KR102615413B1 - 기준점을 이용한 전극 로스량 측정장치 및 측정방법, 기준점이 표시된 전극 공정의 롤맵, 상기 롤맵 작성방법 및 작성시스템 - Google Patents

기준점을 이용한 전극 로스량 측정장치 및 측정방법, 기준점이 표시된 전극 공정의 롤맵, 상기 롤맵 작성방법 및 작성시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전극 로스량 측정장치는, 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이송되며 전극 시단부와 종단부 사이에 복수개의 기준점이 소정 간격으로 마킹된 전극; 상기 전극에 마킹된 상기 기준점을 감지하는 기준점 감지기; 상기 언와인더 또는 리와인더의 회전량에 따른 전극의 위치값을 도출하고, 상기 기준점 감지기와 연동하여 상기 기준점 감지기가 기준점을 감지할 때, 해당 기준점의 위치값을 도출하는 위치 계측기; 및 전극 일부의 로스(loss)로 인하여 전극 시단부와 종단부 사이의 기준점 간격이 설정된 기준점 간격으로부터 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 상기 전극의 로스량을 산출하는 산출부를 포함한다.
또한, 본 발명은 전극 로스량 측정방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기준점이 표시된 전극 공정의 롤맵 및 상기 롤맵 작성방법 및 시스템을 제공한다.

Description

기준점을 이용한 전극 로스량 측정장치 및 측정방법, 기준점이 표시된 전극 공정의 롤맵, 상기 롤맵 작성방법 및 작성시스템{Electrode loss measuring apparatus and method using reference point, roll map of electrode producing process with reference point displayed, method and system for preparing the roll map}
본 발명은 전극 코팅, 롤프레스 및 슬리팅에 의하여 전극을 제조하는 전극 공정에서의 전극 로스량 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 기준점을 전극 상에 마킹하여 전극 로스량을 용이하게 측정할 수 있는 전극 로스량 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 전극 이동을 모사하는 바 형태의 롤맵에 관한 것으로서 상기 롤맵에 기준점이 표시된 전극 공정의 롤맵에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 전극 공정의 롤맵 작성시스템 및 작성방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있다. 그 중에서도, 리튬 이차전지는 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수하다는 점에서, 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자 제품들의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
리튬 이차전지의 전극을 제조하는 이른바 전극 공정은, 집전체인 금속 극판의 표면에 활물질 및 소정 절연물질을 도포하여 양극과 음극을 구성하는 코팅공정과, 코팅된 전극을 압연하는 롤프레스 공정 및 압연된 전극을 치수에 따라 절단하는 슬리팅공정으로 이루어진다.
전극 공정에서 제조된 전극은 노칭 공정에 의하여 전극 탭이 형성되고, 양극과 음극 사이에 분리막을 개재시켜 전극 조립체로 된 다음, 이 전극 조립체를 스태킹 또는 폴딩하여 파우치나 캔 등으로 포장하고 전해액을 주액하는 조립공정을 통해 이차전지의 형태가 만들어진다. 이후 조립된 이차전지는 충방전되어 전지 특성을 부여하는 활성화공정을 거쳐 최종적인 완제품의 이차전지가 된다.
상기 전극 공정에서 전극에 파단이나 불량이 발생하는 경우에 파단부위 또는 불량부위를 제거하고 전극을 연결테이프로 연결하는 경우가 있다. 혹은 전극 품질을 유지하기 위하여 전극 품질이 불균일한 전극 시단부나 종단부를 제거하는 경우가 있다. 이 경우 작업자는 전극 제거 및 연결 후에 잘려진 전극의 길이(전극 로스량)를 임의로 제어부 등에 입력한다. 하지만, 작업자가 육안으로 혹은 자와 같은 측정도구로 수동으로 측정하여 전극 로스량을 입력하기 때문에, 실제로는 소모된 전극 로스량이 정확하지 않다. 또한, 작업자마다 입력되는 전극 로스량도 상이하다.
이 경우 후속 공정에서 상기 연결테이프를 감지하여 전극이 파단되어 연결되었다는 것은 알 수 있지만, 전극 로스량은 작업자의 입력에 의존하므로, 전극 로스량을 정확하게 파악할 수 없다. 잘려나간 전극 로스량이 정확하지 않으면, 후속공정에서 전극의 위치 좌표가 바뀌므로, 원하는 위치에 정확하게 후속공정처리를 할 수 없다. 또한, 전극 공정의 각 세부공정 간에 품질 변화를 비교 분석할 때 전극 로스량에 따라 기준이 달라지므로, 전극의 위치에 따른 품질 비교를 신뢰성 있게 행할 수 없다.
또한, 최근에는 롤투롤 상태의 전극을 모사하여 화면상에 나타낸 롤맵 바 상에 품질 또는 불량에 관한 데이터를 표시하는 롤맵이 사용되고 있다. 이 롤맵은 코팅공정, 롤프레스 공정, 슬리팅 공정의 각 전극 세부공정에서 각각 작성되므로, 상기 롤맵 정보를 다운로드 받아 전 공정에서의 품질 불량이나 전극 파단에 관한 정보를 확인하고, 후공정에서 이를 확인하여 불량의 제거나 필요한 후속처리를 하고 있다. 그런데, 상기와 같이 전극 로스량이 정확하게 파악되지 않으면, 롤맵 상에 표시되는 전극 위치데이터가 달라져서 품질이나 불량 위치에 관한 데이터를 정확하게 표시할 수 없고, 후공정에서 상기 롤맵을 참조시 잘못된 위치 좌표에 기하여 후공정을 행하게 되는 위험성이 있다.
따라서, 전극 공정에 있어서, 전극 로스량을 정확하게 측정할 수 있는 기술의 개발이 요망된다 하겠다.
일본 특허공보 제6465914호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기준점을 도입하여 전극 공정에서의 전극 로스량을 자동으로 정확하게 파악할 수 있는 전극 로스량 측정장치 및 측정방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 기준점이 표시된 전극 공정의 롤맵을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 전극 공정의 롤맵 작성시스템 및 작성방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예의 전극 로스량 측정장치는, 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이송되며 전극 시단부와 종단부 사이에 복수개의 기준점이 소정 간격으로 마킹된 전극; 상기 전극에 마킹된 기준점을 감지하는 기준점 감지기; 상기 언와인더 또는 리와인더의 회전량에 따른 전극의 위치값을 도출하고, 상기 기준점 감지기와 연동하여 상기 기준점 감지기가 기준점을 감지할 때, 해당 기준점의 위치값을 도출하는 위치 계측기; 및 전극 일부의 로스(loss)로 인하여 전극 시단부와 종단부 사이의 기준점 간격이 설정된 기준점 간격으로부터 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 상기 전극의 로스량을 산출하는 산출부를 포함한다.
하나의 예로서, 상기 위치 계측기는 언와인더 및 리와인더를 구동하는 모터 회전량으로부터 전극의 위치값을 추출하는 로터리 엔코더일 수 있다.
다른 예로서, 상기 전극 로스량 측정장치는 상기 언와인더 전에 설치되어 상기 전극에 소정 간격으로 복수개의 기준점을 마킹하는 기준점 마킹기를 더 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 전극 상에 부착된 연결테이프를 감지하는 이음매 감지센서를 더 포함하고, 상기 위치 계측기는 상기 이음매 감지센서와 연동하여 상기 이음매 감지센서가 상기 연결테이프를 감지하였을 때 상기 연결테이프의 길이를 도출할 수 있다.
구체적으로, 상기 산출부는, 상기 기준점 위치값을 설정된 기준점 위치값과 대비하여 산출된 로스량에 상기 연결테이프의 길이를 더한 값을 총 로스량으로 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 상기 전극 로스량 측정장치는 롤투롤 상태로 이송되는 전극의 도중부 상하에 설치된 압연용 프레스롤을 더 구비하고, 상기 기준점 감지기는 상기 프레스롤 전에 배치되는 제1 기준점 감지기 및 상기 프레스롤 후에 배치되어 프레스롤에 의한 압연에 의하여 변화되는 기준점을 감지하는 제2 기준점 감지기로 구성되고, 상기 산출부는, 상기 제1 기준점 감지기에 감지된 기준점 위치값에 기초하여 프레스롤 전의 전극의 로스량을 산출하고, 상기 제2 기준점 감지기에 의하여 변화된 기준점 위치값에 기초하여 프레스롤에 의한 압연 후의 전극의 로스량을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 측면으로서, 전극 로스량 산출방법은 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이송되는 전극의 시단부와 종단부 사이에서 소정 간격으로 복수개의 기준점을 마킹하는 단계; 기준점 감지기로 상기 전극 상의 기준점을 감지하여 상기 기준점의 위치값을 도출하는 단계; 및 전극 일부의 로스로 인하여 전극 시단부와 종단부 사이의 기준점 간격이 설정된 기준점 간격으로부터 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 상기 전극의 로스량을 산출하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 기준점 사이 간격, 상기 기준점과 전극 시단부 사이 간격 및 상기 기준점과 전극 종단부 사이 간격 중 적어도 하나가 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 전극의 로스량을 산출할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 기준점의 위치값을 도출하는 단계의 전 또는 후에 상기 전극 상의 연결테이프를 감지하고 상기 연결테이프의 길이를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로서, 상기 전극의 로스량 산출 단계에서, 상기 기준점 위치값을 설정된 기준점 위치값과 대비하여 산출된 로스량에 상기 연결테이프의 길이를 더한 값을 총 로스량으로 산출할 수 이다.
다른 예로서, 상기 전극이 프레스롤에 의하여 압연되어 상기 기준점의 위치가 변화되었을 때, 상기 변화된 기준점에 기초하여 압연된 전극의 로스량을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 측면으로서, 전극 공정의 롤맵은, 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이동하는 전극의 이동과 동기화되어 화면상에 표시되며 상기 롤투롤 상태의 전극을 모사하여 바 형태로 표시되는 롤맵 바(roll map bar); 및 상기 전극 시단부와 종단부 사이에 소정 간격으로 마킹되는 복수개의 기준점을 모사하여 상기 롤맵 바 상에 소정 간격으로 표시되는 복수개의 기준점을 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 롤맵 바의 길이방향으로 상기 전극의 길이방향 치수가 표시되고, 상기 표시된 기준점도 상기 길이방향 치수로 표시될 수 있다.
이 때, 상기 전극의 길이방향 치수는 전극 로스량을 반영하지 않은 절대좌표와 전극 로스량을 반영한 상대좌표로 표시될 수 있다.
구체적으로, 상기 롤맵은 상기 전극 공정에서 측정된 품질, 불량, 전극 로스에 관한 데이터들 중 적어도 하나가 상기 데이터들이 측정된 전극의 위치에 대응하는 상기 롤맵 바 상의 소정 위치에 시각적으로 표시되는 표시부를 더 포함할 수 있다.
하나의 예로서, 상기 롤맵은, 롤투롤 상태로 이동하는 전극에 전극 슬러리를 코팅하는 전극 코팅공정, 전극을 프레스롤에 의하여 압연하는 롤프레스공정, 및 롤프레스된 전극을 길이방향을 따라 절단하는 슬리팅공정 중 적어도 하나의 공정에 대한 롤맵이고, 상기 프레스롤에 의한 압연 이후의 공정의 롤맵은 상기 압연에 의하여 변화된 기준점의 위치를 모사한 기준점이 그 롤맵 바 상에 표시될 수 있다.
본 발명의 다른 측면으로서, 전극 공정의 롤맵 작성방법은, 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이동되는 전극을 검사하여, 전극 로스에 관한 데이터와 전극 상에 마킹된 기준점의 데이터를 취득하는 단계; 상기 취득된 데이터를 해당 데이터가 취득된 전극의 위치 데이터와 함께 데이터 처리시스템으로 전송하는 단계; 및 상기 데이터 처리시스템에 의하여 롤투롤 상태의 전극을 모사한 바 형태의 롤맵 바를 상기 언와인더와 리와인더 사이에서의 전극 이동과 동기화하여 화면 상에 표시하고 상기 롤맵 바 상에 상기 전극 로스에 관한 데이터 및 기준점의 데이터를 상기 전극의 위치 데이터에 대응하는 상기 롤맵 바 상의 소정 위치에 시각적으로 표시하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면으로서 전극 공정의 롤맵 작성 시스템은, 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이동되는 전극을 검사하여, 전극 로스에 관한 데이터와 전극 상에 마킹된 기준점의 데이터를 취득하여 상기 데이터들이 취득된 전극의 위치 데이터와 함께 데이터 처리시스템으로 전송하는 계측장치; 롤투롤 상태의 전극을 모사한 바 형태의 롤맵 바를 언와인더와 리와인더 사이에서의 전극 이동과 동기화하여 표시하고, 상기 전송된 전극 로스에 관한 데이터 및 기준점의 데이터를 상기 전극의 위치 데이터에 대응하는 상기 롤맵 바 상의 소정 위치에 시각화하여 나타낸 롤맵을 작성하는 데이터 처리시스템; 및 상기 데이터 처리시스템과 연결되어 상기 롤맵이 화면에 도시되는 디스플레이부를 포함한다.
본 발명에 의하여 전극 공정에 있어서, 전극 로스량과 위치를 기준점을 이용하여 정확하게 파악할 수 있다. 또한, 전극 로스량이 작업자의 육안이나 감에 의존하지 않고 자동으로 정확하게 측정되므로, 로스량 데이터의 신뢰성이 향상되고, 후속공정에서 이러한 데이터 정보를 효과적으로 활용할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 기준점을 전극을 모사한 롤맵 상에 표시하고 전극 로스량에 관한 정보도 함께 표시함으로써, 품질이나 불량과 관련한 데이터들을 상기 기준점과 관련하여 한눈에 시각적으로 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 전극 공정의 각 세부공정에서 품질, 불량 관리, 후속공정처리시에 상기 기준점이 표시된 롤맵을 참조할 수 있으므로, 후속공정에서의 처리나 불량 제거 등을 정확하게 행할 수 있다.
도 1은 기준점이 없는 상태에서 전극에 로스가 발생할 경우 위치 좌표에 왜곡이 발생하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 2는 기준점을 도입하여 위치 좌표 왜곡을 방지한 본 발명의 개념을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 로스량 측정장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전극 로스량 측정의 일례를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 전극 로스량 측정의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 전극 로스량 측정의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 7은 롤프레스 공정에 의하여 기준점이 변화되는 것을 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 로스량 측정장치의 개략도이다.
도 9는 본 발명에 따른 전극 공정의 롤맵의 일례를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 전극 공정의 롤맵 작성 시스템의 개략도이다.
도 11은 본 발명의 전극 공정의 롤맵을 작성하기 위한 데이터 시각화 장치의 개략도이다.
이하, 첨부한 도면과 여러 실시예에 의하여 본 발명의 세부 구성을 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 또한 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니며 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 기준점이 없는 상태에서 전극에 로스가 발생할 경우 롤맵 상의 위치 좌표에 왜곡이 발생하는 것을 나타낸 개략도이다.
도 1의 상부 도면은 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 이동하는 전극의 이동을 모사한 롤맵(RM: Roll Map)이다. 실제 롤맵(RM) 상에는 품질, 불량에 관한 많은 세부 데이터가 시각적으로 함께 표시되지만, 도 1에서는 설명의 편의를 위하여 전극의 파단과 연결테이프(T)만을 도시하여 나타내었다.
도 1의 상부 도면의 롤맵(RM)은 실제 전극을 모사한 것으로서, 실제 전극에서는 여러 종류의 파단이 발생한다. 전극 공정의 세부공정 중 하나의 공정을 진행할 때 그 당해 공정(자공정) 내에서 전극 파단이 발생하여 50미터, 60미터의 파단이 발생한 것이 롤맵(RM) 상에 표시되어 있다. 또한, 당해 공정에 진입하기 전에 전의 공정에서 전극 시단부가 30미터 제거되고, 자공정에서 전극 종단부가 35미터 제거된 것이 표시되어 있다.
이 경우, 상기 파단부나 전극 시단부와 종단부의 전극 제거부(전극 로스부)를 제거하면 도 1의 하단 도면과 같이 파단부를 연결한 연결테이프(T)만이 남게 된다. 즉, 도 1의 하부 도면이 실제 전극의 형태가 된다. 도 1의 하부 도면에서는 예컨대 이음매 감지센서에 의하여 연결테이프(T)의 위치는 검출할 수 있다. 그러나, 파단된 전극이나 제거된 전극은 실제 전극 상에 남아 있지 않으므로, 그 전극 제거부(로스부)의 길이인 전극 로스량은 파악할 수 없다. 상술한 바와 같이, 상기 전극 제거부는 작업자가 수동으로 입력하므로 정확한 전극 로스량을 알기 어렵다.
또한, 전극 로스량을 파악할 수 없다면, 전극 공정의 롤맵(RM)도 도 1의 하부 도면과 같은 형태가 되어 롤맵 상의 위치 좌표도 왜곡이 발생한다. 도 1의 상부 도면은 전극의 파단/제거 길이를 알고 있다고 가정하여 연결테이프와 함께 편의상 표시한 것으로서, 실제 전극 로스 발생시에는 도 1 하부 도면의 형태가 되는 것이다.
즉, 롤맵(RM)은 전극의 이동을 모사하여, 전극의 길이방향 치수에 대응되는 길이방향 치수, 즉 위치 좌표가 표시되는데, 전극 로스량이 파악되지 않으면, 상기 길이방향 치수에 이를 반영할 수 없게 된다. 따라서, 전극 공정의 후속공정, 혹은 전극 공정 중의 다른 세부공정으로 전극이 이송되었을 때, 상기 전극 로스량이 반영되지 않은 롤맵은 사용하기 어렵다. 부언하면, 롤맵(RM)에 상기 전극 로스량을 표시 내지 반영하고, 이를 롤맵의 길이방향 치수(위치 좌표)에도 반영하여 그 위치 좌표를 보정할 필요가 있다.
도 2는 기준점을 도입하여 롤맵(RM)의 좌표 왜곡을 방지한 본 발명의 개념을 나타내는 도면이다.
도 2의 최하부의 롤맵(RM)에서는 기준점(M1,M2,M3)을 소정 간격마다 도입하고, 전극 로스부를 표시하고 있다. 상기 기준점(M1,M2,M3)의 개수, 간격은 전극의 길이나 사양에 따라 다르게 적용할 수 있다. 도 2에서는 1200미터 길이의 전극을 상정하여, 300,600,900미터 지점에 각각 기준점(M1,M2,M3)을 표시하였다. 실제 전극에 상기와 같은 기준점(M1,M2,M3)을 마킹하고, 전극 로스 발생시에 상기 기준점을 실측하면 상기 기준점의 간격이 변동되어 그 변동값에 기초하여 전극 로스량을 용이하게 파악할 수 있다. 이와 같이, 전극 로스량이 파악되면, 도 2의 최하부의 롤맵(RM)과 같이, 기준점(M1,M2,M3)과 전극 로스 길이를 함께 표시할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 하나의 롤맵에 상기 로스 길이가 반영된 전극의 길이방향 치수(절대좌표), 반영되지 않은 전극의 길이방향 치수(상대좌표)를 함께 표시할 수 있다.
이와 같이, 전극에 기준점을 도입하면, 기준점 간격 변동으로부터 변동전의 기준점 위치(설정된 기준점 위치)와 측정된 기준점 위치를 대비하여 전극 로스량을 파악할 수 있고, 이를 롤맵 상에 반영할 수 있다. 기준점을 이용한 전극 로스량 측정에 관해서 자세히 설명하기로 한다.
<전극 로스량 측정장치 및 측정방법>
(제1 실시형태)
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 로스량 측정장치(100)의 개략도이다.
본 발명의 전극 로스량 측정장치(100)는, 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 이송되며 전극(10) 시단부와 종단부 사이에 복수개의 기준점(M1,M2,M3)이 소정 간격으로 마킹된 전극(10); 상기 전극에 마킹된 상기 기준점을 감지하는 기준점 감지기(20); 상기 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW)의 회전량에 따른 전극의 위치값을 도출하고, 상기 기준점 감지기와 연동하여 상기 기준점 감지기가 기준점을 감지할 때, 해당 기준점의 위치값을 도출하는 위치 계측기(30); 및 전극 일부의 로스(loss)로 인하여 전극 시단부와 종단부 사이의 기준점 간격이 설정된 기준점 간격으로부터 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 상기 전극의 로스량을 산출하는 산출부(40)를 포함한다.
본 발명의 전극 로스량 측정장치(100)에서, 전극(10)에는 전극 시단부와 종단부 사이에 복수개의 기준점(M1,M2,M3)이 소정 간격으로 마킹되어 있다. 상기 기준점의 개수, 간격은 상술한 바와 같이, 전극의 길이나 사양에 따라 다르게 적용할 수 있다. 기준점의 마킹은 소정의 기준점 마킹기(60)로 할 수 있다. 예컨대 잉크젯 방식의 잉크 마킹 인쇄기를 기준점 마킹기로 사용할 수 있다. 전극 공정은 코팅공정, 롤프레스 공정, 슬리팅 공정의 복수의 공정으로 이루어지므로, 전극 로스량 측정 전에 전극 상에 마킹을 먼저 행할 필요가 있다. 이를 위해서, 상기 기준점 마킹기(60)는 해당 공정이 실행되는 언와인더(UW) 전에 설치될 수 있고, 이 마킹기에 의하여 전극에 소정 간격으로 복수개의 기준점(M1,M2,M3)을 마킹할 수 있다. 기준점의 마킹은 시인성을 위하여 전극(10)의 활물질이 도포된 유지부(11)에는 행하지 않고 활물질이 도포되지 않은 무지부(12)에 행하며, 무지부의 상면 또는 하면 또는 상하면 모두에 행할 수 있다(도 7 참조)
본 발명은 또한 상기 전극 상의 기준점을 감지하는 기준점 감지기(20)를 구비한다. 상기 기준점 감지기(20)는 인쇄된 문자를 광학 문자 인식(OCR)으로 판독할 수 있는 OCR 판독기일 수 있다. 혹은, 비전 센서를 구비하여 기준점을 감지할 수 있는 비전 카메라를 기준점 감지기로 채용할 수 있다. 상기 기준점 감지기는 도 3에 도시된 바와 같이, 롤투롤 상태로 이송되는 전극(10) 라인의 상부에 설치될 수 있다.
위치 계측기(30)는, 상기 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW)의 회전량에 따라 전극의 위치값을 도출할 수 있다. 예컨대, 언와인더(UW) 및 리와인더(RW)를 구동하는 모터 회전량으로부터 전극의 위치값을 추출하는 로터리 엔코더(30R,30U)를 위치 계측기로 사용할 수 있다. 상기 로터리 엔코더(30R,30U)는 언와인더(UW) 및 리와인더(RW), 구체적으로는 언와인더(UW) 및 리와인더(RW)의 모터 구동부에 설치될 수 있다. 언와인더(UW)에서 풀리는 전극이 리와인더(RW)로 감기므로, 언와인더(UW)와 리와인더(RW)에 각각 설치된 로터리 엔코더(30R,30U)에서 도출되는 전극의 위치값은 크기가 반대가 될 수 있다. 그러나, 어느 쪽의 로터리 엔코더라 하더라도, 모터 회전량에 따라 전극의 위치를 디지털신호로 바꾸어 위치값을 수치로 도출할 수 있다. 본 발명에서는 상기 위치 계측기(30)가 기준점 감지기(20)와 연동하도록 되어 있어, 상기 기준점 감지기(20)가 기준점을 감지할 때, 상기 위치 계측기(30)가 해당 기준점의 위치값을 도출할 수 있다. 도 3에는 기준점 감지기(20)가 위치 계측기(30)와 연결되어, 기준점 감지기의 감지신호가 위치 계측기로 전달될 때, 위치 계측기(30)에서 자동으로 기준점의 위치값을 도출하는 것을 나타내고 있다. 기준점 감지기와 위치 계측기의 연결은 유선 또는 무선에 의하여 가능하다.
본 발명은, 전극(10) 일부의 로스로 인하여 전극 시단부와 종단부 사이의 기준점 간격이 설정된 기준점 간격으로부터 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 상기 전극의 로스량을 산출하는 산출부(40)를 포함한다. 상기 산출부(40)는 예컨대 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서의 전극 이송을 제어하는 제어부(PCT 제어부)일 수 있다. 상기 산출부(40)는 소정의 연산 프로그램을 구비하여 위치 계측기(30)가 도출한 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 전극 로스량을 산출할 수 있다. 이를 위하여, 상기 산출부(40)는 설정된 기준점 위치값이 저장된 메모리를 구비하거나, 혹은 데이터베이스로부터 설정된 기준점 위치값에 대한 데이터를 읽어 들일 수 있다.
도 1 및 도 2와 같이, 전극에 파단이나 임의 제거로 인한 전극 로스가 발생하면, 기준점의 위치가 최초에 마킹된 기준점 위치(설정된 기준점 위치값)로부터 변동된다. 따라서, 상기 산출부(40)는 이로부터 전극의 로스량을 산출할 수 있다. 구체적인 로스량 산출과정은 본 발명의 전극 로스량 측정방법을 설명할 때 상술하기로 한다.
본 발명의 전극 로스량 산출장치(100)는, 또한 전극 상에 부착된 연결테이프를 감지하는 이음매 감지센서(50)를 더 포함한다. 상기 연결테이프는 전극에 파단이 발생한 경우, 파단된 전극을 연결하는 테이프이다. 기준점이 없이 이음매 감지센서(50)만이 설치되어 있을 경우에는, 상기 이음매 감지센서가 연결테이프를 감지하여 전극 상에 파단이 있음을 파악할 수 있다. 그러나, 파단된 전극의 길이가 어느 정도인지는 파악할 수 없다. 본 발명은 상술한 바와 같이, 기준점 감지기(20), 위치 계측기(30) 및 산출부(40)를 구비하여 파단된 전극의 길이를 파악할 수 있다.
상기 위치 계측기(30)는 기준점 감지기(20)와 마찬가지로, 상기 이음매 감지센서(50)와 연동되어 있어 상기 이음매 감지센서(50)가 연결테이프를 감지하였을 때, 상기 연결테이프의 길이를 도출할 수 있다. 구체적으로, 상기 이음매 감지센서(50)는 연결테이프의 시단부와 종단부를 각각 감지할 수 있으며, 각각의 감지신호를 위치 계측기(30)가 받으면 상기 위치 계측기는 시단부 감지시점의 위치값과 종단부 감지시점의 위치값을 검출할 수 있다. 시단부 감지시점의 위치값과 종단부 감지시점의 위치값의 차가 연결테이프 길이가 되므로, 상기 위치 계측기(30)의 위치 검출에 의하여 연결테이프의 길이를 파악할 수 있다. 상기 이음매 감지센서(50)는 예컨대 칼라센서일 수 있다. 연결테이프는 통상 전극과 색상이 상이하므로, 칼라센서에 의하여, 전극과 색깔이 상이한 부분인 연결테이프를 검출할 수 있다.
상기 연결테이프는 전극 간을 연결하는 접착테이프 외에 PET 필름도 포함할 수 있다. PET 필름은 접착테이프보다 비교적 긴 구간 연장되어 전극 간을 연결한다.
기준점 외에 연결테이프가 검출되면, 상기 산출부(40)는, 상기 기준점 위치값을 설정된 기준점 위치값과 대비하여 산출된 로스량에 상기 연결테이프의 길이를 더한 값을 총 로스량으로 산출한다. 이에 관한 구체적인 설명은 후술한다.
본 발명의 전극 로스량 산출방법은, 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 이송되는 전극의 시단부와 종단부 사이에서 소정 간격으로 복수개의 기준점을 마킹하는 단계; 기준점 감지기(20)로 상기 전극 상의 기준점을 감지하여 상기 기준점의 위치값을 도출하는 단계; 및 전극 일부의 로스로 인하여 전극 시단부와 종단부 사이의 기준점 간격이 설정된 기준점 간격으로부터 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 상기 전극의 로스량을 산출하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이, 기준점 감지 전에 기준점 마킹기(60)에 의하여 전극의 시단부와 종단부 사이에서 소정 간격으로 복수개의 기준점을 마킹한다(도 3 참조).
비전 카메라와 같은 기준점 감지기(20)는 상기 전극 상의 기준점을 감지하며, 예컨대 상기 기준점 감지기와 연동된 위치 계측기(30)에서 상기 기준점의 위치값을 도출할 수 있다. 전극에 어떠한 로스도 없다면 도출된 상기 기준점의 위치값은 설정된 기준점의 위치값과 동일할 것이다.
그러나, 파단이나 임의 제거에 의하여 전극이 언와인더(UW)에 원래 권취되어 있던 길이보다 작아진다면, 전극 시단부와 종단부 사이의 기준점 간격이 설정된 기준점 간격으로부터 변동된다. 이러한 변동으로부터 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 상기 전극의 로스량을 산출할 수 있다.
구체적으로는, 상기 기준점 사이 간격, 상기 기준점과 전극 시단부 사이 간격 및 상기 기준점과 전극 종단부 사이 간격 중 적어도 하나가 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 전극의 로스량을 산출할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전극 로스량 측정의 일례를 나타낸 것이다.
도 4(a)는 로스가 발생하지 않은 전극에 300미터 간격으로 3개의 기준점(M1,M2,M3)을 마킹한 것을 나타낸다. 전극의 길이는 1200미터이고, 그 시단부와 종단부에 리와인더(RW)와 언와인더(UW)가 각각 설치되어 전극을 롤투롤 상태로 이송한다. 설명의 편의를 위하여 리와인더(RW)에 감기는 측을 전극 시단부로, 언와인더(UW)에서 풀리는 부분을 전극 종단부로 상정하고, 전극이 언와인더(UW)로부터 리와인더(RW)부로 진행하는 것을 기준으로 설명한다.
도 4(b)는 전공정에서 작업자가 임의로 100미터 전극을 제거된 상태가 도시되어 있다. 이 경우, 리와인더(RW)에서 감기는 전극의 제1 기준점(M1)은 300미터에서 200미터로 당겨지게 되고, 이를 기준점 감지기(20)가 감지하며 리와인더(RW)에 설치된 로터리 엔코더에서 그 위치값인 200미터를 도출하게 된다. 전극의 시단부가 100미터 감소하였으므로, 후속의 제2,3 기준점(M2,M3)의 위치도 600미터에서 500미터로, 900미터에서 800미터로 각각 변하게 된다. 도 4에서 기울임체로 표시된 숫자는 변화된 기준점 위치값을 의미한다. 이하 동일하다. 또한, 언와인더(UW)에서 감지되는 전극 종단부의 위치 역시 1200미터에서 1100미터로 변화된다.
위치 계측기(30)는 상기와 같이 변화된 기준점 위치값 데이터를 산출부(40)로 전송하고, 산출부(40)에서는 설정된 기준점 위치값(300,600,900)과 도출된 기준점 위치값(200,500,800)을 대비하여 전극 로스량을 산출한다. 구체적으로, 도 4(b)에서 전극 시단부와 제1 기준점(M1)의 간격이 300미터에서 200미터로 감소하였으므로, 전극 로스량을 100미터로 산출할 수 있다. 또한, 그 로스 발생 위치도 전극 시단부와 제1 기준점(M1) 사이로 특정할 수 있다. 다만, 전극 시단부와 제1 기준점(M1) 사이에서 연결테이프가 감지되지 않았으므로, 상기 로스는 전극 파단에 의한 것이 아님을 추정할 수 있다. 물론, 연결테이프의 감지를 위해서는 후술하는 이음매 감지센서(50)가 필요하다.
도 5는 본 발명에 따른 전극 로스량 측정의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 5(a)에서는 도 4(b)와 반대로 전극 종단부에서 100미터의 전극 로스가 발생한 것을 나타낸다. 이 경우에는 리와인더(RW)에 설치된 위치 계측기(30R)(로터리 엔코더)에서는 기준점의 변동이 파악되지 않는다.
그러나, 언와인더(UW) 측의 로터리 엔코더(30U)에서는 상기 종단부의 위치가 100미터 감소한 것을 파악할 수 있고, 이로부터 상기 산출부(40)는 전극 종단부와 제3 기준점(M3)과의 간격이 200미터로 감소할 것을 도출할 수 있다. 따라서, 언와인더(UW)의 위치 계측기(30U)를 기준으로 하면, 제3 기준점(M3)의 위치가 설정된 기준점 위치값으로부터 변화되었으므로, 이로부터 산출부(40)는 전극 종단부에서 100미터 전극이 손실된 것을 산출할 수 있다.
도 5(b)는 전극 시단부나 종단부가 아닌 중간 부분에서 전극 로스가 발생한 것을 나타낸다. 제1 기준점(M1)과 제2 기준점(M2) 사이에서 예컨대 전극 파단에 의하여 100미터의 전극 로스가 발생하였을 때, 제1 기준점(M1)의 위치값은 변하지 않지만, 제2,제3 기준점(M2,M3)과 전극 종단부의 위치가 변동된다. 이러한 기준점 변동에 따라 상기 기준점 감지기(20) 및 이와 연동된 위치 계측기(30)가 변화된 기준점 위치값을 도출하면, 상기 산출부(40)가 설정된 기준점 위치값과 대비하여 전극 로스량이 제1기준점과 제2 기준점 사이에서 100미터가 된다는 것을 산출할 수 있다.
따라서, 본 발명의 전극 로스량 측정방법에 의하면, 기준점 사이 간격, 기준점과 전극 시단부 사이 간격 및 기준점과 종단부 사이 간격 중 적어도 하나가 변동되었을 때, 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 전극의 로스량을 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 전극 로스량 측정의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
본 예는, 전극 파단에 의하여 연결테이프(T)가 전극 상에 존재하는 경우이다. 이 경우, 기준점 감지기(20) 및 위치 계측기(30)에 의하여 제2,3 기준점(M2,M3)이 각각 600미터에서 550미터로, 900미터에서 850미터로 변동되는 것이 감지된다. 이로부터 제1 기준점(M1)과 제2 기준점(M2) 사이에서 50미터의 전극 로스가 있었다고 일응 추정된다.
또한, 이음매 감지센서(50) 및 위치 계측기(30)에 의하여 연결테이프(T)의 길이가 50미터로 검출되었다. 이는 전극 파단으로 파단된 전극을 잘라내고 50미터 길이의 연결테이프(T)로 전극을 연결하였다는 것을 의미한다. 따라서, 실제로는 전극 파단량은 상기 50미터에 연결테이프(T)의 길이 50미터를 더하여야 한다. 즉, 산출부(40)는 상기 기준점 위치값을 설정된 기준점 위치값과 대비할 때, 기준점 위치값 대비에 의하여 산출된 로스량에 상기 연결테이프(T)의 길이를 더한 값을 총 로스량으로 산출한다.
상기 연결테이프의 길이를 산출하는 단계는 상기 기준점의 위치값을 도출하는 단계의 전 또는 후에 행할 수 있다. 예컨대, 기준점 감지기(20)를 이음매 감지센서(50)의 전에 설치하면 기준점 위치값 도출 후에 연결테이프의 길이를 산출하게 되며, 이음매 감지센서(50)를 기준점 감지기(20) 전에 설치하면 연결테이프의 길이 산출 과정이 선행될 수 있다.
(제2 실시형태)
도 7은 롤프레스 공정에 의하여 기준점이 변화되는 것을 나타낸 모식도이다.
상술한 바와 같이, 전극 공정은 전극 슬러리를 집전체에 코팅하는 전극 코팅공정, 코팅된 전극을 프레스롤에 의하여 압연하는 롤프레스 공정, 그리고 압연된 전극을 길이방향으로 절단하는 슬리팅 공정을 포함한다.
예컨대, 전극 코팅공정에서 기준점이 마킹된 후에, 롤프레스 공정을 거치게 되면, 전극이 소정 비율로 늘어나게 된다. 도 7 아래의 도면은 이러한 전극(10)의 연신을 나타내고 있다. 전극(10)이 늘어나면 전극 상에 마킹된 기준점(M1,M2,.M3)도 소정 비율로 늘어나게 된다. 기준점의 위치가 변화되면, 압연 이후의 공정에서는 상기 변화된 기준점에 기초하여 전극의 로스량을 산출할 필요가 있다. 즉, 전극 코팅공정에서는 원래의 제1~제3 기준점(M1,M2,M3)에 기초하여 전극 로스량을 산출하지만, 압연 이후에는 변화된 제1~제3 기준점(M1',M2',M3')에 기초하여 전극 로스량을 산출하여야 한다. 이 때, 압연으로 변화된 기준점(M1',M2',M3')에 관해서도 데이터베이스나 메모리 등에 그 변화된 기준점에 관한 설정된 기준점 위치값 데이터가 저장되어 있다. 따라서, 롤프레스 공정 이후에 전극에 로스가 발생하였을 경우, 상기 변화된 기준점에 기초한 설정값 데이터와 대비하여 로스량을 판단할 수 있다. 상기 압연이 반영된 설정 기준점 위치값은 롤프레스 압력, 전극 연신 길이 등에 따라 미리 설정되어 데이터 베이스 등에 저장되어 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 로스량 측정장치(200)의 개략도이다.
본 실시예는 전극 코팅공정을 거친 전극(10)이 롤프레스 공정의 언와인더(UW)에 권취되어 리와인더(RW)로 이송되는 롤프레스 과정을 나타낸 것이다. 본 실시예에서는, 롤투롤 상태로 이송되는 전극의 도중부 상하에 설치된 압연용 프레스롤(R)이 구비된다. 따라서, 프레스롤(R)에 의한 압연 후에 전극이 연신되어 전극 상의 기준점이 변동된다. 이 경우, 프레스롤(R) 전후의 기준점의 위치가 상이하므로, 프레스롤 전에는 제1 기준점 감지기(20A)를 배치하고, 프레스롤 후에는 프레스롤(R)에 의한 압연에 의하여 변화되는 기준점을 감지하는 제2 기준점 감지기(20B)를 배치할 수 있다.
따라서, 상기 산출부(40)는, 상기 제1 기준점 감지기(20A)에 감지된 기준점 위치값에 기초하여 프레스롤 전의 전극의 로스량을 산출하고, 상기 제2 기준점 감지기(20B)에 의하여 변화된 기준점 위치값에 기초하여 프레스롤(R)에 의한 압연 후의 전극의 로스량을 산출할 수 있다. 본 실시예에서, 기준점 위치값 내지 기준점 사이 간격이 압연에 의하여 변동된 것 외에는 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하는 과정은 제1 실시형태와 동일하므로, 본 실시형태에서 전극 로스량 계산에 관한 구체적인 설명은 생략한다.
도 8의 실시예는 하나의 공정에서 기준점이 변동되는 것을 나타내지만, 전극이 프레스롤(R)에 의하여 압연되어 상기 기준점의 위치가 변화되었을 때, 상기 변화된 기준점에 기초하여 압연된 전극의 로스량을 산출하는 전극 로스량 측정방법은 압연 공정 이후에도 적용된다. 예컨대, 도 8의 압연 공정 후에, 리와인더(RW)로부터 전극 롤을 해제하고, 도 7과 같이 후공정인 슬리팅 공정의 언와인더(UW)에 상기 전극 롤을 권취하여 슬리팅 공정을 진행할 때도, 상기 변화된 기준점을 기초로 슬리팅 공정에서의 전극 로스량을 계산한다. 물론, 도 8의 공정 이전의 전극 코팅공정에서는 압연 전의 기준점에 기초하여 전극 로스량을 계산한다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 전극의 로스량을 기준점을 이용한 소정의 전극 로스량 측정장치에 의해서 자동으로 정확하게 산출할 수 있다. 따라서, 전극 로스량 데이터의 신뢰성이 향상되고, 후속공정에서 이러한 데이터 정보를 효과적으로 활용할 수 있다.
또한, 후술하는 바와 같이, 본 발명은 상기 기준점을 전극을 모사한 롤맵 상에 표시하고 전극 로스량에 관한 정보도 함께 표시함으로써, 품질이나 불량과 관련한 데이터들을 상기 기준점과 관련하여 한눈에 시각적으로 용이하게 파악할 수 있다.
<전극 공정의 롤맵>
도 9는 본 발명에 따른 전극 공정의 롤맵의 일례를 나타낸 것이다.
본 발명의 롤맵(300)은, 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 이동하는 전극의 이동과 동기화되어 화면상에 표시되며 상기 롤투롤 상태의 전극을 모사하여 바 형태로 표시되는 롤맵 바(roll map bar) (310); 및 상기 전극 시단부와 종단부 사이에 소정 간격으로 마킹되는 복수개의 기준점을 모사하여 상기 롤맵 바 상에 소정 간격으로 표시되는 복수개의 기준점(M1,M2,M3)을 포함한다.
본 발명의 전극 코팅공정의 롤맵(300)은, 롤투롤 상태의 전극을 모사하여 바 형 형태로 표시되는 롤맵 바(310)를 포함한다. 상기 롤맵 바(310)는 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 설치되어 이동하는 실제 전극을 모사한 것이므로, 롤맵 바(310)의 시점과 종점, 그리고 시점과 종점 사이의 롤맵 바(310)의 부분은 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 이동하는 전극 경로와 동기화되어 화면상에 표시된다. 예컨대, 코팅되는 전극 롤의 길이가 3000m라면, 이 전극을 모사한 롤맵 바(310)도 3000m에 대한 소정의 축척(비율)으로 축소되어 화면상에 표시된다. 또한, 특정 전극 롤이 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에 설치되면, 로트 넘버와 전극 롤의 폭 등의 세부 정보도 파악할 수 있으므로, 전극 (롤)의 길이 외에 폭도 소정의 축척으로 축소되어 소정 비율의 길이와 폭으로 축소된 롤맵 바(310)를 화면상에 표시할 수 있다. 따라서, 상기 롤맵 바(310)의 길이와 폭은 실제 이동하는 전극의 길이와 폭에 소정 비율로 대응된다. 또한, 상기 전극의 특정 위치를 예컨대 전극 길이와 폭의 치수 단위로 표현되는 좌표로 나타낼 경우, 해당 좌표는 상기 롤맵 바(310) 상에도 소정의 비율로 축소하여 나타낼 수 있다. 도 9에는 롤맵 바(310)의 길이방향으로 소정간격마다 전극의 길이방향 치수(100m 단위의 치수) (320)가 표시되어 있다.
본 발명의 전극 공정의 롤맵은 전극 시단부와 종단부 사이에 소정 간격으로 마킹되는 복수개의 기준점을 모사하여 상기 롤맵 바 상에 소정 간격으로 표시되는 복수개의 기준점(M1,M2,M3)을 포함한다. 즉, 도 9와 같이, 롤맵 바(310) 상에 전극에 실제 마킹된 기준점을 모사하여, 상기 소정의 축척 비율로 기준점(M1,M2,M3)을 롤맵 바(310) 상에 표시할 수 있다.
이 경우, 상기 기준점(M1,M2,M3)도 상기 전극의 길이방향 치수로 표현할 수 있다.
본 발명의 롤맵(300) 상에는 기준점을 이용한 상기 전극 로스량 측정장치 및 측정방법에 따라 측정된 로스량도 표시할 수 있다. 즉, 로스량이 반영된 위치 좌표(위치 데이터), 로스량이 반영되지 않은 위치 좌표를 하나의 롤맵 상에 표시할 수 있다. 도 9를 참조하면 전극 로스량을 반영하지 않는 위치좌표(320)(길이방향 치수)를 절대좌표(321)로서 도시하고 있다. 또한, 전극 로스량을 반영한 위치 좌표(320)를 상대좌표(322)로 표시하고 있다. 이로부터, 본 발명의 롤맵(300)을 참조하면, 전공정 또는 당해공정에서의 전극 로스를 한눈에 파악할 수 있다. 또한, 전극 로스량이 반영된 좌표와 반영되지 않은 좌표가 동시에 표시되어 있으므로, 전공정의 롤맵을 참조하여 후공정처리를 행할 때, 좌표에 왜곡이 발생하지 않으며, 이에 따라 원하는 위치에 정확하게 후공정처리를 할 수 있다.
또한, 상기 롤맵(300)은 전극 공정에서 측정된 품질, 불량, 전극 로스에 관한 데이터들 중 적어도 하나가 상기 데이터들이 측정된 전극의 위치에 대응하는 롤맵 바(310) 상의 소정 위치에 시각적으로 표시되는 표시부(330)를 더 포함한다. 도 9를 참조하면, 전극의 품질에 관한 데이터(331)(예컨대, 전극 로딩량에 관한 데이터), 불량에 관한 데이터(332)(예컨대, 핀홀, 라인 등의 불량 데이터), 그리고 전극 로스에 관한 데이터(333)(최외곽 폐기구간에 관한 데이터)가 모두 롤맵 바(310) 상에 표시된다. 이로부터 당해 공정에서의 전극의 품질, 불량, 및 전극 로스에 관한 정보를 한눈에 파악할 수 있다. 실제로는 최외곽 폐기구간 외에도 상기 불량이 발생한 전극, 품질 기준을 만족하지 않은 전극을 삭제하고 이를 연결테이프(T) 등으로 연결하였으므로, 이러한 부분들에 대해서도 전극 로스가 발생하고 있다. 상기 롤맵(300)에서는 이러한 전극 로스를 상대좌표(322)로 모두 반영하고 있다. 따라서, 롤맵(300)의 상대좌표(322)와 절대좌표(312)를 대조함으로써, 전극 로스 길이를 파악할 수 있다. 이 때, 롤맵 상에 표시된 기준점(M1,M2,M3)을 참조하면 상기 전극 로스량을 더욱 용이하게 산출할 수 있다.
참고로, 도 9의 롤맵(300)이 표시된 화면에서는 롤맵 상단에 품질, 불량, 전극 로스에 관한 항목들을 일목요연하게 표시하고 있다. 따라서, 이 항목들과 롤맵을 참조하면, 상기 항목과 관련한 시각적 데이터들을 용이하게 파악할 수 있다.
한편, 도 9의 롤맵(300)은 전극 코팅공정에서의 롤맵이지만, 상기 롤맵은 롤프레스 공정 및 슬리팅 공정에 관해서도 각각 작성할 수 있다. 이 경우, 각 공정의 롤맵을 대조하여, 각 공정에서 일어나는 이벤트 등을 용이하게 파악할 수 있다. 또한, 전공정의 롤맵을 참조하여 후공정의 롤맵 작성시 활용할 수 있다. 이때, 상기 프레스롤에 의한 압연 이후의 공정의 롤맵은 상기 압연에 의하여 변화된 기준점의 위치를 모사한 기준점이 그 롤맵 바 상에 표시되어야 한다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 압연공정에 의하여 기준점의 위치가 변동되면, 롤프레스 공정 및 그 후속의 슬리팅공정의 롤맵은 그 변화된 기준점의 위치를 모사하여 롤맵 바 상에 표시하여야 롤맵의 위치 좌표에 왜곡이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
<전극 공정의 롤맵 작성시스템 및 작성방법>
본 발명은 또한, 상기 전극 공정의 롤맵 작성방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명의 전극 공정의 롤맵 작성방법은 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 이동되는 전극(10)을 검사하여, 전극 로스에 관한 데이터와 전극 상에 마킹된 기준점의 데이터를 취득하는 단계; 상기 취득된 데이터를 해당 데이터가 취득된 전극의 위치 데이터와 함께 데이터 처리시스템(420)으로 전송하는 단계; 및 상기 데이터 처리시스템(420)에 의하여 롤투롤 상태의 전극을 모사한 바 형태의 롤맵 바를 상기 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서의 전극 이동과 동기화하여 화면 상에 표시하고 상기 롤맵 바 상에 상기 전극 로스에 관한 데이터 및 기준점의 데이터를 상기 전극의 위치 데이터에 대응하는 상기 롤맵 바 상의 소정 위치에 시각적으로 표시하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 전극 공정의 롤맵 작성시스템(400)은, 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 이동되는 전극(10)을 검사하여, 전극 로스에 관한 데이터와 전극 상에 마킹된 기준점의 데이터를 취득하여 상기 데이터들이 취득된 전극의 위치 데이터와 함께 데이터 처리시스템(420)으로 전송하는 계측장치(410); 롤투롤 상태의 전극을 모사한 바 형태의 롤맵 바를 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서의 전극 이동과 동기화하여 표시하고, 상기 전송된 전극 로스에 관한 데이터 및 기준점의 데이터를 상기 전극의 위치 데이터에 대응하는 상기 롤맵 바 상의 소정 위치에 시각화하여 나타낸 롤맵을 작성하는 데이터 처리시스템(420); 및 상기 데이터 처리시스템(420)과 연결되어 상기 롤맵이 화면에 도시되는 디스플레이부(430)를 포함한다.
도 10은 본 발명에 따른 전극 공정의 롤맵 작성 시스템(400)의 개략도이고, 도 11은 본 발명의 전극 공정의 롤맵을 작성하기 위한 데이터 시각화 장치(423)의 개략도이다.
이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여, 상기 롤맵 작성방법 및 시스템을 설명한다.
본 발명의 전극 코팅공정의 롤맵 작성방법은 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 롤투롤 상태로 이동되는 전극을 검사하여, 전극 로스에 관한 데이터와 전극 상에 마킹된 기준점의 데이터를 취득한다.
설명의 편의를 위하여 도 10에서는 전극 코팅공정에서 코터(C)에 의하여 전극 활물질이 집전체에 코팅되어 전극이 제조되는 것과, 상기 전극이 프레스롤에 의하여 압연되는 것을 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이의 하나의 전극 라인상에 함께 표시하고 있다.
하지만, 상술한 바와 같이, 실제로는 전극 코팅은 별도의 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 상에서 행해지며, 이 때 별도의 기준점 감지기, 이음매 감지센서가 설치되어 해당 공정에서 전극 코팅공정의 롤맵이 작성된다. 전극 코팅공정이 종료되면 전극 코팅공정의 리와인더(RW)로부터 롤프레스공정의 언와인더(UW)로부터 전극 롤이 이동된다.
그러나, 도 9는 전극 공정의 롤맵 작성과정을 종합적으로 설명하기 위한 것이므로, 실제 공정과는 달리 전극 코팅의 코터(C)와 롤프레스공정의 프레스롤(R)을 하나의 전극 상에 편의상 도시한 것일 뿐이다. 즉, 도 9에서 코터(C)를 제거하면 롤프레스 공정의 롤맵 작성시스템이 되고, 프레스롤(R)을 제거하면 전극 코팅공정의 롤맵 작성시스템이 되며, 실제 도 9와 같이 전극 공정이 진행되지는 않는다는 것을 이해하여야 할 것이다.
전극 코팅공정 전에 전극 롤을 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에 롤투롤 상태로 설치할 때 상기 전극 롤의 로트 넘버를 포함하는 세부데이터를 서버나 데이터 처리시스템(420)에 입력하는 전극 롤 정보 등록 단계가 선행되는 것이 바람직하다. 예컨대, 전극 롤을 언와인더(UW)에 도입할 때 혹은 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에 설치할 때, 전극 롤의 로트 넘버를 포함하는 세부데이터를 서버 등에 입력할 수 있다. 상기 전극 롤에 관한 정보가 등록되면, 추후 작성된 롤맵 바와 함께 로트 넘버나, 공정, 설비 등 전극 (롤)에 관한 세부 데이터를 서버로부터 불러내어 화면에 함께 표시할 수 있다. 또한, 전극 롤의 세부데이터로부터 전극 롤의 길이와 폭에 관한 사양을 파악할 수 있으므로, 예컨대 생산관리시스템(MES) 등의 데이터 처리 시스템(420)에 의하여 롤맵 바를 작성할 때, 상기 전극의 길이와 폭에 비례하는 소정 축척으로 롤맵 바의 형태 및 크기를 확정할 수 있다. 즉, 생산관리시스템 등에 저장된 축척 변환 스케일에 따라, 전극 롤의 길이와 폭에 부합하는 롤맵 바의 형태 및 크기가 화면상에 표시될 수 있다. 데이터 처리 시스템이란 데이터에 대하여 일련의 조작을 행하기 위해 입력(input), 처리(processing), 출력(output), 통신(communication) 등을 행하는 시스템(하드웨어 또는 소프트웨어를 포함)을 말한다. 이러한 데이터 처리 시스템의 예로서는, 상기한 바와 같이 생산관리시스템 등을 들 수 있다.
한편, 본 발명의 롤맵을 작성하기 위해서는, 전극 공정에서의 전극 로스에 관한 데이터 및 전극 상에 마킹된 기준점의 데이터를 취득하여야 하고 상기 데이터가 취득된 전극의 위치 데이터가 있어야 한다. 또한, 필요에 따라서, 품질 또는 불량에 관한 데이터도 취득할 수 있다.
이러한 데이터는 전극 공정에서 이동하는 전극(10)을 검사하는 것에 의하여 얻어질 수 있다.
전극(10)은 코팅 후에 또는 압연 후에 전극 이송 라인에 설치된 소정의 계측기(410)에 의하여 검사된다. 예컨대 상기 라인에 전극 슬러리 로딩량 계측기(411), 치수 및 폭 계측기(412), 외관 검사기(413)와 같은 계측기들이 설치될 수 있다. 전극 슬러리 로딩량 계측기(412)는, 초음파 센서, 변위센서, 레이저 센서, 공초점 두께 센서 등 비접촉식의 두께 측정센서가 채용될 수 있다. 전극 호일의 두께는 알려져 있으므로, 예컨대 공초점 두께 센서의 경우 센서로부터 출사된 빛의 반사광의 파장을 분석하여 센서와 전극간의 거리(두께)를 계산함으로써, 슬러리 로딩량을 측정할 수 있다.
치수 및 폭 계측기(412)는 코팅되는 전극의 외관을 촬영하거나 스캔하여 전극 폭, 유지부와 무지부의 폭 등을 측정할 수 있는 종류의 비전 계측기를 채용할 수 있다. 유지부와 무지부의 폭이 파악되면 유지부와 무지부의 미스매치 여부도 파악할 수 있다.
외관 검사기(413)는 전극의 외관을 촬상하여 외관 이미지를 취득할 수 있다. 이로부터 핀홀, 라인, 분화구 형상과 같은 외관 불량에 관한 데이터를 얻을 수 있고, 절연외관이나 절연불량에 관한 데이터도 취득할 수 있다. 외관 검사기(413)에는 전극의 색깔을 판별할 수 있는 센서, 예컨대 칼라센서를 가지는 검사기도 포함될 수 있다. 칼라센서에 의하여, 전극과 색깔이 상이한 부분, 예컨대 연결테이프나 PET 필름을 검출할 수 있다.
비전 계측기로 상술한 바와 같이, 전극 상에 마킹된 기준점에 관한 데이터를 취득할 수 있고, 이는 언와인더(UW)나 리와인더(RW) 등에 설치된 위치 계측기(30)와 연동되어 기준점의 위치값이 검출되어 데이터 처리시스템(420)으로 전송될 수 있다. 전극 로스량 측정과 관련된 상술한 산출부(40)는 여기서 상기 데이터 처리시스템(420)이 될 수 있다. 즉, 도 10의 시스템(400)에서도 전극 로스량을 측정할 수 있다. 상기 취득된 전극 로스에 관한 데이터와 상기 기준점의 데이터는 위치 계측기인 로터리 엔코더(30)로부터 데이터 처리시스템(420)으로 직접, 혹은 상기 계측장치(410)를 통하여 상기 데이터 처리시스템(420)으로 전송될 수 있다.
이상과 같이, 각종 계측기에 의해서 데이터가 취득되면 이 데이터들을 데이터 처리시스템(420)으로 전송한다. 이 때 데이터의 저장을 위해 도시하지는 않지만 서버가 적용될 수 있다. 혹은 상기 데이터 처리시스템(420)이 소정의 저장장치를 구비하여 상기 데이터를 저장할 수 있다.
상기 전극 로스에 관한 데이터, 기준점 데이터 또는 품질 또는 불량에 관련된 데이터를 롤맵 상에 표시하기 위해서는, 상기 데이터가 취득된 전극의 위치 데이터가 특정되어야 한다. 즉, 롤맵 바를 길이방향과 폭방향의 2개의 좌표축으로 구성되는 좌표계라고 가정하면, 상기 좌표계의 특정 위치(좌표)에 특정 데이터를 입력(표시)하기 위해서는, 그 위치(좌표)를 추출하기 위한 기초가 되는 전극의 위치 데이터가 파악되어야 한다.
상기 전극의 길이방향에 따른 위치 데이터는 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW)에 설치된 로터리 엔코더(30U,30R)에 의하여 검출될 수 있다. 통상 로터리 엔코더(30U,30R)는 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW)를 구동하는 모터 구동부에 설치되어 모터 회전수에 따른 전극 이동 거리를 검출할 수 있다. 따라서, 전극이 언와인더(UW)와 리와인더(RW) 사이에서 이동할 경우 그 이동거리는 상기 로터리 엔코더(30U,30R) 에 의하여 검출 가능하다. 이 때, 리와인더(RW)의 로터리 엔코더(30R)를 상기 외관 검사기(413)와 연동하도록 혹은 유선 또는 무선에 의하여 데이터 통신이 가능하도록 하면, 상기 외관 검사기(413)는 리와인더(RW)의 엔코더(30R)에 의하여 검출되는 길이방향 위치 데이터를 획득할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 리와인더(RW)의 엔코더는 외관 검사기 외에 로딩량 두께 계측기(411), 치수 및 폭 계측기(412)와도 데이터 교환이 가능하게 연결되어, 로딩량이 측정된 전극의 길이방향 위치 데이터, 치수 또는 폭이 측정된 전극의 길이방향 위치 데이터를 로딩량, 치수/폭 정보와 함께 취득할 수 있다. 필요에 따라서, 언와인더(UW)의 엔코더(30U)도 상기 각종 계측기(410)에 연결되도록 할 수 있다.
한편, 상기 전극의 폭방향에 따른 위치 데이터는 예컨대, 상기 전극 공정을 검사하는 소정의 계측기(410)에 의하여 검출될 수 있다. 도 10에 도시된 로딩량 두께 계측기 등의 계측기(410)는 전극의 폭방향을 따라서 복수개 설치되거나 혹은 전극의 폭방향을 따라서 이동 가능하게 설치될 수 있다. 따라서, 상기 계측기들(410)은 전극의 폭방향의 각 지점에 대하여 일정 간격으로 데이터(예컨대, 로딩량 데이터나 외관 불량 데이터)를 취득할 수 있으며, 또한, 당해 데이터가 취득된 폭방향의 위치 데이터도 상기 계측기(410)에 의하여 취득될 수 있다. 상기 각 계측기(410)와 언와인더(UW) 또는 리와인더(RW)의 엔코더(30U,30R)는 데이터 통신이 가능하게 연결되어 있으므로, 상기 데이터가 취득된 전극의 길이방향 위치 데이터 및 폭방향 위치 데이터를 모두 취득할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 데이터들은 생산관리시스템(MES: Manufacturing Execution System) (420)과 같은 데이터 처리 시스템으로 보내진다. 생산관리시스템(420)은 제조 분야에서 공장의 데이터를 기반으로 비용절감, 품질 관리 및 저비용 고효율 생산을 할 수 있도록 생산 관리를 해주는 소프트웨어 내지 상기 소프트웨어를 포함하는 데이터 처리시스템(420)을 지칭한다. 도 10에 도시된 실시예에서는 상기 생산관리시스템(420) 내에 데이터베이스(421)가 설치되어 있다. 하지만, 상기 데이터베이스(421)는 생산관리시스템(420)과 별도로 구비될 수 있다. 상기 데이터베이스(421)에는, 공장에서의 제품 생산과 관련된 각종 데이터가 저장되어 있다. 또한, 본 발명의 롤맵 작성과 관련하여서는, 전극 공정에서의 전극 로스에 관한 데이터 및 기준점의 데이터 등을 상기 데이터베이스(421)가 포함하고 있다. 상기 생산관리시스템(420)의 품질관리부 내지 중앙처리부(422)는 계측기 등에 의하여 취득된 데이터를 데이터베이스(421)의 품질 데이터와 대비하여 정상 품질 데이터로부터 벗어났는지 여부를 판단할 수 있다. 취득된 데이터가 정상 품질 데이터로부터 벗어난 경우에는, 롤맵 바 상에 다른 부분과 시각적으로 구분되게, 예컨대 색상이나 형상을 달리하여 마킹될 수 있다.
한편, 상기 전극 로스에 관한 데이터와 전극 상에 마킹된 기준점에 관한 데이터는 품질 또는 불량에 관한 다른 데이터들과 함께, 생산관리시스템(420)에 설치된 데이터 시각화 장치(423)에 의하여, 디스플레이부(430) 상에 롤맵으로 시각화하여 표시된다.
도 11은 본 발명의 전극 공정의 롤맵을 작성하기 위한 데이터 시각화 장치(423)의 개략도이다.
도시된 바와 같이, 상기 데이터 시각화 장치(423)는 취득 데이터 입력부(423a), 롤맵 바 상 좌표 파악부(423b) 및 이미지 생성부(423c)를 구비하고 있다.
먼저, 취득 데이터 입력부(423a)는 서버, 품질 관리부 내지 중앙처리부(422)로부터 데이터를 입력받는다.
롤맵 바 상 좌표 파악부(423b)는, 롤맵을 형성할 시각화 영역을 정의하고, 취득된 원천 데이터의 각 데이터 요소에 대하여 시각화 영역 내의 픽셀 좌표값을 정의할 수 있다. 이때, 전극 롤의 로트 번호나 길이, 폭 등의 사양에 관한 데이터가 전극 롤 정보 등록에 의하여 생산관리시스템(420)에 입력되면, 상기 롤맵 바 상 좌표 파악부(423b)가 이러한 전극의 크기에 관한 데이터로부터 소정 축척 변환 스케일에 따라 롤맵 바의 시각화 영역을 계산하여 확정할 수 있다. 혹은, 상술한 전극의 길이방향 및 폭 방향 위치 데이터로부터 소정 축척 변환 스케일에 따라 롤맵 바의 시각화 영역을 계산하여 확정하는 것도 가능하다.
상기 좌표 파악부(423b)는 취득된 데이터와 전극의 (폭방향 및 길이방향) 위치 데이터를 맵핑하고, 상기 시각화영역(롤맵 바) 상에 상기 맵핑된 데이터들을 픽셀 좌표에 따라 할당할 수 있다.
이미지 생성부(423c)는 시각화 영역 내 각 픽셀 좌표에 할당된 상기 맵핑된 데이터 요소를 적어도 하나 이상의 범례(legend)로 표현할 수 있다. 범례란 시각화 영역에 표시되는 원, 사각형, 삼각형 등의 다양한 형상이나, 색상이 부여된 상기 형상 등을 의미한다. 따라서, 상기 이미지 생성부(423c)에 의하여, 롤맵 바라고 하는 시각화 영역에 있어서, 실제 전극의 각 위치 데이터에 대응하는 픽셀 좌표(롤맵 바의 좌표)에 각종 데이터가 각 데이터별로 지정된 모양, 형상, 색상의 표시부로 시각적으로 표시되어 롤맵 바 상에 구현됨으로써, 본 발명의 롤맵을 작성할 수 있다.
상기한 시각화 영역의 크기 설정이나, 시각화 영역의 좌표를 파악하여 이미지를 생성하는 것은 종래의 다양한 사용자 인터페이스나, 데이터 할당-처리-분석 및 시각화에 관한 여러 가지 프로그램이나 처리 툴에 의하여 행할 수 있다. 따라서, 상술한 롤맵 작성방법은 하나의 예일 뿐, 상술한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
이상과 같이, 본 발명에 의하여 기준점을 전극을 모사한 롤맵 상에 표시하고 전극 로스량에 관한 정보도 함께 표시함으로써, 품질이나 불량과 관련한 데이터들을 상기 기준점과 관련하여 한눈에 시각적으로 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 전극 공정의 각 세부공정에서 품질, 불량 관리, 후속공정처리시에 상기 기준점이 표시된 롤맵을 참조할 수 있으므로, 후속공정에서의 처리나 불량 제거 등을 정확하게 행할 수 있다.
이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10: 전극
11: 유지부
12: 무지부
UW: 언와인더
RW: 리와인더
20: 기준점 감지기
30: 위치 계측기
40: 산출부
50: 이음매 감지센서
60: 기준점 마킹기
100,200: 전극 로스량 측정장치
M1,M2,M3: 기준점
M1',M2',M3': 롤프레스공정의 기준점
R: 프레스롤
300: 롤맵
310: 롤맵 바
320: 길이방향 치수(위치 좌표)
321: 절대좌표
322: 상대좌표
330: 데이처 표시부
331: 품질 데이터
332: 불량 데이터
333: 전극 로스 데이터
400: 롤맵 작성시스템
410: 계측장치
420: 데이터 처리시스템
430: 디스플레이부

Claims (18)

  1. 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이송되며 전극 시단부와 종단부 사이에 복수개의 기준점이 소정 간격으로 마킹된 전극;
    상기 전극에 마킹된 상기 기준점을 감지하는 기준점 감지기;
    상기 언와인더 또는 리와인더의 회전량에 따른 전극의 위치값을 도출하고, 상기 기준점 감지기와 연동하여 상기 기준점 감지기가 기준점을 감지할 때, 해당 기준점의 위치값을 도출하는 위치 계측기; 및
    전극 일부의 로스(loss)로 인하여 전극 시단부와 종단부 사이의 기준점 간격이 설정된 기준점 간격으로부터 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 상기 전극의 로스량을 산출하는 산출부를 포함하고,
    상기 전극 상에 부착된 연결테이프를 감지하는 이음매 감지센서를 더 포함하고,
    상기 위치 계측기는 상기 이음매 감지센서와 연동하여 상기 이음매 감지센서가 상기 연결테이프를 감지하였을 때 상기 연결테이프의 길이를 도출하는 전극 로스량 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 계측기는 언와인더 및 리와인더를 구동하는 모터 회전량으로부터 전극의 위치값을 추출하는 로터리 엔코더인 전극 로스량 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 언와인더 전에 설치되어 상기 전극에 일정 간격으로 복수개의 기준점을 마킹하는 기준점 마킹기를 더 포함하는 전극 로스량 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 기준점 위치값을 설정된 기준점 위치값과 대비하여 산출된 로스량에 상기 연결테이프의 길이를 더한 값을 총 로스량으로 산출하는 전극 로스량 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    롤투롤 상태로 이송되는 전극의 도중부 상하에 설치된 압연용 프레스롤을 더 구비하고,
    상기 기준점 감지기는 상기 프레스롤 전에 배치되는 제1 기준점 감지기 및 상기 프레스롤 후에 배치되어 프레스롤에 의한 압연에 의하여 변화되는 기준점을 감지하는 제2 기준점 감지기로 구성되고,
    상기 산출부는, 상기 제1 기준점 감지기에 감지된 기준점 위치값에 기초하여 프레스롤 전의 전극의 로스량을 산출하고, 상기 제2 기준점 감지기에 의하여 변화된 기준점 위치값에 기초하여 프레스롤에 의한 압연 후의 전극의 로스량을 산출하는 전극 로스량 측정장치.
  6. 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이송되는 전극의 시단부와 종단부 사이에서 소정 간격으로 복수개의 기준점을 마킹하는 단계;
    기준점 감지기로 상기 전극 상의 기준점을 감지하여 상기 기준점의 위치값을 도출하는 단계; 및
    전극 일부의 로스로 인하여 전극 시단부와 종단부 사이의 기준점 간격이 설정된 기준점 간격으로부터 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 상기 전극의 로스량을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 기준점의 위치값을 도출하는 단계의 전 또는 후에 상기 전극 상의 연결테이프를 감지하고 상기 연결테이프의 길이를 산출하는 단계를 더 포함하는 전극 로스량 측정방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기준점 사이 간격, 상기 기준점과 전극 시단부 사이 간격 및 상기 기준점과 전극 종단부 사이 간격 중 적어도 하나가 변동되었을 때, 상기 도출된 기준점 위치값과 설정된 기준점 위치값을 대비하여 전극의 로스량을 산출하는 전극 로스량 측정방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 전극의 로스량 산출 단계에서, 상기 기준점 위치값을 설정된 기준점 위치값과 대비하여 산출된 로스량에 상기 연결테이프의 길이를 더한 값을 총 로스량으로 산출하는 전극 로스량 측정방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전극이 프레스롤에 의하여 압연되어 상기 기준점의 위치가 변화되었을 때, 상기 변화된 기준점에 기초하여 압연된 전극의 로스량을 산출하는 전극 로스량 측정방법.
  10. 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이동하는 전극의 이동과 동기화되어 화면상에 표시되며 상기 롤투롤 상태의 전극을 모사하여 바 형태로 표시되는 롤맵 바(roll map bar); 및
    전극 시단부와 종단부 사이에 소정 간격으로 마킹되는 복수개의 기준점을 모사하여 상기 롤맵 바 상에 소정 간격으로 표시되는 복수개의 기준점을 포함하는 전극 공정의 롤맵.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 롤맵 바의 길이방향으로 상기 전극의 길이방향 치수가 표시되고, 상기 표시된 기준점도 상기 길이방향 치수로 표시되는 전극 공정의 롤맵.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전극의 길이방향 치수는 전극 로스량을 반영하지 않은 절대좌표와 전극 로스량을 반영한 상대좌표로 표시되는 전극 공정의 롤맵.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 전극 공정에서 측정된 품질, 불량, 전극 로스에 관한 데이터들 중 적어도 하나가 상기 데이터들이 측정된 전극의 위치에 대응하는 상기 롤맵 바 상의 소정 위치에 시각적으로 표시되는 표시부를 더 포함하는 전극 공정의 롤맵.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 롤맵은, 롤투롤 상태로 이동하는 전극에 전극 슬러리를 코팅하는 전극 코팅공정, 전극을 프레스롤에 의하여 압연하는 롤프레스공정, 및 롤프레스된 전극을 길이방향을 따라 절단하는 슬리팅공정 중 적어도 하나의 공정에 대한 롤맵이고,
    상기 프레스롤에 의한 압연 이후의 공정의 롤맵은 상기 압연에 의하여 변화된 기준점의 위치를 모사한 기준점이 그 롤맵 바 상에 표시되는 전극 공정의 롤맵.
  15. 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이동되는 전극을 검사하여, 전극 로스에 관한 데이터와 전극 상에 마킹된 기준점의 데이터를 취득하는 단계;
    상기 취득된 데이터를 해당 데이터가 취득된 전극의 위치 데이터와 함께 데이터 처리시스템으로 전송하는 단계; 및
    상기 데이터 처리시스템에 의하여 롤투롤 상태의 전극을 모사한 바 형태의 롤맵 바를 상기 언와인더와 리와인더 사이에서의 전극 이동과 동기화하여 화면 상에 표시하고 상기 롤맵 바 상에 상기 전극 로스에 관한 데이터 및 기준점의 데이터를 상기 전극의 위치 데이터에 대응하는 상기 롤맵 바 상의 소정 위치에 시각적으로 표시하는 단계를 포함하는 전극 공정의 롤맵 작성방법.
  16. 언와인더와 리와인더 사이에서 롤투롤 상태로 이동되는 전극을 검사하여, 전극 로스에 관한 데이터와 전극 상에 마킹된 기준점의 데이터를 취득하여 상기 데이터들이 취득된 전극의 위치 데이터와 함께 데이터 처리시스템으로 전송하는 계측장치;
    롤투롤 상태의 전극을 모사한 바 형태의 롤맵 바를 언와인더와 리와인더 사이에서의 전극 이동과 동기화하여 표시하고, 상기 전송된 전극 로스에 관한 데이터 및 기준점의 데이터를 상기 전극의 위치 데이터에 대응하는 상기 롤맵 바 상의 소정 위치에 시각화하여 나타낸 롤맵을 작성하는 데이터 처리시스템; 및
    상기 데이터 처리시스템과 연결되어 상기 롤맵이 화면에 도시되는 디스플레이부를 포함하는 전극 공정의 롤맵 작성 시스템.
  17. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102661166B1 (ko) 2023-09-04 2024-04-26 주식회사제이에스텍 이차전지 전극 제조공정용 불량구간 폐기장치
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014083801A (ja) * 2012-10-25 2014-05-12 Toppan Printing Co Ltd 印刷物生産管理システム及び巻き替え機及びスリッター機
JP2015159015A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 トヨタ自動車株式会社 二次電池の製造方法
JP2018156915A (ja) 2017-03-21 2018-10-04 本田技研工業株式会社 電極製造方法及び装置
KR102043024B1 (ko) 2019-05-29 2019-11-12 주식회사 우원기술 이차전지용 전극필름 접합장치
KR102206908B1 (ko) 2020-05-08 2021-01-26 표준머신비전 주식회사 2차전지 분리막 검사장치 및 검사방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012023422A1 (ja) * 2010-08-19 2012-02-23 コマツＮｔｃ株式会社 電極巻き取り方法および電極巻き取り装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014083801A (ja) * 2012-10-25 2014-05-12 Toppan Printing Co Ltd 印刷物生産管理システム及び巻き替え機及びスリッター機
JP2015159015A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 トヨタ自動車株式会社 二次電池の製造方法
JP2018156915A (ja) 2017-03-21 2018-10-04 本田技研工業株式会社 電極製造方法及び装置
KR102043024B1 (ko) 2019-05-29 2019-11-12 주식회사 우원기술 이차전지용 전극필름 접합장치
KR102206908B1 (ko) 2020-05-08 2021-01-26 표준머신비전 주식회사 2차전지 분리막 검사장치 및 검사방법

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