KR102252625B1 - 2차 전지용 오버행 검사장치 및 이를 구비하는 2차 전지 제조 시스템 - Google Patents
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Abstract
2차 전지용 오버행 검사장치가 개시된다. 본 발명에 따른 2차 전지용 오버행 검사장치는, 음극과 양극이 분리막을 사이에 두고 교번적으로 스태킹되어 마련된 전극 적층체를 클램핑하는 적층체용 지그유닛과, 적층체용 지그유닛에 인접하게 배치되며 전극 적층체를 촬상하는 검사용 촬상유닛과, 적층체용 지그유닛에 연결되며 전극 적층체를 검사용 촬상유닛에 대해 상대이동 시키는 적층체용 위치 가변유닛을 포함한다.
Description
본 발명은, 2차 전지용 오버행 검사장치 및 이를 구비하는 2차 전지 제조 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전극들이 분리막을 사이에 두고 교번적으로 스태킹되어 생성된 전극 적층체의 전극의 쇼트(단락) 여부를 검사할 수 있는 2차 전지용 오버행 검사장치 및 이를 구비하는 2차 전지 제조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 2차 전지(secondary cell)는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부의 회로에 전원을 공급하기도 하고, 방전되었을 때 외부의 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 전기를 저장할 수 있는 전지를 가리킨다. 이러한 2차 전지를 통상적으로 축전기라 부르기도 한다.
이러한 2차 전지는 전극 적층체의 구조에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 예컨대, 2차 전지는 스택형 구조, 권취형 구조, 스택/폴딩형 구조 등으로 분류될 수 있다.
다양한 분류 중에서 스택형 구조는 전극, 즉 양극과 음극을 소정의 크기로 절단한 다음, 도 1(a)에 도시된 바와 같이 양극(E1)과 음극(E2)의 사이에 분리막(P)을 두고 양극(E1)과 음극(E2)을 교번적으로 적층하여 전극 적층체(M)를 형성한 것을 가리킨다. 이러한 스태킹 공정은, 2차 전지용 스태킹 장치에서 수행된다.
한편, 스태킹 공정 중 도 1(b)에 도시된 바와 같이 전극 적층체(M)에 적층된 전극(E1, E2) 중 일부가 다른 것들에 비하여 옆으로 돌출되어 적층되는 불량이 발생될 수 있다. 즉, 일부 전극(E1, E2)의 말단부가 다른 전극(E1, E2)들에 비하여 옆쪽으로 돌출되는 것으로, 이렇게 옆쪽으로 돌출된 부위를 소위 오버행(overhang) 부위라 한다.
이렇게 옆쪽으로 돌출된 전극(E1, E2)들의 오버행 부위가 서로 접촉되면 쇼트(단락)이 발생되고, 이렇게 전극(E1, E2)의 쇼트(단락)가 발생된 2차 전지는 사용이 불가능하다.
상술한 전극(E1, E2)의 오버행 부위는 주로 적층 불량에 의해 발생되는데, 인라인으로 이루어지는 2차 전지 제조 공정의 특성 상 이러한 불량을 빠르게 인식하지 못하면 라인에서 생산된 생산품 전체에 불량이 발생될 수 있다.
따라서, 인라인으로 이루어지는 2차 전지의 제조과정 중에서 이러한 전극(E1, E2)들의 오버행 부위를 인라인 장비 내에서 검사할 수 있는 검사장치의 개발이 필요한 실정이다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인라인으로 이루어지는 2차 전지의 제조과정 중 전극들이 적층되어 형성된 전극 적층체를 전수 검사하여 전극들의 오버행 부위를 감지할 수 있는 2차 전지용 오버행 검사장치 및 이를 구비하는 2차 전지 제조 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 음극과 양극이 분리막을 사이에 두고 교번적으로 스태킹되어 마련된 전극 적층체를 클램핑하는 적층체용 지그유닛; 상기 적층체용 지그유닛에 인접하게 배치되며, 상기 전극 적층체를 촬상하는 검사용 촬상유닛; 및 상기 적층체용 지그유닛에 연결되며, 상기 전극 적층체를 상기 검사용 촬상유닛에 대해 상대이동 시키는 적층체용 위치 가변유닛을 포함하는 2차 전지용 오버행 검사장치가 제공될 수 있다.
상기 적층체용 위치 가변유닛은, 상기 검사용 촬상유닛과 상기 적층체용 지그유닛이 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향으로 상기 적층체용 지그유닛을 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동모듈; 상기 지그용 제1축 방향 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 업/다운(up/down) 이동시키는 제2축 방향용 이동모듈; 상기 제2축 방향용 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제2축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 회전모듈; 상기 지그용 회전모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동시키는 제3축 방향용 이동모듈; 및 상기 제3축 방향용 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제3축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 틸팅모듈을 포함할 수 있다.
상기 지그용 제1축 방향 이동모듈은, 상기 제2축 방향용 이동모듈이 결합되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 지그용 제1축 방향 이동블록부; 상기 지그용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 상기 지그용 제1축 방향 이동블록부의 이동을 안내하는 지그용 제1축 방향 이동 가이드부; 및 상기 지그용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 지그용 제1축 방향 이동블록부를 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제2축 방향용 이동모듈은, 상기 지그용 회전모듈이 결합되며, 상기 제2축 방향으로 업/다운(up/down) 이동되는 제2축 방향용 이동블록부; 상기 제2축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제2축 방향용 이동블록부의 이동을 안내하는 제2축 방향용 이동 가이드부; 상기 제2축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제2축 방향용 이동블록부를 이동시키는 제2축 방향용 이동 구동부; 및 상기 지그용 제1축 방향 이동모듈에 결합되며, 상기 이동 가이드부와 상기 제2축 방향용 이동 구동부를 지지하는 제2축 방향용 베이스부를 포함할 수 있다.
상기 지그용 회전모듈은, 상기 제3축 방향용 이동모듈이 결합되는 회전 블록부; 및 상기 제2축 방향용 이동모듈에 결합되며, 상기 회전 블록부를 상기 제2축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제3축 방향용 이동모듈은, 상기 지그용 틸팅모듈이 결합되며, 상기 제3축 방향으로 이동되는 제3축 방향용 이동블록부; 상기 지그용 회전모듈에 결합되는 제3축 방향용 베이스부; 상기 제3축 방향용 베이스부에 지지되고 상기 제3축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제3축 방향용 이동블록부의 이동을 안내하는 제3축 방향용 이동 가이드부; 및 상기 제3축 방향용 이동블록부에 연결되며, 제3축 방향용 이동블록부를 이동시키는 제3축 방향용 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 지그용 틸팅모듈은, 상기 제3축 방향용 이동모듈에 결합되는 틸팅모듈용 프레임부; 상기 틸팅모듈용 프레임부에 회전 가능하게 연결되며, 상기 적층체용 지그유닛이 착탈 가능하게 결합되는 틸팅 블록부; 및 상기 틸팅모듈용 프레임부에 지지되고 상기 틸팅 블록부에 연결되며, 상기 틸팅 블록부를 회전시키는 틸팅 구동부를 포함할 수 있다.
상기 검사용 촬상유닛은, 상기 전극 적층체를 향해 방사선을 방출하는 방사선 방출부; 상기 방사선 방출부에 대해 이격되어 배치되며, 상기 방사선을 검출하는 방사선 검출부; 및 상기 방사선 방출부와 방사선 검출부를 차폐하는 방사선 차폐부를 포함할 수 있다.
상기 방사선 검출부는, 상기 방사선을 검출하는 디텍터; 상기 디텍터가 장착된 디텍터 장착부; 및 상기 디텍터 장착부를 지지하며, 상기 디텍터 장착부를 상기 제1축 방향으로 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동부를 포함하며, 상기 검출부용 제1축 방향 이동부는, 상기 디텍터 장착부가 결합되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 검출부용 제1축 방향 이동블록부; 상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부의 이동을 안내하는 검출부용 제1축 방향 이동 가이드부; 및 상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 검출부용 제1축 방향 이동블록부를 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 적층체용 지그유닛은, 상기 전극 적층체에 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 전극 적층체를 클램핑하는 적층체용 클램핑부; 및 상기 적층체용 위치 가변유닛에 결합되며, 상기 적층체용 클램핑부를 이동시키는 클램핑용 이동 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 음극과 양극이 분리막을 사이에 두고 교번적으로 스태킹하여 전극 적층체를 생성하는 2차 전지용 스태킹 장치; 및 상기 2차 전지용 스태킹 장치에서 스태킹된 상기 전극 적층체를 전달받으며, 상기 전극 적층체를 촬상하는 2차 전지용 오버행 검사장치를 포함하는 2차 전지 제조 시스템이 제공될 수 있다.
상기 2차 전지용 오버행 검사장치는, 상기 전극 적층체를 클램핑하는 적층체용 지그유닛; 상기 적층체용 지그유닛에 인접하게 배치되며, 상기 전극 적층체를 촬상하는 검사용 촬상유닛; 및 상기 적층체용 지그유닛에 연결되며, 상기 전극 적층체를 상기 검사용 촬상유닛에 대해 상대이동 시키는 적층체용 위치 가변유닛을 포함할 수 있다.
상기 적층체용 위치 가변유닛은, 상기 검사용 촬상유닛과 상기 적층체용 지그유닛이 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향으로 상기 적층체용 지그유닛을 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동모듈; 상기 지그용 제1축 방향 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 업/다운(up/down) 이동시키는 제2축 방향용 이동모듈; 상기 제2축 방향용 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제2축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 회전모듈; 상기 지그용 회전모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동시키는 제3축 방향용 이동모듈; 및 상기 제3축 방향용 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제3축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 틸팅모듈을 포함할 수 있다.
상기 지그용 제1축 방향 이동모듈은, 상기 제2축 방향용 이동모듈이 결합되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 지그용 제1축 방향 이동블록부; 상기 지그용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 상기 지그용 제1축 방향 이동블록부의 이동을 안내하는 지그용 제1축 방향 이동 가이드부; 및 상기 지그용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 지그용 제1축 방향 이동블록부를 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제2축 방향용 이동모듈은, 상기 지그용 회전모듈이 결합되며, 상기 제2축 방향으로 업/다운(up/down) 이동되는 제2축 방향용 이동블록부; 상기 제2축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제2축 방향용 이동블록부의 이동을 안내하는 제2축 방향용 이동 가이드부; 상기 제2축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제2축 방향용 이동블록부를 이동시키는 제2축 방향용 이동 구동부; 및 상기 지그용 제1축 방향 이동모듈에 결합되며, 상기 이동 가이드부와 상기 제2축 방향용 이동 구동부를 지지하는 제2축 방향용 베이스부를 포함할 수 있다.
상기 지그용 회전모듈은, 상기 제3축 방향용 이동모듈이 결합되는 회전 블록부; 및 상기 제2축 방향용 이동모듈에 결합되며, 상기 회전 블록부를 상기 제2축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제3축 방향용 이동모듈은, 상기 지그용 틸팅모듈이 결합되며, 상기 제3축 방향으로 이동되는 제3축 방향용 이동블록부; 상기 제3축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제3축 방향용 이동블록부의 이동을 안내하는 제3축 방향용 이동 가이드부; 및 상기 제3축 방향용 이동블록부에 연결되며, 제3축 방향용 이동블록부를 이동시키는 제3축 방향용 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 지그용 틸팅모듈은, 상기 제3축 방향용 이동모듈에 결합되는 틸팅모듈용 프레임부; 상기 틸팅모듈용 프레임부에 회전 가능하게 연결되며, 상기 적층체용 지그유닛이 착탈 가능하게 결합되는 틸팅 블록부; 및 상기 틸팅모듈용 프레임부에 지지되고 상기 틸팅 블록부에 연결되며, 상기 틸팅 블록부를 회전시키는 틸팅 구동부를 포함할 수 있다.
상기 검사용 촬상유닛은, 상기 전극 적층체를 향해 방사선을 방출하는 방사선 방출부; 상기 방사선 방출부에 대해 이격되어 배치되며, 상기 방사선을 검출하는 방사선 검출부; 및 상기 방사선 방출부와 방사선 검출부를 차폐하는 방사선 차폐부를 포함할 수 있다.
상기 방사선 검출부는, 상기 방사선을 검출하는 디텍터; 상기 디텍터가 장착된 디텍터 장착부; 및 상기 디텍터 장착부를 지지하며, 상기 디텍터 장착부를 상기 제1축 방향으로 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동부를 포함하며, 상기 검출부용 제1축 방향 이동부는, 상기 디텍터 장착부가 결합되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 검출부용 제1축 방향 이동블록부; 상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부의 이동을 안내하는 검출부용 제1축 방향 이동 가이드부; 및 상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 검출부용 제1축 방향 이동블록부를 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 적층체용 지그유닛은, 상기 전극 적층체에 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 전극 적층체를 클램핑하는 적층체용 클램핑부; 및 상기 적층체용 위치 가변유닛에 결합되며, 상기 적층체용 클램핑부를 이동시키는 클램핑용 이동 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 적층체용 지그유닛에 클램핑된 전극 적층체를 촬상하는 검사용 촬상유닛과, 적층체용 지그유닛에 연결되어 전극 적층체를 검사용 촬상유닛에 대해 상대이동 시키는 적층체용 위치 가변유닛을 구비함으로써, 인라인으로 이루어지는 2차 전지의 제조과정 중 전극 적층체를 빠르고 간편하게 전수 검사하여 전극들의 오버행 부위를 감지하여 불량 제품의 생산을 최소화하고, 불량 제품의 납품을 막아 품질 신뢰도를 높일 수 있다.
도 1은 2차 전지의 전극이 적층된 상태가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템이 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 2차 전지용 오버행 검사장치의 내부가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 적층체용 위치 가변유닛이 도시된 도면이다.
도 5는 도 3의 방사선 검출부가 도시된 도면이다.
도 6은 도 3의 적층체용 지그유닛이 도시된 도면이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 6의 측면도이다.
도 9는 발명의 제2 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템이 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템이 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 2차 전지용 오버행 검사장치의 내부가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 적층체용 위치 가변유닛이 도시된 도면이다.
도 5는 도 3의 방사선 검출부가 도시된 도면이다.
도 6은 도 3의 적층체용 지그유닛이 도시된 도면이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 6의 측면도이다.
도 9는 발명의 제2 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템이 도시된 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템이 도시된 도면이고, 도 3은 도 2의 2차 전지용 오버행 검사장치의 내부가 도시된 도면이며, 도 4는 도 3의 적층체용 위치 가변유닛이 도시된 도면이고, 도 5는 도 3의 방사선 검출부가 도시된 도면이며, 도 6은 도 3의 적층체용 지그유닛이 도시된 도면이고, 도 7은 도 6의 평면도이며, 도 8은 도 6의 측면도이다.
도 9는 발명의 제2 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템이 도시된 도면이다.이하의 도면에서 제1축 방향은 'X'로 표시하고 제2축 방향은 'Z'로 표시하고, 제3축 방향은 'Y'로 표시한다.
본 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템은, 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 음극(미도시)과 양극(미도시)이 분리막(미도시)을 사이에 두고 교번적으로 스태킹하여 전극 적층체(M)를 생성하는 2차 전지용 스태킹 장치(SC)와, 2차 전지용 스태킹 장치(SC)에서 스태킹된 전극 적층체(M)를 전달받으며 전극 적층체(M)를 촬상하는 2차 전지용 오버행 검사장치(100)와, 2차 전지용 오버행 검사장치(100)를 통과한 전극 적층체(M)를 공급받으며 전극 적층체(M)의 외면을 검사하는 외부면 검사장치(SD)와, 외부면 검사장치(SD)를 통과한 전극 적층체(M)를 공급받으며 전극 적층체(M)에 구동칩이 내장된 필름을 부착하는 TAB(Tape Automated Bonding)장치와, 2차 전지용 스태킹 장치(SC)와 2차 전지용 오버행 검사장치(100)에 연결되어 전극 적층체(M)를 2차 전지용 오버행 검사장치(100)로 전달하고 2차 전지용 오버행 검사장치(100)와 외부면 검사장치(SD)에 연결되어 2차 전지용 오버행 검사장치(100)를 통과한 전극 적층체(M)를 외부면 검사장치(SD)로 전달하며 외부면 검사장치(SD)와 TAB장치(TAB)에 연결되어 외부면 검사장치(SD)를 통과한 전극 적층체(M)를 TAB장치(TAB)로 전달하는 전달용 이송장치(SF)와, 2차 전지용 스태킹 장치(SC), 외부면 검사장치(SD), 2차 전지용 오버행 검사장치(100), TAB장치(TAB) 및 전달용 이송장치(SF)에 연결되어 2차 전지용 스태킹 장치(SC), 외부면 검사장치(SD), 2차 전지용 오버행 검사장치(100), TAB장치(TAB) 및 전달용 이송장치(SF)을 제어하는 제어유닛(미도시)를 포함한다.
2차 전지용 스태킹 장치(SC)는 음극(미도시)과 양극(미도시)이 분리막(미도시)을 사이에 두고 교번적으로 스태킹하여 전극 적층체(M)를 생성한다.
이러한 2차 전지용 스태킹장치는 장치 본체(미도시), 양극(미도시)을 공급하는 양극 공급부(미도시), 음극(미도시)을 공급하는 공급부(미도시), 분리막(미도시)을 공급하는 공급부(미도시) 및 이동식 스태킹 유닛(미도시)을 포함한다.
이동식 스태킹 유닛(미도시)은 양극(미도시), 음극(미도시) 및 분리막(미도시)이 스태킹되는 장소를 형성하는데, 이러한 이동식 스태킹 유닛(미도시)는 양극 공급부(미도시)와 음극 공급부(미도시) 사이를 이동하면서 스태킹 작업을 수행한다.
2차 전지용 오버행 검사장치(100)는 2차 전지용 스태킹 장치(SC)에 연결되어 전극 적층체(M)를 전달받는다. 이러한 2차 전지용 오버행 검사장치(100)는 전극 적층체(M)를 촬상한다.
본 실시예의 2차 전지용 오버행 검사장치(100)는 전극 적층체(M)를 촬상하여 일부 전극(미도시)의 말단부가 다른 전극(미도시)들에 비하여 옆쪽으로 돌출되는 오버행(overhang) 부위를 검사한다.
이러한 2차 전지용 오버행 검사장치(100)는, 도 2 내지 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 전극 적층체(M)를 클램핑하는 적층체용 지그유닛(110)과, 적층체용 지그유닛(110)에 인접하게 배치되며 전극 적층체(M)를 촬상하는 검사용 촬상유닛(120)과, 적층체용 지그유닛(110)에 연결되며 전극 적층체(M)를 검사용 촬상유닛(120)에 대해 상대이동 시키는 적층체용 위치 가변유닛(130)을 포함한다.
적층체용 지그유닛(110)은 전극 적층체(M)를 클램핑한다. 이러한 적층체용 지그유닛(110)은, 도 6 내지 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 전극 적층체(M)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며 전극 적층체(M)를 클램핑하는 적층체용 클램핑부(111, 112)와, 적층체용 위치 가변유닛(130)에 결합되며 적층체용 클램핑부(111, 112)를 이동시키는 클램핑용 이동 구동부(115)를 포함한다,
적층체용 클램핑부(111, 112)는 전극 적층체(M)에 접근 및 이격되는 방향으로 이동되어 전극 적층체(M)를 클램핑 및 언클램핑한다. 이러한 적층체용 클램핑부(111, 112)는, 클램핑용 이동 구동부(115)에 연결되는 제1 파지용 플레이트부(111)와, 제1 파지용 플레이트부(111)에 대해 이격되어 배치되며 클램핑용 이동 구동부(115)에 연결되는 제2 파지용 플레이트부(112)를 포함한다.
이러한 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112)의 사이에 전극 적층체(M)가 배치되며, 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112)의 상호 접근하는 방향의 이동 및 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112)의 상호 이격되는 방향의 이동에 의해 전극 적층체(M)가 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112)에 의해 가압 및 가압 해제되어 클램핑 및 언클램핑된다.
클램핑용 이동 구동부(115)는 적층체용 위치 가변유닛(130)에 결합된다. 이러한 클램핑용 이동 구동부(115)는 적층체용 클램핑부(111, 112)를 이동시킨다. 본 실시예에 따른 클램핑용 이동 구동부(115)는, 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112)에 연결되어 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112)의 이동을 안내하는 파지용 이동 가이드부(116)와, 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112) 각각에 연결되어 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112) 각각을 상호 접근하는 방향 및 상호 이격되는 방향으로 이동시키는 한 쌍의 파지용 이동 바아(117)와, 파지용 이동 바아(117)에 연결되어 파지용 이동 바아(117)를 이동시키는 파지용 이동 구동부(미도시)를 포함한다.
파지용 이동 가이드부(116)는 가이드 레일 형상으로 마련되어 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112)의 이동을 안내한다.
파지용 이동 구동부(미도시)에는 파지용 이동 바아(117)에 연결되어 제1 파지용 플레이트부(111)와 제2 파지용 플레이트부(112)를 이동시키는 공압 실린더(미도시)가 사용될 수 있다.
한편, 적층체용 위치 가변유닛(130)은 적층체용 지그유닛(110)에 연결된다. 이러한 적층체용 위치 가변유닛(130)은 전극 적층체(M)를 검사용 촬상유닛(120)에 대해 상대이동 시킨다.
본 실시예에 따른 적층체용 위치 가변유닛(130)은, 도 3 내지 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 검사용 촬상유닛(120)과 적층체용 지그유닛(110)이 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향(X)으로 지그유닛을 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동모듈(140)과, 지그용 제1축 방향 이동모듈(140)에 지지되며 지그유닛을 제1축 방향(X)에 교차하는 제2축 방향(Z)으로 업/다운(up/down) 이동시키는 제2축 방향용 이동모듈(150)과, 제2축 방향용 이동모듈(150)에 지지되며 지그유닛을 제2축 방향(Z)을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 회전모듈(160)과, 지그용 회전모듈(160)에 지지되며, 지그유닛을 제1축 방향(X)과 제2축 방향(Z)에 교차하는 제3축 방향(Y)으로 이동시키는 제3축 방향용 이동모듈(170)과, 제3축 방향용 이동모듈(170)에 지지되며 지그유닛을 제3축 방향(Y)을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 틸팅모듈(180)을 포함한다.
지그용 제1축 방향 이동모듈(140)은 검사용 촬상유닛(120)과 적층체용 지그유닛(110)이 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향(X)으로 적층체용 지그유닛(110)을 이동시킨다.
이러한 지그용 제1축 방향 이동모듈(140)은, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 제2축 방향용 이동모듈(150)이 결합되며 제1축 방향(X)으로 이동되는 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)와, 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)에 연결되며 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)의 이동을 안내하는 지그용 제1축 방향 이동 가이드부(미도시)와, 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)에 연결되며 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)를 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동 구동부(143)를 포함한다.
지그용 제1축 방향 이동블록부(141)는 제1축 방향(X)으로 이동된다. 이러한 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)의 상면에는 제2축 방향용 이동모듈(150)이 결합된다.
지그용 제1축 방향 이동 구동부(143)는 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)에 연결되어 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)를 이동시킨다. 본 실시예에 따른 지그용 제1축 방향 이동 구동부(143)는, 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)에 결합되는 지그 제1축 방향 이동용 이동너트(미도시)와, 지그 제1축 방향 이동용 이동너트(미도시)에 치합되는 지그 제1축 방향 이동용 볼 스크류(미도시)와, 지그 제1축 방향 이동용 볼 스크류(미도시)에 연결되어 지그 제1축 방향 이동용 볼 스크류(미도시)를 회전시키는 지그 제1축 방향 이동용 서보모터(143a)를 포함한다.
제2축 방향용 이동모듈(150)은 지그용 제1축 방향 이동모듈(140)에 지지된다. 이러한 제2축 방향용 이동모듈(150)은 적층체용 지그유닛(110)을 제1축 방향(X)에 교차하는 제2축 방향(Z)으로 업/다운(up/down) 이동시킨다.
본 실시예에 따른 제2축 방향용 이동모듈(150)은, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 지그용 회전모듈(160)이 결합되며 제2축 방향(Z)으로 업/다운(up/down) 이동되는 제2축 방향용 이동블록부(151)와, 제2축 방향용 이동블록부(151)에 연결되며 제2축 방향용 이동블록부(151)의 이동을 안내하는 제2축 방향용 이동 가이드부(153)와, 제2축 방향용 이동블록부(151)에 연결되며 제2축 방향용 이동블록부(151)를 이동시키는 제2축 방향용 이동 구동부(154)와, 지그용 제1축 방향 이동모듈(140)에 결합되며 이동 가이드부와 제2축 방향용 이동 구동부(154)를 지지하는 제2축 방향용 베이스부(155)를 포함한다.
제2축 방향용 이동블록부(151)는 제2축 방향(Z)으로 업/다운(up/down) 이동된다. 이러한 제2축 방향용 이동블록부(151)의 상면에는 지그용 회전모듈(160)이 결합된다.
제2축 방향용 베이스부(155)는 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)에 결합된다. 이러한 지그용 제1축 방향 이동블록부(141)는 제2축 방향용 이동 가이드부(153)와 제2축 방향용 이동 구동부(154)를 지지한다.
제2축 방향용 이동 가이드부(153)는 제2축 방향용 이동블록부(151)에 연결되어 제2축 방향용 이동블록부(151)의 이동을 안내한다.
본 실시예에서 제2축 방향용 이동 가이드부(153)는, 제2축 방향용 이동블록부(151)에 결합된 승강봉(153a)과, 승강봉(153a)이 제2축 방향(Z)으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결되며 승강봉(153a)의 이동을 가이드하는 리니어 부시(153b)를 포함한다.
승강봉(153a)의 상단부는 제2축 방향용 이동블록부(151)의 하면에 결합된다. 리니어 부시(153b)에는 승강봉(153a)이 삽입되는 가이드홈(미도시)이 마련된다. 이러한 가이드홈(미도시)의 내벽은 승강봉(153a)의 외주면에 슬라이딩 가능하게 연결된다.
제2축 방향용 이동 구동부(154)는 제2축 방향용 이동블록부(151)에 연결되어 제2축 방향용 이동블록부(151)를 제2축 방향(Z)으로 이동시킨다.
본 실시예에 따른 제2축 방향용 이동 구동부(154)는, 제2축 방향용 이동블록부(151)에 결합되는 가압 실린더 로드부(154a)와, 가압 실린더 로드부(154a)가 상대이동 가능하게 연결되며 가압 실린더 로드부(154a)를 제2축 방향(Z)으로 이동시키는 가압 실린더 본체부(154b)를 포함한다.
가압 실린더 로드부(154a)의 상단부는 제2축 방향용 이동블록부(151)의 하면에 결합된다. 가압 실린더 본체부(154b)에는 가압 실린더 로드부(154a)가 상대이동 가능하게 연결된다. 이러한 가압 실린더 본체부(154b)는 가압 실린더 로드부(154a)를 제2축 방향(Z)으로 이동시킨다.
지그용 회전모듈(160)은 제2축 방향용 이동모듈(150)에 지지되어 적층체용 지그유닛(110)을 제2축 방향(Z)을 회전 축심으로 하여 회전시킨다.
이러한 지그용 회전모듈(160)은, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 제3축 방향용 이동모듈(170)이 결합되는 회전 블록부(161)와, 제2축 방향용 이동모듈(150)에 결합되며 회전 블록부(161)를 제2축 방향(Z)을 회전 축심으로 하여 회전시키는 회전 구동부(163)를 포함한다.
회전 블록부(161)는 플레이트 형상으로 마련되며 회전 블록부(161)의 상면에는 제3축 방향용 이동모듈(170)이 결합된다. 이러한 회전 블록부(161)는 회전 구동부(163)에 회전 가능하게 결합된다.
회전 구동부(163)는 제2축 방향용 이동블록부(151)에 결합된다. 이러한 회전 구동부(163)는 회전 블록부(161)를 제2축 방향(Z)을 회전 축심으로 하여 회전시킨다. 이러한 회전 구동부(163)에는 회전 블록부(161)에 연결되어 회전 블록부(161)를 회전시키는 회전용 구동모터(미도시)가 장착된다.
제3축 방향용 이동모듈(170)은 지그용 회전모듈(160)에 지지되어 적층체용 지그유닛(110)을 제1축 방향(X)과 제2축 방향(Z)에 교차하는 제3축 방향(Y)으로 이동시킨다.
이러한 제3축 방향용 이동모듈(170)은, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 지그용 틸팅모듈(180)이 결합되며 제3축 방향(Y)으로 이동되는 제3축 방향용 이동블록부(171)와, 지그용 회전모듈(160)에 결합되는 제3축 방향용 베이스부(172)와, 제3축 방향용 베이스부(172)에 지지되고 제3축 방향용 이동블록부(171)에 연결되며 제3축 방향용 이동블록부(171)의 이동을 안내하는 제3축 방향용 이동 가이드부(173)와, 제3축 방향용 이동블록부(171)에 연결되며 제3축 방향용 이동블록부(171)를 이동시키는 제3축 방향용 이동 구동부(174)를 포함한다.
지그용 틸팅모듈(180)이 결합되며 제3축 방향용 이동블록부(171)는 제3축 향으로 이동된다. 이러한 제3축 방향용 이동블록부(171)의 상면에는 지그용 틸팅모듈(180)이 결합된다. 제3축 방향용 베이스부(172)는 회전 블록부(161)에 결합된다.
제3축 방향용 이동 가이드부(173)는 제3축 방향용 베이스부(172)에 지지되고 제3축 방향용 이동블록부(171)에 연결되어 제3축 방향용 이동블록부(171)의 제3축 방향(Y)의 이동을 안내한다. 본 실시예에서 제3축 방향용 이동 가이드부(173)는 가이드 레일 형상으로 마련된다.
제3축 방향용 이동 구동부(174)는 제3축 방향용 이동블록부(171)에 연결되어 제3축 방향용 이동블록부(171)를 이동시킨다. 본 실시예에 따른 제3축 방향용 이동 구동부(174)는, 제3축 방향용 이동블록부(171)에 결합되는 제3축 방향 이동용 이동너트(미도시)와, 제3축 방향용 이동블록부(171)에 치합되는 제3축 방향 이동용 볼 스크류(미도시)와, 제3축 방향 이동용 볼 스크류(미도시)에 연결되어 제3축 방향 이동용 볼 스크류(미도시)를 회전시키는 제3축 방향 이동용 서보모터(미도시)를 포함한다.
지그용 틸팅모듈(180)은 제3축 방향용 이동모듈(170)에 지지되어 적층체용 지그유닛(110)을 제3축 방향(Y)을 회전 축심으로 하여 회전시킨다.
이러한 지그용 틸팅모듈(180)은, 도 4에 자세히 도시된 바와 같이, 제3축 방향용 이동모듈(170)에 결합되는 틸팅모듈용 프레임부(181)와, 틸팅모듈용 프레임부(181)에 회전 가능하게 연결되며 적층체용 지그유닛(110)이 착탈 가능하게 결합되는 틸팅 블록부(182)와, 틸팅모듈용 프레임부(181)에 지지되고 틸팅 블록부(182)에 연결되며 틸팅 블록부(182)를 회전시키는 틸팅 구동부(183)를 포함한다.
틸팅모듈용 프레임부(181)는 제3축 방향용 이동블록부(171)의 상면에 결합된다.
틸팅 블록부(182)는 틸팅모듈용 프레임부(181)에 회전 가능하게 연결된다, 이러한 틸팅 블록부(182)에는 적층체용 지그유닛(110)이 착탈 가능하게 결합된다.
틸팅 구동부(183)는 틸팅모듈용 프레임부(181)에 지지된다. 이러한 틸팅 구동부(183)는 틸팅 블록부(182)에 연결되어 틸팅 블록부(182)를 제3축 방향(Y)을 회전 축심으로 하여 회전시킨다. 본 실시예에서 틸팅 구동부(183)에는 서보 모터가 사용될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 적층체용 위치 가변유닛(130)은, 전극 적층체(M)를 제1축 방향(X)으로 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동모듈(140)과, 전극 적층체(M)를 제2축 방향(Z)으로 업/다운(up/down) 이동시키는 제2축 방향용 이동모듈(150)과, 전극 적층체(M)를 제3축 방향(Y)으로 이동시키는 제3축 방향용 이동모듈(170)과, 전극 적층체(M)를 제2축 방향(Z)을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 회전모듈(160)과, 전극 적층체(M)를 제3축 방향(Y)을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 틸팅모듈(180)을 구비함으로써, 검사용 촬상유닛(120)에 대해 전극 적층체(M)를 다양한 위치 및 각도로 이동시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 적층체용 위치 가변유닛(130)에 의해 검사용 촬상유닛(120)이 전극 적층체(M)를 다양한 방향에서 촬상할 수 있어 검사 정확도가 높아지는 이점이 있다.
한편, 검사용 촬상유닛(120)은 적층체용 지그유닛(110)에 인접하게 배치되어 전극 적층체(M)를 촬상한다. 이러한 검사용 촬상유닛(120)은, 도 3 내지 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 전극 적층체(M)를 향해 방사선을 방출하는 방사선 방출부(121)와, 방사선 방출부(121)에 대해 이격되어 배치되며 방사선을 검출하는 방사선 검출부(123)와, 방사선 방출부(121)와 방사선 검출부(123)를 차폐하는 방사선 차폐부(128)를 포함한다.
방사선 방출부(121)는 전극 적층체(M)를 향해 방사선을 방출한다. 이러한 방사선 방출부(121)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 방사선을 방출하는 방사선 방출기(121a)와, 방사선 방출기(121a)가 장착되는 방출기 장착부(121b)를 포함한다. 본 실시예에 방사선은 엑스선(X-ray)가 사용되며 방사선 방출기(121a)는 엑스선(X-ray)을 방출한다.
방사선 검출부(123)는 방사선 방출부(121)에 대해 이격되어 배치되어 방사선 방출기(121a)에서 방출된 방사선을 검출한다. 이러한 방사선 검출부(123)는, 방사선 방출기(121a)에 대향되게 배치되며 방사선을 검출하는 디텍터(124)와, 디텍터(124)가 장착된 디텍터 장착부(125)와, 디텍터 장착부(125)를 지지하며 디텍터 장착부(125)를 제1축 방향으로 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동부(126)를 포함한다.
디텍터(124)는 방사선 방출기(121a)에 대향되게 배치되어 방사선을 검출한다. 본 실시예에서 방사선 방출기(121a)와 디텍터(124) 사이에 전극 적층체(M)가 위치한다.
검출부용 제1축 방향 이동부(126)는 디텍터 장착부(125)에 연결되어 디텍터(124)를 제1축 방향으로 이동시킨다. 검출부용 제1축 방향 이동부(126)는, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 디텍터 장착부(125)가 결합되며 제1축 방향(X)으로 이동되는 검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)와, 검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)에 연결되며 검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)의 이동을 안내하는 검출부용 제1축 방향 이동 가이드부(미도시)와, 검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)에 연결되며 검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)를 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동 구동부(126b)를 포함한다.
검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)는 제1축 방향(X)으로 이동된다. 이러한 검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)의 상면에는 디텍터 장착부(125)가 결합된다.
검출부용 제1축 방향 이동 구동부(126b)는 검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)에 연결되어 검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)를 이동시킨다. 본 실시예에 따른 검출부용 제1축 방향 이동 구동부(126b)는, 검출부용 제1축 방향 이동블록부(126a)에 결합되는 검출부 제1축 방향 이동용 이동너트(미도시)와, 검출부 제1축 방향 이동용 이동너트(미도시)에 치합되는 검출부 제1축 방향 이동용 볼 스크류(미도시)와, 검출부 제1축 방향 이동용 볼 스크류(미도시)에 연결되어 검출부 제1축 방향 이동용 볼 스크류(미도시)를 회전시키는 검출부 제1축 방향 이동용 서보모터(126c)를 포함한다.
본 실시예의 본 실시예의 방사선 검출부(123)는 방사선 방출기(121a)에서 방출된 엑스선에 감응하여 이를 시각적으로 표시함으로써, 디텍터(124)와 방사선 방출기(121a)의 사이에 배치된 전극 적층체(M)에 적층된 전극들의 형상을 시각적으로 표시할 수 있고, 그에 따라 전극 적층체(M)의 전극의 오버행(overhang) 부위가 시각적으로 관측될 수 있다.
또한, 검사용 촬상유닛(120)의 촬영 중에 상술한 바와 같이 적층체용 위치 가변유닛(130)을 통해 적층체의 위치 및 자세를 연속적으로 가변될 수 있어 CT(Computed Tomography)와 단층촬영이 가능하여 적층체(M)의 모서리 영역의 구조를 보다 정확하게 시각적으로 표시할 수 있다.
방사선 차폐부(128)는 방사선 방출부(121)와 방사선 검출부(123)를 차폐하는 하우징 구조로 마련된다. 이러한 방사선 차폐부(128)에는 전극 적층체(M)가 출입하는 출입구(미도시)가 마련된다.
한편, 외부면 검사장치(SD)는 2차 전지용 오버행 검사장치(100)의 오버행 검사 공정이 수행된 전극 적층체(M)를 전달용 이송장치(SF)을 통해 공급받는다. 이러한 외부면 검사장치(SD)가 전극 적층체(M)의 외면을 검사한다.
본 실시예에서 외부면 검사장치(SD)는, 전극 적층체(M)의 외면을 촬상하는 카메라부(미도시)와, 카메라부(미도시)에 연결되어 카메라부(미도시)가 획득한 정보를 제어유닛에 전송하는 통신부(미도시)를 포함한다.
카메라부(미도시)는 전극 적층체(M)의 외면을 촬상한다. 이러한 카메라부(미도시)는 전극 적층체(M)의 외면을 촬상하여 전극 적층체(M)의 외면에 이물질이 부착되었는지 여부 및 전극 적층체(M)의 외형을 검사한다.
한편, 전달용 이송장치(SF)는 2차 전지용 스태킹 장치(SC)와 2차 전지용 오버행 검사장치(100)에 연결되어 전극 적층체(M)를 2차 전지용 오버행 검사장치(100)로 전달한다. 또한, 전달용 이송장치(SF)는 2차 전지용 오버행 검사장치(100)와 외부면 검사장치(SD)에 연결되어 2차 전지용 오버행 검사장치(100)를 통과한 전극 적층체(M)를 외부면 검사장치(SD)로 전달한다.
또한, 전달용 이송장치(SF)는 외부면 검사장치(SD)와 TAB장치(TAB)에 연결되어 외부면 검사장치(SD)를 통과한 전극 적층체(M)를 TAB장치(TAB)로 전달한다.
이러한 전달용 이송장치(SF)에는, 전극 적층체(M)를 지지하는 트레이(미도시)를 이송시키는 다수개의 컨베이어(미도시)와, 트레이(미도시)의 이송방향을 전환하는 방향 전환부(미도시)와, 전극 적층체(M)를 다른 트레이(미도시) 또는 2차 전지용 오버행 검사장치(100) 등으로 전달하는 이송로봇(미도시) 등을 포함한다.
한편, 제어유닛(미도시)은 2차 전지용 스태킹 장치(SC), 외부면 검사장치(SD), 2차 전지용 오버행 검사장치(100), TAB장치(TAB) 및 전달용 이송장치(SF)에 전기적으로 연결되어 2차 전지용 스태킹 장치(SC), 외부면 검사장치(SD), 2차 전지용 오버행 검사장치(100), TAB장치(TAB) 및 전달용 이송장치(SF)의 동작을 제어한다.
이하에서 본 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템의 작동을 2차 전지용 오버행 검사장치(100)를 위주로 도 2 내지 도 8을 참고하여 설명한다.
먼저, 2차 전지용 스태킹 장치(SC)에서 스태킹 공정이 완료된 전극 적층체(M)가 2차 전지용 오버행 검사장치(100)로 전달되어 적층체용 지그유닛(110)에 클램핑된다.
이후, 적층체용 위치 가변유닛(130)이 전극 적층체(M)의 위치 또는 자세를 연속적으로 가변시키며, 검사용 촬상유닛(120)은 위치 또는 자세를 연속적으로 가변되는 전극 적층체(M)를 촬상하여 씨티(CT)와 같은 단층 촬영 영상을 획득한다.
이와 같이 본 실시예에 따른 2차 전지용 오버행 검사장치(100)는 전극 적층체(M)에 대해 씨티(CT)와 같은 단층 촬영 영상을 획득함으로써, 적층체(M)의 모서리 영역의 구조를 보다 정확하게 표시하여 오버행 부위를 정확하게 감지할 수 있다.
2차 전지용 오버행 검사장치(100)의 검사가 완료된 전극 적층체(M)는 외부면 검사장치(SD)를 거쳐 TAB장치(TAB)로 전달된다.
이와 같이 본 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템은, 적층체용 지그유닛(110)에 클램핑된 전극 적층체(M)를 촬상하는 검사용 촬상유닛(120)과, 적층체용 지그유닛(110)에 연결되어 전극 적층체(M)를 검사용 촬상유닛(120)에 대해 상대이동 시키는 적층체용 위치 가변유닛(130)을 구비함으로써, 인라인으로 이루어지는 2차 전지의 제조과정 중 전극 적층체(M)를 빠르고 간편하게 전수 검사하여 전극들의 오버행 부위를 감지하여 불량 제품의 생산을 최소화하고, 불량 제품의 납품을 막아 품질 신뢰도를 높일 수 있다
도 9는 발명의 제2 실시예에 따른 2차 전지 제조 시스템이 도시된 도면이다. 본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 외부면 검사장치(SD)에서의 외부면 검사가 2차 전지용 오버행 검사장치(200)에서의 오버행 검사보다 먼저 수행되는 점에 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 2 내지 도 8의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 검사 순서에 대해 주로 설명한다.
본 실시예에서는 외부면 검사장치(SD)에서 전극 적층체(미도시)의 외부면 검사가 2차 전지용 오버행 검사장치(200)에서의 오버행 검사보다 먼저 수행된다.
이와 같이 전극 적층체(미도시)의 외부면 검사를 오버행 검사보다 먼저 수행하게 되면, 외면에 불량이 있는 전극 적층체(미도시)에 대해서는 오버행 검사를 별도로 수행하지 않아 택타임을 줄일 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 2차 전지용 오버행 검사장치 110: 적층체용 지그유닛
111: 제1 파지용 플레이트부 112: 제2 파지용 플레이트부
115: 클램핑용 이동 구동부 116: 파지용 이동 가이드부
117: 파지용 이동 바아 120: 검사용 촬상유닛
121: 방사선 방출부 121a: 방사선 방출기
121b: 방출기 장착부 123: 방사선 검출부
124: 디텍터 125: 디텍터 장착부
126: 검출부용 제1축 방향 이동부
126a: 검출부용 제1축 방향 이동블록부
126b: 검출부용 제1축 방향 이동 구동부
128: 방사선 차폐부 130: 적층체용 위치 가변유닛
140: 지그용 제1축 방향 이동모듈
141: 지그용 제1축 방향 이동블록부
143: 지그용 제1축 방향 이동 구동부
150: 제2축 방향용 이동모듈 151: 제2축 방향용 이동블록부
153: 제2축 방향용 이동 가이드부 154: 제2축 방향용 이동 구동부
155: 제2축 방향용 베이스부 160: 지그용 회전모듈
161: 회전 블록부 163: 회전 구동부
170: 제3축 방향용 이동모듈 171: 제3축 방향용 이동블록부
172: 제3축 방향용 베이스부
173: 제3축 방향용 이동 가이드부
174: 제3축 방향용 이동 구동부 180: 지그용 틸팅모듈
181: 틸팅모듈용 프레임부 182: 틸팅 블록부
183: 틸팅 구동부 SC: 2차 전지용 스태킹 장치
SD: 외부면 검사장치 SF: 전달용 이송장치
M: 전극 적층체
111: 제1 파지용 플레이트부 112: 제2 파지용 플레이트부
115: 클램핑용 이동 구동부 116: 파지용 이동 가이드부
117: 파지용 이동 바아 120: 검사용 촬상유닛
121: 방사선 방출부 121a: 방사선 방출기
121b: 방출기 장착부 123: 방사선 검출부
124: 디텍터 125: 디텍터 장착부
126: 검출부용 제1축 방향 이동부
126a: 검출부용 제1축 방향 이동블록부
126b: 검출부용 제1축 방향 이동 구동부
128: 방사선 차폐부 130: 적층체용 위치 가변유닛
140: 지그용 제1축 방향 이동모듈
141: 지그용 제1축 방향 이동블록부
143: 지그용 제1축 방향 이동 구동부
150: 제2축 방향용 이동모듈 151: 제2축 방향용 이동블록부
153: 제2축 방향용 이동 가이드부 154: 제2축 방향용 이동 구동부
155: 제2축 방향용 베이스부 160: 지그용 회전모듈
161: 회전 블록부 163: 회전 구동부
170: 제3축 방향용 이동모듈 171: 제3축 방향용 이동블록부
172: 제3축 방향용 베이스부
173: 제3축 방향용 이동 가이드부
174: 제3축 방향용 이동 구동부 180: 지그용 틸팅모듈
181: 틸팅모듈용 프레임부 182: 틸팅 블록부
183: 틸팅 구동부 SC: 2차 전지용 스태킹 장치
SD: 외부면 검사장치 SF: 전달용 이송장치
M: 전극 적층체
Claims (21)
- 음극과 양극이 분리막을 사이에 두고 교번적으로 스태킹되어 마련된 전극 적층체를 클램핑하는 적층체용 지그유닛;
상기 적층체용 지그유닛에 인접하게 배치되며, 상기 전극 적층체를 촬상하는 검사용 촬상유닛; 및
상기 적층체용 지그유닛에 연결되며, 상기 전극 적층체를 상기 검사용 촬상유닛에 대해 상대이동 시키는 적층체용 위치 가변유닛을 포함하고,
상기 적층체용 위치 가변유닛은,
상기 검사용 촬상유닛과 상기 적층체용 지그유닛이 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향으로 상기 적층체용 지그유닛을 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동모듈;
상기 지그용 제1축 방향 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 업/다운(up/down) 이동시키는 제2축 방향용 이동모듈;
상기 제2축 방향용 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제2축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 회전모듈;
상기 지그용 회전모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동시키는 제3축 방향용 이동모듈; 및
상기 제3축 방향용 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제3축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 틸팅모듈을 포함하며,
상기 검사용 촬상유닛은,
상기 전극 적층체를 향해 방사선을 방출하는 방사선 방출부;
상기 방사선 방출부에 대해 이격되어 배치되며, 상기 방사선을 검출하는 방사선 검출부; 및
상기 방사선 방출부와 방사선 검출부를 차폐하는 방사선 차폐부를 포함하고,
상기 방사선 검출부는,
상기 방사선을 검출하는 디텍터;
상기 디텍터가 장착된 디텍터 장착부; 및
상기 디텍터 장착부를 지지하며, 상기 디텍터 장착부를 상기 제1축 방향으로 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동부를 포함하며,
상기 검출부용 제1축 방향 이동부는,
상기 디텍터 장착부가 결합되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 검출부용 제1축 방향 이동블록부;
상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부의 이동을 안내하는 검출부용 제1축 방향 이동 가이드부; 및
상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 검출부용 제1축 방향 이동블록부를 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동 구동부를 포함하며,
상기 적층체용 지그유닛은,
상기 전극 적층체에 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 전극 적층체를 클램핑하는 적층체용 클램핑부; 및
상기 적층체용 위치 가변유닛에 결합되며, 상기 적층체용 클램핑부를 이동시키는 클램핑용 이동 구동부를 포함하고,
상기 적층체용 클램핑부는,
상기 클램핑용 이동 구동부에 연결되는 제1 파지용 플레이트부; 및
상기 제1 파지용 플레이트부에 대해 이격되어 배치되며 상기 클램핑용 이동 구동부에 연결되는 제2 파지용 플레이트부를 포함하며,
상기 제1 파지용 플레이트부와 상기 제2 파지용 플레이트부의 사이에 상기 전극 적층체가 배치되며,
상기 제1 파지용 플레이트부와 상기 제2 파지용 플레이트부의 상호 접근하는 방향의 이동 및 상기 제1 파지용 플레이트부와 상기 제2 파지용 플레이트부의 상호 이격되는 방향의 이동에 의해 상기 전극 적층체가 상기 제1 파지용 플레이트부와 상기 제2 파지용 플레이트부에 의해 가압 및 가압 해제되어 클램핑 및 언클램핑되는 것을 특징으로 하는 2차 전지용 오버행 검사장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 지그용 제1축 방향 이동모듈은,
상기 제2축 방향용 이동모듈이 결합되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 지그용 제1축 방향 이동블록부;
상기 지그용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 상기 지그용 제1축 방향 이동블록부의 이동을 안내하는 지그용 제1축 방향 이동 가이드부; 및
상기 지그용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 지그용 제1축 방향 이동블록부를 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동 구동부를 포함하는 2차 전지용 오버행 검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2축 방향용 이동모듈은,
상기 지그용 회전모듈이 결합되며, 상기 제2축 방향으로 업/다운(up/down) 이동되는 제2축 방향용 이동블록부;
상기 제2축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제2축 방향용 이동블록부의 이동을 안내하는 제2축 방향용 이동 가이드부;
상기 제2축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제2축 방향용 이동블록부를 이동시키는 제2축 방향용 이동 구동부; 및
상기 지그용 제1축 방향 이동모듈에 결합되며, 상기 이동 가이드부와 상기 제2축 방향용 이동 구동부를 지지하는 제2축 방향용 베이스부를 포함하는 2차 전지용 오버행 검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 지그용 회전모듈은,
상기 제3축 방향용 이동모듈이 결합되는 회전 블록부; 및
상기 제2축 방향용 이동모듈에 결합되며, 상기 회전 블록부를 상기 제2축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 2차 전지용 오버행 검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 제3축 방향용 이동모듈은,
상기 지그용 틸팅모듈이 결합되며, 상기 제3축 방향으로 이동되는 제3축 방향용 이동블록부;
상기 지그용 회전모듈에 결합되는 제3축 방향용 베이스부;
상기 제3축 방향용 베이스부에 지지되고 상기 제3축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제3축 방향용 이동블록부의 이동을 안내하는 제3축 방향용 이동 가이드부; 및
상기 제3축 방향용 이동블록부에 연결되며, 제3축 방향용 이동블록부를 이동시키는 제3축 방향용 이동 구동부를 포함하는 2차 전지용 오버행 검사장치. - 제1항에 있어서,
상기 지그용 틸팅모듈은,
상기 제3축 방향용 이동모듈에 결합되는 틸팅모듈용 프레임부;
상기 틸팅모듈용 프레임부에 회전 가능하게 연결되며, 상기 적층체용 지그유닛이 착탈 가능하게 결합되는 틸팅 블록부; 및
상기 틸팅모듈용 프레임부에 지지되고 상기 틸팅 블록부에 연결되며, 상기 틸팅 블록부를 회전시키는 틸팅 구동부를 포함하는 2차 전지용 오버행 검사장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 음극과 양극이 분리막을 사이에 두고 교번적으로 스태킹하여 전극 적층체를 생성하는 2차 전지용 스태킹 장치; 및
상기 2차 전지용 스태킹 장치에서 스태킹된 상기 전극 적층체를 전달받으며, 상기 전극 적층체를 촬상하는 2차 전지용 오버행 검사장치를 포함하고,
상기 2차 전지용 오버행 검사장치는,
상기 전극 적층체를 클램핑하는 적층체용 지그유닛;
상기 적층체용 지그유닛에 인접하게 배치되며, 상기 전극 적층체를 촬상하는 검사용 촬상유닛; 및
상기 적층체용 지그유닛에 연결되며, 상기 전극 적층체를 상기 검사용 촬상유닛에 대해 상대이동 시키는 적층체용 위치 가변유닛을 포함하며,
상기 적층체용 위치 가변유닛은,
상기 검사용 촬상유닛과 상기 적층체용 지그유닛이 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향으로 상기 적층체용 지그유닛을 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동모듈;
상기 지그용 제1축 방향 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 업/다운(up/down) 이동시키는 제2축 방향용 이동모듈;
상기 제2축 방향용 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제2축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 회전모듈;
상기 지그용 회전모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제1축 방향과 상기 제2축 방향에 교차하는 제3축 방향으로 이동시키는 제3축 방향용 이동모듈; 및
상기 제3축 방향용 이동모듈에 지지되며, 상기 적층체용 지그유닛을 상기 제3축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 지그용 틸팅모듈을 포함하고,
상기 검사용 촬상유닛은,
상기 전극 적층체를 향해 방사선을 방출하는 방사선 방출부;
상기 방사선 방출부에 대해 이격되어 배치되며, 상기 방사선을 검출하는 방사선 검출부; 및
상기 방사선 방출부와 방사선 검출부를 차폐하는 방사선 차폐부를 포함하고,
상기 방사선 검출부는,
상기 방사선을 검출하는 디텍터;
상기 디텍터가 장착된 디텍터 장착부; 및
상기 디텍터 장착부를 지지하며, 상기 디텍터 장착부를 상기 제1축 방향으로 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동부를 포함하며,
상기 검출부용 제1축 방향 이동부는,
상기 디텍터 장착부가 결합되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 검출부용 제1축 방향 이동블록부;
상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부의 이동을 안내하는 검출부용 제1축 방향 이동 가이드부; 및
상기 검출부용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 검출부용 제1축 방향 이동블록부를 이동시키는 검출부용 제1축 방향 이동 구동부를 포함하며,
상기 적층체용 지그유닛은,
상기 전극 적층체에 접근 및 이격되는 방향으로 이동되며, 상기 전극 적층체를 클램핑하는 적층체용 클램핑부; 및
상기 적층체용 위치 가변유닛에 결합되며, 상기 적층체용 클램핑부를 이동시키는 클램핑용 이동 구동부를 포함하고,
상기 적층체용 클램핑부는,
상기 클램핑용 이동 구동부에 연결되는 제1 파지용 플레이트부; 및
상기 제1 파지용 플레이트부에 대해 이격되어 배치되며 상기 클램핑용 이동 구동부에 연결되는 제2 파지용 플레이트부를 포함하며,
상기 제1 파지용 플레이트부와 상기 제2 파지용 플레이트부의 사이에 상기 전극 적층체가 배치되며,
상기 제1 파지용 플레이트부와 상기 제2 파지용 플레이트부의 상호 접근하는 방향의 이동 및 상기 제1 파지용 플레이트부와 상기 제2 파지용 플레이트부의 상호 이격되는 방향의 이동에 의해 상기 전극 적층체가 상기 제1 파지용 플레이트부와 상기 제2 파지용 플레이트부에 의해 가압 및 가압 해제되어 클램핑 및 언클램핑되는 것을 특징으로 하는 2차 전지 제조 시스템. - 삭제
- 삭제
- 제11항에 있어서,
상기 지그용 제1축 방향 이동모듈은,
상기 제2축 방향용 이동모듈이 결합되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 지그용 제1축 방향 이동블록부;
상기 지그용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 상기 지그용 제1축 방향 이동블록부의 이동을 안내하는 지그용 제1축 방향 이동 가이드부; 및
상기 지그용 제1축 방향 이동블록부에 연결되며, 지그용 제1축 방향 이동블록부를 이동시키는 지그용 제1축 방향 이동 구동부를 포함하는 2차 전지 제조 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 제2축 방향용 이동모듈은,
상기 지그용 회전모듈이 결합되며, 상기 제2축 방향으로 업/다운(up/down) 이동되는 제2축 방향용 이동블록부;
상기 제2축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제2축 방향용 이동블록부의 이동을 안내하는 제2축 방향용 이동 가이드부;
상기 제2축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제2축 방향용 이동블록부를 이동시키는 제2축 방향용 이동 구동부; 및
상기 지그용 제1축 방향 이동모듈에 결합되며, 상기 이동 가이드부와 상기 제2축 방향용 이동 구동부를 지지하는 제2축 방향용 베이스부를 포함하는 2차 전지 제조 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 지그용 회전모듈은,
상기 제3축 방향용 이동모듈이 결합되는 회전 블록부; 및
상기 제2축 방향용 이동모듈에 결합되며, 상기 회전 블록부를 상기 제2축 방향을 회전 축심으로 하여 회전시키는 회전 구동부를 포함하는 2차 전지 제조 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 제3축 방향용 이동모듈은,
상기 지그용 틸팅모듈이 결합되며, 상기 제3축 방향으로 이동되는 제3축 방향용 이동블록부;
상기 제3축 방향용 이동블록부에 연결되며, 상기 제3축 방향용 이동블록부의 이동을 안내하는 제3축 방향용 이동 가이드부; 및
상기 제3축 방향용 이동블록부에 연결되며, 제3축 방향용 이동블록부를 이동시키는 제3축 방향용 이동 구동부를 포함하는 2차 전지 제조 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 지그용 틸팅모듈은,
상기 제3축 방향용 이동모듈에 결합되는 틸팅모듈용 프레임부;
상기 틸팅모듈용 프레임부에 회전 가능하게 연결되며, 상기 적층체용 지그유닛이 착탈 가능하게 결합되는 틸팅 블록부; 및
상기 틸팅모듈용 프레임부에 지지되고 상기 틸팅 블록부에 연결되며, 상기 틸팅 블록부를 회전시키는 틸팅 구동부를 포함하는 2차 전지 제조 시스템.
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