KR102607988B1

KR102607988B1 - 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치

Info

Publication number: KR102607988B1
Application number: KR1020230118717A
Authority: KR
Inventors: 정봉진
Original assignee: (주)케이엔에스
Priority date: 2023-09-07
Filing date: 2023-09-07
Publication date: 2023-12-06

Abstract

본 발명은 전, 후면이 개방되고, 상측면이 길이방향을 따라 절개형성되며, 상측면과 대향하는 하측면에 벤트홀이 형성된 각형 이차전지 캔의 상기 벤트홀에 안전벤트를 용접하는 안전벤트 자동 용접장치에 관한 것으로서, 베이스부 및 상기 베이스부의 상부에 설치되고, 레이저 용접을 위한 레이저 광을 조사하는 레이저 용접부 및 상기 베이스부 상에 설치되되, 상면에 상기 각형 이차전지 캔의 하측면이 안착되며, 상기 각형 이차전지 캔이 공급되는 공급위치와 상기 레이저 용접부의 하부와 대응되는 용접위치 사이에 전후 이동 가능하게 설치되는 이송부 및 상기 이송부의 전, 후단부 양측에 설치되되, 각각이 상하 방향 및 상기 이송부의 내외측 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 이송부에 상기 각형 이차전지 캔이 안착되는 경우, 상기 각형 이차전지 캔의 하측면 길이방향 양측을 고정하는 고정부 및 상기 이송부의 대향하는 좌우 양측에 회동 가능하게 설치되고, 상호 대향하는 일측이 상기 각형 이차전지 캔의 양측면을 흡착한 상태에서 각각 외측방향으로 회동되어 상기 벤트홀이 상기 각형 이차전지 캔의 상부로 노출되도록 상기 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 한 쌍의 확개부 및 상기 베이스부의 일측에 설치되고, 외부로부터 공급되는 상기 안전벤트를 픽업하여 상기 벤트홀과 대응되는 위치로 이송하는 픽커부 및 상기 베이스부의 상부 중 상기 레이저 용접부의 하부에 상하 및 좌우 이동 가능하게 설치되고, 상기 벤트홀에 위치한 상기 안전벤트의 상면을 가압하여 고정함과 아울러, 상기 안전벤트의 둘레와 대응되는 일측에 레이저 광을 유입시켜 상기 안전벤트의 둘레 일부가 가접되도록 하는 가접부를 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 각형 이차전지 캔의 안전벤트를 용접하는 일련의 작업이 자동으로 수행됨에 따라 종래 수작업으로 진행되던 방식에 비해 제품의 생산성이 크게 향상된다.
또한, 본 발명은 용접과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면을 균일한 힘으로 흡착한 상태에서 외측방향으로 이동시켜 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방함에 따라 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면이 변형되는 것을 방지할 수 있으므로 제품의 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

Description

각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치{safety vent automatic welding apparatus of prismatic type secondary battery can}

본 발명은 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각형 이차전지 캔의 안전벤트를 용접하는 일련의 작업이 자동으로 수행될 뿐 아니라, 용접과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면을 균일한 힘으로 흡착한 상태에서 외측방향으로 이동시켜 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방함에 따라 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면이 변형되는 것을 방지할 수 있도록 한 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지는 전극 조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 캔 타입과, 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치 타입으로 분류된다.

특히, 캔 타입의 이차전지는 형상에 따라 원통형과 각형으로 분류되며, 상대적으로 전지용량이 크고 구조적으로 안정성이 높아 최근 많은 연구 개발이 이루어지고 있다.

도 1a는 각형 이차전지 캔을 개략적으로 도시한 것이고, 도 1b는 각형 이차전지 캔의 상측부가 개방된 상태를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 각형 이차전지 캔(100)은 전, 후면이 개방된 직사각형 함체 형상으로서, 상측면이 길이방향을 따라 절개 형성되며, 상측면과 대향하는 하측면에 벤트홀(101)이 형성되며, 벤트홀(101)이 형성된 둘레를 따라 내측 하방으로 수직절곡되어 안전벤트(200)가 안착되는 단턱(101a)이 형성된다.

안전벤트(200)는 벤트홀(101)과 대응되는 형상으로 형성되고, 각형 이차전지 캔(100)의 두께보다 얇은 두께를 가지며, 벤트홀(100)에 형성된 단턱(101a)에 안착되어 벤트홀(101)을 덮도록 설치된다.

이러한 안전벤트(200)는 이차전지의 정상 작동 중이나 비정상적인 작동 상황에서 이차전지 내부에 축적될 수 있는 과도한 압력과 가스를 배출하도록 설계된 것으로서, 평상시에는 이차전지 내부로 외부가스가 유입되는 것을 방지하고, 이차전지 내부에 과도한 압력과 가스가 축적되는 경우 파단되어 이를 외부로 배출하도록 하는 것이다.

한편, 위와 같은 안전벤트(200)는 레이저 용접을 통해 각형 이차전지 캔(100)에 결합되는데, 이러한 안전벤트(200)를 레이저 용접하기 위해서는 도 1b에서 보는 바와 같이, 각형 이차전지 캔(100)의 상측면이 개방된 상태로 유지되어야만 안전벤트(200)를 벤트홀(101)과 대응되는 위치에 배치시킬 수 있을 뿐 아니라 상부에 설치된 별도의 레이저 용접장치를 통해 안전벤트(200) 둘레에 레이저 광을 조사하여 안전벤트(200)를 각형 이차전지 캔(100)에 용접할 수 있다.

한편, 종래에는 상기한 각형 이차전지 캔(100)의 상측면을 개방된 상태로 유지하는 작업이 작업자의 수작업에 의해 이루어졌는데, 이를 보다 상술하면, 작업자가 별도의 기구장치에 각형 이차전지 캔(100)을 장착한 후, 기구장치에 설치된 클램프를 이용하여 각형 이차전지 캔(100)의 양측면 양단을 고정하고, 클램프를 각형 이차전지 캔(100)의 양측면 외측방향으로 이동시키는 수동조작에 의해 각형 이차전지 캔(100)의 상측면이 개방된 상태가 유지되도록 하였다.

그러나, 위와 같은 작업자의 수동조작에 의한 방식은 작업시간이 다소 많이 소요됨에 따라 제품의 생산성이 현저하게 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 수동조작 방식은 각형 이차전지 캔(100)의 상측면을 개방하는 과정에서 클램프에 고정된 각형 이차전지 캔(100)의 양측면 양단에 보다 많은 힘이 가해짐에 따라 각형 이차전지 캔의 양측면이 변형되어 제품의 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

위와 같은 이유로 각형 이차전지 캔의 안전벤트를 용접하는 일련의 작업이 자동으로 수행되면서도 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면이 변형되는 것을 방지할 수 있도록 한 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치의 개발이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각형 이차전지 캔의 안전벤트를 용접하는 일련의 작업이 자동으로 수행될 뿐 아니라, 용접과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면을 균일한 힘으로 흡착한 상태에서 외측방향으로 이동시켜 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방함에 따라 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면이 변형되는 것을 방지할 수 있도록 한 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 전,후면이 개방되고, 상측면이 길이방향을 따라 절개형성되며, 상측면과 대향하는 하측면에 벤트홀이 형성된 각형 이차전지 캔의 상기 벤트홀에 안전벤트를 용접하는 안전벤트 자동 용접장치에 있어서, 베이스부 및 상기 베이스부의 상부에 설치되고, 레이저 용접을 위한 레이저 광을 조사하는 레이저 용접부 및 상기 베이스부 상에 설치되되, 상면에 상기 각형 이차전지 캔의 하측면이 안착되며, 상기 각형 이차전지 캔이 공급되는 공급위치와 상기 레이저 용접부의 하부와 대응되는 용접위치 사이에 전후 이동 가능하게 설치되는 이송부 및 상기 이송부의 전, 후단부 양측에 설치되되, 각각이 상하 방향 및 상기 이송부의 내외측 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 이송부에 상기 각형 이차전지 캔이 안착되는 경우, 상기 각형 이차전지 캔의 하측면 길이방향 양측을 고정하는 고정부 및 상기 이송부의 대향하는 좌우 양측에 회동 가능하게 설치되고, 상호 대향하는 일측이 상기 각형 이차전지 캔의 양측면을 흡착한 상태에서 각각 외측방향으로 회동되어 상기 벤트홀이 상기 각형 이차전지 캔의 상부로 노출되도록 상기 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 한 쌍의 확개부 및 상기 베이스부의 일측에 설치되고, 외부로부터 공급되는 상기 안전벤트을 픽업하여 상기 벤트홀과 대응되는 위치로 이송하는 픽커부 및 상기 베이스부의 상부 중 상기 레이저 용접부의 하부에 상하 및 좌우 이동 가능하게 설치되고, 상기 벤트홀에 위치한 상기 안전벤트의 상면을 가압하여 고정함과 아울러, 상기 안전벤트의 둘레와 대응되는 일측에 상기 레이저 광을 유입시켜 상기 안전벤트의 둘레 일부가 가접되도록 하는 가접부를 포함하는 것을 특징으로 하는 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치가 제공된다.

여기서, 상기 고정부는 상기 이송부의 전, 후단부 양측에 상기 이송부의 내외측 방향으로 이동가능하게 설치되는 한 쌍의 전후이동플레이트 및 각각의 전후이동플레이트의 일측에 설치되는 승강수단 및 각각의 승강수단의 일측에 결합되고, 상기 이송부에 상기 각형 이차전지 캔이 안착되는 경우, 상기 각형 이차전지 캔의 하측면 길이방향 양측을 고정하는 고정블록을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 고정블록은 상호 대향하는 단부가 상기 안전벤트의 길이방향 양측 둘레와 대응되는 형상으로 절개되어 상기 안전벤트의 이탈을 방지하는 이탈방지홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 확개부는 상기 이송부의 대향하는 좌우 양측에 나란하게 배치되고, 각각의 하단이 상기 이송부의 일측에 회동가능하게 결합되는 한 쌍의 회동플레이트 및 상기 이송부의 일측 중 각각의 회동플레이트의 외측에 설치되고, 각각의 회동플레이트에 회동력을 제공하는 회동력 제공수단 및 상기 한 쌍의 회동플레이트의 상호 대향하는 내면 일측에 전후 방향을 따라 일정간격 이격되게 설치되는 복수개의 흡착수단을 포함할 수 있다.

아울러, 상기 가접부는 상기 베이스부의 상부 중 상기 레이저 용접부의 하부에 설치되고, 일측에 제1 개구가 형성된 지지플레이트 및 상단부가 상기 지지플레이트의 저면 일측에 결합되고, 하단부가 상기 베이스부의 상면 일측에 결합되는 적어도 둘이상의 가이드포스트 및 상기 지지플레이트의 하부에 배치되고, 상기 제1 개구와 대응되는 일측에 제2 개구가 형성되며, 가장자리 일측이 상기 가이드포스트에 상하 이동가능하게 결합되는 상하이동플레이트 및 상기 상하이동플레이트의 상면 일측에 상기 제2 개구를 따라 좌우이동 가능하게 설치되고, 일측에 상기 레이저 광이 유입되는 제3 개구가 형성된 좌우이동플레이트 및 상기 제3개구와 대응되는 상기 좌우이동플레이트의 하부에 배치되고, 상기 벤트홀에 위치한 상기 안전벤트의 상면을 가압하여 고정함과 아울러, 상기 안전벤트의 둘레와 대응되는 가장자리 일측에 상기 레이저 광이 유입되는 적어도 하나의 유입공이 형성된 가압블록 및 상단부가 상기 좌우이동플레이트의 저면에 결합되고, 하방으로 연장형성된 하단부가 상기 가압블록의 일측에 결합되는 연장바를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 의하면, 각형 이차전지 캔의 안전벤트를 용접하는 일련의 작업이 자동으로 수행됨에 따라 종래 수작업으로 진행되던 방식에 비해 제품의 생산성이 크게 향상된다.

또한, 본 발명은 용접과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면을 균일한 힘으로 흡착한 상태에서 외측방향으로 이동시켜 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방함에 따라 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면이 변형되는 것을 방지할 수 있으므로 제품의 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

도 1a는 각형 이차전지 캔을 개략적으로 도시한 것,
도 1b는 각형 이차전지 캔의 상측부가 개방된 상태를 개략적으로 도시한 것,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전벤트 자동 용접장치의 사시도로서, 이송부가 공급위치에 위치한 상태를 도시한 것,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전벤트 자동 용접장치의 사시도로서, 이송부가 용접위치에 위치한 상태를 도시한 것,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전벤트 자동 용접장치의 이송부를 측면에서 바라본 도면,
도 5는 도 4의 A 영역을 확대한 사시도,
도 6은 도 3의 A-A' 단면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가접부의 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가접부의 평면도,
도 9a 내지 도 9j는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전벤트 자동 용접장치의 동작을 설명하기 위한 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전벤트 자동 용접장치의 사시도로서, 이송부가 공급위치에 위치한 상태를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 안전벤트 자동 용접장치의 사시도로서, 이송부가 용접위치에 위치한 상태를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안전벤트 자동 용접장치의 이송부를 측면에서 바라본 도면이고, 도 5는 도 4의 A 영역을 확대한 사시도이고, 도 6은 도 3의 A-A' 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가접부의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 가접부의 평면도이다.

도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안전벤트 자동 용접장치(1)는 각형 이차전지 캔의 벤트홀에 설치되는 안전벤트의 둘레를 레이저 용접하여 안전벤트를 각형 이차전지 캔에 용접하는 일련의 용접과정이 자동으로 수행되도록 하는 것으로서, 베이스부(10), 레이저 용접부(미도시), 이송부(20), 고정부(30), 확개부(40), 픽커부(50) 및 가접부(60)를 포함한다.

베이스부(10)는 사각형의 플레이트 부재로서 설치 대상영역에 설치되고, 후술하는 이송부(20), 고정부(30), 확개부(40), 픽커부(50) 및 가접부(60)의 설치영역을 제공한다.

레이저 용접부(미도시)는 도면으로 구체적으로 도시하진 않았으나, 도 2 및 도 3에 도시된 베이스부(10)의 후방영역 상부에 설치되고, 안전벤트의 둘레를 따라 레이저 광을 조사하여 안전벤트를 각형 이차전지 캔에 용접하는 역할을 한다.

이송부(20)는 도 2에서 보는 바와 같이, 베이스부(10)의 전방영역에 배치되는 공급위치와, 도 3에서 보는 바와 같이, 레이저 용접부(미도시)의 하부와 대응되는 베이스부(10)의 후방영역에 배치되는 용접위치 사이를 오가면서 상면에 안착된 각형 이차전지 캔을 공급위치와 용접위치 사이에서 이동시키는 역할을 함과 아울러, 후술하는 고정부(30) 및 확개부(40)의 설치영역을 제공하는 것으로서, 이송플레이트(21) 및 로딩블록(22)을 포함한다.

이송플레이트(21)는 사각형의 플레이트 부재로서 베이스부(10)의 전후 방향을 따라 이동가능하게 설치되고, 고정부(30) 및 확개부(40)의 설치영역을 제공함과 아울러, 로딩블록(22)에 안착된 각형 이차전지 캔을 공급위치와 용접위치 사이에서 이동시키는 역할을 하는 것으로서, 공지의 LM 가이드 구조가 사용될 수 있다.

로딩블록(22)은 일정 길이를 갖는 사각 블록 형상으로 형성되고, 이송플레이트(21)의 중앙에 전후 방향을 따라 설치되며, 상면을 통해 각형 이차전지 캔의 하측면이 안착되는 영역을 제공한다.

고정부(30)는 이송부(20)의 전, 후단부 양측에 설치되되, 이송부(20)에 각형 이차전지 캔이 안착되는 경우, 각형 이차전지 캔의 하측면 길이방향 양측을 고정하는 역할을 하는 것으로서, 도 2의 확대도, 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이, 전후이동플레이트(31), 승강수단(32) 및 고정블록(33)을 포함한다.

전후이동플레이트(31)는 사각형의 플레이트 부재로서 이송부(20) 전, 후단부 양측에 이송부(20)의 내외측 방향으로 이동가능하게 설치되며, 공지의 LM 가이드 구조가 사용될 수 있다.

이러한 전후이동플레이트(31)는 공급위치에 배치된 이송부(20)의 상면에 각형 이차전지 캔을 안착시킬 때 각형 이차전지 캔과 고정블록(33)이 간섭되지 않도록 고정블록(33)을 이송부(20)의 외측방향으로 이동시키고, 이송부(20)의 상면에 각형 이차전지 캔이 안착되면 고정블록(33)을 이송부(20)의 내측방향으로 이동시켜 고정블록(33)이 각형 이차전지 캔의 하측면 길이방향 양측과 대응되는 위치에 배치되도록 하는 역할을 한다.

승강수단(32)은 각각의 전후이동플레이트(31)의 일측에 설치되고, 고정블록(33)의 일측에 결합되어 고정블록(33)을 상하 이동시키는 역할을 하며, 공지의 실린더 구조가 사용될 수 있다.

고정블록(33)은 블록 형상으로서 승강수단(32)의 일측에 결합되고, 공급위치에 배치된 이송부(20)의 상면에 안착된 각형 이차전지 캔의 하측면 길이방향 양측을 고정하는 역할을 한다.

이러한 고정블록(33)은 도 5에서 보는 바와 같이, 상호 대향하는 단부에 안전벤트의 길이방향 양측 둘레와 대응되는 형상으로 절개된 이탈방지홈(33a)이 형성된다.

이러한 이탈방지홈(33a)은 각형 이차전지 캔의 벤트홀에 안착된 안전벤트가 벤트홀로부터 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다.

확개부(40)는 이송부(20)의 대향하는 좌우 양측에 회동가능하게 설치되고, 상호 대향하는 일측이 각형 이차전지 캔의 양측면을 흡착한 상태에서 각각 외측방향으로 회동되어 각형 이차전지 캔의 하측면에 형성된 벤트홀이 각형 이차전지 캔의 상부로 노출되도록 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 역할을 하는 것으로서, 도 2의 확대도 및 도 6에서 보는 바와 같이, 회동플레이트(41), 회동력 제공수단(42) 및 흡착수단(43)을 포함한다.

회동플레이트(41)는 사각형의 플레이트 부재로서 이송부(20)의 대향하는 좌우 양측에 나란하게 배치되고, 각각의 하단이 이송부(20)의 일측에 회동가능하게 결합된다.

이러한 회동플레이트(41)는 각각의 대향하는 상단부 일측에 전후 방향으로 따라 일정 간격 이격되게 관통홀(41a)이 형성된다. 이러한 관통홀(41a)은 후술하는 흡착수단(43)의 흡착판(43b)이 각각의 회동플레이트(41)의 내측에 배치될 수 있도록 하는 역할을 한다.

회동력 제공수단(42)은 이송부(20)의 일측 중 각각의 회동플레이트(41)의 외측에 설치되고, 일측이 각각의 회동플레이트(41)의 상단부 외면 일측에 결합되어 각각의 회동플레이트(41)를 상호 근접 또는 이격되는 방향으로 회동시키는 역할을 하는 것으로서, 공지의 실린더 구조가 사용될 수 있다.

흡착수단(43)은 각형 이차전지 캔의 양측면을 흡착하는 역할을 하는 것으로서, 설치블록(43a), 흡착판(43b) 및 진공유도수단(미도시)를 포함한다.

설치블록(43a)은 일정 길이를 갖는 블록 형상으로서, 각각의 회동플레이트(41)의 상단부 외측에 고정설치되되, 각각의 회동플레이트(41)의 외측에 일정간격 이격되게 설치된다.

흡착판(43b)은 복수개가 각각의 회동플레이트(41)에 형성된 관통홀(41a)과 대응되는 설치블록(43a)의 일측에 설치되되, 관통홀(41a)을 관통하여 각각의 회동플레이트(41)의 내측에 배치되도록 설치되며, 도 4에서 보는 바와 같이, 회동플레이트(41)의 전후방향을 따라 일정 간격 이격되게 설치된다.

진공유도수단(미도시)은 도면으로 구체적으로 도시하진 않았으나, 각형 이차전지 캔의 양측면에 부착된 흡착판(43b)의 내부를 진공으로 유도하여 흡착판(43b)을 통해 각형 이차전지 캔의 양측면을 견고하게 흡착할 수 있도록 하는 것으로서, 흡착판(43b)의 내부로부터 공기를 흡입하는 공지의 공기 흡입수단이 사용될 수 있다.

위와 같이, 본 발명에 따른 확개부(40)는 각각의 회동플레이트(41)의 상단부에 전후방향을 따라 일정간격 이격되게 설치된 복수개의 흡착판(43b)을 통해 각형 이차전지 캔의 길이방향 양측면을 전체적으로 흡착한 상태로 각형 이차전지 캔의 양측면을 외측방향을 이동시킴에 따라 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 과정에서 각형 이차전지 캔의 길이방향 양측면에 균일한 힘이 작용하게 되므로 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 과정에서 각형 이차전지 캔의 양측면이 변형되는 문제가 발생되지 않는다.

픽커부(50)는 베이스부(10)의 일측에 전후 및 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 베이스부(10)의 타측에 설치된 안전벤트 공급부(70)에 안착된 안전벤트를 픽업하여 공급위치(S)에 배치된 이송부(20)에 안착된 각형 이차전지 캔의 벤트홀과 대응되는 위치로 안전벤트를 이송하는 역할을 한다.

가접부(60)는 레이저 용접부의 하부와 대응되는 베이스부(10)의 후방영역 중 레이저 용접부의 하부에 상하 및 좌우이동 가능하게 설치되고, 벤트홀에 안착된 안전벤트의 상면을 가압하여 고정함과 아울러, 안전벤트의 둘레와 대응되는 일측에 레이저 광을 유입시켜 안전벤트의 둘레 일부가 가접되도록 하는 역할을 하는 것으로서, 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 지지플레이트(61), 가이드포스트(62), 상하이동플레이트(63), 좌우이동플레이트(64), 가압블록(65) 및 연장바(66)를 포함한다.

지지플레이트(61)는 사각형의 플레이트부재로서 베이스부(10)의 상부 중 레이저 용접부의 하부에 설치되고, 일측에 레이저 용접부의 레이저 광이 유입될 수 있도록 제1 개구(61a)가 형성되며, 후술하는 지지포스트(62)의 상단에 결합되어 지지포스트(62)의 직립상태가 유지되도록 하는 역할을 한다.

가이드포스트(62)는 후술하는 상하이동플레이트(63)가 상하이동 가능하게 결합되는 영역을 제공하는 것으로서, 지지플레이트(61)의 가장자리 영역에 4개가 배치되고, 각각의 상단부가 지지플레이트(61)의 저면 일측에 각각 결합되며, 하단부가 베이스부(10)의 상면 일측에 결합된다.

상하이동플레이트(63)는 사각형의 플레이트부재로서 지지플레이트(61)의 하부에 배치되고, 제1 개구(61a)와 대응되는 일측에 레이저 용접부의 레이저 광이 유입될 수 있도록 제2 개구(63a)가 형성되며, 가이드포스트(62)와 대응되는 가장자리 일측이 가이드포스트(62)에 상하이동 가능하게 결합된다.

이러한 상하이동플레이트(63)는 후술하는 가압블록(65)을 상하이동 시키는 역할을 하는 것으로서, 베이스부(10)의 일측에 설치되고, 상하이동 플레이트(63)의 측면 일측에 결합되는 공지의 실린더 구조를 통해 상하 이동가능하게 설치될 수 있다.

좌우이동플레이트(64)는 상하이동플레이트(63)의 상면 일측에 제2 개구(63a)를 따라 좌우이동 가능하게 설치되고, 일측에 레이저 용접부의 레이저 광이 유입될 수 있도록 제3 개구(64a)가 형성되며, 공지의 LM 가이드 구조가 사용될 수 있다.

이러한 좌우이동플레이트(64)는 후술하는 가압블록(65)을 각형 이차전지 캔의 벤트홀에 위치한 안전벤트의 상부와 대응되는 위치와 안전벤트의 상부와 대응되는 최상부에 배치된 레이저 용접부와 간섭되지 않는 위치 사이에서 가압블록(65)을 이동시키는 역할을 한다.

여기서, 제3 개구(64a)는 각형 이차전지 캔의 벤트홀에 안착된 안전벤트의 둘레에 레이저 광이 유입될 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

가압블록(65)는 사각 블록 형상으로서 제3 개구(64a)와 대응되는 좌우이동플레이트(64)의 하부에 배치되고, 벤트홀에 위치한 안전벤트의 상면을 가압하여 고정함과 아울러, 도 7의 확대도에 도시된 바와 같이, 안전벤트의 둘레와 대응되는 위이체 일정 간격 이격되게 형성되어 레이저 용접부로부터 조사되는 레이저 광이 유입되는 복수개의 유입공(65a)이 일정간격 이격되게 형성된다.

연장바(66)는 가압블록(65)을 좌우이동플레이트(62)의 일정 간격 이격된 하부에 배치시키는 역할을 하는 것으로서, 상단부가 좌우이동플레이트(64)의 저면에 결합되고, 하방으로 연장형성된 하단부가 가압블록(65)의 일측에 결합된다.

도 9a 내지 9j는 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치의 동작을 살펴보도록 한다.

먼저, 도 9a에서 보는 바와 같이, 이송부(20)가 베이스부(10)의 전방영역에 배치되는 공급위치(S)에 위치하고, 도 9b에서 보는 바와 같이, 고정부(30)의 고정블록(33)이 이송부(20)의 이송블록(22)의 외측방향으로 이동된 상태에서 이송블록(22)의 상면에 각형 이차전지 캔을 안착시킨다.

그러면, 도 9c에서 보는 바와 같이, 고정부(30)의 고정블록(33)이 이송부(20)의 내측방향으로 이동된 후, 하방으로 이동하여 이송부(20)의 상면에 안착된 각형 이차전지 캔(100)의 하측면 길이방향 양측을 고정한다.

다음, 도 9d에서 보는 바와 같이, 확개부(40)의 한 쌍의 회동플레이트(41)의 상단부가 회동력 제공수단(42)에 의해 상호 근접하는 방향으로 이동하여 흡착수단(43)을 통해 각형 이차전지 캔(100)의 양측면을 흡착하여 고정하고, 도 9e에서 보는 바와 같이, 한 쌍의 회동플레이트(41)의 상단부가 회동력 제공수단(42)에 의해 상호 이격되는 방향으로 이동하여 흡착수단(43)에 부착된 각형 이차전지 캔(100)의 양측면을 외측방향으로 이동시켜 각형 이차전지 캔(100)의 상측면을 개방시킨다.

위와 같이 각형 이차전지 캔(100)의 상측면이 개방된 상태에서 픽커부가 안전벤트 공급부에 안착된 안전벤트를 픽업하여 각형 이차전지 캔의 벤트홀에 안전벤트를 이송하고 나면, 이송부(20)는 도 9f에서 보는 바와 같이, 베이스부(10)의 후방영역에 배치되는 용접위치(W)로 이동한다.

다음, 도 9g에서 보는 바와 같이, 가접부(60)의 상하이동플레이트(63)가 하방으로 이동하여 가압블록(65)이 각형 이차전지 캔의 벤트홀에 안착된 안전벤트를 가압항 고정하면, 도 9h에서 보는 바와 같이, 레이저용접부에 의해 가압블록(65)의 둘레를 따라 조사되는 레이저 광이 가압블록(65)의 유입홈(65)을 통해 유입되어 안전벤트의 둘레 일부를 가접하게 된다.

이후, 도 9i에서 보는 바와 같이, 가접부(60)의 상하이동플레이트(63)가 상방으로 이동하고, 좌우이동플레이트(64)가 측방으로 이동하여 가압블록(65)이 상부에 배치된 레이저 용접부와 간섭되지 않는 위치로 이동하고 나면, 도 9j에서 보는 바와 같이, 레이저 용접부에 의해 안전벤트(200)의 둘레를 따라 조사되는 레이저 광에 의해 안전벤트(200)의 용접이 완료된다.

위와 같이, 안전벤트의 레이저 용접이 완료되면, 이송부(20)는 도 9a에서 보는 바와 같이, 베이스부(10)의 전방영역에 배치되는 공급위치로 복귀하고, 레이저 용접이 완료된 각형 이차전지 캔의 취출작업은 이송부(20)의 이송블록(22) 상면에 각형 이차전지 캔을 안착시켜 고정하는 작업의 역순으로 이루어지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 각형 이차전지 캔의 안전벤트를 용접하는 일련의 작업이 자동으로 수행됨에 따라 종래 수작업으로 진행되던 방식에 비해 제품의 생산성이 크게 향상된다.

비록 본 발명이 상기 바람직한 실시 예들과 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허 청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1 : 안전벤트 자동 용접장치 10 : 베이스부
20 : 이송부 21 : 이송플레이트
22 : 로딩블록 30 : 고정부
31 : 전후이동플레이트 32 : 승강수단
33 : 고정블록 33a : 이탈방지홈
40 : 확개부 41 : 회동플레이트
41a : 관통홀 42 : 회동력 제공수단
43 : 흡착수단 43a : 설치블록
43b : 흡착판 50 : 픽커부
60 : 가접부 61 : 지지플레이트
61a : 제1 개구 62 : 가이드포스트
63 : 상하이동플레이트 63a : 제2 개구
64 : 좌우이동플레이트 64a : 제3 개구
65 : 가압블록 65a : 유입공
66 : 연장바 70 : 안전벤트 공급부
100 : 각형 이차전지 캔 101 : 벤트홀
101a : 단턱 200 : 안전벤트

Claims

전,후면이 개방되고, 상측면이 길이방향을 따라 절개형성되며, 상측면과 대향하는 하측면에 벤트홀이 형성된 각형 이차전지 캔의 상기 벤트홀에 안전벤트를 용접하는 안전벤트 자동 용접장치에 있어서,
베이스부와;
상기 베이스부의 상부에 설치되고, 레이저 용접을 위한 레이저 광을 조사하는 레이저 용접부와;
상기 베이스부 상에 설치되되, 상면에 상기 각형 이차전지 캔의 하측면이 안착되며, 상기 각형 이차전지 캔이 공급되는 공급위치와 상기 레이저 용접부의 하부와 대응되는 용접위치 사이에 전후 이동 가능하게 설치되는 이송부와;
상기 이송부의 전, 후단부 양측에 설치되되, 각각이 상하 방향 및 상기 이송부의 내외측 방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 이송부에 상기 각형 이차전지 캔이 안착되는 경우, 상기 각형 이차전지 캔의 하측면 길이방향 양측을 고정하는 고정부와;
상기 이송부의 대향하는 좌우 양측에 회동 가능하게 설치되고, 상호 대향하는 일측이 상기 각형 이차전지 캔의 양측면을 흡착한 상태에서 각각 외측방향으로 회동되어 상기 벤트홀이 상기 각형 이차전지 캔의 상부로 노출되도록 상기 각형 이차전지 캔의 상측면을 개방하는 한 쌍의 확개부와;
상기 베이스부의 일측에 설치되고, 외부로부터 공급되는 상기 안전벤트을 픽업하여 상기 벤트홀과 대응되는 위치로 이송하는 픽커부와;
상기 베이스부의 상부 중 상기 레이저 용접부의 하부에 상하 및 좌우 이동 가능하게 설치되고, 상기 벤트홀에 위치한 상기 안전벤트의 상면을 가압하여 고정함과 아울러, 상기 안전벤트의 둘레와 대응되는 일측에 상기 레이저 광을 유입시켜 상기 안전벤트의 둘레 일부가 가접되도록 하는 가접부를 포함하는 것을 특징으로 하는 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 고정부는
상기 이송부의 전, 후단부 양측에 상기 이송부의 내외측 방향으로 이동가능하게 설치되는 한 쌍의 전후이동플레이트와;
각각의 전후이동플레이트의 일측에 설치되는 승강수단과;
각각의 승강수단의 일측에 결합되고, 상기 이송부에 상기 각형 이차전지 캔이 안착되는 경우, 상기 각형 이차전지 캔의 하측면 길이방향 양측을 고정하는 고정블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치.
제2항에 있어서,
상기 고정블록은 상호 대향하는 단부가 상기 안전벤트의 길이방향 양측 둘레와 대응되는 형상으로 절개되어 상기 안전벤트의 이탈을 방지하는 이탈방지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 확개부는
상기 이송부의 대향하는 좌우 양측에 나란하게 배치되고, 각각의 하단이 상기 이송부의 일측에 회동가능하게 결합되는 한 쌍의 회동플레이트와;
상기 이송부의 일측 중 각각의 회동플레이트의 외측에 설치되고, 각각의 회동플레이트에 회동력을 제공하는 회동력 제공수단과;
상기 한 쌍의 회동플레이트의 상호 대향하는 내면 일측에 전후 방향을 따라 일정간격 이격되게 설치되는 복수개의 흡착수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치.
제1항에 있어서,
상기 가접부는
상기 베이스부의 상부 중 상기 레이저 용접부의 하부에 설치되고, 일측에 제1 개구가 형성된 지지플레이트와;
상단부가 상기 지지플레이트의 저면 일측에 결합되고, 하단부가 상기 베이스부의 상면 일측에 결합되는 적어도 둘이상의 가이드포스트와;
상기 지지플레이트의 하부에 배치되고, 상기 제1 개구와 대응되는 일측에 제2 개구가 형성되며, 가장자리 일측이 상기 가이드포스트에 상하 이동가능하게 결합되는 상하이동플레이트와;
상기 상하이동플레이트의 상면 일측에 상기 제2 개구를 따라 좌우이동 가능하게 설치되고, 일측에 상기 레이저 광이 유입되는 제3 개구가 형성된 좌우이동플레이트와;
상기 제3개구와 대응되는 상기 좌우이동플레이트의 하부에 배치되고, 상기 벤트홀에 위치한 상기 안전벤트의 상면을 가압하여 고정함과 아울러, 상기 안전벤트의 둘레와 대응되는 가장자리 일측에 상기 레이저 광이 유입되는 적어도 하나의 유입공이 형성된 가압블록과;
상단부가 상기 좌우이동플레이트의 저면에 결합되고, 하방으로 연장형성된 하단부가 상기 가압블록의 일측에 결합되는 연장바를 포함하는 것을 특징으로 하는 각형 이차전지 캔의 안전벤트 자동 용접장치.