KR102326503B1 - 권취형 소재롤의 소재 박리장치 - Google Patents

권취형 소재롤의 소재 박리장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 권취형 소재롤의 소재 박리장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 스풀(5)에 삽입 장착된 소재롤(3)의 측방에서 작동 실린더(22)에 의해 전후 이동하는 이동대(21)의 측방에 상하로 대향 설치된 상,하 테이프 분리구(24)(24')가 소재롤의 소재 끝단(3a)에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 상하 위치로 밀착되어 스풀에 의해 소재롤을 정,역 회전시키는 것에 의해 마감 테이프의 상,하단이 상,하 테이프 분리구(24)(24')에 걸려져 분리 제거하고, 상기 상,하 테이프 분리구 사이에 상,하 클램프(25)(25')가 캠 블럭(27)에 의한 갬 작동으로 상하 회동하면서 선단으로 소재롤의 소재 끝단(3a)을 클램핑한 상태에서 작동 실린더에 의해 후퇴 이동하면서 소재를 박리하는 과정을 모두 자동 수행하므로 작업성을 우수하게 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

권취형 소재롤의 소재 박리장치{Material peeling device of winding type material roll}
본 발명은 권취형 소재롤의 소재 박리장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 보빈에 소재를 권취하여 제조하는 소재롤의 소재 끝단에 부착 마감하는 마감 테이프 제거 및 소재 끝단의 박리 과정을 자동 수행하는 권취형 소재롤의 소재 박리장치에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지는 한 번 쓰고 버리는 것이 아니라 충전을 통해 반영구적으로 사용하는 전지를 말한다.
이러한 이차 전지에서 가장 많이 사용되는 것이 리튬 이온전지이다. 상기 리튬 이온전지는 다른 전지에 비하여 많은 장점을 가지고 있어 최근 휴대폰, 노트북과 같은 전자 기기는 물론 전기 자동차의 배터리로 널리 사용되고 있다.
이러한 리튬 이온전지는 양극(Cathode), 음극(Anode) 활물질을 금속박(Al or Cufoil)에 도포하여 양극과 음극의 전극을 제조하고, 분리막(separator)을 양 전극사이에 넣고 감아서 젤리롤(Jelly Roll)을 제조한 후 원통형 또는 각형 금속 용기에 삽입하여 전해액(electrolyte) 충진 및 밀봉하므로 제조하는 것이다.
이와 같이 상기 젤리롤의 제조를 위해 양극, 음극의 전극, 분리막을 보빈에 롤 형태로 권취한 소재롤을 스풀에 장착하여 양극, 음극의 전극, 분리막을 각각 이송 공급하면서 권취롤에서 권취하여 젤리롤을 제조하게 되는데, 상기 양극, 음극의 전극, 분리막의 소재롤에 권취된 소재가 모두 소모되면 다른 소재롤을 교환하여야 하는 작업이 요구되었다.
특히, 분리막의 경우 소재 특성상 롤 직경을 크게 할 수 없어 권취 공정에서 롤을 자주 교체할 필요가 있었다.
이에 따라, 종래 리튬 이온 이차 전지의 젤리롤 제조 과정에서 빈번한 소재롤의 교체 작업과, 소재롤의 소재 끝단 연결 작업으로 인해 제조 설비의 운행 정지 시간이 길어지고, 이에 따라 리튬 이온 이차 전지의 생산성이 저하되는 문제와, 고 중량의 롤 교체 과정에서 작업자의 안전 사고가 빈번하게 발생하는 문제 및, 수작업에 의한 교체로 제조 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
특히, 상기 소재롤의 소재 끝단에는 바코드가 인쇄된 마감 테이프(4)를 부착 마감하여 제조 유통하는데, 종래에는 작업자가 소재롤의 소재 끝단에 부착되어 있는 마감 테이프를 벗겨내고, 상기 소재 끝단을 박리한 후 일정 길이를 제거하여 사용하게 되는데 상기 마감 테이프 제거 및 박리 과정을 모두 작업자가 수작업으로 수행하면서 작업성이 크게 저하되고, 작업과정에서 소재롤의 소재가 오염되게 되는 등의 문제점이 있었다.
상기 이차 전지의 소재롤 이외에 박판 형태의 소재를 보빈에 권취하여 소재 끝단을 마감 테이프로 부착하는 모든 소재롤의 경우 전술한 동일한 문제를 갖고 있었다.
공개특허 제10-2017-0054829호(2017년05월18일) 등록특허 제10-1956930호(2019년03월05일)
본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 이차 전지 제조용 양극, 음극 및 분리막 등과 같은 박판의 소재를 보빈에 권취하여 제조하는 소재롤의 소재 끝단에 부착 마감하는 마감 테이프 제거 및 소재 끝단의 박리 과정을 자동 수행하므로 작업성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 본 발명은 박판 형태의 소재를 보빈에 권취하고, 상기 소재 끝단에 바코드가 인쇄된 마감 테이프를 부착 마감하여 제조하는 소재롤을 삽입 고정하되 회전 모터에 의해 정,역 회전 제어 작동하는 스풀을 마련하고; 상기 소재롤 측방에 작동 실린더에 의해 전후 이동하는 이동대와, 상기 이동대의 측방에 상하로 대향 설치되어 소재롤의 소재 끝단에 부착되어 있는 마감 테이프의 상하 위치로 밀착되는 상,하 테이프 분리구를 설치 구성하여 소재롤의 정역 회전에 의해 마감 테이프의 상,하단이 상,하 테이프 분리구에 걸려져 분리 제거하고, 상기 상,하 테이프 분리구 사이에 중앙이 회전축으로 축 설치되어 상,하 회동하는 상,하 클램프와, 상기 상,하 클램프 후방에 측방으로 안내 캠이 삽입 안내되는 캠 안내홈을 상하로 대향 경사지게 형성하는 캠 블럭 및 상기 캠 블럭을 전후 이동시키는 엑츄에이터를 설치 구성하여 상기 상,하 클램프가 캠 작동에 의해 소재롤의 소재 끝단을 클램핑한 상태로 작동 실린더에 의해 후퇴 이동하면서 박리하도록 구성함에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 상,하 테이프 분리구의 상하 선단을 마감 테이프의 상,하단이 걸려지도록 첨예부로 대향 형성하여 구성함에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 상,하 테이프 분리구와 상,하 클램프가 축 설치되는 지지 프레임 사이에는 축봉을 마련하되, 상기 축봉이 이동대에 고정 설치된 가이드 블럭의 가이드공에 삽입 설치되어 소재롤에 밀착될 때 전후 이동에 의해 충격 부하를 감소하도록 구성함에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 상,하 클램프의 선단에는 내측 상하에 조립 홈을 형성하고, 상기 조립 홈에 탄성 밀착구를 결합하여 소재롤의 소재 끝단을 가압 밀착하면서 클램핑하도록 구성함에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 상기 스풀의 상부 중앙에는 바코드 리더기를 설치하여 소재롤의 소재 끝단에 부착되어 있는 마감 테이프의 바코드를 감지하는 것에 의해 스풀의 회전 모터가 소재롤의 소재 끝단을 정 위치로 회전 제어하도록 구성함에 그 특징이 있다.
이러한 본 발명은 스풀에 삽입 장착된 소재롤의 측방에서 작동 실린더에 의해 전후 이동하는 이동대의 측방에 상하로 대향 설치된 상,하 테이프 분리구가 소재롤의 소재 끝단에 부착되어 있는 마감 테이프의 상하 위치로 밀착되어 스풀에 의해 소재롤을 정,역 회전시키는 것에 의해 마감 테이프의 상,하단이 상,하 테이프 분리구에 걸려져 분리 제거하고, 상기 상,하 테이프 분리구 사이에 상,하 클램프가 캠 블럭에 의한 갬 작동으로 상하 회동하면서 선단으로 소재롤의 소재 끝단을 클램핑한 상태에서 작동 실린더에 의해 후퇴 이동하면서 소재를 박리하는 과정을 모두 자동 수행하므로 작업성을 우수하게 제공하는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 발명의 장치를 보여주는 전체 사시도.
도 2는 도 1의 요부 분해 사시도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 장치에 의한 소재롤 박리 과정을 보여주는 측면 구성도.
도 6은 본 발명 장치의 상,하 클램프 작동 과정을 보여주는 요부 측면도.
이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
본 발명 권취형 소재롤의 소재 박리장치는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 이차 전지의 양극, 음극, 분리막 등과 같은 박판 형태의 소재를 보빈(2)에 권취하는 소재롤(3)의 경우, 상기 소재롤의 소재 끝단(3a)에 바코드가 인쇄된 마감 테이프(4)를 부착 마감하여 제조 유통하는데, 상기 마감 테이프(4)를 벗겨내고 소재 끝단을 박리하는 과정을 자동으로 수행하도록 이루어지는 것이다.
즉, 본 발명은 상기 소재롤(3)을 삽입 장착하는 스풀(5)을 마련하여 구성한다. 상기 스풀(5)은 소재롤을 삽입 장착하기 위한 재료 고정부와 재료 고정부의 소재롤을 고정하기 위한 공압 실린더와 재료 고정부를 회전시키기 위한 회전 모터를 갖도록 구성한다.
그리고 상기 소재 측방에 작동 실린더(22)에 의해 전후 이동하는 이동대(21)와, 상기 이동대의 측방에 상하로 대향 설치되어 소재롤의 소재 끝단(3a)에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 상하 위치로 밀착되는 상,하 테이프 분리구(24)(24')를 설치 구성하여 소재롤의 정역 회전에 의해 마감 테이프의 상,하단이 상,하 테이프 분리구(24)(24')에 걸려져 분리 제거되도록 하는 것이다.
이때, 상기 상,하 테이프 분리구(24)(24')는 상하 선단을 마감 테이프(4)의 상,하단이 걸려지도록 첨예부(24a)(24a')로 대향 형성하도록 구성한다.
또한, 상기 상,하 테이프 분리구 사이에 중앙이 회전축(26)으로 축 설치되어 상,하 회동하는 상,하 클램프(25)(25')와, 상기 상,하 클램프(25)(25') 후단에 돌출 형성되는 안내 캠(25a)(25a')을 상하로 대향 설치하고, 상기 상,하 클램프(25)(25') 후방에 측방으로 안내 캠이 삽입 안내되는 캠 안내홈(27a)(27a')을 상하로 대향 경사지게 형성하는 캠 블럭(27) 및 상기 캠 블럭을 전후 이동시키는 엑츄에이터(28)를 설치 구성하여 상기 상,하 클램프가 캠 작동에 의해 소재롤의 소재 끝단(3a)을 클램핑한 상태로 작동 실린더에 의해 후퇴 이동하면서 박리하도록 하는 것이다.
상기 상,하 클램프(25)(25')의 선단에는 내측 상하에 조립 홈(25b)(25b')을 형성하고, 상기 조립 홈에 탄성 밀착구(25c)(25c')를 결합하여 소재롤의 소재 끝단(3a)을 가압 밀착하면서 슬립 방지되게 클램핑하도록 구성한다.
또한, 상기 스풀(5)의 상부 중앙 또는 그 밖에 위치에는 바코드 리더기(29)를 설치하여 소재롤(3)의 소재 끝단에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 바코드를 감지하는 것에 의해 스풀의 회전 모터가 소재롤의 소재 끝단(3a)을 정 위치로 회전 제어하도록 구성한다.
그리고 상기 상,하 테이프 분리구(24)(24')와 상,하 클램프(25)(25')가 축 설치되는 지지 프레임(26a) 사이에는 축봉(24b)을 마련하되, 상기 축봉이 이동대(21)에 고정 설치된 가이드 블럭(23)의 가이드공(23a)에 삽입 설치되어 소재롤(3)에 밀착될 때 전후 이동에 의해 충격 부하를 감소하도록 구성한다.
미 설명 부호로서, 21a는 이동대(21)가 전후 이동되는 레일, 26b는 상,하 클램프의 회전축(26)이 결합되는 축공을 나타내는 것이다.
다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.
먼저, 스풀(5)에 이차 전지의 양극, 음극, 분리막 등과 같은 박판 형태의 소재를 보빈(2)에 권취한 소재롤(3)을 삽입하여 고정되게 장착한다.
이때, 상기 소재롤의 소재 끝단(3a)에는 바코드가 인쇄된 마감 테이프(4)가 부착 마감되어 있다.
이와 같이 스풀(5)에 소재롤(3)이 공급되면, 상기 스풀 외측에 설치되어 있는 바코드 리더기(29)가 소재롤의 소재 끝단(3a)에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 바코드를 감지하는 것에 의해 교환용 소재롤의 소재 끝단(3a)이 우측 90도 위치인 박리 위치로 이동시킨다.
즉, 상기 스풀(5)의 회전 모터(미도시)가 소재롤(3)을 회전시켜 위치 이동시키는 것이다.
이와 같은 상태에서 작동 실린더(22)에 의해 이동대(21)가 레일(21a)을 따라 전진 이동하면서 상기 이동대 측방의 상,하 테이프 분리구(24)(24')가 소재롤(3)의 소재 끝단(3a)에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 상,하 위치로 밀착되도록 이동하게 된다.
이때, 상기 상,하 테이프 분리구(24)(24')와 상,하 클램프(25)(25')가 축 설치된 지지 프레임(26a) 사이에 마련되는 축봉(24b)이 이동대(21)에 고정 설치된 가이드 블럭(23)의 가이드공(23a)에 삽입 설치되어 있기 때문에 상기 상,하 테이프 분리구(24)(24')가 소재롤(3)에 밀착될 때 전후로 슬라이드 이동하게 되면서 충격 부하를 방지하면서 상,하 테이프 분리구(24)(24')가 소재롤에 더욱 밀착되도록 하는 것이다.
이와 같이 상기 상,하 테이프 분리구(24)(24') 선단이 소재롤의 소재 끝단(3a)에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 상,하부에 밀착된 상태에서 회전 모터가 스풀(5)을 회전시키는 것에 의해 소재롤(3)이 정역 회전하게 되는 것이다.
이 과정에서 상기 소재롤의 소재 끝단(3a)에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 상,하부가 상,하 테이프 분리구(24)(24')에 걸려지면서 소재롤에서 벗겨지게 되는 것이다.
특히, 상기 상,하 테이프 분리구(24)(24')의 상하 선단이 날카로운 첨예부(24a)(24a')로 형성되어 있어 소재롤(3)의 소재 끝단(3a)에 부착되어 있는 마감 테이프(4)를 더 효과적으로 소재롤에서 벗겨지도록 하는 것이다.
이와 같이 상기 마감 테이프(4)를 벗겨낸 후, 상기 상,하 테이프 분리구 사이에 설치되어 있는 상,하 클램프(25)(25') 선단이 교환용 소재롤(3)의 소재 끝단(3a)을 클램핑하게 되는 것이다.
이는 엑츄에이터(28)에 의해 캠블럭(27)이 전진하면서 상기 캠블럭의 캠 안내홈(27a)(27a')에 삽입되어 있는 상,하 클램프(25)(25') 후단의 안내 캠(25a)(25a')이 캠 안내 작동하여 상,하 클램프(25)(25')가 회전축(26)을 중심으로 상,하 회전하게 되는 것이다.
즉, 상기 상,하 클램프(25)(25')의 후단이 상하로 벌어지고 선단이 오므라지면서 소재롤의 소재 끝단(3a)을 클램핑하게 되는 것이다.
이때, 상기 상,하 클램프(25)(25')의 선단에는 조립 홈(25b)(25b')에 원형 단면의 탄성 밀착구(25c)(25c')가 결합되어 있어 상기 탄성 밀착구가 교환용 소재롤의 소재 끝단(3a)을 슬립 방지되게 가압 밀착하면서 확실하게 클램핑하게 되는 것이다.
이 상태에서 상기 작동 실린더(22)에 의해 이동대(21)가 후퇴 복귀하면서 상,하 클램프(25)(25')의 선단이 소재롤(3)의 소재 끝단(3a)을 클램핑한 상태로 잡아 당겨 주므로 소재롤(3)에서 박리하게 되는 것이다.
따라서, 본 발명은 스풀(5)에 삽입 장착된 소재롤(3)의 측방에서 작동 실린더(22)에 의해 전후 이동하는 이동대(21)의 측방에 상하로 대향 설치된 상,하 테이프 분리구(24)(24')가 소재롤의 소재 끝단(3a)에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 상하 위치로 밀착되어 스풀에 의해 소재롤을 정,역 회전시키는 것에 의해 마감 테이프의 상,하단이 상,하 테이프 분리구(24)(24')에 걸려져 분리 제거하고, 상기 상,하 테이프 분리구 사이에 상,하 클램프(25)(25')가 캠 블럭(27)에 의한 갬 작동으로 상하 회동하면서 선단으로 소재롤의 소재 끝단(3a)을 클램핑한 상태에서 엑츄에이터에 의해 후퇴 이동하면서 박리하는 과정을 모두 자동 수행하므로 작업성을 우수하게 제공하는 것이다.
2: 보빈 3: 소재롤
4: 마감 테이프 5: 스풀
21: 이동대 22: 작동 실린더
23: 가이드 블럭 23a: 가이드공
24,24': 테이프 분리구 24a,24a': 첨예부
24b: 축봉 25,25': 상,하 클램프
25a,25a': 안내 캠 25b,25b': 조립 홈
25c,25c': 탄성 밀착구 26: 회전축
26a: 지지 프레임 27: 캠블럭
27a,27a': 캠 안내홈 28: 캠 실린더
29: 바코드 리더기

Claims (5)

  1. 박판 형태의 소재를 보빈(2)에 권취하고, 상기 소재 끝단(3a)에 바코드가 인쇄된 마감 테이프(4)를 부착 마감하여 제조하는 소재롤(3)을 삽입 고정하되 회전 모터에 의해 정,역 회전 제어 작동하는 스풀(5)을 마련하고,
    상기 소재롤 측방에 작동 실린더(22)에 의해 전후 이동하는 이동대(21)와, 상기 이동대의 측방에 상하로 대향 설치되어 소재롤의 소재 끝단(3a)에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 상하 위치로 밀착되는 상,하 테이프 분리구(24)(24')를 설치 구성하여 소재롤의 정역 회전에 의해 마감 테이프의 상,하단이 상,하 테이프 분리구(24)(24')에 걸려져 분리 제거하고,
    상기 상,하 테이프 분리구 사이에 중앙이 회전축(26)으로 축 설치되어 상,하 회동하는 상,하 클램프(25)(25')와 상기 상,하 클램프(25)(25') 후단에 돌출 형성되는 안내 캠(25a)(25a')을 상하로 대향 설치하고, 상기 상,하 클램프(25)(25') 후방에 측방으로 안내 캠이 삽입 안내되는 캠 안내홈(27a)(27a')을 상하로 대향 경사지게 형성하는 캠 블럭(27) 및 상기 캠 블럭을 전후 이동시키는 엑츄에이터(28)를 설치 구성하여 상기 상,하 클램프가 캠 작동에 의해 소재롤의 소재 끝단(3a)을 클램핑한 상태로 작동 실린더에 의해 후퇴 이동하면서 박리하도록 하는 것을 특징으로 하는 권취형 소재롤의 소재 박리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상,하 테이프 분리구(24)(24')의 상하 선단을 마감 테이프(4)의 상,하단이 걸려지도록 첨예부(24a)(24a')로 대향 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 권취형 소재롤의 소재 박리장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상,하 테이프 분리구(24)(24')와 상,하 클램프(25)(25')가 축 설치되는 지지 프레임(26a) 사이에는 축봉(24b)을 마련하되, 상기 축봉이 이동대(21)에 고정 설치된 가이드 블럭(23)의 가이드공(23a)에 삽입 설치되어 소재롤(3)에 밀착될 때 전후 이동에 의해 충격 부하를 감소하도록 구성한 것을 특징으로 하는 권취형 소재롤의 소재 박리장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상,하 클램프(25)(25')의 선단에는 내측 상하에 조립 홈(25b)(25b')을 형성하고, 상기 조립 홈에 탄성 밀착구(25c)(25c')를 결합하여 소재롤의 소재 끝단(3a)을 가압 밀착하면서 클램핑하도록 구성한 것을 특징으로 하는 권취형 소재롤의 소재 박리장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스풀의 외측에는 바코드 리더기(29)를 설치하여 소재롤(3)의 소재 끝단에 부착되어 있는 마감 테이프(4)의 바코드를 감지하는 것에 의해 스풀의 회전 모터가 소재롤의 소재 끝단(3a)을 정 위치로 회전 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 권취형 소재롤의 소재 박리장치.
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