KR101899992B1 - The tension control system for mandrel of manufacturing apparatus of rechargeable battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은,2 차전지의 소재가 포개어져 권취하는 권심, 권심의 회전속도를 조절할 수 있도록 구성되는 권심모터, 권취되는 소재의 권취선속을 측정하도록 구성되는 선속센서, 소재가 권심부에 권취됨에 따라 증가하는 반경에 대응하여 권취선속을 조절할 수 있도록 권심모터의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하는 2차전지 권취부 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 종래의 2차전지 제조장치의 장력조절 시스템의 낮은 응답성 및 권출에 따른 직경변화가 변영되지 않아 정밀하게 제어하지 못하는 문제점을 해결하기 위한 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템을 제공하는 것에 목적이 있다.
The present invention relates to a rechargeable battery including a core wound by winding a material of a secondary battery, a core motor configured to adjust a rotation speed of the core, a linear sensor configured to measure a winding speed of the material to be wound, And a control unit for controlling the rotation speed of the core motor so that the winding speed of the winding core can be controlled in accordance with an increasing radius.
The present invention provides a winding control unit system for a secondary battery manufacturing apparatus for solving the problem of low responsiveness of a tension control system of a conventional secondary battery manufacturing apparatus and a problem that a diameter change due to winding is not precisely controlled so that it can not be precisely controlled It is aimed at doing.

Figure R1020160160445
Figure R1020160160445

Description

2차전지 제조장치의 권취부 장력제어시스템{THE TENSION CONTROL SYSTEM FOR MANDREL OF MANUFACTURING APPARATUS OF RECHARGEABLE BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a tension control system for a rechargeable battery,

본 발명은 2차전지 제조장치의 권취부 장력제어 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 전극조합체를 권취할 때 증가하는 지름의 반경에 따라 권심의 회전속도를 제어하여 장력을 조절하는 2차전지 제조장치의 권취부 장력제어 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a winding tension control system for a secondary battery manufacturing apparatus, and more particularly to a secondary battery manufacturing method for controlling a tension of a secondary battery by controlling a rotation speed of a winding core, And more particularly to a tension control system for a winding part of a device.

일반적으로 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이며, 그 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Ni-Ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-Ion Polymer Battery, 이하 "LIPB"라 함) 등이 있다.Generally, a secondary battery is a battery which can be repeatedly used through a discharge process of converting chemical energy into electrical energy and a charging process in the reverse direction. Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium (Ni-Cd) battery, a nickel- A lithium-metal battery, a lithium-ion (Ni-Ion) battery, and a lithium-ion polymer battery (hereinafter referred to as "LIPB ").

이차전지는 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성되며, 서로 다른양극 및 음극 소재의 전압차이를 이용하여 전기를 저장 및 발생시킨다. 여기서, 방전이란 전압이 높은 음극에서 낮은 양극으로 전자를 이동시키는 것이며(양극의 전압 차이만큼 전기를 발생), 충전이란 전자를 다시 양극에서 음극으로 이동시키는것으로 이때 양극물질은 전자와 리튬이온을 받아들여 원래의 금속산화물로 복귀하게 된다. 즉, 이차전지는 충전될 때 금속 원자가 분리막을 통하여 양극에서 음극으로 이동함에 따라 충전 전류가 흐르게 되고, 반대로 방전될 때 금속 원자는 음극에서 양극으로 이동하며 방전 전류가 흐르게 된다.The secondary battery is composed of an anode, a cathode, an electrolyte, and a separator, and stores and generates electricity using voltage difference between different anode and cathode materials. Here, the discharge is to move electrons from a cathode having a high voltage to a cathode having a low voltage (generating electricity as much as the voltage difference of the anode), and charging means transferring the electrons again from the anode to the cathode where the anode material receives electrons and lithium ions And returned to the original metal oxide. That is, when the secondary battery is charged, the charge current flows as the metal atoms move from the anode to the cathode through the separator, and when discharged, the metal atoms move from the cathode to the anode and the discharge current flows.

한편, 이러한 이차전지의 제조시 권취하여 제조하는 방식으로 대량생산이 이루어지고 있으며, 이때 권취시 각각의 소재에 작용하는 장력이 배터리 품질에 큰 영향을 미치게 되어 장력을 조절할 필요성이 발생되었다. 이러한 장력제어장치에 대하여 대한민국 등록특허 제1265196호에 나타나 있다. 그러나 이러한 장력제어장치는 루퍼 컨트롤과 장력 컨트롤이 하나의 바(BAR)에 의해 동시에 이루어지므로 응답성이 낮아 고속 생산에 적합하지 않은 문제점이 있었다.On the other hand, mass production is carried out in such a manner that the rechargeable battery is manufactured by winding. In this case, the tension acting on each material at the time of winding has a great influence on the battery quality, so that it is necessary to control the tension. This tension control device is disclosed in Korean Patent No. 1265196. However, since the loop control and the tension control are simultaneously performed by a single bar (BAR), the tension control device is not suitable for high-speed production due to low response.

대한민국 등록특허 제1265196호Korea Patent No. 1265196

본 발명은 종래의 2차전지 제조장치의 장력조절 시스템의 낮은 응답성 및 권출에 따른 직경변화가 반영되지 않아 정밀하게 제어하지 못하는 문제점을 해결하기 위한 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템을 제공하는 것에 목적이 있다.The present invention provides a rewinder control system of a secondary battery manufacturing apparatus for solving the problem that a low responsiveness of a tension control system of a conventional secondary battery manufacturing apparatus and a diameter change caused by a rewinding are not reflected and thus can not be precisely controlled It is aimed at doing.

상기 과제의 해결 수단으로서, 2차전지의 소재가 포개어져 권취하는 권심, 권심의 회전속도를 조절할 수 있도록 구성되는 권심모터, 권취되는 소재의 권취선속을 측정하도록 구성되는 선속센서, 소재가 권심부에 권취됨에 따라 증가하는 반경에 대응하여 권취선속을 조절할 수 있도록 권심모터의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하는 2차전지 권취부 제어 시스템이 제공될 수 있다.As a means for solving the above-mentioned problems, there has been proposed a spindle motor comprising a core wound around a secondary battery, a core motor configured to adjust a rotation speed of the core, a linear sensor configured to measure a winding speed of the material to be wound, And a control unit for controlling the rotation speed of the core motor so that the winding speed of the winding core can be controlled corresponding to an increasing radius as the core is wound on the secondary winding winding unit control system.

여기서, 제어부는 목표권취선속을 입력받고 권심의 초기 직경에 따른 권심모터의 초기 회전속도를 계산하여 권심모터를 구동할 수 있다.Here, the control unit may receive the target winding line speed, and may drive the core motor by calculating the initial rotation speed of the core motor according to the initial diameter of the core.

또한, 선속센서는 소재가 권심에 권취되기 전 권취선속을 측정하는 엔코더로 구성되며, 제어부는 권취선속이 목표권취선속이 될 수 있도록 권심모터의 회전속도를 제어할 수 있다.Also, the line speed sensor is constituted by an encoder for measuring the winding speed before the material is wound on the core, and the control unit can control the rotation speed of the core motor so that the winding speed becomes the target winding speed.

여기서, 권심의 회전각을 측정하도록 구성되는 각도센서를 더 포함하며, 권심의 직경은

Figure 112016117009302-pat00001
으로 계산될 수 있다.Here, it further comprises an angle sensor configured to measure the rotation angle of the winding core, wherein the winding core diameter
Figure 112016117009302-pat00001
. ≪ / RTI >

그리고 제어부는, 권심의 1 회전시마다 증가한 반경을 측정하여 권심모터를 제어할 수 있다. Then, the control unit can control the core motor by measuring the radius that increases every time the core is rotated.

나아가 권심의 직경을 측정할 수 있도록 레이저 또는 초음파 센서로 구성될 수 있다.Furthermore, it can be composed of a laser or an ultrasonic sensor so that the diameter of the winding core can be measured.

한편, 권심은 원형, 타원형 및 다각형 중 어느하나의 단면적으로 구성되며, 제어부는 권심의 회전시 전자캠 프로파일에 따라 회전속도를 제어하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the crimper may be configured to have a cross-sectional area of any one of a circle, an ellipse, and a polygon, and the control unit may be configured to control the rotation speed in accordance with the electronic cam profile upon rotation of the winding core.

본 발명에 따른 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템은 소재의 권취에 따른 전극조합체의 증가된 반경을 반영하여 권심의 회전속도를 제어하게 되므로 정밀한 제어가 가능하고, 텐션 변화에 따른 댄서의 회전각 변화를 측정하기 전 미리 직경을 계산하여 회전속도를 제어하게 되므로 고속에서 정밀하게 텐션제어가 가능하므로, 2차전지의 생산성 및 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The winding control unit of the secondary battery manufacturing apparatus according to the present invention can control precisely the rotation speed of the winding core by reflecting the increased radius of the electrode assembly due to the winding of the material, Since the rotation speed is controlled by calculating the diameter in advance before measuring each change, tension control can be performed precisely at high speed, so that productivity and quality of the secondary battery can be improved.

도 1은 종래 2차전지 권취시의 장력제어에 관한 개념도이다.
도 2는 스풀 제어 시스템의 스풀 및 댄서가 도시된 도면이다.
도 3은 스풀모듈의 사시도이다.
도 4는 스풀의 회전속도 제어의 블록선도이다.
도 5는 소재의 장력을 조절하기 위한 댄서형 장력제어장치의 사시도이다.
도 6는 스풀모듈의 목표권출속도와 스풀 회전속도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 권취부 제어시스템의 부분확대도이다.
도 8은 본 발명에 따른 권심의 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 제어 시스템의 블록도이다.
도 10은 본 발명에 따른 제어시 권취속도와 권심의 회전속도 및 장력이 도시된 그래프이다.
도 11은 권심의 형상이 오발 형상인 경우의 권심의 평면도 및 권심회전속도를 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram relating to tension control at the time of winding a secondary battery.
2 is a view showing a spool and a dancer of the spool control system.
3 is a perspective view of the spool module.
4 is a block diagram of the rotational speed control of the spool.
5 is a perspective view of a dancer-type tension control device for adjusting the tension of a work.
6 is a graph showing a target unwinding speed and a spool rotation speed of the spool module.
7 is a partial enlarged view of a winding control system according to the present invention.
Figure 8 is a plan view of the winding according to the invention.
9 is a block diagram of a control system according to the present invention.
Fig. 10 is a graph showing the winding speed at the time of control and the rotation speed and tension of the core according to the present invention.
11 is a graph showing the plan view of the winding core and the winding speed of the winding core when the winding core is in the shape of a wobble.

이하, 본 발명의 실시 예에 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.Hereinafter, a winding control unit system of a secondary battery manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the embodiments, the names of the respective components may be referred to as other names in the art. However, if there is a functional similarity and an equivalence thereof, the modified structure can be regarded as an equivalent structure. In addition, reference numerals added to respective components are described for convenience of explanation. However, the contents of the drawings in the drawings in which these symbols are described do not limit the respective components to the ranges within the drawings. Likewise, even if the embodiment in which the structure on the drawing is partially modified is employed, it can be regarded as an equivalent structure if there is functional similarity and uniformity. Further, in view of the level of ordinary skill in the art, if it is recognized as a component to be included, a description thereof will be omitted.

도 1은 종래 2차전지 권취시의 장력제어에 관한 개념도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram relating to tension control at the time of winding a secondary battery.

도시된 바와 같이, 2차전지의 제조시에는 양극판과 음극판 및 두 개의 분리막이 순서대로 포개어져 권취가 이루어진다. 이때 권심(510)부를 회전함에 따라 복수의 소재를 권취하게 되며, 이때 권취부(500)의 회전에 따른 소재의 선속도가 달라질 수 있게 된다. 이는 권심(510)의 형상이 원형이 아닌 타원형 또는 다각형인 경우에 편차가 더욱 크게 발생하게 된다. As shown in the figure, at the time of manufacturing the secondary battery, the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the two separators are stacked in order and wound. At this time, as the core 510 is rotated, a plurality of workpieces are wound. At this time, the linear velocity of the workpiece 500 due to the rotation of the winding unit 500 can be changed. If the shape of the winding core 510 is an elliptical shape or a polygonal shape rather than a circular shape, a larger deviation occurs.

한편 각각의 소재는 스풀(100)로부터 권취부(500) 까지 서로 다른 경로를 통하여 이송되며, 최종적으로 적절한 텐션을 유지하며 권취될 수 있도록 선속이 제어된다. 소재의 텐션은 연속적으로 공급되는 공정에서 각 부분별 상대적인 선속 차이에 따라 발생할 수 있으며, 따라서 적절한 텐션을 유지시킬 수 있도록 경로상에 드라이빙 롤러 등이 구비되어 선속을 증가시키거나, 직접 텐션을 조절할 수 있도록 텐션 바 등이 구비될 수 있다.On the other hand, the respective materials are fed through different paths from the spool 100 to the take-up unit 500, and the linear velocity is controlled so as to be finally wound up while maintaining proper tension. The tension of the material can be caused by the difference in relative speed between the parts in the continuously supplied process. Therefore, the driving roller is provided on the path so as to maintain the proper tension, so that the linear velocity can be increased or the tension can be controlled A tension bar or the like may be provided.

도 2는 스풀(100)제어시스템의 스풀(100) 및 댄서가 도시된 도면이다.2 is a view showing the spool 100 and the dancer of the spool 100 control system.

2차전지 제조장치의 스풀(100)모듈은 스풀(100), 스풀모터(200), 스풀 제어부(300)를 포함하여 구성될 수 있다. 스풀(100)은 양극판, 음극판 및 분리막을 각각 롤의 형태로 거치할 수 있도록 구성될 수 있다. 2차전지를 제조할 때 연속적이고 효율적으로 제조할 수 있도록 소재를 롤의 형태로 공급하여 제조에 이용하게 된다.The spool (100) module of the secondary battery manufacturing apparatus may include a spool (100), a spool motor (200), and a spool controller (300). The spool 100 may be configured to mount the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator in the form of rolls, respectively. When the secondary battery is manufactured, the material is supplied in the form of a roll so as to be continuously and efficiently manufactured, and used in manufacturing.

2차전지의 생산이 시작되면 권취부(500)에서 권취되는 양에 비례하여 스풀(100)에서는 각각의 소재를 풀어주게 된다. 이때 권취부(500)에서 잡아당기는 인장력만이 작용되는 경우에는 소재의 경로가 길어짐에 따라 스풀(100)이 풀리기 전 과도한 장력이 작용하여 소재가 파손될 수 있는 우려가 있게 된다. 따라서 적절한 장력이 제공되면서 소재가 권출될 수 있도록 스풀(100)이 회전된다. 한편, 이때의 소재는 2차전지 조립체를 구성하는 양극판, 음극판 및 분리막을 포함할 수 있다.When the secondary battery is started to be produced, the spool (100) releases the respective materials in proportion to the amount of winding by the winding unit (500). In this case, when only the tensile force pulling from the take-up part 500 is applied, there is a fear that the material may be damaged due to an excessive tension acting before the spool 100 is loosened as the path of the material becomes longer. Accordingly, the spool 100 is rotated so that the material can be withdrawn while a proper tension is applied. Meanwhile, the material at this time may include a positive electrode plate, a negative electrode plate and a separator which constitute the secondary battery assembly.

도 3은 스풀(100)모듈의 사시도이다. 도시된 바와 같이 스풀(100)모듈은 스풀(100), 스풀모터(200), 선속센서, 각도센서, 복수의 아이들 롤러 및 스풀 제어부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.3 is a perspective view of the spool 100 module. As shown in the figure, the spool 100 module may include a spool 100, a spool motor 200, a line speed sensor, an angle sensor, a plurality of idle rollers, and a spool controller 300.

스풀(100)은 롤 형식으로 권취되어 있는 소재가 거치될 수 있도록 구성되며, 프레임의 면에 수직한 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이때, 롤을 거치하여 회전시 고정시킬 수 있도록 중심부분에 척이 구비된다. 한편, 롤이 거치된 경우 소재가 권출됨에 따라 달라지는 외경을 측정할 수 있도록 센서가 구비될 수 있다.The spool 100 is configured so that a material wound in a roll form can be mounted, and can be formed to protrude in a direction perpendicular to the plane of the frame. At this time, a chuck is provided at a central portion so as to be fixed when the roll is mounted and rotated. On the other hand, when the roll is stationary, a sensor may be provided to measure an outer diameter that varies depending on the material being unwound.

스풀모터(200)는 스풀(100)과 연결되어 스풀(100)에 적절한 회전력을 전달할 수 있도록 구성된다. 스풀모터(200)는 후술할 스풀 제어부(300)의 입력에 따라 스풀(100)을 적절한 속도로 회전시키도록 구성된다.The spool motor 200 is connected to the spool 100 and is configured to transmit appropriate rotational force to the spool 100. The spool motor 200 is configured to rotate the spool 100 at an appropriate speed in accordance with an input of a spool controller 300 to be described later.

선속센서는 스풀(100)로부터 권취된 소재가 이동시 선속을 측정할 수 있도록 구성된다. 선속센서는 엔코더(400) 또는 드라이밍 롤러로 구성되어 소재의 이동거리를 측정할 수있도록 구성된다. 소재 롤은 연속적인 생산을 위하여 많은 양이 권취되어 있으며, 2차전지를 생산함에 따라 외경의 감소가 크게 일어나게 된다. 따라서 스풀(100)의 회전속도와 권출되는 소재의 선속은 외경의 변화가 커짐에 따라 그 차이가 발생하게 되며, 이때 소재의 속도를 정확하게 측정할 수 있도록 구성된다. 한편 이로부터 특정 시간간격으로부터 이동한 소재의 거리가 도출될 수 있다.The linear velocity sensor is configured so that the material wound from the spool 100 can measure the linear velocity when moving. The linear velocity sensor is constituted by an encoder 400 or a drying roller so as to be able to measure the moving distance of the material. The material rolls are wound in large amounts for continuous production, and the outer diameter is greatly reduced as the secondary battery is produced. Therefore, the difference between the rotational speed of the spool 100 and the line speed of the material to be wound increases as the outer diameter increases, and the speed of the material is accurately measured. On the other hand, the distance of the moved material can be derived from the specific time interval.

각도센서는 스풀(100)의 회전에 따른 각속도 또는 회전각도를 측정할 수 있도록 구성되며, 예를들면 앱솔루트 엔코더(400)로 구성되어 절대각을 측정할 수 도록 구성될 수 있다. 한편, 이와같은 각도센서는 일 예이며, 일정시간동안 상대적인 각도를 측정할 수 있는 다양한 구성으로 적용될 수 있다. The angle sensor is configured to measure an angular velocity or a rotation angle of the spool 100 according to the rotation of the spool 100. For example, the absolute encoder 400 may be configured to measure an absolute angle. On the other hand, such an angle sensor is an example, and can be applied to various configurations capable of measuring a relative angle for a predetermined time.

아이들 롤러는 스풀(100)에서 권출된 소재가 기 설정된 경로를 따라 이동할 수 있도록 소재를 지지한다. 아이들 롤러는 별도의 구동부 없이 소재의 이동시 함께 회전하여 소재에 손상을 최소화 하면서 이동시킬 수 있게 된다.The idler roller supports the material so that the material unwound from the spool (100) can move along a predetermined path. The idler roller rotates together with the movement of the workpiece without a separate driving part, thereby moving the workpiece while minimizing damage to the workpiece.

스풀 제어부(300)는 선속센서 및 각도센서로부터 측정된 값을 피드백하고, 소재의 이동시 기준이 되는 목표권출속도로 소재가 이동할 수 있도록 스풀모터(200)의 구동력을 제어한다. 한편 스풀 제어부(300)를 도시하지는 않았으나, 2차전지 제조장치의 전체 스풀 제어부(300) 중 이러한 기능을 수행하는 마스터 스풀 제어부(300)로 구성되거나, 스풀 모듈(10)만을 제어하는 슬레이브 스풀 제어부(300)가 본 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.The spool controller 300 feeds back the measured values from the wire speed sensor and the angle sensor and controls the driving force of the spool motor 200 so that the workpiece can be moved to the target unwinding speed as a reference when the workpiece is moved. Meanwhile, although not shown in the spool controller 300, the master spool controller 300 may be a master spool controller 300 that performs this function among all the spool controllers 300 of the secondary battery manufacturing apparatus, (300) may be configured to perform this function.

이하에서는 2차전지 제조장치의 스풀(100) 제어 시스템의 스풀 제어부(300)의 기능에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the function of the spool control unit 300 of the control system of the spool 100 of the secondary battery manufacturing apparatus will be described in detail.

도 4는 스풀 회전속도 제어의 블록선도이다. 4 is a block diagram of the spool rotational speed control.

도시된 바와 같이 스풀 제어부(300)는 목표권출선속을 입력받으며, 선속센서 및 각도센서로부터 측정된 현재 소재의 이동속도와의 차이를 계산하고, 변화되어야 하는 스풀(100)의 회전속도를 산출하게 된다.As shown in the figure, the spool control unit 300 receives the target winding line, calculates the difference between the movement speed of the current material measured from the line speed sensor and the angle sensor, and calculates the rotation speed of the spool 100 to be changed .

한편, 현재 스풀(100)의 회전속도를 센싱하고 회전 각속도의 변화량을 계산하여 이를 반영하게 된다.Meanwhile, the rotational speed of the spool 100 is sensed and the amount of change of the rotational angular velocity is calculated and reflected.

여기서 목표권출선속은 Vline 이라하고, 스풀(100)의 각속도는 ωspl, 스풀(100)의 지름은 Dspl 이라고 하면, 목표권출선속으로 소재를 권출하기 위해 스풀(100)이 가져야할 각속도 Vspl 은 다음과 같다.Herein, if the target winding line is Vline, the angular velocity of the spool 100 is? Spl, and the diameter of the spool 100 is Dspl, then the angular velocity Vspl of the spool 100 to deliver the material into the target winding line is Respectively.

Figure 112016117009302-pat00002
Figure 112016117009302-pat00002

이때 롤에서 소재가 권출됨에 따라 지름이 점점 줄어들게 되며, 이에따른 지름의 값은 레이저 센서, 또는 선속, 스풀(100)의 각도변화로부터 계산될수 있다. 한편 여기서 지름은 스풀(100)의 회전중심으로부터 소재 롤의 최외각면까지의 거리가 될 수 있다.At this time, as the material is unwound from the roll, the diameter gradually decreases, and the value of the diameter can be calculated from the change in angle of the laser sensor or the line speed and spool 100. Here, the diameter may be the distance from the center of rotation of the spool 100 to the outermost surface of the work roll.

변화된 롤의 지름을 레이저 센서로 측정하는 경우 간단하게 현재 롤의 반경이 측정될 수 있으므로 이하에서는 소재의 선속 및 스풀(100)의 각도를 측정하여 현재 소재의 반경을 산출하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.In the following, a method of calculating the radius of the current material by measuring the line speed of the material and the angle of the spool 100 will be described below do.

소재가 권출됨에 따라 선속센서에서는 이전 스텝과 현재 스탭에서의 누적 이동량의 차이를 구할 수 있게 된다. As the material is unwound, the line speed sensor can find the difference between the previous step and the cumulative amount of movement at the current step.

Figure 112016117009302-pat00003
Figure 112016117009302-pat00003

또한 이전스텝과 현재 스탭에서의 회전각도의 차이는 다음과 같다.In addition, the difference in rotation angle between the previous step and the current step is as follows.

Figure 112016117009302-pat00004
Figure 112016117009302-pat00004

이로부터, 롤의 변화각과 선속의 관계에 따라 롤의 현재 지름은 다음의 식으로 구해질 수 있다.From this, the current diameter of the roll can be obtained by the following equation according to the relationship between the angle of change of the roll and the line speed.

Figure 112016117009302-pat00005
Figure 112016117009302-pat00005

따라서 롤의 지름이 변화됨에 따라 목표선속을 만족하기 위한 스풀(100)의 회전속도는 다음과 같다.Accordingly, as the diameter of the roll is changed, the rotation speed of the spool 100 for satisfying the target linear velocity is as follows.

Figure 112016117009302-pat00006
Figure 112016117009302-pat00006

이는 소재의 장력에 작용하는 장력에 따라 회선전속을 제어하기 전, 1차적으로 소재의 권출에 따른 직경의 변화에 대응하여 스풀(100)의 회전속도를 제어하는 것이다. This is to control the rotation speed of the spool 100 in accordance with the change in diameter due to the unwinding of the material in advance, before controlling the line full speed according to the tension acting on the tension of the material.

결과적으로 스풀(100)에 거치되어 있는 소재의 종류 및 두께가 다양하게 적용되는 경우에도 회전각과 소재이동량에 따라 감소되는 직경이 산출되어 이를 제어에 반영하게 되므로 사용에 따라 점차적으로 스풀(100)의 회전속도를 증가시키게 되어 동일한 권출선속을 유지할 수 있게 된다. 이는 결국 장력이 일정하게 유지시킬 수 있는 속도제어가 된다.As a result, even if the type and thickness of the material placed on the spool 100 are variously applied, the diameter reduced according to the rotation angle and the material movement amount is calculated and reflected in the control, The rotation speed is increased, and the same winding line can be maintained. This results in a speed control that allows the tension to remain constant.

도 5는 소재의 장력을 조절하기 위한 댄서형 장력제어장치의 사시도이다. 이때 스풀(100)로부터 권출된 소재는 소정의 경로를 거치게 되며, 이때 장력측정센서가 구비되어 소재에 작용하는 장력을 측정하게 된다.5 is a perspective view of a dancer-type tension control device for adjusting the tension of a work. At this time, the material fed from the spool 100 passes through a predetermined path. At this time, a tension measuring sensor is provided to measure the tension acting on the work.

한편 장력이 측정되어 기준장력보다 높은 장력이 측정되는 경우 즉시 스풀모터(200)의 회전속도를 증가시켜 소재를 느슨하게 만들게 되며, 반대로 기준장력보다 낮은 장력이 측정되는 경우 즉시 스풀모터(200)의 회전속도를 감소시켜 소재를 팽팽하게 하여 장력을 증가시키는 보상제어가 이루어지게 된다. 이러한 장력측정센서가 도 5와 같이 댄서형으로 구성되어 일측이 고정되고 피벗움직임으로 각도를 제어하는 경우, 댄서가 스풀(100)측으로 기울어지는 경우 장력이 낮아진 경우이므로, 회전속도를 낮추게 되며, 댄서가 스풀(100)측으로 멀어지는 각도로 기울어지면 장력이 증가된 경우 이므로, 스풀(100)의 회전속도를 증가시키게 된다.On the other hand, when the tension is measured and a tension higher than the reference tension is measured, the rotating speed of the spool motor 200 is immediately increased to loosen the material. On the contrary, if a tension lower than the reference tension is measured, The speed is decreased, and the material is tightened, so that the compensation control is performed to increase the tension. When the tension sensor is configured as a dancer type as shown in Fig. 5 and one side is fixed and the angle is controlled by the pivot movement, when the dancer is inclined toward the spool 100, the tension is lowered, The tension of the spool 100 is increased, and thus the rotation speed of the spool 100 is increased.

이 경우에도 소재가 사용됨에 따라 회전속도 변화에 따른 선속의 변화가 극적으로 달라질 수 있다. 즉, 롤 소재의 초기와 말기에 동일한 회전량에 따른 권출되는 길이가 크게 달라지므로 롤 소재의 사용에 따라 스풀(100)의 회전각을 점차 크게 제어되어야 한다. 따라서 지름의 변화를 산출하여 장력제어와 동시에 활용되면 보다 정확한 장력제어 또한 이루어질 수 있게 된다. 이때 장력의 측정에 따른 회전속도 제어는 일반적인 PID 제어를 통하여 수행될 수 있다.Even in this case, the change of the linear velocity due to the rotation speed change can be dramatically changed as the material is used. That is, since the length of the roll material to be wound around the same amount of rotation is greatly changed in the initial stage and the end stage of the roll material, the rotation angle of the spool 100 must be gradually controlled according to the use of the roll material. Therefore, when the change in diameter is calculated and used simultaneously with the tension control, more accurate tension control can be achieved. At this time, the rotation speed control according to the measurement of the tension can be performed through the general PID control.

즉 1차적으로 지름의 변화를 측정하여 선 보상하며, 이에 장력의 변화가 필요한 경우 회전속도를 2차적으로 변화시켜 제어하여 목표권출선속의 추종성능이 향상된다.In other words, when the change of the tension is required, the rotation speed is controlled to be changed secondarily to improve the tracking performance in the target winding line.

도 6는 종래기술과 목표권출속도와 스풀(100) 회전속도를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the conventional technique, the target unwinding speed, and the spool 100 rotation speed.

종래 댄서의 각도변화 만을 센싱하여 스풀(100)의 속도를 제어할 때(a)와 장력과 롤의 지름변화를 동시에 측정하여 스풀(100)의 속도를 제어할 때(b)의 소재의 권출속도와 스풀(100)의 회전속도가 나타나 있다.When the speed of the spool 100 is controlled by sensing only the angle change of the conventional dancer and when the speed of the spool 100 is controlled by simultaneously measuring the tension and the diameter change of the roll, And the rotational speed of the spool 100 are shown.

도 6(a)에 도시된 바와 같이, 생산이 시작되면 소재의 이동속도인 목표권출속도를 추종할 수 있도록 스풀(100)의 회전속도가 증가하게 된다. 이때 시간이 지남에 따라 스풀(100)의 회전속도도 증가하게 되는데, 이는 장력의 변화만을 측정하고 장력의 증감에 따라 회전속도를 제어하게 되어 그 변동폭이 매우 크고, 권출속도의 변화의 진동주기도 매우 짧게 나타난다. 여기서 소재는 연속적으로 공급되므로 권출속도의 변화량은 곧 장력의 변화량의 경향과 동일하거나 유사해 질 수 있다. 따라서 지속적으로 장력의 변화가 크고 빈번하게 이루어져 2차전지의 생산품질에 악영향을 미치게 된다. 또한 소재가 권취부(500)까지 연결되어 있어 지속적인 장력변화가 일어나게 되면 스풀 모듈(10) 이외의 다양한 작업이 이루어지는 모듈에도 영향를 미치게 되므로 전체적인 제어에 불필요한 리소스가 낭비될 수 있다.As shown in FIG. 6 (a), when the production is started, the rotation speed of the spool 100 is increased so as to follow the target unwinding speed which is the moving speed of the material. At this time, as the time passes, the rotational speed of the spool 100 also increases. This is because only the change of the tension is measured and the rotational speed is controlled in accordance with the increase or decrease of the tension, and the fluctuation width thereof is very large. Appears briefly. Here, since the material is fed continuously, the amount of change in the unwinding speed may be the same or similar to the tendency of the amount of change in tension. Therefore, the change of the tension is continuously large and frequent, which adversely affects the production quality of the secondary battery. In addition, since the material is connected to the winding unit 500, if a continuous change in the tension occurs, the module that performs various operations other than the spool module 10 is also affected, and resources unnecessary for the overall control can be wasted.

반면 도 6 (b)를 살며보면, 스풀(100)의 회전속도가 소재를 사용함에 따라 감소된 지름(반지름)을 반영하여 선 보상하고 회전속도를 증가실수 있게된다. 이 경우, 일정하게 선속을 유지할 수 있게 된다. 이와 동시에 장력의 변화에 대응하여 회전속도를 제어하게 되는 경우 이미 선 반영된 회전속도의 변화가 있어 장력변화 주기도 길어지게 되며, 장력의 변화폭도 줄어들게 된다. On the other hand, in FIG. 6 (b), the rotation speed of the spool 100 is compensated for the reduced diameter (radius) as the material is used, and the rotation speed can be increased. In this case, the linear velocity can be maintained constantly. At the same time, when the rotation speed is controlled in response to the change of the tension, there is a change in the rotation speed already reflected on the line, so that the period of the tension change becomes longer and the variation width of the tension decreases.

도 7은 본 발명에 따른 권취부(500) 제어시스템의 부분확대도이다.7 is a partial enlarged view of the control system of the winding unit 500 according to the present invention.

권취부(500)는 각각의 소재가 정해진 순서에 따라 포개어져 권취될 수 있도록 구성된다. 권취부(500)는 최종적으로 생산하고자 하는 2차전지의 스펙에 따라서 다양한 두께로 제조될 수 있으며, 권취되는 형상 또한 원형, 타원형 또는 다각형의 형태로 권취될 수 있다. 한편 이때 권취될 때 도 1을 참조하여 설명한 불균일한 텐션이 적용되는 문제가 발생될 수 있으며, 이를 해결하기 위한 장력제어가 이루어지게 된다.The winding unit 500 is constructed so that the respective materials can be rolled up in a predetermined order. The winding unit 500 may be manufactured in various thicknesses according to the specification of the secondary battery to be finally produced, and the winding shape may also be wound in the form of a circle, an ellipse, or a polygon. On the other hand, when the winding is performed at this time, the nonuniform tension described with reference to FIG. 1 may be applied, and the tension control for solving the problem may be performed.

권취부(500)는 연속적인 생산을 위하여 터렛의 형태로 구성될 수 있다. 권취부(500)는 권취부(500)는 권심(510), 권심모터(520), 선속센서, 각도센서 및 권심(510) 제어부를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 선속센서는 스풀(100)제어시 사용된 엔코더(400)의 측정값을 이용할 수 있으며, 소재 이동경로상에 구비된 드라이빙 롤러 또는 엔코더(400)로 구성될 수 있다. 한편, 전술한 구성요소는 스풀(100)모듈에 적용된 구성요소와 유사한 기능을 수행할 수 있어 각 구성요소의 구성에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.The winder 500 can be configured in the form of a turret for continuous production. The winding unit 500 may include a winding 510, a winding core motor 520, a line speed sensor, an angle sensor, and a core 510 control unit. At this time, the line speed sensor may use the measurement value of the encoder 400 used for controlling the spool 100, and may be composed of a driving roller or an encoder 400 provided on a material movement path. In the meantime, the above-described components can perform similar functions to those of the components applied to the spool 100 module, so that a detailed description of each component will be omitted.

도 7에는 3개의 권취롤이 구비되어 있으며, 공정에 따라 각 포지션 별로 독립적인 공정을 수행하게 된다. 하나의 포지션에서는 권취가 이루어지며, 다른 포지션에서는 권취된 형태를 유지하기 위한 테이핑 등이 이루어지도록 구성될 수 있다. 한편 이러한 권취부(500)의 구성은 일 예일 뿐 다양한 기능을 갖는 다양한 구성으로 변형되어 적용될 수 있다.In Fig. 7, three winding rolls are provided, and independent processes are performed for each position according to the process. The winding may be performed in one position, and taping or the like may be performed in order to maintain the wound shape in another position. Meanwhile, the configuration of the winding unit 500 is merely an example, and can be modified and applied to various configurations having various functions.

권취부(500)는 회전속도를 제어하여 권취선속을 조절하며, 그에 따라 텐션에 영향을 미치게 된다. 또한 복잡한 경로를 따라 소재가 이동하며 장력이 수시로 바뀌게 되므로 그 장력유지를 위해 Driving roller 가 다수 구비되어 선속을 유지시키도록 구성될 수 있다. 각 소재의 경로상에는 아이들 롤러(Idle roller)가 다수 구비되어 있으며, 소재를 지지하거나 방향전환을 위해 구비되며, 별도의 구동원 없이 자유롭게 회전하는 롤러로 구성된다. 아이들 롤러의 개수 및 구비되는 위치는 다양하게 적용될 수 있어 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.The winding unit 500 controls the rotation speed to adjust the winding speed, thereby influencing the tension. In addition, since the material moves along the complicated path and the tension is changed at any time, a plurality of driving rollers may be provided to maintain the linear speed to maintain the tension. On the path of each material, a plurality of idle rollers are provided. The rollers are freely rotatable without a separate driving source. The number of the idle rollers and the position of the idle rollers can be variously applied, so that detailed description will be omitted.

이하에서는 도 8 내지 도 10을 참조하여 권취부(500)가 원형 권취부(500)인 경우 권취부(500) 제어 시스템에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 8 to 10, the control system of the winding unit 500 will be described in detail when the winding unit 500 is the circular winding unit 500. FIG.

도 8은 본 발명에 따른 권심(510)의 평면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 제어 시스템의 블록도이다.Fig. 8 is a plan view of a core 510 according to the present invention, and Fig. 9 is a block diagram of a control system according to the present invention.

도시된 바와 같이, 권취부(500)가 원형인 경우(a) 권취 초기(b)보다 권취됨에 따라(c) 반경이 증가하게 되며, 동일한 회전각도에 따라 권취선속이 비례하여 증가하게 된다.As shown in the figure, when the winding unit 500 is circular (a), the radius of the winding (c) increases as the winding unit 500 is wound up at the beginning of winding (b), and the winding linear velocity increases proportionally at the same rotation angle.

도 9를 살펴보면, 권심 제어부(530)에서는 목표권취속도를 입력받고, 엔코더(400)로부터 현재 소재의 이동선속이 측정되어 그 오차를 줄일 수 있도록 PID 제어가 이루어 질 수 있다. 이후 현재 지름에 따른 권심(510)의 필요 회전속도가 결정되면, 현재의 권심(510)의 회전속도와 비교하여 최종적으로 권심모터(520)의 회전량을 결정하게 되는 제어입력을 발생시킨다.9, the winding control unit 530 receives the target winding speed, and the PID control can be performed so that the moving line of the current material is measured from the encoder 400 and the error is reduced. Then, when the required rotation speed of the core 510 according to the current diameter is determined, a control input is generated that finally determines the amount of rotation of the core motor 520 in comparison with the rotation speed of the current core 510.

이하에서는 제어단계에서 이루어지는 각각의 단계에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, each step performed in the control step will be described in detail.

여기서 목표권취선속은 Vline 이라하고, 권심(510)의 각속도는 ωospl, 권심(510)의 지름은 Dospl 이라고 하면, 목표권취선속으로 소재를 권취하기 위해 권심(510)이 가져야할 각속도 ωospl 은 다음과 같다. 여기서 스풀(100)에서 권출되는 권출선속과 권심(510)에서 권취되는 권취선속은 동일한 값을 가질 수 있다.Herein, if the target winding velocity is Vline, the angular velocity of the core 510 is oospl, and the diameter of the core 510 is Dospl, the angular velocity oospl that the core 510 must have in order to wind the material with the target winding linear velocity, same. Here, the winding line wound in the spool 100 and the winding line wound in the winding core 510 may have the same value.

초기 1회전시에는 소재가 권취되기 전 권심(510)의 외경에 따른 회전속도가 결정된다. 이후 소재의 권심(510)에서 권취되는 소재를 포함한 지름과 목표권취선속을 반영한 권심(510)의 회전 각속도는 다음과 같다.During the initial one rotation, the rotational speed of the core 510 is determined according to the outer diameter of the core 510 before the material is wound. Hereinafter, the rotational angular velocity of the core 510 reflecting the diameter including the material wound around the core 510 of the material and the target winding linear velocity is as follows.

Figure 112016117009302-pat00007
Figure 112016117009302-pat00007

이때 롤에서 소재가 권출됨에 따라 지름이 점점 줄어들게 되며, 이에따른 지름의 값은 레이저 센서, 또는 선속, 권심(510)의 각도변화로부터 계산될수 있다. 한편 여기서 지름은 스풀(100)의 회전중심으로부터 소재 롤의 최외각면까지의 거리가 될 수 있다.At this time, as the material is unwound from the roll, the diameter gradually decreases, and the value of the diameter can be calculated from the change in angle of the laser sensor or the linear velocity of the core 510. Here, the diameter may be the distance from the center of rotation of the spool 100 to the outermost surface of the work roll.

변화된 롤의 지름을 레이저 센서로 측정하는 경우 간단하게 현재 롤의 반경이 측정될 수 있으므로 이하에서는 소재의 선속 및 권심(510)의 각도를 측정하여 현재 소재의 반경을 산출하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.Since the radius of the current roll can be easily measured when the diameter of the changed roll is measured by the laser sensor, a method of calculating the radius of the current material by measuring the line speed of the material and the angle of the core 510 will be described below do.

소재가 권취됨에 따라 선속센서에서는 이전 스텝과 현재 스탭에서의 누적 이동량의 차이를 구할 수 있게 된다. As the material is wound, the line speed sensor can find the difference between the previous step and the cumulative amount of movement at the current step.

Figure 112016117009302-pat00008
Figure 112016117009302-pat00008

또한 이전스텝과 현재 스탭에서의 회전각도의 차이는 다음과 같다.In addition, the difference in rotation angle between the previous step and the current step is as follows.

Figure 112016117009302-pat00009
Figure 112016117009302-pat00009

이로부터, 롤의 변화각과 선속의 관계에 따라 권취된 전극조합체의 현재 지름은 다음의 식으로 구해질 수 있다.From this, the current diameter of the wound electrode assembly in accordance with the relationship between the angle of change of the roll and the line speed can be obtained by the following equation.

Figure 112016117009302-pat00010
Figure 112016117009302-pat00010

따라서 전극조합체의 지름이 변화됨에 따라 목표선속을 만족하기 위한 권심(510)의 회전속도는 다음과 같다.Accordingly, as the diameter of the electrode assembly is changed, the rotation speed of the core 510 to satisfy the target linear velocity is as follows.

Figure 112016117009302-pat00011
Figure 112016117009302-pat00011

도 10은 본 발명에 따른 제어시 권취속도와 권심(510)의 회전속도 및 장력이 도시된 그래프이다. 나타낸 그래프는 설명을 위하여 다소 과장되어 표현되어 있을 수 있다.10 is a graph showing the winding speed at the time of control and the rotational speed and tension of the core 510 according to the present invention. The graph shown may be somewhat exaggerated for clarity.

도 10 (a)에 도시된 바와 같이, 다량의 소재가 권취되어 있는 스풀(100)과 달리 권취부(500)에서는 권취 및 테이핑, 이동 등의 공정이 수행되므로 반복적인 사이클로 제조된다.As shown in Fig. 10 (a), unlike the spool 100 in which a large amount of material is wound, winding and taping, moving, and the like are performed in the winding unit 500,

스풀(100)에서와 달리, 권취부(500)에서는 양극판, 음극판 및 2개의 분리막이 함께 권취될 수 있으며, 회전에 따른 지름증가가 스풀(100)의 지름감소 경향보다 훨씬 뚜렷하게 나타날 수 있다.Unlike in the spool 100, in the winding unit 500, the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the two separation membranes can be wound together, and the increase in diameter due to the rotation can be more pronounced than the tendency to decrease in diameter of the spool 100.

이때 목표 권취 속도는 초기 가속구간, 중간단계인 등속구간, 종료시 감속구간으로 구성될 수 있다. 이때 권심(510)의 회전속도는 권취됨에 따라 지름이 증가하게 되므로 도 10 (b)와 같이 초기보다 등속구간 및 종료감속구간에서 큰영향을 미치게 되고 회전속도가 감소하게 된다.At this time, the target winding speed may be composed of an initial acceleration section, an intermediate speed section, a constant speed section, and an end speed reduction section. In this case, since the diameter of the winding core 510 increases as the winding speed increases, the winding speed of the winding core 510 is greatly affected by the constant speed section and the final deceleration section, as shown in FIG. 10 (b).

이와같이 권심(510)의 회전속도가 제어되는 경우 도 10(c)와 같이 한번의 제조 사이클 내에서 장력의 변화를 최소화 하여 권취할 수 있게 된다.When the rotation speed of the core 510 is controlled as described above, it is possible to minimize the change in the tension within one manufacturing cycle, as shown in FIG. 10 (c).

도 11은 권심(510)의 형상이 오발 형상인 경우의 권심(510)의 평면도 및 권심(510)회전속도를 그래프이다. 나타낸 그래프는 설명을 위하여 다소 과장되어 표현되어 있을 수 있다.11 is a graph showing a plan view of the core 510 and a rotation speed of the core 510 when the core 510 has an erratic shape. The graph shown may be somewhat exaggerated for clarity.

도시된 바와 같이, 권심(510)이 오발 타입인 경우 또는 이와 유사한 다각형인 경우에는 회전각에 따라 선속이 크게 달라질 수 있으며, 따라서 장력도 크게 달라질 수 있어 장력조절이 더욱 정밀하게 이루어져야한다.As shown in the figure, in the case where the winding core 510 is an oval type or a similar polygon, the linear velocity can be greatly changed according to the rotation angle, and therefore, the tension can be greatly changed.

이때, 전자캠 프로파일을 이용하여 권심(510)의 회전속도를 적용시키게 된다.(i) 이 경우, 권취되는 양에 따라 회전속도를 변화시키지 않으면 모서리 또는 회전속도가 증가하는 특정각도에서 장력의 급격한 변화가 이루어진다. 따라서 전자캠 프로파일에 따라 1차적으로 회전속도를 제어하며, 이후 권심(510)에서 권취되는 전극조합체에 의한 외경의 증가를 반영하여 2차적으로 회전속도를 늦추게 되므로 일정한 장력으로 권취가 이루어 질 수 있다.At this time, the rotation speed of the core 510 is applied using the electronic cam profile. (I) In this case, if the rotation speed is not changed in accordance with the amount to be wound, Changes are made. Therefore, the rotation speed is firstly controlled according to the electronic cam profile, and then the rotation speed is delayed secondarily by reflecting the increase of the outer diameter by the electrode assembly wound in the winding core 510, so that the winding can be performed at a constant tension have.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 2차전지 제조장치의 권취 제어 시스템은 권취됨에 따라 증가하는 외경을 반영하여 회전속도를 제어하게 되므로 정밀하게 장력을 조절하여 적용할 수 있으므로, 2차전지의 품질을 크게 향상시킬 수 있으며, 고속으로 제어하는 경우에도 신속한 제어가 가능하므로 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the winding control system of the secondary battery manufacturing apparatus according to the present invention controls rotation speed by reflecting the increased outer diameter as it is wound, so that the tension can be precisely adjusted and applied. And the control can be performed rapidly even when the control is performed at a high speed, so that the productivity can be greatly improved.

10: 스풀 모듈
100: 스풀
200: 스풀모터
300: 스풀 제어부
400: 엔코더
500: 권취부
510: 권심
520: 권심모터
530: 권심 제어부
Vline: 목표권출선속(mm/sec)
wspl: 스풀의 기본 각속도(deg/sec)
Dspl 스풀 지름
L': 이전 스풀 반경 계산시 소재의 진행길이
L": 현재 소재의 진행 길이
A': 이전 스풀 반경 계산시 권심의 각도(deg)
A": 현재 스풀의 각도(deg)
Vline: 목표권출선속(mm/sec)
ωang: 권심의 기본 각속도(deg/sec)
Do: 권심 지름
Lo': 이전 권심 반경 계산시 소재의 진행길이
Lo": 현재 권심의 진행 길이
Ao': 이전 권심 반경 계산시 권심의 각도(deg)
Ao": 현재 권심의 각도(deg)
10: Spool module
100: spool
200: Spool motor
300: spool control unit
400: Encoder
500:
510: Reason
520: Core motor
530:
Vline: Target winding line speed (mm / sec)
wspl: Default angular velocity of the spool (deg / sec)
Dspl spool diameter
L ': Progressive length of the material in calculating the previous spool radius
L ": Progression length of current material
A ': Angle of winding (deg) in calculating the previous spool radius
A ": Angle of current spool (deg)
Vline: Target winding line speed (mm / sec)
ωang: basic angular velocity (deg / sec)
Do: Core diameter
Lo ': Length of progress of material in calculation of previous core radius
Lo ": Current length of the review
Ao ': Angle (degrees) of the previous core radius calculation.
Ao ": The current angle of rotation (deg)

Claims (7)

2차전지의 소재를 권취하는 권심;
상기 권심의 회전속도를 조절할 수 있도록 구성되는 권심모터;
권취되는 소재의 권취선속을 측정하도록 구성되는 선속센서; 및
상기 소재가 상기 권심에 권취됨에 따라 증가하는 반경에 대응하여 상기 권취선속을 조절할 수 있도록 상기 권심모터의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는,
목표권취선속을 입력받으며,
상기 2차전지의 소재가 상기 목표권취선속으로 권취될 수 있도록 상기 소재가 권취됨에 따라 상기 권심의 회전속도를 점차 느리게 제어하는 구간을 포함하여 구동될 수 있도록 제어하는 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템..
A core for winding the material of the secondary battery;
A core motor configured to adjust a rotation speed of the winding core;
A linear velocity sensor configured to measure a winding line speed of a material to be wound; And
And a control unit for controlling a rotation speed of the core motor so that the winding wire speed can be adjusted corresponding to an increasing radius of the material as the core is wound on the core,
Wherein,
The target winding speed is inputted,
And a control unit for controlling the winding unit to be driven including a section for gradually controlling the rotation speed of the winding core as the material is wound so that the material of the secondary battery can be wound around the target winding wire, Control system ..
제1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 목표권취선속을 입력받고 상기 권심의 초기 직경에 따른 상기 권심모터의 초기 회전속도를 계산하여 상기 권심모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit receives the target winding line speed and calculates an initial rotation speed of the winding core motor according to an initial diameter of the winding core to drive the winding core motor.
제2 항에 있어서,
상기 선속센서는 상기 소재가 권심에 권취되기 전 권취선속을 측정하는 엔코더로 구성되며,
상기 제어부는 상기 권취선속이 상기 목표권취선속이 될 수 있도록 상기 권심모터의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
The line speed sensor is constituted by an encoder for measuring the winding speed before the material is wound on the core,
Wherein the control unit controls the rotation speed of the core motor so that the winding wire speed becomes the target winding wire speed.
제2 항에 있어서,
상기 권심의 회전각을 측정하도록 구성되는 각도센서를 더 포함하며,
상기 권심의 직경은
Figure 112016117009302-pat00012

으로 계산되는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
Further comprising an angle sensor configured to measure a rotation angle of the winding,
The diameter of the winding
Figure 112016117009302-pat00012

Of the secondary winding of the secondary battery.
제4 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 권심의 1 회전시마다 증가한 반경을 측정하여 상기 권심모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein,
And the winding motor is controlled by measuring a radius that increases with each revolution of the winding core.
제2 항에 있어서,
상기 권심의 직경을 측정할 수 있도록 레이저 또는 초음파 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
And a laser or an ultrasonic sensor for measuring the diameter of the winding core.
제2 항에 있어서,
상기 권심은 원형, 타원형 및 다각형 중 어느하나의 단면적으로 구성되며,
상기 제어부는 상기 권심의 회전시 전자캠 프로파일에 따라 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치의 권취부 제어 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the crimping is constituted by a cross-sectional area of any one of a circle, an ellipse, and a polygon,
Wherein the control unit controls the rotation speed in accordance with the profile of the electronic cam during rotation of the winding core.
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