KR102206154B1 - 전지팩의 탑 또는 바텀 캡 자동화 조립 라인 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일련의 홈에 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)는 셀조립부(200)에 공급하며, 상기 홈에 있는 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)는 회수하는 지그관리부(100); 조립을 위한 셀(C)을 상기 셀조립부(200)에 공급하는 셀공급부(300); 상기 지그(Z)에 장착되어 있는 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 상기 셀공급부(300)로부터 공급받은 셀(C)의 탑 또는 바텀에 조립하는 셀조립부(200); 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 조립된 셀(AC)을 이송하여 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 셀(C)에 고정한 후 배출하는 조립완성부(400);를 포함하는 전지의 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 전지 캡 조립 장치 및 이를 이용한 조립 방법에 관한 것으로서, 제조 시간이 짧아지고 불량률을 줄일 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 전지의 탑 및 바텀 캡을 조립하는 장치로서, 구체적으로는 각형 전지의 탑 및 바텀 캡을 자동으로 조립하는 라인 및 그 라인을 이용한 조립 방법에 관한 것이다.
휴대전화 등의 모바일 기기에 대한 수요의 급증으로 이에 대한 에너지원으로서의 이차전지의 수요도 급증하였다. 이차전지 중 리튬 이차전지는 높은 에너지 밀도와 높은 방전 전압으로 인해서 다른 종류를 이차전지를 급속하게 대체하였다.
휴대전화의 경량화, 초박화로 인해서 휴대전화의 이차전지는 내장형 전지팩이 많이 사용되고 있다. 파우치형 전지는 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지 케이스 내부에 전극 조립체가 내장되어 있으며, 각형 전지는 알루미늄, 스테인리스 스틸 등의 전지 셀 케이스 내부에 전극 조립체가 내장되어 있는 전지이며, 외부에는 보호회로 모듈 등을 포함하는 전지 캡으로 구성되어 있다. 전지 캡은 종류에 따라 탑 캡, 바텀 캡으로 구성된다. 종래에는 수작업으로 탑 및/또는 바텀 캡을 전지의 탑 및/또는 바텀에 결합하고 고정하였다. 이에 따라 작업 공정 시간이 길어지고 불량률이 높아지는 등 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
특허문헌 1은 신규한 구조의 전지팩 제조 장치에 관한 것으로서, 탑 캡 어셈블리만을 조립하기 위한 장치이며, 또한 탑 캡 어셈블리를 조립하기 위한 절연 테이프 공급부, 절연 테이프 부착부, 탑 캡 하우징 공급부, 탑 캡 하우징 장착부 등이 부가되었다.
특허문헌 2는 전지셀 커버 클린칭 장치 및 이를 이용한 이차전지 제조방법에 관한 것으로서, 프레임과, 상기 프레임의 하부에 설치되고, 하부 셀커버를 제공받아 정렬하여 상기 하부 셀커버의 하면을 흡착 고정한 후 전극탭이 형성된 전지셀을 제공받아 상기 하부 셀커버의 상면에 정렬하는 하부툴 유닛과, 상기 하부툴 유닛과 마주보도록 상기 하부툴 유닛의 상방에 승강 가능하게 설치되고, 상부 셀커버를 제공받아 정렬하여 상기 상부 셀커버의 상면을 흡착 고정하는 상부툴 유닛과, 상기 프레임의 상부에 설치되고, 상기 상부셀 커버와 상기 하부셀 커버의 전후 길이방향을 따라 좌우 양측단이 클린칭되도록 상기 상부툴 유닛을 승강 작동시키는 프레스 유닛을 포함하여 이루어진 전지셀 커버 클린칭 장치로 구성되었다. 특허문헌 2는 상단과 하단의 캡 형식이 아닌 전체를 덮는 상부 케이스와 하부 케이스로 구성된 커버를 조립하는 장치이다.
특허문헌 3은 탑 캡 조립 장치는 및 탑 캡 조립 방법에 관한 것으로서, 베이스와, 탑 캡이 안착되는 탑 캡 안착부가 구비되는 탑 캡 지그와, PCM이 안착되는 PCM 안착부가 구비되는 PCM 지그와, 상기 베이스의 일측에 고정되는 제1 장착부와, 상기 베이스의 타측에 상기 제1 장착부를 향하여 전후진 이동가능하게 마련되어 전진 시 상기 제1 장착부를 가압하는 제2 장착부를 구비하는 프레스 지그를 포함하고, 상기 제1 장착부에 상기 탑 캡이 안착된 상기 탑 캡 지그 또는 상기 PCM이 안착된 상기 PCM 지그가 장착되고, 상기 제2 장착부에 상기 PCM이 안착된 상기 PCM 지그(30) 또는 상기 탑 캡이 안착된 상기 탑 캡 지그가 장착되어, 상기 제2 장착부가 상기 제1 장착부를 향해 전진하는 것으로 상기 탑 캡과 상기 PCM을 조립하는 것을 특징으로 하는 탑 캡 조립 장치이다. 특허문헌 2는 다수의 탑 캡과 다수의 PCM이 지그에 고정된 상태에서 압착에 의해서 한꺼번에 다수개가 조립되는 장치이다.
특허문헌 4는 배터리 팩의 자동화 제조라인에 관한 것으로서, 사이드 테이프(side tape) 공정, 프린트 그리고 비전(print & vision) 공정, 레이저 웰딩(laser welding) 공정, 테이핑(tapping) 공정, 리키지 테스트(leakage test) 공정, 디멘션 그리고 패킹(dimension & packing) 공정으로 구성되어 있다.
특허문헌 5는 테이프 부착 자동화 장치에 관한 것으로서, 이형지, 상기 이형지 상에 부착되어 있는 테이프들, 및 상기 테이프들 상에 부착되어 있는 점착성을 가진 기저 필름의 테이프 적층 시트를 연속적으로 공급하는 시트 공급부; 상기 시트 공급부로부터 제공된 테이프 적층 시트에서 이형지를 제거하는 이형지 제거부; 테이프의 대향면인 기저 필름의 외면을 가압하여 테이프를 전지셀 또는 전지팩에 부착하는 테이프 부착부; 및 테이프가 제거된 기저 필름을 권취하는 기저 필름 권취부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 부착 장치이다. 특허문헌 5는 점착성 또는 절연성의 제공을 위한 테이프를 전지셀의 외면이나 전지팩 케이스의 외면 또는 내면에 부착하기 위한 장치이다.
그러나 각형 전지의 탑 및/또는 바텀 캡을 효율적이면서 자동으로 장착 및 고정하기 위한 조립 라인 및 방법은 아직까지 제공되지 않고 있다.
이상과 같이 본 발명은 전지팩의 조립 품질이 향상되도록 전지팩의 탑 및 바텀 캡의 장착 및 고정을 자동화할 수 있는 조립 라인 및 이를 이용한 방법에 관한 것을 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1양태는 일련의 홈에 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)는 셀조립부(200)에 공급하며, 상기 홈에 있는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)는 회수하는 지그관리부(100); 조립을 위한 셀(C)을 상기 셀조립부(200)에 공급하는 셀공급부(300); 상기 지그(Z)에 장착되어 있는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 상기 셀공급부(300)로부터 공급받은 셀(C)의 탑 및 바텀에 조립하는 셀조립부(200); 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 조립된 셀(AC)을 이송하여 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 셀에 고정한 후 배출하는 조립완성부(400);를 포함하되, 상기 지그관리부(100)는 복수개의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)를 일단에서 공급받아 이동하는 지그배치부(110); 상기 이동된 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)를 지그받침대(130)로 이송하는 지그공급로봇(120); 상기 이송된 지그(Z)를 지지하면서 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 이동하며, 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)는 지그배출로봇(140)이 접근할 수 있는 위치로 이동하는 지그받침대(130); 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 이동된 지그(Z)로부터 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 추출하여 캡장착부(230)의 캡장착홀(231)에 배치하는 캡배치로봇(160); 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)를 지그회수부(150)의 일단으로 이송하는 지그배출로봇(140); 상기 지그배출로봇(140)으로 받은 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)에 다시 복수개의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 장착할 수 있는 곳으로 이동하는 지그회수부(150);를 포함하고, 상기 셀조립부(200)는 셀이동부(330)의 셀(C)을 90도 회전한 후 셀받침부(220)로 이송하는 셀조립로봇(210); 상기 셀조립로봇(210)이 이송한 셀(C)이 조립을 위해서 놓여지는 받침대와 상기 받침대 위에 놓여진 셀(C)의 조립을 위해서 고정하는 바인더가 구비되며 셀(C)의 탑 및 바텀이 소정 길이 돌출한 상태로 위치시키는 셀받침부(220); 90도 회전하여 캡장착홀(231)에 배치되어 있는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 상기 셀받침부(220)에 고정되어 있는 셀(C)의 탑 및 바텀에 조립하는 한 쌍의 캡장착부(230);를 포함하고, 상기 조립완성부(400)는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 조립된 셀(AC)을 셀받침부(220)로부터 조립된셀이동부(420)의 일단으로 이송하는 조립된셀이송로봇(410); 상기 조립된 셀(AC)을 조립된셀배치로봇(430R)이 접근 가능한 위치로 이동하는 조립된셀이동부(420); 상기 조립된셀이동부(420)로부터 조립된 셀(AC)을 조립된셀받침부(460)로 이송하는 조립된셀배치로봇(430R); 상기 조립된셀배치로봇(430R)으로 이송받은 조립된 셀(AC)이 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap) 고정을 위해서 놓여지는 조립된셀받침부(460); 상기 조립된셀받침부(460)에 놓여진 조립된 셀(AC)의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap) 고정을 위해서 이를 고정하는 조립된셀고정부(440); 상기 조립된셀고정부(440)를 통해서 고정된 셀(C)의 탑 캡(Cap) 또는 바텀 캡(Cap)을 고정하기 위하여 소정 간격 이격된 상태로 상하로 배치된 캡고정롤러(450); 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 고정된 셀(C)을 조립된셀배출부(470)로 이송하는 조립된셀배출로봇(430L); 상기 조립된셀배치로봇(430R) 및 상기 조립된셀배출로봇(430L)을 고정하는 조립된셀배출로봇지지부(430); 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 고정된 셀(C)이 일정한 높이로 적층된 후에 배출하는 조립된셀배출부(470);를 포함하는 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 전지 캡 조립 장치이다.
삭제
본 발명의 제2양태는 셀공급부(300)는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap) 조립을 위한 셀(C)을 공급받아 이동하는 셀배치부(310); 상기 이동된 셀(C)을 셀이동부(330)의 일단으로 이송하는 셀이송로봇(320); 상기 이송된 셀(C)을 셀조립로봇(210)이 접근할 수 있는 위치로 이동하는 셀이동부(330);를 포함하는 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 전지 캡 조립 장치이다.
본 발명의 제3양태는 전지 캡 조립 장치를 사용하여 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 방법으로서, 1) 일련의 홈에 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)를 공급하는 단계; 2) 상기 1) 단계의 지그(Z)를 공급하는 단계와 동시에 셀(C)을 공급하는 단계; 3) 상기 셀(C)과 상기 지그(Z)로부터 추출된 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 조립하는 단계; 4) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 상기 셀(C)과 고정 후 고정된 셀(C)을 배출하는 단계;를 포함하되, 기 1) 단계는, 1-1) 상기 지그(Z)의 일련의 홈에 복수개의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 장착하는 단계; 1-2) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)를 지그배치부(110)의 일단에 공급하는 단계; 1-3) 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)가 지그배치부(110)에서 이동하는 단계; 1-4) 상기 이동된 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)를 지그공급로봇(120)에 의해 지그받침대(130)로 이송하는 단계; 1-5) 상기 이송된 지그(Z)를 지지하면서 지그(Z)에 장착된 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 지그받침대(130)가 이동하는 단계; 1-6) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 이동된 지그받침대(130) 위에 놓인 지그(Z)로부터 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 캡배치로봇(160)을 이용하여 추출한 후 한 쌍의 캡장착부(230)의 캡장착홀(231)에 배치하는 단계; 1-7) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)를 지지하면서 지그배출로봇(140)이 접근 가능한 위치로 지그받침대(130)를 이동하는 단계; 1-8) 상기 지그받침대(130) 위에 놓인 지그(Z)를 지그회수부(150)의 일단으로 지그배출로봇(140)을 이용하여 이송하는 단계; 1-9) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)를 지그회수부(150)에서 이동하는 단계; 1-10) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)는 상기 1-1)로 공급되는 단계;를 포함하고, 상기 3)단계는, 3-1) 셀이동부(330)의 말단에 위치하고 있는 셀(C)을 셀조립로봇(210)을 이용하여 90도 회전한 후 셀받침부(220)의 받침대 위에 탑 및 바텀이 소정 길이 돌출하도록 놓는 단계; 3-2) 셀받침부(220)의 받침대 위에 놓여진 셀(C)을 셀받침부(220)의 바인더를 이용하여 고정하는 단계; 3-3) 미리 캡장착홀(231)에 배치되어 있는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 구비한 한 쌍의 캡장착부(230)를 90도 회전 및 이동하여 셀받침부(220)의 셀(C)의 탑 및 바텀에 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 동시에 조립하는 단계; 3-4) 셀받침부(220)의 바인더의 고정을 해지하는 단계;를 포함하고, 상기 4) 단계는, 4-1) 셀받침부(220)에서 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 조립된 셀(AC)을 조립된셀이송로봇(410)을 이용하여 조립된셀이동부(420)의 일단으로 이송하는 단계; 4-2) 상기 조립된 셀(AC)을 조립된셀배치로봇(430R)이 접근 가능한 위치로 조립된셀이동부(420)에서 이동하는 단계; 4-3) 상기 이동된 조립된 셀(AC)을 조립된셀배치로봇(430R)을 사용하여 조립된셀받침부(460)로 이송하는 단계; 4-4) 상기 조립된셀받침부(460)에 놓여진 상기 조립된 셀(AC)을 조립된셀고정부(440)를 사용하여 고정하는 단계; 4-5) 상기 조립된 셀(AC)을 캡고정롤러(450)를 사용하여 조립된 셀(AC)의 탑 캡(Cap) 또는 바텀 캡(Cap)을 셀(C)과 고정하는 단계; 4-6) 상기 조립된셀고정부(440)의 고정을 해지하는 단계; 4-7) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 고정된 셀(C)을 상기 조립된셀받침부(460)로부터 조립된셀배출로봇(430L)을 사용하여 조립된셀배출부(470)로 이송하는 단계;를 포함하는 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 방법이다.
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본 발명의 제4양태는 상기 2)단계는 2-1) 셀(C)을 셀배치부(310)의 일단에 공급하는 단계; 2-2) 상기 셀(C)이 셀배치부(310)에서 이동하는 단계; 2-3) 상기 이동된 셀(C)을 셀이송로봇(320)을 사용하여 셀이동부(330)의 일단으로 이송하는 단계; 2-4) 상기 이송된 셀(C)이 셀조립로봇(210)이 접근할 수 있는 위치로 셀이동부(330)에서 이동하는 단계;를 포함하는 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 방법이다.
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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전지의 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 전지 캡 조립 장치 및 방법은 제조 시간이 짧아지고 불량률을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 탑 및 바텀 캡(Cap)의 조립 라인에 대한 전체적인 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀공급부(300)에 대한 개략도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그관리부(100) 및 셀조립부(200)에 대한 개략도로서 지그받침대(130)에 놓여있는 지그(Z)로부터 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 캡장착홀(231)로 이동하는 과정을 보여준다.
도 7 내지 도 11은 셀조립부(200) 및 셀(C)에 탑 및 바텀 캡(Cap)이 조립되는 과정을 보여주는 개략도이다.
도 12 내지 도 13은 조립완성부(400)에 관한 것으로서 탑 및 바텀이 장착된 셀(C)의 캡(Cap)을 고정하는 과정을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀공급부(300)에 대한 개략도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지그관리부(100) 및 셀조립부(200)에 대한 개략도로서 지그받침대(130)에 놓여있는 지그(Z)로부터 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 캡장착홀(231)로 이동하는 과정을 보여준다.
도 7 내지 도 11은 셀조립부(200) 및 셀(C)에 탑 및 바텀 캡(Cap)이 조립되는 과정을 보여주는 개략도이다.
도 12 내지 도 13은 조립완성부(400)에 관한 것으로서 탑 및 바텀이 장착된 셀(C)의 캡(Cap)을 고정하는 과정을 보여주는 개략도이다.
이하, 본 발명의 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명이 이들 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 본다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 조립되는 과정을 도 1에 개략적으로 나타냈다. 본 발명에 따른 조립 과정은 1) 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)를 공급하는 단계; 2) 상기 1) 단계의 지그(Z)를 공급하는 단계와 동시에 셀(C)을 공급하는 단계; 3) 상기 셀(C)과 상기 지그(Z)로부터 추출된 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 조립하는 단계; 4) 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 상기 셀(C)과 고정 후 고정된 셀(C)을 배출하는 단계를 포함하는 전지의 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 방법이다. 아래의 조립 과정에 대한 부호는 도 1 내지 13을 참조한다.
(실시예) 바텀 및 탑 캡의 조립
(지그의 이동 경로)
101 내지 105는 지그(Z)가 이동하는 경로를, 201은 캡만의 이동 경로를 나타낸다. 1-1) 상기 지그(Z)의 일련의 홈에 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 장착하고; 1-2) 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)를 지그배치부(110)의 일단에 공급한다. 1-3) 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)가 지그배치부(110)에서 이동한다(101)(도 3참조).
1-4) 상기 이동된 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)를 지그공급로봇(120)에 의해 지그받침대(130)로 이송한다(102).
1-5) 상기 이송된 지그(Z)를 지지하면서 지그(Z)에 장착된 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 지그받침대(130)가 이동한다(103).
1-6) 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 이동된 지그받침대(130) 위에 놓인 지그(Z)로부터 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 캡배치로봇(160)을 이용하여 추출한 후 캡장착부(230)의 캡장착홀(231)에 배치한다(도 4, 도 5, 도 6 참조)
상기 캡(C)이 배치된 캡장착부(230)는 90도 회전한 후 셀받침부(220)의 좌, 우측으로 이동한다(201).
1-7) 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)를 지지하면서 지그배출로봇(140)이 접근 가능한 위치로 지그받침대(130)를 이동한다(104).
1-8) 상기 지그받침대(130) 위에 놓인 지그(Z)를 지그회수부(150)의 일단으로 지그배출로봇(140)을 이용하여 이송하는 단계 및 1-9) 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)를 지그회수부(150)에서 이동한다(105).
1-10) 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)는 상기 1-1)로 공급되어 상기 지그(C)에 다시 탑 또는 바텀 캡을 장착한다. 또한 상기 1-8) 단계 후 비어있는 상기 지그받침대(130)는 바로 1-4)의 상기 지그공급로봇(120)으로부터 이송되는 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)를 이송받을 수 있는 위치로 이송하는 단계가 동시에 이루어지며, 상기 모든 단계는 탑 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)와 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)가 별개로 동시에 진행된다.
(셀의 이동 경로)
301 내지 302는 셀이 이동하는 경로이다. 2-1) 셀(C)을 셀배치부(310)의 일단에 공급하고 2-2) 상기 셀(C)은 셀배치부(310)에서 이동한다(301).
2-3) 셀배치부(310)의 다단에 위치한 상기 이동된 셀(C)을 셀이송로봇(320)을 사용하여 셀이동부(330)의 일단으로 이송한다(302)(도 2 참조).
2-4) 상기 이송된 셀(C)이 셀조립로봇(210)이 접근할 수 있는 위치로 셀이동부(330)에서 이동하며, 상기 이동된 셀(C)은 셀조립로봇(210)에 의해서 90도 회전한 후 셀받침부(220)의 받침대에 놓이게 된다(303)(도 7 참조).
셀받침부(220)의 받침대 위에 놓여진 셀(C)은 아래와 같은 과정을 거쳐 탑 또는 바텀 캡(C)과 조립니다. 3-2) 셀받침부(220)의 받침대 위에 놓여진 셀(C)을 셀받침부(220)의 바인더를 이용하여 고정하는 단계(도 8 참조); 3-3) 미리 캡장착홀(231)에 배치되어 있는 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 구비한 캡장착부(230)를 90도 회전 및 이동하여(도 9 참조) 셀받침부(220)의 셀(C)의 탑 또는 바텀에 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 조립하는 단계(도 10 참조); 3-4) 셀받침부(220)의 바인더의 고정을 해지하는 단계(도 11 참조);를 포함하며 상기 3-3)은 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 별개로서 동시에 진행될 수 있으며, 상기 장착홀에 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 배치하는 것은 3-1)인 셀 이동단계 및 3-2) 단계와 동시에 이루어진다.
(조립된 셀의 이동 경로)
401 내지 403은 조립된 셀의 이동 경로이다. 4-1) 셀받침부(220)에서 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 조립된 셀(AC)을 조립된셀이송로봇(410)을 이용하여 조립된셀이동부(420)의 일단으로 이송한다(도 11 참조). 4-2) 상기 조립된 셀을 조립된셀배치로봇(430R)이 접근 가능한 위치로 조립된셀이동부(420)에서 이동한다(401).
4-3) 상기 이동된 조립된 셀을 조립된셀배치로봇(430R)을 사용하여 조립된셀받침부(460)로 이송하는 단계; 4-4) 상기 조립된셀받침부(460)에 놓여진 상기 조립된 셀을 조립된셀고정부(440)를 사용하여 고정하는 단계(도 12 참조); 4-5) 상기 조립된 셀을 캡고정롤러(450)를 사용하여 조립된 셀의 탑 또는 바텀 캡(Cap)을 셀(C)과 고정하는 단계(도 13 참조); 4-6) 상기 조립된셀고정부(440)의 고정을 해지하는 단계; 4-7) 상기 탑 또는 바텀 캡(Cap)이 고정된 셀(C)을 상기 조립된셀받침부(460)로부터 조립된셀배출로봇(430L)을 사용하여 조립된셀배출부(470)로 이송한다(402).
이후 조립된 셀(AC)은 조립된셀배출부(470)에서 최종적으로 배출된다(403).
100 지그관리부
101, 102, 103, 104, 105 지그 이동 경로
110 지그배치부
120 지그공급로봇
130 지그받침대(지그에 가려 도면에는 표시되지 않음)
140 지그배출로봇
150 지그회수부
160 캡배치로봇
200 셀조립부
201 캡 이동 경로
210 셀조립로봇
220 셀받침부
230 캡장착부
231 캡장착홀
300 셀공급부
301, 302, 303 셀 이동 경로
310 셀배치부
320 셀이송로봇
330 셀이동부
400 조립완성부
401, 402, 403 조립된 셀 이동 경로
410 조립된셀이송로봇
420 조립된셀이동부
430 조립된셀배출로봇지지부
430R 조립된셀배치로봇
430L 조립된셀배출로봇
440 조립된셀고정부
450 캡고정롤러
460 조립된셀받침부
470 조립된셀배출부
AC 조립된 셀
C 셀
Cap 캡
Z 지그
101, 102, 103, 104, 105 지그 이동 경로
110 지그배치부
120 지그공급로봇
130 지그받침대(지그에 가려 도면에는 표시되지 않음)
140 지그배출로봇
150 지그회수부
160 캡배치로봇
200 셀조립부
201 캡 이동 경로
210 셀조립로봇
220 셀받침부
230 캡장착부
231 캡장착홀
300 셀공급부
301, 302, 303 셀 이동 경로
310 셀배치부
320 셀이송로봇
330 셀이동부
400 조립완성부
401, 402, 403 조립된 셀 이동 경로
410 조립된셀이송로봇
420 조립된셀이동부
430 조립된셀배출로봇지지부
430R 조립된셀배치로봇
430L 조립된셀배출로봇
440 조립된셀고정부
450 캡고정롤러
460 조립된셀받침부
470 조립된셀배출부
AC 조립된 셀
C 셀
Cap 캡
Z 지그
Claims (12)
- 일련의 홈에 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)는 셀조립부(200)에 공급하며, 상기 홈에 있는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)는 회수하는 지그관리부(100);
조립을 위한 셀(C)을 상기 셀조립부(200)에 공급하는 셀공급부(300);
상기 지그(Z)에 장착되어 있는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 상기 셀공급부(300)로부터 공급받은 셀(C)의 탑 및 바텀에 조립하는 셀조립부(200);
상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 조립된 셀(AC)을 이송하여 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 셀에 고정한 후 배출하는 조립완성부(400);를 포함하되,
상기 지그관리부(100)는 복수개의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)를 일단에서 공급받아 이동하는 지그배치부(110); 상기 이동된 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)를 지그받침대(130)로 이송하는 지그공급로봇(120); 상기 이송된 지그(Z)를 지지하면서 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 이동하며, 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)는 지그배출로봇(140)이 접근할 수 있는 위치로 이동하는 지그받침대(130); 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 이동된 지그(Z)로부터 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 추출하여 캡장착부(230)의 캡장착홀(231)에 배치하는 캡배치로봇(160); 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)를 지그회수부(150)의 일단으로 이송하는 지그배출로봇(140); 상기 지그배출로봇(140)으로 받은 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)에 다시 복수개의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 장착할 수 있는 곳으로 이동하는 지그회수부(150);를 포함하고,
상기 셀조립부(200)는 셀이동부(330)의 셀(C)을 90도 회전한 후 셀받침부(220)로 이송하는 셀조립로봇(210); 상기 셀조립로봇(210)이 이송한 셀(C)이 조립을 위해서 놓여지는 받침대와 상기 받침대 위에 놓여진 셀(C)의 조립을 위해서 고정하는 바인더가 구비되며 셀(C)의 탑 및 바텀이 소정 길이 돌출한 상태로 위치시키는 셀받침부(220); 90도 회전하여 캡장착홀(231)에 배치되어 있는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 상기 셀받침부(220)에 고정되어 있는 셀(C)의 탑 및 바텀에 조립하는 한 쌍의 캡장착부(230);를 포함하고,
상기 조립완성부(400)는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 조립된 셀(AC)을 셀받침부(220)로부터 조립된셀이동부(420)의 일단으로 이송하는 조립된셀이송로봇(410); 상기 조립된 셀(AC)을 조립된셀배치로봇(430R)이 접근 가능한 위치로 이동하는 조립된셀이동부(420); 상기 조립된셀이동부(420)로부터 조립된 셀(AC)을 조립된셀받침부(460)로 이송하는 조립된셀배치로봇(430R); 상기 조립된셀배치로봇(430R)으로 이송받은 조립된 셀(AC)이 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap) 고정을 위해서 놓여지는 조립된셀받침부(460); 상기 조립된셀받침부(460)에 놓여진 조립된 셀(AC)의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap) 고정을 위해서 이를 고정하는 조립된셀고정부(440); 상기 조립된셀고정부(440)를 통해서 고정된 셀(C)의 탑 캡(Cap) 또는 바텀 캡(Cap)을 고정하기 위하여 소정 간격 이격된 상태로 상하로 배치된 캡고정롤러(450); 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 고정된 셀(C)을 조립된셀배출부(470)로 이송하는 조립된셀배출로봇(430L); 상기 조립된셀배치로봇(430R) 및 상기 조립된셀배출로봇(430L)을 고정하는 조립된셀배출로봇지지부(430); 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 고정된 셀(C)이 일정한 높이로 적층된 후에 배출하는 조립된셀배출부(470);를 포함하는 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 전지 캡 조립 장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 셀공급부(300)는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap) 조립을 위한 셀(C)을 공급받아 이동하는 셀배치부(310);
상기 이동된 셀(C)을 셀이동부(330)의 일단으로 이송하는 셀이송로봇(320);
상기 이송된 셀(C)을 셀조립로봇(210)이 접근할 수 있는 위치로 이동하는 셀이동부(330);를
포함하는 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 전지 캡 조립 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 기재된 전지 캡 조립 장치를 사용하여 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 방법에 있어서,
1) 일련의 홈에 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착되어 있는 지그(Z)를 공급하는 단계;
2) 상기 1) 단계의 지그(Z)를 공급하는 단계와 동시에 셀(C)을 공급하는 단계;
3) 상기 셀(C)과 상기 지그(Z)로부터 추출된 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 조립하는 단계;
4) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 상기 셀(C)과 고정 후 고정된 셀(C)을 배출하는 단계;를 포함하되,
상기 1) 단계는, 1-1) 상기 지그(Z)의 일련의 홈에 복수개의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 장착하는 단계; 1-2) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)를 지그배치부(110)의 일단에 공급하는 단계; 1-3) 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)가 지그배치부(110)에서 이동하는 단계; 1-4) 상기 이동된 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 장착된 지그(Z)를 지그공급로봇(120)에 의해 지그받침대(130)로 이송하는 단계; 1-5) 상기 이송된 지그(Z)를 지지하면서 지그(Z)에 장착된 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 지그받침대(130)가 이동하는 단계; 1-6) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 추출되는 위치로 이동된 지그받침대(130) 위에 놓인 지그(Z)로부터 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 캡배치로봇(160)을 이용하여 추출한 후 한 쌍의 캡장착부(230)의 캡장착홀(231)에 배치하는 단계; 1-7) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)를 지지하면서 지그배출로봇(140)이 접근 가능한 위치로 지그받침대(130)를 이동하는 단계; 1-8) 상기 지그받침대(130) 위에 놓인 지그(Z)를 지그회수부(150)의 일단으로 지그배출로봇(140)을 이용하여 이송하는 단계; 1-9) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)를 지그회수부(150)에서 이동하는 단계; 1-10) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 모두 추출된 지그(Z)는 상기 1-1)로 공급되는 단계;를 포함하고,
상기 3)단계는, 3-1) 셀이동부(330)의 말단에 위치하고 있는 셀(C)을 셀조립로봇(210)을 이용하여 90도 회전한 후 셀받침부(220)의 받침대 위에 탑 및 바텀이 소정 길이 돌출하도록 놓는 단계; 3-2) 셀받침부(220)의 받침대 위에 놓여진 셀(C)을 셀받침부(220)의 바인더를 이용하여 고정하는 단계; 3-3) 미리 캡장착홀(231)에 배치되어 있는 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 구비한 한 쌍의 캡장착부(230)를 90도 회전 및 이동하여 셀받침부(220)의 셀(C)의 탑 및 바텀에 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 동시에 조립하는 단계; 3-4) 셀받침부(220)의 바인더의 고정을 해지하는 단계;를 포함하고,
상기 4) 단계는, 4-1) 셀받침부(220)에서 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 조립된 셀(AC)을 조립된셀이송로봇(410)을 이용하여 조립된셀이동부(420)의 일단으로 이송하는 단계; 4-2) 상기 조립된 셀(AC)을 조립된셀배치로봇(430R)이 접근 가능한 위치로 조립된셀이동부(420)에서 이동하는 단계; 4-3) 상기 이동된 조립된 셀(AC)을 조립된셀배치로봇(430R)을 사용하여 조립된셀받침부(460)로 이송하는 단계; 4-4) 상기 조립된셀받침부(460)에 놓여진 상기 조립된 셀(AC)을 조립된셀고정부(440)를 사용하여 고정하는 단계; 4-5) 상기 조립된 셀(AC)을 캡고정롤러(450)를 사용하여 조립된 셀(AC)의 탑 캡(Cap) 또는 바텀 캡(Cap)을 셀(C)과 고정하는 단계; 4-6) 상기 조립된셀고정부(440)의 고정을 해지하는 단계; 4-7) 상기 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)이 고정된 셀(C)을 상기 조립된셀받침부(460)로부터 조립된셀배출로봇(430L)을 사용하여 조립된셀배출부(470)로 이송하는 단계;를 포함하는 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 방법. - 삭제
- 삭제
- 제7항에 있어서,
상기 2)단계는
2-1) 셀(C)을 셀배치부(310)의 일단에 공급하는 단계;
2-2) 상기 셀(C)이 셀배치부(310)에서 이동하는 단계;
2-3) 상기 이동된 셀(C)을 셀이송로봇(320)을 사용하여 셀이동부(330)의 일단으로 이송하는 단계;
2-4) 상기 이송된 셀(C)이 셀조립로봇(210)이 접근할 수 있는 위치로 셀이동부(330)에서 이동하는 단계;를
포함하는 전지의 탑 캡(Cap) 및 바텀 캡(Cap)을 자동으로 조립하는 방법.
- 삭제
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