KR20010008486A - Ｎｉ-ＭＨ 전지의 음극판 조립장치 및 그 공정 - Google Patents

Ｎｉ-ＭＨ 전지의 음극판 조립장치 및 그 공정 Download PDF

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Abstract

본 발명은 극판 롤(5)로부터 음극판 원재(6)를 공급하는 극판 피딩유니트(3), 극판 원재를 일정 길이로 절단하여 사각형의 단위 음극판(7)을 형성하는 1차 타발 프레스 유니트(9), 음극판(7)의 한쪽 모서리 부위(11)를 타격하여 음극판(7)의 외피를 이루는 활물질을 제거하는 활물질 제거 유니트(13), 탭 스트립 롤(15)로부터 탭 스트립(17)을 공급하는 탭 피딩유니트(19), 음극판(7)의 활물질 제거부위(11)의 상하면에 탭 피딩 유니트(19)로부터 공급된 탭 스트립(17)의 끝부분을 가용접하는 가용접 유니트(25), 음극판(7)의 활물질 제거부위(11)에 가용접된 탭 스트립(17)을 일정 길이로 절단하여 사각형의 탭(21)을 형성하는 커팅 유니트(23), 가용접된 탭(21)을 최종 용접하는 본용접 유니트(27), 및 탭(21)이 본용접된 음극판(7)을 소정 형태(29)로 최종 절단하는 2차 타발 프레스 유니트(31)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치(1)에 관한 것으로, Ni-MH 전지의 음극판을 자동화된 일련의 공정을 통해 제조함으로써 전지의 제조에 따른 비용, 시간, 불량율 등을 대폭 감소시켜 전지의 생산 효율성을 극대화시킬 수 있게 된다.

Description

Ｎｉ-ＭＨ 전지의 음극판 조립장치 및 그 공정{assembling machine for negative electrode plate of Ni-MH battery and assembling process therefor}
본 발명은 Ni-MH(니켈-하이드라이드) 전지의 조립장치 및 그 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2차전지로 사용되는 Ni-MH 전지의 자동화된 음극판 조립장치 및 이 장치를 이용한 음극판 조립공정에 관한 것이다.
최근 들어 PCS나 노트북 컴퓨터 등과 같은 휴대장치의 보급이 급속히 늘어남에 따라 소형 경량이면서도 고 에너지 밀도를 갖는 2차 전지의 개발이 요구되어져 왔다. 또한 환경 친화적인 무공해 전기 자동차가 도입됨에 따라 전기 자동차의 전원으로 사용될 고에너지 밀도의 2차 전지 개발의 필요성이 대두되어 왔다.
여기에서 일반적으로 전지란 금속간의 전위차를 이용하여 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 것으로, 일회용의 1차 전지와 재충전하여 반복 사용이 가능한 2차 전지, 그밖에 태양전지 등의 특수 전지등으로 대별할 수 있으며, 1차 전지는 다시 사용 전극에 따라 망간 전지, 알칼리 전지, 수은 전지, 산화은 전지로 분류할 수 있으며, 2차 전지는 납축전지, 금속 수소화물을 극판으로 사용하는 Ni-MH 전지, 밀폐형 니켈-카드뮴 전지와 리튬-금속 전지, 리튬-이온 전지, 리튬-폴리머 전지와 같은 리튬 전지로 분류된다.
이러한 전지들 중에서 1차 전지는 용량이 적고, 수명이 짧으며, 일회 사용에 그치는 단점을 가진 반면 2차 전지는 용량이 커 높은 전압을 얻을 수 있으며, 수명이 상대적으로 길고, 반복해서 사용할 수 있으므로 환경 친화적인 무공해 전기 자동차에 적용되어 될 때 탁월한 성능을 발휘할 수 있다. 특히, 2차 전지 중에서도 니켈 계열의 전지는 재활용 기술이 검증되어 있는 바 환경 보호 측면에서의 활용성이 뛰어나므로 가장 널리 이용되고 있다.
그런데, 이러한 니켈 계열의 전지 특히, 니켈 하이드라이드 전지의 경우에 수작업을 통하여 제조되고 있어 작업 공수가 많고 따라사 제작 소요시간이 길어지는 등 생산 효율성이 떨어지는 문제점을 가지고 있는 바, 수작업에 따른 니켈 하이드라이드 전지의 음극판 제작 공정을 간략히 살펴 보면 다음과 같다.
도 1에 간략히 도시된 바와 같이 종래의 수작업에 의한 Ni-MH 전지의 음극판 제작공정은 크게 7단계로 이루어져 있다.
먼저, 작업자가 음극판 롤(101)로부터 요구 사양의 길이만큼 손으로 당겨 핸드 커터를 이용해 절단한다. 다음에, 절단된 극판(103)들을 고무판 테이블로 이동한 후 인그레이버(engraver)를 사용하여 활물질을 제거할 부위(105)의 경계를 표시하고, 수동 해머를 사용하여 활물질 제거부위(105)의 활물질을 제거한 뒤, 니켈 포일로부터 탭(107;tab)으로 사용할 만큼 일정 길이를 절단기로 절단해낸다. 그리고 나서 절단된 니켈 포일 조각을 2장씩 겹쳐 한쪽 모서리를 용접기를 이용해 용접한다음, 용접된 1쌍의 니켈 포일조각(107)을 극판(103)의 활물질 제거부위(105)에 위치시킨 뒤 겹쳐진 부분의 사각 모서리 4저지점을 용접기로 가용접한다. 끝으로 가접된 극판(103-1)을 직류저항 용접기를 사용하여 최종 용접한 뒤 타발기로 최종극판(103-2)을 타발해 낸다.
이와 같이 종래의 수작업에 의해 니켈 하이드라이드 전지를 제조하고자 할 경우 단순 작업에 의해 수동용 공구를 사용하여 많은 작업에 걸쳐서 음극판을 제조하게 되므로 인건비 등 생산비용이 과도하게 증가되고 일일이 작업자의 수작업을 요하게 되므로 제품의 불량 비율이 높아지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 위에 언급한 바와 같은 종래의 Ni-MH 전지 제조에 따른 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, Ni-MH 전지의 음극판을 자동화된 일련의 공정을 통해 제조함으로써 전지의 제조에 따른 비용, 시간, 불량율 등을 대폭 감소시켜 전지의 생산 효율성을 극대화시키고자 하는 데 그 목적이 있는 것이다.
도 1은 종래의 수작업에 의한 Ni-MH 전지 음극판 제작공정의 개략 설명도.
도 2는 본 발명에 따른 조립장치에 의한 Ni-MH 전지의 제작공정을 개략적으로 나타낸 설명도.
도 3은 본 발명에 따른 조립장치의 전체 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 조립장치의 언더셔틀을 도시한 것으로, 도 4a는 평면도, 도 4b는 정면도, 도 4c는 측면도.
도 5는 도 3에 도시된 조립장치의 음극판 피딩 유니트를 도시한 것으로, 도 5a는 평면도, 도 5b는 정면도.
도 6은 도 3에 도시된 조립장치의 1차 타발 프레스 유니트를 도시한 것으로, 도 6a는 정면도, 도 6b는 평면도, 도 6c는 측면도.
도 7은 도 3에 도시된 조립장치의 활물질 제거 유니트의 음극판 파지부를 도시한 것으로, 도 7a는 평면도, 도 7b는 측면도, 도 7c는 정면도.
도 8은 도 3에 도시된 조립장치의 활물질 제거 유니트의 음극판 타격부를 도시한 것으로, 도 8a는 평면도, 도 8b는 측면도.
도 9는 도 3에 도시된 조립장치의 탭 피딩 유니트를 도시한 것으로, 도 9a는 평면도, 도 9b는 정면도.
도 10은 도 3에 도시된 조립장치의 가용접 유니트를 도시한 것으로, 도 10a는 평면도, 도 10b는 정면도, 도 10c는 측면도.
도 11은 도 3에 도시된 조립장치의 커팅 유니트를 도시한 것으로, 도 11a는 평면도, 도 11b는 정면도, 도 11c는 측면도, 도 11d는 부분 상세도.
도 12는 도 3에 도시된 조립장치의 본용접 유니트를 도시한 것으로, 도 12a는 측면도, 도 12b는 정면도.
도 13은 도 3에 도시된 조립장치의 본용접 유니트의 이송부를 도시한 것으로, 도 13a는 평면도, 도 13b는 측면도.
도 14는 도 3에 도시된 조립장치의 2차 타발 프레스 유니트의 프레스부를 도시한 것으로, 도 14a는 평면도, 도 14b는 정면도, 도 14b는 측면도.
도 15는 도 3에 도시된 조립장치의 2차 타발 프레스 유니트의 이송부를 도시한 것으로, 도 15a는 평면도, 도 15b는 측면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 음극판 조립장치 2 : 베이스 프레임
3 : 음극판 피딩 유니트 5 : 음극판 롤
7 : 음극판 9 : 1차 타발 프레스 유니트
11 : 활물질 제거부위 13 : 활물질 제거 유니트
15 : 탭 스트립 롤 19 : 탭 피딩 유니트
21 : 탭 23 : 커팅 유니트
25 : 가용접 유니트 27 : 본용접 유니트
31 : 2차 타발 프레스 유니트 33 : 언더셔틀
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위해 극판 롤로부터 음극판 원재를 공급하는 극판 피딩유니트, 극판 원재를 일정 길이로 절단하여 사각형의 단위 음극판을 형성하는 1차 타발 프레스 유니트, 음극판의 한쪽 모서리 부위를 타격하여 음극판의 외피를 이루는 활물질을 제거하는 활물질 제거 유니트, 탭 스트립 롤로부터 탭 스트립을 공급하는 탭 피딩유니트, 음극판의 활물질 제거부위의 상하면에 탭 피딩 유니트로부터 공급된 탭 스트립의 끝부분을 가용접하는 가용접 유니트, 음극판의 활물질 제거부위에 가용접된 탭 스트립을 일정 길이로 절단하여 사각형의 탭을 형성하는 커팅 유니트, 가용접된 탭을 최종 용접하는 본용접 유니트, 및 탭이 본용접된 음극판을 소정 형태로 최종 절단하는 2차 타발 프레스 유니트로 구성되어 있는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치를 첨부도면에 따라 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치는 종래의 수작업에 의한 경우와 마찬가지로 도 2에 도시된 바와 같이 일관 공정에 의해 Ni-MH 전지의 음극판을 조립 생산하도록 되어 있는 것으로, 음극판 롤(5)에서 극판을 풀어내 일정 형상의 단위 음극판(7)으로 절단하고, 이 음극판(7)의 한쪽 모서리 부위(11)를 타격하여 이 부위(11)에 도포된 활물질을 제거한 다음 상하면에 탭(21)을 용착하여 최종 형태로 다시 절단해냄으로써 완성품을 제작하도록 되어 있다.
이를 위해 본 발명의 음극판 조립장치는 도 3에 도면번호 1로 도시된 바와 같이, 크게 음극판 피딩 유니트(3), 1차 타발 프레스 유니트(9), 활물질 제거 유니트(13), 탭 피딩유니트(19), 가용접 유니트(25), 커팅 유니트(23), 본용접 유니트(27), 2차 타발 프레스 유니트(31)에 의해 일관 공정을 구성하고 있다.
그리고 위와 같은 각각의 구성 유니트(9,13,23,25,27,31)를 통해 일련의 일관 공정을 구성하기 위해 도 4a 내지 4c에 도시된 언더셔틀(33)이 설치되어 있는 바, 언더셔틀(33)에 의해 유니트(9,13,23,25,27,31) 간의 음극판(7) 이동이 이루어진다. 언더셔틀(33)은 이를 위해 도시된 바와 같이 베이스 프레임(2) 상에 장착된 수직 프레임(34)에 의해 지지되며, 기부를 이루는 베이스 플레이트(36), 각 유니트 간을 이동하는 슬라이드 플레이트(38), 음극판(7)이 놓여지도록 슬라이드 플레이트(38) 위에 장착된 고정시트(42), 고정시트(42) 가운데 부분의 개구를 통해 슬라이드 플레이트(38)의 상하로 이동하는 가동 시트(44) 그리고 가동시트(44)의 상하 운동을 일으키는 가이드 실린더(46)로 구성되어 있다.
극판 피딩 유니트(3)는 1차 타발 프레스 유니트(9)에 음극판 원재(6)를 공급하기 위한 것으로, 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 베이스 프레임(2)에 부착된 지지컬럼(4) 위에 회전 가능하게 장착되어 있는 샤프트(35)에 끼워지는 극판 롤(5)과 이 극판 롤(5)과 동일선상에 일직선으로 배열 설치되어 극판 롤(5)에 감긴 음극판 원재(6)를 맞물림하여 미끄럼 이동시킴으로써 1차 타발 프레스 유니트(9)까지 음극판 원재(6)를 풀려내는 슬라이딩 에어 피더(37)로 이루어져 있다.
또한, 도 6a 내지 6c에 도시된 1차 타발 프레스 유니트(9)는 극판 피딩유니트(3)로부터 공급된 극판 원재(6)를 일정 길이로 절단하여 사각형의 단위 음극판(7)을 형성하기 위한 것으로, 도시된 것처럼 베이스 프레임(2) 위에 장착된 프레임(8)에 의해 지지되어 있으며, 타발력을 발생시키는 프레스 본체(10)와 프레스 하형을 이루는 몰드 베이스(12) 그리고 프레스 상형을 이루는 타발 펀치(14)로 구성되어 있다.
1차 타발 프레스 유니트(9)에서 타발된 단위 음극판(7)의 한쪽 모서리 부위(11)를 타격하여 음극판(7)의 외피를 이루는 활물질을 제거하도록 되어 있는 활물질 제거 유니트(13)는 다시 도 7a 내지 7c에 도시된 음극판 파지부(40)와 도 8a 및 8b에 도시된 음극판 타격부(50)로 이루어져 있다.
다시 음극판 파지부(40)는 핑거부(39), 트윈 실린더(43), 로터리 실린더(45)로 이루어져 있으며, 음극판 타격부(50)는 진동해머(47)와 스토퍼(53)로 이루어져 있다. 여기에서 파지부(40)의 핑거부(39)는 언더셔틀(33)을 통해 1차 타발 프레스 유니트(9)로부터 이송되어 온 음극판(7)을 파지하도록 되어 있으며, 핑거부(39)를 통해 핸드부(41)에 연결되어 있는 트윈 실린더(43)는 음극판(7)을 파지한 핑거부(39)를 축방향으로 슬라이딩시키도록 되어 있다. 또한 트윈 실린더(43)가 부착되어 있는 로터리 실린더(45)는 트윈 실린더(43)를 통해 부착된 핸드부(41)와 핑거부(39)를 위쪽으로 90°회전시키도록 되어 있다. 또한, 도 8a 및 8b에 도시된 진동해머(47)는 수직 형성된 브래킷(48)의 상단에 설치되어 있고, 브래킷(48)에 상하로 부착된 선형모터(49)에 의해 상하로 왕복운동하도록 되어 있으며, 핑거부(39)의 회전에 따라 타격 위치로 수직하게 들어 올려져 장전된 음극판(7)의 한쪽 모서리 부위(11)를 타격하도록 되어 있다. 진동해머(47) 반대쪽에서 브래킷(52)에 설치된 스토퍼(53)는 브래킷(52)에 고정된 트윈 실린더(51)에 의해 이동하여 음극판(7)을 파지하도록 되어 있다.
도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이 탭 스트립 롤(15)로부터 가용접 유니트(25)로 탭 스트립(17)을 공급하도록 되어 있는 탭 피딩 유니트(19)는 탭 스트립(17)이 감겨 있는 탭 스트립 롤(15)과 이 탭 스트립 롤(15)로부터 탭 스트립(17)을 풀어 내는 슬라이딩 에어 피더(61)로 이루어져 있으며, 여기에서 탭 스트립 롤(15)은 베이스 프레임(2) 위에 설치된 칼럼(55)의 상하에 설치된 상하 2개의 샤프트(57,59)에 의해 각각 회전 가능하게 장착되어 있으며, 슬라이딩 에어피더(61)는 칼럼(54) 위에 설치되어 상하 탭 스트립 롤(15)로부터 각각 1가닥씩 2가닥의 탭 스트립(17)을 맞물림하여 가용접 유니트(25)로 미끄럼 이동시키도록 되어 있다.
도 10a 내지 10c에 도시된 가용접 유니트(25)는 음극판(7)의 활물질 제거부위(11)의 상하면에 탭 피딩 유니트(19)로부터 공급된 탭 스트립(17)의 끝부분을 가용접하도록 되어 있으며, 가용접기(77)와 핑거부(81) 그리고 슬라이딩 실린더(79)로 구성되어 있다. 여기에서 가용접기(77)는 일반적인 콘덴서 용접기로 상하 2개의 용접토치(73,75)가 가용접 위치에 설치되어 음극판(7)의 활물질 제거부위(11)의 상하면과 이 면에 포개져 있는 탭 스트립(17)을 한 점에서 가용접하도록 되어 있다. 또한 핑거부(81)는 언더셔틀(33)에 의해 활물질 제거 유니트(13)로부터 이송되어 온 음극판(7)을 파지하여 가용접 위치로 이송하도록 핸드부(78)에 의해 슬라이딩 실린더(79)에 부착되어 있으며, 슬라이딩 실린더(79)는 핑거부(81)를 축방향으로 왕복 이동시키도록 언더셔틀(33)과 직각을 이루며 설치되어 있다.
음극판(7)의 활물질 제거부위(11)에 가용접된 탭 스트립(17)을 일정 길이로 절단하도록 되어 있는 커팅 유니트(23)는 도 11a 및 11d에 도시되어 있는 것처럼, 사각형의 탭(21)을 형성하며 가용접된 상태로 탭 스트립(17)을 절단하기 위해 탭 피딩유니트(19)의 끝부분에 가용접 유니트(25)의 용접토치(73,75)와 인접하게 설치되어 있으며, 상하부 커터 블레이드(67,71)와 상부 커터 블레이드(67)를 상하로 왕복운동시키는 실린더(63)로 구성되어 있다.
여기에서 상부 커터 블레이드(67)는 수직하게 설치된 가이드 포스트(65)를 따라 상하 왕복 이동하는 하부판(66)에 부착되어 상하로 이동하면서 가용접된 탭 스트립(17)을 절단하게 되며, 실린더(63)는 상부판(68)에 설치되어 하부판(66)을 상하로 이동시키도록 되어 있다. 그리고 하부 커터 블레이드(71)는 블레이드(67) 반대쪽 하단에서 슬라이드(69)에 고정되어 있다.
가용접된 탭(21)을 최종 용접하도록 되어 있는 본용접 유니트(27)는 도 12a 및 12b에 도시된 바와 같은 일반적인 DC 용접기(87)와 도 13a 및 13b에 도시된 핑거부(88) 및 1축 로봇(89)으로 이루어져 있으며, 여기에서 본용접기(87)는 도 12a 및 12b에 도시된 것처럼 본용접 위치에 상하로 설치된 용접토치(83,85)를 구비하여 본용접 위치에 장전된 음극판(7)의 탭(21) 중첩부위를 상하면에서 다중 용접하도록 되어 있다. 또한 핑거부(88)는 가용접 유니트(25)에서 언더셔틀(33)을 통해 이송되어 온 음극판(7)을 파지하여 본용접 위치에 장전시키도록 도 13a 및 13b에 도시된 것처럼 1축 로봇(89)의 몸체에 부착되어 있으며, 1축 로봇(89)은 핑거부(88)를 축방향으로 왕복 이동시키도록 언더셔틀(33)과 직각을 이루며 설치된 레일(94)을 따라 왕복 이동하도록 되어 있다.
도 14a 내지 14c 및 도 15a 및 15b에 도시된 2차 타발 프레스 유니트(31)는 탭(21)이 본용접된 음극판(7)을 소정 형태(29)로 최종 절단하기 위한 장치로, 타발 프레스(90), 흡착패드(91) 및 이송 실린더(93)로 이루어져 있는데, 여기에서 타발 프레스(90)는 도 14a 내지 14c에 도시된 것처럼 타발력을 발생시키는 프레스 본체(95)와 프레스 하형을 이루며 소정 형태로 개구된 몰드 베이스(96), 프레스 상형을 이루며 몰드 베이스(96) 위쪽에 설치되어 소정 형태의 외형을 갖도록 되어 있는 타발 펀치(97)를 포함하고 있다.
언더셔틀(33)을 통해 이송되어 온 탭(21) 부착 음극판(7)을 흡착 파지하여 2차 타발 위치로 이송시키는 흡착패드(91)는 도 15a 및 15b에 도시된 것처럼 언더셔틀(33)의 위쪽에 위치하도록 패드 브래킷(91)의 하부면에 부착되어 있으며, 흡착패드(91)에 의해 흡착된 음극판(7)을 지지하도록 패드(91) 인접부분에 패드 가이드(98)가 부착되어 있다. 그리고 이송 실린더(93)는 흡착 패드(91)가 부착된 패드 브래킷(92)을 2차 타발 위치로 이송하기 위해 언더셔틀(33)에 직각방향으로 설치되어 있다.
따라서, 위와 같이 구성된 음극판 조립장치에 따르면, 도 2에 개략적으로 도시된 것처럼 다음과 같은 일련의 공정을 거쳐 음극판을 조립하게 된다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 극판 피딩유니트(3)의 극판 롤(5)로부터 슬라이딩 에어피더(37)에 의해 음극판 원재(6)를 풀어 1차 타발 프레스 유니트(9)로 공급한다(S1).
1차 타발 프레스 유니트(9)로 공급된 극판 원재(6)는 도 6에 도시된 몰드 베이스(12) 위에 놓여져 타발 펀치(14)에 의해 일정 길이로 절단되어 사각형의 단위 음극판(7)을 형성한다(S2).
1차 타발단계(S2)에서 타발된 음극판(7)은 언더셔틀(33)에 의해 도 7에 도시된 활물질 제거 유니트(13)로 이송된다. 음극판(7)이 이송되어 오면 트윈 실린더(43)에 의해 핸드부(39)가 전진하여 음극판(7)을 파지하고 이어서 로터리 실린더(45)의 회전력에 의해 핸드부(39)가 위쪽으로 90°회전하여 파지된 음극판(7)을 활물질 제거위치로 장전시킨다. 그리고 나서 도 8에 도시된 트윈 실린더(51)가 작동하여 스토퍼(53)로 음극판(7)을 고정시킴과 동시에 진동해버(47)가 선형모터(49)에 의해 활물질 제거 위치로 정위치되어 음극판(7)의 활물질 제거부위(11)를 타격함으로써 이 부위(11)에 도포된 활물질을 제거하게 된다(S3).
한편, 도 9에 도시된 탭 피딩 유니트(19)에서는 상하 2개의 탭 스트립 롤(15)로부터 슬라이딩 에어피더(37)에 의해 2개의 탭 스트립(17)이 풀려 커팅 유니트(23)를 거쳐 가용접 유니트(25)로 공급된다(S4).
가용접 유니트(25)에 공급된 2가닥의 탭 스트립(17)은 그 끝부분이 언더셔틀(33)에 의해 가용접 위치로 장전된 음극판(7)의 활물질 제거부위(11) 상하면에 각각 포개진 상태에서 도 10에 도시된 가용접 유니트(25)의 상하 용접 토치(73,75)에 의해 1지점이 가용접된다(S5).
가용접이 완료되면 음극판(7)의 활물질 제거부위(11) 상하면에 각각 가용접된 상하 탭 스트립(17)의 끝부분을 커팅 유니트(23)의 상하부 커터 블레이드(67,71)로 일정 길이만큼 절단하여 사각형의 탭(21)을 형성한다(S6).
탭(21)의 가용접이 완료된 음극판(7)은 다시 언더셔틀(33)에 의해 도 12에 도시된 본용접 유니트(27)로 이송된다. 음극판(7)이 본용접 유니트(27)로 이송되면 먼저 도 13에 도시된 1축 로봇(89)이 작동하여 레일(94)을 따라 언더셔틀(33) 쪽으로 이동하여 핑거부(88)에 의해 언더셔틀(33)에 놓여진 음극판(7)을 파지하여 본용접 위치에 장전시킨다. 그리고 나서 도 12에 도시된 본용접기(87)의 용접토치(83,85)에 의해 가용접된 음극판(7)의 탭(21) 부위를 최종적으로 다중 용접하게 된다(S7).
본용접이 완료되면 음극판(7)은 다시 언더셔틀(33)에 의해 2차 타발 프레스 유니트(31)로 이송되어 도 15a 및 15b에 도시된 흡착패드(91)로 흡착 파지되어 이송 실린더(93)에 의해 도 14에 도시된 2차 타발 프레스(90)의 프레스 본체(95) 하단 2차 타발 위치에 장전된다. 그리고 나서 원하는 음극판의 형태에 알맞는 형태로 개구되어 있는 몰드 베이스(96)와 몰드 베이스(96)의 개구와 동일한 형상을 갖는 타발 펀치(97)에 의해 소정의 형태(29)로 최종 절단된다(S8).
이상의 구성 및 제조 공정을 갖는 본 발명의 음극판 조립장치에 따르면 Ni-MH 전지의 음극판을 자동화된 일련의 제작 공정을 통해 일관 생산할 수 있게 되므로 전지의 제조에 따른 작업공수 및 작업시간을 대폭 감소시킬 수 있게 되어 음극판 제조에 소요되는 비용 및 불량율 등을 절감할 수 있게 된다.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 극판 롤(5)로부터 음극판 원재(6)를 공급하는 극판 피딩유니트(3), 상기 극판 원재를 일정 길이로 절단하여 사각형의 단위 음극판(7)을 형성하는 1차 타발 프레스 유니트(9), 상기 음극판(7)의 한쪽 모서리 부위(11)를 타격하여 음극판(7)의 외피를 이루는 활물질을 제거하는 활물질 제거 유니트(13), 탭 스트립 롤(15)로부터 탭 스트립(17)을 공급하는 탭 피딩유니트(19), 상기 음극판(7)의 활물질 제거부위(11)의 상하면에 상기 탭 피딩 유니트(19)로부터 공급된 탭 스트립(17)의 끝부분을 가용접하는 가용접 유니트(25), 상기 음극판(7)의 활물질 제거부위(11)에 가용접된 상기 탭 스트립(17)을 일정 길이로 절단하여 사각형의 탭(21)을 형성하는 커팅 유니트(23), 가용접된 상기 탭(21)을 최종 용접하는 본용접 유니트(27), 및 상기 탭(21)이 본용접된 상기 음극판(7)을 소정 형태(29)로 최종 절단하는 2차 타발 프레스 유니트(31)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 각각의 유니트(9,13,23,25,27,31)는 일련의 언더셔틀(33)에 의해 유니트 간의 음극판(7) 이동을 수행하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 언더셔틀(33)은 기부를 이루는 베이스 플레이트(36), 상기 각각의 유니트(9,13,23,25,27,31) 간을 이동하는 슬라이드 플레이트(38), 상기 음극판(7)이 놓여지도록 슬라이드 플레이트(38) 위에 장착된 고정시트(42), 상기 고정시트(42) 가운데 부분의 개구를 통해 상기 슬라이드 플레이트(38)의 상하로 이동하는 가동 시트(44) 및 상기 가동시트(44)를 상하로 이동시키는 가이드 실린더(46)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  4. 제1 항에 있어서, 극판 피딩유니트(3)는 샤프트(35)에 의해 회전 가능하게 장착된 극판 롤(5)과 상기 극판 롤(5)에 감긴 음극판 원재(6)를 맞물고 미끄럼 이동하여 상기 음극판 원재(6)를 풀려내는 슬라이딩 에어 피더(37)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 활물질 제거 유니트(13)는 상기 음극판(7)을 파지하는 핑거부(39), 축방향으로 상기 핑거부(39)를 슬라이딩시키도록 핸드부(41)를 통해 상기 핑거부(39)와 연결되어 있는 트윈 실린더(43), 상기 핑거부(39)를 위쪽으로 90°회전시키는 로터리 실린더(45)로 이루어진 파지부(40); 그리고 상기 핑거부(39)의 회전에 따라 수직하게 들어올려져 타격위치에 장전된 음극판(7)의 한쪽 모서리 부위(11)를 타격하도록 선형모터(49)에 의해 상하 왕복운동 하는 진동해머(47), 트윈 실린더(51)에 의해 상기 모서리 부위(11)의 대향측 부분을 파지하도록 되어 있는 스토퍼(53)로 이루어진 음극판 타격부(50);로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  6. 제1 항에 있어서, 탭 피딩유니트(19)는 칼럼(55) 상하에 장착된 상하 샤프트(57,59)에 회전 가능하게 장착된 2개의 탭 스트립 롤(15), 상기 탭 스트립 롤(15)로부터 탭 스트립(17)을 풀어내도록 상기 탭 스트립(17)을 맞물고 미끄럼 이동하는 슬라이딩 에어 피더(61)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 커팅 유니트(23)는 가이드 포스트(65)를 따라 상하 왕복 이동하는 하부판(66)에 부착된 상부 커터 블레이드(67), 상부판(68)에 부착되어 상기 하부판(66)을 상하 왕복시키는 실린더(63), 상기 블레이드(67) 반대쪽 하단에서 슬라이드(69)에 고정되어 있는 하부 커터 블레이드(71)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 가용접 유니트(25)는 가용접 위치에 장전된 상기 음극판(7)의 활물질 제거부위(11)의 상하에 위치하는 상하 용접토치(73,75)를 구비한 용접기(77), 상기 음극판(7)을 파지하여 가용접 위치에 장전시키는 핑거부(81), 상기 핑거부(81)를 축방향으로 왕복 이동시키도록 상기 언더셔틀(33)과 직각을 이루며 설치된 슬라이딩 실린더(79)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 본용접 유니트(27)는 본용접 위치에 장전된 상기 음극판(7)의 탭(21) 중첩부위의 상하에 위치하는 상하부 용접토치(83,85)를 구비한 용접기(87), 상기 음극판(7)을 파지하여 본용접 위치에 장전시키는 핑거부(88), 상기 핑거부(88)를 축방향으로 왕복 이동시키도록 상기 언더셔틀(33)과 직각을 이루며 설치된 1축 로봇(89)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 2차 타발 프레스 유니트(31)는 타발 위치로 이송되어 온 음극판(7)을 소정 형태로 최종 절단하는 프레스(90), 상기 음극판(7)을 파지하여 타발 위치로 이송하는 흡착패드(91), 상기 흡착패드(91)가 장착된 패드 브래킷(92)을 상기 언더셔틀(33)의 직각방향으로 왕복 이동시키는 실린더(93)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립장치.
  11. 상기 극판 피딩유니트(3)의 극판 롤(5)로부터 음극판 원재(6)를 풀어 상기 1차 타발 프레스 유니트(9)로 공급하는 단계(S1); 상기 1차 타발 프레스 유니트(9)에서 상기 극판 원재(6)를 일정 길이로 절단하여 사각형의 단위 음극판(7)을 제작하는 단계(S2); 상기 음극판(7)의 한쪽 모서리 부위(11)를 활물질 제거 유니트(13)의 진동 해머(47)로 타격하여 상기 모서리 부위(11)의 활물질을 제거하는 단계(S3); 탭 피딩유니트(19)의 탭 스트립 롤(15)로부터 상하 탭 스트립(17)을 풀어 슬라이딩 에어피더(37)에 의해 커팅 유니트(23)를 거쳐 가용접 유니트(25)로 공급하는 단계(S4); 상기 커팅 유니트(23)를 통과하여 가용접 유니트(25)로 공급된 상하 탭 스트립(17)을 상기 가용접 유니트(25)의 상하 용접토치(73,75)에 의해 상기 음극판(7)의 활물질 제거부위(11)의 상하면에 각각 가용접하는 단계(S5); 상기 음극판(7)의 활물질 제거부위(11) 상하면에 각각 가용접된 상기 상하 탭 스트립(17)의 끝부분을 커팅 유니트(23)의 상하부 커터 블레이드(67,71)에 의해 일정 길이로 절단하여 사각형의 탭(21)을 형성하는 단계(S6); 상기 음극판(7)에 가용접된 탭(21)을 본용접 유니트(27)의 상하부 용접토치(83,85)에 의해 본용접하는 단계(S7); 상기 탭(21)이 본용접된 음극판(7)을 2차 타발 프레스 유니트(31)의 프레스(90)에 의해 소정의 형태(29)로 최종 절단하는 단계(S8)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 Ni-MH 전지의 음극판 조립공정.
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