KR20010099162A

KR20010099162A - 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판 제조방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20010099162A
Application number: KR1020010055365A
Authority: KR
Inventors: 황충신
Original assignee: 황충신
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2001-11-09
Also published as: KR100420042B1

Abstract

본 발명은 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판의 제조방법과 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 튜브가 끼워진 기판을 컨베이어 장치에 의한 자동화 설비에 의해 순차적으로 이송되어 가면서, 튜브에 연호를 자동 주입하고, 실러를 튜브에 삽입하여 고주파로써 융착하여 밀봉시키고, 2차례의 세척을 행하며, 충진량의 계량으로 불량품의 선별을 거쳐 걸쇠에 완성품인 양극판을 적재하는 자동화 공정으로서, 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판 제조방법과 이에 사용되는 자동화 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 넷체인 3열로 된 석션컨베이어와, 소재투입장치와, 연호를 페이스트화하는 충진유니트와, 소재의 튜브에 연호를 충진하는 연호충진장치와, 1차 세척장치와, 튜브에 실러를 삽입하는 실러삽입장치와, 실러와 튜브를 고주파로 융착하는 고주파융착장치와, 소재를 수평에서 수직으로 세워 2차 세척장치로 이송시키는 워싱90° 턴디바이스와, 물분사 노즐 2세트와 공기분사 노즐 1세트를 구비한 2차세척장치와, 소재의 중량을 계량하여 불량품을 선별하는 로드셀과 행거로 구성된 계량장치와, 불량품을 취출시키는 불량취출장치와, 조그아암과 체인컨베이어와 롤러컨베이어와 다수의 걸쇠가 설치된 파레트로 구성된 완제품이송장치와, 다수의 벨트로 구성된 V형벨트컨베이어로 구성됨을 특징으로 하는 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판의 제조장치가 제공되고, 이를 이용한 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판의 제조방법이 제공된다.

따라서 용도에 따른 15공 또는 19공 등의 다양한 양극판을 자동화된 설비에서 생산할 수 있어, 작업의 편리성 및 생산성의 향상과 산업용 밧데리의 여러 규격에 유연하게 대응할 수 있는 효과가 있고, 연호의 밀도와 중량의 계량을 자동화함으로써 양불의 판정이 신속 정확하여 양극판의 품질 향상의 효과가 있다.

Description

무전해액 밧데리의 튜브식 양극판 제조방법 및 그 장치{Tube style plate manufacturing method and its device for a non electrolyte battery}

본 발명은 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판의 제조방법과 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 튜브가 끼워진 기판을 컨베이어 장치에 의한 자동화 설비에 의해 순차적으로 이송되어 가면서, 튜브에 연호를 자동 주입하고, 실러를 튜브에 삽입하여 고주파로써 융착하여 밀봉시키고, 2차례의 세척을 행하며, 충진량의 계량으로 불량품의 선별을 거쳐 걸쇠에 완성품인 양극판을 적재하는 자동화 공정으로서, 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판 제조방법과 이에 설치되는 자동화 장치에 관한 것이다.

종래는 분말 상태의 연호를 수작업으로 튜브에 주입하여 양극판을 생산하는 등의 완성품이 나올 때까지 전 공정에 걸쳐 사람의 수작업이 많이 가미되는 반자동화 공정으로 이루어졌다.

그러나 이와같은 종래의 양극판 생산 공정은 튜브를 수직으로 세워서 수작업으로 분말상의 연호를 충진하였으므로 연호의 밀도 및 중량이 불균일하여 불량품이 양산되고, 산업용 밧데리의 다양한 형식에 대응하지 못하여, 생산성의 저하와 품질저하를 초래하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 양극판의 생산 공정을 전자동화 할 수 있는 장치로서, 연호를 페이스트 상태로 하여 수평 상태의 튜브에 자동으로 주입하고, 고주파융착 등의 모든 공정을 자동화 하는 무전해액 밧데리의 양극판 제조장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 튜브식 양극판의 사시도

도 2는 본 발명의 제조장치 평면도

도 3은 본 발명의 제조장치 정면도

도 4는 본 발명의 소재투입장치 우측면도

도 5는 본 발명의 소재투입장치 평면도

도 6은 본 발명의 정렬장치 정면도

도 7은 본 발명의 연호충진장치도 평면도

도 8은 본 발명의 1차 세척장치 좌측면도

도 9는 본 발명의 실러삽입장치 평면도

도 10은 본 발명의 풋레지피더 좌측면도

도 11은 본 발명의 고주파융착장치 좌측면도

도 12는 본 발명의 워싱90° 턴디바이스 우측면도

도 13은 본 발명의 2차 세척장치 평면도

도 14는 본 발명의 계량장치 우측면도

도 15는 본 발명의 불량취출장치 우측면도

도 16은 본 발명의 완제품 적재상태 좌측면도

도 17은 본 발명의 완제품이송장치 정면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 넷체인 2 : 석션컨베이어 3 : 플레이트트렌스포터파이프

4, 9, 26, 56, 59, 61 : 에어실린더 5, 5', 5" : 힌지

6 : 석션스위블아암 7 : 블로워 8 : 석션패드

10 : 석션파이프 11 : 소재투입장치 12 : 호퍼

13, 13' : 모터 14 : 교반기 15 : 이송스크류

16 : 충진유니트 17 : 피니언 18 : 랙

19 : 충진파이프 20 : 소재클램프 21 : 연호충진장치

22, 22' : 노즐 23 : 1차 세척장치 24 : 실러자동정렬기

25 : 적재컨베이어벨트 27 : 풋레지피더 28 : 실러삽입장치

29 : 실러 30 : 튜브 31 : 고주파융착장치

32 : 90° 턴아암 33 : 워싱90° 턴디바이스 34 : 2차 세척장치

35 : 로드셀 36 : 행거 37 : 계량장치

38 : 가이드 39 : 클램프 40 : 불량적재대

41 : 불량취출장치 42 : 조그아암 43 : 체인컨베이어

44 : 롤러컨베이어 45 : 걸쇠 46 : 파레트

47 : 완제품이송장치 48 : 벨트 49 : V형벨트컨베이어

50 : 걸이 51 : 기판 52 : 소재

53 : 파이프 54 : 정렬장치 55 : 정렬아암

57 : 지그 58 : 지그실린더 60 : 투스

62 : 걸림쇠 63 : 적재클램프

이하 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판 제조 장치는 넷체인(1) 3열로 된 석션컨베이어(2)와, 다수의 파이프로 구성된 플레이트트렌스포터파이프(3)와, 에어실린더(4)의 로드 단부에 힌지(5)로 체결된 석션스위블아암(6)과 블로워(7) 및 끝단에 석션패드(8)가 부착되고 에어실린더(9)에 의해 상하 운동하는 일측에 주름관이 형성된 석션파이프(10)로 구성된 소재투입장치(11)와, 호퍼(12)와 각각의 모터(13)에 의해 구동되는 교반기(14)와 이송스크류(15)가 설치된 충진유니트(16)와, 모터(13')에 의해 회전되는 피니언(17)과 이에 치합되어 왕복운동하는 랙(18)과 충진파이프(19)와 랙(18)에 부착된 소재클램프(20)로 구성된 연호충진장치(21)와, 노즐(22)이 설치된 1차 세척장치(23)와, 실러자동정렬기(24)와 적재컨베이어벨트(25)와 에어실린더(26) 및 풋레지피더(27)로 구성된 실러삽입장치(28)와, 실러(29)과 튜브(30)를 고주파로 융착하는 고주파융착장치(31)와, 90° 턴아암(32)이 힌지(5')로 축지되어 있는 워싱90° 턴디바이스(33)와, 물분사 노즐(22') 2세트와 공기분사 노즐(22') 1세트를 구비한 2차 세척장치(34)와, 로드셀(35)과행거(36)로 구성된 계량장치(37)와, 가이드(38)에 의해 왕복 운동하는 클램프(39)와 불량적재대(40)로 구성된 불량취출장치(41)와, 조그아암(42)과 체인컨베이어 (43)와 롤러컨베이어(44)와 다수의 걸쇠(45)가 설치된 파레트(46)로 구성된 완제품이송장치(47)와, 다수의 벨트(48)로 구성된 V형벨트컨베이어(49)로 본 발명의 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판의 제조장치를 형성함을 특징으로 한다.

도면중 미설명 부호 50은 걸이이고, 51은 기판이며, 52는 소재이고, 53은 파이프이며, 54는 정렬장치이고, 55는 정렬아암이며, 56은 정렬아암(55)을 회동시키는 에어실린더이고, 57은 지그이며, 58은 지그실린더이며, 59는 소재(52)를 충진파이프(19)롤 이송시키는 에어실린더이고, 60은 투스이며, 61은 풋레지피더(27)를 왕복운동시키는 에어실린더이고, 62는 걸림쇠이며, 63은 적재클램프이다.

이와같이 된 본 발명의 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판 제조장치를 이용한 제조 방법을 공정별로 설명하면 다음과 같다.

제 1공정은 다음과 같다.

양측에 걸이(50)가 있는 기판(51)을 주조공정에서 주조하여 튜브(30)에 끼워서 형성된 소재(52)를 석션컨베이어(2)에 12매 ~ 15매 정도를 가로방향으로 4곳 정도로 수동적재한다. 석션컨베이어(2)는 넷체인(1) 3열로 구성되어 있으며, 자동제어에 의하여 적재된 소재(52)를 다음 공정의 준비 위치까지 자동 이송 및 정지된다.

제 2공정은 다음과 같다.

적재된 소재(52)가 90° 회전하는 석션스위블아암(6)의 작업 위치에 이송이되어 오고, 에어실린더(4)가 수축된 상태에서는 석션파이프(10)가 적재된 소재(52)쪽에 위치하고 있고, 에어실린더(9)의 신장작용으로 석션파이프(10)는 소재(52)로 접근하게 된다. 석션파이프(10)의 일측에 주름관이 형성되어 있으므로 석션파이프(10)의 단부에 부착된 석션패드(8)가 소재(52)의 파이프(53)부에 접근하여 소재(52)를 파지하게 된다. 다시 에어실린더(9)의 신축 작용으로 파지된 소재(52)는 위로 올라간다. 에어실린더(4)와 석션스위블아암(6)은 힌지(5)로써 체결되어 있으므로 에어실린더(4)의 신장 작용으로 석션스위블아암(6)은 90° 회전을 하게되어, 석션패드(8)에 파지된 소재(52)는 플레이트트렌스포터파이프(3) 위로 이동되고, 파지작용을 멈추면 플레이트트렌스포터파이프(3)에 안착되게 된다. 석션패드(8)는 실리콘 고무로 제작되어 신축성과 접착성이 좋아서 소재(52)의 표면이 파이프(53)에 의해 굴곡이 져 있더라도 충분히 파지할 수 있다. 소재(52)의 파지는 블로워(7)에 의한 진공 발생으로 인하여 석션패드(8)에서의 부압으로써 소재를 파지하게 된다.

제 3공정은 다음과 같다.

플레이트트렌스포터파이프(3)에 안착된 소재(52)는 정렬장치(54)에 의해 좌우 및 중앙부의 간격이 정확하게 정렬되고, 연호충진장치(21)의 중심까지 이송된다. 정렬장치(54)는 정렬아암(55)에 의해 회동되는데, 플레이트트렌스포터파이프 (3)가 정렬장치(54) 쪽으로 이동되어 올 때는 에어실린더(56)의 수축작용으로 아래쪽에 내려가 있다가 소재(52)를 안착한 플레이트트렌스포터파이프(3)가 이송되어 온 후에는 에어실린더(56)의 신장 작용으로 정렬아암(55)이 회동되고,정렬아암(55)에 부착된 지그(57)는 플레이트트렌스포터파이프(3)의 파이프 사이로 아래에서 위쪽으로 올라가게 되며, 지그실린더(58)에 의해 지그(57)가 소재(52)를 잡아주면서 정확한 위치로 정렬하여 연호충진장치(21)의 중앙부까지 소재를 이송시키게 된다.

제 4공정은 다음과 같다.

충진유니트(16)와 충진파이프(19) 등으로 구성된 연호충진장치(21)에 의한 연호의 충진 공정으로서, 긴 파이프 1세트와 짧은 파이프 1세트로 구성된 충진파이프(19)는 고정되어 있고, 에어실린더(59)가 소재(52)를 이송시켜 소재(52)를 앞끝단 25mm정도까지 충진파이프(19)를 삽입되게 하며, 모터(13')에 의해 피니언(17)이 회전하여 랙(18)이 왕복 운동되게 구성되고, 랙(18)에 고정된 소재클램프(20)가 소재(52)를 클램핑하여 충진파이프(19)로 이송하게 된다. 이때는 소재(52) 내부 끝까지 충진파이프(19)가 삽입되고, 천천히 뒤로 빠지면서 연호를 주입한다. 연호의 주입은 소재(52)의 튜브(30) 앞끝단 5mm전까지 실러(29) 삽입 공간을 제외하고 투입된다. 연호를 충진시킬 수 있게 하는 충진유니트(16)는 호퍼(12)와 각각 모터(13)로 구동되는 이송스크류(15)와 교반기(14)로 구성되어 있다. 교반기(14)에 의해 연호는 적정 밀도의 페이스트 상태로 된다. 이송스크류(15)는 교반된 페이스트 상태의 연호를 충진파이프(19)로 이송시키고, 튜브(30)의 내측으로 충진시키는 작용을 한다. 연호의 충진은 소재(52)를 수평으로 눕힌 상태에서 주입 하게되는데, 이는 연호의 밀도 및 충진량을 정확하고 정밀하게 유지하기 위해서 이고, 수평 충진을 위해 본 발명은 분말상의 연호를 충진유니트(16) 내에서 교반기(14)에 의해 적정한점성을 갖도록 교반되어 수평 주입시에도 흘러 내리지 않게 된다.

제 5공정은 다음과 같다.

연호 주입이 완료된 소재(52)는 주입전의 위치로 랙(18)에 의해 취출되어지고, 플레이트트렌스포터파이프(3)의 이동에 의해 V형벨트컨베이어(49)의 벨트(48)상부로 이송되며, V형벨트컨베이어(49)의 벨트(48)가 진행하면서 소재(52)의 연호주입구 쪽을 1차 세척장치(23)에 의해 세척한다. 플레이트트렌스포터파이프(3)는 왕복 운동을 하면서 소재(52)를 연호충진장치(21)로 이송시키는 작용과, 충진된 소재(52)를 V형벨트컨베이어(49)의 벨트(48)로 이송시키는 작용을 동시에 행한다. 1차 세척장치(23)는 세척 노즐(22)이 소재(52)의 튜브(30)의 연호 투입구 부위를 상하에서 물을 분사하여 세척하게 되어 있다. 1차세척은 다음 공정에서 실러(29)의 삽입을 원활하게 하기 위함이다.

제 6공정은 다음과 같다.

실러삽입장치(28)에 구성된 실러자동정렬기(24)가 실러(29)의 방향을 일정하게 정렬하고, 정렬된 실러(29)는 적재컨베이어벨트(25)에 의해 실러(29) 투입 위치까지 공급되며, 풋레지피더(27)가 실러(29)를 압지하여 튜브(30)에 실러(29)를 삽입한다. 적재컨베이어벨트(48)는 약 100개 이상의 실러(29)가 항시 대기할 수 있도록 작동되고, 전 공정이 정지시에는 자동으로 정지된다. 풋레지피더(27)는 실러(29)를 상부에서 압지하는 투스(60)가 힌지(5")로 체결되어 있어 실러(29)의 압지 및 해제가 가능하고, 또한 풋레지피더(27)에는 에어실린더(61)가 부착되어 에어실린더(61)의 신장수축작동으로 풋레지피더(27)가 왕복운동을 하게 되어실러(29)를 튜브(30)에 삽입할 수 있다.

제 7공정은 다음과 같다.

실러(29)의 투입이 완료된 소재(52)는 좌, 우 및 중앙부 정렬을 행하게 되고, 고주파융착장치(31)로 이송되어 실러(29)가 튜브(30)에 융착된다.

제 8공정은 다음과 같다.

융착이 완료된 소재(52)는 워싱90° 턴디바이스(33)로 이송되어 90° 턴아암(32)에 의해 소재(52)가 수평에서 수직으로 세워져 2차 세척장치(34)로 이동되어 2차 세척된다. 2차 세척장치(34)에는 물분사 노즐(22') 2세트와 공기분사 노즐(22') 1세트로 구성되어, 상승 및 하강시 모두 세척이 되고, 상하 작동 행정거리는 800mm정도이다. 2차 세척 공정은 소재(52)의 앞뒤 및 상하에 연호 등이 묻은 것을 깨끗이 세척하게 된다.

제 9공정은 다음과 같다.

2차 세척이 완료된 후, 90° 턴아암(32)에 의해 소재(52)가 다시 수평으로 되어 계량장치(37)로 이송되고, 행거(36)의 상승으로 무게를 측정한다. 행거(36)는 소재(52)를 걸어서 30mm 수직상승하게 되므로, 로드셀(35)에 생기는 소재(52)의 하중에 의한 압력으로 하중을 측정하게 된다.

제 10공정은 다음과 같다.

계량장치(37)에 의한 계량으로 양불이 결정되는데, 정량의 표준치는 ± 10g까지 가능하고, 소재(52)가 불량으로 확인되면 계량장치(37)에서 이송되어 불량취출장치(41)에 도달하고, 클램프(39)로 틸팅되어 가이드(38)를 따라서불량적재대(40)로 이송되어 취출된다. 불량 적재는 15매까지 가능하며, 취출작업은 수작업으로 행한다. 양품의 경우 벨트(48)에 의해 계속 이송되어 조그아암(42)에 의해 90° 회전되어 기판(51)의 양측에 형성된 걸이(50)가 걸림쇠(62)의 홈에 안착되고, 걸림쇠(62)의 홈을 중심으로 소재(52)는 자중에 의해 회전하여 수직으로 서게 된다. 그리고, 적재클램프(63)가 하강하여 소재(52)를 클램핑하여 파레트(46)에 설치된 걸쇠(45)에 적재한다. 파레트(46)에는 1열 53매씩 총 3열의 걸쇠(45)가 있어 총 159매가 적재가능하다. 파레트(46)를 이송하는 컨베이어는 구동하는 체인컨베이어(43)와 무구동의 롤러컨베이어(44)로 구성되고, 1번 열의 걸쇠(45)에 53매가 적재 완료되면 파레트(46) 이송용 체인컨베이어(43)가 2번 열 및 3번 열로 파레트(46)를 1 피치이동시켜 3번 열의 적재가 완료되면, 파레트(46)는 롤러컨베이어(44)까지 이동되어진다. 롤러컨베이어(44)까지 이동된 파레트(46)는 지게차에 의해 건조실로 옮겨진다.

상기 10개의 공정으로 소재(52)에서부터 완성품인 양극판이 생산되게 된다.

이와같이 본 발명은 용도에 따른 15공 또는 19공 등의 다양한 양극판을 자동화된 설비에서 생산할 수 있어, 작업의 편리성 및 생산성의 향상과 산업용 밧데리의 여러 규격에 유연하게 대응할 수 있는 효과가 있고, 연호의 밀도와 중량의 계량을 자동화함으로써 양불의 판정이 신속 정확하여 양극판의 품질 향상의 효과가 있다.

Claims

무전해액 밧데리의 튜브식 양극판 제조방법에 있어서, 소재(52)를 수동적재하고, 다음 공정의 준비 위치까지 이송시키는 제 1공정과, 석션스위블아암(6)의 석션파이프(10)의 단부에 부착된 석션패드(8)가 소재(52)를 파지하여 플레이트트렌스포터파이프(3) 위로 이동시키는 제 2공정과, 플레이트트렌스포터파이프(3)에 안착된 소재(52)를 정렬장치(54)로써 좌우 및 중앙부의 간격을 정확하게 정렬하고, 연호충진장치(21)의 중심까지 소재(52)를 이송시키는 제 3공정과, 충진유니트(16)와 충진파이프(19)로 구성된 연호충진장치(21)로 소재(52)에 연호를 충진시키는 제 4공정과, 소재(52)의 연호 주입구 쪽을 1차 세척장치(23)에 의해 세척하는 제 5공정과, 실러삽입장치(28)에 구성된 실러자동정렬기(24)가 실러(29)의 방향을 일정하게 정렬하고, 정렬된 실러(29)는 적재컨베이어벨트(25)에 의해 실러(29) 투입 위치까지 공급되며, 풋레지피더(27)가 실러(29)를 압지하여 튜브(30)에 실러(29)를 삽입하는 제 6공정과, 소재(52)를 고주파융착장치(31)로 이송시켜 실러(29)를 튜브(30)에 융착시키는 제 7공정과, 융착이 완료된 소재(52)를 수직으로 세워서 2차 세척장치(34)로 이동시켜 2차 세척하는 제 8공정과, 로드셀(35)로 소재(52)의 무게를 계량하는 제 9공정과, 불량으로 확인된 소재(52)를 불량적재대(40)로 이송하여 취출하고, 양품의 소재(52)를 파레트(46)에 설치된 걸쇠(45)에 적재하여 적재 완료된 파레트(46)를 체인컨베이어(43) 및 롤러컨베이어(44)로 이동시켜 지게차로 건조실로 옮기는 제 10 공정으로 구성됨을 특징으로 하는 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판 제조방법.
무전해액 밧데리의 양극판 제조장치에 있어서, 넷체인(1) 3열로 된 석션컨베이어(2)와, 다수의 파이프로 구성된 플레이트트렌스포터파이프(3)와, 에어실린더 (4)의 로드 단부에 힌지(5)로 체결된 석션스위블아암(6)과 블로워(7) 및 끝단에 석션패드(8)가 부착되고 에어실린더(9)에 의해 상하 운동하는 일측에 주름관이 형성된 석션파이프(10)로 구성된 소재투입장치(11)와, 호퍼(12)와 각각의 모터에 의해 구동되는 교반기(14)와 이송스크류(15)가 설치된 충진유니트(16)와, 모터(13')에 의해 회전되는 피니언(17)과 이에 치합되어 왕복운동하는 랙(18)과 충진파이프(19)와 소재클램프(20)로 구성된 연호충진장치(21)와, 노즐(22)이 설치된 1차 세척장치(23)와, 실러자동정렬기(24)와 적재컨베이어벨트(25)와 에어실린더(26)로 구성된 실러삽입장치(28)와, 실러(29)과 튜브(30)를 고주파로 융착하는 고주파융착장치(31)와, 90° 턴아암(32)이 힌지(5')로 축지되어 있는 워싱90° 턴디바이스(33)와, 물분사 노즐(22') 2세트와 공기분사 노즐(22') 1세트를 구비한 2차 세척장치(34)와, 로드셀(35)과 행거(36)로 구성된 계량장치(37)와, 가이드(38)에 의해 왕복 운동하는 클램프(39)와 불량적재대(40)로 구성된 불량취출장치(41)와, 조그아암(42)과 체인컨베이어(43)와 롤러컨베이어(44)와 다수의 걸쇠(45)가 설치된 파레트(46)로 구성된 완제품이송장치(47)와, 다수의 벨트(48)로 구성된 V형벨트컨베이어(49)로 구성됨을 특징으로 하는 무전해액 밧데리의 튜브식 양극판의 제조장치.