KR102330719B1 - Electrode sheet processing apparatus for secondary battery using laser and vision - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 레이저와 비전을 이용한 이차전지용 전극시트 가공장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 이송유닛을 통해 연속적으로 공급되는 전극시트의 가공시, 전극시트의 이송을 멈추지 않고, 전극시트의 이송속도를 유지하면서 레이저와 비전카메라를 이용하여, 가공부위를 정확하면서도 고속으로 가공할 수 있는 레이저와 비전을 이용한 이차전지용 전극시트 가공장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery using a laser and vision, and more particularly, when processing an electrode sheet continuously supplied through a transfer unit, without stopping the transfer of the electrode sheet, and the transfer speed of the electrode sheet It relates to an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery using a laser and vision that can process a processing area accurately and at high speed using a laser and a vision camera while maintaining the
일반적으로 화학 전지라 함은 양극, 음극 및 전해질을 포함하며 화학 반응을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 전지를 말하며, 이는 일회용으로 사용하는 일차 전지와 충방전이 가능하여 반복적인 사용이 가능한 이차 전지로 구분될 수 있다.In general, a chemical battery includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and refers to a battery that generates electrical energy using a chemical reaction. can be distinguished.
충방전이 가능한 장점에 의해 이차 전지의 사용이 점차적으로 늘고 있는 추세이며, 이러한 이차전지는 집전체의 표면에 활물질을 도포하여 양극과 음극을 구성하고 그 사이에 분리막을 개재하여 전극조립체를 만든 후, 원통형 또는 각형의 금속 캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 장착하고, 상기 전극 조립체에 주로 액체 전해질을 주입 또는 합침시키거나 고체 전해질을 사용하여 제조된다.The use of secondary batteries is gradually increasing due to the advantages of charging and discharging, and these secondary batteries apply an active material to the surface of a current collector to form a positive electrode and a negative electrode, and a separator is interposed therebetween to form an electrode assembly. , is mounted inside a cylindrical or prismatic metal can or pouch-type case of an aluminum laminate sheet, and is mainly manufactured by injecting or impregnating a liquid electrolyte into the electrode assembly or using a solid electrolyte.
이러한 이차전지에 사용되는 전극은 와인딩된 상태로 공급되는 전극시트를 노칭(Notching) 및 커팅(cutting)하는 가공과정을 통해서 제조되게 된다.The electrode used in such a secondary battery is manufactured through a processing process of notching and cutting the electrode sheet supplied in a wound state.
종래의 경우는 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0104389호(2018.09.21.)와 같이, 단위 전극으로 가공은 단위 전극 모양과 일치하는 형상의 금형 또는 커터를 전극시트에 프레스하는 방식으로 이루어져 왔다.In the conventional case, as in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-0104389 (September 21, 2018), processing into a unit electrode has been made by pressing a mold or a cutter having a shape that matches the shape of the unit electrode on the electrode sheet. .
그러나 이러한 종래 기술은 금형 또는 커터의 교체주기가 짧아 자주 교체를 해주어야 하는 문제점, 전극시트의 이송과정에서 사행(각도 틀어짐이나 이송경로의 위치편차)가 발생되는 경우에는 정확한 가공이 어렵다는 문제점이 있다. 또한 이러한 종래의 프레스 방식은, 가공부분이 금형 또는 커터의 위치에 도착하면 가공을 위해 전극시트의 이송이 정지되어야 하여, 전극시트를 고속으로 이송하기 어렵고, 가공시간이 오래 걸린다는 문제점이 발생된다. However, in this prior art, there is a problem that the replacement cycle of the mold or cutter is short, so it must be replaced frequently, and when a meander (angle shift or positional deviation of the transport path) occurs during the transport of the electrode sheet, accurate processing is difficult. In addition, in this conventional press method, when the processing part arrives at the position of the mold or the cutter, the transfer of the electrode sheet must be stopped for processing, so it is difficult to transfer the electrode sheet at high speed and the processing time is long. .
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 레이저와 비전을 이용한 이차전지용 전극시트 가공장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery using a laser and a vision that can overcome the above conventional problems.
본 발명의 다른 목적은 전극시트의 이송속도를 유지하면서 전극시트의 가공부위를 정확하면서도 고속으로 가공할 수 있는 레이저와 비전을 이용한 이차전지용 전극시트 가공장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery using a laser and vision capable of precisely and high-speed processing of the processing portion of the electrode sheet while maintaining the transport speed of the electrode sheet.
본 발명의 또 다른 목적은 이송거리측정 및 사행측정을 통해 가공부위에 대한 정확한 가공이 가능한 레이저와 비전을 이용한 이차전지용 전극시트 가공장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery using a laser and vision capable of accurate processing of a processing part through a transport distance measurement and a meander measurement.
상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 이차전지용 전극시트 가공장치는, 와인딩된 전극시트를 언와인딩하면서 연속적으로 전극시트를 이송시키는 이송유닛과; 상기 전극시트의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여 이송되는 상기 전극시트의 사행상태를 실시간으로 촬영하여 사행정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 카메라를 구비하는 비전유닛과; 상기 전극시트의 이송거리를 측정하여 이송거리정보를 실시간으로 제공하는 측정유닛과; 상기 측정유닛을 통해 실시간으로 제공되는 상기 이송거리정보를 통해 상기 전극시트의 미리 설정된 가공영역의 위치를 파악하고, 상기 비전유닛을 통해 실시간으로 제공되는 사행정보를 통해 상기 전극시트의 사행상태를 파악하여, 상기 전극시트의 사행상태에 대응하여 생성 또는 보정한 상기 가공영역에 대한 레이저 조사시점, 레이저 조사위치 및 레이저 조사각도를 포함하는 가공정보를 제공하는 컨트롤 유닛과; 상기 컨트롤 유닛으로부터 제공되는 상기 가공정보를 제공받아 상기 가공정보를 토대로 상기 전극시트의 가공영역에 대한 레이터 커팅을 수행하는 적어도 하나의 레이저 커팅기를 구비하는 커팅유닛을 포함한다.According to the embodiment of the present invention for achieving some of the above technical problems, an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery according to the present invention, a transfer unit for continuously transferring the electrode sheet while unwinding the wound electrode sheet; a vision unit having at least one camera for providing meandering information by photographing in real time a meandering state of the transferred electrode sheet by photographing at least one edge portion among both edges of the electrode sheet; a measuring unit for measuring the transport distance of the electrode sheet and providing transport distance information in real time; The position of the preset processing area of the electrode sheet is identified through the transport distance information provided in real time through the measurement unit, and the meandering state of the electrode sheet is identified through the meandering information provided in real time through the vision unit. a control unit for providing processing information including a laser irradiation time, a laser irradiation position, and a laser irradiation angle for the processing area generated or corrected in response to the meandering state of the electrode sheet; and a cutting unit having at least one laser cutting machine that receives the processing information provided from the control unit and performs a lower cutting on the processing area of the electrode sheet based on the processing information.
상기 측정유닛은 상기 전극시트의 이송속도를 측정한 속도정보를 실시간으로 상기 컨트롤 유닛에 제공하고, 상기 컨트롤 유닛은 상기 속도정보를 반영한 상기 가공정보를 상기 커팅유닛에 제공하며, 상기 커팅유닛을 통한 상기 가공영역에 대한 커팅은 상기 가공정보에 대응하여 상기 전극시트가 일정속도로 이송하는 상태에서 수행될 수 있다.The measurement unit provides speed information measured by the transfer speed of the electrode sheet to the control unit in real time, and the control unit provides the processing information reflecting the speed information to the cutting unit, through the cutting unit. The cutting of the processing region may be performed in a state in which the electrode sheet is transported at a constant speed in response to the processing information.
상기 비전유닛은, 상기 전극시트의 폭방향 일측 가장자리부위를 촬영하여 제1사행정보를 상기 컨트롤 유닛에 제공하는 제1카메라와; 상기 전극시트의 폭방향 타측 가장자리부위를 촬영하여 제2사행정보를 상기 컨트롤 유닛에 제공하는 제2카메라를 구비하고, 상기 커팅유닛은, 상기 제1사행정보에 대응되는 제1가공정보를 상기 컨트롤 유닛에서 제공받아, 상기 전극시트의 폭방향 일측에 설정된 제1가공영역에 대한 노칭(notching) 가공을 수행하는 제1레이저 커팅기와; 상기 제2사행정보에 대응되는 제2가공정보를 상기 컨트롤 유닛에서 제공받아, 상기 전극시트의 폭방향 타측에 설정된 제2가공영역에 대한 노칭 가공을 수행하는 제2레이저 커팅기를 구비할 수 있다.The vision unit may include: a first camera for photographing an edge of one side of the electrode sheet in a width direction to provide first meandering information to the control unit; and a second camera for providing second meandering information to the control unit by photographing the other edge of the electrode sheet in the width direction, wherein the cutting unit controls the first processing information corresponding to the first meandering information. a first laser cutting machine that is provided from the unit and performs notching processing on a first processing area set on one side in the width direction of the electrode sheet; A second laser cutting machine may be provided for receiving the second processing information corresponding to the second meandering information from the control unit and performing notching processing on the second processing area set on the other side in the width direction of the electrode sheet.
상기 비전유닛은, 상기 노칭가공이 수행되어 이송되는 전극시트의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여, 노칭가공 이후에 이송되는 상기 전극시트의 사행상태를 실시간으로 촬영한 제3사행정보를 상기 컨트롤 유닛에 제공하는 적어도 하나의 제3카메라를 더 구비하고, 상기 커팅유닛은, 상기 제3사행정보에 대응되는 제3가공정보를 상기 컨트롤 유닛에서 제공받아, 상기 노칭가공이 수행된 상기 전극시트를 폭방향으로 절단하여 미리 정해진 단위길이를 가지는 단위시트로 분할하는 제3레이저 커팅기를 더 구비할 수 있다.The vision unit captures at least one edge portion of both edges in the width direction of the electrode sheet to which the notching processing is performed and transferred, and photographing the meandering state of the electrode sheet transferred after the notching processing in real time. Further comprising at least one third camera for providing meandering information to the control unit, wherein the cutting unit receives third processing information corresponding to the third meandering information from the control unit, and the notching is performed It may further include a third laser cutter for cutting the electrode sheet in the width direction to divide it into unit sheets having a predetermined unit length.
상기 측정유닛은, 상기 제1레이저 커팅기와 상기 제2레이저 커팅기를 통한 상기 전극시트의 가공을 위해 상기 전극시트의 이송시 함께 회전하는 롤러(roller)의 회전속도를 이용하여 상기 전극시트의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 제공하는 제1엔코더와; 상기 제3레이저 커팅기를 통한 상기 전극시트의 가공을 위해 상기 전극시트의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 제공하는 제2엔코더를 구비할 수 있다.The measuring unit is, for processing the electrode sheet through the first laser cutter and the second laser cutter, the transfer speed of the electrode sheet using the rotational speed of a roller that rotates together when the electrode sheet is transferred and a first encoder for measuring the transport distance and providing the speed information and the transport distance information. For the processing of the electrode sheet through the third laser cutter, a second encoder may be provided for measuring a transport speed and a transport distance of the electrode sheet to provide the speed information and the transport distance information.
상기 비전유닛은, 이송되는 전극시트의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여, 이송되는 상기 전극시트의 사행상태를 실시간으로 촬영한 제4사행정보를 상기 컨트롤 유닛에 제공하는 적어도 하나의 제4카메라를 더 구비하고, 상기 커팅유닛은, 상기 제4사행정보에 대응되는 제4가공정보를 상기 컨트롤 유닛에서 제공받아, 상기 전극시트를 길이방향으로 절단하여 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할하는 적어도 하나의 제4레이저 커팅기를 더 구비할 수 있다.The vision unit is configured to photograph at least one edge portion among both edge portions in the width direction of the transferred electrode sheet, and provide fourth meandering information obtained by photographing the meandering state of the transferred electrode sheet in real time to the control unit. A fourth camera is further provided, wherein the cutting unit receives the fourth processing information corresponding to the fourth meandering information from the control unit, cuts the electrode sheet in the longitudinal direction to have a predetermined unit width. At least one fourth laser cutter for dividing the unit sheet may be further provided.
상기 전극시트에는 폭방향으로 상기 단위폭을 가지도록 길이방향으로 평행하게 제1커팅라인 내지 제n커팅라인(n은 1보다 큰 자연수)이 가상으로 설정되며, 상기 제4레이저 커팅기는 하나의 레이저 커팅기로 구비되며, 상기 제4레이저 커팅기는, 상기 제1커팅라인에서 시작하여 상기 제n커팅라인까지 폭방향으로 순차적으로 이동하면서 각 커팅라인을 제1커팅길이 만큼 길이방향으로 절단하고, 다시 제1커팅라인으로 복귀하여 커팅부위가 서로 이어지도록 하여 상기 제1커팅라인에서 상기 제n커팅라인까지 폭방향으로 순차적으로 이동하면서 각 커팅라인을 제1커팅길이 만큼 길이방향으로 절단하는 방식을 반복적으로 수행하도록 제어되어, 상기 전극시트를 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할할 수 있다.A first cutting line to an n-th cutting line (n is a natural number greater than 1) are virtually set in the electrode sheet in parallel in the longitudinal direction so as to have the unit width in the width direction, and the fourth laser cutter is one laser cutter. provided with a cutter, wherein the fourth laser cutter cuts each cutting line in the longitudinal direction by a first cutting length while moving sequentially in the width direction starting from the first cutting line to the n-th cutting line, and again Return to the first cutting line so that the cutting parts are connected to each other so that each cutting line is cut in the longitudinal direction by the first cutting length while sequentially moving in the width direction from the first cutting line to the n-th cutting line. Repeatedly controlled to perform, the electrode sheet may be divided into unit sheets having a predetermined unit width.
상기 전극시트에는 폭방향으로 상기 단위폭을 가지도록 길이방향으로 평행하게 제1커팅라인 내지 제n커팅라인(n은 1보다 큰 자연수)이 가상으로 설정되며, 상기 제4레이저 커팅기는 각 커팅라인마다 1개씩 n개가 구비되어, n 개의 제4레이저 커팅기들이 각 커팅라인을 길이방향으로 각각 절단하도록 제어되어, 상기 전극시트를 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할할 수 있다.A first cutting line to an n-th cutting line (n is a natural number greater than 1) are virtually set in the electrode sheet in parallel in the longitudinal direction so as to have the unit width in the width direction, and the fourth laser cutter is configured to have each cutting line n pieces are provided, one for each, so that the n fourth laser cutters are controlled to cut each cutting line in the longitudinal direction, so that the electrode sheet can be divided into unit sheets having a predetermined unit width.
상기 측정유닛은, 상기 적어도 하나의 제4레이저 커팅기를 통한 상기 전극시트의 가공을 위해 상기 전극시트의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 제공하는 제3엔코더를 구비할 수 있다.The measuring unit includes a third encoder that measures a transport speed and a transport distance of the electrode sheet for processing the electrode sheet through the at least one fourth laser cutter and provides the speed information and the transport distance information can do.
상기 사행정도는 상기 전극시트가 미리 설정된 이동기준선을 벗어난 정도 및 상기 전극시트가 상기 이동기준선과 이루는 기준각도를 벗어난 정도에 대한 정보를 포함할 수 있다.The meandering degree may include information on a degree to which the electrode sheet deviates from a preset movement reference line and a degree to which the electrode sheet deviates from a reference angle formed with the movement reference line.
본 발명에 따르면, 실시간으로 이송되는 전극시트의 사행상태를 파악하여 이를 통해 가공영역에 대한 가공정보를 보정 또는 생성하고, 이러한 가공정보를 통해 레이저 커팅을 수행함에 따라, 정확한 가공이 가능한 장점이 있으며, 가공 즉 레이저 커팅시에 전극시트의 이송상태를 정지시키기 않고 일정속도로 전극시트가 이송중인 상태에서 가공영역에 대한 커팅을 수행할 수 있다는 장점이 있다. According to the present invention, the meandering state of the transferred electrode sheet is detected in real time, processing information for the processing area is corrected or generated through this, and laser cutting is performed through this processing information, so that accurate processing is possible. , that is, there is an advantage in that it is possible to perform cutting in the processing area while the electrode sheet is being transported at a constant speed without stopping the transport state of the electrode sheet during processing, that is, laser cutting.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극시트 가공장치의 블록도이고,
도 2는 도 1의 이차전지용 전극시트 가공장치의 노칭공정을 위한 제1구현 개념도이고,
도 3은 도 1의 비전유닛을 이용한 사행정보 측정과정을 도시한 것이고,
도 4는 도 1의 커팅유닛을 통한 가공과정을 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 전극시트의 이송속도에 대응하는 커팅과정을 설명하기 위한 도면이고.
도 6은 도 1의 이차전지용 전극시트 가공장치의 슬리팅공정을 위한 제2구현 개념도이고,
도 7은 커팅유닛을 통한 다중커팅의 예를 도시한 것이다.1 is a block diagram of an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a first implementation conceptual diagram for the notching process of the electrode sheet processing apparatus for a secondary battery of Figure 1,
3 shows a process of measuring meandering information using the vision unit of FIG. 1 ,
Figure 4 is a view for explaining a processing process through the cutting unit of Figure 1,
5 is a view for explaining a cutting process corresponding to the transport speed of the electrode sheet.
Figure 6 is a second implementation conceptual diagram for the slitting process of the electrode sheet processing apparatus for a secondary battery of Figure 1,
7 shows an example of multi-cutting using a cutting unit.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, without any intention other than to provide a thorough understanding of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극시트 가공장치의 블록도이다.1 is a block diagram of an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극시트 가공장치(100)는, 이송유닛(110), 비전유닛(120), 측정유닛(130), 컨트롤유닛(140), 및 커팅유닛(150)을 구비한다.As shown in FIG. 1 , the electrode
상기 이송유닛(100)은 전극시트의 가공을 위해, 전극시트(S)를 와인딩하여 보관하는 전극 릴로부터 전극시트를 언와인딩하여 복수의 롤러를 이용하여 전극시트를 연속적으로 이송시키게 된다. 상기 이송유닛(100)은 이외에도 전극시트의 이송에 적합한 다양한 이송유닛으로 구성되는 것도 가능하다.The
상기 비전유닛(120)은 상기 전극시트의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여, 이송되는 상기 전극시트의 사행상태를 실시간으로 촬영하여 사행정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 카메라를 구비하여 사행정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공한다. 상기 적어도 하나의 카메라는 비전카메라가 이용될 수 있다. 여기서 상기 사행정보는 상기 전극시트의 이송시에 상기 전극시트가 미리 설정된 이동기준선을 벗어난 정도 및 상기 전극시트가 상기 이동기준선과 이루는 기준각도를 벗어난 정도에 대한 정보를 포함할 수 있다. The
상기 측정유닛(130)은 상기 전극시트의 이송거리를 측정하여 이송거리정보를 실시간으로 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공한다. 상기 측정유닛(130)은, 상기 전극시트의 이송시 함께 회전하는 롤러(roller)의 회전속도를 이용하여 상기 전극시트의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 제공할 수 있는 적어도 하나의 엔코더(encoder)를 구비할 수 있다. 상기 엔코더의 동작이나 구성은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있으며, 상기 측정유닛(130)은 상기 엔코더 이외에 상기 전극시트의 이송거리정보 및 속도정보를 제공할 수 있는 다양한 측정기를 구비하는 것도 가능하다. 본 발명에서는 엔코더를 예로 들어 설명하기로 한다.The
상기 컨트롤 유닛(140)은 상기 측정유닛(143)을 통해 실시간으로 제공되는 상기 이송거리정보를 통해 상기 전극시트의 미리 설정된 가공영역의 위치를 파악하고, 상기 비전유닛(120)을 통해 실시간으로 제공되는 사행정보를 통해 상기 전극시트의 사행상태를 파악하여, 상기 전극시트의 사행상태에 대응하여, 상기 가공영역에 대한 레이저 조사시점, 레이저 조사위치 및 레이저 조사각도를 포함하는 가공정보를 생성하거나 보정하여 상기 커팅유닛(150)에 제공하게 된다. 상기 컨트롤 유닛(140)은 복수개의 컨트롤러를 구비하여, 상기 커팅유닛(150)을 구성하는 각각의 레이저 커팅기를 각각의 컨트롤러가 컨트롤 하는 것도 가능하고, 하나의 컨트롤러가 총괄하여 커팅유닛(150) 전체를 컨트롤 하는 것도 가능하다.The
상기 커팅유닛(150)은 상기 컨트롤 유닛(140)으로부터 제공되는 상기 가공정보를 제공받아 상기 가공정보를 토대로 상기 전극시트의 가공영역에 대한 레이저 커팅을 수행하는 적어도 하나의 레이저 커팅기를 구비한다. 상기 레이저 커팅기는 통상의 기술자에게 잘 알려진 레이저 커팅기가 이용될 수 있다. The
상술한 바와 같은, 본 발명의 이차전지용 전극시트 가공장치(100)는 실시간으로 이송되는 전극시트의 사행상태를 파악하여 이를 통해 가공영역에 대한 가공정보를 보정하고, 보정된 가공정보를 통해 레이저 커팅을 수행함에 따라, 정확한 가공이 가능한 장점이 있으며, 가공 즉 레이저 커팅시에 전극시트의 이송상태를 정지시키기 않고 일정속도로 전극시트가 이송중인 상태에서 가공영역에 대한 커팅을 수행할 수 있다는 장점이 있다. As described above, the electrode
이를 위해 상기 측정유닛(130)은 상기 전극시트의 이송속도를 측정한 속도정보와 상기 이송거리정보를 실시간으로 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공하게 되며, 상기 컨트롤 유닛(140)은 상기 사행정보와 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 반영하여 상기 가공정보를 생성 또는 보정하고, 보정된 상기 가공정보를 토대로 상기 커팅유닛에서 레이저 커팅이 되도록 하여, 전극시트가 일정속도로 이송하는 이송상태에서 가공영역에 대한 정확한 가공이 가능하게 된다. To this end, the measuring
상기 컨트롤 유닛(140)은 미리 설정된 디폴트 값의 가공정보를 저장하고, 상기 사행정보, 속도정보, 이송거리정보를 통해 변화되는 부분만을 반영하여 가공정보를 보정하도록 동작하는 것도 가능하고, 상기 사행정보, 속도정보, 이송거리정보입력시마다 이를 반영하여 가공정보를 실시간으로 새로 생성하도록 동작하는 것도 가능하다.The
도 2는 도 1의 이차전지용 전극시트 가공장치의 노칭공정을 위한 제1구현 개념도이다.FIG. 2 is a conceptual diagram of a first implementation for the notching process of the electrode sheet processing apparatus for a secondary battery of FIG. 1 .
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이차전지용 전극시트 가공장치(100)는 노칭공정 및 커팅공정을 위한 가공장치로 구현가능하다. As shown in FIG. 2 , the electrode
이를 위해 상기 이송유닛(110)은 전극시트(S)가 와인딩된 전극 릴로부터 전극시트(S)를 언와인딩하여 복수의 롤러(112)를 이용하여 전극시트를 연속적으로 이송시키게 된다. 상기 이송유닛(100)은 이외에도 전극시트의 이송에 적합한 다양한 이송유닛으로 구성되는 것도 가능하다.To this end, the
상기 전극시트(S)는 전극 활물질이 코팅된 전극 유지부(S2)와 전극 활물질이 코팅되지 않은 전극 무지부(S1)로 구분될 수 있고, 상기 전극시트(S)의 일측 가장자리의 전극 무지부(S1) 부분을 전극 리드가 되도록 절단하여 가공하고 타측 가장자리의 전극 유지부(S2)부분을 가공하는 노칭(notching) 가공이 필요하게 된다. The electrode sheet (S) may be divided into an electrode holding portion (S2) coated with an electrode active material and an electrode uncoated portion (S1) not coated with an electrode active material, and an electrode uncoated portion of one edge of the electrode sheet (S) It is necessary to cut and process the part (S1) to become an electrode lead, and a notching process to process the electrode holding part (S2) part of the other edge.
상기 전극시트(S)는 폭방향 일측 가장자리 부분의 가공영역인 제1가공영역(210), 폭방향 타측 가장자리 부분의 가공영역인 제2가공영역(220)을 구비할 수 있다. The electrode sheet S may include a
이를 위해 상기 비전유닛(120)은 제1카메라(121), 제2카메라(122)를 구비할 수 있다. 또한 상기 측정유닛(130)은 제1엔코더(131)를 구비하고, 상기 커팅유닛(150)은, 제1레이저 커팅기(151), 제2레이저 커팅기(152)를 구비할 수 있다. 상기 컨트롤 유닛(140)을 구성하는 컨트롤러는 하나 또는 복수로 구비될 수 있다.To this end, the
상기 제1카메라(121)는 상기 전극시트(S)의 폭방향 일측 가장자리부위(예를 들면, 전극 무지부(S1)측)의 제1가공영역(210) 부위를 촬영하여 제1사행정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공한다.The
상기 제2카메라(122)는 상기 전극시트(S)의 폭방향 타측 가장자리부위(예를 들면, 전극 유지부(S2)측)의 제2가공영역(220) 부위를 촬영하여 제2사행정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공한다.The
도 3은 제1사행정보 및 제2사행정보의 예를 나타낸 것이다. 3 shows examples of the first meandering information and the second meandering information.
도 3의 (a)는 전극시트(S)가 폭방향 양측의 기준선(R1,R2)를 벗어남이 없이, 양 가장자리부위가 양측의 기준선(R1,R2)을 따라 이송되는 경우이다. 이 경우는 사행이 되지 않은 상태로, 상기 제1사행정보 및 상기 제2사행정보는 미리 설정된 디폴트 값이나 사행이 되지 않은 상태임을 알 수 있는 정보로 상기 컨트롤 유닛(140)으로 전송되게 된다.Figure 3 (a) is a case in which the electrode sheet (S) is transferred along the reference lines (R1, R2) on both sides without deviating from the reference lines (R1, R2) on both sides in the width direction. In this case, the meandering state is not performed, and the first meandering information and the second meandering information are transmitted to the
도 3의 (b)의 경우는 상기 전극시트(S)가 기준선(R1,R2)을 "L" 의 거리만큼 일측으로 치우쳐서 이송되는 경우이다. 이 경우에 상기 제1사행정보 및 상기 제2사행정보는 상기 전극시트(S)가 일측으로 "L"의 거리만큼 사행상태임을 알 수 있도록 거리와 방향에 대한 값을 알 수 있는 정보로 상기 컨트롤 유닛(140)으로 전송되게 된다.In the case of (b) of FIG. 3 , the electrode sheet S is transported by shifting the reference lines R1 and R2 to one side by a distance of “L”. In this case, the first meandering information and the second meandering information are information that can know values for distance and direction so that the electrode sheet S is meandering by a distance of “L” to one side, and the control is transmitted to the
도 3의 (c)의 경우는 상기 전극시트(S)가 기준선(R1,R2)에 대하여 일정각도(θ)만큼 틀어져 이송되는 경우이다. 이 경우에 상기 제1사행정보 및 상기 제2사행정보는 상기 전극시트(S)가 일정각도(θ)만큼 사행상태임을 알 수 있도록 각도와 틀어진 방향에 대한 값을 알 수 있는 정보로 상기 컨트롤 유닛(140)으로 전송되게 된다.In the case of (c) of Figure 3, the electrode sheet (S) is a case in which the reference line (R1, R2) is shifted by a predetermined angle (θ) is transferred. In this case, the first meandering information and the second meandering information are information that can know the values for the angle and the wrong direction so that it can be known that the electrode sheet S is in a meandering state by a certain angle θ, and the control unit It is transmitted to (140).
상기 비전유닛(120)에서 제공되는 제1사행정보 및 제2사행정도 등의 사행정보는 상기 컨트롤 유닛(140)에 수신하여 상기 커팅유닛(150)에서의 가공영역(210,220)에 대한 커팅시에 상기 사행정보가 반영되어 커팅되도록 가공정보를 보정 또는 생성하게 된다.The meandering information, such as the first meandering information and the second meandering degree, etc. provided from the
상기 제1엔코더(131)는 상기 제1레이저 커팅기(151)와 상기 제2레이저 커팅기(152)를 통한 상기 전극시트(S)의 가공을 위해 상기 전극시트(S)의 이송에 대응하여 회전하는 롤러(roller)(114)의 회전속도를 이용하여 상기 전극시트(S)의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공하게 된다. 상기 롤러(114)는 전극시트(S)와 접촉하여 상기 전극시트(S)의 이송에 대응하여 회전하게 되므로, 상기 롤러(114)의 회전속도를 통해 상기 전극시트(S)의 이송속도와 이송거리의 측정의 가능하게 된다. 상기 제1레이저 커팅기(151)와 상기 제2레이저 커팅기(152)를 통한 커팅시점, 전극시트(S)의 커팅위치 등을 포함한 커팅정보의 획득이 가능하게 된다.The
도 4는 보정된 가공정보를 통해 가공되는 과정을 도시한 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a process of processing through corrected processing information.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 도 3의 (a)의 경우와 같이, 전극시트(S)가 폭방향 양측의 기준선(R1,R2)을 벗어남이 없이 정상적으로 이송되는 경우에는, 상기 제1엔코더(131)를 통해 전송되는 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 반영한 가공정보를 통해 가공영역(C1)에 대한 가공을 수행하게 된다.As shown in (a) of Figure 4, as in the case of (a) of Figure 3, when the electrode sheet (S) is normally transported without departing from the reference lines (R1, R2) on both sides in the width direction, the Machining is performed on the machining area C1 through the machining information reflecting the speed information and the feed distance information transmitted through the
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 도 3의 (b)의 경우와 같이, 상기 전극시트(S)가 기준선(R1,R2)을 "L" 의 거리만큼 일측으로 치우쳐서 이송되는 경우에는, 상기 제1엔코더(131)를 통해 전송되는 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보와 함께 상기 전극시트(S)가 "L" 의 거리만큼 일측으로 치우쳐서 이송된다는 사행정보를 반영한 가공정보를 통해 가공영역(C2)에 대한 가공을 수행하게 된다.As shown in (b) of FIG. 4, as in the case of (b) of FIG. 3, the electrode sheet S is transported by shifting the reference lines R1 and R2 to one side by a distance of "L". , processing information reflecting the meandering information that the electrode sheet (S) is shifted to one side by a distance of "L" together with the speed information and the transport distance information transmitted through the first encoder 131 (C2) will be processed.
도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 도 3의 (c)의 경우와 같이, 상기 전극시트(S)가 기준선(R1,R2)에 대하여 일정각도(θ)만큼 틀어져 이송되는 경우에는, 상기 제1엔코더(131)를 통해 전송되는 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보와 함께 상기 전극시트(S)가 일정각도(θ)만큼 틀어져 이송된다는 사행정보를 반영한 가공정보를 통해 가공영역(C3)에 대한 가공을 수행하게 된다.As shown in (c) of Figure 4, as in the case of (c) of Figure 3, when the electrode sheet (S) is shifted by a certain angle (θ) with respect to the reference lines (R1, R2) and transferred, The processing area C3 through processing information reflecting the meandering information that the electrode sheet S is transported by being twisted by a certain angle θ together with the speed information and the transport distance information transmitted through the
상기 커팅유닛(150)을 구성하는 상기 제1레이저 커팅기(151)는 상기 제1사행정보가 반영된 상기 컨트롤 유닛(140)에서 제공되는 제1가공정보를 통해 상기 전극시트(S)의 폭방향 일측에 설정된 제1가공영역(210)에 대한 노칭(notching) 가공을 수행하게 된다.The
또한 상기 커팅유닛(150)을 구성하는 상기 제2레이저 커팅기(152)는 상기 제2사행정보가 반영된 상기 컨트롤 유닛(140)에서 제공되는 제2가공정보를 통해, 상기 전극시트(S)의 폭방향 타측에 설정된 제2가공영역(220)에 대한 노칭 가공을 수행하게 된다. In addition, the
여기서 상기 제1가공정보 및 상기 제2가공정보는 상기 제1엔코더(131)를 통해 제공되는 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 함께 반영하여 생성 또는 보정되게 된다. Here, the first processing information and the second processing information are generated or corrected by reflecting the speed information and the transport distance information provided through the
상기 제1레이저 커팅기(151) 및 상기 제2레이저 커팅기(152)를 통한 노칭 가공이 수행되게 된 이후에, 상기 전극시트(S)를 폭방향으로 절단하여 미리 정해진 단위길이를 가지는 단위시트로 분할하는 공정이 더 수행될 수 있다. 이러한 분할 가공은 상기 비전유닛(120)에 구비되는 적어도 하나의 제3카메라(123), 상기 측정유닛(130)에 구비되는 제2엔코더(132), 상기 커팅유닛(150)에 구비된 제3레이저 커팅기(153) 및 상기 컨트롤 유닛(140)을 통해 수행될 수 있다. 여기서 상기 전극시트(S)를 폭방향으로 절단하여 미리 정해진 단위길이를 가지는 단위시트로 분할하는 공정이 상기 노칭가공에 포함되는 의미로 해석되기도 하나, 본 발명에서는 분리하여 해석하기로 한다. After notching is performed through the
상기 적어도 하나의 제3카메라(123)는 상기 노칭가공이 수행되어 이송되는 전극시트(S)의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여, 노칭가공 이후에 이송되는 상기 전극시트(S)의 사행상태를 실시간으로 촬영한 제3사행정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공하게 된다. The at least one
상기 제2엔코더(132)는 상기 제3레이저 커팅기(153)를 통한 상기 전극시트(S)의 가공을 위해 상기 전극시트(S)의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 제공하게 된다. 상기 전극시트(S)가 상기 제1엔코더(132)가 동작되는 동일 이송유닛 상에서 이송되는 경우에는 구비되지 않고 상기 제1엔코더(131)의 속도정보 및 이송거리정보를 이용할 수도 있지만, 상기 전극시트(S)의 이송속도 및 이송거리를 정확하게 측정하도록 하기 위해 이송방향을 기준으로 상기 제3레이저 커팅기(153)의 전단에 제2엔코더(132)를 별도로 구비하는 것이 가능하다. 상기 제2엔코더(132)를 통해 측정된 이송거리정보 및 이송 속도정보는 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공되어 제3가공정보의 생성 및 보정을 위해 사용된다.The
상기 컨트롤 유닛(140)에서는 상기 제3사행정보, 상기 제2엔코더(132)를 통해 측정된 상기 이송거리정보 및 상기 속도정보를 반영하여 상기 전극시트(S)를 폭방향으로 절단하여 미리 정해진 단위길이를 가지는 단위시트로 분할하기 위한 가공영역인 제3가공영역(230)에 대한 가공정보인 제3가공정보를 생성 또는 보정하게 된다. 상기 컨트롤 유닛(140)은 상기 제1가공영역(210) 및 상기 제2가공영역(220)의 상기 노칭 가공을 위한 컨트롤러와 상기 제3가공영역(230)의 커팅가공을 위한 컨트롤러가 각각 별도로 구비되는 것도 가능하고, 하나의 컨트롤러를 구비하여 모든 가공공정을 제어하는 것도 가능하다. The
상기 제3레이저 커팅기(153)는 상기 제3가공정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에서 제공받아, 상기 노칭가공이 수행된 상기 전극시트를 폭방향으로 절단하여 미리 정해진 단위길이를 가지는 단위시트로 분할하기 위해 상기 제3가공영역(230)에 대한 커팅가공을 수행하게 된다. The
도 5는 상기 제3가공영역의 커팅과정을 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a cutting process of the third processing area.
본 발명은 상기 전극시트(S)가 이송을 멈춤이 없이 일정속도로 이송되는 상태에서 상기 레이저 가공이 수행됨은 이미 설명한 바 있다. 이를 위해 상기 전극시트(S)의 이송방향과 수직방향인 상기 전극시트(S)를 폭방향으로 커팅하고자 하는 경우에는 제3레이저 커팅기(153)의 레이저 조사방향이 수직방향이 아닌 경사방향을 가지도록 해야한다.In the present invention, it has already been described that the laser processing is performed in a state in which the electrode sheet (S) is transferred at a constant speed without stopping the transfer. To this end, when it is desired to cut the electrode sheet (S) in the width direction, which is a direction perpendicular to the transport direction of the electrode sheet (S), the laser irradiation direction of the
도 5의 (a)는 전극시트(S)가 정지상태일 경우의 제3가공영역(230)의 커팅라인(C4)을 나타낸 것이다. 이때는 상기 제3레이저 커팅기(153)를 통해 레이저 커팅시에 레이저가 상하 수직방향을 이루도록 하여 커팅하게 된다.FIG. 5A shows the cutting line C4 of the
그러나 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 전극시트(S)가 화살표 방향으로 일정속도로 이송중인 상태에서, 폭방향 수직으로 절단하고자 한다면, 상기 전극시트(S)의 이송속도가 반영되어, 상하 경사방향(D1)으로 커팅이 되어야 실제 커팅된 부분은 도 5의 (a)와 같이 상하 수직으로 커팅되게 되는 것이다. 상기 커팅의 경사각도는 상기 전극시트(S)의 이송속도 및 상기 제3레이저 커팅기(153)를 통한 커팅속도에 대응되어 변화되게 된다. 이러한 원리는 도 4에서 폭방향 커팅시에도 동일하게 적용되어야 할 것이다. However, as shown in (b) of FIG. 5 , if the electrode sheet S is being transported at a constant speed in the direction of the arrow, and wants to cut vertically in the width direction, the transport speed of the electrode sheet S is reflected. Therefore, the cut portion is actually cut vertically as shown in FIG. The inclination angle of the cutting is changed corresponding to the feed speed of the electrode sheet (S) and the cutting speed through the third laser cutter (153). This principle should be equally applied when cutting in the width direction in FIG. 4 .
도 6은 도 1의 이차전지용 전극시트 가공장치의 슬리팅공정을 위한 제2구현 개념도이다.FIG. 6 is a conceptual diagram of a second implementation for a slitting process of the electrode sheet processing apparatus for a secondary battery of FIG. 1 .
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 이차전지용 전극시트 가공장치(100)는 상기 전극시트를 길이방향으로 절단하여 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할하는 슬리팅 가공을 위한 장치로 구현가능하다. 슬리팅 가공은 도 2 내지 도 5를 통해 설명한 노칭가공 및 커팅가공과는 별도의 장치로 수행될 수 있다.As shown in FIG. 6 , the electrode
이를 위해 상기 이송유닛(110)은 전극시트(S)가 와인딩된 전극 릴로부터 전극시트(S)를 언와인딩하여 복수의 롤러(112)를 이용하여 전극시트를 연속적으로 이송시키게 된다. 상기 이송유닛(100)은 이외에도 전극시트의 이송에 적합한 다양한 이송유닛으로 구성되는 것도 가능하다.To this end, the
또한 상기 비전유닛(120)에 구비되는 적어도 하나의 제4카메라(124,125), 상기 측정유닛(130)에 구비되는 제3엔코더(133), 상기 커팅유닛(150)에 구비된 제4레이저 커팅기(154) 및 상기 컨트롤 유닛(140)을 통해 수행될 수 있다. In addition, at least one
상기 적어도 하나의 제4카메라(124,125)는 이송되는 전극시트(S)의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여, 상기 전극시트(S)의 사행상태를 실시간으로 촬영한 제4사행정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공하게 된다. 상기 제4카메라(124,125)는 상기 전극시트(S)의 폭방향 양 가장자리 부위에 각각 구비될 수도 있고 일측 가장자리 부위에만 구비되는 것도 가능하다. The at least one
상기 제3엔코더(133)는 상기 제4레이저 커팅기(154)를 통한 상기 전극시트(S)의 가공을 위해 상기 전극시트(S)의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 제공하게 된다. 상기 제3엔코더(133)를 통해 측정된 이송거리정보 및 이송 속도정보는 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공되어 제4가공정보의 생성 및 보정을 위해 사용된다.The
상기 컨트롤 유닛(140)에서는 상기 제4사행정보, 상기 제3엔코더(133)를 통해 측정된 상기 이송거리정보 및 상기 속도정보를 반영하여 상기 전극시트(S)를 길이방향으로 절단하여 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할하기 위한 가공영역인 제4가공영역(240)에 대한 가공정보인 제4가공정보를 생성 또는 보정하게 된다. 상기 컨트롤 유닛(140)은 상기 제1가공영역(210) 및 상기 제2가공영역(220), 상기 제3가공영역(230)의 커팅가공을 위한 컨트롤러와는 별도의 컨트롤러를 통해 상기 제4가공정보를 생성 또는 보정하는 것이 가능하다. The
상기 제4레이저 커팅기(154)는 상기 제4가공정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에서 제공받아, 상기 전극시트(S)를 길이방향으로 절단하여 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할하는 제4가공영역(240)에 대한 커팅가공을 수행하게 된다. 상기 제4레이저 커팅기(154)는 각 커팅라인(CL1,Cln)마다 하나씩 복수의 제4레이저 커팅기가 구비될 수도 있다. 즉 n 개의 커팅라인(CL1,Cln)이 있을 경우 각 커팅라인마다 1개씩 n개가 구비되어, n 개의 제4레이저 커팅기(154)들이 각 커팅라인을 길이방향으로 각각 절단하도록 제어되어, 상기 전극시트(S)를 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할하도록 구성하는 것이 가능하다.The
이와달리, 하나의 제4레이저 커팅기(154)를 이용하여 제1커팅라인 내지 제n커팅라인(n은 1보다 큰 자연수)이 가상으로 설정된 제4가공영역에 대한 커팅가공을 수행하는 다중 커팅이 가능하다. On the other hand, multi-cutting in which the first cutting line to the n-th cutting line (n is a natural number greater than 1) using a single fourth
도 7은 커팅유닛을 통한 다중커팅의 예를 도시한 것이다.7 shows an example of multi-cutting using a cutting unit.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 전극시트(S)의 상기 제4가공영역(240)에는 폭방향으로 단위폭을 가지도록 길이방향으로 평행하게 제1커팅라인 내지 제n커팅라인(n은 1보다 큰 자연수)이 가상으로 설정된다.6 and 7, in the
이 경우 상기 제4레이저 커팅기(154)는, 상기 제1커팅라인(CL1)에서 시작하여 상기 제n커팅라인(CLn)까지 폭방향으로 순차적으로 이동하면서 각 커팅라인을 미리 정해진 제1커팅길이 만큼 길이방향으로 절단하고, 다시 제1커팅라인(CL1)으로 복귀하여 커팅부위가 연결점(P1)을 통해 서로 이어지도록 하여 상기 제1커팅라인(CL1)에서 상기 제n커팅라인(CLn)까지 폭방향으로 순차적으로 이동하면서 각 커팅라인을 제1커팅길이 만큼 길이방향으로 절단하는 방식을 반복적으로 수행하도록 제어되어, 상기 전극시트(S)를 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할할 수 있다. In this case, the
구체적으로, 상기 제1커팅라인(CL1)의 시점에서 미리 정해진 제1커팅길이 만큼 길이방향으로 절단하고, 폭방향으로 단위폭 만큼 이동하여 상기 제1커팅길이 만큼 길이방향으로 절단하는 방식으로 상기 제n커팅라인(CLn)까지 폭방향으로 이동하여 상기 제1커팅길이 만큼 절단한 이후에, 다시 상기 제1커팅라인(CL1)에서 상기 제n커팅라인(CLn)까지 순차적으로 복귀하여 커팅부위가 연결점(P1)을 통해 서로 연결되도록 하여 제1커팅길이 만큼 절단하는 방식을 반복적으로 수행하게 된다. 이를 위해서는 상기 제4레이저 커팅기(154)의 커팅속도가 상기 전극시트(S)의 이송속도보다 현저히 빨라야 할 것이다.Specifically, at the time of the first cutting line CL1, the first cutting length is cut in the longitudinal direction, and the second cutting length is cut in the longitudinal direction by moving a unit width in the width direction by the first cutting length. After moving in the width direction to the n-th cutting line CLn and cutting by the first cutting length, the first cutting line CL1 returns to the n-th cutting line CLn sequentially, so that the cutting portion is a connection point The method of cutting by the first cutting length is repeatedly performed so that they are connected to each other through (P1). To this end, the cutting speed of the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실시간으로 이송되는 전극시트의 사행상태를 파악하여 이를 통해 가공영역에 대한 가공정보를 보정 또는 생성하고, 이러한 가공정보를 통해 레이저 커팅을 수행함에 따라, 정확한 가공이 가능한 장점이 있으며, 가공 즉 레이저 커팅시에 전극시트의 이송상태를 정지시키기 않고 일정속도로 전극시트가 이송중인 상태에서 가공영역에 대한 커팅을 수행할 수 있다는 장점이 있다. As described above, according to the present invention, the meandering state of the electrode sheet transferred in real time is detected, processing information on the processing area is corrected or generated through this, and laser cutting is performed through this processing information, so that accurate processing There is an advantage that this is possible, that is, there is an advantage that cutting can be performed on the processing area while the electrode sheet is being transferred at a constant speed without stopping the transfer state of the electrode sheet during processing, that is, laser cutting.
상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다. Since the description of the above embodiment is merely given as an example with reference to the drawings for a more thorough understanding of the present invention, it should not be construed as limiting the present invention. In addition, it will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that various changes and modifications can be made without departing from the basic principles of the present invention.
110 : 이송유닛 120 : 비전유닛
130 : 측정유닛 140 : 컨트롤 유닛
150 : 커팅유닛110: transfer unit 120: vision unit
130: measuring unit 140: control unit
150: cutting unit
Claims (10)
와인딩된 전극시트(S)를 언와인딩하면서 연속적으로 전극시트(S)를 이송시키는 이송유닛과;
상기 전극시트(S)의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여 이송되는 상기 전극시트(S)의 사행상태를 실시간으로 촬영하여 사행정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 카메라를 구비하는 비전유닛(120)과;
상기 전극시트(S)의 이송거리를 측정하여 이송거리정보를 실시간으로 제공하는 측정유닛(130)과;
상기 측정유닛(130)을 통해 실시간으로 제공되는 상기 이송거리정보를 통해 상기 전극시트(S)의 미리 설정된 가공영역의 위치를 파악하고, 상기 비전유닛(120)을 통해 실시간으로 제공되는 사행정보를 통해 상기 전극시트(S)의 사행상태를 파악하여, 상기 전극시트(S)의 사행상태에 대응하여 생성 또는 보정한 상기 가공영역에 대한 레이저 조사시점, 레이저 조사위치 및 레이저 조사각도를 포함하는 가공정보를 제공하는 컨트롤 유닛(140)과;
상기 컨트롤 유닛(140)으로부터 제공되는 상기 가공정보를 제공받아 상기 가공정보를 토대로 상기 전극시트(S)의 가공영역에 대한 레이터 커팅을 수행하는 적어도 하나의 레이저 커팅기를 구비하는 커팅유닛(150)을 포함하고,
상기 측정유닛(130)은 상기 전극시트(S)의 이송속도를 측정한 속도정보를 실시간으로 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공하고,
상기 컨트롤 유닛(140)은 상기 속도정보를 반영한 상기 가공정보를 상기 커팅유닛(150)에 제공하며,
상기 비전유닛(120)은,
상기 전극시트(S)의 폭방향 일측 가장자리부위를 촬영하여 제1사행정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공하는 제1카메라(121)와;
상기 전극시트(S)의 폭방향 타측 가장자리부위를 촬영하여 제2사행정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공하는 제2카메라(122)와;
상기 노칭가공이 수행되어 이송되는 전극시트(S)의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여, 노칭가공 이후에 이송되는 상기 전극시트(S)의 사행상태를 실시간으로 촬영한 제3사행정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공하는 적어도 하나의 제3카메라(123)를 구비하고,
상기 커팅유닛(150)은,
상기 제1사행정보에 대응되는 제1가공정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에서 제공받아, 상기 전극시트(S)의 폭방향 일측에 설정된 제1가공영역에 대한 노칭(notching) 가공을 수행하는 제1레이저 커팅기(151)와;
상기 제2사행정보에 대응되는 제2가공정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에서 제공받아, 상기 전극시트(S)의 폭방향 타측에 설정된 제2가공영역에 대한 노칭 가공을 수행하는 제2레이저 커팅기(152)와;
상기 제3사행정보에 대응되는 제3가공정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에서 제공받아, 상기 노칭가공이 수행된 상기 전극시트(S)를 폭방향으로 절단하여 미리 정해진 단위길이를 가지는 단위시트로 분할하는 제3레이저 커팅기(153)를 구비하고,
상기 커팅유닛(150)을 통한 상기 가공영역에 대한 커팅은 상기 가공정보에 대응하여 상기 전극시트(S)가 일정속도로 이송하는 상태에서 수행되고,
상기 전극시트(S)가 일정속도로 이송하는 상태에서 수행되는 상기 전극시트(S)의 폭방향 절단은, 상기 제1레이저 커팅기(151), 상기 제2레이저 커팅기(152) 및 상기 제3레이저 커팅기(153) 각각의 레이저 커팅방향이, 상기 전극시트의 이송속도를 고려하여 설정된 경사방향을 가지도록 하여 수행됨을 특징으로 하는 이차전지용 전극시트 가공장치. In the electrode sheet processing apparatus 100 for a secondary battery:
a transfer unit for continuously transferring the electrode sheet (S) while unwinding the wound electrode sheet (S);
At least one camera for providing meandering information by photographing in real time the meandering state of the transferred electrode sheet (S) by photographing at least one edge portion among both edges in the width direction of the electrode sheet (S) a vision unit 120;
a measuring unit 130 for measuring the transport distance of the electrode sheet (S) and providing transport distance information in real time;
The position of the preset processing area of the electrode sheet S is identified through the transport distance information provided in real time through the measuring unit 130, and the meandering information provided in real time through the vision unit 120 is obtained. Through grasping the meandering state of the electrode sheet (S), processing including the laser irradiation time, laser irradiation position, and laser irradiation angle for the processing area generated or corrected in response to the meandering state of the electrode sheet (S) a control unit 140 that provides information;
A cutting unit 150 having at least one laser cutting machine that receives the processing information provided from the control unit 140 and performs a rate cut on the processing area of the electrode sheet S based on the processing information. including,
The measurement unit 130 provides speed information measured by the transport speed of the electrode sheet S to the control unit 140 in real time,
The control unit 140 provides the processing information reflecting the speed information to the cutting unit 150,
The vision unit 120,
a first camera 121 that provides first meandering information to the control unit 140 by photographing an edge portion of one side of the electrode sheet in the width direction;
a second camera 122 that provides second meandering information to the control unit 140 by photographing the other edge portion in the width direction of the electrode sheet (S);
At least one edge portion of both edges in the width direction of the electrode sheet (S) to which the notching processing is performed and transferred is photographed, and the meandering state of the electrode sheet (S) transferred after the notching processing is photographed in real time. and at least one third camera 123 that provides three meandering information to the control unit 140,
The cutting unit 150,
The first processing information corresponding to the first meandering information is provided from the control unit 140, and the first processing region set on one side in the width direction of the electrode sheet S is subjected to notching processing. 1 and a laser cutter 151;
A second laser cutting machine for receiving the second processing information corresponding to the second meandering information from the control unit 140 and performing notching processing on the second processing area set on the other side in the width direction of the electrode sheet (S) (152) and;
The third processing information corresponding to the third meandering information is received from the control unit 140, the electrode sheet S on which the notching processing is performed is cut in the width direction to form a unit sheet having a predetermined unit length. and a third laser cutting machine 153 to divide,
The cutting of the processing area through the cutting unit 150 is performed in a state in which the electrode sheet S is transported at a constant speed in response to the processing information,
The width direction cutting of the electrode sheet (S) performed in a state in which the electrode sheet (S) is transported at a constant speed is performed by the first laser cutter 151 , the second laser cutter 152 and the third laser An electrode sheet processing apparatus for a secondary battery, characterized in that the laser cutting direction of each cutter (153) is performed so as to have an inclined direction set in consideration of the transport speed of the electrode sheet.
상기 측정유닛(130)은,
상기 제1레이저 커팅기(151)와 상기 제2레이저 커팅기(152)를 통한 상기 전극시트(S)의 가공을 위해 상기 전극시트(S)의 이송시 함께 회전하는 롤러(roller)의 회전속도를 이용하여 상기 전극시트(S)의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 제공하는 제1엔코더(131)와;
상기 제3레이저 커팅기(153)를 통한 상기 전극시트(S)의 가공을 위해 상기 전극시트(S)의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 제공하는 제2엔코더(132)를 구비함을 특징으로 하는 이차전지용 전극시트 가공장치. The method according to claim 1,
The measurement unit 130,
For the processing of the electrode sheet S through the first laser cutter 151 and the second laser cutter 152, the rotational speed of a roller rotating together when the electrode sheet S is transported is used. a first encoder 131 for measuring the transport speed and transport distance of the electrode sheet (S) to provide the speed information and the transport distance information;
A second encoder ( 132), an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery, characterized in that it is provided.
와인딩된 전극시트(S)를 언와인딩하면서 연속적으로 전극시트(S)를 이송시키는 이송유닛과;
상기 전극시트(S)의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여 이송되는 상기 전극시트(S)의 사행상태를 실시간으로 촬영하여 사행정보를 제공하기 위한 적어도 하나의 카메라를 구비하는 비전유닛(120)과;
상기 전극시트(S)의 이송거리를 측정하여 이송거리정보를 실시간으로 제공하는 측정유닛(130)과;
상기 측정유닛(130)을 통해 실시간으로 제공되는 상기 이송거리정보를 통해 상기 전극시트(S)의 미리 설정된 가공영역의 위치를 파악하고, 상기 비전유닛(120)을 통해 실시간으로 제공되는 사행정보를 통해 상기 전극시트(S)의 사행상태를 파악하여, 상기 전극시트(S)의 사행상태에 대응하여 생성 또는 보정한 상기 가공영역에 대한 레이저 조사시점, 레이저 조사위치 및 레이저 조사각도를 포함하는 가공정보를 제공하는 컨트롤 유닛(140)과;
상기 컨트롤 유닛(140)으로부터 제공되는 상기 가공정보를 제공받아 상기 가공정보를 토대로 상기 전극시트(S)의 가공영역에 대한 레이터 커팅을 수행하는 적어도 하나의 레이저 커팅기를 구비하는 커팅유닛(150)을 포함하고,
상기 측정유닛(130)은 상기 전극시트(S)의 이송속도를 측정한 속도정보를 실시간으로 상기 컨트롤 유닛(140)에 제공하고,
상기 컨트롤 유닛(140)은 상기 속도정보를 반영한 상기 가공정보를 상기 커팅유닛(150)에 제공하며,
상기 비전유닛(120)은,
이송되는 전극시트(S)의 폭방향 양 가장자리 부위 중 적어도 하나의 가장자리 부위를 촬영하여, 이송되는 상기 전극시트(S)의 사행상태를 실시간으로 촬영한 제4사행정보를 상기 컨트롤 유닛에 제공하는 적어도 하나의 제4카메라(124,125)를 더 구비하고,
상기 커팅유닛(150)은,
상기 제4사행정보에 대응되는 제4가공정보를 상기 컨트롤 유닛(140)에서 제공받아, 상기 전극시트(S)를 길이방향으로 절단하여 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할하는 하나의 제4레이저 커팅기(154)를 구비하고,
상기 커팅유닛(150)을 통한 상기 가공영역에 대한 커팅은 상기 가공정보에 대응하여 상기 전극시트(S)가 일정속도로 이송하는 상태에서 수행되고,
상기 전극시트(S)가 일정속도로 이송하는 상태에서 상기 전극시트(S)를 길이방향으로 절단하여 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할하기 위해,
상기 전극시트(S)에는 폭방향으로 상기 단위폭을 가지도록 길이방향으로 평행하게 제1커팅라인(CL1) 내지 제n커팅라인(n은 1보다 큰 자연수)(CLn)이 가상으로 설정되며,
상기 제4레이저 커팅기(154)는, 상기 전극시트(S)의 상기 제1커팅라인(CL1)에서 시작하여 상기 제n커팅라인(CLn)까지 폭방향으로 순차적으로 이동하면서 각 커팅라인을 제1커팅길이 만큼 길이방향으로 절단하고, 다시 제1커팅라인(CL1)으로 복귀하여 커팅부위가 서로 이어지도록 하여 상기 제1커팅라인(CL1)에서 상기 제n커팅라인(CLn)까지 폭방향으로 순차적으로 이동하면서 각 커팅라인을 제1커팅길이 만큼 길이방향으로 절단하는 방식을 반복적으로 수행하도록 제어되어, 상기 전극시트(S)를 미리 정해진 단위폭을 가지는 단위시트로 분할함을 특징으로 하는 이차전지용 전극시트 가공장치. In the electrode sheet processing apparatus 100 for a secondary battery:
a transfer unit for continuously transferring the electrode sheet (S) while unwinding the wound electrode sheet (S);
At least one camera for providing meandering information by photographing in real time the meandering state of the transferred electrode sheet (S) by photographing at least one edge portion among both edges in the width direction of the electrode sheet (S) a vision unit 120;
a measuring unit 130 for measuring the transport distance of the electrode sheet (S) and providing transport distance information in real time;
The position of the preset processing area of the electrode sheet S is identified through the transport distance information provided in real time through the measuring unit 130, and the meandering information provided in real time through the vision unit 120 is obtained. Through grasping the meandering state of the electrode sheet (S), processing including the laser irradiation time, laser irradiation position, and laser irradiation angle for the processing area generated or corrected in response to the meandering state of the electrode sheet (S) a control unit 140 that provides information;
A cutting unit 150 having at least one laser cutting machine that receives the processing information provided from the control unit 140 and performs a rate cut on the processing area of the electrode sheet S based on the processing information. including,
The measurement unit 130 provides speed information measured by the transport speed of the electrode sheet S to the control unit 140 in real time,
The control unit 140 provides the processing information reflecting the speed information to the cutting unit 150,
The vision unit 120,
By photographing at least one edge portion of both edges in the width direction of the transferred electrode sheet (S), the fourth meandering information obtained by photographing the meandering state of the transferred electrode sheet (S) in real time is provided to the control unit At least one fourth camera (124, 125) is further provided,
The cutting unit 150,
One fourth of receiving the fourth processing information corresponding to the fourth meandering information from the control unit 140, cutting the electrode sheet S in the longitudinal direction and dividing the electrode sheet S into unit sheets having a predetermined unit width and a laser cutting machine 154,
The cutting of the processing area through the cutting unit 150 is performed in a state in which the electrode sheet S is transported at a constant speed in response to the processing information,
In order to divide the electrode sheet (S) into unit sheets having a predetermined unit width by cutting the electrode sheet (S) in the longitudinal direction in a state in which the electrode sheet (S) is transported at a constant speed,
A first cutting line (CL1) to an nth cutting line (n is a natural number greater than 1) (CLn) are virtually set in the electrode sheet (S) in parallel in the longitudinal direction to have the unit width in the width direction,
The fourth laser cutting machine 154 moves sequentially in the width direction starting from the first cutting line CL1 of the electrode sheet S to the n-th cutting line CLn to cut each cutting line first. The cut length is cut in the longitudinal direction, and then returned to the first cutting line CL1 so that the cutting portions are connected to each other, and sequentially from the first cutting line CL1 to the n-th cutting line CLn in the width direction. Controlled to repeatedly perform a method of cutting each cutting line in the longitudinal direction by the first cutting length while moving, the electrode sheet (S) is divided into unit sheets having a predetermined unit width. sheet processing equipment.
상기 측정유닛은,
상기 적어도 하나의 제4레이저 커팅기(154)를 통한 상기 전극시트(S)의 가공을 위해 상기 전극시트(S)의 이송속도 및 이송거리를 측정하여 상기 속도정보 및 상기 이송거리정보를 제공하는 제3엔코더(133)를 구비함을 특징으로 하는 이차전지용 전극시트 가공장치. 7. The method of claim 6,
The measuring unit is
For processing the electrode sheet (S) through the at least one fourth laser cutting machine (154), a first method for measuring a transport speed and a transport distance of the electrode sheet (S) to provide the speed information and the transport distance information 3 An electrode sheet processing apparatus for a secondary battery, characterized in that it is provided with an encoder (133).
상기 사행정보는 상기 전극시트가 미리 설정된 이동기준선을 벗어난 정도 및 상기 전극시트(S)가 상기 이동기준선과 이루는 기준각도를 벗어난 정도에 대한 정보를 포함함을 특징으로 하는 이차전지용 전극시트 가공장치. 7. The method according to claim 1 or 6,
The meandering information is an electrode sheet processing apparatus for a secondary battery, characterized in that it includes information about the degree to which the electrode sheet deviates from a preset movement reference line and the degree to which the electrode sheet (S) deviates from the reference angle formed with the movement reference line.
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