KR102625198B1

KR102625198B1 - 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치

Info

Publication number: KR102625198B1
Application number: KR1020230120742A
Authority: KR
Inventors: 고복수
Original assignee: 주식회사 엔이티에스; 고복수
Priority date: 2023-09-11
Filing date: 2023-09-11
Publication date: 2024-01-16

Abstract

본 발명은 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치에 관한 것으로, 롤 분리막의 코어의 돌출길이와 상관없이 코어 고정이 가능하고, 코어의 지속적 가압을 통해 롤 분리막의 유동을 방지하며, 롤 분리막의 분리막 단부와의 직접적 접촉이 차단됨에 따른 분리막 불량방지와 롤 분리막의 코어의 돌출길이를 사전 측정하여 다음공정으로 측정된 정보수집을 통한 불량없이 빠른 공정의 소화가 가능하고, 측정된 코어의 돌출길이 정보를 통해 검사위치 또는 포장위치의 정밀성을 향상시켜 검사신뢰도 향상과 포장품질불량을 방지할 수 있으며, 측정된 코어의 돌출길이에 따른 정보를 미리 전달받아 포장장치의 마감공정에서의 롤 분리막 코어 양단에 결합하기 위한 앤드캡의 결합위치와 깊이를 사전에 연산하여 해당되는 롤 분리막의 앤드캡의 불량결합을 방지하여 최종 포장품질 향상이 가능한 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치에 관한 것이다.

Description

2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치{Core grip device of roll separator for secondary battery}

본 발명은 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사 또는 포장장치의 로봇암 선단에 구비되어 원통형의 코어에 롤 형태로 권취된 2차 전지용 분리막 좌우에 축결합하여 결합가능하면서 로봇암의 이동간에 안정적으로 그립되도록 탄성부재에 의해 코어를 가압하도록 하여 검사 또는 포장 과정에서의 안정적 이송이 가능하고, 이와 함과 함께 롤 분리막이 권취된 코어 양단의 돌출된 길이를 측정하여 코어의 측정된 길이에 따라 검사과정에서는 분리막 검사위치의 선정과 포장과정에서는 마감공정인 앤드캡을 코어에 결합시, 앤드캡이 코어 내주연으로 삽입되는 길이를 확인하여 포장불량을 최소화하도록 마련된 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치에 관한 것이다.

2차전지(secondary cell)는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부의 회로에 전원을 공급하기도 하고, 방전되었을 때 외부의 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 전기를 저장할 수 있는 전지를 가리킨다. 최근 2차전지를 배터리라 부르기도 한다.

이러한 2차전지는 전극 조립체의 구조에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 예컨대, 2차전지는 스택형 구조, 권취형(젤리롤형) 구조, 스택/폴딩형 구조 등으로 분류될 수 있다.

위와 같은 다양한 분류 중에서 스택형 구조는 양극재, 분리막, 음극재를 소정의 크기로 절단한 다음, 이들을 차례로 적층하여 전극 조립체를 형성한 것을 가리킨다. 분리막은 양극재와 음극재 사이마다 배치된다.

이처럼 2차전지를 포함하는 배터리는 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 등으로 이루어지는데, 최근 소재 및 배터리 생산 공정 관련 설비 개발의 중요성이 높아지는 추세이다. 이에, 양극재, 음극재, 전해액, 분리막 등의 생산 및 포장을 위한 설비 개발이 진행되는 실정이다.

여기서, 분리막은 2차전지는 양극재와 음극재 간 이온화 경향차로 인해 산화,환원 반응이 발생하고, 이로 인해 리툼 이온이 이동하게되면서 전류를 생성하게 되고, 이 중 분리막은 양극과 음극이 직접적으로 접축하지 않게 분리하는 절연막으로 화재, 폭발 등을 방지하고 이온을 원활하게 이동시켜주는 2차전지 안전성의 핵심 소재이다.

이러한, 분리막은 기본적으로 아주 작은 기공이 있어 그 사이로 리툼 이온이 통과해 양극과 음극으로 이동할 수 있는 것으로, 배터리 온도가 일정 수준 이상으로 높아지게 되면 분리막의 기공이 막혀 리툼 이온의 이동이 차단되고, 배터리의 쇼트 현상을 방지하게 되며, 배터리 내부에 생기는 이물질을 통과하지 못하게 막는 역할도 수행하고 있다.

이처럼 분리막은 배터리의 안전성과 수명에 관여하며, 최근 배터리 출력 및 고속 충전에도 관여하는 소재로 주목받고 있으며, 상기와 같은 분리막의 역할과 특성 때문에, 분리막은 절연성과 전기화학적 안정성, 기계적 강도가 뛰어나야하고, 표면의 기공이 많아야 하며, 그 크기가 균일해야 한다.

또한 두께가 얇을수록 더 많은 양의 양극과 음극 활물질을 넣어 배터리의 에너지 밀도를 높일 수 있어 분리막에는 주로 폴리에틸렌(PE), 폴리올레핀(PO), 폴리프로필렌(PP) 등과 같이 절연 특성이 좋은 고분자 소재가 사용된다.

이러한 분리막은 개별 낱장으로 제조되기도 하지만 최근에 2차 전지의 수요가 증가하고 있고, 전기자동차 등 다량의 전지가 소모되는 제품이 늘어나고 있는 추세로 2차 전지의 생산량 증가로 인한 생산성 향상을 위해 최근에는 롤 타입(roll type)으로 제조된다.

통상 롤 타입 분리막(이하, 롤 분리막)은 원통형상의 코어에 2차 전지용 분리막을 권취하여 코어 외주연에 분리막이 말려있는 형태로, 코어의 축선 길이가 권취되는 분리막의 폭보다 길게 형성되어 분리막이 권취된 코어의 양단이 돌출된 형태로 형성된다. 이와 같이 코어가 권취되는 분리막보다 돌출되도록 하는 이유는 롤 분리막을 이송하거나 검사장치에서 분리막 표면 불량을 검사 또는 포장장치에서 분리막을 포장지에 삽입하여 마감하기 위한 공정에서 분리막의 코어 양단을 고정하는 고정장치에 의해 고정하게 되는 데, 이 때, 코어의 축선상의 길이가 분리막 폭보다 작거나 같게 되면 분리막 고정장치에 롤 분리막을 결합하는 과정에서 코어에 권취된 분리막 폭 양단이 고정장치에 의한 손상이 발생되어 분리막 불량으로 이어지는 문제가 있다.

이에, 롤 분리막이 권취되는 코어의 축선상의 길이는 분리막의 폭보다 크게 형성하여 고정장치에 롤 분리막을 고정하는 과정에서 발생될 수 있는 분리막 양단부의 손상방지에 있다.

하지만, 분리막이 권취된 코어의 길이가 표준화된 규격이 없어 코어의 제조사나 롤 분리막을 제작하는 과정에서 분리막 단부로부터 돌출되는 코어는 통상 1~20mm 이내에서 들쑥날쑥한 길이를 가지고 있어 롤 분리막의 코어 고정장치에 결합하는 과정에서 어려움이 따른다. 즉, 코어 고정장치는 일정한 길이의 코어에 맞게 설계되어 있는 경우가 대부분이고, 이는 곧 코어의 길이가 항상 일정해야 하는 전제조건이 따른다.

하지만, 앞서 언급한 바와 같이, 코어의 길이는 작게는 분리막 단부로부터 1mm가 돌출되거나 크게는 20mm가 돌출되는 경우로 상기 돌출되는 1mm~20mm 구간의 길이를 모두 만족할 수 있게 분리막 코어를 고정하기 위한 코어 고정장치가 아직까지 개시된 부분이 없는 실정이며, 기존 단일 사이즈로 구성된 코어 고정장치에 적용할 경우 예를 들면 분리막으로부터의 코어 돌출길이가 10mm로 적용이 가능하게 설계된 코어 고정장치가 있다면 10mm 보다 작은 1mm가 돌출된 코어를 코어 고정장치에 고정할 경우 9mm의 차이가 있고, 이는 좌우 양단으로 코어와 코어 고정장치간에는 18mm의 차이가 발생되어 코어가 코어고정장치에서 좌우로 수평유동하는 문제로 인하여 검사장치나 포장장치에서 분리막 센터의 정확한 위치선정이 어렵게 되어검사불량 또는 포장불량이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

또한, 이러한 유동가능한 차이는 롤 분리막을 이동하는 과정에서도 좌우로 수평유동하여 이동간에 권취된 분리막이 유동하면서 상호간의 표면마찰이나 유동에 따른 충격으로 인해 분리막 손상으로 이어질 수 있어 분리막 자체 불량으로 인한 자재 손실의 경제적 문제가 발생될 수 있다.

나아가, 롤 분리막의 코어가 앞서 예를 든 10mm 규격의 코어 고정장치에 분리막 단부로부터 20mm가 돌출된 코어의 경우에는 코어 고정장치에 의해 롤 분리막 고정자체가 불가능하게 되는 문제가 있다. 따라서, 통상 코어 고정장치는 일반적인 롤 분리막의 돌출 길이의 최대치이 20mm를 기준으로 제작이 되나 이는 앞서 상술한 바와 같은 좌우수평유동의 문제가 있고, 이는 곧 분리막 센터 위치의 변화가 발생되는 문제와 더불어 이송과정에서 좌우유동에 따른 코어 고정장치와의 충돌로 인한 분리막 손상의 문제가 있다.

더욱이, 분리막의 좌우유동으로 인한 롤 분리막의 센터 위치가 변경되면 검사장치의 경우에는 검사 위치의 변화로 이어져 검사의 신뢰성이 떨어지게 되고, 포장장치의 경우에는 포장위치와 분리막 센터위치가 달라져 포장이 분리막의 어느 한 측으로 치우쳐지는 문제가 발생된다.

또한, 이러한 문제는 포장장치의 경우 포장마감단계에 엔드캡을 롤 분리막 코어 내주연에 결합하여 고정하기 위한 엔드캡과 코어 결합이 정확히 이루어지지 않거나 코어와 앤드캡이 헐겁게 끼워지는 문제가 있고, 이러한 앤드캡의 헐거움 결합은 앤드캡 결합과정에서 코어 내주연에 결합되는 앤드캡 역시 정확히 삽입될 길이 산정이 어려워 앤드캡을 코어에 결합한 후에도 다시 확인하여 앤드캡의 결합불량을 찾아 재결합해야 하거나 아니면 포장불량으로 이어지게 된다.

1. 대한민국등록특허 제10-2502874호 등록일자 2023.02.20. 2. 대한민국등록특허 제10-2425788호 등록일자 2022.07.22.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출한 것으로, 롤 분리막의 코어의 불규칙한 돌출길이와 상관없이 코어의 축결합을 통한 파지가 가능하고, 코어의 지속적 가압을 통해 롤 분리막의 유동을 방지하며, 로봇암의 계속적 수평이동에 따른 롤 분리막의 분리막 단부와의 직접적 접촉에 의한 충격으로부터 보호됨에 따라 분리막 불량 방지와 롤 분리막의 코어의 불규칙한 돌출길이에 따른 코어의 축선길이를 사전 측정하여 다음공정으로 측정된 정보 제공에 따라 불량없이 빠른 공정의 소화가 가능한 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 롤 분리막의 코어의 불규칙한 돌출 길이에 따른 수평이동거리와 로봇암의 수평이동거리를 통해 측정된 롤 분리막 코어의 좌우 양단 축선길이를 추출하여 검사위치 또는 포장위치의 정밀성을 향상시켜 검사신뢰도 향상과 포장품질 불량을 방지할 수 있으며, 측정된 코어의 축선 길이에 따른 정보를 미리 전달받아 포장장치의 마감공정에서의 롤 분리막 코어 양단에 결합하기 위한 앤드캡의 결합위치와 깊이를 사전에 연산하여 해당되는 롤 분리막의 앤드캡의 불량결합을 방지하여 최종 포장품질 향상이 가능한 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치는 원통형상의 코어 외주연에 2차 전지용 분리막을 권취하여 형성된 롤 분리막을 검사, 포장 장치 중 선택된 어느 하나 이상에 설치되어 장치의 각 공정라인을 따라 이동하는 이송로봇의 서로 마주보는 로봇암에 롤 분리막의 코어 축선 길이방향 양단이 끼움고정되어 롤 분리막을 검사 또는 포장하도록 마련된 코어 고정장치에 있어서, 상기 로봇암의 서로 마주보는 일면에 각각 결합되고, 롤 분리막 코어의 권취된 직경에 따라 로봇암 상에서 상하, 좌우로 조종되도록 마련된 베이스(100)와; 환봉형상으로 형성되어 외주연 상측에 축선방향으로 센서결합면(212)이 형성된 센서결합축부(210)가 형성되고, 상기 센서결합축부(210)의 베이스측 일단에 고정블럭(220))이 일체로 형성되어 베이스 전면에 고정결합되고, 센서결합축부(210)의 전방측 선단에 센서결합면(212)과 연통되도록 센서절개홈(242)이 절개형성된 원판형상의 탄성지지테(240)가 일체로 형성되며, 상기 탄성지지테(240)에 원둘레 방향으로 다수의 가이드공(244)이 축선방향과 동일방향으로 관통형성된 코어 서포트(200)와; 상기 탄성지지테(240)와 동일축선상 전방으로 탄성지지테(240)와 일체로 돌출형성되고, 롤 분리막 코어로 끼움결합이 용이하도록 전방으로 직경이 축소되게 하향 경사진 선단경사부(310)가 형성되며, 롤 분리막 코어의 축선 방향 양단부 내주연에 끼움결합되도록 환봉으로 형성된 코어결합축부(300)와; 상기 코어결합축부(300) 외주연에 결합되고, 코어결합축부(300)의 축선을 따라 롤 분리막 양단으로 돌출된 코어 양단이 결합되어 상기 탄성지지테(240)측으로 수평이동하는 코어그립부재(400)와; 상기 코어 서포트(200)의 탄성지지테(240)와 상기 코어그립부재(400) 사이에 결합되고, 로봇암이 코어의 축선을 따라 코어의 길이에 대응되는 거리만큼 서로 마주보는 방향으로 이동간에 상기 코어그립부재(400)가 코어의 돌출된 길이에 대응되는 길이 이상의 수평이동을 단속하면서 탄성복귀력에 의한 가압력을 코어그립부재(400)가 롤 분리막의 코어 선단측으로 인가하여 코어의 유동을 단속하면서 롤 분리막의 충돌을 방지하도록 마련된 탄성가압 완충부재(500)와; 상기 센서결합면(212)에 결합되고, 상기 코어그립부재(400)가 탄성지지테(240)측으로 수평이동하면서 탄성가압 완충부재(500)에 의해 완충되는 최종 코어그립부재(400)의 수평이동이 멈추게 되면 롤 분리막을 파지하기 위해 계속해서 코어의 축선의 중심측으로 이동하는 좌우 양측 로봇암의 수평이동이 단속되어 계속해서 이동되는 좌우 로봇암에 의한 롤분리막의 충돌을 방지함과 함께, 수평이동이 단속되어 멈추어진 로봇암의 좌우 양측의 축선간의 수평이동거리를 측정하며, 측정된 로봇암의 수평이동거리를 기준으로 롤 분리막 코어의 축선 길이를 추출하여 롤 분리막 표면검사 위치 또는 분리막 포장위치 내지는 포장된 롤 분리막의 마감용 엔드캡의 코어 내주연 삽입 깊이를 연산하도록 측정값을 제공하는 롤분리막 측정센서(600);로 형성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 코어그립부재(400)는 코어결합축부(300)의 축선을 따라 수평이동하도록 코어결합축부 외주연에 결합되어 롤 분리막의 코어 길이에 해당되는 폭으로 좌우 로봇암이 서로 마주보는 로봇암의 축선의 중심부로 수평이동간에 탄성가압 완충부재(500)에 의해 완충되면서 측정센서에 의한 로봇암의 수평이동 단속과 거리측정 및 코어 단부에 복귀 탄성력에 의한 가압력이 인가되도록 형성되되, 상기 탄성지지테(240)의 전방측과 마주보는 일면 상측으로 롤분리막 측정센서(600)의 센싱절개홈(242)을 거쳐 감지되는 센싱면(412)을 형성한 환형으로 형성되고, 센싱면(412)의 원 둘레로 상기 탄성지지테(240)의 가이드공(244)에 대응되는 다수의 끼움공(414)이 형성되며, 끼움공(414)과 연통되는 고정공(416)이 끼움공 전방으로 단차 형성되고, 중앙으로 코어결합축부(300)가 끼움되는 슬라이드공(418)이 관통형성된 센싱가압테(410)와; 상기 센싱가압테(410)의 전방에 원통형상으로 돌출되어 일체로 형성되고, 내주연의 센싱가압판측 일단은 상기 슬라이드공(418)이 연장되어 관통되며, 전방측 타단은 롤 분리막 코어의 단부가 걸림되도록 단차형성되어 걸림턱(422)이 마련된 코어고정부(420);로 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 탄성가압 완충부재(500)는 일단이 상기 센싱가압테(410)의 끼움공(414)에 끼움결합되고, 타단이 상기 탄성지지테(240)의 가이드공(244)에 수평이동가능하게 관통결합되며, 끼움공(414)에 끼움결합되는 선단에 볼트공(512)이 형성되고, 가이드공(244)을 관통한 타단 외주연에 와셔홈(514)이 형성된 수평이동 가이드샤프트(510)와; 상기 센싱가압테(410)와 상기 탄성지지테(240) 사이의 수평이동 가이드샤프트(510) 외주연에 축선방향으로 결합되어 코어의 결합에 따라 로봇암의 코어 축선상의 수평이동간에 충격으로부터 탄성변형되어 완충 압축되고, 탄성복원력이 상기 센싱가압테(410) 측으로 계속적으로 인가되어 롤 분리막의 유동이 방지되도록 마련된 탄성부재(520)와; 상기 센싱가압테(410)의 고정공(416)을 통해 끼움공(414)에 끼움결합된 수평이동 가이드샤프트(510)의 선단에 형성된 볼트공(512)에 볼트체결하여 상기 수평이동 가이드샤프트(510)의 선단이 상기 센싱가압테(410)에 고정되도록 마련된 고정체결볼트(530)와; 상기 수평이동 가이드샤프트(510)의 후단이 탄성지지테(240)의 가이드공(244)을 관통하여 돌출된 외주연에 형성된 와셔홈(514)에 결합되고, 수평이동 가이드샤프트(510)의 후단이 탄성지지테(240)로부터 이탈을 방지하도록 마련된 이탈방지와셔(540);로 형성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 롤분리막 측정센서(600)는 상기 탄성지지테(240)의 센서절개홈(242)을 통해 코어그립부재(400)의 수평이동이 멈추는 지점의 거리를 감지하여 로봇암의 롤분리막 파지를 위해 수평이동을 단속하여 롤 분리막이 코어결합축부(300)를 통해 탄성지지테(240)에 접촉충격되는 것을 방지하고, 좌우 대칭형성된 코어그립부재의 수평이동된 거리를 기준으로 서로 마주보며 대칭형성된 로봇암의 축선상의 수평이동거리를 측정하고, 코어그립부재의 수평이동된 거리와 로봇암의 수평이동거리를 통해 롤 분리막 코어의 좌우 양단의 축선상 길이를 산출하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 롤 분리막의 코어의 불규칙한 돌출길이와 상관없이 코어 파지가 가능하고, 코어의 지속적 가압을 통해 롤 분리막의 유동을 방지하며, 로봇암의 계속적 수평이동에 따른 롤 분리막의 분리막 단부와의 직접적 접촉에 의한 충격으로부터 보호됨에 따라 분리막 불량방지와 롤 분리막의 코어의 불규칙한 돌출길이에 따른 코어의 축선길이를 사전 측정하여 다음공정으로 측정된 정보에 따라 불량없이 빠른 공정의 소화가 가능한 장점이 있고, 롤 분리막의 코어의 불규칙한 돌출 길이에 따른 수평이동거리와 로봇암의 수평이동거리를 통해 측정된 롤 분리막 코어의 좌우 양단 축선길이를 추출하여 검사위치 또는 포장위치의 정밀성을 향상시켜 검사신뢰도 향상과 포장품질불량을 방지할 수 있으며, 측정된 코어의 축선 길이에 따른 정보를 미리 전달받아 포장장치의 마감공정에서의 롤 분리막 코어 양단에 결합하기 위한 앤드캡의 결합위치와 깊이를 사전에 연산하여 해당되는 롤 분리막의 앤드캡의 불량결합을 방지하여 최종 포장품질 향상이 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 요부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 일부 분해된 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 롤분리막 측정센서를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 탄성가압 완충부재의 작동관계를 도시한 요부 평면 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다수의 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 결코 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 실시예에 따른 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 요부 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 일부 분해된 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 롤분리막 측정센서를 도시한 평면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치의 탄성가압 완충부재의 작동관계를 도시한 요부 평면 단면도이다.

본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치는 롤 분리막이 권취된 코어 양단을 파지하여 이송간의 롤 분리막의 좌우 유동을 방지하고, 롤 분리막의 코어의 좌우 축선길이를 정확히 측정하여 제공함에 따라 검사장치 내지는 포장장치에서 롤 분리막이 전달되는 과정에서의 빠른 공정처리와 롤 분리막의 중심센터 위치의 변화를 최소화가 가능하고, 이를 통해 롤 분리막의 표면을 검사하는 검사장치 또는 롤 분리막을 포장하기 위한 포장장치에서 각 공정라인을 이동하는 과정에서 롤 분리막의 좌우 유동방지를 통해 롤 분리막이 코어 고정장치와의 접촉에 따른 충격으로 인한 파손을 방지할 수 있고, 롤 분리막의 중심 센터의 위치변화가 없도록 함에 따라 검사오류나 포장불량을 방지할 수 있다.

또한, 통상 롤 분리막의 양단부가 코어 고정장치에 직접적 접촉을 방지하도록 코어가 권취된 롤 분리막의 양 단부 보다 돌출되도록 형성되나 분리막 양단부로부터 돌출된 코어의 길이가 일정하지 않아 이로 인한 롤 분리막의 중심센터 위치 불량이나 코어 고정장치에 결합이 어려워지는 문제점이 있고, 돌출된 코어 길이로 인한 코어의 축선상 좌우 길이에 따른 오차가 있고, 이로 인해 포장마감공정에서의 앤드캡의 결합깊이가 정상적인 포장을 위한 결합이 아닌 헐겁게 결합되어 포장이 다시 해제되거나 풀리는 현상으로 인해 포장불량이 발생될 수 있는 문제가 있다.

이에 본 발명은 앞서 상술한 코어의 좌우 유동방지, 분리막의 손상방지, 롤 분리막의 중심센터 위치변화방지, 포장불량방지, 앤드캡 결합에 의한 포장마감 불량 방지를 위한 것으로, 코어 고정장치는 원통형상의 코어 외주연에 2차 전지용 분리막을 권취하여 형성된 롤 분리막을 검사, 포장 장치 중 선택된 어느 하나 이상에 설치되어 장치의 각 공정라인을 따라 이동하는 이송로봇의 서로 마주보는 로봇암에 롤 분리막의 코어 축선 길이방향 양단이 끼움고정되어 롤 분리막을 검사 또는 포장하도록 마련된다.

여기서, 상기 코어 고정장치는 이송로봇에 한정한 것이 아니라 롤 타입의 분리막을 이송하는 컨베이어라인이나 볼스크류에 의한 이송라인 등 다양한 장치에 부착될 수 있다. 다만, 로봇암이 롤 분리막의 코어 좌우 양단을 파지하기 위해 축선 중심측으로 이동하기 위한 구성은 공통되며, 상기와 같이, 로봇암이 롤 분리막 코어 좌우 양단을 파지하기 위해 축선 중심측으로 계속 이동하는 것에 대하여 본 발명을 통해 단속함과 동시에 불규칙한 길이로 돌출된 롤 분리막의 코어 돌출길이에 따라 발생되는 문제점을 해결하기 위함이다.

이에 본 발명에 따른 코어 그립장치는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(100), 코어 서포트(200), 코어결합축부(300), 코어그립부재(400), 탄성가압 완충부재(500), 롤분리막 측정센서(600)로 구성된다.

상기 베이스(100)는 2차 전지용 롤 분리막을 검사하는 검사장치나 포장장치에 설치되는 이송장치나 승하강장치, 로봇암 등에 설치되는 것으로, 코어의 감겨진 분리막의 직경이나 각 장치의 특성에 따라 고정되거나 상하 또는 좌우로 조절되도록 구성될 수 있다. 본 발명에서는 상기 베이스(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 이송로봇의 서로 마주보도록 형성된 로봇암에 설치되되, 상기 로봇암의 서로 마주보는 일면에 각각 결합되어 정위치 고정 또는 상하, 좌우로 조종되도록 마련되되, 롤 분리막의 코어 좌우 양단에 후술되는 코어결합축부(300)가 끼움결합되도록 롤 분리막 코어의 축선 중심으로 수평이동하도록 구성된다.

여기서, 베이스(100)가 상하 또는 좌우로 이동되도록 하기 위해서는 별도의 구동수단이 베이스에 결합되는 것으로, 본 발명의 코어 고정과는 별개의 구성으로 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 베이스(100)는 판체로 형성되어 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇암에 결합되고, 로봇암의 롤분리막 코어 축선상의 중심측으로 롤 분리막을 파지하기 위해 수평이동하도록 마련된다. 상기와 같이 로봇암은 롤분리막의 코어의 축선상의 좌우 길이가 서로 다르기 때문에 특정 롤분리막 코어의 폭에 셋팅되지 않고, 롤 분리막이 파지될 수 있는 폭으로까지 계속해서 수평이동하도록 구성된다. 이에 롤 분리막을 파지하는 과정에서 로봇암의 수평이동에 따른 구동간에 충격으로 인해 분리막이 손상되거나 코어가 손상될 수 있는 문제가 있고, 이를 본 발명을 통해 해결하고자 한다.

한편, 본 발명에서는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 코어 서포트(200), 코어결합축부(300)가 일체로 형성되어 전술한 상기 베이스(100) 전면 즉, 로봇암이 서로 마주보는 면과 동일한 면에 고정결합되는 것으로, 상기 코어 서포트(200)는 환봉 형상으로 형성되어 외주연 상측에 축선방향으로 센서결합면(212)이 형성된 센서결합축부(210)가 형성된다.

상기 센서결합축부(210)의 베이스측 일단에는 고정블럭(220))이 일체로 형성되어 베이스 전면에 고정결합된다. 그리고, 상기 센서결합축부(210)의 전방측 선단에 센서결합면(212)과 연통되도록 센서절개홈(242)이 절개형성된 원판형상의 탄성지지테(240)가 일체로 형성된다. 여기서, 상기 탄성지지테(240)에 원둘레 방향으로 다수의 가이드공(244)이 축선방향과 동일방향으로 관통형성된다.

상기 코어결합축부(300)는 롤 분리막이 권취된 코어의 축선 길이방향 좌우 양단이 끼움결합되는 것으로, 전술한 상기 탄성지지테(240)와 동일축선상 전방으로 탄성지지테(240)와 일체로 돌출형성된다. 상기 코어결합축부(300)는 원통형상의 코어 내주연에 대응되기 위해 원형의 환봉으로 형성되고, 롤 분리막 코어로 끼움결합이 용이하도록 전방으로 직경이 축소되게 하향 경사진 선단경사부(310)가 형성된다. 즉, 상기 코어결합축부(300)의 직경은 롤 분리막이 권취되는 코어의 내경에 대응되는 것이 바람직하다. 또한, 선단경사부(310)는 코어결합축부(300)의 축선과 코어의 축선이 약간의 오차로 일치되지 않다고 하더라도 코어결합축부(300)로 코어가 끼움결합되는 과정을 통해 축선이 일치되게 된다.

상기 코어그립부재(400)는 도 6에 도시된 바와 같이, 코어의 축선 길이방향의 양단부와 양단부 외주연을 감싸도록 구성되고, 후술되는 탄성가압 완충부재(500)에 의해 롤 분리막 단부보다 길게 돌출되는 코어의 길이만큼 수평이동하고, 코어측으로 탄성력에 의해 가압력이 인가되어 코어 좌우의 이격공간 없이 밀착되어 잡아주는 역할을 하게 되는 것으로, 상기 코어결합축부(300) 외주연에 결합되고, 코어결합축부(300)의 축선을 따라 롤 분리막 양단으로 돌출된 코어의 길이에 대응되는 거리만큼 상기 탄성지지테(240)측으로 수평이동한다.

이와 같은 상기 코어그립부재(400)는 코어결합축부(300)의 축선을 따라 수평이동하도록 코어결합축부 외주연에 결합되어 탄성가압 완충부재(500)에 의해 수평이동거리 단속과 측정기준 및 코어 단부측으로 탄성가압 완충부재의 탄성력에 의한 가압력이 인가되도록 형성되는 것으로, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 센싱가압테(410), 코어고정부(420)로 구성된다.

상기 센싱가압테(410)는 상기 탄성지지테(240)의 전방측과 마주보는 일면 상측으로 롤분리막 측정센서(600)의 센싱절개홈(242)을 거쳐 감지되는 센싱면(412)을 형성한 환형으로 형성된다. 그리고, 센싱면(412)의 원 둘레로 상기 탄성지지테(240)의 가이드공(244)에 대응되는 다수의 끼움공(414)이 형성되며, 끼움공(414)과 연통되는 고정공(416)이 끼움공 전방으로 단차 형성되고, 중앙으로 코어결합축부(300)가 끼움되는 슬라이드공(418)이 관통형성된다.

상기 코어고정부(420)는 전술한 코어결합축부(300)가 코어의 내주연에 끼움결합된다면 상기 코어고정부(420)는 코어의 양단부측과 외주연을 감싸는 형태로 구성되어 코어결합축부(300)와 함께 코어의 좌우 양단을 고정하도록 구성되는 것으로, 상기 센싱가압테(410)의 전방에 원통형상으로 돌출되어 일체로 형성된다. 또한, 원통형상의 내주연의 센싱가압판측 일단은 상기 슬라이드공(418)이 연장되어 관통되며, 전방측 타단은 롤 분리막 코어의 단부가 걸림되도록 단차형성되어 걸림턱(422)이 마련된다.

상기 탄성가압 완충부재(500)는 롤 분리막 코어의 좌우 양단부에 결합된 코어그립부재(400)가 코어결합축부상에서 수평이동하면서 탄성지지테 전면에 충돌함에 따라 발생되는 롤 분리막 불량을 방지하도록 완충하고, 불규칙한 길이로 돌출된 롤분리막의 코어의 돌출된 길이에 대응되는 길이로 코어그립부재가 코어결합축부상에서 탄성지지테측으로 수평이동하되, 돌출된 코어의 길이에 해당되는 길이만큼 코어그립부재의 수평이동이 코어결합축부상에서 멈추게 되면 후술되는 롤분리막 측정센서에 의해 로봇암의 수평이동이 단속되면서 멈추게 된다.

이후, 후술되는 롤분리막 측정센서는 코어의 돌출된 길이에 대응되는 길이로 수평이동된 거리와 로봇암의 수평이동거리를 통해 롤 분리막의 코어 좌우 축선상 길이를 추출하여 해당 측정값을 다음 공정으로 공유되도록 구성한다.

즉, 상기 탄성가압 완충부재(500)는 롤 분리막의 충격방지와 복귀되려는 탄성력에 의해 코어그립부재(400)가 코어측으로 탄성 복귀력을 통해 가압하여 코어 좌우가 가압파지되는 역할을 수행함과 함께 후술되는 롤 분리막 측정센서에 의한 측정거리와 로봇암의 제어를 위해 마련된 것으로, 상기 코어 서포트(200)의 탄성지지테(240)와 상기 코어그립부재(400) 사이에 결합된다. 그리고, 상기 코어그립부재(400)가 코어의 불규칙하게 돌출된 길이에 대응되는 길이 이상의 수평이동을 단속하면서 탄성복귀력에 의한 가압력을 코어그립부재(400)가 롤 분리막의 코어 선단측으로 인가하여 코어의 유동을 단속하도록 마련된다.

즉, 상기 탄성가압 완충부재(500)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 수평이동 가이드샤프트(510), 탄성부재(520), 고정체결볼트(530), 이탈방지와셔(540)으로 구성된다.

상기 수평이동 가이드샤프트(510)는 전술한 코어그립부재(400)가 코어결합축부(300) 상에서 축선이 어느 한측으로 치우치지 않고 코어결합축부(300)의 축선을 따라 수평이동하도록 안내하는 역할을 하는 것으로, 일단이 상기 센싱가압테(410)의 끼움공(414)에 끼움결합되고, 타단이 상기 탄성지지테(240)의 가이드공(244)에 수평이동가능하게 관통결합된다.

여기서, 상기 끼움공(414)에 끼움결합되는 수평이동 가이드샤프트(510)의 선단에는 볼트공(512)이 형성되어 후술되는 고정체결볼트(530)가 고정공(416)을 통해 볼트결합되어 상기 수평이동 가이드샤프트(510)의 전방측 선단부가 코어그립부재(400)의 센싱가압테(410)에 고정되어 코어그립부재(400)의 수평이동과 함께 이동되도록 마련된다. 또한, 수평이동 가이드샤프트(510)의 반대편측은 앞서 상술한 바와 같이, 가이드공(244)을 관통하게 되어 코어그립부재(400)가 코어결합에 의해 수평이동한 거리만큼 가이드공(244)을 따라 수평이동하게 되고, 수평이동 과정에서 가이드공(244)을 관통하는 수평이동 가이드샤프트(510) 타단 외주연에 와셔홈(514)이 형성되어 코어그립부재(400)측으로의 수평이동 가이드샤프트(510) 이탈을 방지할 수 있다.

상기 탄성부재(520)는 앞서 언급한 바와 같이, 로봇암의 수평이동에 따른 롤 분리막의 파지과정에서의 완충역할과 코어그립부재(400)가 코어에 의해 이동되는 수평이동거리가 코어의 분리막 단부로부터의 돌출된 길이만큼만 이동되도록 탄성력에 의해 제한하며, 다시 복귀하려는 탄성복귀력에 의해 코어그립부재(400)를 가압하여 코어 좌우 양단이 탄성력에 의한 가압력에 의해 좌우 유동공간없이 고정되도록 탄성력을 인가함과 함께 롤 분리막 측정센서에 의해 로봇암의 수평이동을 단속하여 롤 분리막의 충돌방지와 돌출된 코어의 길이 측정과 로봇암간 좌우 축선거리를 통해 롤 분리막 코어의 좌우 축선상의 길이를 산출하기 위한 기준이 되는 것으로, 상기 센싱가압테(410)와 상기 탄성지지테(240) 사이의 수평이동 가이드샤프트(510) 외주연에 축선방향으로 결합되어 코어의 결합에 따라 탄성변형되어 압축되고, 탄성복원력이 상기 센싱가압테(410) 측으로 계속적으로 인가되어 롤 분리막의 유동이 방지되도록 마련된다.

여기서, 상기 탄성부재(520)는 압축이 용이하고, 다시 복귀되는 복귀력이 높은 코일스프링이 적용되는 것이 바람직하다. 즉, 코일스프링 이외에 압축되었다가 다시 복귀할 수 있는 스프링으로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 고정체결볼트(530)는 전술한 바와 같이, 코어그립부재(400)에 수평이동 가이드샤프트(510)의 전방측 일단이 결합되어 코어그립부재(400)의 축선이 어느 한 특으로 치우침 없이 코어결합축부(300)와 동일한 축선을 따라 이동되도록 마련된 것으로, 상기 센싱가압테(410)의 고정공(416)을 통해 끼움공(414)에 끼움결합된 수평이동 가이드샤프트(510)의 선단에 형성된 볼트공(512)에 볼트체결하여 상기 수평이동 가이드샤프트(510)의 선단이 상기 센싱가압테(410)에 고정되도록 마련된다.

상기 이탈방지와셔(540)는 코어그립부재에 전방선단이 결합된 수평이동 가이드샤프트(510)의 후단이 코어그립부재의 코어결합축부(300)의 전방측으로 일정거리 이상이 이동되어 이탈되는 것을 방지하고, 코어그립부재(400)에 코어가 끼움결합되지 않은 상태에서의 롤 분리막의 좌우 폭에 해당되는 거리로 위치시킬 수 있도록 마련된 것으로, 상기 수평이동 가이드샤프트(510)의 후단이 탄성지지테(240)의 가이드공(244)을 관통하여 돌출된 외주연에 형성된 와셔홈(514)에 결합되고, 수평이동 가이드샤프트(510)의 후단이 탄성지지테(240)의 가이드공으로부터 이탈을 방지하도록 마련된다.

상기 롤분리막 측정센서(600)는 상기 센서결합면(212)에 결합되고, 상기 코어그립부재(400)가 탄성지지테(240)측으로 수평이동하면서 탄성가압 완충부재(500)에 의해 완충되는 최종 코어그립부재(400)의 수평이동이 멈추게 되면 롤 분리막을 파지하기 위해 계속해서 코어의 축선의 중심측으로 이동하는 좌우 양측 로봇암의 수평이동이 단속되어 계속해서 이동되는 좌우 로봇암에 의한 롤분리막의 충돌을 방지함과 함께, 수평이동이 단속되어 멈추어진 로봇암의 좌우 양측의 축선간의 수평이동거리를 측정하며, 측정된 로봇암의 수평이동거리를 기준으로 롤 분리막 코어의 축선 길이를 추출하여 롤 분리막 표면검사 위치 또는 분리막 포장위치 내지는 포장된 롤 분리막의 마감용 엔드캡의 코어 내주연 삽입 깊이를 연산하도록 측정값을 제하도록 마련된다.

여기서, 상기 롤분리막 측정센서(600)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 탄성지지테(240)의 센서절개홈(242)을 통해 코어그립부재(400)의 수평이동거리를 감지하되, 상기 코어그립부재(400)가 고정결합축부(300) 외주연을 따라 탄성지지테(240) 측으로 수평이동하는 이동거리를 측정한다. 즉, 상기 롤분리막 측정센서(600)는 상기 탄성지지테(240)의 센서절개홈(242)을 통해 코어그립부재(400)의 수평이동이 멈추는 지점의 거리를 감지하여 로봇암의 롤분리막 파지를 위해 수평이동을 단속하여 롤 분리막이 코어결합축부(300)를 통해 탄성지지테(240)에 접촉충격되는 것을 방지하고, 좌우 대칭형성된 코어그립부재가 코어결합축부상에서 수평이동된 거리를 기준으로 서로 마주보며 대칭형성된 로봇암의 축선상의 수평이동거리를 측정하고, 코어그립부재의 수평이동된 거리와 로봇암의 수평이동거리를 통해 롤 분리막 코어의 좌우 양단의 축선상 길이를 산출하도록 형성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치는 분리막이 원통형상의 코어에 권취되어 롤 분리막을 형성한 후, 이를 검사하거나 포장하기 위해 이송로봇에 구성되는 서로 마주보는 로봇암에 본 발명에 따른 코어 고정장치를 구성하여 이송, 검사, 포장, 포장마감 등의 공정을 수행하도록 한다.

여기서, 롤 분리막의 코어는 권취된 분리막의 좌우 단부보다 코어의 축선상 길이가 길게 형성되는 데, 이는 롤 분리막이 직접적으로 접촉되지 않도록 하여 롤 분리막을 보호하기 위함이지만 통상 롤 분리막이 권취되는 코어의 길이가 규격화되어 있지 않아 통상 1~20mm 내외로 돌출형성되어 있어 롤분리막의 검사나 포장을 위해서 코어 길이에 대한 측정정보가 필요하고, 코어의 길이에 따른 셋팅을 하지 않은 상태에서 롤 분리막을 파지하게 되면 로봇암에 의해 코어 그립장치가 수평이동하면서 롤 분리막의 코어에 코어 결합축부가 끼움결합하는 과정에서 롤 분리막의 단부가 코어 그립장치에 의해 충격이 발생되어 롤 분리막의 단부는 파지를 위한 결합충격으로 분리막의 손상이 발생될 수 있다.

따라서, 롤 분리막의 단부는 파지를 위한 결합충격으로 분리막의 손상이 발생될 수 있어 이를 방지하기 위해 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치를 통해 이를 해결하였다.

또한, 상기와 같은 분리막의 검사나 포장과정에서는 분리막의 중심 센터의 위치가 변하지 않으면서 이송 공급하는 것이 중요하고, 포장 마감과정에서 포장재를 코어 양단의 내주연측으로 앤드캡에 의해 삽입고정하여 밀폐하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있어 코어의 길이에 따른 정보가 없으면 각 공정라인에서 다양한 문제점이 발생된다. 특히 검사과정에서는 롤 분리막의 중심센터를 벗어날 경우 다시 위치를 셋팅하여 검사해야 하는 번거로움으로 인해 전체 검사공정시간이 늘어나게 된다. 나아가, 포장과정에서는 롤 분리막의 중심센터를 벗어나거나 코어의 길이가 정확히 측정된 정보가 없으면 포장재를 앤드캡에 의해 코어 내주연으로 삽입하는 과정에서 삽입깊이가 달라지고, 이에 따른 앤드캡 삽입이 얕게 결합되어 앤드캡 이탈의 문제가 발생될 수 있어 이는 포장불량과 더불어 롤 분리막에 외부 이물질이 포장재 내부로 유입되어 손상되는 문제가 발생될 수 있어 코어의 좌우 양단의 돌출된 길이와 더불어 전체 축선상의 길이 측정을 통한 정보 공유는 상당히 중요한 부분을 차지하게 된다.

이에 상술한 구성을 통해 살펴보면 우선 롤 분리막이 권취된 코어의 좌우 양단부에 코어 고정장치가 각각 결합되어 좌우 수평을 유지하면서 이동하도록 서로 마주보며 대칭형성된 로봇암에 설치되게 된다. 다만, 양쪽 모두 동일한 코어 고정과정을 거치므로 좌우 중 어느 한 쪽의 방향만을 통해 코어와의 결합과정을 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 코어 고정장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 로봇암의 전방측에 베이스가 결합된다. 여기서 베이스는 코어에 권취된 롤분리막의 직경과 각 장치의 구성이나 작동관계에 따라 상하 또는 좌우로 이동가능하게 결합할 수도 있다.

이렇게 로봇암에 결합된 베이스(100) 전방으로 코어 서포터(200)의 고정블럭(220)이 볼트체결을 통해 고정결합된다. 아울러, 코어 서포터(200)의 전방 선단에 형성된 탄성지지테(240) 선단에는 코어결합축부(300)가 일체로 형성되어 있어 코어 서포터(200)의 베이스(100) 결합을 통해 코어결합축부(300)도 함께 동일 축선상에 위치되게 된다.

다음으로, 코어그립부재(400)의 센싱가압테(410)의 센싱면(412)을 가진 배면측에 원 둘레로 형성되는 끼움공(414)에 수평이동 가이드샤프트(510)의 볼트공(512)이 형성된 선단부를 끼움결합한다. 이후, 고정체결볼트(530)를 끼움공(414)과 동일축선으로 단차형성되어 있는 고정공(416)을 통해 볼트공(512)에 결합하여 수평이동 가이드샤프트(510)가 센싱가압테(410)에 고정되도록 한다. 여기서, 다수의 수평이동 가이드샤프트(510) 역시 동일한 방법을 통해 끼움공의 갯수에 따라 결합한다.

다음으로, 탄성가압 완충부재(500)의 도 4에 도시된 바와 같이, 코일 스프링으로 형성된 탄성부재(520)를 수평이동 가이드샤프트(510)에 축선을 따라 결합한 후, 코어그립부재(400)의 슬라이드공(418)을 통해 코어결합축부(300) 외주연을 따라 슬라이딩 가능하도록 끼움결합한 후, 수평이동 가이드샤프트(510)의 와셔홈(514)이 외주연에 형성된 후단을 탄성지지테(240)의 가이드공(244)을 관통하여 탄성지지테의 배면측으로 돌출된 수평이동 가이드샤프트의 와셔홈(514)에 이탈방지 와셔(540)를 결합하여 코어그립부재(400)가 코어결합축부(300)로부터 이탈되지 않도록 한다.

다음으로, 롤분리막 측정센서(600)를 도 5에 도시된 바와 같이, 코어서포터(200)의 센서결합축부(210) 상측에 형성된 센서결합면(212)에 결합하고, 롤분리막 측정센서(600)는 전방측을 감지영역으로 하여 코어그립부재(400)의 배면에 해당되는 센싱면(412)을 측정하게 된다. 이때, 롤분리막 측정센서(600)의 감지영역을 차단하지 않도록 탄성지지테(240)의 센서절개홈(242)이 롤분리막 측정센서(600)의 측정영역인 전방측과 일치되도록 한다.

상기와 같이 결합된 본 발명의 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치는 코어그립부재(400)가 코어결합축부(300)에 결합된 최초상태와 탄성가압 완충부재(500)가 탄성변형되지 않은 최초상태 즉, 코어가 결합되지 않은 상태의 센싱면(412)의 위치를 롤분리막 측정센서(600)는 거리값 "0" 으로 설정된다. 또한, 코어그립부재(400)의 슬라이드공(418) 전방으로 직경이 확대되어 단차형성됨에 따라 형성되는 걸림턱(422) 부분은 코어의 축선 길이방향의 좌우 단부의 직경에 대응되어 코어가 결합시, 단부는 걸림턱(422)에 걸림되고, 거림턱(422) 형성에 따라 직경이 확대된 부분은 코어의 돌출된 외주연을 감싸는 형태로 구성된다.

이하, 롤 분리막이 외주연에 권취된 코어가 스테이지 등에 의해 공급되면 로봇암은 코어를 파지하기 위한 위치로 이동한다. 이후, 코어를 파지하기 위한 위치인 코어와 동일축선상의 좌우 양단으로 로봇암에 구비된 본 발명의 코어 고정장치의 코어결합축부(300)를 위치시킨 후, 코어 내주연으로 코어결합축부(300)가 끼움되도록 좌우 로봇암을 코어 축선의 좌우 양단측으로 수평이동한다.

다음으로, 코어의 좌우 양단에 해당되는 거리까지 수평이동된 좌우측 로봇암은 계속해서 수평이동하고, 수평이동에 따라 코어결합축부(300)가 코어 단부 내주연으로 끼움되기 시작하며, 코어의 단부가 코어그립부재(400)의 걸림턱(422)에 도달한다. 이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 로봇암의 계속적인 축선상의 수평이동에 따라 코어의 축선상 길이에 따라 코어그립부재(400)는 코어결합축부(300)를 따라 탄성지지테(240)의 전면측으로 수평이동한다. 이때, 수평이동과 함께 수평이동 가이드샤프트(510)도 이동하게 되고, 수평이동 가이드샤프트(510)는 탄성지지테(240)에 형성된 가이드공(244)을 따라 수평이동하고, 코어그립부재(400)의 센싱가압테(410)와 탄성지지테(240)의 간격은 점차 좁아지면서 탄성부재(520)인 코일 스프링이 탄성변형되면서 압축된다.

이후, 코어그립부재(400)가 코어결합축부 상에서 수평이동이 멈추게 되고, 탄성가압 완충부재(500)의 탄성부재(520)의 탄성변형에 의한 압축도 더 이상 이루어지지 않게 되면 롤 분리막 측정센서(600)는 로봇암의 코어 축선상의 수평이동을 단속하여 멈추게 하고, 수평이동된 코어그립부재(400)의 센싱면(412) 까지의 거리를 측정한다.

이후, 롤분리막 측정센서(600)는 이동된 코어그립부재(400)의 센싱면(412)을 측정하면서 최종적으로 멈춘 위치의 코어그립부재(400) 센싱면(412)의 측정값과 로봇암의 수평이동된 거리를 통해 롤 분리막 코어의 축선상의 좌우 길이를 산출하여 각 공정라인으로 해당 롤분리막의 코어 길이에 대한 정보를 공유 제공한다.

상기와 같이 코어가 결합된 이후에는 탄성부재(520)는 원상태로 복귀하려는 탄성복귀력이 계속적으로 코어그립부재(400)의 센싱가압테(410)를 가압한 상태에 있게 된다. 하지만, 코어가 결합된 상태에서는 탄성복귀력은 원상태로 복귀되지 않은 상태를 유지하게 되고, 이에 탄성복귀력은 결과적으로 코어그립부재(400)를 가압하게 되면서 코어그립부재(400) 역시 코어의 단부를 가압하는 결과를 통해 코어의 좌우 공간이 없이 이동가능하기 때문에 좌우 유동발생이 없고, 코어그립부재(400)의 코어고정부(420)가 돌출된 코어의 외주연을 감싸기 때문에 보다 안정적으로 코어의 파지가 가능하게 된다.

따라서, 상기와 같이 본 발명에 따른 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치에 결합된 롤 분리막의 코어는 좌우 유동없이 각 공정라인으로의 이송이 가능하고, 검사과정에서도 코어의 축선상의 좌우 길이에 대한 정보를 제공받아 검사위치 선정이 빠르게 이루어질 수 있으며, 포장공정 역시 동일한 결과이고, 포장마감공정인 앤드캡을 통한 포장재의 코어 내주연 삽입 깊이 역시, 코어의 돌출길이에 대한 정보를 통해 앤드캡을 코어 내주연으로 삽입하기 위한 깊이를 파악할 수 있어 포장불량을 방지할 수 있게 된다.

더욱이, 코어의 파지하기 위한 결합과정에서 탄성부재(520)에 의한 분리막 파지결합에 따른 충격으로부터 보호하여 분리막 손상방지와 더불어 좌우 유동방지를 통해 분리막의 위치가 변화되지 않아 이송과정에서의 좌우 유동에 따른 분리막에 대한 외부 충격이 없어 분리막 손상방지도 가능한 것은 자명한 것이다.

이상에서는 본 발명을 하나의 실시예로서 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않고, 기술사상 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자라면 다수의 변형 및 수정이 가능함은 명백한 것이며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

100 : 베이스 200 : 코어 서포터
210 : 센서결합축부 212 : 센서결합면
220 : 고정블럭 240 : 탄성지지테
242 : 센서절개홈 244 : 가이드공
300 : 코어결합축부 310 : 선단경사부
400 : 코어완충가압부재 410 : 센싱가압테
412 : 센싱면 414 : 끼움공
416 : 고정공 418 : 슬라이드공
420 : 코어고정부 422 : 걸림턱
500 : 탄성가압 완충부재 510 : 수평이동 가이드샤프트
512 : 볼트공 514 : 와셔홈
520 : 탄성부재 530 : 고정체결볼트
540 : 이탈방지와셔 600 : 롤분리막 측정센서

Claims

원통형상의 코어 외주연에 2차 전지용 분리막을 권취하여 형성된 롤 분리막을 검사, 포장 장치 중 선택된 어느 하나 이상에 설치되어 장치의 각 공정라인을 따라 이동하는 이송로봇의 서로 마주보는 로봇암에 롤 분리막의 코어 축선 길이방향 양단이 끼움고정되어 롤 분리막을 검사 또는 포장하도록 마련된 코어 고정장치에 있어서,
상기 로봇암의 서로 마주보는 일면에 각각 결합되고, 롤 분리막 코어의 권취된 직경에 따라 로봇암 상에서 상하, 좌우로 조종되도록 마련된 베이스(100)와;
환봉형상으로 형성되어 외주연 상측에 축선방향으로 센서결합면(212)이 형성된 센서결합축부(210)가 형성되고, 상기 센서결합축부(210)의 베이스측 일단에 고정블럭(220))이 일체로 형성되어 베이스 전면에 고정결합되고, 센서결합축부(210)의 전방측 선단에 센서결합면(212)과 연통되도록 센서절개홈(242)이 절개형성된 원판형상의 탄성지지테(240)가 일체로 형성되며, 상기 탄성지지테(240)에 원둘레 방향으로 다수의 가이드공(244)이 축선방향과 동일방향으로 관통형성된 코어 서포트(200)와;
상기 탄성지지테(240)와 동일축선상 전방으로 탄성지지테(240)와 일체로 돌출형성되고, 롤 분리막 코어로 끼움결합이 용이하도록 전방으로 직경이 축소되게 하향 경사진 선단경사부(310)가 형성되며, 롤 분리막 코어의 축선 방향 양단부 내주연에 끼움결합되도록 환봉으로 형성된 코어결합축부(300)와;
상기 코어결합축부(300) 외주연에 결합되고, 코어결합축부(300)의 축선을 따라 롤 분리막 양단으로 돌출된 코어 양단이 결합되어 상기 탄성지지테(240)측으로 수평이동하는 코어그립부재(400)와;
상기 코어 서포트(200)의 탄성지지테(240)와 상기 코어그립부재(400) 사이에 결합되고, 로봇암이 코어의 축선을 따라 코어의 길이에 대응되는 거리만큼 서로 마주보는 방향으로 이동간에 상기 코어그립부재(400)가 코어의 돌출된 길이에 대응되는 길이 이상의 수평이동을 단속하면서 탄성복귀력에 의한 가압력을 코어그립부재(400)가 롤 분리막의 코어 선단측으로 인가하여 코어의 유동을 단속하면서 롤 분리막의 충돌을 방지하도록 마련된 탄성가압 완충부재(500)와;
상기 센서결합면(212)에 결합되고, 상기 코어그립부재(400)가 탄성지지테(240)측으로 수평이동하면서 탄성가압 완충부재(500)에 의해 완충되는 최종 코어그립부재(400)의 수평이동이 멈추게 되면 롤 분리막을 파지하기 위해 계속해서 코어의 축선의 중심측으로 이동하는 좌우 양측 로봇암의 수평이동이 단속되어 계속해서 이동되는 좌우 로봇암에 의한 롤분리막의 충돌을 방지함과 함께, 수평이동이 단속되어 멈추어진 로봇암의 좌우 양측의 축선간의 수평이동거리를 측정하며, 측정된 로봇암의 수평이동거리를 기준으로 롤 분리막 코어의 축선 길이를 추출하여 롤 분리막 표면검사 위치 또는 분리막 포장위치 내지는 포장된 롤 분리막의 마감용 엔드캡의 코어 내주연 삽입 깊이를 연산하도록 측정값을 제공하는 롤분리막 측정센서(600);로 형성된 것을 특징으로 하는 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치.
제 1항에 있어서,
상기 코어그립부재(400)는 코어결합축부(300)의 축선을 따라 수평이동하도록 코어결합축부 외주연에 결합되어 롤 분리막의 코어 길이에 해당되는 폭으로 좌우 로봇암이 서로 마주보는 로봇암의 축선의 중심부로 수평이동간에 탄성가압 완충부재(500)에 의해 완충되면서 측정센서에 의한 로봇암의 수평이동 단속과 거리측정 및 코어 단부에 복귀 탄성력에 의한 가압력이 인가되도록 형성되되,
상기 탄성지지테(240)의 전방측과 마주보는 일면 상측으로 롤분리막 측정센서(600)의 센싱절개홈(242)을 거쳐 감지되는 센싱면(412)을 형성한 환형으로 형성되고, 센싱면(412)의 원 둘레로 상기 탄성지지테(240)의 가이드공(244)에 대응되는 다수의 끼움공(414)이 형성되며, 끼움공(414)과 연통되는 고정공(416)이 끼움공 전방으로 단차 형성되고, 중앙으로 코어결합축부(300)가 끼움되는 슬라이드공(418)이 관통형성된 센싱가압테(410)와;
상기 센싱가압테(410)의 전방에 원통형상으로 돌출되어 일체로 형성되고, 내주연의 센싱가압판측 일단은 상기 슬라이드공(418)이 연장되어 관통되며, 전방측 타단은 롤 분리막 코어의 단부가 걸림되도록 단차형성되어 걸림턱(422)이 마련된 코어고정부(420);로 형성된 것을 특징으로 하는 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치.
제 2항에 있어서,
상기 탄성가압 완충부재(500)는 일단이 상기 센싱가압테(410)의 끼움공(414)에 끼움결합되고, 타단이 상기 탄성지지테(240)의 가이드공(244)에 수평이동가능하게 관통결합되며, 끼움공(414)에 끼움결합되는 선단에 볼트공(512)이 형성되고, 가이드공(244)을 관통한 타단 외주연에 와셔홈(514)이 형성된 수평이동 가이드샤프트(510)와;
상기 센싱가압테(410)와 상기 탄성지지테(240) 사이의 수평이동 가이드샤프트(510) 외주연에 축선방향으로 결합되어 코어의 결합에 따라 로봇암의 코어 축선상의 수평이동간에 충격으로부터 탄성변형되어 완충 압축되고, 탄성복원력이 상기 센싱가압테(410) 측으로 계속적으로 인가되어 롤 분리막의 유동이 방지되도록 마련된 탄성부재(520)와;
상기 센싱가압테(410)의 고정공(416)을 통해 끼움공(414)에 끼움결합된 수평이동 가이드샤프트(510)의 선단에 형성된 볼트공(512)에 볼트체결하여 상기 수평이동 가이드샤프트(510)의 선단이 상기 센싱가압테(410)에 고정되도록 마련된 고정체결볼트(530)와;
상기 수평이동 가이드샤프트(510)의 후단이 탄성지지테(240)의 가이드공(244)을 관통하여 돌출된 외주연에 형성된 와셔홈(514)에 결합되고, 수평이동 가이드샤프트(510)의 후단이 탄성지지테(240)로부터 이탈을 방지하도록 마련된 이탈방지와셔(540);로 형성된 것을 특징으로 하는 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치.
제 1항에 있어서,
상기 롤분리막 측정센서(600)는 상기 탄성지지테(240)의 센서절개홈(242)을 통해 코어그립부재(400)의 수평이동이 멈추는 지점의 거리를 감지하여 로봇암의 롤분리막 파지를 위해 수평이동을 단속하여 롤 분리막이 코어결합축부(300)를 통해 탄성지지테(240)에 접촉충격되는 것을 방지하고,
좌우 대칭형성된 코어그립부재의 수평이동된 거리를 기준으로 서로 마주보며 대칭형성된 로봇암의 축선상의 수평이동거리를 측정하고, 코어그립부재의 수평이동된 거리와 로봇암의 수평이동거리를 통해 롤 분리막 코어의 좌우 양단의 축선상 길이를 산출하도록 형성된 것을 특징으로 하는 2차 전지용 롤 분리막의 코어 그립장치.