KR102404676B1 - 이차전지용 전극판 로딩장치 - Google Patents

이차전지용 전극판 로딩장치 Download PDF

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Abstract

개시되는 이차전지용 전극판 로딩장치는, 흡착 플레이트; 얼라인 테이블에서 정렬된 전극판을 흡착하고, 흡착한 상기 전극판을 스택 테이블에 고정된 분리막에 내려놓을 수 있게 상기 흡착 플레이트를 승강 작동시키는 승강수단; 및 상기 흡착 플레이트와 상기 승강수단을 상기 얼라인 테이블과 상기 얼라인 테이블 측으로 45도 회전된 상기 스택 테이블 사이에서 선회 이동시키는 회전수단;을 포함하되, 상기 승강수단은, 선회 플레이트의 타측면 상부 측에 고정 설치되는 승강 서보모터; 및 상기 선회 플레이트의 일측면 상에 설치되며, 상기 승강 서보모터의 회전력을 직선 왕복운동으로 변환시켜 상기 흡착 플레이트를 승강 작동시키는 캠 구동부;를 포함한다.

Description

이차전지용 전극판 로딩장치{LOADING DEVICE FOR ELECTRODE PLATE FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명(Disclosure)은, 이차전지용 전극판 로딩장치에 관한 것으로, 상세하게는 얼라인 테이블에 정렬된 전극판을 스택 테이블에서 지그재그 형태로 접히는 분리막 사이로 공급할 수 있게 하는 이차전지용 전극판 로딩장치에 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).
일반적으로, 화학전지는 1회 방전 용도로만 쓰이는 1차 전지와, 반복적인 충방전을 통해 재사용이 가능한 2차 전지로 구분된다. 2차 전지는 전술한 반복적인 충방전으로 인해 산업 전반에 걸쳐 다양한 기술분야에 적용되고 있다.
2차 전지는 누구나 알 수 있듯이 양극판, 분리막, 음극판이 순차적으로 적층되어 전해질 용액에 담가진 형태로 이루어진다. 그리고 2차 전지의 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 크게 두 가지로 분류된다.
즉, 소형 2차 전지의 경우 음극판 및 양극판을 분리막 상에 배치하고 이를 말아서(winding) 젤리-롤(jelly-roll) 형태로 제작하는 방식이 많이 사용되며, 보다 많은 전기 용량을 가지는 중대형 2차 전지의 경우에는 음극판, 양극판 및 분리막을 적절한 순서로 적층(stacking) 제작하는 방식이 많이 사용되고 있다.
또한, 적층식으로 2차 전지 내부 셀 스택을 제작하는 방식은 여러 가지가 있으나, 그 중 Z-스택킹(Z-stacking) 방식에는 분리막이 지그재그로 접힌 형태로 이루어지며, 지그재그로 접히는 분리막 사이에 음극판 및 양극판이 교번으로 삽입된 형태로 적층된다.
이러한 Z-스택킹(Z-stacking) 형태로 셀 스택을 제조하는 장치의 대표적인 예로는, 본 출원인에 의해 특허 출원되어 특허 등록된 '한국등록특허공보 제10-2120403호(이차전지용 셀 스택 제조장치)'를 들 수 있으며, '한국등록특허공보 제10-2120403호'에서는 좌우로 45도 회전하는 스택 테이블에 의해 분리막이 지그재그 형태로 접히게 되고, 지그재그 형태로 접히는 분리막 사이에는 전극판 로딩장치에 의해 음극판 및 양극판이 교번으로 삽입되어 셀 스택이 제조되게 한다.
여기서, 종래 전극판 로딩장치는 정렬 테이블에 정렬된 전극판을 픽업하고 픽업한 전극판을 분리막에 내려 놓을 수 있도록 승강 작동하며, 또한 종래 전극판 로딩장치는 픽업한 전극판이 스택 테이블에 의해 좌측 또는 우측으로 45도 회전된 분리막과 마주하도록 회전시킨다.
그러나 종래 전극판 로딩장치의 승강 작동은 통상의 직교 좌표 로봇에 의해 이루어지기 때문에 볼 스크류 샤프트의 지지 스팬(span)을 고려해야 하며, 이에 의해 전극판 로딩장치의 설계 자유도에 영향을 주는 문제점이 있었다.
또한, 최근 스택 테이블의 좌우 회전을 고속화하여 셀 스택 제조에 따른 생산성 향상을 도모하고 있으나, 종래 전극판 로딩장치의 직교 좌표 로봇은 이러한 스택 테이블에 부응하지 못하는 문제점이 있었다.
즉, 직교 좌표 로봇의 직선 운동속도를 높이는 방법은, 볼 스크류 샤프트의 리드(lead) 간격을 넓히거나 볼 스크류 샤프트의 지름을 키우는 방법들이 있는데, 볼 스크류 샤프트의 리드(lead) 간격을 넓히게 되면 정밀한 위치제어가 어렵고, 볼 스크류 샤프트의 지름을 키우면 무게, 비용 등이 동반 상승하게 될 뿐만 아니라 회전수가 제한되는 문제점이 있었다.
또한, 직교 좌표 로봇의 직선 운동속도를 높이는 또 다른 방법은, 서보 모터(servo motor)에서 발생하는 회전 토크(torque)를 높이는 방법이 있으나 이는 볼 스크류 샤프트의 위험속도(critical speed)를 고려해야만 하는 문제점이 있었다.
게다가, 종래 전극판 로딩장치는 스택 테이블과 마찬가지로 연속적으로 좌우로 45도 회전하는데, 이때 회전 후 정지하였을 때 떨림 및 진동이 발생하기 때문에 전극판 픽업 위치 및 전극판을 내려 놓는 위치가 상이한 또 다른 문제점이 있었다.
한국등록특허공보 제10-2192737호. 한국등록특허공보 제10-2120799호. 한국등록특허공보 제10-2253764호.
본 발명(Disclosure)은, 설계 자유도 및 직선 운동속도를 높일 수 있게 하는 이차전지용 전극판 로딩장치의 제공을 일 목적으로 한다.
본 발명(Disclosure)은, 회전 후 정지 시 떨림 및 진동을 방지할 수 있게 하는 전극판 로딩장치의 제공을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
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 이차전지용 전극판 로딩장치는, 흡착 플레이트; 얼라인 테이블에서 정렬된 전극판을 흡착하고, 흡착한 상기 전극판을 스택 테이블에 고정된 분리막에 내려놓을 수 있게 상기 흡착 플레이트를 승강 작동시키는 승강수단; 및 상기 흡착 플레이트와 상기 승강수단을 상기 얼라인 테이블과 상기 얼라인 테이블 측으로 45도 회전된 상기 스택 테이블 사이에서 선회 이동시키는 회전수단;을 포함하되, 상기 승강수단은, 선회 플레이트의 타측면 상부 측에 고정 설치되는 승강 서보모터; 및 상기 선회 플레이트의 일측면 상에 설치되며, 상기 승강 서보모터의 회전력을 직선 왕복운동으로 변환시켜 상기 흡착 플레이트를 승강 작동시키는 캠 구동부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치에서, 상기 캠 구동부는, 상기 승강 서보모터로부터 구동력을 전달 받아 회전하는 캠 플레이트; 상기 캠 플레이트로부터 구동력을 전달 받아 상기 선회 플레이트의 수직한 길이 방향을 따라 직선 왕복운동하는 슬라이더; 및 상기 캠 플레이트와 상기 슬라이더를 연결하는 링크부재;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치에서, 상기 캠 플레이트는 회전 중심부가 상기 선회 플레이트의 일측면 측으로 관통 연장된 상기 승강 서보모터의 회전축에 연결되게 설치되고, 상기 캠 플레이트의 일측면 상에는 상기 캠 플레이트의 회전 중심부에서 어긋나게 돌출로드가 형성되며, 상기 슬라이더는 상기 선회 플레이트의 일측면 하부 측에 설치되는 레일에 슬라이딩 가능하게 탑재되되, 상기 슬라이더에는 승강 브라켓을 매개로 상기 흡착 플레이트가 설치되고, 상기 링크부재는 일단 측이 상기 돌출로드에 선회 가능하게 연결되며, 상기 링크부재의 타단 측은 선회핀를 매개로 상기 승강 브라켓에 선회 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치에서, 상기 승강 브라켓은, 상기 슬라이더의 일측면 상에 연결되는 수직부; 및 상기 수직부의 하부에 일체로 형성되며, 상기 흡착 플레이트의 상부면 상에 연결되는 수평부;를 포함하되, 상기 링크부재의 타단은 상기 선회핀을 매개로 상기 수직부의 상부 측에 선회가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치에서, 상기 회전수단은, 상기 흡착 플레이트와 상기 승강수단을 선회 이동시키는 회전 서보모터; 및 상기 회전 서보모터의 회전축에 설치되어 상기 회전 서보모터의 상기 회전축을 따라 회전하는 스토퍼 부재와, 상기 스택 테이블 및 상기 얼라인 테이블 측으로 회전 후 정지하는 상기 스토퍼 부재를 파지하는 클램핑 실린더를 가지는 클램핑부; 포함하되, 상기 회전 서보모터는 상기 선회 플레이트의 타측면 측에 이격 설치되고, 상기 회전 서보모터의 상기 회전축은 상기 선회 플레이트의 타측면 상에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치에서, 상기 스토퍼 부재는, 상기 선회 플레이트와 상기 회전 서보모터 사이로 노출된 상기 회전 서보모터의 상기 회전축에 고정 설치되는 스토퍼 헤드; 상기 스토퍼 헤드의 방사상 하부 측에 45도의 사이각을 형성하며 돌출 형성되는 제 1 및 제 2 스토퍼 암; 및 상기 제 1 및 제 2 스토퍼 암의 연장단에 회전 가능하게 설치되는 제 1 및 제 2 캠 팔로워를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 관점(aspect)에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치에서, 상기 클램핑 실린더는 상기 스토퍼 부재와 마주하도록 상기 회전 서보모터가 고정 설치된 프레임 상에 고정 설치되고, 상기 클램핑 실린더는 상기 스토퍼 부재 측으로 실린더 로드를 신장시키되 상기 실린더 로드의 연장단에는 클램핑 블록이 장착되며,상기 클램핑 블록에는 상기 제 1 또는 제 2 캠 팔러워가 삽입되는 클램핑 홈이 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 흡착 플레이트가 캠 구동부에 의해 승강 작동하기 때문에 종래에 비하여 설계 자유도가 높을 뿐만 아니라 흡착 플레이트의 승강 작동의 고속화로 셀 스택 제조에 따른 생산성 향상을 도모할 수 있게 하는 효과를 제공할 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 스택 테이블 및 얼라인 테이블 측으로 회전 후 정지하는 회전 서보모터의 회전축을 클램핑부가 파지하기 때문에 고속으로 회전하는 회전 서보모터의 회전축의 떨림 및 진동을 미연에 방지할 수 있으며, 이로 인해 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치의 신뢰도를 높일 수 있게 하는 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 이차전지용 전극판 로딩장치를 측면에서 바라 본 도면.
도 3은 2에 도시된 클램핑부를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치의 작동상태를 개략적으로 나타낸 도면.
이하, 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치를 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.
본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)는 이차전지용 셀 스택 제조장치(도시되지 않음)와 이차전지용 셀 스택 제조장치의 좌측 및 우측에 설치되는 얼라인 테이블(T1, T2; 도 4 내지 도 6 참조) 사이에 설치된다.
즉, 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)는 이차전지용 셀 스택 제조장치의 좌측 및 우측에 설치되어 얼라인 테이블(T1, T2)에 정렬된 전극판(N, P)을 이차전지용 셀 스택 제조장치의 스택 테이블(T3; 도 4 내지 도 6 참조)에 고정되는 분리막(S; 도 4 내지 도 6 참조)에 로딩(loading) 시킨다.
여기서, 이차전지용 셀 스택 제조장치는 '발명의 배경이 되는 기술'에 언급한 '한국등록특허공보 제10-2120403호'에 개시된 '이차전지용 셀 스택 제조장치'이다.
그리고 스택 테이블(T3)은 '한국등록특허공보 제10-2120403호'에 개시된 바와 같이 상부 측에서 안내되는 분리막(S)을 지그재그 형태로 접기 위해 연속하여 좌측 및 우측으로 45도 회전하는데, 이에 의해 스택 테이블(T3)에 고정되는 분리막(S)은 스택 테이블(T3)에 의해 좌측 및 우측에 설치된 얼라인 테이블(T1, T2) 측으로 45도 경사지게 인도되며, 스택 테이프(T3)에 의해 좌측 및 우측으로 45도 경사지게 인도된 분리막(S)에는 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)들에 의해 전극판(N, P)이 로딩(loading)된다.
여기서, 전극판(N, P)은 이차전지의 내부 셀 스택을 구성하는 음극판(N) 또는 양극판(P)일 수 있다.
일례로, 스택 테이블(T3)이 좌측으로 회전해 분리막(S)을 좌측 방향으로 45도 경사지게 인도하면 스택 테이블(T3)의 좌측에 설치된 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)는 얼라인 테이블(T1)에 정렬된 음극판(N)을 분리막(S)에 로딩시킨다(도 4 및 도 5 참조).
그리고 스택 테이블(T3)이 우측으로 회전하면 분리막(S)은 로딩된 음극판(N)을 덮으며 우측 방향으로 45도 경사지게 인도되는데, 이때 스택 테이블(T3)의 우측에 설치된 또 다른 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)는 얼라인 테이블(T2)에 정렬된 양극판(P)을 분리막(S)에 로딩시킨다(도 6 참조).
이와 같은 방법에 의해 분리막(S)은 지그재그 형상으로 접히게 되고, 지그재그 형상으로 접힌 분리막(S) 사이에는 음극판(N)과 양극판(P)이 교번으로 적층된다.
하기에는 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치에 대해 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)는 흡착 플레이트(110)와, 얼라인 테이블(T1, T2)에서 정렬된 전극판(N, P)을 흡착하고 흡착한 전극판(N, P)을 스택 테이블(T3)에 고정된 분리막(S)에 내려놓을 수 있게 흡착 플레이트(110)를 승강 작동시키는 승강수단(120)과, 흡착 플레이트(110)와 함께 승강수단(120)을 얼라인 테이블(T1, T2)과 얼라인 테이블(T1, T2) 측으로 45도 회전된 스택 테이블(T3) 사이에서 선회 이동시키는 회전수단(150)을 포함한다.
먼저, 흡착 플레이트(110)는 도시된 바와 같이 소정의 폭 및 길이를 가지는 수평한 평판 형상으로 제공되되, 흡착 플레이트(110)에는 흡착되는 전극판(N, P)의 사이즈(size)에 대응되게 흡착공(도시되지 않음)이 형성된다.
이렇게 형성된 흡착 플레이트(110)는 누구나 알 수 있듯이 통상의 진공설비(도시되지 않음)에서 연장되는 진공라인(vacuum line; 도시되지 않음)과 연결되는데, 흡착 플레이트(110)의 흡착면이 얼라인 테이블(T1, T2)에 정렬된 전극판(N, P)의 표면에 접촉한 상태 하에서 진공라인을 통해 진공압이 인가되면 전극판(N, P)을 진공 흡착하고, 진공압이 소실되면 진공 흡착한 전극판(N, P)을 내려놓는다.
바람직하게는, 흡착 플레이트(110)로 인가되는 진공압은 한 장의 전극판(N, P)을 흡착할 수 있는 저진공압이 인가될 수 있으며, 전극판(N, P)의 표면과 접촉하는 흡착 플레이트(110)의 흡착면에는 통상의 대전방지제 등이 코팅될 수 있다.
여기서, 흡착 플레이트(110)의 세부 구성, 흡착 플레이트(110)와 진공설비에서 연장되는 진공라인(vacuum line)과의 연결 관계는 당업계에서는 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
승강수단(120)은 승강 서보모터(124)와, 승강 서보모터(124)의 회전력을 직선 왕복운동으로 변환시켜 흡착 플레이트(110)를 승강 작동시키는 캠 구동부(128)를 포함한다.
승강 서보모터(124)는 도시된 바와 같이 대략 수직하게 연장된 선회 플레이트(122)의 타측면 상부 측에 고정 설치된다. 이때 승강 서보모터(124)의 회전축(126)은 선회 플레이트(122)를 관통해 선회 플레이트(122)의 일측면 측으로 연장된다.
캠 구동부(128)는 선회 플레이트(122)의 일측면 상에 설치되어 승강 서보모터(124)의 구동력을 흡착 플레이트(110)에 전달한다.
캠 구동부(128)는 승강 서보모터(124)로부터 구동력을 전달 받아 회전하는 캠 플레이트(130)와, 캠 플레이트(130)로부터 구동력을 전달 받아 선회 플레이트(122)의 길이 방향을 따라 직선 왕복운동하는 슬라이더(134)를 포함한다.
캠 플레이트(130)는 도시된 바와 같이 수직한 원판 형상으로 제공되며, 회전 중심부가 선회 플레이트(122)의 일측면 측으로 관통 연장된 승강 서보모터(124)의 회전축(126)에 연결되게 설치된다.
그리고 캠 플레이트(130)의 일측면 측, 다시 말해 흡착 플레이트(110)와 마주하는 측면 상에는 캠 플레이트(130)의 회전 중심부에서 어긋나게(편심) 돌출로드(132)가 형성된다.
슬라이더(134)는 캠 플레이트(130)의 하부 측에서 설치되되, 전술한 바와 같이 선회 플레이트(122)의 길이 방향을 따라 직선 왕복운동 가능하게 설치된다.
이를 위해서, 선회 플레이트(122)의 일측면 하부 측에는 선회 플레이트(122)의 길이 방향을 따라 연장된 레일(135)이 설치되고, 레일(134)에는 슬라이더(134)가 슬라이딩 가능하게 탑재된다.
이때, 슬라이더(134)에는 승강 브라켓(136)을 매개로 흡착 플레이트(110)가 연결되는데, 승강 브라켓(136)은 도시된 바와 같이 흡착 플레이트(110)에 마주하는 슬라이더(134)의 일측면 상에 연결되는 수직부(138)와, 수직부(138)의 하부에 일체로 형성되며 흡착 플레이트(110)의 상부면 상에 연결되는 수평부(140)를 포함한다.
그리고 상하로 이격 설치되는 슬라이더(134)와 캠 플레이트(130)는 링크부재(142)를 매개로 서로 연결된다. 링크부재(136)는 도시된 바와 같이 일단 측이 캠 플레이트(130)의 돌출로드(132)에 선회 가능하게 연결되며, 링크부재(142)의 타단 측은 선회핀(144)를 매개로 승강 브라켓(136)의 수직부(138) 상부 측에 선회 가능하게 연결된다.
즉, 승강 서보모터(124)의 작동에 의해 캠 플레이트(130)가 회전하면서 돌출로드(132)를 하사점 측에서 상사점 측으로 이동시키면 링크부재(142)는 돌출로드(132)를 따라 상승하고, 이에 의해 슬라이더(134) 및 흡착 플레이트(110)는 링크부재(142)를 따라 상승하게 된다.
반대로, 승강 서보모터(124)의 작동에 의해 캠 플레이트(130)가 회전하면서 돌출로드(132)를 상사점 측에서 하사점 측으로 이동시키면 링크부재(142)는 돌출로드(132)를 따라 하강하며, 이에 의해 슬라이더(134) 및 흡착 플레이트(110)는 링크부재(142)를 따라 하강하게 된다.
이렇게 형성된 승강수단(120)은 얼라인 테이블(T1, T2)에 정렬된 전극판(N, P) 흡착 시 흡착 플레이트(110)가 전극판(N, P)의 표면에 접촉해 전극판(N, P)을 흡착할 수 있도록 캠 구동부(128)를 작동시켜 흡착 플레이트(110)를 하강시키고, 흡착 플레이트(110)가 전극판(N, P)을 흡착하면 캠 구동부(128)를 작동시켜 전극판(N, P)을 흡착한 흡착 플레이트(110)를 상승시킨다.
또한, 승강수단(120)은 흡착한 전극판(N, P)을 분리막(S)에 내려놓을 수 있도록 캠 구동부(128)를 작동시켜 흡착 플레이트(110)를 스택 테이블(T3)에 고정된 분리막(S) 측으로 하강시키고, 흡착 플레이트(110)가 전극판(N, P)을 분리막(S)에 내려놓으면 캠 구동부(128)를 작동시켜 흡착 플레이트(110)를 상승시킨다.
회전수단(150)은 흡착 플레이트(110)와 함께 승강수단(120)을 선회 이동시키는 회전 서보모터(152)를 포함한다.
회전 서보모터(152)는 승강 서보모터(124)에 간섭되지 않게 도시된 바와 같이 선회 플레이트(122)의 타측면 측에 이격 설치되며, 회전 서보모터(152)의 회전축(154)은 선회 플레이트(122)의 타측면 상에 연결된다.
바람직하게는, 회전 서보모터(152)는 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)가 설치되는 셀 스택 제조장비(도시되지 않음)의 프레임(155)에 고정 설치된다.
이렇게 설치된 회전 서보모터(152)는 승강수단(120)의 작동에 의해 흡착 플레이트(110)가 얼라인 테이블(T1, T2)에서 정렬된 전극판(N, P)을 흡착하면 흡착한 전극판(N, P)이 스택 테이블(T3)을 따라 얼라인 테이블(T1, T2) 측으로 45도 경사지게 인도된 분리막(S)과 마주하도록 흡착 플레이트(110)와 함께 승강수단(120)을 스택 테이블(T3) 측으로 45도 회전시킨다.
또한, 회전 서보모터(152)는 승강수단(120)의 작동에 의해 흡착 플레이트(110)가 스택 테이블(T3)에 고정된 분리막(S)에 전극판(N, P)을 내려놓으면 흡착 플레이트(110)의 흡착면이 얼라인 테이블(T1, T2)에서 정렬된 전극판(N, P)과 마주하도록 흡착 플레이트(110)와 함께 승강수단(120)을 얼라인 테이블(T1, T2) 측으로 복귀, 즉 45도 회전시킨다.
한편, 회전수단(150)은 스택 테이블(T3) 및 얼라인 테이블(T1, T2) 측으로 회전 후 정지하는 회전 서보모터(152)의 회전축(154)을 파지해 회전 서보모터(152)의 회전축(154)의 떨림 및 진동을 방지하는 클램핑부(156)를 더 포함한다.
클램핑부(156)는 회전 서보모터(152)의 회전축(154)과 같이 회전하는 스토퍼 부재(158) 및 스토퍼 부재(158)를 파지하는 클램핑 실린더(166)를 포함한다.
스토퍼 부재(158)는 선회 플레이트(122)와 회전 서보모터(152) 사이로 노출된 회전 서보모터(152)의 회전축(154)에 고정 설치되는 스토퍼 헤드(160)를 포함하는데, 이때, 스토퍼 헤드(160)의 방사상 하부 측에는 45도의 사이각을 형성하는 제 1 및 제 2 스토퍼 암(162a, 162b)들이 일체로 돌출 형성되며, 제 1 및 제 2 스토퍼 암(162a, 162b)의 연장단에는 각각 롤러 형상의 제 1 및 제 2 캠 팔로워(164a, 164b)가 회전 가능하게 설치된다.
클램핑 실린더(166)는 스토퍼 부재(158)와 마주하도록 회전 서보모터(152)가 고정 설치된 프레임(155) 상에 고정 설치된다.
이때, 클램핑 실린더(166)는 스토퍼 부재(158) 측으로 실린더 로드(168)를 신장시키는데, 실린더 로드(168)의 연장단에는 클램핑 블록(170)이 장착되며, 클램핑 블록(170)에는 제 1 또는 제 2 캠 팔러워(164a, 164b)가 삽입되는 클램핑 홈(172)이 형성된다.
일례로, 회전 서보모터(152)가 흡착 플레이트(110)와 함께 승강수단(120)을 스택 테이블(T3) 측으로 45도 회전시키면 회전 서보모터(152)의 회전축(154)을 따라 스토퍼 부재(158)도 스택 테이블(T3) 측으로 회전된다. 이때 스토퍼 부재(158)의 제 1 스토퍼 암(162a) 및 제 1 캠 팔로워(164a)는 클램핑 실린더(166)의 상부 측으로 선회 이동되고, 이와 동시에 클램핑 실린더(166)는 실린더 로드(168)를 스토퍼 부재(160) 측으로 신장시키는데, 제 1 캠 팔로워(164a)는 클램핑 홈(172)에 삽입되어 파지된다.
그리고 흡착 플레이트(110)와 함께 승강수단(120)을 얼라인 테이블(T1, T2) 측으로 회전 시 클램핑 실린더(166)는 실린더 로드(168)를 복귀시키는데, 이때 제 1 캠 팔로워(164a)는 클램핑 홈(172)에서 이탈되고, 스토퍼 부재(158)는 회전 서보모터(152)의 회전축(154)을 따라 회전되게 한다.
또한, 회전 서보모터(152)가 흡착 플레이트(110)와 함께 승강수단(120)을 얼라인 테이블(T1, T2) 측으로 45도 회전시키면 회전 서보모터(152)의 회전축(154)을 따라 스토퍼 부재(158)도 얼라인 테이블(T1, T2) 측으로 회전된다. 이때 스토퍼 부재(158)의 제 2 스토퍼 암(162b) 및 제 2 캠 팔로워(164b)는 클램핑 실린더(166)의 상부 측으로 선회 이동되며, 이와 동시에 클램핑 실린더(166)는 실린더 로드(168)를 스토퍼 부재(158) 측으로 신장시키는데, 제 2 캠 팔로워(164b)는 클램핑 홈(172)에 삽입되어 파지된다.
그리고 흡착 플레이트(110)와 함께 승강수단(120)을 스택 테이블(T3) 측으로 회전 시 클램핑 실린더(166)는 실린더 로드(168)를 복귀시키는데, 이때 제 2 캠 팔로워(164b)는 클림핑 홈(172)에서 이탈되고, 스토퍼 부재(158)는 회전 서보모터(152)의 회전축(154)을 따라 회전되게 한다.
이렇게 클램핑부(156)가 회전 후 정지하는 회전 서보모터(152)의 회전축(154)을 파지함으로서, 회전 서보모터(152)의 회전축(154)의 떨림 및 진동을 방지할 수 있게 한다.
바람직하게는, 클램핑 홈(172)는 도시된 바와 같이 대략 "V"자 형상으로 형성될 수 있다.
이와 같이 형성된 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)는 흡착 플레이트(110)가 캠 구동부(128)에 의해 승강 작동하기 때문에 종래에 비하여 설계 자유도가 높을 뿐만 아니라 흡착 플레이트(110)의 승강 작동의 고속화로 셀 스택 제조에 따른 생산성 형상을 도모할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)는 스택 테이블(T3) 및 얼라인 테이블(T1, T2) 측으로 회전 후 정지하는 회전 서보모터(152)의 회전축(154)을 클램핑부(156)가 파지할 수 있기 때문에 고속으로 회전하는 회전 서보모터(152)의 회전축(154)의 떨림 및 진동을 미연에 방지할 수 있으며, 이로 인해 본 발명에 따른 이차전지용 전극판 로딩장치(100)의 신뢰도를 높일 수 있게 하는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Claims (7)

  1. 흡착 플레이트;
    얼라인 테이블에서 정렬된 전극판을 흡착하고, 흡착한 상기 전극판을 스택 테이블에 고정된 분리막에 내려놓을 수 있게 상기 흡착 플레이트를 승강 작동시키는 승강수단; 및
    상기 흡착 플레이트와 상기 승강수단을 상기 얼라인 테이블과 상기 얼라인 테이블 측으로 45도 회전된 상기 스택 테이블 사이에서 선회 이동시키는 회전수단;을 포함하되,
    상기 승강수단은,
    선회 플레이트의 타측면 상부 측에 고정 설치되는 승강 서보모터; 및
    상기 선회 플레이트의 일측면 상에 설치되며, 상기 승강 서보모터의 회전력을 직선 왕복운동으로 변환시켜 상기 흡착 플레이트를 승강 작동시키는 캠 구동부;를 포함하고,
    상기 캠 구동부는,
    상기 승강 서보모터로부터 구동력을 전달 받아 회전하는 캠 플레이트;
    상기 캠 플레이트로부터 구동력을 전달 받아 상기 선회 플레이트의 수직한 길이 방향을 따라 직선 왕복운동하는 슬라이더; 및
    상기 캠 플레이트와 상기 슬라이더를 연결하는 링크부재;를 포함하되,
    상기 캠 플레이트는 회전 중심부가 상기 선회 플레이트의 일측면 측으로 관통 연장된 상기 승강 서보모터의 회전축에 연결되게 설치되고, 상기 캠 플레이트의 일측면 상에는 상기 캠 플레이트의 회전 중심부에서 어긋나게 돌출로드가 형성되며,
    상기 슬라이더는 상기 선회 플레이트의 일측면 하부 측에 설치되는 레일에 슬라이딩 가능하게 탑재되되, 상기 슬라이더에는 승강 브라켓을 매개로 상기 흡착 플레이트가 설치되고,
    상기 링크부재는 일단 측이 상기 돌출로드에 선회 가능하게 연결되며, 상기 링크부재의 타단 측은 선회핀를 매개로 상기 승강 브라켓에 선회 가능하게 연결되는 이차전지용 전극판 로딩장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 승강 브라켓은,
    상기 슬라이더의 일측면 상에 연결되는 수직부; 및
    상기 수직부의 하부에 일체로 형성되며, 상기 흡착 플레이트의 상부면 상에 연결되는 수평부;를 포함하되,
    상기 링크부재의 타단은 상기 선회핀을 매개로 상기 수직부의 상부 측에 선회가능하게 연결되는 이차전지용 전극판 로딩장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전수단은,
    상기 흡착 플레이트와 상기 승강수단을 선회 이동시키는 회전 서보모터; 및
    상기 회전 서보모터의 회전축에 설치되어 상기 회전 서보모터의 상기 회전축을 따라 회전하는 스토퍼 부재와, 상기 스택 테이블 및 상기 얼라인 테이블 측으로 회전 후 정지하는 상기 스토퍼 부재를 파지하는 클램핑 실린더를 가지는 클램핑부; 포함하되,
    상기 회전 서보모터는 상기 선회 플레이트의 타측면 측에 이격 설치되고, 상기 회전 서보모터의 상기 회전축은 상기 선회 플레이트의 타측면 상에 연결되는 이차전지용 전극판 로딩장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 스토퍼 부재는,
    상기 선회 플레이트와 상기 회전 서보모터 사이로 노출된 상기 회전 서보모터의 상기 회전축에 고정 설치되는 스토퍼 헤드;
    상기 스토퍼 헤드의 방사상 하부 측에 45도의 사이각을 형성하며 돌출 형성되는 제 1 및 제 2 스토퍼 암; 및
    상기 제 1 및 제 2 스토퍼 암의 연장단에 회전 가능하게 설치되는 제 1 및 제 2 캠 팔로워를 포함하는 이차전지용 전극판 로딩장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 클램핑 실린더는 상기 스토퍼 부재와 마주하도록 상기 회전 서보모터가 고정 설치된 프레임 상에 고정 설치되고,
    상기 클램핑 실린더는 상기 스토퍼 부재 측으로 실린더 로드를 신장시키되 상기 실린더 로드의 연장단에는 클램핑 블록이 장착되며, 상기 클램핑 블록에는 상기 제 1 또는 제 2 캠 팔러워가 삽입되는 클램핑 홈이 형성되는 이차전지용 전극판 로딩장치.


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