KR101528182B1 - 극편 레이저 절단기 - Google Patents

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지선 오토메이션 테크놀러지, 코.,엘티디
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Abstract

본 발명은 극편 레이저 절단기에 관한 것으로, 베이스프레임 부재, 레이저 절단기, 상기 레이저 절단기를 구동하기 위한 절단 머니퓰레이터 부재, 제어시스템 및 적어도 하나의 이송 어셈블리를 포함하고, 상기 이송 어셈블리는 클램핑 머니퓰레이터 부재, 고정길이 이송 부재와 투입부재를 포함하며, 상기 절단 머니퓰레이터 부재와 클램핑 머니퓰레이터 부재는 모두 상기 베이스프레임 부재에 장착되고, 상기 고정길이 이송 부재는 상기 클램핑 머니퓰레이터 부재와 투입부재 사이에 설치되며, 상기 제어시스템은 상기 절단 머니퓰레이터 부재, 클램핑 머니퓰레이터 부재 및 고정길이 이송 부재와 연결된다. 본 발명은 레이저 기술을 사용함으로써 리튬이온전지 혹은 슈퍼 커패시티의 제조공법을 실현하였고, 종래의 기술에 따른 극편이 기존의 절단공법을 사용함으로 인해 초래되는 극편이 쉽게 변형되고 버(burr)가 비교적 큰 등 문제를 극복할 수 있는 동시에 제어시스템의 제어하에 극편의 제조공법의 품질을 향상시켰고 완제품률을 향상시켰다.

Description

극편 레이저 절단기 {POLE SHEET LASER CUTTING MACHINE}
본원 발명은 배터리 분야에 관한 것으로서, 특히는 극편 레이저 절단기에 관한 것이다.
리튬이온전지와 슈퍼 커패시티의 생산 과정에서, 극편의 제조공법은 매우 중요하다. 기존의 극편 제조 과정에서, 일반적으로 칼금형 커팅 머신, 금속금형 커팅 머신 및 슬릿팅 밀러(slitting miller) 등 설비를 사용하여 극편의 절단을 실현한다. 하지만 극편은 두께가 비교적 얇은 알루미늄박과 동박으로 제조되기 때문에, 상기 절단설비로 제조될 경우, 극편에 쉽게 주름이 생기거나 변형되기 쉬워, 절단 후의 극편의 평탄도가 요구에 부합되지 않아 폐기될 수 있다. 또한 극편의 양면에 모두 코팅층이 구비되어 상기 절단설비를 통하여 제조할 경우, 극편의 버(burr)가 비교적 크고 또한 분말이 쉽게 떨어져 극편 공정의 합격률이 떨어지게 될 뿐만 아니라 폐기품이 증가되어 제조 효율의 저하 및 자재의 낭비를 초래하게 된다. 이로 인해 리튬이온전지와 슈퍼 커패시티의 양산에 심각한 영향을 미치게 된다.
따라서, 기존의 극편 제조설비를 개선할 필요가 있다.
본원 발명이 해결하고자 하는 주요한 기술문제는 제조공법에서 극편에 주름이 생기거나 변형되는 것을 방지하여 공법 품질을 개선시키는 극편 레이저 절단기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술문제를 해결하기 위하여, 본원 발명은 극편 레이저 절단기를 제공하고, 상기 극편 레이저 절단기는 베이스프레임 부재, 레이저 커터, 상기 레이저 커터를 구동하기 위한 절단 머니퓰레이터 부재, 제어시스템 및 적어도 하나의 이송 어셈블리를 포함하고, 상기 이송 어셈블리는 클램핑 머니퓰레이터 부재, 고정길이 이송 부재와 투입부재를 포함하며, 상기 절단 머니퓰레이터 부재와 클램핑 머니퓰레이터 부재는 모두 상기 베이스프레임 부재에 장착되고, 상기 고정길이 이송 부재는 상기 클램핑 머니퓰레이터 부재와 투입부재 사이에 설치되며, 상기 제어시스템은 상기 절단 머니퓰레이터 부재, 클램핑 머니퓰레이터 부재와 고정길이 이송 부재와 연결된다.
진일보로, 상기 클램핑 머니퓰레이터 부재는 푸시로드와 극편 선단을 클램핑하기 위한 선단 클램핑 기구를 포함하고, 상기 고정길이 이송 부재는 극편 중부를 클램핑하기 위한 중부 클램핑 기구 및 상기 중부 클램핑 기구의 전후운동을 구동하는 이송기구를 포함하며, 상기 선단 클램핑 기구는 상기 푸시로드의 선단에 장착되고, 상기 중부 클램핑 기구는 상기 푸시로드의 후단에 장착된다.
부압원을 더 포함하고, 상기 클램핑 머니퓰레이터 부재는 흡입기구를 더 포함하며, 상기 흡입기구는 흡입헤드와, 흡입홀을 구비하는 흡착판을 포함하고, 상기 흡입헤드는 상기 흡착판 하측에 설치되어 상기 부압원과 연결되며, 상기 선단 클램핑 기구는 상기 흡착판의 양측에 각각 설치된 2세트의 클램프 및 상기 클램프를 구동하는 제어 실린더를 포함한다.
상기 이송기구는 서보구동장치와 위치검출장치를 포함하고, 상기 서보구동장치는 상기 중부 클램핑 기구의 전후운동을 구동하는 서보모터와 고정길이 이송 밑판을 포함하며, 상기 중부 클램핑 기구는 상기 고정길이 이송 밑판의 상측에 위치하고, 상기 위치검출장치는 상기 고정길이 이송 밑판의 상단부에 설치한 복수 개의 광전감지기 및 상기 중부 클램핑 기구의 하단부에 설치한 센서칩을 포함하며, 상기 광전감지기와 서보구동장치는 모두 상기 제어시스템과 연결하는 것이 바람직하다.
상기 고정길이 이송 부재는 고정길이 이송 교정기구를 더 포함하고, 상기 고정길이 이송 교정기구는 상기 푸시로드의 후단에 장착되어 상기 중부 클램핑 기구와 연동되는 것이 바람직하다.
상기 투입부재는 투입 교정기구를 더 포함하는 것이 바람직하다.
진일보로, 상기 이송 어셈블리는 추출 머니퓰레이터 부재와 박스 부재를 더 포함하고, 상기 추출 머니퓰레이터 부재에 흡입단을 구비하며, 상기 추출 머니퓰레이터 부재와 박스 부재는 모두 상기 베이스프레임 부재에 장착되고, 또한 상기 추출 머니퓰레이터 부재와 상기 제어시스템은 연결된다.
상기 박스 부재는 박스체, 절단 후의 극편을 지지하기 위한 이동판, 상기 이동판을 구동하기 위한 리프팅 부재 및 충진 센서를 포함하고, 상기 이동판은 박스체의 하단부에 위치하며, 상기 충진 센서는 상기 박스체 입구에 설치되고 상기 리프팅 부재와 충진 센서는 모두 상기 제어시스템과 연결된다.
진일보로, 상기 흡입단에 분할 실린더가 더 구비되어 있다.
일 실시형태에서, 2개의 상기 이송 어셈블리를 구비하고, 2개의 상기 이송 어셈블리는 상기 베이스프레임 부재의 양측에 대응되게 설치되어 더블 워킹 스테이션(Double working Station) 극편 레이저 절단기를 형성한다.
본원 발명은 레이저 기술을 사용하여 리튬이온전지 혹은 슈퍼 커패시티의 제조공법을 실현하였고, 레이저가 구비하는 단색성이 양호하고 발산 각도가 작으며 렌즈의 초점 위치에서 고성능의 광점으로 집중되는 등 우수한 특성을 충분히 이용하여, 전용 레이저 헤드, 제어 소프트웨어 및 전자동 머니퓰레이터를 사용하여 극편에 대하여 절단을 진행함으로써 종래의 기술에 따른 극편이 재래식의 절단공법을 사용함으로 인해 초래되는 극편이 쉽게 변형되고 버가 비교적 큰 등 문제를 극복할 수 있고, 제조공법의 품질을 개선할 수 있는 동시에 리튬 배터리와 슈퍼 커패시티의 제품품질을 확보할 수 있다. 제어시스템의 작용하에 극편의 사이즈 오차를 감소시킬 수 있고, 정밀도가 높고 속도가 빠르며 버가 작고 분말 생성이 적은 특점을 구비함으로써 완제품률을 향상시킬 수 있다.
진일보로, 본원 발명은 제어시스템을 사용하여 투입, 이송, 절단 및 추출의 전자동 제어 및 투입과 이송 과정 중의 교정을 실현함으로써 제조효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 또한 가공 정밀도를 개선시킬 수 있고 불량률을 감소시킬 수 있다.
본원 발명은 레이저 커터가 2개의 워킹 스테이션의 극편에 대하여 교대로 절단을 진행하도록 하여 제조 효율을 현저하게 향상시키는 더블 워킹 스테이션 레이저 절단기를 더 제공한다.
도1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 극편 레이저 절단기의 사시도이다.
도2는 도1의 상기 극편 레이저 절단기의 정면도이다.
도3은 도1의 상기 극편 레이저 절단기의 평면도이다.
도4는 도1의 상기 극편 레이저 절단기의 절단공법 흐름도이다.
도5는 도1의 상기 극편 레이저 절단기의 제어 원리도이다.
이하 구체적인 실시형태와 도면을 결부시켜 본원 발명에 대하여 진일보로 상세한 설명을 하기로 한다.
도1 내지 도3을 참조하면, 본 실시형태의 극편 레이저 절단기는 베이스프레임 부재(1), 레이저 커터(8), 레이저 커터(8)의 운동을 구동하여 극편(13)에 대하여 절단을 진행하는 절단 머니퓰레이터 부재(3), 제어시스템 및 적어도 하나의 이송 어셈블리를 포함한다. 그 중, 이송 어셈블리는 절단 대기 중의 극편(13)을 베이스프레임 부재(1) 상측의 절단 플랫폼(7)으로 이송시켜 일정한 크기 및 형상으로 절단되도록 한다. 구체적인 요구에 따라, 단일 워킹 스테이션 레이저 절단기는 이송 어셈블리를 포함하고, 더블 워킹 스테이션 레이저 절단기 혹은 멀티 워킹 스테이션 레이저 절단기는 2개 심지어 복수 개의 이송 어셈블리를 포함할 수 있으며, 매개 워킹 스테이션은 단폭 절단 혹은 양폭 절단을 실현할 수 있다. 이송 어셈블리는 구체적으로 클램핑 머니퓰레이터 부재(6), 고정길이 이송 부재(2)와 투입부재(12)를 포함하고, 절단 머니퓰레이터 부재(3)와 클램핑 머니퓰레이터 부재(6)는 모두 베이스프레임 부재(1) 상측에 장착되고, 고정길이 이송 부재(2)는 클램핑 머니퓰레이터 부재(6)와 투입부재(12) 사이에 설치된다. 투입부재(12)는 투입 롤러를 포함하고, 투입 시 우선 코일스톡(coil stock)을 투입 롤러의 샤프트에 고정하며, 전자동 극편 절단 과정에서 극편(13)은 서보모터의 작용하에 복수 개의 가이드 롤러와 장력 캐시 메커니즘을 통하여 고정길이 이송 부재(2)로 이송된다. 클램핑 머니퓰레이터 부재(6)는 극편(13)의 헤드부를 클램핑하고, 고정길이 이송 부재(2)는 극편 중부(A2)를 클램핑하고 서보구동장치(A5)를 이용하여 행정 제어를 진행함으로써 매번 절단 플랫폼(7)으로 일정한 길이의 극편(13)을 이송하도록 확보한다. 제어시스템은 절단 머니퓰레이터 부재(3), 클램핑 머니퓰레이터 부재(6), 고정길이 이송 부재(2) 및 투입 부재(12) 등 부재와 연결되는, 공법공정에 따라 각 부재에 대하여 상응한 제어를 진행하기 위한 것이다.
본원 발명은 레이저 기술을 사용하여 리튬이온전지 혹은 슈퍼 커패시티의 제조공법을 실현하였고, 레이저가 구비하는 단색성이 양호하고 발산 각도가 작으며 렌즈의 초점 위치에서 고성능의 광점으로 집중되는 등 우수한 특성을 충분히 이용하여, 전용 레이저 헤드, 제어 소프트웨어 및 전자동 머니퓰레이터를 사용하여 극편(13)에 대하여 절단을 진행함으로써 종래의 기술에 따른 극편(13)이 재래식의 절단공법을 사용함으로 인해 초래되는 극편이 쉽게 변형되고 버가 비교적 큰 등 문제를 극복할 수 있어, 극편(13)에 의해 제조되는 배터리 셀의 일치성을 향상시켰고, 리튬 배터리와 슈퍼 커패시티의 제품품질을 확보하였다. 제어시스템의 작용하에 고정길이 이송 부재(2)와 클램핑 머니퓰레이터 부재(6)는 서로 배합하여 매번마다 절단 플랫폼(7)으로 일정한 길이의 극편(13)을 운송함으로써 극편의 사이즈 오차를 감소시킬 수 있고, 정밀도가 높고 속도가 빠르며 버가 작고 분말 생성이 적은 특점을 구비함으로써 제조공법의 품질을 현저히 향상시키고 완제품률을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에서, 클램핑 머니퓰레이터 부재(6)는 푸시로드(61)와 극편(13) 선단을 클램핑하기 위한 선단 클램핑 기구(A1)를 포함하고, 고정길이 이송 부재(2)는 극편(13) 중부(A2)를 클램핑하기 위한 중부 클램핑 기구 및 중부 클램핑 기구의 전후운동을 구동하는 이송기구(A3)를 포함한다. 선단 클램핑 기구(A1)는 푸시로드(61)의 선단에 장착되고, 중부 클램핑 기구는 푸시로드(61)의 후단에 장착된다. 이송과정에서, 이송기구(A3)는 중부 클램핑 기구를 구동시켜 앞으로 일정거리 운동함으로써 푸시로드(61)가 선단 클램핑 기구(A1)를 이끌어 앞으로 일정거리 운동하여 1차 이송을 완성하도록 한다. 이송 완성 후, 절단 머니퓰레이터 부재(3)는 레이저 커터(8)를 구동시켜 미리 설정된 도형 절단 경로에 따라 절단 플랫폼(7)의 극편(13)에 대하여 극편 절단을 진행한다. 절단이 완료된 후, 이송기구(A3)는 다시 중부 클램핑 기구, 푸시로드(61) 및 선단 클램핑 기구(A1)를 구동하여 리셋시켜 다음 이송이 진행되도록 한다.
편리하게 절단하기 위하여, 본 실시형태의 극편 레이저 절단기는 극편(13)을 흡착함으로써 이동을 방지하는 부압원을 더 포함하고, 클램핑 머니퓰레이터 부재(6)는 기판과 흡입기구(A1의 위치에서 극편 아래에 배치됨) 등을 더 포함한다. 기판은 베이스프레임 부재(1)의 상단부에 장착되고, 주로 푸시로드(61), 선단 클램핑 기구(A1)와 흡입기구를 지지하는 데 사용되며, 흡입기구는 흡입헤드와 기판 상측에 고정된 흡착판을 포함하고, 흡착판에 복수 개의 흡입홀을 구비하여 선단 클램핑 기구(A1)에 의해 이송되는 극편(13)을 흡착할 수 있다. 흡착판 하단부의 복수 개의 흡입헤드는 흡착판에 흡착력을 제공하고, 이러한 흡입헤드는 퀵 커넥터를 사용하며 상기 퀵 커넥터는 부압원과 연결된다. 부압원은, 비교적 강한 풍력작용하에 두께가 비교적 얇은 극편(13)을 흡착하여 위치 오프셋이 발생하는 것을 방지하도록 하는, 기본 프레임 부재(1) 하단부에 설치된 팬 부재(10)인 것이 바람직하다.
선단 클램핑 기구(A1)는 연결판과 연결 브라켓을 통하여 푸시로드(61)의 선단에 고정되고, 일 실시형태에서 선단 클램핑 기구(A1)는 주로 제어 실린더와 흡착판의 양측에 각각 설치되는 2세트의 클램프(A4)를 포함하며, 제어 실린더는 상승 제어 실린더, 후퇴 제어 실린더를 포함하고, 매 조의 클램프(A4)는 SMC와 SMC에 의해 구동되는 상부 클립과 하부 클립을 포함하며, SMC와 상승 제어 실린더의 탭 헤드가 서로 연결되고, 상승 제어 실린더와 후퇴 제어 실린더의 탭 헤드가 서로 연결되며, 후퇴 제어 실린더와 기판은 이동부를 형성한다. 상승 제어 실린더와 후퇴 제어 실린더는 가이드 레일과 서로 배합되는 슬립웨이 실린더를 사용하는 것이 바람직하고, 상승 제어 실린더는 고정판과 실린더 장착시트를 통하여 후퇴 제어 실린더와 연결되며, 후퇴 제어 실린더는 실린더 시트를 통하여 베이스프레임 부재의 직선 슬라이딩부와 연결된다. SMC는 평행 개폐형SMC를 사용할 수 있고, SMC장착판을 통하여 상승 제어 실린더의 탭 헤드과 연결된다. 극편(13)을 클램핑할 시, 2세트의 상부 클립과 하부 클립은 각각 SMC의 구동하에 극편(13)의 선단을 클램핑하고, SMC는 상승 제어 실린더가 위로 향하는 구동작용하에 상승되어 극편(13)의 헤드부를 올리고, 푸시로드가 앞으로 운동하여 극편(13)의 이송을 완성한 후, 상승 제어 실린더가 클램프(A4)를 이끌어 하강하여 리셋된다. 클램프(A4)는 다시 극편(13)의 헤드부를 풀고, 마지막으로 후퇴 제어 실린더가 상승 제어 실린더를 구동시켜 극편(13)을 멀리하는 양측으로 물러난다.
극편(13)의 절단을 완성 후, 폐기물 배출 기구를 사용하여 나머지 폐기물을 자동적으로 배출시킴으로써 제조 효율을 제고시킬 수 있다. 폐기물 배출 기구는 여러가지 형식을 구비하는데, 예를 들면 흡반을 구비하는 폐기물 파렛트 랙이다. 실린더의 구동 작용하에 폐기물을 흡착한 후 이들을 뽑거나 혹은 폐기물을 흡착한 후 폐기물 파렛트 랙을 뒤집어 폐기물이 자동적으로 하락되게 할 수 있다.
고정길이 이송 부재(2)의 이송기구(A3)는 서보구동장치(A5)와 서보구동장치의 행정에 대하여 제어를 진행하기 위한 위치검출장치를 포함한다. 구체적으로, 서보구동장치(A5)는 고정길이 이송 밑판(21), 가이드 레일 장착판 및 중부 클램핑 기구의 전후운동을 구동시키는 서보모터를 포함하고, 가이드 레일 장착판은 고정길이 이송 밑판(21)의 상측에 고정되며 또한 그 상표면에 중부 클램핑 기구와 가이드 레일부를 형성하는 가이드 레일이 설치되어 있어 중부 클램핑 기구가 고정길이 이송 밑판(21)의 상측에 위치하도록 한다. 서보모터는 고정길이 이송 밑판(21)에 고정되어 중부 클램핑 기구를 구동시켜 극편(13)을 클램핑하여 가이드 레일을 따라 일정한 행정 범위 내에서 전후운동을 하도록 하고, 전후의 구체적인 운동 행정 및 위치는 제어시스템에 의해 제어된다. 위치검출장치는 이송기구(A3)가 전후 방향에서 고정길이 이동을 유지하도록 검출 및 확보하기 위한 것이고, 고정길이 이송 밑판(21)의 상단부에 설치된 복수 개의 광점감지기 및 중부 클램핑 기구 하단부에 설치된 센서칩을 포함하며, 광전감지기는 센서칩과 서로 연동됨으로써 중부 클램핑 기구의 운동위치를 검출하여 제어시스템이 극편의 이송 길이를 제어하도록 한다. 예를 들어, 3개의 광전감지기는 각각 고정길이 이송 밑판(21)의 선단, 중부 및 후단에 설치되고, 모두 센서 장착 가이드 레일을 통하여 고정길이 이송 밑판(21)에 장착됨으로써 위치를 이동하도록 한다. 전후 양단의 광전감지기(21)는 센서칩의 전후 제한위치를 검출하기 위한 것이고, 중부에 위치한 광전감지기는 시스템 영복귀 검출을 위한 것이며, 각 광전감지기는 검출결과를 제어시스템에 입력시켜 서보모터의 운동 행정을 정확하게 제어할 수 있도록 한다.
극편(13)이 이송되는 과정에서 좌우 방향의 위치 오프셋을 방지하기 위하여 고정길이 이송 부재(2)는 고정길이 이송 교정기구(A6)를 더 포함하고, 고정길이 이송 교정기구는 푸시로드(61) 후단에 장착되어 중부 클램핑 기구와 연동된다. 일 실시예에서, 고정길이 이송 교정기구(A6)는 이송 슬라이딩판, 교정 파렛트, 가장자리 응사 센서 및 교정 파렛트의 좌우 운동을 구동하는 교정 구동부재를 포함하고, 이송 슬라이딩판은 푸시로드(61) 후단에 고정되며 교정 파렛트는 이송 슬라이딩판 상측에 자유롭게 장착되고, 중부 클램핑 기구는 교정 파렛트에 고정되며, 가장자리 응사식 센서는 이송 슬라이딩판의 측부에 설치되고 또한 교정 구동부재와 가장자리 응사 센서는 모두 제어시스템과 서로 연결된다. 가장자리 응사 센서는 극편의 상하측에 위치하는 발사기와 수신기를 포함하고, 극편(13) 가장자리를 검출하여 제어시스템으로 신호를 출력함으로써, 교정 구동부재를 제어하여 교정 파렛트의 위치를 정확하게 제어할 수 있도록 한다. 교정 구동부재로서 서보모터를 사용할 수 있고, 이송 슬라이딩판에 고정되어 결합장치와 볼스크류부 등을 통하여 교정 파렛트의 좌우 슬라이딩을 구동함으로써 극편(13)의 좌우 교정을 실현할 수 있다.
중부 클램핑 기구의 전체를 교정 파렛트에 장착하고, 클램핑 실린더의 구동하에 상부 고무접착 평판과 하부 고무접착 평판을 이용하여 극편의 중부를 클램핑한다. 2개의 고무접착 평판 표면에 실리카겔을 붙여 극편(13)을 클램핑할 시 다치지 않도록 하는 것이 바람직하다.
극편(13)이 투입되는 과정에서 좌우 방향의 위치 오프셋이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 투입 부재(12)는 투입 교정기구(A7)를 더 포함할 수 있다. 투입 교정기구(A7)와 고정길이 이송 교정기구(A6)의 구조는 유사한 바, 주로 가장자리 응사 센서를 통하여 극편(13)의 가장자리를 검출하고 또한 제어시스템의 작용하에 교정 구동부재를 통하여 이송 정확도를 확보함으로써 이송 전의 제1차 자동 교정을 실현한다.
진일보로, 본 실시형태의 이송 어셈블리는 또한 극편(13)의 절단 완성 후 자동 추출을 실현한다. 구체적으로, 이송 어셈블리는 추출 머니퓰레이터 부재(4)와 박스 부재(11)를 더 포함하고, 추출 머니퓰레이터 부재(4)에 흡입단(5)을 구비하며, 흡입단(5)은 부압원을 통하여 흡착력을 제공하고, 추출 머니퓰레이터 부재(4)의 구동하에 절단을 완성한 극편(13)을 흡착하여 박스 부재(11)로 이동시킬 수 있다. 양폭 절단일 경우, 흡입단(5)의 분배 실린더를 이용하여 극편(13)을 분배 처리 후 다시 박스 부재(11)에 넣을 수 있다. 추출 머니퓰레이터 부재(4)와 박스 부재(11)는 모두 베이스프레임 부재(1)에 장착되고 또한 추출 머니퓰레이터 부재(4)는 제어시스템과 연결되어 제어시스템의 제어를 받는다. 박스 부재(11)는 박스체(A8), 절단 후의 극편(13)을 지지하기 위한 이동판(A9), 이동판의 상하운동을 구동하기 위한 리프팅 부재(9) 및 충진 센서를 포함하고, 이동판(A9)은 박스체(A8)의 하단부에 위치하며, 충진 센서는 광전감지기를 사용하여 박스체 입구에 설치할 수 있고 또한 리프팅 부재(9)와 충진 센서는 모두 제어시스템과 연결된다. 리프팅 부재(9)로서 제어시스템과 서로 연결되는 리프팅 모터를 사용할 수 있다. 흡입단에서 한장의 절단 후의 극편(13)을 박스체(A8) 내에 넣을 때마다 리프팅 모터는 이동판(A9)을 구동시켜 일정한 높이만큼 하강시켜 극편 박스 부재(11)가 자동적으로 로딩할수 있도록 한다. 충진 센서에서 박스 부재(11)의 충진 상태를 검출한 후, 즉시 제어시스템에 신호를 출력하여 조작원이 박스 부재(11)를 교체하도록 한다.
도1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 극편 레이저 절단기는 두개의 이송 어셈블리를 구비하고, 상기 2개의 이송 어셈블리는 베이스프레임 부재(1)의 양측에 대응되게 설치되어 좌우 2개의 워킹 스테이션을 구비하는 더블 워킹 스테이션 극편 레이저 절단기를 형성하고, 좌/우 투입부재는 각각 좌/우 고정길이 이송 부재를 통하여 양단에서 더블 워킹 스테이션 절단 플랫폼으로 이송된다. 레이저 커터(8)는 제어시스템의 제어하에서 좌/우 클램핑 머니퓰레이터 부재(6)가 클램핑한 극편(13)에 대하여 교대로 고속 절단을 진행하여 레이저 커터(8)의 이용률이 한배 증가되도록 할 수 있고 전자동 레이저 절단을 실현한 기초 상에서 제조 효율을 진일보로 향상시킬 수 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 더블 워킹 스테이션 극편 레이저 절단기의 절단 공정은 하기와 같다.
단계1: 좌/우 투입부재를 통하여 코일스톡에 의해 제공되는 극편을 운송하고, 투입 교정기구를 사용하여 좌우 교정을 진행한다.
단계2: 고정길이 이송 부재는 극편 중부를 클램핑하여 지정길이만큼 이동하고, 고정길이 이송 교정기구를 이용하여 좌우 교정을 진행하며, 이와 동시에 좌/우 클램핑 머니퓰레이터 부재는 클램프를 이용하여 극편 헤드부를 클램핑하여 이송한다.
단계3: 팬 부재를 작동시켜 진공원을 제공하고 절단 대기중의 극편을 흡착판에 고정시킨다.
단계4: 절단 머니퓰레이터 부재가 레이저 커터의 운동을 구동시켜 극편에 대하여 동적 절단을 준비한다.
단계5: 레이저 커터는 제어 소프트웨어를 이용하여 좌우 워킹 스테이션에서 교대로 극편을 절단한다.
단계6: 더블 워킹 스테이션 절단 완성 후, 좌/우 추출 머니퓰레이터 부재는 각각 좌/우 흡입단을 구동시켜 좌우 워킹 스테이션에서 교대로 추출을 시작한다.
단계7: 좌/우 흡입단은 절단을 완성한 극편을 대응하는 좌/우 박스 부재에 흡착시키고, 이 과정에서 리프팅 부재는 박스체 하단부의 이동판을 구동시켜 일정한 높이만큼 하강시키고 더욱 많은 극편이 수용되도록 한다.
단계8: 충진 센서에서 좌/우 박스 부재에 극편이 충진된 상태가 검출된 후, 제어시스템에 정보를 발송하여 조작원에게 경고한다.
도5에 도시된 바와 같이, 본원 발명의 일 실시예의 더블 워킹 스테이션 극편 레이저 절단기의 제어시스템은 일반적으로 SCM 혹은 PLC(프로그래머블 컨트롤러) 등 유닛을 사용하고, 터치스크린, 키보드, PLC제어기, IPC 등을 통하여 조작원과 인터렉티브를 진행할 수 있다. 제어시스템 내에서 제조공정을 제어하기 위한 공법 프로그램을 사전에 설정하고, 투입 과정에서 제어시스템은 가장자리 응사 센서를 이용하여 극편의 가장자리를 검출함으로써 투입 교정기구를 통하여 좌/우 투입 부재 중의 극편에 대하여 1차 좌우 교정을 진행할 수 있다. 이송 과정에서, 제어시스템은 서보구동장치를 통하여 고정길이 이송 부재를 구동시켜 극편을 더블 워킹 스테이션 절단 플랫폼으로 운송한다. 동시에 가장자리 응사 센서를 이용하여 다시 극편 가장자리를 검출함으로써 고정길이 이송 교정기구를 통하여 극편에 대하여 2차 좌우 교정을 진행할 수 있다. 절단 과정에서, 좌/우 클램핑 머니퓰레이터 부재는 팬 부재를 연결하는 흡착판을 이용하여 극편을 고정하고, 제어시스템은 서보구동기를 이용하여 절단 머니퓰레이터 부재를 제어함으로써 레이저 제어기를 구동시켜 더블 워킹 스테이션 절단 플랫폼 상에서 운동하도록 한다. 제어시스템은 또한 레이저 제어기에 절단 전자파일을 제공함으로써 레이저 헤드가 사전 설정된 절단 경로에 따라 극편에 대하여 절단을 진행하도록 한다. 절단 완성 후, 좌/우 추출 머니퓰레이터 부재는 좌/우 흡입단을 사용하여 절단 후의 극편이 상응한 좌/우 박스 부재에 흡착되도록 한다.
상기 내용은 구체적인 실시형태와 결부하여 본원 발명에 대하여 진행한 진일보의 구체적인 설명일 뿐 본원 발명의 구체적인 실시가 상기 설명에 한정되는 것으로 간주될 수 없다. 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 본원 발명의 사상을 벗어나지 않은 전제하에서 또 일부 간단한 추정 혹은 대체를 진행할 수 있는데, 이러한 추정 혹은 대체는 모두 본원 발명의 보호범위에 속하는 것으로 간주해야 한다.

Claims (10)

  1. 베이스프레임(base frame) 부재; 레이저 커터; 상기 레이저 커터를 구동하기 위한 절단 머니퓰레이터(manipulator) 부재; 제어시스템; 및 하나 이상의 이송 어셈블리;를 포함하고,
    상기 이송 어셈블리는 클램핑 머니퓰레이터 부재; 고정길이 이송 부재; 및 투입부재;를 포함하며, 상기 절단 머니퓰레이터 부재 및 상기 클램핑 머니퓰레이터 부재는 모두 상기 베이스프레임 부재에 장착되고, 상기 고정길이 이송 부재는 상기 클램핑 머니퓰레이터 부재와 상기 투입부재 사이에 설치되며, 상기 제어시스템은 상기 절단 머니퓰레이터 부재, 상기 클램핑 머니퓰레이터 부재 및 상기 고정길이 이송 부재와 연결되며,
    상기 클램핑 머니퓰레이터 부재는 푸시로드(push rod); 및 극편 선단을 클램핑하기 위한 선단 클램핑 기구;를 포함하고, 상기 고정길이 이송 부재는 극편 중부를 클램핑하기 위한 중부 클램핑 기구; 및 상기 중부 클램핑 기구의 전후 운동을 구동하는 이송기구;를 포함하며, 상기 선단 클램핑 기구는 상기 푸시로드의 선단에 장착되고, 상기 중부 클램핑 기구는 상기 푸시로드의 후단에 장착되는 것을 특징으로 하는,
    극편 레이저 절단기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    부압원(負壓源)을 더 포함하고,
    상기 클램핑 머니퓰레이터 부재는 흡입기구를 더 포함하며,
    상기 흡입기구는 흡입헤드; 및 흡입홀을 구비하는 흡착판;을 포함하고, 상기 흡입헤드는 상기 흡착판 하측에 설치되어 상기 부압원과 연결되며, 상기 선단 클램핑 기구는 상기 흡착판의 양측에 각각 설치된 2세트의 클램프; 및 상기 클램프를 구동하는 제어 실린더;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    극편 레이저 절단기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이송기구는 서보구동장치; 및 위치검출장치;를 포함하고, 상기 서보구동장치는 상기 중부 클램핑 기구의 전후운동을 구동하는 서보모터; 및 고정길이 이송 밑판;을 포함하며, 상기 중부 클램핑 기구는 상기 고정길이 이송 밑판의 상측에 위치하고, 상기 위치검출장치는 상기 고정길이 이송 밑판의 상단부에 설치된 복수 개의 광전감지기; 및 상기 중부 클램핑 기구의 하단부에 설치된 센서칩;을 포함하며, 상기 광전감지기 및 상기 서보구동장치는 모두 상기 제어시스템과 연결되는 것을 특징으로 하는,
    극편 레이저 절단기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정길이 이송 부재는, 상기 푸시로드의 후단에 장착되어 상기 중부 클램핑 기구와 연동되는 고정길이 이송 교정기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    극편 레이저 절단기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투입 부재는 투입 교정기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    극편 레이저 절단기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이송 어셈블리는 추출 머니퓰레이터 부재; 및 박스 부재;를 더 포함하고, 상기 추출 머니퓰레이터 부재에 흡입단을 구비하며, 상기 추출 머니퓰레이터 부재 및 상기 박스 부재는 모두 상기 베이스프레임 부재에 장착되고, 상기 추출 머니퓰레이터 부재와 상기 제어시스템이 연결되는 것을 특징으로 하는,
    극편 레이저 절단기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 박스 부재는 박스체; 절단 후의 극편을 지지하기 위한 이동판; 상기 이동판을 구동하기 위한 리프팅(lifting)부재; 및 충진 센서;를 포함하고, 상기 이동판은 박스체의 하단부에 위치하며, 상기 충진 센서는 상기 박스체 입구에 설치되고, 상기 리프팅 부재 및 상기 충진 센서는 모두 상기 제어시스템과 연결되는 것을 특징으로 하는,
    극편 레이저 절단기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 흡입단에 분배 실린더가 더 구비되는 것을 특징으로 하는,
    극편 레이저 절단기.
  10. 제1항에 있어서,
    2개의 이송 어셈블리를 구비하고, 2개의 상기 이송 어셈블리는 상기 베이스프레임 부재의 양측에 대응되게 설치되어 더블 워킹 스테이션(Double working Station) 극편 레이저 절단기를 형성하는 것을 특징으로 하는,
    극편 레이저 절단기.
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