KR102433872B1 - 차량용 배터리의 엔드플레이트 제조를 위한 마스킹 설비 - Google Patents

차량용 배터리의 엔드플레이트 제조를 위한 마스킹 설비 Download PDF

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최해태
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신세길
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Abstract

본 발명에 따르면 차량용 배터리의 엔드플레이트 제조에 있어서 엔드플레이트의 용접리브를 마스킹 처리하기 위한 것으로, 엔드플레이트가 이송되는 이송부; 및 용접리브에 마스킹테잎을 부착하는 마스킹부;를 포함하는 마스킹 설비가 제공된다. 본 발명은 엔드플레이트의 용접리브에 마스킹테잎을 부착해 용접리브에 도료가 묻는 것을 방지하고, 이후의 작업 공정에서 도료로 인한 용접 품질의 저하를 방지한다.

Description

차량용 배터리의 엔드플레이트 제조를 위한 마스킹 설비 {MASKING EQUIPMENT FOR MANUFACTURING END PLATE OF VEHICLE BATTERY}
본 발명은 차량용 배터리의 구성부품 중 하나인 엔드플레이트의 제조를 위한 마스킹 설비에 관한 것이다.
차량용 배터리는 복수의 배터리 셀을 내장하고 있는 배터리 모듈을 포함하고, 이러한 배터리 모듈이 복수개 모여 배터리 팩을 구성하고 있다. 일반적으로 배터리 모듈은 배터리 셀을 내부에 수용하는 케이스와, 케이스의 단부를 폐쇄하는 엔드플레이트(end plate)를 구비할 수 있다. 케이스나 엔드플레이트는 방열이나 구조적 강도를 고려해 알루미늄 등으로 제작될 수 있고, 레이저 용접을 통해 상호 접합되어 배터리 셀이 배치될 수 있는 소정의 공간을 형성하게 된다.
배터리 셀의 배치를 위한 케이스나 엔드플레이트는 종래 다양하게 공지된 바 있다. 일 예로 등록특허 제10-2305105호는 합성수지재를 기반으로 하는 "전기자동차용 배터리 모듈의 엔드 플레이트"를 개시하고 있고, 등록특허 제10-1097222호는 전지의 팽창에 의한 변형을 억제할 수 있는 "엔드플레이트의 구조가 개선된 배터리모듈"을 개시하고 있다. 또한 등록특허 제10-1841801호는 "엔드 플레이트를 결합시키는 부싱을 포함한 배터리 팩"에 대해 개시하고 있다.
등록특허 제10-2305105호(2021.09.16. 등록) 등록특허 제10-1097222호(2011.12.15. 등록) 등록특허 제10-1841801호(2018.03.19. 등록)
본 발명의 실시예들은 차량용 배터리의 구성부품 중 하나인 엔드플레이트의 제조를 위한 마스킹 설비를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예들은 마스킹 공정을 부가해 도료로 인한 용접 품질의 저하를 방지하면서도, 작업효율 및 생산성을 유지할 수 있는 마스킹 설비를 제공하고자 한다.
다만 본 발명의 실시예들이 이루고자 하는 기술적 과제들은 반드시 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 차량용 배터리의 엔드플레이트 제조에 있어서 상기 엔드플레이트의 용접리브를 마스킹 처리하기 위한 것으로, 상기 엔드플레이트가 이송되는 이송부; 및 상기 용접리브에 마스킹테잎을 부착하는 마스킹부;를 포함하는 마스킹 설비가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 마스킹 설비는 도장 공정에 앞서 엔드플레이트의 용접리브에 마스킹테잎을 부착함으로써 용접리브에 도료가 묻는 것을 방지할 수 있고, 이후의 작업 공정에서 도료로 인한 용접 품질의 저하를 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 마스킹 설비는 마스킹테잎의 부착에 필요한 일련의 작업과정을 자동화 구현함으로써 마스킹테잎의 부착에도 불구하고 작업효율이나 생산성이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.
다만 본 발명의 실시예들을 통해 얻을 수 있는 기술적 효과들은 반드시 상기에서 언급한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 효과들은 상세한 설명 등 명세서의 다른 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 차량용 배터리에 사용되는 엔드플레이트의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 설비의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 마스킹 설비의 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 적재부 및 투입부의 확대도이다.
도 5는 도 4에 도시된 적재부 및 투입부의 평면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 이송부 및 마스킹부의 확대도이다.
도 7은 도 6에 도시된 마스킹부의 확대도이다.
도 8은 도 7에 도시된 마스킹부의 정면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 마스킹부의 작동도이다.
도 10은 도 2에 도시된 제1, 2스토퍼부 및 가압부의 확대도이다.
도 11은 도 2에 도시된 배출부의 확대도이다.
이하 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조해 설명한다. 이하의 실시예들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공될 수 있다. 다만 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이고 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 발명의 기술적 요지를 불분명하게 하거나 공지된 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 차량용 배터리에 사용되는 엔드플레이트의 일 예를 도시한 도면이다.
차량용 배터리는 복수의 배터리 셀이 모여 배터리 모듈을 형성하고, 복수의 배터리 모듈이 모여 배터리 팩을 형성할 수 있다. 엔드플레이트(10)는 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 구성하는데 있어 복수의 배터리 셀을 적절히 고정하기 위해 사용될 수 있다. 일반적인 경우 엔드플레이트(10)는 복수의 배터리 셀이 집적된 배터리 모듈의 최외측 고정 또는 지지 구조를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 가공 중인 엔드플레이트(10)의 일 예를 도시하고 있다. 엔드플레이트(10)는 대략 직사각형 형상을 가질 수 있고, 전면 및 후면에는 소정의 양각 또는 음각 형상이 구비될 수 있다. 엔드플레이트(10)의 외측 테두리 부위에는 다른 구성부품과의 결합 등을 위한 복수의 결합홀이 배치될 수 있다. 이와 같은 엔드플레이트(10)는 이후 도장 공정과 열처리 공정을 거치고, 일면에 사출물이 조립된 후, 사출물과 열융착되어 완성품으로 제작될 수 있다.
한편 엔드플레이트(10)에는 용접리브(11)가 구비될 수 있다. 예시된 바에 따르면, 용접리브(11)는 엔드플레이트(10)의 좌우 측면 부위에 작은 돌기 형상으로 돌출 형성되어 있다. 다만 용접리브(11)의 형상이나 위치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 용접리브(11)는 이후의 조립과정에서 엔드플레이트(10)를 다른 구성부품과 용접 결합시키기 위해 사용될 수 있다. 여기서 용접리브(11)의 표면에 존재하는 도료는 용접 품질을 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다. 즉, 도장 공정에서 용접리브(11)에도 도료가 입혀지게 되면, 용접리브(11)에 잔존하는 도료로 인해 이후 엔드플레이트(10)의 조립(용접) 품질이 저하될 수 있는 것이다.
상기와 같은 이유로 도장 공정 이전에 용접리브(11)에 마스킹테잎(20)을 붙이는 과정이 선행될 수 있다. 마스킹테잎(20)은 용접리브(11)에 부착되어, 도장 공정에서 용접리브(11) 부위에 도료가 입혀지는 것을 방지하고, 이후 열처리 공정에서 열에 의해 적절히 제거될 수 있다.
후술할 실시예의 마스킹 설비(100)는 상기와 같은 엔드플레이트(10)의 용접리브(11)에 적절히 마스킹테잎(20)을 부착시키기 위해 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스킹 설비의 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 마스킹 설비의 평면도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 실시예의 마스킹 설비(100)는 마스킹 처리를 위한 엔드플레이트(10)가 적재되는 적재부(110), 적재부(110)로부터 엔드플레이트(10)를 취출해 공정 투입하는 투입부(120), 투입된 엔드플레이트(10)를 후방을 이송하는 이송부(130), 이송부(130)의 후단에서 가공 완료된 엔드플레이트(10)가 배출 및 적재되는 배출부(140)를 포함할 수 있다. 개략적으로, 적재부(110)에 적재되어 있는 엔드플레이트(10)가 투입부(120)에 의해 취출되어 이송부(130)의 전단으로 이송되고, 이송부(130)는 이를 후방으로 이송하며, 이송부(130)의 후단에서 가공 완료된 엔드플레이트(10)가 배출부(140)로 배출되는 구조이다.
또한 본 실시예의 마스킹 설비(100)는 이송부(130)의 중단 부위에 배치되어 엔드플레이트(10)의 용접리브(11)에 마스킹테잎(20)을 부착하는 마스킹부(150), 마스킹부(150)의 후단에서 엔드플레이트(10)의 이동을 일시적으로 제한하는 제1스토퍼부(160), 제1스토퍼부(160)의 후단에서 마스킹테잎(20)을 엔드플레이트(10)에 가압 부착시키는 가압부(170), 가압부(170)의 후단에서 엔드플레이트(10)의 이동을 일시적으로 제한하는 제2스토퍼부(180)를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 마스킹부(150) 등은 엔드플레이트(10)가 이송부(130)를 따라 이동되는 과정에서, 용접리브(11)에 적절히 마스킹테잎(20)을 부착시키기 위해 기능할 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 배출부(140)로 배출된 엔드플레이트(10)는 좌우의 용접리브(11)에 대응되는 크기의 마스킹테잎(20)이 부착된 형태를 가질 수 있고, 이후 도장 공정 등이 적절히 수행될 수 있다. 특히 이러한 과정을 거친 엔드플레이트(10)는 도장 공정에서 용접리브(11)에 도료가 입혀지는 것이 방지되어, 이후의 용접 공정에서 용접 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 적재부 및 투입부의 확대도이다. 도 5는 도 4에 도시된 적재부 및 투입부의 평면도이다.
도 4 및 5를 참조하면, 적재부(110)는 복수의 엔드플레이트(10)를 적재하고, 적재된 엔드플레이트(10)가 투입부(120)를 통해 이송부(130)로 제공될 수 있도록 한다.
구체적으로 적재부(110)는 회전스테이지(111)를 포함할 수 있다. 회전스테이지(111)는 엔드플레이트(10) 등이 배치될 수 있는 소정의 평면 공간을 형성할 수 있다. 또한 회전스테이지(111)는 상하방향의 중심축(S1)을 구비할 수 있고, 중심축(S1)을 중심으로 회전 가능하게 형성될 수 있다.
적재부(110)는 하나 이상의 스택킹브라켓(112)을 포함할 수 있다. 바람직하게 스택킹브라켓(112)은 복수개가 구비될 수 있고, 본 실시예에서는 8개의 스택킹브라켓(112)을 예시하고 있다. 복수의 스택킹브라켓(112)을 중심축(S1)을 중심으로 원주방향으로 이격 배치될 수 있다.
각 스택킹브라켓(112)은 복수의 엔드플레이트(10)를 상하 적층된 형태로 지지할 수 있다. 즉, 복수의 엔드플레이트(10)는 각 스택킹브라켓(112)에 상하로 적층되어 적재될 수 있다.
엔드플레이트(10)는 평면상 중심축(S1)을 향한 반경방향에 대해 소정 각도 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 스택킹브라켓(112)은 상기 반경방향에 대해 소정 각도 경사지도록 엔드플레이트(10)를 적재할 수 있다. 이는 상대적으로 좁은 공간 내에 보다 많은 수의 엔드플레이트(10)를 적재할 수 있도록 한다. 또한 이는 투입위치(P1)에서 엔드플레이트(10)의 취출을 용이하게 하는 측면도 있다.
엔드플레이트(10)는 투입위치(P1)에 배치된 스택킹브라켓(112)으로부터 취출될 수 있다. 즉, 투입위치(P1)에 스택킹브라켓(112)이 배치되면, 투입부(120)가 해당 스택킹브라켓(112)의 상단에 배치된 엔드플레이트(10)부터 순차적으로 엔드플레이트(10)를 취출할 수 있다. 해당 스택킹브라켓(112)으로부터 엔드플레이트(10)가 모두 취출되면, 회전스테이지(111)가 소정 각도 회전되어, 다른 스택킹브라켓(112)이 다시 투입위치(P1)로 배치되고, 전술한 과정이 반복될 수 있다.
스택킹브라켓(112)에는 엔드플레이트(10)를 하부에서 지지하는 지지수단이 구비될 수 있다. 지지수단은 최상단의 엔드플레이트(10)가 취출되면, 이에 대응해 소정 높이 상승되어, 투입부(120)가 일정한 위치에서 엔드플레이트(10)를 취출할 수 있도록 한다.
엔드플레이트(10)는 투입위치(P1)에서 전후방향으로 배치될 수 있다. 즉, 엔드플레이트(10)는 투입위치(P1)에서 이송부(130)가 연장된 전후방향에 대응되게 배치될 수 있다. 투입부(120)는 이와 같이 엔드플레이트(10)가 이송방향(전후방향)으로 배치된 상태에서, 엔드플레이트(10)를 취출해 이송부(130)로 공급할 수 있다. 이는 설비의 구동상태를 작업자 등이 직관적으로 인식하기 쉽게 하고, 이송을 위한 동작을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
한편 투입부(120)는 적재부(110)의 일측에 인접하게 배치되어, 투입위치(P1)에서 엔드플레이트(10)를 취출하고, 이를 이송부(130)로 투입할 수 있다.
구체적으로 투입부(120)는 회전브라켓(121)을 포함할 수 있다. 회전브라켓(121)은 상하방향으로 이동 가능하게 형성될 수 있고, 상하방향의 회전축(S2)을 가질 수 있다. 회전브라켓(121)은 엔드플레이트(10)와의 결합 및 분리를 위해 상하방향으로 반복적 이동될 수 있고, 엔드플레이트(10)의 투입 및 이송을 위해 회전축(S2)을 중심으로 소정 각도 간격으로 회전될 수 있다. 바람직하게 본 실시예의 투입부(120)는 180도 간격으로 반복 회전될 수 있다.
회전브라켓(121)의 일단부에는 제1취출부(122)가 구비될 수 있다. 또한 제1취출부(122)로부터 회전브라켓(121)의 길이방향으로 이격된 타단부에는 제2취출부(123)가 구비될 수 있다. 제1, 2취출부(122, 123)는 회전브라켓(121)의 회전방향을 따라 대략 180도 간격으로 배치될 수 있다. 이에 따라 회전브라켓(121)이 180도 간격으로 회전되면, 제1, 2취출부(122, 123)는 서로 위치가 바뀌어 가며 적재부(110) 또는 이송부(130)로 반복 배치될 수 있다.
제1, 2취출부(122, 123)의 저면에는 각각 엔드플레이트(10)를 파지하기 위한 전자석이 구비될 수 있다. 전자석은 엔드플레이트(10)의 중량, 형상 등에 따라 복수개가 구비될 수 있다. 제1, 2취출부(122, 123)는 전자석으로 전원이 공급됨에 따라 엔드플레이트(10)와 결합되어 적재부(110)로부터 엔드플레이트(10)를 취출할 수 있고, 전원 공급이 중단됨에 따라 엔드플레이트(10)와 분리되어 이송부(130)로 엔드플레이트(10)를 배출시킬 수 있다.
제1, 2취출부(122, 123)는 회전축(S2)을 중심으로 상호 대칭적인 위치 및 형상을 가질 수 있다. 또한 제1, 2취출부(122, 123)는 회전브라켓(121)의 회전위치에 따라, 투입위치(P1)의 엔드플레이트(10)와 대응되는 위치에 배치되거나, 이송부(130)의 이송평면에 대응되는 위치로 배치될 수 있다. 이는 투입부(120)의 이송동작을 간소화할 수 있게 한다.
투입부(120)의 동작을 살펴보면, 먼저 적재부(110)에 배치된 엔드플레이트(10)가 투입위치(P1)로 이동된다. 이후 회전브라켓(121)이 엔드플레이트(10)를 향해 하강되고, 제1취출부(122)에 구비된 전자석에 의해 투입위치(P1)의 엔드플레이트(10)가 파지될 수 있다. 엔드플레이트(10)는 복수의 엔드플레이트(10) 중 최상단의 엔드플레이트(10)만이 제1취출부(122)에 의해 파지될 수 있다. 이는 제1취출부(122)로의 적절한 전류 공급에 의해 구현될 수 있다.
엔드플레이트(10)가 제1취출부(122)에 파지되면, 회전브라켓(121)이 다시 초기위치로 상승되고, 회전축(S2)을 중심으로 180도 회전될 수 있다. 이에 의해 제1취출부(122) 내지 이에 파지된 엔드플레이트(10)는 이송부(130) 위에 배치될 수 있다. 또한 제2취출부(123)는 투입위치(P1)에 위에 배치될 수 있다. 이후 회전브라켓(121)이 하강되고, 제1취출부(122)에 파지된 엔드플레이트(10)는 제1취출부(122)로부터 분리되어 이송부(130) 위로 공급될 수 있다. 제1취출부(122)의 분리는 전자석으로의 전원 공급을 일시적 중단해 이뤄질 수 있다. 또한 상기와 함께 제2취출부(123)에는 새로운 엔드플레이트(10)가 파지될 수 있다. 이후 적재부(110)는 전술한 과정을 반복하며 이송부(130)로 엔드플레이트(10)를 공급할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 이송부 및 마스킹부의 확대도이다.
도 6을 참조하면, 이송부(130)는 전후방향으로 연장되어, 투입부(120)에 의해 투입된 전단의 엔드플레이트(10)를 후방으로 이송할 수 있다. 엔드플레이트(10)는 이송부(130)를 따라 이송되면서 마스킹부(150) 등에 의해 마스킹테잎(20)이 부착될 수 있다.
구체적으로 이송부(130)는 엔드플레이트(10)가 안착되어 후방으로 이송되는 이송벨트(131)와, 이송벨트(131) 및 관련 구성부품들을 적절히 장착 지지하기 위한 이송레일(132)을 구비할 수 있다. 엔드플레이트(10)는 이송벨트(131)의 상면에 안착되어, 이송벨트(131)와의 마찰에 의해 후방으로 이송될 수 있다.
다만 엔드플레이트(10)와 이송벨트(131) 간에는 필요에 따라 슬립이 발생될 수 있다. 즉, 엔드플레이트(10)는 후술할 바와 같은 제1, 2스토퍼부(160, 180)에 의해 이송벨트(131)의 구동에도 불구하고 후방으로 이동이 제한될 수 있다. 이와 같은 경우 엔드플레이트(10)는 이송벨트(131) 상에서 슬립을 일으키며 소정의 위치로 위치 유지될 수 있다.
한편 마스킹부(150)는 이송부(130)의 길이방향 일측에 배치될 수 있다. 마스킹부(150)는 이송부(130)에 안착되어 이송되는 엔드플레이트(10)의 용접리브(11) 부위에 전술한 바와 같은 마스킹테잎(20)을 부착시킬 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 마스킹부의 확대도이다. 도 8은 도 7에 도시된 마스킹부의 정면도이다.
도 7 및 8을 참조하면, 마스킹부(150)는 이송부(130)를 중심으로 좌우에 한 쌍이 구비될 수 있다. 이는 엔드플레이트(10)의 좌우로 한 쌍의 용접리브(11)가 구비된 것과 대응된다. 좌우의 각 마스킹부(150)는 상호 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으므로, 이하에서는 하나의 마스킹부(150)를 중심으로 보다 상세히 설명한다.
마스킹부(150)는 마스킹테잎롤(151)을 구비할 수 있다. 마스킹테잎롤(151)에는 복수의 마스킹테잎(20)이 부착되어 있는 이형지(30)가 감길 수 있다. 이형지(30)는 소정 폭을 갖고 길이방향으로 연장 형성된 띠 형태를 가질 수 있고, 마스킹테잎(20)은 이형지(30)의 길이방향에 따른 소정 길이를 갖고, 복수개가 분리선(31)을 기준으로 소정 간격 이격되어 이형지(30)의 일면에 부착될 수 있다. 이러한 마스킹테잎(20)은 후술할 분리안내블록(153) 등에 의해 이형지(30)로부터 분리되어 용접리브(11)로 부착될 수 있다.
마스킹부(150)는 투입안내롤러(152)를 구비할 수 있다. 투입안내롤러(152)는 마스킹테잎롤(151)로부터 권출되는 이형지(30)를 길이방향으로 이송 안내할 수 있다. 투입안내롤러(152)는 이형지(30)의 경로 등에 따라 복수개가 구비될 수 있다.
한편 마스킹부(150)는 이송부(130)의 상부에 인접하게 배치되는 분리안내블록(153)을 구비할 수 있다. 분리안내블록(153)은 마스킹테잎(20)을 이형지(30)로부터 분리해내기 위한 것으로, 마스킹테잎(20)이 부착될 용접리브(11)의 직상부에 배치될 수 있다.
분리안내블록(153)은 투입안내롤러(152)로부터 이송된 이형지(30)를 수직 하방으로 이송 안내하도록 형성된 수직안내면(153a)과, 수직안내면(153a)의 하단에 구비되는 가압단부(153b)를 구비할 수 있다. 가압단부(153b)는 이형지(30)와 대략 선 접촉되는 형태로 분리안내블록(153)의 하단에 뾰족하게 돌출 형성될 수 있다. 또한 분리안내블록(153)은 가압단부(153b)를 중심으로 수직안내면(153a)의 반대편에 형성된 경사안내면(153c)을 구비할 수 있다. 경사안내면(153c)은 수직방향에 대해 소정 각도를 이루며 가압단부(153b)로부터 경사지게 연장 형성될 수 있다.
상기와 같은 분리안내블록(153)은 투입안내롤러(152)로부터 제공된 이형지(30)로부터 마스킹테잎(20)을 일부 분리해, 용접리브(11)로 부착되기 위한 대기상태로 배치시킬 수 있다. 이는 후술할 마스킹부(150)의 작동과 관련해 부연하기로 한다.
한편 마스킹부(150)는 부착유닛(154)을 구비할 수 있다. 부착유닛(154)은 분리안내블록(153)의 하측에 배치되어, 이형지(30)로부터 일부 분리된 마스킹테잎(20)을 용접리브(11)에 부착시킬 수 있다.
구체적으로 부착유닛(154)은 이송부(130)의 측부에서 상하로 배치되는 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)를 구비할 수 있다. 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)를 진입로(154c)를 사이에 두고 상하로 이격 배치될 수 있다. 진입로(154c)는 용접리브(11)의 삽입을 위한 것으로, 이송부(130)를 통해 이송되는 용접리브(11) 내지 엔드플레이트(10)과 대응되는 높이에 배치될 수 있다. 필요에 따라 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)는 각각 복수개가 구비될 수 있다. 복수의 상부부착롤러(154a)는 용접리브(11)를 향한 부착유닛(154)의 작동방향을 따라 이격 배치될 수 있고, 복수의 하부부착롤러(154b) 또한 부착유닛(154)의 작동방향을 따라 이격 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)가 각각 2개씩으로 예시되고 있다.
필요에 따라 상부부착롤러(154a) 또는 하부부착롤러(154b)는 힌지축(154d)을 중심으로 소정 간격 회동 가능하게 지지될 수 있다. 또한 이러한 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)의 회동은 스프링 등의 탄성체에 의해 탄성 지지될 수 있다. 이와 같은 경우 용접리브(11)로의 진입에 따라 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b) 간의 진입로(154c)가 탄성적으로 가변되어 보다 원활한 진입을 유도할 수 있다.
또한 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)는 용접리브(11)를 향해 전후진 가능하게 형성될 수 있다. 부착유닛(154)에는 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)를 전후진 구동하는 액츄에이터(154e)가 구비될 수 있다. 이에 따라 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)는 진입로(154c)를 사이에 두고 용접리브(11)를 향해 전진되어 마스킹테잎(20)을 용접리브(11)에 부착시킬 수 있다.
한편 예시된 바와 같이 엔드플레이트(10)의 좌우로 한 쌍의 용접리브(11)가 구비되고, 이에 대응되도록 마스킹부(150) 또한 좌우로 한 쌍이 구비된 경우, 좌우의 마스킹부(150)는 각각 다른 색상의 마스킹테잎(20)을 각 용접리브(11)에 부착할 수 있다. 예컨대 좌측의 마스킹부(150)는 엔드플레이트(10)의 좌측에 배치된 용접리브(11)에 흰색의 마스킹테잎(20)을 부착하고, 우측의 마스킹부(150)는 엔드플레이트(10)의 우측에 배치된 용접리브(11)에 검정색의 마스킹테잎(20)을 부착하도록 이뤄질 수 있다. 이러한 경우 이후의 공정 과정에서 마스킹테잎(20)의 색상을 통해 작업자 등이 엔드플레이트(10)를 배치방향을 쉽게 파악할 수 있다.
한편 마스킹부(150)는 회수안내롤러(155)를 구비할 수 있다. 회수안내롤러(155)는 마스킹테잎(20)과 분리된 이형지(30)를 이형지롤(156)을 향해 이송 안내할 수 있다. 회수안내롤러(155)는 이형지(30)의 경로 등에 따라 복수개가 구비될 수 있다.
또한 마스킹부(150)는 이형지롤(156)을 구비할 수 있다. 이형지롤(156)은 회수안내롤러(155)에 의해 이송 안내된 이형지(30)를 권취할 수 있다. 참고로 이형지롤(156)에 권취되는 이형지(30)는 전술한 분리안내블록(153)을 통해 마스킹테잎(20)이 분리된 것이다.
도 9는 도 7에 도시된 마스킹부의 작동도이다.
도 9를 참조해 상기와 같은 마스킹부(150)의 작동을 설명한다. 먼저 도 9의 (a)와 같이 이형지(30) 및 마스킹테잎(20)이 공급될 수 있다. 이형지(30) 및 마스킹테잎(20)은 접착되어 있는 상태로 마스킹테잎롤(151)로부터 권출되고, 복수의 투입안내롤러(152)에 의해 분리안내블록(153)으로 이송 안내될 수 있다.
이후 이형지(30) 및 마스킹테잎(20)은 분리안내블록(153)의 수직안내면(153a)을 따라 하방으로 이송되고, 가압단부(153b) 부위에서 급격하게 꺾여 다시 경사안내면(153c)을 따라 상방으로 이송될 수 있다. 여기서 마스킹테잎(20)은 가압단부(153b) 부위에서 이형지(30)와 분리될 수 있고, 이후 이형지(30)가 이송됨에 따라 도시된 상태로 이형지(30)에서 분리된 채 하측으로 이동될 수 있다. 마스킹테잎(20)은 상단 일부만이 이형지(30)에 부착되어 있는 상태로 대기될 수 있다. 즉, 도시된 상태까지 이형지(30) 및 마스킹테잎(20)이 이송된 후 일시 정지될 수 있다.
한편 엔드플레이트(10) 내지 용접리브(11)는 이송벨트(131)를 통해 이송되어, 분리된 마스킹테잎(20)을 사이에 두고 부착유닛(154)과 대응되게 배치될 수 있다.
도 9의 (b)를 참조하면, 이어서 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)가 분리된 마스킹테잎(20)을 향해 전진되고, 용접리브(11)가 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b) 사이의 진입로(154c)로 삽입될 수 있다. 이 과정에서 마스킹테잎(20)은 이형지(30)로부터 완전히 이탈되고, 상부부착롤러(154a), 용접리브(11) 및 하부부착롤러(154b) 사이에서 대략 "ㄷ"자형으로 접히며 용접리브(11)에 부착될 수 있다.
필요에 따라 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)는 상기와 같이 마스킹테잎(20)을 초기 부착시킨 후, 전후진 과정을 복수 회 거칠 수 있다. 즉, 도시된 상태에서 상부부착롤러(154a) 및 하부부착롤러(154b)가 초기위치로 후진되고, 다시 도시된 상태로 전진되는 과정이 복수 회 수행될 수 있다. 이는 마스킹테잎(20)이 용접리브(11)에 보다 완전하게 초기 부착될 수 있도록 하기 위함이다.
도 9의 (c)를 참조하면, 이후 마스킹테잎(20)이 부착된 엔드플레이트(10)는 이송벨트(131)를 통해 후방으로 이송될 수 있다. 또한 이형지(30)가 다시 이송 개시되고, 새로운 마스킹테잎(20)이 공급되며 전술한 (a)의 상태로 재설정이 이뤄질 수 있다. 이후 전술한 바와 유사한 과정을 거쳐 새로운 엔드플레이트(10) 내지 용접리브(11)에 마스킹테잎(20)의 부착 과정이 이뤄질 수 있다.
한편 마스킹테잎(20)이 분리된 이형지(30)는 경사안내면(153c)을 거쳐 복수의 회수안내롤러(155)에 의해 이송 안내된 뒤 이형지롤(156)에 감겨 배출될 수 있다. 여기서 분리안내블록(153)은 수직방향의 수직안내면(153a) 하단에 뾰족한 형태의 가압단부(153b)가 구비되고, 가압단부(153b)로부터 상측방향으로 다시 경사안내면(153c)이 연장된 형태를 가져, 상기와 같은 마스킹테잎(20)의 적절한 분리나 이형지(30)의 회수가 원활히 이뤄질 수 있도록 한다.
한편 도 9의 (d)를 참조하면, 엔드플레이트(10)에는 상기의 과정을 거쳐 용접리브(11)에 마스킹테잎(20)이 부착될 수 있다. 마스킹테잎(20)은 용접리브(11)의 상면 및 저면을 감싸는 형태로 용접리브(11)에 부착될 수 있고, 용접리브(11)를 외부로부터 차폐해 이후의 공정에서 도료가 용접리브(11)에 도포되는 것을 방지하게 된다.
도 10은 도 2에 도시된 제1, 2스토퍼부 및 가압부의 확대도이다.
도 10을 참조하면, 제1스토퍼부(160)는 마스킹부(150)의 후방에 배치되어 마스킹 작업이 이뤄지는 동안 엔드플레이트(10)의 이동을 제한하도록 형성될 수 있다. 엔드플레이트(10)는 제1스토퍼부(160)에 의해 이동이 제한되어 이송벨트(131)와 슬립을 일으키며 소정 위치를 유지할 수 있다.
구체적으로 제1스토퍼부(160)는 이송레일(132)의 상부에 인접하게 배치되어 엔드플레이트(10)에 접촉 가능하게 형성된 제1스토퍼블록(161)을 구비할 수 있다. 제1스토퍼블록(161)은 제1스토퍼구동유닛(162)에 의해 상하 이동 가능하게 형성될 수 있고, 이에 따라 제1스토퍼블록(161)은 이송벨트(131)를 향해 소정 정도 하강되어 엔드플레이트(10)와 접촉 간섭되거나, 이송벨트(131)로부터 상승 이탈되어 엔드플레이트(10)와 간섭 해제될 수 있다. 제1스토퍼부(160)는 상기와 같이 엔드플레이트(10)에 접촉되어 마스킹 작업 동안 엔드플레이트(10)의 이동을 제한할 수 있고, 반대로 엔드플레이트(10)로부터 이탈되어 엔드플레이트(10)가 후방으로 이동되는 것을 허용할 수 있다.
제1스토퍼블록(161)은 전후방향으로 연장된 블록바디부(161a)와, 블록바디부(161a)의 전단에서 하방으로 절곡되어 형성된 블록절곡부(161b)를 구비할 수 있다. 이러한 경우 블록절곡부(161b)가 엔드플레이트(10)에 접촉되어 엔드플레이트(10)의 이동을 제한할 수 있다.
또한 상기의 경우 제1스토퍼부(160)는 블록바디부(161a)의 저면에 접촉되는 제1가이드브라켓(163)을 구비할 수 있다. 제1가이드브라켓(163)은 하측에 엔드플레이트(10)가 통과될 수 있는 통로를 형성하고, 이송레일(132)의 상측으로 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 이러한 제1가이드브라켓(163)은 이송레일(132) 상에서 엔드플레이트(10)의 이동을 안내하는 한편, 블록바디부(161a)에 접촉되어 제1스토퍼블록(161)의 하강 위치를 안내하는 기능을 겸비할 수 있다. 즉, 제1스토퍼블록(161)은 블록바디부(161a)의 저면이 제1가이드브라켓(163)에 접촉되어, 블록절곡부(161b)의 하강 위치가 적절히 규제될 수 있다. 이는 블록절곡부(161b)의 지나친 하강으로 인해 이송벨트(131)가 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
한편 제1스토퍼부(160)의 후방에는 가압부(170)가 배치될 수 있다. 가압부(170)는 이송레일(132)의 측부에 인접하게 배치되어, 마스킹부(150)에서 부착된 마스킹테잎(20)을 보다 완전하게 용접리브(11)에 부착시킬 수 있다.
구체적으로 가압부(170)는 상부가압블록(171)과 하부가압블록(172)을 구비할 수 있다. 상부가압블록(171) 및 하부가압블록(172)은 이송레일(132) 상의 용접리브(11)를 사이에 두고 상하로 이동 가능하게 형성될 수 있으며, 용접리브(11) 내지 마스킹테잎(20)을 사이에 두고 이를 가압해 마스킹테잎(20)을 보다 완전하게 용접리브(11)에 부착시킬 수 있다.
한편 가압부(170)의 후방에는 제2스토퍼부(180)가 배치될 수 있다. 제2스토퍼부(180)는 가압부(170)에 의한 마스킹테잎(20)의 부착 시 엔드플레이트(10)의 이동을 제한할 수 있다. 제2스토퍼부(180)는 엔드플레이트(10)에 접촉되어 이동을 제한하는 제2스토퍼블록(181)과, 제2스토퍼블록(181)을 상하 이동시키는 제2스토퍼구동유닛(182)을 구비할 수 있고, 대체로 전술한 제1스토퍼부(160)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다.
도 11은 도 2에 도시된 배출부의 확대도이다.
도 11을 참조하면, 배출부(140)는 이송부(130)의 후단에 배치되어, 마스킹테잎(20)이 부착 완료된 엔드플레이트(10)를 적재할 수 있다. 즉, 마스킹테잎(20)이 부착 완료된 엔드플레이트(10)는 이송부(130)의 후단에서 이탈되고, 배출부(140)에 적층될 수 있다.
배출부(140)는 좌우로 배치된 복수의 슬롯(141)을 구비할 수 있다. 각 슬롯(141)에는 이송부(130)로부터 배출된 엔드플레이트(10)가 상하로 적층될 수 있다. 본 실시예의 경우 2개의 슬롯(141)을 예시하고 있다. 또한 배출부(140)는 저면에 횡방향레일(143)을 구비하고, 좌우로 이동 가능하게 이뤄질 수 있다. 이러한 경우 배출부(140)는 어느 하나의 슬롯(141)에 엔드플레이트(10)를 적층시키고, 해당 슬롯(141)에 엔드플레이트(10)가 모두 채워지면 좌우방향으로 소정 간격 이동되어 다른 슬롯(141)에 엔드플레이트(10)를 적층할 수 있다.
각 슬롯(141)의 저면에는 하부판(142)이 구비될 수 있다. 이러한 경우 엔드플레이트(10)는 하부판(142) 위로 배출되어 적층될 수 있다. 하부판(142)은 소정의 탄성지지수단에 의해 탄성 지지될 수 있다. 예컨대 하부판(142)은 저면의 압축스프링을 통해 탄성지지될 수 있다. 이러한 하부판(142)은 이송부(130)로부터 떨어지는 엔드플레이트(10)로 인한 충격을 완화시켜 엔드플레이트(10)나 배출부(140)의 파손을 방지할 수 있다.
또한 각 슬롯(141)은 후방을 향해 소정 정도 하향 경사지게 배치될 수 있다. 이와 같은 경우 이송부(130)로부터 배출된 엔드플레이트(10)가 슬롯(141) 내로 원활히 진입 유도되어 안정적으로 안착 배치될 수 있다. 또한 진입된 엔드플레이트(10)가 자중 및 슬롯(141)의 경사에 의해 슬롯(141)의 내측 후면에 밀착되면서 슬롯(141) 내에서 엔드플레이트(10)가 적절히 정렬될 수 있다.
이상 차량용 배터리의 엔드플레이트(10) 제조를 위한 마스킹 설비(100)에 대해 설명하였다. 본 발명의 실시예들에 따른 마스킹 설비(100)는 도장 공정에 앞서 엔드플레이트(10)의 용접리브(11)에 마스킹테잎(20)을 부착함으로써 용접리브(11)에 도료가 묻는 것을 방지할 수 있고, 이후의 작업 공정에서 도료로 인한 용접 품질의 저하를 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따른 마스킹 설비(100)는 마스킹테잎(20)의 부착에 필요한 일련의 작업과정을 자동화 구현함으로써 마스킹테잎(20)의 부착에도 불구하고 작업효율이나 생산성이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들에 대해 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있을 것이고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다고 할 것이다.
10: 엔드플레이트 11: 용접리브
20: 마스킹테잎 30: 이형지
100: 마스킹 설비 110: 적재부
120: 투입부 130: 이송부
140: 배출부 150: 마스킹부
160: 제1스토퍼부 170: 가압부
180: 제2스토퍼부

Claims (10)

  1. 차량용 배터리의 엔드플레이트(10) 제조에 있어서 상기 엔드플레이트(10)의 용접리브(11)를 마스킹 처리하기 위한 것으로,
    상기 엔드플레이트(10)가 이송되는 이송부(130); 및
    상기 용접리브(11)에 마스킹테잎(20)을 부착하는 마스킹부(150);를 포함하는 마스킹 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스킹부(150)는,
    분리선(31)을 중심으로 이격된 복수의 마스킹테잎(20)이 부착된 이형지(30)를 이송 안내하고, 상기 이형지(30)로부터 상기 마스킹테잎(20)을 분리해 상기 용접리브(11)로 부착되기 위한 대기상태로 배치시키는 분리안내블록(153)을 포함하는 마스킹 설비.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 분리안내블록(153)은,
    상기 마스킹테잎(20)이 부착된 상기 이형지(30)를 수직 하방으로 이송 안내하는 수직안내면(153a);
    상기 수직안내면(153a)의 하단에서 상기 이형지(30)를 소정 정도 가압해 상기 이형지(30)로부터 상기 마스킹테잎(20)을 분리해내는 가압단부(153b); 및
    상기 수직안내면(153a)의 반대편에서 상기 가압단부(153b)로부터 경사지게 연장되어, 상기 마스킹테잎(20)이 분리된 상기 이형지(30)를 상측으로 이송 안내하는 경사안내면(153c);을 포함하는 마스킹 설비.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 마스킹부(150)는,
    상기 마스킹테잎(20)이 부착된 상기 이형지(30)가 권취되는 마스킹테잎롤(151);
    상기 마스킹테잎롤(151)로부터 권출되는 상기 이형지(30)를 상기 분리안내블록(153)으로 안내하는 복수의 투입안내롤러(152);
    상기 분리안내블록(153)에서 상기 마스킹테잎(20)과 분리된 상기 이형지(30)를 이송 안내하는 복수의 회수안내롤러(155); 및
    상기 회수안내롤러(155)로부터 이송된 상기 이형지(30)가 권취되는 이형지롤(156);을 포함하는 마스킹 설비.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 마스킹부(150)는,
    상기 분리안내블록(153)과 인접하게 배치되어, 상기 이형지(30)로부터 분리된 상기 마스킹테잎(20)을 상기 용접리브(11)의 상면 및 저면에 부착시키는 부착유닛(154)을 포함하는 마스킹 설비.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 부착유닛(154)은,
    상부부착롤러(154a);
    상기 용접리브(11)가 삽입되는 진입로(154c)를 사이에 두고, 상기 상부부착롤러(154a)의 하측으로 이격 배치된 하부부착롤러(154b); 및
    상기 상부부착롤러(154a) 및 상기 하부부착롤러(154b)를 상기 용접리브(11)를 향해 전후진 이동시키는 액츄에이터(154e);를 포함하는 마스킹 설비.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상부부착롤러(154a) 또는 상기 하부부착롤러(154b)는,
    복수개가 구비되어 상기 용접리브(11)를 향한 전후진 방향을 따라 이격 배치되고, 힌지축(154d)울 구비하고 전후진 이동에 따라 소정 범위 탄성 회동되도록 형성된 마스킹 설비.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔드플레이트(10)가 적재되는 적재부(110);
    상기 적재부(110)로부터 상기 엔드플레이트(10)를 취출해 상기 이송부(130)로 투입하는 투입부(120);
    상기 마스킹부(150)의 후단에서 상기 이송부(130)에 의한 상기 엔드플레이트(10)의 이송을 일시적으로 제한하는 제1스토퍼부(160);
    상기 제1스토퍼부(160)의 후단에서 상기 마스킹테잎(20)을 상기 엔드플레이트(10)에 가압 부착시키는 가압부(170); 및
    상기 가압부(170)의 후단에서 상기 엔드플레이트(10)의 이동을 일시적으로 제한하는 제2스토퍼부(180);를 포함하는 마스킹 설비.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1스토퍼부(160)는,
    상기 이송부(130)의 상부에 인접하게 배치되어 상기 엔드플레이트(10)에 접촉 가능하게 형성된 제1스토퍼블록(161); 및
    상기 제1스토퍼블록(161)을 상하 이동시키는 제1스토퍼구동유닛(162);을 포함하고,
    상기 엔드플레이트(10)는,
    상기 마스킹부(150)에 의한 상기 마스킹테잎(20)의 부착 동안, 상기 제1스토퍼블록(161)에 접촉 간섭되어, 상기 이송부(130)와 슬립을 일으키며 위치 유지되도록 형성된 마스킹 설비.
  10. 삭제
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