동 속도를 제어하는 2차 전지 제조장치.The method of claim 7, wherein
The PID control unit is a secondary battery manufacturing apparatus for controlling the drive speed of the unwinding motor so that the tension applied to the material is kept constant. 제1 항에 있어서,
상기 자재는 2차 전지의 전극 조립체를 구성하는 양극판, 음극판, 세퍼레이터(separator) 중 적어도 어느 하나인 2차 전지 제조장치. The method according to claim 1,
And the material is at least one of a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator constituting an electrode assembly of the secondary battery.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180060681A (en) 2016-11-29 2018-06-07 (주) 피토 The tension control system for mandrel of manufacturing apparatus of rechargeable battery
KR20180060679A (en) 2016-11-29 2018-06-07 (주) 피토 The tension control system for spool of manufacturing apparatus of rechargeable battery
KR20180060680A (en) 2016-11-29 2018-06-07 (주) 피토 The tension control method for manufacturing apparatus of rechargeable battery
KR20180061834A (en) 2016-11-30 2018-06-08 (주) 피토 The tension control module for mandrel of manufacturing apparatus of rechargeable battery

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101914566B1 (en) * 2012-07-27 2018-11-02 삼성에스디아이 주식회사 Winding apparatus for manufacturing electrode assembly and control method thereof
KR102201307B1 (en) 2014-08-04 2021-01-11 삼성에스디아이 주식회사 Fabricating Apparatus And Method For Secondary Battery
CN104466228B (en) * 2014-12-31 2017-02-22 深圳市赢合科技股份有限公司 Pole piece winding method
KR102540142B1 (en) 2015-11-10 2023-06-05 삼성에스디아이 주식회사 Apparatus for Winding Electrode Assembly
KR102232370B1 (en) * 2019-05-13 2021-03-26 유일에너테크(주) System for producing electrodes of battery
KR102259234B1 (en) * 2019-10-16 2021-06-01 (주) 피토 Separation film tension and edge position control of secondary battery stacking apparatus
CN112093530B (en) * 2020-07-24 2022-11-29 固高科技股份有限公司 Control method and control system for high-speed winding and unwinding and splitting machine

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009256052A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Toyota Motor Corp Method for controlling winding of belt-like material, winder of belt-like material, electrode winder, method for manufacturing wound electrode body

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101095252A (en) * 2005-01-25 2007-12-26 石川岛播磨重工业株式会社 Facility for forming battery electrode plate

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009256052A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Toyota Motor Corp Method for controlling winding of belt-like material, winder of belt-like material, electrode winder, method for manufacturing wound electrode body

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180060681A (en) 2016-11-29 2018-06-07 (주) 피토 The tension control system for mandrel of manufacturing apparatus of rechargeable battery
KR20180060679A (en) 2016-11-29 2018-06-07 (주) 피토 The tension control system for spool of manufacturing apparatus of rechargeable battery
KR20180060680A (en) 2016-11-29 2018-06-07 (주) 피토 The tension control method for manufacturing apparatus of rechargeable battery
CN108172908A (en) * 2016-11-29 2018-06-15 必达股份公司 For the spool control system of secondary cell manufacturing device
KR20180061834A (en) 2016-11-30 2018-06-08 (주) 피토 The tension control module for mandrel of manufacturing apparatus of rechargeable battery

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