KR102350013B1 - 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치 - Google Patents

바렐연마에 연계되는 세척건조 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 소형 부품의 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치에 있어서: 상기 소형 부품을 수용한 메쉬통(10)에서 연마석을 분리하고 이물질을 제거하는 세척기(20); 상기 세척기(20)를 거친 메쉬통(10)을 500rmp 이상으로 회전시키면서 송풍부(36)로 건조를 유발하는 고속건조기(30); 상기 고속건조기(30)를 거친 메쉬통(10)을 100rpm 이하로 회전시면서 건조를 유발하는 저속건조기(40); 및 상기 세척기(20), 고속건조기(30), 저속건조기(40) 사이에서 메쉬통(10)의 이송과 건조을 조력하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 2차전지용 배터리 전극터미널 등의 제조현장에서 바렐연마 후의 세척ㆍ건조에 이르기까지 신속한 공정흐름을 유지하면서 건조 얼룩이 발생하지 않도록 하여 생산성과 품질 향상을 도모하는 효과가 있다.

Description

바렐연마에 연계되는 세척건조 장치{Cleaning and drying apparatus connectable to barrel polishing}
본 발명은 바렐연마 후의 공정장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 비교적 소형 부품의 바렐연마에 후속하여 세척과 건조를 수행하기 위한 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치에 관한 것이다.
통상적으로 2차전지용 배터리 전극터미널과 같은 소형 부품은 바렐에 연마석, 물, 콤파운드와 함께 넣고 마찰운동으로 버(BURR)를 제거하고 표면을 깨끗하게 처리하는 바렐연마를 거친다. 배터리 전극터미널은 조금의 건조 얼룩이 발생하여도 녹으로 발전할 수 있고 저항특성에 영향을 주므로 일반적인 소형 부품의 바렐연마와 세척 작업은 물론 건조 작업에 이르기까지 주의를 요한다. 이외에 바렐연마에 후속되는 제반 후공정 작업의 생력화도 요구된다.
이와 관련되는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제0167864호는 세척실내에 설치되는 세척조와, 세척조내에 승강운동가능하게 설치되며 세척 부품을 지지하는 지지판과, 지지판을 승강운동시키도록 하우징에 고정된 승강구동수단과, 건조실내로 열풍을 공급하여 건조시키는 열풍공급수단으로 구성된다.
그러나, 이는 웨이퍼 소성장치의 오염된 부품을 세척을 요체로 하므로 배터리 전극터미널의 건조에 적용하기 적합하지 않다.
또 다른 선행기술문헌으로서 한국 공개특허공보 제2021-0050721호는 코팅장치를 통해 슬러리가 코팅된 전극이 입출되며 복수의 실로 나뉘어 있는 건조실; 건조실 내를 이동하는 전극 표면의 건조 상태를 모니터링 하는 모니터링 센서; 건조실 내외의 온습도 정보 등에 기반하여, 건조실 내의 온습도 조건을 기 설정된 조건으로 유지시키는 컨트롤러;를 포함한다.
다만, 이는 코팅된 단자의 건조를 요체로 하므로 바렐연마 공정에 연계시키기 미흡한 한계성을 보이고 있다.
한국 등록특허공보 제0167864호 "부품 세척 및 건조장치" (공개일자 : 1997.10.13.) 한국 공개특허공보 제2021-0050721호 "이차전지용 전극의 건조 시스템" (공개일자 : 2021.05.10.)
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 2차전지용 배터리 전극터미널과 같은 소형 부품의 제조현장에서 바렐연마 후의 세척ㆍ건조에 이르기까지 신속한 공정흐름을 유지하면서 건조 얼룩이 발생하지 않도록 하는 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 소형 부품의 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치에 있어서: 상기 소형 부품을 수용한 메쉬통에서 연마석을 분리하고 이물질을 제거하는 세척기; 상기 세척기를 거친 메쉬통을 500rmp 이상으로 회전시키면서 송풍부로 건조를 유발하는 고속건조기; 상기 고속건조기를 거친 메쉬통을 100rpm 이하로 회전시면서 건조를 유발하는 저속건조기; 및 상기 세척기, 고속건조기, 저속건조기 사이에서 메쉬통의 이송과 건조을 조력하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 메쉬통은 2분할로 개폐 가능한 8각형 구조로 형성되고 양단에 샤프트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 메쉬통은 소형 부품 간의 마찰을 경감하기 위한 보조망을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 세척기는 수세분리부, 초음파세척부, 증류수세척부를 인접하게 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 고속건조기는 파지부와 덕트부로 메쉬통을 수직으로 지지하고, 상기 저속건조기는 파지부와 덕트부로 메쉬통을 경사지게 지지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 저속건조기는 보조부를 통하여 송풍과 동시에 이소프로필알콜의 분사를 단속하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 이송부재를 더 포함하고, 상기 이송부재는 레일 상에 설치된 이동블록과 회전블록에 작동아암과 그리퍼를 연결하여 메쉬통의 다축운동을 유발하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 2차전지용 배터리 전극터미널 등의 제조현장에서 바렐연마 후의 세척ㆍ건조에 이르기까지 신속한 공정흐름을 유지하면서 건조 얼룩이 발생하지 않도록 하여 생산성과 품질 향상을 도모하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치를 전체적으로 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치에 투입되는 메쉬통을 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 고속건조기를 나타내는 구성도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 저속건조기를 나타내는 구성도
도 5는 본 발명에 따른 제어수단의 회로연결을 나타내는 블록도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 다수의 소형 부품의 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치에 관하여 제안한다. 2차전지용 배터리 전극터미널과 같은 소형 부품의 세척건조에 유용하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 일반 부품의 세척건조와는 다르게 2차전지용 전극터미널(대상물)은 미세한 건조 얼룩(워터마크)도 허용하지 않는다.
참고로 1대의 바렐연마기에 4개의 바렐통이 수용되는 경우 40분에 대략 12,000개의 소형 부품이 디버링과 광택된 상태로 배출된다.
본 발명에 따르면 세척기(20)가 상기 소형 부품을 수용한 메쉬통(10)에서 연마석을 분리하고 이물질을 제거하는 구조를 이루고 있다.
도 1을 참조하면, 세척기(20)의 일부에 메쉬통(10)이 투입된 상태를 나타낸다. 메쉬통(10)은 세척기(20)의 세척 공정 및 후속된 건조 공정에서 동일한 방식으로 적용된다. 바렐연마기에서 배출된 소형 부품을 설정된 수량으로 메쉬통(10)에 채운 상태에서 일련의 세척 공정을 거친다. 물론 종래와 같이 수작업으로 연마석을 분리하지만 잔여 연마석이 세척기(20)를 통하여 재차 분리된다. 이물질은 건조 공정에서 얼룩을 유발하므로 최대한 제거되도록 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 메쉬통(10)은 2분할로 개폐 가능한 8각형 구조로 형성되고 양단에 샤프트(13)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 중앙의 직경이 크고 양측으로 구배를 이루는 메쉬통(10)이 나타난다. 스테인레스강 소재의 메쉬통(10)은 소형 부품의 크기에 대응하여 세척건조에 적합한 망목으로 형성된다. 메쉬통(10)의 2분할 및 8각형 구조는 소형 부품의 고른 충진과 더불어 신속하고 편리한 출입을 조력한다. 개폐부(11)는 일측의 힌지와 타측의 로커로 구성할 수 있다. 파지부(12)는 후술하는 덕트부(38)(48)와 맞물리도록 형성된다. 파지부(12)에는 송풍 공기가 통과되도록 다수의 관통공이 형성된다. 샤프트(13)는 메쉬통(10)의 회전과 이동에 편리하도록 형성된다. 이를 위해 샤프트(13)는 플랜지, 파지홈 등을 더 구비할 수도 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 메쉬통(10)은 소형 부품 간의 마찰을 경감하기 위한 보조망(15)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 2에서, 보조망(15)은 직물재, 수지재, 그 복합재를 이용하여 적어도 일단에 개구를 지닌 자루 형태로 형성한다. 보조망(15)은 신축성(탄성)을 갖추어서 메쉬통(10) 내에서 소형 부품의 요동을 완화한다. 보조망(15)은 신축성 외에 내마모성, 내식성, 내열성, 내약품성 등을 갖추도록 하는 것이 좋다. 보조망(15)을 사용하면 세척과 건조 공정에서 배터리 전극터미널과 같은 대상물의 스크래치를 방지하기 유리하다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 세척기(20)는 수세분리부(22), 초음파세척부(24), 증류수세척부(26)를 인접하게 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1에서, 세척기(20)를 구성하는 수세분리부(22), 초음파세척부(24), 증류수세척부(26)가 인접한 상태를 나타낸다. 이와 같은 배치는 적어도 부분적인 자동 이송으로 생력화하기 유리하다. 수세분리부(22), 초음파세척부(24), 증류수세척부(26)는 메쉬통(10)이 출입되는 상단의 개구를 개폐하도록 커버를 갖출 수 있다. 수세분리부(22)는 상수도의 수류나 분사압으로 연마석과 이물질을 제거한다. 초음파세척부(24)는 유분제거 컴파운드를 투입한 증류수와 더불어 초음파 발진에 의한 에어버블을 부가하여 이물질의 박리를 유발한다. 증류수세척부(26)는 증류수의 수류나 분사압으로 잔여의 미세 이물질을 3회 이상 세척한다.
또한, 본 발명에 따르면 고속건조기(30)가 상기 세척기(20)를 거친 메쉬통(10)을 500rmp 이상으로 회전시키면서 송풍부(36)로 건조를 유발하는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 세척기(20)에 인접하게 배치되는 고속건조기(30)가 나타난다. 종래에는 작업자가 양팔을 아래위로 움직이면서 상부에서 송풍기 바람을 불어넣어 대상물에 많이 묻어 있는 물기를 어느 정도 제거한다. 고속건조기(30)는 구동부(34)의 동력과 송풍부(36)의 풍력을 이용하여 생력화하면서 건조 시간을 단축한다. 메쉬통(10)의 회전은 대상물의 중량, 메쉬통(10)의 강도, 온습도 환경 조건 등을 고려하여 500rmp 이상의 적절한 속도로 결정한다. 메쉬통(10)은 고속건조에도 유용하지만 대상물의 얼룩이 제거되지 않아 후속된 저속건조를 병행하는 것이 필수적이다.
또한, 본 발명에 따르면 저속건조기(40)가 상기 고속건조기(30)를 거친 메쉬통(10)을 100rpm 이하로 회전시면서 건조를 유발하는 구조를 이루고 있다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 고속건조기(30)와 인접하게 배치되는 저속건조기(40)가 나타난다. 고속건조는 높은 원심력으로 물기를 최대한 신속하게 제거하는 탈수를 요체로 하고, 저속건조는 남은 소량의 물기의 건조 과정에서 대상물에 얼룩이 생기지 않게 함을 요체로 한다. 대상물의 표면에서 물기가 집중되지 않으면 이물질 파티클에 의한 얼룩이 방지된다. 구동부(44)에 의한 메쉬통(10)의 회전은 대상물의 형상, 온습도 환경 조건 등을 고려하여 100rpm 이하의 적절한 속도로 결정한다. 궁극적으로 메쉬통(10) 내의 소형 부품의 균일한 건조가 중요하다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 고속건조기(30)는 파지부(32)와 덕트부(38)로 메쉬통(10)을 수직으로 지지하고, 상기 저속건조기(40)는 파지부(42)와 덕트부(48)로 메쉬통(10)을 경사지게 지지하는 것을 특징으로 한다.
도 3 및 도 4에서, 고속건조기(30)를 구성하는 파지부(32), 구동부(34), 덕트부(38) 등이 나타나고, 저속건조기(40)를 구성하는 파지부(42), 구동부(44), 덕트부(48) 등이 나타난다. 파지부(32)(42)는 메쉬통(10)의 파지부(12)에 맞물리도록 덕트부(38)(48)의 단부에 형성된다. 파지부(32)(42)는 전자석을 이용하여 착탈을 단속하는 구성을 갖출 수 있다. 고속건조 방식은 세탁기와 비슷한 원리로 메쉬통(10)을 회전시킴으로써 충분한 물기를 제거하는 방식이다. 고속건조기(30)의 메쉬통(10)을 수직으로 지지하는 것이 장치의 단순화와 작업성 측면에서 유리하다. 반면 저속건조기(40)의 메쉬통(10)은 경사지게 지지하는 것이 건조효율을 높이는 측면에서 유리하다.
한편, 본 발명은 고속건조기(30)와 저속건조기(40)에서 동일한 메쉬통(10)을 사용하므로 장치의 단순화와 생력화에 일조한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 저속건조기(40)는 보조부(46)를 통하여 송풍과 동시에 이소프로필알콜의 분사를 단속하는 것을 특징으로 한다.
저속건조기(40)의 보조부(46)는 덕트부(48)의 상류측에 연결되어 메쉬통(10) 측으로 송풍과 더불어 이소프로필알콜을 분사한다. 송풍은 정화된 공기 또는 불활성 가스를 사용하고 풍량을 변동하는 방식이 좋다. 이소프로필렌알콜은 기상 또는 액상 포말의 중간 상태에서 가변적으로 부가한다. 이에 대상물 표면에 발생된 물기가 이소프로필렌알콜로 치환되면서 고른 증발을 촉진하므로 이물질 파티클에 의한 얼룩이 발생하지 않는다.
또한, 본 발명에 따르면 제어수단이 상기 세척기(20), 고속건조기(30), 저속건조기(40) 사이에서 메쉬통(10)의 이송과 건조을 조력하는 구조이다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 제어수단이 마이컴 제어기를 기반으로 하여 세척기(20), 고속건조기(30), 저속건조기(40) 등에 연결된 상태를 나타낸다. 이외에 제어기는 메쉬통(10)이 이송되는 위치를 검출하는 센서, 메쉬통(10)이 회전되는 속도를 검출하는 센서, 터치스크린 등에 연결된다. 이에 제어기는 본 발명의 세척건조 공정을 적어도 부분적으로 자동화할 수 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 이송부재(50)를 더 포함하고, 상기 이송부재(50)는 레일(51) 상에 설치된 이동블록(52)과 회전블록(53)에 작동아암(55)과 그리퍼(57)를 연결하여 메쉬통(10)의 다축운동을 유발하는 것을 특징으로 한다.
도 1에서, 이송부재(50)를 구성하는 레일(51), 이동블록(52), 회전블록(53), 작동아암(55), 그리퍼(57)가 나타난다. 레일(51)은 세척건조의 주요 공정 간에 설치된다. 이동블록(52)은 LM가이드 방식으로 레일(51) 상에서 직선운동을 수행한다. 회전블록(53)은 레일(51)과 이격되거나 이동블록(52) 상에서 회전운동을 수행한다. 작동아암(55)은 이동블록(52) 및 회전블록(53)에 설치되고 단부에 결합된 그리퍼(57)의 다축운동을 수행한다. 그리퍼(57)는 메쉬통(10)의 샤프트(13)를 긴밀하게 클램핑/언클램핑한다. 이에 따라, 최소한의 작업자만 투입하더라도 제어수단과 연계하여 메쉬통(10)의 로딩/언로딩을 신속하고 편리하게 진행할 수 있다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 메쉬통 11: 개폐부
12: 파지부 13: 샤프트
15: 보조망 20: 세척기
22: 수세분리부 24: 초음파세척부
26: 증류수세척부 30: 고속건조기
32: 파지부 34: 구동부
36: 송풍부 38: 덕트부
40: 저속건조기 42: 파지부
44: 구동부 46: 보조부
48: 덕트부 50: 이송부재
51: 레일 52: 이동블록
53: 회전블록 55: 작동아암
57: 그리퍼

Claims (7)

  1. 다수의 소형 부품의 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치에 있어서:
    상기 소형 부품을 수용한 메쉬통(10)에서 연마석을 분리하고 이물질을 제거하는 세척기(20);
    상기 세척기(20)를 거친 메쉬통(10)을 500rmp 이상으로 회전시키면서 송풍부(36)로 건조를 유발하는 고속건조기(30);
    상기 고속건조기(30)를 거친 메쉬통(10)을 100rpm 이하로 회전시면서 건조를 유발하는 저속건조기(40); 및
    상기 세척기(20), 고속건조기(30), 저속건조기(40) 사이에서 메쉬통(10)의 이송과 건조을 조력하는 제어수단;을 포함하되,
    상기 고속건조기(30)는 파지부(32)와 덕트부(38)로 메쉬통(10)을 수직으로 지지하고, 상기 저속건조기(40)는 파지부(42)와 덕트부(48)로 메쉬통(10)을 경사지게 지지하는 것을 특징으로 하는 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메쉬통(10)은 2분할로 개폐 가능한 8각형 구조로 형성되고 양단에 샤프트(13)를 구비하는 것을 특징으로 하는 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 메쉬통(10)은 소형 부품 간의 마찰을 경감하기 위한 보조망(15)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 세척기(20)는 수세분리부(22), 초음파세척부(24), 증류수세척부(26)를 인접하게 구비하는 것을 특징으로 하는 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 저속건조기(40)는 보조부(46)를 통하여 송풍과 동시에 이소프로필알콜의 분사를 단속하는 것을 특징으로 하는 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어수단은 이송부재(50)를 더 포함하고, 상기 이송부재(50)는 레일(51) 상에 설치된 이동블록(52)과 회전블록(53)에 작동아암(55)과 그리퍼(57)를 연결하여 메쉬통(10)의 다축운동을 유발하는 것을 특징으로 하는 바렐연마에 연계되는 세척건조 장치.
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