KR102262418B1

KR102262418B1 - 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치

Info

Publication number: KR102262418B1
Application number: KR1020200027482A
Authority: KR
Inventors: 정종홍; 김상진
Original assignee: 주식회사 클레버
Priority date: 2020-03-05
Filing date: 2020-03-05
Publication date: 2021-06-08
Also published as: CN113353614A; JP2021141046A; PL3876324T3; CN113353614B; US11145906B2; EP3876324A1; HUE060428T2; US20210280913A1; JP6974571B2; EP3876324B1

Abstract

개시되는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치는, 이차전지 셀의 실링영역을 폴딩하는 공정을 수행하도록 직선의 공정방향을 따라 순차로 배치되며, 상호 등간격으로 배치되는 복수의 스테이션과, 상기 복수의 스테이션에 각각 구비되며, 상기 이차전지 셀을 하방에서 진공파지하여 지지하는 테이블과, 상기 복수의 스테이션에 각각 구비되어, 상기 공정방향을 따라 연속 배열되는 제 1 스테이션과 제 2 스테이션 사이에 상기 이차전지 셀을 하방에서 진공 파지하여 이송시키되, 상기 제 1 스테이션에서 상기 테이블에 의해 지지되는 상기 이차전지 셀을 하방에서 진공 파지하여 들어 올린 후 상기 제 2 스테이션으로 직선 이동하고, 상기 이차전지 셀이 상기 제 2 스테이션의 테이블에 안착되도록 하강한 후 상기 제 1 스테이션의 위치로 복귀하는 이송바와, 상기 테이블 및 이송바에 각각 구비되며, 상기 이차전지 셀에 선택적으로 진공 파지력을 인가하는 진공파지유닛과, 상기 이송바의 승강동작을 구동하는 승강유닛과, 상기 이송바의 직선왕복운동을 구동하는 직선이송구동유닛를 포함함으로써, 폴딩 공정 택타임을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 수 있다.

Description

이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치{SECONDARY BATTERY CELL TRANSFER APPARATUS FOR FOLDING PROCESS OF SECONDARY BATTERY CELL}

본 발명(Disclosure)은, 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 이차전지 셀의 파우치를 폴딩하기 위한 복수의 스테이션에서 연속 배열되는 제 1 스테이션에서 제 2 스테이션으로 이차전지 셀을 동시에 각각 이송시키되, 진공 파지 방식으로 이차전지 셀을 진공 흡착하여 이송시킴으로써, 폴딩 공정 택타임을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에 관한 것이다.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

이차전지 셀은, 양극판/분리막/음극판이 적층되어 형성되는 전극조립체가 파우치 내부에 수용되어 장방형으로 형성되는 본방영역과, 파우치의 테두리가 실링되어 형성되는 실링영역(Terrace)을 가진다.

여기에서, 실링영역은 절연파괴를 방지하고, 이차전지 셀의 크기를 최소화하기 위해 수회 접혀져 구비되는데, 이를 폴딩부라고 한다.

한편, 도 1은 종래의 이차 전지의 파우치 폴딩 장치를 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 이차 전지의 파우치 폴딩 장치는, 이차 전지가 이송되는 경로를 따라 배치된 3개의 폴딩유닛(100~300)과 2개의 압축유닛(400, 500)을 포함한다.

이러한 폴딩유닛(100~300)은 파우치 날개를 90도로 접는 제 1 폴딩유닛(100)과, 90도로 접힌 파우치 날개를 180도로 접는 제 2 폴딩유닛(200)과, 180도로 접힌 파우치 날개를 270도로 접는 제 3 폴딩유닛(300)으로 구성된다.

또한, 압축유닛(400, 500)은 제 2 폴딩유닛(200)에 의해 180도로 접힌 파우치 날개를 가압하는 제 1 압축유닛(400)과, 제 3 폴딩유닛(300)에 의해 270도록 접힌 파우치 날개를 가압하는 제 2 압축유닛(500)으로 구성된다.

상술한 바와 같이 제 1 내지 제 3 폴딩유닛(100~300)은 이차전지의 이송방향을 따라 순차적으로 배치되며, 제 1 압축유닛(400)은 제 2 폴딩유닛(200)과 제 3 폴딩유닛(300) 사이에 위치되고, 제 2 압축유닛(500)은 제 3 폴딩유닛(300)의 후방에 위치된다.

한편, 종래의 이차전지의 파우치 폴딩 장치에서 폴딩 공정을 위해 이차전지 셀을 이송하기 위해서, 폴딩 공정을 위한 각 공정 위치로 이송되는 무한궤도 상에 n개의 네스트(nest)를 배치하고, 각 네스트에 이차전지 셀을 안착시킨 상태에서 스프링(spring)의 힘으로 고정되는 커버(cover)를 설치하여 이송함으로써, 각각의 스테이션(station)에서 폴딩 공정(folding process)을 수행할 수 있다.

예를 들면, 네스트는 좌측 및 우측 대칭의 반원을 직선으로 연결한 무한궤도 V형 레일을 사이에 두고, 상하 2쌍의 V 롤러가 부착된 플레이트를 10 내지 20쌍 설치하는 방식으로 구비될 수 있으며, 이러한 네스트에서 이차전지 셀의 이송과 폴딩 공정이 수행될 수 있다.

하지만, 종래의 이송 방식은 이차전지 셀의 이송은 네스트를 회전 이송하는 방식으로 오버행이 상대적으로 많이 소요되고, 커버의 고정과 해제가 기계적인 클램프를 이용하여 수행되기 때문에 이차전지 셀의 고정 시간과 해제 시간이 상대적으로 많이 소요됨으로써, 폴딩 공정의 택타임(tact time)이 많이 소요되는 문제점이 있다.

아울러, 네스트에 커버를 통해 고정되는 이차전지 셀의 고정도가 낮아 폴딩 공정을 수행할 때 그 작업 속도를 설정 작업 속도 미만으로 유지해야 하기 때문에, 폴딩 공정 택타임을 증가시켜 생산성을 향상시키기에는 한계가 있다.

또한, 이차전지 셀의 이송 중 네스트의 유동 발생 가능성이 높아 정렬되지 않은 상태로 폴딩 공정이 수행됨으로써, 이차전지 셀의 파우치 폴딩 품질이 저하되는 문제점이 있다.

1. 한국등록특허공보 제10-1766966호

본 발명(Disclosure)은, 이차전지 셀의 파우치를 폴딩하기 위한 복수의 스테이션에서 연속 배열되는 제 1 스테이션에서 제 2 스테이션으로 이차전지 셀을 동시에 각각 이송시키되, 진공 파지 방식으로 이차전지 셀을 진공 흡착하여 이송시킴으로써, 폴딩 공정 택타임을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 제공을 일 목적으로 한다.

그리고, 본 발명(Disclosure)은, 이차전지 셀이 안착되는 테이블을 진공 파지하고, 제 1 스테이션에서 진공 파지한 상태로 공정을 수행하고, 공정이 완료된 이차전지 셀을 제 2 스테이션으로 이송시킨 후에, 다시 원래의 위치로 복귀하여 다음 이차전지 셀을 진공 파지함으로써, 진공 파지 방식으로 이차전지 셀을 원활하게 고정 또는 해제할 수 있어 폴딩 공정의 택타임을 더욱 감소시킬 수 있는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 제공을 일 목적으로 한다.

또한, 본 발명(Disclosure)은, 폴딩 공정을 수행하는 중에 이차전지 셀을 충분한 압력으로 안정적으로 고정시킬 수 있고, 이차전지 셀을 진공 흡착하여 정확한 위치에서 정렬 및 이송할 수 있어 폴딩 품질을 향상시킬 수 있는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치는, 이차전지 셀의 실링영역을 폴딩하는 공정을 수행하도록 직선의 공정방향을 따라 순차로 배치되며, 상호 등간격으로 배치되는 복수의 스테이션과, 상기 복수의 스테이션에 각각 구비되며, 상기 이차전지 셀을 하방에서 진공 파지하여 지지하는 테이블과, 상기 복수의 스테이션에 각각 구비되어, 상기 공정방향을 따라 연속 배열되는 제 1 스테이션과 제 2 스테이션 사이에 상기 이차전지 셀을 하방에서 진공 파지하여 이송시키되, 상기 제 1 스테이션에서 상기 테이블에 의해 지지되는 상기 이차전지 셀을 하방에서 진공 파지하여 들어 올린 후 상기 제 2 스테이션으로 직선 이동하고, 상기 이차전지 셀이 상기 제 2 스테이션의 테이블에 안착되도록 하강한 후 상기 제 1 스테이션의 위치로 복귀하는 이송바와, 상기 테이블 및 이송바에 각각 구비되며, 상기 이차전지 셀에 선택적으로 진공 파지력을 인가하는 진공파지유닛과, 상기 이송바의 승강동작을 구동하는 승강유닛과, 상기 이송바의 직선왕복운동을 구동하는 직선이송구동유닛를 포함한다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 테이블은, 상기 공정방향과 평행한 직선바로 구비되되, 상기 공정방향으로 상기 이차전지 셀의 하면 양측을 지지하도록 평행한 2열로 구비되고, 상기 이송바는, 2열로 구비되는 상기 테이블 사이에 배치되고, 상기 테이블과 평행한 직선으로 구비될 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 진공파지유닛은, 상기 테이블 및 이송바에 각각 구비되되, 상기 이차전지 셀과 맞대어지는 면에 구비되는 복수의 진공패드와, 상기 진공패드와 연통되는 진공제어라인과, 상기 진공제어라인과 선택적으로 연통되어 상기 진공패드와 상기 이차전지 셀 사이의 공간에 위치되는 공기를 배기하여 진공을 인가하는 펌프와, 상기 진공제어라인과 선택적으로 연통되어 상기 진공패드와 상기 이차전지 셀 사이의 공간을 외기와 연통시켜 진공을 파기하는 진공파기라인과, 상기 진공제어라인을 상기 펌프와 상기 진공파기라인에 선택적으로 연통시키는 전환밸브를 포함할 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 이차전지 셀은, 상기 제 1 스테이션의 테이블에 안착될 경우 상기 제 1 스테이션의 테이블 진공패드를 통해 진공 파지된 상태로 상기 제 1 스테이션의 공정이 수행될 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 이차전지 셀은, 상기 제 1 스테이션의 공정이 완료될 경우 상기 제 1 스테이션의 테이블 진공패드의 진공이 파기되고, 상기 승강유닛을 통해 상승되는 상기 제 1 스테이션의 이송바를 이용하여 진공 파지될 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 이차전지 셀은, 상기 제 1 스테이션의 이송바를 통해 진공 파지되어 상기 제 2 스테이션으로 상기 직선이송구동유닛을 통해 이송된 후에, 상기 승강유닛을 통해 상기 제 1 스테이션의 이송바가 하강되어 상기 제 2 스테이션의 테이블에 안착될 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 이차전지 셀은, 상기 제 1 스테이션의 이송바가 하강하여 상기 제 2 스테이션의 테이블에 안착될 경우 상기 제 2 스테이션의 테이블 진공패드를 통해 진공 파지되고, 상기 제 1 스테이션의 이송바는, 상기 이차전지 셀이 상기 제 2 스테이션의 테이블 진공패드를 통해 진공 파지될 경우 진공 파기되어 하강한 후에, 상기 제 1 스테이션으로 복귀할 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 승강유닛은, 승강 구동력을 제공하는 승강모터와, 상기 승강 구동력에 따라 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 회전력을 승강력으로 상기 이송바에 전달하는 유니버셜조인트를 포함할 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 직선이송구동유닛은, 상기 이송바의 하부에 구비되어 상기 복수의 스테이션을 지지하는 베이스부에 직선 이동가능하게 결합되는 LM가이드와, 직선 이송력을 제공하는 이송모터와, 상기 직선 구동력에 따라 상기 LM가이드를 상기 제 1 스테이션 및 제 2 스테이션 사이에서 왕복 이동시키는 케이블베어를 포함할 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 복수의 스테이션은, 이차전지 셀을 로딩하는 로더부와, 상기 로딩된 이차전지 셀을 정렬하는 셀정렬부와, 상기 정렬된 이차전지 셀의 사이드를 기 설정된 길이만큼 커팅하는 사이드커터부와, 상기 이차전지 셀의 사이드를 기 설정된 각도만큼 각각 폴딩하는 복수의 폴딩부와, 상기 복수의 폴딩부의 각 후단에 각각 구비되어 상기 기 설정된 각도만큼 각각 폴딩된 상태에서 상기 이차전지 셀의 사이드를 핫프레스하는 복수의 핫프레스부와, 상기 이차전지 셀의 사이드 핫프레스가 완료되어 이송될 경우 크기별로 정렬하는 사이징롤러부와, 상기 사이징롤러부로부터 이송되는 상기 이차전지 셀을 언로딩하는 언로더부를 포함할 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 복수의 폴딩부는, 상기 이차전지 셀의 사이드를 180도만큼 폴딩하는 제 1 폴딩부와, 상기 이차전지 셀의 사이드를 270도만큼 폴딩하는 제 2 폴딩부를 포함할 수 있다.

발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서, 상기 테이블은, 상기 복수의 스테이션에 각각 대응하여 분리 배치되거나, 상기 복수의 스테이션에 걸쳐 연결되어 구비될 수 있다.

본 발명에 따르면, 이차전지 셀의 파우치를 폴딩하기 위한 복수의 스테이션에서 연속 배열되는 제 1 스테이션에서 제 2 스테이션으로 이차전지 셀을 동시에 각각 이송시키되, 진공 파지 방식으로 이차전지 셀을 진공 흡착하여 이송시킴으로써, 폴딩 공정 택타임을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 이차전지 셀이 안착되는 테이블을 진공 파지하고, 제 1 스테이션에서 진공 파지한 상태로 공정을 수행하고, 공정이 완료된 이차전지 셀을 제 2 스테이션으로 이송시킨 후에, 다시 원래의 위치로 복귀하여 다음 이차전지 셀을 진공 파지함으로써, 진공 파지 방식으로 이차전지 셀을 원활하게 고정 또는 해제할 수 있어 폴딩 공정의 택타임을 더욱 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 폴딩 공정을 수행하는 중에 이차전지 셀을 충분한 압력으로 안정적으로 고정시킬 수 있고, 이차전지 셀을 진공 흡착하여 정확한 위치에서 정렬 및 이송할 수 있어 폴딩 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래의 이차 전지의 파우치 폴딩 장치를 예시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 이송 동작을 설명하기 위한 도면이며,
도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 단계별 이송 동작을 예시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치가 구비되는 복수의 스테이션을 예시한 도면이며,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 상세 구성도이고,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서 수행되는 진공 파지 제어를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 이송 동작을 설명하기 위한 도면이며, 도 3a 내지 도 3g는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 단계별 이송 동작을 예시한 도면이다.

도 2, 도 3a 내지 도 3g를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치는 복수의 스테이션(100), 테이블(200), 이송바(300), 진공파지유닛(400), 승강유닛(500), 직선이송유닛(600) 등을 포함할 수 있다.

복수의 스테이션(100)은 이차전지 셀(10)의 실링영역을 폴딩하는 공정을 수행하도록 직선의 공정방향을 따라 순차로 배치되며, 상호 등간격으로 배치될 수 있다.

테이블(200)은 복수의 스테이션(100)에 각각 구비되며, 이차전지 셀을 하방에서 진공 파지하여 지지할 수 있다. 이러한 테이블(200)은 공정방향과 평행한 직선바로 구비되되, 공정방향으로 이차전지 셀(10)의 하면 양측을 지지하도록 평행한 2열로 구비될 수 있다.

상술한 바와 같이 테이블(200)은 복수의 스테이션(100)에 각각 구비되는 것으로 하여 설명하지만, 복수의 스테이션(100) 전체에 걸쳐 연결되어 구비될 수도 있다.

또한, 상술한 바와 같은 이차전지 셀(10)은 복수의 스테이션(100)에서의 각 공정을 위해 단독으로 진공 파지되어 이송되거나 작업 중 테이블(200)에 고정시키는 것으로 하여 이하에서는 설명하지만, 별도의 네스트(nest)에 안착 고정된 상태로 진공 파지되어 이송되고 작업 중에는 테이블(200)에 안착되어 진공 파지될 수 있음은 물론이다.

이송바(300)는 복수의 스테이션(100)에 각각 구비되어, 공정방향을 따라 연속 배열되는 제 1 스테이션과 제 2 스테이션 사이에 이차전지 셀(10)을 하방에서 진공 파지하여 이송시키되, 제 1 스테이션에서 테이블(200)에 의해 지지되는 이차전지 셀(10)을 하방에서 진공 파지하여 들어 올린 후 제 2 스테이션으로 직선 이동하고, 이차전지 셀(10)이 제 2 스테이션의 테이블(200)에 안착되도록 하강한 후 제 1 스테이션의 위치로 복귀할 수 있다.

이러한 이송바(300)는 열로 구비되는 테이블(200) 사이에 배치되고, 테이블과 평행한 직선으로 구비될 수 있다.

진공파지유닛(400)은 테이블(200) 및 이송바(300)에 각각 구비되며, 이차전지 셀(10)에 선택적으로 진공 파지력을 인가할 수 있다.

승강유닛(500)은 이송바(300)의 승강동작을 구동할 수 있다.

직선이송구동유닛(600)은 이송바(300)의 직선왕복운동을 구동할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 상세 구성은 후술하기로 한다.

여기에서, 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 이송 동작에 대해 설명하면, 제 1 스테이션(A)에서 테이블(200)에 구비된 진공파지유닛(400)을 이용하여 이차전지 셀(10)을 진공 파지(진공 흡착)하여 제 1 스테이션(A)에서의 공정을 수행할 수 있다.

그리고, 제 1 스테이션(A)에서의 공정이 완료되면, 제 1 스테이션(A)의 이송바(300)가 승강유닛(500)을 통해 상승(파란색 위치에서 상승)하여 이차전지 셀(10)의 하부면에 접촉되며, 이차전지 셀(10)의 하부면을 진공 파지하게 되면, 테이블(200)의 진공파지유닛(400)은 진공 파기될 수 있으며, 테이블(200)의 진공파지유닛(400)이 진공 파기될 경우 이송바(300)는 이차전지 셀(10)을 진공 파지한 상태로 기 설정된 위치(빨간색 위치)까지 상승할 수 있다.

이 상태에서 이송바(300)는 직선이송구동유닛(600)을 통해 제 2 스테이션(B)으로 이동하게 되며, 제 2 스테이션(B)에 도달하면, 이송바(300)는 승강유닛(500)을 통해 이차전지 셀(10)이 테이블(200)에 안착될 때까지 하강할 수 있다.

다음에, 테이블(200)에 이차전지 셀(10)이 안착될 경우 테이블(200)의 진공파지유닛(400)을 통해 진공 파지한 후에, 이송바(300)의 진공파지유닛(400)은 진공 파기되며, 진공 파기된 후에 이송바(300)는 기 설정된 위치(파란색 위치)까지 하강할 수 있다. 이 후, 이송바(300)는 제 2 스테이션(B)에서 제 1 스테이션(A)로 직선이송구동유닛(600)을 통해 복귀할 수 있다.

도 3a 내지 도 3g를 참조하여 상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 단계별 이송 과정에 대해 설명하면, 도 3a에 도시한 바와 같이 위치하는 이차전지 셀(10)은 제 1 스테이션(A, 즉, 현재 작업이 수행되는 스테이션)의 테이블(200)에 안착되고, 안착된 이차전지 셀(10)은 제 1 스테이션(A)의 테이블(200)에 구비된 진공파지유닛(400)을 통해 진공 파지(진공 흡착)될 수 있다.

여기에서, 제 1 스테이션(A)의 테이블(200)에 구비된 진공파지유닛(400)의 진공 흡착 제어로 이차전지 셀(10)이 진공 파지된 상태에서 전단 구성부의 공정이 진행될 수 있다.

그리고, 도 3b에 도시한 바와 같이 이차전지 셀(10)에 대한 제 1 스테이션(A)의 공정이 완료될 경우 이송바(300)를 승강유닛(500)을 통해 상승시켜 테이블(200)의 상부면(즉, 이차전지 셀(10)의 하부면)까지 제 1 스테이션(A)의 이송바(300)를 상승시켜 진공파지유닛(400)의 진공 흡착 제어로 이차전지 셀(10)을 진공 파지할 수 있다.

또한, 도 3c에 도시한 바와 같이 진공파지유닛(400)의 진공 파기 제어로 제 1 스테이션(A)에 구비된 테이블(200)의 진공파지유닛(400)의 진공이 파기되고, 승강유닛(500)을 통해 상승되는 이송바(300)로 인해 제 1 스테이션(A)의 이송바(300)를 이용하여 진공 파지된 이차전지 셀(10)은 기 설정된 위치(즉, 제 2 스테이션(B)으로 이송하기 위한 높이)까지 상승할 수 있다.

다음에, 도 3d에 도시한 바와 같이 이차전지 셀(10)은 제 1 스테이션(A)의 이송바(300)를 통해 진공 파지되어 제 2 스테이션(B)으로 직선이송구동유닛(930)을 통해 이송될 수 있다.

그리고, 도 3e에 도시한 바와 같이 승강유닛(500)을 통해 이송바몸체(910)가 하강됨에 따라 전단 이송바(300가 하강되어 제 2 스테이션(B)의 테이블(200)에 안착될 수 있으며, 이러한 이차전지 셀(10)은 진공파지유닛(400)의 진공 흡착 제어로 진공 파지될 수 있다.

이어서, 도 3f에 도시한 바와 같이 제 1 스테이션(A)의 이송바(300)는 이차전지 셀(10)이 제 2 스테이션(B)에 구비된 테이블(200)의 진공파지유닛(400)을 통해 진공 파지될 경우 제 1 스테이션(A)의 이송바(300)에 구비된 진공파지유닛(400)의 진공 파기 제어로 진공 파기되어 승강유닛(500)을 통해 기 설정된 위치까지 하강한 후에, 제 1 스테이션(A)의 이송바(300)는 직선이송구동유닛(600)을 통해 제 1 스테이션(A)으로 복귀(이동)할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치가 구비되는 복수의 스테이션을 예시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치가 구비되는 복수의 스테이션(100)은 베이스부(110)의 상부에 구비되는 로더부(120), 셀정렬부(130), 사이드커터부(140), 복수의 폴딩부(150), 복수의 핫프레스부(160), 사이징롤러부(170), 언로더부(180) 등을 포함할 수 있다.

베이스부(110)은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 파우치 폴딩 공정을 위한 각 구성부를 지지하는데, 각 구성부(예를 들면, 로더부(120), 셀정렬부(130), 사이드커터부(140), 복수의 폴딩부(150), 복수의 핫프레스부(160), 사이징롤러부(170), 언로더부(180), 복수의 이송부(900) 등)가 상부에 순차 배치되는데, 장치가 설치되는 바닥면에 체결수단(예를 들면, 볼트, 앵커 등)을 이용하여 안정적으로 고정될 수 있다.

로더부(120)은 폴딩 공정을 수행하기 위해 장치 내부로 이차전지 셀(10)을 로딩하는데, 장치 내부로 이차전지 셀(10)이 로딩될 경우 로더부(120)에 대응하는 테이블(200)에 안착시킬 수 있다.

셀정렬부(130)은 로더부(120)로부터 이송되는 이차전지 셀(10)을 정렬하는데, 로더부(120)을 통해 로딩된 이차전지 셀(10)이 로더부(120)에 대응하는 이송바(300)를 통해 셀정렬부(130)의 위치로 이송되고, 셀정렬부(130)가 위치하는 테이블(200)에 안착된 후, 안착된 이차전지 셀(10)에 대해 후속 작업을 위해 전단, 후단, 좌측단, 우측단 등에 대한 위치를 정렬할 수 있다.

사이드커터부(140)은 셀정렬부(130)로부터 이송되는 이차전지 셀(10)의 사이드를 기 설정된 길이만큼 커팅하는데, 셀정렬부(130)을 통해 정렬된 이차전지 셀(10)이 셀정렬부(130)에 대응하는 이송바(300)를 통해 사이드커터부(140)의 위치로 이송되고, 사이드커터부(140)이 위치하는 테이블(200에 안착된 후, 안착된 이차전지 셀(10)에 대해 복수의 폴딩부(150)에서의 폴딩 작업을 위해 이차전지 셀(10)의 사이드를 기 설정된 길이만큼 커팅할 수 있다.

이러한 이차전지 셀(10)의 사이드는 전단부와 후단부의 각 길이가 기 설정된 길이가 되도록 절단함으로써, 이차전지 셀(10)의 사이드에 대한 폴딩 작업의 수율을 향상시킬 수 있다.

복수의 폴딩부(150)은 이차전지 셀의 사이드를 기 설정된 각도만큼 각각 폴딩하고, 복수의 핫프레스부(160)은 복수의 폴딩부의 각 후단에 각각 구비되어 기 설정된 각도만큼 각각 폴딩된 상태에서 이차전지 셀(10)의 사이드를 핫프레스하는데, 예를 들어 본 발명에서는 제 1 폴딩부(150A), 제 1 핫프레스부(160A), 제 2 폴딩부(150B), 제 2 핫프레스부(160B)의 순서로 배치될 수 있다.

제 1 폴딩부(150A)는 이차전지 셀(10)의 사이드를 예를 들어 180도만큼 폴딩하는데, 사이드커터부(140)을 통해 사이드가 기 설정된 길이만큼 커팅된 이차전지 셀(10)이 사이드커터부(140)에 대응하는 이송바(300)를 통해 제 1 폴딩부(150A)의 위치로 이송되고, 제 1 폴딩부(150A)가 위치하는 테이블(200에 안착된 후, 안착된 이차전지 셀(10)은 테이블(200)에 구비된 진공파지유닛(400)을 통해 고정될 수 있다.

그리고, 제 1 폴딩부(150A)는 이차전지 셀(10)의 사이드를 180도만큼 1차 폴딩하고, 1차 폴딩 작업이 완료되면, 제 1 폴딩부(150A)에 대응하는 이송바(300)를 통해 제 1 핫프레스부(160A)로 이송되고, 제 1 핫프레스부(160A)가 위치하는 테이블(200에 안착된 후, 안착된 이차전지 셀(10)은 테이블(200)에 구비된 진공파지유닛(400)을 통해 고정될 수 있다.

또한, 제 1 핫프레스부(160A)는 제 1 폴딩부(150A)를 통해 180도만큼 폴딩된 이차전지 셀(10)의 사이드에 대해 1차 폴딩된 상태를 유지할 수 있도록 핫프레스 방식으로 1차 가열 및 가압할 수 있다.

이러한 제 1 핫프레스부(160A)의 핫프레이스 작업이 완료되면, 제 1 핫프레스부(600A)에 대응하는 이송바(300)를 통해 제 2 폴딩부(150B)로 이송되고, 제 2 폴딩부(150B)가 위치하는 테이블(200)에 안착된 후, 안착된 이차전지 셀(10)은 테이블(200)에 구비된 진공파지유닛(400)을 통해 고정될 수 있다.

다음에, 제 2 폴딩부(150B)는 이차전지 셀(10)의 사이드를 예를 들어 270도(즉, 제 1 폴딩부(150A)에서 180도 폴딩한 상태에서 90도 추가 폴딩)만큼 2차 폴딩 작업을 수행할 수 있다.

그리고, 제 2 폴딩부(150B)는 2차 폴딩 작업이 완료되면, 제 2 폴딩부(150B)에 대응하는 이송바(300)를 통해 제 2 핫프레스부(160B)로 이송되고, 제 2 핫프레스부(160B)가 위치하는 테이블(200)에 안착된 후, 안착된 이차전지 셀(10)은 테이블(200)에 구비된 진공파지유닛(400)을 통해 고정될 수 있다.

또한, 제 2 핫프레스부(160B)는 제 2 폴딩부(150B)를 통해 270도만큼 폴딩된 이차전지 셀(10)의 사이드에 대해 2차 폴딩된 상태를 유지할 수 있도록 핫프레스 방식으로 2차 가열 및 가압할 수 있다.

사이징롤러부(170)은 이차전지 셀(10)의 사이드 핫프레스가 완료되어 이송될 경우 크기별로 정렬하는데, 제 2 핫프레스부(160B)를 통해 2차 가열 및 가압된 이차전지 셀(10)이 제 2 핫프레스부(160B)에 대응하는 이송바(300)를 통해 사이징롤러부(170)의 위치로 이송되고, 사이징롤러부(170)가 위치하는 테이블(200)에 안착된 후, 안착된 이차전지 셀(10)을 크기별로 정렬할 수 있다.

언로더부(180)은 사이징롤러부(170)로부터 이송되는 이차전지 셀(10)을 언로딩하는데, 사이징롤러부(170)을 통해 크기별로 정렬된 이차전지 셀(10)이 사이징롤러부(170)에 대응하는 이송바(300)를 통해 언로더부(180)의 위치로 이송되고, 언로더부(180)이 위치하는 테이블(200)에 안착되어 배출 대기할 수 있다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 상세 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치는 진공 파지 방식으로 제 1 스테이션과 제 2 스테이션 사이에서 직선 왕복 이동하여 이차전지 셀(10)을 동시에 각각 이송시킬 수 있는데, 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 진공파지유닛(400), 승강유닛(500), 직선이송유닛(600) 등에 대해 상세히 설명한다.

진공파지유닛(400)은 테이블(200) 및 이송바(300)에 각각 구비되어 이차전지 셀(10)을 선택적으로 진공 파지하는데, 테이블(200) 및 이송바(300)에 구비된 복수의 진공패드(411)에 각각 연결되는 압력센서, 개폐밸브, 진공펌프 등을 포함하거나, 혹은 진공펌프, 전환밸브 등을 포함할 수 있으며, 선택적인 압축 공기의 공급 밸브 개폐 등을 이용하여 이차전지 셀(10)을 진공 파지하거나 파지 상태(흡착 상태)를 해제할 수 있다. 이러한 진공파지유닛(400)의 구체적인 구성 및 설명은 후술하기로 한다.

승강유닛(500)은 이송바(300)를 승강시키는데, 승강 구동력을 제공하는 승강모터(510)와, 승강모터(510)의 승강 구동력에 따라 회전하는 회전축(520)과, 회전축(520)의 회전력을 승강력으로 이송바(300)에 전달하는 유니버셜조인트(530)를 포함할 수 있다.

이러한 승강유닛(500)은 이송바(300)를 통해 이차전지 셀(10)을 진공 파지할 경우 이송바(300)를 상승시키고, 제 2 스테이션(B)의 테이블(200)에 이차전지 셀(10)을 안착시키기 위해 이송바(300)를 하강시킬 수 있다.

직선이송구동유닛(600)은 이송바(300)를 제 1 스테이션(A) 및 제 2 스테이션(B) 사이에서 왕복 이송시키는데, 이송바(300)의 하부에 구비되어 베이스부(110)에 직선 이동가능하게 결합되는 LM가이드(610)와, LM가이드(610)에 직선 이송력을 제공하는 이송모터(도시 생략됨)와, 이송모터의 직선 구동력에 따라 LM가이드(610)를 제 1 스테이션(A) 및 제 2 스테이션(B) 사이에서 왕복 이동시키는 케이블베어(620)를 포함할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치에서 수행되는 진공 파지 제어를 설명하기 위한 도면이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하여 진공 파지 제어에 대해 설명하면, 도 6a에 도시한 바와 같은 제 1 실시예에 따른 진공파지유닛(400A)은 테이블(200) 및 이송바(300)에 각각 구비되되, 이차전지 셀(10)과 맞대어지는 면에 구비되는 복수의 진공패드(411a)를 포함하는데, 진공 흡착 제어의 경우 제 1 컴프레셔(412a, 또는 압축탱크)로부터 벤츄리관(413a)에 공급되는 압축공기의 흐름에 따른 벤츄리 이펙트로 진공을 발생시켜 복수의 진공패드(411a)에 진공 압력을 제공함으로써, 테이블(200)에 안착된 이차전지 셀(10)을 테이블(200)에 구비된 복수의 진공패드(411a)를 통해 진공 흡착하거나, 혹은 이차전지 셀(10)을 이송시키기 위해 이송바(300)에 구비된 복수의 진공패드(411a)를 통해 진공 흡착할 수 있다.

여기에서, 제 1 공압밸브(414a)는 벤츄리관(413a)에 공급되는 압축공기의 흐름을 공급 또는 차단할 수 있으며, 압력센서(415a)는 진공패드(411a)에 제공되는 압력을 검출하여 제 1 공압밸브(414a)를 개폐 제어할 수 있고, 체크밸브(416a)는 진공패드(411a)에 제공되는 진공상태가 벤츄리관(413a)으로 역류(퍼지)되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 진공 파기 제어의 경우 제 1 공압밸브(414a)을 폐쇄하여 진공패드(411a)로의 진공 압력의 제공을 차단하고, 제 2 공압밸브(418a)의 개방을 통해 제 2 컴프레셔(417a, 또는 압축탱크)로부터 압축공기를 진공패드(411a)로 공급할 수 있는데, 이러한 압축공기는 가변용량펌프(419a)를 통해 공급시간, 공급압력, 유량 등을 조절하여 대기압에 대응하는 압력으로 제공될 수 있다.

도 6a에 도시한 바와 같은 제 1 실시예에 따른 진공 파지 제어의 경우 진공 파기 시 대기압과 동일한 압력의 압축공기를 공급해야 하지만, 그 제어가 어렵고, 소음, 떨림, 유동 등이 발생하는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 제안된 도 6b에 도시한 바와 같은 제 2 실시예에 따른 진공파지유닛(400B)은 테이블(200) 및 이송바(300)에 각각 구비되되, 이차전지 셀(10)과 맞대어지는 면에 구비되는 복수의 진공패드(411b)를 포함하고, 진공패드(411b)와 연통되는 진공제어라인(412b)을 포함하며, 진공제어라인(412b)과 선택적으로 연통되어 진공패드(411b)와 이차전지 셀(10) 사이의 공간에 위치되는 공기를 배기하여 진공을 인가하는 펌프(413b)를 포함하고, 진공제어라인(412b)과 선택적으로 연통되어 진공패드(411b)와 이차전지 셀(10) 사이의 공간을 외기와 연통시켜 진공을 파기하는 진공파기라인(414b)과, 진공제어라인(412b)을 펌프(413b)와 진공파기라인(414b)에 선택적으로 연통시키는 전환밸브(415b)를 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 진공 파지 제어가 수행되는 제 2 실시예에 따른 진공파지유닛(400B)은 벤츄리관과 같이 연속하여 공기의 흐름을 만들 필요도 없고, 진공파기 시 셀이 떨리는 문제(즉, 셀과 진공패드 사이의 공간의 압력이 대기압과 달라 발생되는 문제)를 방지할 수 있는 장점이 있다.

한편, 종래의 이송 방식에 따른 종래 장치와 본 발명의 실시예에 따른 이송 방식을 적용한 본 발명 장치를 비교 설명하면, 종래 장치는 스프링의 힘을 이용한 기계적인 커버 고정 방식으로 그 고정력은 대략 3-5kg인 반면에, 본 발명 장치는 진공 패드 고정 방식으로 그 고정력은 대략 9-20kg으로 공정 진행 중 셀 고정도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 이차전지 셀의 폴딩 품질을 향상시킬 수 있다.

그리고, 종래 장치는 오버행이 200% 이상이고, 최대 이송 속도가 대략 600mm/sec인 반면에, 본 발명 장치에서는 오버행이 없을 뿐만 아니라 최대 이송 속도도 대략 1500mm/sce이기 때문에, 셀 흔들림이 감소할 뿐만 아니라 택타임을 향상시킬 수 있다.

또한, 종래 장치는 원형 서보모터를 사용하는 반면에, 본 발명 장치에서는 선형모터를 사용하기 때문에, 이송 동작에 대한 모션 특성이 향상될 뿐만 아니라 수명 특성 또한 향상시킬 수 있다.

아울러, 종래 장치는 각각의 공정 유닛에서 별도로 하부 실린더 동작을 수행해야 하는 반면에, 본 발명 장치에서는 하부 실린더 동작이 불필요하기 때문에, 동작 감소에 따른 안정성이 향상될 뿐만 아니라 유지보수도 용이한 장점이 있다.

그리고, 종래 장치는 기계적인 커버 고정 방식으로 인해 언클램프 실리더를 사용해야 하기 때문에 폴딩 트랙에 지속적인 손상을 유발할 뿐만 아니라 트랙 타임으로 인한 진동 충격이 발생하는 반면에, 본 발명 장치에서는 진공 패드 고정 방식으로 인해 폴딩 트랙에 유발되는 손상을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 종래 장치는 네스트의 흔들림이 사용 시간에 따라 증가하고, 오버행이 매우 큰 반면에, 본 발명 장치는 공정 테이블을 별도로 설치하여 흔들림이 없기 때문에, 공정 모듈별로 별도 고정된 테이블의 사용으로 인해 안정적인 폴딩 공정을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 폴딩 품질 또한 향상시킬 수 있다.

한편, 종래와 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 폴딩 공정 택타임에 대해 비교 설명하면, 이차전지 셀에 대한 전체 폴딩 공정을 수행하기 위한 유닛(예를 들면, Pitch Transfer, Loader, Aligner, Side Cutter, 180 Folding Camfollower, 180 Folder Press, 90 Folding Camfollower, 90 Folder Press 등)에 대한 동작(Motion), 최대 스트로크(MAX Stroke), 동작 단계(Motion Step), 최대 속도(MAX Speed) 등을 고려하여 싸이클타임(Cycle Time)과 택타임(Tact Time)을 비교하였다.

그 결과, 종래의 이송 방식에 따라 이차전지 셀을 이송하여 각 공정을 진행하는 이차전지 셀 이송 장치에서는 6.0sec의 싸이클타임과 10.0ppm의 택타임을 나타내고 있고, 본 발명의 실시예에 따른 이송 방식을 적용한 이차전지 셀 이송 장치에서는 4.8sec의 싸이클타임과 12.5ppm의 택타임을 나타냄으로써, 공정 속도가 현저하게 향상되고 있음을 확인할 수 있다.

또한, 종래의 이송 방식에 따라 이차전지 셀을 이송하여 각 공정을 진행하는 이차전지 셀 이송 장치에서는 유닛 1싸이클 타임이 Loader, Aligner, Side Cutter, 180 Folding Camfollower, 180 Folder Press, 90 Folding Camfollower 및 90 Folder Press의 각 유닛에서 모두 4초가 소요되는 것을 알 수 있고, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀 이송 장치에서는 Loader, Aligner, Side Cutter, 180 Folding Camfollower, 180 Folder Press, 90 Folding Camfollower 및 90 Folder Press의 각 유닛에서 대략 2.5 내지 3.0초가 소요되는 것을 알 수 있다.

특히, 1싸이클에 대한 Pitch Transfer 유닛의 메인 트랙 트랜스퍼 타임(Main track transfer time)은 종래에 따른 이차전지 셀 이송 장치에서는 2.0초가 소요되고, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀 이송 장치에서는 1.1초가 소요됨으로써, 공정 시간을 현저하게 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.

상술한 바와 같은 결과에 대해 구체적으로 설명하면, Pitch Transfer 유닛의 경우, 종래 장치에서는 오버행(overhang)이 있는 네스트를 회전 이송하는 방식으로 서보모터를 이용한 피치 로테이션(Pitch Rotation)을 수행하는데 반해 본 발명 장치에서는 서보모터를 이용한 구조 이송으로 인해 800-1500mm/sec의 속도를 나타냄으로써, 공정 시간을 대략 2초에서 대략 1.1초까지 감소시킬 수 있다.

Loader 유닛의 경우, 종래 장치에서는 네스트 클램프를 이용한 고정에 따른 롱스트로크(long stroke)의 개폐타임의 손실이 발생하는 반면에, 본 발명 장치에서는 클램프를 이용한 고정 방식이 아닌 진공 파지 방식을 적용함으로써, 공정 시간을 대략 4초에서 대략 2.7초까지 감소시킬 수 있다.

Aligner 유닛의 경우, 종래 장치에서는 Y축 2단, Z축 2단으로 좌우 순차 동작하며, 클램프의 개폐타임과 2단 Z축 적용으로 인해 동작이 많은데 비해, 본 발명 장치에서는 Z축이 1단으로 감소되고, 커버 클램프가 적용되지 않기 때문에, 공정 시간을 대략 4초에서 대략 2.7초까지 감소시킬 수 있다.

Side Cutter 유닛의 경우, 하도 상승, 상도 하강 및 복귀와 같은 동작을 수행해야 하는 반면에, 본 발명 장치에서는 하부 동작이 불필요하기 때문에, 공정 시간을 대략 4초에서 대략 2.7초까지 감소시킬 수 있다.

180 Folding Camfollower 유닛과 90 Folding Camfollower 유닛의 경우, 종래 장치에서는 이차전지 셀의 고정도가 낮아 폴딩 작업속도가 대략 300mm/sec이하로 조정되어야 하고, 피치(pitch) 이송 시 600mm/sec로 회귀해야 하는 반면에, 본 발명 장치에서는 진공 흡착 제어로 인해 셀 고저도가 상승하여 폴딩 작업속도를 대략 300mm/sec 이상으로 진행할 수 있을 뿐만 아니라 피치 이송 시 대략 800-1000mmsec의 속도로 회귀할 수 있기 때문에, 공정 시간을 대략 4초에서 대략 3초까지 각각 감소시킬 수 있다.

180 Folder Press 유닛의 경우, 종래 장치에서는 하부 프레스 상승과 상부 프레스 하강으로 인한 작업시간과 실린더의 회귀 동작이 필요한 반면에, 본 발명 장치에서는 하부에서의 진공 파지 방식으로 인해 하부 동작이 불필요하기 때문에, 공정 시간을 대략 4초에서 대략 2.7초까지 감소시킬 수 있다.

90 Folder Press 유닛의 경우, 종래 장치에서는 하부 스트리퍼 상승, 상부 스트리퍼 하강, 사이드 프레스 전진 등으로 인한 작업시간과 실린더의 회귀 동작이 필요한 반면에, 본 발명 장치에서는 하부에서의 진공 파지 방식으로 인해 하부 동작이 불필요하기 때문에, 공정 시간을 대략 4초에서 대략 3.7초까지 감소시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 종래 장치에서는 각 유닛의 작업시간을 고려하여 6.0sec의 싸이클타임과 10.0ppm의 택타임을 나타내고 있고, 본 발명 장치에서는 4.8sec의 싸이클타임과 12.5ppm의 택타임을 나타냄으로써, 공정 속도가 현저하게 향상되고 있음을 확인할 수 있다.

한편, 종래와 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치의 이차전지 셀 고정에 대해 비교 설명하면, 종래 장치에서 적용하고 있는 기계적인 커버 고정 방식(Mechanical Cover clamp)에서는 공정을 진행하는 중에 제공되는 고정력(Process Chucking Force)이 3.0kg인 반면에, 본 발명 장치에서 적용하고 있는 진공 패드 고정 방식(Vacum Pad Clamp)에서는 17.7kg으로 현저하게 향상되었음을 알 수 있다.

또한, 종래 장치에서 적용하고 있는 기계적인 커버 고정 방식(Mechanical Cover clamp)에서는 이송하는 중에 제공되는 고정력(Transfer Chucking Force)이 3.0kg인 반면에, 본 발명 장치에서 적용하고 있는 진공 패드 고정 방식(Vacuum Pad Clamp)에서는 8.8kg으로 현저하게 향상되었음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 이차전지 셀의 파우치를 폴딩하기 위한 복수의 스테이션에서 연속 배열되는 제 1 스테이션에서 제 2 스테이션으로 이차전지 셀을 동시에 각각 이송시키되, 진공 파지 방식으로 이차전지 셀을 진공 흡착하여 이송시킴으로써, 폴딩 공정 택타임을 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims

이차전지 셀의 실링영역을 폴딩하는 공정을 수행하도록 직선의 공정방향을 따라 순차로 배치되며, 상호 등간격으로 배치되는 복수의 스테이션과,
상기 복수의 스테이션에 각각 구비되며, 상기 이차전지 셀을 하방에서 진공 파지하여 지지하는 테이블과,
상기 복수의 스테이션에 각각 구비되어, 상기 공정방향을 따라 연속 배열되는 제 1 스테이션과 제 2 스테이션 사이에 상기 이차전지 셀을 하방에서 진공 파지하여 이송시키되, 상기 제 1 스테이션에서 상기 테이블에 의해 지지되는 상기 이차전지 셀을 하방에서 진공 파지하여 들어 올린 후 상기 제 2 스테이션으로 직선 이동하고, 상기 이차전지 셀이 상기 제 2 스테이션의 테이블에 안착되도록 하강한 후 상기 제 1 스테이션의 위치로 복귀하는 이송바와,
상기 테이블 및 이송바에 각각 구비되며, 상기 이차전지 셀에 선택적으로 진공 파지력을 인가하는 진공파지유닛과,
상기 이송바의 승강동작을 구동하는 승강유닛과,
상기 이송바의 직선왕복운동을 구동하는 직선이송구동유닛을 포함하며,
상기 테이블은, 상기 공정방향과 평행한 직선바로 구비되되, 상기 공정방향으로 상기 이차전지 셀의 하면 양측을 지지하도록 평행한 2열로 구비되고,
상기 이송바는, 2열로 구비되는 상기 테이블 사이에 배치되고, 상기 테이블과 평행한 직선으로 구비되는
이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지셀 이송장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 진공파지유닛은,
상기 테이블 및 이송바에 각각 구비되되, 상기 이차전지 셀과 맞대어지는 면에 구비되는 복수의 진공패드와,
상기 진공패드와 연통되는 진공제어라인과,
상기 진공제어라인과 선택적으로 연통되어 상기 진공패드와 상기 이차전지 셀 사이의 공간에 위치되는 공기를 배기하여 진공을 인가하는 펌프와,
상기 진공제어라인과 선택적으로 연통되어 상기 진공패드와 상기 이차전지 셀 사이의 공간을 외기와 연통시켜 진공을 파기하는 진공파기라인과,
상기 진공제어라인을 상기 펌프와 상기 진공파기라인에 선택적으로 연통시키는 전환밸브
를 포함하는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지셀 이송장치.
제 3 항에 있어서,
상기 이차전지 셀은, 상기 제 1 스테이션의 테이블에 안착될 경우 상기 제 1 스테이션의 테이블 진공패드를 통해 진공 파지된 상태로 상기 제 1 스테이션의 공정이 수행되는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 이차전지 셀은, 상기 제 1 스테이션의 공정이 완료될 경우 상기 제 1 스테이션의 테이블 진공패드의 진공이 파기되고, 상기 승강유닛을 통해 상승되는 상기 제 1 스테이션의 이송바를 이용하여 진공 파지되는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 이차전지 셀은, 상기 제 1 스테이션의 이송바를 통해 진공 파지되어 상기 제 2 스테이션으로 상기 직선이송구동유닛을 통해 이송된 후에, 상기 승강유닛을 통해 상기 제 1 스테이션의 이송바가 하강되어 상기 제 2 스테이션의 테이블에 안착되는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 이차전지 셀은, 상기 제 1 스테이션의 이송바가 하강하여 상기 제 2 스테이션의 테이블에 안착될 경우 상기 제 2 스테이션의 테이블 진공패드를 통해 진공 파지되고,
상기 제 1 스테이션의 이송바는, 상기 이차전지 셀이 상기 제 2 스테이션의 테이블 진공패드를 통해 진공 파지될 경우 진공 파기되어 하강한 후에, 상기 제 1 스테이션으로 복귀하는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치.
제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 승강유닛은,
승강 구동력을 제공하는 승강모터와,
상기 승강 구동력에 따라 회전하는 회전축과,
상기 회전축의 회전력을 승강력으로 상기 이송바에 전달하는 유니버셜조인트
를 포함하는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 직선이송구동유닛은,
상기 이송바의 하부에 구비되어 상기 복수의 스테이션을 지지하는 베이스부에 직선 이동가능하게 결합되는 LM가이드와,
직선 이송력을 제공하는 이송모터와,
상기 직선 이송력에 따라 상기 LM가이드를 상기 제 1 스테이션 및 제 2 스테이션 사이에서 왕복 이동시키는 케이블베어
를 포함하는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 복수의 스테이션은,
이차전지 셀을 로딩하는 로더부와,
상기 로딩된 이차전지 셀을 정렬하는 셀정렬부와,
상기 정렬된 이차전지 셀의 사이드를 기 설정된 길이만큼 커팅하는 사이드커터부와,
상기 이차전지 셀의 사이드를 기 설정된 각도만큼 각각 폴딩하는 복수의 폴딩부와,
상기 복수의 폴딩부의 각 후단에 각각 구비되어 상기 기 설정된 각도만큼 각각 폴딩된 상태에서 상기 이차전지 셀의 사이드를 핫프레스하는 복수의 핫프레스부와,
상기 이차전지 셀의 사이드 핫프레스가 완료되어 이송될 경우 크기별로 정렬하는 사이징롤러부와,
상기 사이징롤러부로부터 이송되는 상기 이차전지 셀을 언로딩하는 언로더부
를 포함하는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 복수의 폴딩부는,
상기 이차전지 셀의 사이드를 180도만큼 폴딩하는 제 1 폴딩부와,
상기 이차전지 셀의 사이드를 270도만큼 폴딩하는 제 2 폴딩부
를 포함하는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 테이블은, 상기 복수의 스테이션에 각각 대응하여 분리 배치되거나, 상기 복수의 스테이션에 걸쳐 연결되어 구비되는 이차전지 셀의 폴딩 공정용 이차전지 셀 이송 장치.