KR20140088742A - 배터리 셀 사이드 테이프 자동 부착 설비 - Google Patents

배터리 셀 사이드 테이프 자동 부착 설비 Download PDF

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Abstract

배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비는 배터리 셀이 안착되는 트레이를 갖는 셀 공급 유닛; 이형지의 일면에 사이드 테이프가 부착된 필름으로부터 사이드 테이프를 낱장으로 떼어내어 상기 트레이에 안착된 배터리 셀의 상면 가장자리에 가부착하는 테이프 공급유닛; 및 배터리 셀에 가부착된 사이드 테이프를 배터리 셀의 사이드에 압착하는 밴딩 유닛을 포함한다.

Description

배터리 셀 사이드 테이프 자동 부착 설비{ attery Cell side tape Automatic Adhesion Machine}
본 발명은 배터리 셀의 측면에 절연용 사이드 테이프를 자동을 부착하는 설비에 관한 것이다.
일반적으로 배터리 셀은 측면에 절연용 사이드 테이프가 부착된다.
그런데, 배터리 셀의 측면에 절연 목적의 사이드 테이프를 부착하는 공정은 작업자에 의한 수작업으로 이루어진다. 즉, 작업자가 사이드 테이프를 베이스 시트(이형지)로부터 분리해서 배터리 셀의 측면에 부착하기 때문에 작업이 더디고, 작업자의 컨디션 및 숙련도에 따라 품질의 차이가 현격하게 드러나게 되어 제품의 품질을 신뢰할 수 없는 문제점이 발생된다.
또한, 사이드 테이프가 매우 얇고 작기 때문에 작업자의 세심한 주의를 요하게 되고, 투입된 작업자는 반복되는 작업에 따라 심한 스트레스를 받게 될 뿐만 아니라 그만큼 많은 시간을 할애하여야 하고, 그로 인해 많은 인력이 투입됨으로써 인건비 등의 생산단가가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 배터리 셀의 측면에 절연용 사이드 테이프를 자동으로 부착할 수 있는 배터리 셀 사이드 테이프 자동 부착 설비를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 셀이 안착되는 트레이를 갖는 셀 공급 유닛; 이형지의 일면에 사이드 테이프가 부착된 필름으로부터 사이드 테이프를 낱장으로 떼어내어 상기 트레이에 안착된 배터리 셀의 상면 가장자리에 가부착하는 테이프 공급유닛; 및 배터리 셀에 가부착된 사이드 테이프를 배터리 셀의 사이드에 압착하는 밴딩 유닛을 포함하는 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비가 제공될 수 있다.
또한, 상기 테이프 공급유닛은 필름이 권취되어 있으며, 필름을 연속적으로 공급하는 권출부(loader); 상기 권출부로부터 제공되는 상기 필름이 놓여지고, 끝단에 상기 필름이 꺾여지는 칼날을 갖는 칼날 플레이트; 상기 칼날 플레이트가 필름의 공급방향과 반대방향인 후방으로 일정간격 슬라이드되도록 상기 칼날 플레이트를 이동시키는 슬라이더; 상기 칼날 플레이트 상부에 제공되고, 상기 박리 테이블의 끝단에 위치한 사이드 테이프를 흡착하여 떼어내는 진공흡착 유닛; 상기 사이드 테이프가 떼어진 상기 필름을 권취하는 권취부(winding roller, unloader); 및 상기 칼날 플레이트와 상기 권취부 사이의 필름 이송 경로상에 제공되고, 사이드 테이프가 상기 칼날 플레이트의 선단에 순차적으로 위치되도록 상기 필름의 양면을 가압한 상태에서 상기 필름을 일정 피치씩 이동시키는 피딩 롤러부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 테이프 공급 유닛은 상기 칼날 플레이트 아래에 위치되어 상기 슬라이더에 의해 상기 칼날 플레이트와 함께 이동되며, 상기 칼날 플레이트가 상기 후방으로 슬라이드될 때 상기 필름을 잡아당겨 장력을 유지시키는 박리 가이드 롤러를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 테이프 공급 유닛은 상기 권출부와 상기 칼날 플레이트 사이의 필름 이동 경로상에 제공되며, 상기 필름을 고정하는 필름 클램프를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 테이프 공급 유닛은 상기 칼날 플레이트의 선단에 위치한 사이드 테이프의 가장자리가 이형지로부터 떨어지도록 상기 칼날 플레이트 아래에서 상기 칼날 플레이트의 선단으로 에어를 분사하는 에어 노즐을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 피딩 롤러부는 상기 필름의 일면을 가압하는 가압롤러; 상기 필름의 타면을 가압하고 상기 가압롤러에 밀착되는 피딩 롤러; 사이드 테이프가 상기 칼날 플레이트의 선단에 순차적으로 위치되도록 상기피딩 롤러를 회전시키는 피딩 구동모터를 포함하고, 상기 권취부는 상기 피딩 구동모터로부터 회전력을 전달받아 상기 피딩 롤러와 연동하여 회전될 수 있다.
또한, 상기 권출부는 장력 구동모터; 상기 장력 구동모터와 연결되고, 상기 필름이 두루마리 형태로 감겨 있는 필름 릴이 고정되는 권출 보빈을 포함하되; 상기 장력 구동모터는 상기 필름이 일정한 장력을 유지하면서 풀리도록 상기 필름의 풀림 방향과는 반대방향으로 회전 구동되는 스텝 모터이고, 상기 피딩 구동모터는 상기 장력 구동모터보다 큰 토크로 작동될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 배터리 셀의 측면에 절연용 사이드 테이프를 붙이는 공정을 자동화시킴으로써 생산성이 증가되고, 작업인원을 줄일 수 있어 생산단가를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 사이드 테이프 자동 부착 설비의 구성 블록도이다.
도 2는 셀 공급 유닛의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 테이프 공급 유닛을 보여주는 사시도이다
도 4는 테이프 공급 유닛을 보여주는 정면도이다.
도 5는 테이프 공급 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 6은 에어 노즐의 작용 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7e는 테이프 공급 유닛의 동작을 단계적으로 설명하기 위한 도면들이다. 사이드 테이프의 박리 과정을 단계적으로 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 제1실시예에 따른 밴딩 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 밴딩 유닛의 평면도이다.
도 10은 도 8에 도시된 밴딩 유닛의 정면도이다.
도 11a 내지 도 11c는 밴딩 롤러에 의해 사이드 테이프가 부착되는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 12는 제2실시예에 따른 밴딩 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 13은 도 12에 도시된 밴딩 유닛의 평면도이다.
도 14a 및 도 14b는 밴딩 롤러에 의해 사이드 테이프가 부착되는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 15는 제3실시예에 따른 밴딩 유닛을 보여주는 사시도이다.
도 16은 도 15에 도시된 밴딩 유닛의 평면도이다.
도 17은 도 15에 도시된 밴딩 유닛의 정면도이다.
도 18a 내지 도 18c는 밴딩 롤러에 의해 사이드 테이프가 부착되는 과정을 보여주는 도면들이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 셀 사이드 테이프 자동 부착 설비를 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 사이드 테이프 자동 부착 설비의 구성 블록도이다.
도 1을 참조하면, 배터리 셀 사이드 테이프 자동 부착 설비(1)는 셀 공급 유닛(100), 2개의 테이프 공급 유닛(200) 그리고 밴딩 유닛(300)으로 크게 구분될 수 있다.
도 2는 셀 공급 유닛의 구성을 보여주는 도면이다.
셀 공급 유닛(100)은 배터리 셀(B)을 테이프 공급 유닛(200)으로 공급하기 위한 유닛이다. 셀 공급 유닛(100)은 배터리 셀(B)이 안착 고정되는 제 1 트레이(110)와 제 2 트레이(120)를 포함한다. 제 1 트레이(110)와 제 2 트레이(120)는 테이프 공급 유닛(200)으로 배터리 셀을 교대로 제공할 수 있다.
제1트레이(110)는 제 1 가이드부(112)에 의해 제1프레임(102)을 따라 제1위치에서 제2위치로 슬라이드된다. 제 1 가이드부(112)는 제1프레임(102)의 상단에 설치되는 제 1 LM 가이드(114)와, 제 1 LM 가이드(114)를 따라 슬라이드 되는 제 1 헤드 캐리어(116)를 포함하며, 제 1 트레이(110)는 제 1 헤드 캐리어(116)에 연결 고정된다.
제2트레이(120)는 제 2 가이드부(122)에 의해 제1프레임(102)을 따라 제1위치에서 제2위치로 슬라이드된다. 제 2 가이드부(122)는 제1프레임(102)의 측면에 설치되는 제 2 LM 가이드(124)와, 제 2 LM 가이드(124)를 따라 슬라이드 되는 제 2 헤드 캐리어(126)를 포함하며, 제 2 트레이(120)는 제 2 헤드 캐리어(126)에 연결 고정된다. 제 2 헤드 캐리어(126)에는 제2트레이(120)의 업다운을 위한 제1승강부재(128)가 설치된다. 제2트레이(120)는 제2 가이드부(122)를 따라 슬라이드 될 때에는 제1트레이(110)와 충돌되지 않도록 제1트레이(110)보다 낮은 높이에서 이동되며, 제1위치 또는 제2위치에서는 제1승강부재(128)에 의해 제1트레이(110)와 같은 높이로 승강된다.
여기서, 제1위치에서는 사이드 테이프 부착 공정을 마친 배터리 셀이 취출되고, 사이드 테이프를 부착하기 위한 배터리 셀이 투입되는 공정이 진행된다. 그리고, 제2위치에서는 2개의 테이프 공급 유닛으로부터 제공되는 사이드 테이프가 배터리 셀에 가부착되는 공정이 진행된다.
또한, 셀 공급 유닛(100)은 사이드 테이프가 가부착된 배터리 셀을 밴딩 유닛(300)으로 이송하기 위한 이송 부재(180)를 포함한다. 이송 부재(180)는 제1프레임(102) 상부에 설치되는 제2프레임(104)을 따라 슬라이드되며, 이송부재(180)는 배터리 셀의 상면을 진공 흡착한 상태로 밴딩 유닛(300)의 테이블로 이송하기 위한 진공 흡착 헤드(182)와 진공 흡착 헤드(182)를 업다운 시키기 위한 실린더(184)를 포함한다.
도시하지 않았지만, 셀 공급 유닛(100)은 배터리 셀(B)이 제1트레이(또는 제2트레이)의 정확한 위치에 정위치되도록 배터리 셀을 정렬하는 정렬 부재들이 제공될 수 있다.
테이프 공급 유닛(200)은 셀 공급 유닛(100)을 기준으로 양측에 각각 배치된다. 테이프 공급 유닛(200)은 사이드 테이프를 제1트레이 또는 제2트레이에 안착된 배터리 셀의 상면 가장자리에 가부착하기 위한 유닛이다.
그리고, 밴딩 유닛(300)은 배터리 셀에 가부착된 사이드 테이프를 배터리 셀의 사이드에 가압하여 부착시키기 위한 유닛이다.
도 3은 테이프 공급 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 4는 테이프 공급 유닛을 보여주는 정면도이며, 도 5는 테이프 공급 유닛을 보여주는 평면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 테이프 공급 유닛(200)은 권출부(loader)(210), 칼날 플레이트(220), 박리 가이드 롤러(230), 슬라이더(240), 진공흡착 유닛(250), 피딩 롤러부(260), 권취부(unloader)(270), 에어 노즐(280) 그리고 필름 클램프(290)를 포함한다.
필름(F)은 이형지인 베이스 시트(BS)의 한쪽 면에 배터리 셀 사이드 부착용인 사이드 테이프(ST)들이 일정간격으로 접착된 구조이다. 사이드 테이프(ST)는 베이스 시트(BS)로부터 박리 가능하게 제공된다. 이 띠 형상 필름(F)은 권출부(210)의 권출 보빈(212)에 릴 형태로 감겨서 지지된다.
필름(F)은 권출 보빈(212)으로부터 풀려져서 필름 클램프(290), 칼날 플레이트(220), 박리 가이드 롤러(230), 피딩 롤러부(260)를 차례로 통과한 후 권취부(270)에 권취된다.
권출부(210)로부터 풀리는 필름은 칼날 플레이트(220)로 향하게 되며, 권출부(210)의 권출 보빈(212)은 풀린 필름(F)이 느슨해지지 않도록 그리고 일정한 장력을 갖고 팽팽하게 댕겨질 수 있도록 장력 구동 모터(214)에 의해 풀림 방향과는 반대 방향(역방향)으로 회전 구동된다. 장력 구동 모터(214)는 필름(F)이 일정한 장력을 유지하면서 풀리도록 필름의 풀림 방향과는 반대방향으로 회전 구동되는 스텝 모터이다.
칼날 플레이트(220)는 상면(222)에 필름이 위치되며, 필름이 꺽이도록 선단에 칼날(224)을 갖는다. 필름(F)은 칼날 플레이트(220)의 상면(222)을 거쳐 칼날 플레이트의 선단인 칼날(224)에서 칼날 플레이트(220) 아래에 위치한 박리 가이드 롤러(230)을 향하여 사이드 테이프(ST)가 부착되어 있지 않은 면이 예각으로 꺽여 접혀진다.
박리 가이드 롤러(230)는 칼날 플레이트(220) 아래에 제공된다. 박리 가이드 롤러(230)는 슬라이더(240)에 의해 칼날 플레이트(220)와 함께 이동되며, 칼날 플레이트(220)가 후방(도 4에서 바라보았을 때 좌측방향)으로 슬라이드될 때 필름(F)을 잡아주기 때문에 필름(F)의 장력이 유지된다.
슬라이더(240)는 칼날 플레이트(220)가 필름의 공급방향과 반대방향인 후방(도 4에서 바라보았을 때 좌측방향)으로 일정간격 슬라이드되도록 칼날 플레이트(220)와 박리 가이드 롤러(230)를 함께 이동시킨다. 슬라이더(240)는 이동 플레이트(242)와, 이동 플레이트(242)를 전후방향으로 이동시키는 슬라이더 구동부(244)를 포함한다. 일 예로, 슬라이더에 의해 이동되는 간격은 사이드 테이프의 폭에 대응될 수 있다.
진공흡착 유닛(250)은 칼날 플레이트(220) 상부에 제공된다. 진공흡착 유닛(250)은 칼날 플레이트(220)의 선단에 위치한 사이드 테이프(ST)를 진공으로 흡착하여 떼어내는 진공흡착 패드(252)와, 진공흡착 패드(252)를 업다운시키기 위한 상하 구동 실린더(254) 그리고, 진공흡착 패드(252)를 제1트레이(또는 제2트레이)에 안착된 배터리 셀의 상면 가장자리로 이송시키기 위한 전후 구동 실린더(256)를 포함한다.
사이드 테이프(ST)의 박리 과정을 살펴보면, 진공흡착 패드(252)가 칼날 플레이트(220)의 선단에 위치한 사이드 테이프(ST)를 진공으로 흡착하고, 사이드 테이프(ST)가 진공흡착 패드(252)에 진공흡착된 상태에서 칼날 플레이트(220)가 슬라이더(240)에 의해 후방으로 이동되면, 사이드 테이프(ST)가 베이스 시트(BS)로부터 박리된다.
한편, 에어 노즐(280)은 칼날 플레이트(220)의 선단 아래에 제공되며, 선단에 위치한 사이드 테이프(ST)의 가장자리가 베이스 시트(BS)로부터 떨어지도록 칼날 플레이트(220) 아래에서 칼날 플레이트(220)의 선단을 향해 에어를 분사한다. 에어 분사는 사이드 테이프(ST)가 진공 흡착 패드(252)에 진공 흡착되기 전에 분사된다.
도 6은 에어 노즐의 작용 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 필름(F)은 사이드 테이프(ST)의 일측단이 칼날 플레이트(220)의 선단(칼날)으로부터 일정폭(예를 들면 0.5mm) 만큼 벗어나도록 위치된다. 두께가 두꺼운 사이드 테이프의 경우 선단에서 필름이 꺾여지면서 베이스 시트로부터 자동 박리되지만, 아주 얇은 사이드 테이프의 경우 필름이 선단에서 꺾이더라도 길이방향으로 전체가 떨어지지 않고 일부분(원으로 표시된 부분)이 붙어 있게 된다. 이 경우 사이드 테이프의 완전한 박리가 어렵다. 따라서, 에어 노즐(280)이 에어를 분사하면 에어에 의해 베이스 시트(BS)에 일부 붙어 있는 사이드 테이프(ST)가 전체적으로 떨어지게 된다.
다시 도 3 내지 도 5를 참조하면, 피딩 롤러부(260)는 칼날 플레이트(220)와 권취부(270) 사이의 필름 이송 경로상에 제공된다. 피딩 롤러부(260)는 사이드 테이프(ST)가 칼날 플레이트(220)의 선단에 순차적으로 위치되도록 필름(F)의 양면을 가압한 상태에서 필름을 일정 피치씩 이동시킨다.
피딩 롤러부(260)는 사이드 테이프가 제거된 필름(F)의 일면을 가압하는 가압롤러(262)와 필름의 타면을 가압하고 가압롤러(262)에 밀착되는 피딩 롤러(266) 그리고 사이드 테이프(ST)가 칼날 플레이트(220)의 선단에 순차적으로 위치되도록 피딩 롤러(266)를 회전시키는 피딩 구동모터(268)를 포함한다.
피딩 구동모터(268)는 장력 구동모터(214)보다 큰 토크로 작동되기 때문에 필름을 일정 피치씩 이동시킬 수 있다. 한편, 가압롤러(262)는 가압 구동실린더(264)에 의해 전후방향(화살표로 표시됨)으로 이동되며, 공정 진행시 피딩 롤러(266)에 가압된 상태에서 진행된다.
한편, 피딩 구동모터(268)의 회전축에는 벨트(269)가 연결되며, 벨트(269)는 권취부(270)의 회전축에 연결된다. 귄취부(270)는 벨트(269)를 통해 피딩 구동모터(268)로부터 회전력을 전달받아 피딩 롤러(266)와 연동되어 회전됨으로써, 필름은 피딩 롤러부(260)에 의해 당겨진 만큼 권취부(270)에서 권취된다.
상기와 같이, 필름(F)의 풀림은 피딩 롤러부(260)와 권취부(270)에 의해 제공된다. 그리고 필름(F)의 장력은 권출부(210)에 의해 제공된다.
필름 클램프(290)는 권출부(210)와 칼날 플레이트(220) 사이의 필름 이동 경로상에 제공된다. 필름 클램프(290)는 지지 플레이트(294)와, 지지 플레이트(294) 상부에 위치되고, 지지 플레이트(294)를 통과하는 필름(F)을 눌러 고정하는 누름블록(292) 그리고 누름블록(292)을 승강시키는 승강 구동부(296)를 포함한다.
도 7a 내지 도 7e는 테이프 공급 유닛의 동작을 단계적으로 설명하기 위한 도면들이다. 사이드 테이프의 박리 과정을 단계적으로 설명하기 위한 도면들이다.
테이프 공급 유닛(200)에서의 사이드 테이프 박리 과정은 필름 피딩 단계, 필름 클램핑 단계, 사이드 테이프 진공 흡착 단계, 칼날 플레이트 후진단계, 사이드 테이프 이송 단계, 필름 클램핑 해제단계 그리고 칼날 플레이트 전진 단계를 포함한다.
도 7a를 참조하면, (필름 피딩 단계) 피딩 롤러부(260)와 권취부(270)에 의해 이루어진다. 이때, 칼날 플레이트(220) 상부에 설치된 위치 정렬 센서(미도시됨)가 박리할 사이드 테이프(ST) 다음에 위치하는 사이드 테이프를 감지하고, 그 감지 신호에 의해 피딩 구동모터(268)의 구동이 일시 정지되면서 칼날 플레이트(220)의 선단에 박리할 사이드 테이프(ST)가 정확하게 위치하게 된다.
도 7b를 참조하면, (필름 클램핑 단계, 사이드 테이프 진공 흡착 단계) 사이드 테이프(ST)가 칼날 플레이트(220)의 선단에 정확히 위치되면 누름블록(292)이 하강하여 필름(F)을 고정하기 때문에 박리동작시 필름의 장력이 유지된다. 진공흡착 패드(252)는 상하 구동 실린더(254)에 의해 하강되어 칼날 플레이트(220)의 선단에 위치한 사이드 테이프(ST)를 진공으로 흡착한다.
도 7c를 참조하면, (칼날 플레이트 후진단계) 사이드 테이프(ST)가 진공흡착 패드(252)에 진공흡착된 상태에서 칼날 플레이트(220)가 슬라이더(240)에 의해 후방으로 이동되면, 사이드 테이프(ST)가 베이스 시트(BS)로부터 박리된다. 이때, 칼날 플레이트(220)의 이동거리는 사이드 테이프 간의 간격보다 약 -2mm 빠진 만큼만 이동하게 된다.
도 7d를 참조하면,(사이드 테이프 이송 단계, 칼날 플레이트 원위치,) 베이스 시트(BS)로부터 떨어진 사이드 테이프(ST)는 진공흡착 패드(252)에 흡착된 상태에서 상하 구동 실린더(254)와 전후 구동 실린더(256)의 구동에 의해 제1트레이(또는 제2트레이)에 안착된 배터리 셀(B)의 상면 가장자리로 이송된 후 가부착된다. 그리고, 사이드 테이프(ST)가 배터리 셀(B)로 이송되는 동안, 칼날 플레이트(220)는 슬라이더(240)에 의해 원위치로 슬라이드 된다.
도 7e를 참조하면,( 필름 클램핑 해제 단계) 누름블록(292)는 상승 이동하여 필름의 클램핑을 해제하면, 다시 피딩 롤러부(260)와 권취부(270)에 의해 필름이 일정 피치만큼 이동된다.
도 8은 제1실시예에 따른 밴딩 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 밴딩 유닛의 평면도이며, 도 10은 도 8에 도시된 밴딩 유닛의 정면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 밴딩 유닛은 배터리 셀의 양사이드에 가부착된 사이드 테이프를 동시에 밴딩하기 위한 유닛이다.
밴딩 유닛(300)은 배터리 셀이 놓여지는 셀 테이블(310), 셀 테이블 양측에 제공되는 밴딩부, 그리고 셀 하부 지지부재(340)를 포함한다.
셀 테이블(310)은 상면에 배터리 셀(B)을 진공 흡착하기 위한 진공홀(VH;도면상에 표시안됨)을 포함할 수 있다. 양사이드에 사이드 테이프(ST)가 가부착된 상태의 배터리 셀(B)은 이송부재(180)에 의해 테이프 공급 유닛(200)으로부터 밴딩 유닛(300)으로 옮겨진 후 셀 테이블(310)에 안착된다. 자세히 도시되어 있지 않지만, 셀 테이블(310)에 놓여진 배터리 셀은 정렬 블럭들에 의해 전후 좌우로 정렬될 수 있다.
밴딩부는 셀 테이블(310) 양측에 각각 배치된다. 밴딩부는 밴딩 롤러(320)와 밴딩 구동부(330)를 포함한다. 밴딩 롤러(320)는 배터리 셀(B)의 사이드 상면에 가부착된 사이드 테이프(ST)를 롤링하면서 눌러주어 사이드 테이프(ST)를 배터리 셀(B)의 사이드에 부착시킨다.
밴딩 롤러(320)는 밴딩 구동부(330)에 의해 전후,상하 방향으로 이동될 수 있다. 밴딩 구동부(330)는 전후 구동부(332)와 상하 구동부(334)를 포함한다. 전후 구동부(332)와 상하 구동부(334)는 실린더 방식의 구동장치가 적용될 수 있다.
셀 하부 지지부재(340)는 지지블록(342)과 지지블록(342)을 업다운 시키는 구동부(344)를 포함한다. 지지블록(342)은 밴딩 롤러(320)가 배터리 셀(B)의 상면을 롤링할때 배터리 셀(B)의 저면을 받쳐준다. 그리고, 밴딩 롤러(320)가 배터리 셀(B)의 저면을 롤링할 때에는 배터리 셀(B) 저면으로부터 이격되게 위치된다.
도 11a 내지 도 11c는 밴딩 롤러에 의해 사이드 테이프가 부착되는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 11a 내지 도 11c에 도시된 바와 같이, 밴딩 롤러(320)는 밴딩 구동부(330)에 의해 움직이면서 배터리 셀(B)의 가장자리 상면, 측면 그리고 저면을 순차적으로 롤링하게 되고, 이러한 밴딩 롤러의 롤링에 의해 사이드 테이프(ST)는 배터리 셀(B)의 사이드에 "ㄷ"자 형태로 부착된다. 이처럼, 밴딩 유닛(300)은 배터리 셀(B)의 양사이드에 사이드 테이프 부착을 동시 작업할 수 있다.
본 실시예에서는 사이드 테이프(ST)가 배터리 셀(B)의 사이드에 "ㄷ"자 형태로 부착되는 것을 예를 들어 설명하였으나, 배터리 셀(B)의 모델에 따라 또는 생산자의 요구에 의해 사이드 테이프(ST)는 배터리 셀(B)의 사이드에 "ㄱ"형태로 부착될 수 있다.
도 12는 제2실시예에 따른 밴딩 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 13은 도 12에 도시된 밴딩 유닛의 평면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 밴딩 유닛(400)은 배터리 셀의 일측 사이드에 가부착된 사이드 테이프를 동시에 밴딩하기 위한 유닛이다.
밴딩 유닛(400)은 배터리 셀이 놓여지는 셀 테이블(410), 셀 테이블(410) 양측에 제공되는 밴딩부를 포함한다.
셀 테이블(310)은 상면에 배터리 셀(B)을 진공 흡착하기 위한 진공홀(VH;도면상에 표시안됨)을 포함할 수 있다. 사이드 테이프(ST)가 가부착된 상태의 배터리 셀(B)은 이송부재(180)에 의해 테이프 공급 유닛(200)으로부터 밴딩 유닛(400)으로 옮겨진 후 셀 테이블(410)에 안착된다. 자세히 도시되어 있지 않지만, 셀 테이블(410)에 놓여진 배터리 셀은 정렬 블럭들에 의해 전후 좌우로 정렬될 수 있다.
밴딩부는 셀 테이블(410) 양측에 각각 배치된다. 밴딩부는 밴딩 롤러(420)와 밴딩 구동부(430)를 포함한다. 밴딩 롤러(420)는 배터리 셀(B)의 일측 상면에 가부착된 사이드 테이프(ST)를 롤링하면서 눌러주어 사이드 테이프(ST)를 배터리 셀(B)의 사이드에 부착시킨다.
밴딩 롤러(420)는 밴딩 구동부(430)에 의해 좌우,상하 방향으로 이동될 수 있다. 밴딩 구동부(430)는 좌우 구동부(432)와 상하 구동부(434)를 포함한다. 좌우 구동부(432)와 상하 구동부(434)는 실린더 방식의 구동장치가 적용될 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 밴딩 롤러에 의해 사이드 테이프가 부착되는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 밴딩 롤러(420)는 밴딩 구동부(430)에 의해 움직이면서 배터리 셀(B)의 상면과 측면을 순차적으로 롤링하게 되고, 이러한 밴딩 롤러(420)의 롤링에 의해 사이드 테이프(ST)는 배터리 셀(B)에 "ㄱ"자 형태로 부착된다. 이처럼, 밴딩 유닛(300)은 배터리 셀(B)의 모서리부분에 가부착된 사이드 테이프 부착을 동시 작업할 수 있다.
도 15는 제3실시예에 따른 밴딩 유닛을 보여주는 사시도이고, 도 16은 도 15에 도시된 밴딩 유닛의 평면도이며, 도 17은 도 15에 도시된 밴딩 유닛의 정면도이다.
도 15 내지 도 17을 참조하면, 밴딩 유닛(500)은 배터리 셀의 일측 사이드에 가부착된 사이드 테이프를 밴딩하기 위한 유닛이다.
밴딩 유닛(500)은 배터리 셀이 놓여지는 셀 테이블(510), 셀 테이블 양측에 제공되는 밴딩부, 그리고 셀 하부 지지부재(540)를 포함한다.
셀 테이블(510)은 상면에 배터리 셀(B)을 진공 흡착하기 위한 진공홀(VH)을 포함할 수 있다. 사이드 테이프(ST)가 가부착된 상태의 배터리 셀(B)은 이송부재(180)에 의해 테이프 공급 유닛(200)으로부터 밴딩 유닛(500)으로 옮겨진 후 셀 테이블(510)에 안착된다. 자세히 도시되어 있지 않지만, 셀 테이블(510)에 놓여진 배터리 셀(B)은 정렬 블럭(582,584,586)들에 의해 전후 좌우로 정렬될 수 있다.
밴딩부는 셀 테이블(510) 양측에 각각 배치된다. 밴딩부는 밴딩 롤러(520)와 밴딩 구동부(530)를 포함한다. 밴딩 롤러(520)는 배터리 셀(B)의 사이드 상면에 가부착된 사이드 테이프(ST)를 롤링하면서 눌러주어 사이드 테이프(ST)를 배터리 셀(B)의 사이드에 부착시킨다.
밴딩 롤러(520)는 밴딩 구동부(530)에 의해 전후,상하 방향으로 이동될 수 있다. 밴딩 구동부(530)는 전후 구동부(532)와 상하 구동부(534)를 포함한다. 전후 구동부(532)와 상하 구동부(534)는 실린더 방식의 구동장치가 적용될 수 있다.
셀 하부 지지부재(540)는 지지블록(542)과 지지블록(542)을 업다운 시키는 구동부(544)를 포함한다. 지지블록(542)은 밴딩 롤러(520)가 배터리 셀(B)의 상면을 롤링할때 배터리 셀(B)의 저면을 받쳐준다. 그리고, 밴딩 롤러(520)가 배터리 셀(B)의 저면을 롤링할 때에는 배터리 셀(B) 저면으로부터 이격되게 위치된다.
도 18a 내지 도 18c는 밴딩 롤러에 의해 사이드 테이프가 부착되는 과정을 보여주는 도면들이다.
도 18a 내지 도 18c에 도시된 바와 같이, 밴딩 롤러(520)는 밴딩 구동부(530)에 의해 움직이면서 배터리 셀(B)의 가장자리 상면, 측면 그리고 저면을 순차적으로 롤링하게 되고, 이러한 밴딩 롤러(520)의 롤링에 의해 사이드 테이프(ST)는 배터리 셀(B)의 사이드에 "ㄷ"자 형태로 부착된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 셀 공급 유닛 200 : 테이프 공급 유닛
300 : 밴딩 유닛

Claims (7)

  1. 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비에 있어서:
    배터리 셀이 안착되는 트레이를 갖는 셀 공급 유닛;
    이형지의 일면에 사이드 테이프가 부착된 필름으로부터 사이드 테이프를 낱장으로 떼어내어 상기 트레이에 안착된 배터리 셀의 상면 가장자리에 가부착하는 테이프 공급유닛; 및
    배터리 셀에 가부착된 사이드 테이프를 배터리 셀의 사이드에 압착하는 밴딩 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 테이프 공급유닛은
    필름이 권취되어 있으며, 필름을 연속적으로 공급하는 권출부(loader);
    상기 권출부로부터 제공되는 상기 필름이 놓여지고, 끝단에 상기 필름이 꺾여지는 칼날을 갖는 칼날 플레이트;
    상기 칼날 플레이트가 필름의 공급방향과 반대방향인 후방으로 일정간격 슬라이드되도록 상기 칼날 플레이트를 이동시키는 슬라이더;
    상기 칼날 플레이트 상부에 제공되고, 상기 박리 테이블의 끝단에 위치한 사이드 테이프를 흡착하여 떼어내는 진공흡착 유닛;
    상기 사이드 테이프가 떼어진 상기 필름을 권취하는 권취부(winding roller, unloader); 및
    상기 칼날 플레이트와 상기 권취부 사이의 필름 이송 경로상에 제공되고, 사이드 테이프가 상기 칼날 플레이트의 선단에 순차적으로 위치되도록 상기 필름의 양면을 가압한 상태에서 상기 필름을 일정 피치씩 이동시키는 피딩 롤러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 테이프 공급 유닛은
    상기 칼날 플레이트 아래에 위치되어 상기 슬라이더에 의해 상기 칼날 플레이트와 함께 이동되며, 상기 칼날 플레이트가 상기 후방으로 슬라이드될 때 상기 필름을 잡아당겨 장력을 유지시키는 박리 가이드 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 테이프 공급 유닛은
    상기 권출부와 상기 칼날 플레이트 사이의 필름 이동 경로상에 제공되며, 상기 필름을 고정하는 필름 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 테이프 공급 유닛은
    상기 칼날 플레이트의 선단에 위치한 사이드 테이프의 가장자리가 이형지로부터 떨어지도록 상기 칼날 플레이트 아래에서 상기 칼날 플레이트의 선단으로 에어를 분사하는 에어 노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 피딩 롤러부는
    상기 필름의 일면을 가압하는 가압롤러;
    상기 필름의 타면을 가압하고 상기 가압롤러에 밀착되는 피딩 롤러;
    사이드 테이프가 상기 칼날 플레이트의 선단에 순차적으로 위치되도록 상기피딩 롤러를 회전시키는 피딩 구동모터를 포함하고,
    상기 권취부는 상기 피딩 구동모터로부터 회전력을 전달받아 상기 피딩 롤러와 연동하여 회전되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 권출부는
    장력 구동모터;
    상기 장력 구동모터와 연결되고, 상기 필름이 두루마리 형태로 감겨 있는 필름 릴이 고정되는 권출 보빈을 포함하되;
    상기 장력 구동모터는 상기 필름이 일정한 장력을 유지하면서 풀리도록 상기 필름의 풀림 방향과는 반대방향으로 회전 구동되는 스텝 모터이고,
    상기 피딩 구동모터는 상기 장력 구동모터보다 큰 토크로 작동되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀의 사이드 테이프 자동 부착 설비.
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