KR20160049450A - 태빙용 와이어 처리장치 및 처리방법 - Google Patents

태빙용 와이어 처리장치 및 처리방법 Download PDF

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Abstract

태빙용 와이어 처리장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 태빙용 와이어 처리장치는: 스풀이 장착되는 와이어공급장치와, 와이어를 당겨 이동시키면서 스풀로부터 권출하는 와이어풀링장치와, 와이어공급장치와 와이어풀링장치의 사이에 설치되고, 와이어에 플럭스를 도포하는 플럭스도포장치와, 플럭스도포장치와 와이어풀링장치의 사이에 설치되고, 와이어를 절단하는 와이어절단장치와, 절단된 와이어를 안착대상체측으로 이송하는 와이어이재장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태빙용 와이어 처리장치 및 처리방법{PROCESSING APPARATUS AND PROCESSING METHOD OF WIRE FOR TABBING}
본 발명은 태빙용 와이어 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수개의 태양전지 셀을 연결하기 위한 태빙용 와이어를 처리하는 태빙용 와이어 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.
현재 인류는 주로 석유, 석탄, 원자력, 천연가스 등에서 대부분의 에너지를 얻고 있는데 이러한 화석 및 원자력 에너지원은 머지않은 미래에 고갈될 것으로 예측되고 있다. 따라서, 세계 각국은 신재생 에너지 연구개발에 박차를 가하고 있으며 그 중 태양광발전은 햇빛이 비치는 어디서나 전기를 얻을 수 있고, 다른 발전방식과 달리 공해가 전혀 없어 더욱 주목받고 있다.
태양광발전을 하기 위해서는 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체소자가 필요한데 이를 태양전지라 한다. 일반적으로 단위 태양전지만으로는 최대 전압이 약 0.5V 밖에 발생하지 않으므로 단위 태양전지를 직렬로 연결하여 사용해야한다. 이렇게 단위 태양전지들을 연결하여 모듈화한 것을 태양전지모듈이라고 한다.
태양전지모듈의 제조과정은 셀 테스트(cell test) 공정, 태빙(tabbing) 공정, 레이업(lay-up) 공정, 라미네이션(lamination) 공정, 모듈테스트 공정으로 구분할 수 있다.
첫번째 셀 테스트 공정에서는 다양한 전기적 성질을 갖는 태양전지 셀을 테스트 후 구별하여 비슷한 전기적 성질을 갖는 셀끼리 분류하고, 두번째 태빙 공정에서는 와이어를 이용해 복수개의 셀을 직렬로 연결한다. 세번째 레이업 공정에서는 일렬로 연결된 셀을 원하는 모양으로 배열한 후 저철분강화유리, EVA, 백시트 등을 적층한다. 네번째 라미네이션 공정에서는 레이업 공정을 거쳐 태양전지모듈의 형태를 갖춘 부재를 고온에서 진공압착하여 내구성 및 방수성을 갖도록 한다. 마지막으로 모듈테스트 공정에서는 완성된 태양전지모듈이 정상적으로 작동하는지 테스트한다.
여기서, 와이어를 이용해 복수개의 셀을 연결하는 태빙 공정은 태양전지모듈의 제조 공정 중 가장 핵심적인 공정으로, 와이어가 셀과 제대로 접합되지 않으면 태양전지모듈 전체의 성능 및 품질이 저하된다. 태빙 공정을 개략적으로 살펴보면, 릴에서 공급되는 복수개의 와이어를 절단한 후, 셀에 일측부가 걸쳐지도록 안착시키고, 그 타측부에 다시 셀을 안착, 적층시키는 것을 반복하면서 고온분위기에 노출시킨다. 고온분위기상에서 와이어는 셀에 솔더링(soldering)되고, 복수개의 셀은 와이어에 의해 전기적으로 연결된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1058399호(2011.08.16 등록, 발명의 명칭 : 태버-스트링거 및 태빙-스트링잉 방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 태빙용 와이어를 효율적이고 안정적으로 처리할 수 있는 태빙용 와이어 처리장치 및 처리방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 태빙용 와이어 처리장치는: 스풀이 장착되는 와이어공급장치; 상기 와이어를 당겨 이동시키면서 상기 스풀로부터 권출하는 와이어풀링장치; 상기 와이어공급장치와 상기 와이어풀링장치의 사이에 설치되고, 상기 와이어에 플럭스를 도포하는 플럭스도포장치; 상기 플럭스도포장치와 상기 와이어풀링장치의 사이에 설치되고, 상기 와이어를 절단하는 와이어절단장치; 및 절단된 상기 와이어를 안착대상체측으로 이송하는 와이어이재장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와이어공급장치는, 상기 스풀이 장착되는 스풀장착부; 및 상기 스풀장착부에 회전가능하게 설치되고, 상기 스풀에서 권출되는 와이어의 권출 위치에 따라 회전되며 상기 와이어의 이동을 가이드하는 회전가이드부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플럭스도포장치는, 상기 와이어에 플럭스를 도포하는 플럭스도포부; 및 상기 플럭스도포부를 통과한 상기 와이어가 연속하여 통과하도록 상기 플럭스도포부와 이웃하여 설치되고, 상기 와이어에 도포된 플럭스를 건조하는 플럭스건조부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어절단장치는, 상기 와이어를 절단하는 와이어절단부; 및 상기 와이어절단부를 상기 와이어의 이동 경로에 근접하거나 이격되게 이동시키는 간섭방지이동부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어풀링장치는, 상기 와이어를 가압하여 이동을 구속하는 고정그리퍼; 상기 고정그리퍼에 고정된 상기 와이어에 장력을 가하여 스트래칭시키는 스트래치장치; 및 상기 와이어의 고정을 해제한 상태에서 상기 와이어를 잡아당겨 이동시키는 이동그리퍼;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어이재장치는, 상기 와이어를 그립하는 제1이재그리퍼부; 상기 제1이재그리퍼부와 나란하게 배치되고, 상기 제1이재그리퍼부와 이격된 위치에서 상기 와이어를 함께 그립하는 제2이재그리퍼부; 및 상기 제1이재그리퍼부와 상기 제2이재그리퍼부를 이동시키면서 상기 와이어를 이송하는 그리퍼이송부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어의 수평방향 이동을 가이드하는 와이어가이드장치;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어가이드장치는, 상기 와이어가 통과할 수 있는 와이어통과홀부를 구비하여 상기 플럭스도포장치의 입구측에 설치되는 제1와이어가이드바; 및 상기 플럭스도포장치의 출구측에 상기 제1와이어가이드바와 나란하게 설치되는 제2와이어가이드바;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어가이드장치는, 상기 플럭스도포장치를 통과한 상기 와이어의 이동 경로 상에 상기 제2와이어가이드바와 나란하게 설치되는 제3와이어가이드바;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 태빙용 와이어 처리방법은: 스풀에서 와이어를 권출하는 단계; 상기 스풀에서 권출된 상기 와이어에 플럭스를 도포하는 단계; 플럭스가 도포된 상기 와이어를 설정 길이로 절단하는 단계; 및 절단된 상기 와이어를 안착대상체측으로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 와이어는, 와이어풀링장치에 의해 당겨지면서 상기 스풀에서 권출되고, 상기 와이어에 플럭스를 도포하는 플럭스도포장치와, 상기 와이어를 절단하는 와이어절단장치를 순차적으로 통과하게 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 와이어는, 수평방향으로 가이드된 상태로 플럭스를 도포하는 플럭스도포장치를 통과하고, 상기 와이어를 절단하는 와이어절단장치의 전방으로 이동되는 것이 바람직하다.
또한, 절단된 상기 와이어는, 상호 나란하게 배치되는 제1이재그리퍼부와 제1이재그리퍼부를 포함하는 와이어이재장치에 의해 수평되게 그립된 상태로 이송되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 상기 와이어를 상기 안착대상체 상에 셀과 적층되게 안착시키는 단계; 및 적층된 상태의 상기 와이어와 상기 셀을 가열하여 솔더링하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 태빙용 와이어 처리장치 및 처리방법에 의하면, 와이어풀링장치로 와이어의 선행부를 와이어절단장치의 전방으로 당겨 이동시키면, 스풀에 권취되어 있던 와이어의 후행부가 스풀로부터 자연히 권출됨과 동시에 플럭스도포장치, 와이어절단장치를 연속하여 통과하게 된다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 와이어의 선단부에 해당되는 한 개소에서 외력을 작용시키는 것만으로, 와이어의 이동이 와이어공급장치, 플럭스도포장치, 스트래치장치, 고정그리퍼, 와이어절단장치를 통과하여 이동그리퍼까지 연속하에 이루어질 수 있고, 와이어의 선행부에 작용한 장력이 점차 저감되면서 와이어의 후행부까지 전달된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 특히 스풀에서 권출되는 와이어 부분에 작용하는 장력이 현저히 저감되므로, 와이어에 무리하게 작용하는 외력으로 인해 와이어에 응력이 잔류되는 것을 방지할 수 있고, 셀과의 접합성을 안정적으로 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 와이어가 스풀에서 권출되어 와이어절단장치측으로 이동되는 중에 플럭스도포장치를 통과하게 되면서 그 표면에 플럭스가 도포되므로, 솔더링 품질 향상을 위한 플럭스도포공정이 별도의 시간 소요없이 이루어질 수 있고, 이에 따라 태빙용 와이어 처리공정의 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 와이어절단장치의 후방에 위치되는 와이어부분이 스트래치장치와 고정그리퍼에 의해 휨이 교정된 상태로 대기하게 되므로, 와이어를 와이어풀링장치의 이동 변위에 대응되는 설정 길이만큼 정밀하게 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 와이어를 설정 길이로 신뢰성있게 절단할 수 있고, 와이어이재장치로 와이어의 단부를 안정되게 그립한 상태로 이송할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 와이어공급장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 와이어공급장치의 작동을 설명하기 위해 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 플럭스도포장치를 후방측에서 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 와이어절단장치와 와이어풀링장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 와이어이재장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리방법을 설명하고자 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리방법에 의해 와이어를 절단, 이재하는 과정을 설명하고자 도시한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 태빙용 와이어 처리장치 및 처리방법의 일실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 와이어공급장치를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 와이어공급장치의 작동을 설명하기 위해 도시한 개념도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 플럭스도포장치를 후방측에서 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 와이어절단장치와 와이어풀링장치를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치의 와이어이재장치를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리방법을 설명하고자 도시한 순서도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리방법에 의해 와이어를 절단, 이재하는 과정을 설명하고자 도시한 개념도이다.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태빙용 와이어 처리장치(1)는 와이어공급장치(10), 플럭스도포장치(20), 와이어절단장치(30), 와이어풀링장치(40), 와이어이재장치(50), 와이어가이드장치(60), 컨베이어장치(70), 솔더링장치(80)를 포함한다.
와이어공급장치(10)는 와이어(3)가 권취된 상태의 스풀(2)이 장착되는 장치이다. 복수개의 스풀(2)은 각각에서 권출된 와이어(3)가 서로 간섭되지 않도록 배열된다. 플럭스도포장치(20)는 와이어공급장치(10)로부터 공급되는 와이어(3)에 플럭스를 도포하는 장치이다. 와이어절단장치(30)는 플럭스도포장치(20)에 의해 플럭스가 도포된 와이어(3) 부분을 설정 길이로 절단하는 장치이다.
와이어풀링장치(40)는 와이어(3)를 당겨 이동시키면서 스풀(2)로부터 권출하는 장치이다. 본 발명의 설명에서는 편의상, 와이어풀링장치(40)에 의해 와이어(3)가 당겨져 이동되는 방향을 전방으로 설정한다. 와이어절단장치(30)는 정위치에서 와이어(3)를 절단하도록 설치되고, 와이어풀링장치(40)의 이동그리퍼(43)는 와이어(3)를 와이어절단장치(30)의 전방으로 당겨 이동시킨다.
와이어(3)의 선행부는 이동그리퍼(43)에 의해 그립된 상태로 와이어절단장치(30)의 전방으로 당겨져 이동된다. 이동그리퍼(43)로 와이어(3)를 설정 거리만큼 당겨 이동시키면, 스풀(2)에 권취되어 있던 와이어(3) 후행부는, 와이어(3)의 선단부가 이동그리퍼(43)에 의해 전방으로 잡아당겨지는 길이만큼 스풀(2)로부터 권출되면서 플럭스도포장치(20)측으로 이동된다.
와이어공급장치(10), 플럭스도포장치(20), 와이어절단장치(30), 이동그리퍼(43)가 전방을 향해 순차적으로 배열됨에 따라, 와이어공급장치(10)로부터 플럭스도포장치(20)측으로 이동, 연장된 와이어(3) 부분은 이후 플럭스도포장치(20), 와이어절단장치(30)를 순차적으로 통과하여 이동그리퍼(43)까지 연장되는 형태를 가지게 된다.
와이어이재장치(50)는 와이어절단장치(30)에 의해 설정 길이로 절단된 와이어(3)를 안착대상체, 예를 들어 컨베이어장치(70)측으로 이송하는 장치이다. 와이어가이드장치(60)는 스풀(2)에서 권출된 와이어(3)가 수평방향으로 연장, 배열된 형태를 유지하면서, 플럭스도포장치(20), 와이어절단장치(30)를 연속하여 통과하여 이동그리퍼(43)에 도달될 수 있도록 와이어(3)의 수평방향 이동을 가이드하는 장치이다.
컨베이어장치(70)는 와이어이재장치(50)에 의해 이송된 와이어(3)를 셀(4)(도 9 참조)과 적층시킨 상태로 이송시키는 장치이다. 솔더링장치(80)는 와이어(3)와 셀(4)을 솔더링하기 위한 고온분위기를 형성하는 장치이다. 솔더링장치(80)는 컨베이어장치(70)에 의한 와이어(3)와 셀(4)의 이송경로 상에 고온분위기를 형성하도록 설치된다. 와이어(3)와 셀(4)은 컨베이어장치(70)의 구동에 의해 전방으로 점차 이동되면서 솔더링장치(80)에 의한 고온분위기를 통과하게 되고, 고온분위기상에서 자연히 솔더링된다.
도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 와이어공급장치(10)는 스풀장착부(11), 회전가이드부(12), 정위치가이드부(13)를 포함한다.
스풀장착부(11)는 와이어(3)가 권취된 상태의 스풀(2)이 장착되는 부분이다. 스풀(2)은 스풀장착부(11)에 마련된 스풀장착축(11a) 상에 회전되지 않도록 장착된다. 회전가이드부(12)는 스풀(2)로부터 권출되는 와이어(3) 부분의 전방 이동을 가이드하는 부분으로, 스풀(2)이 끼워진 상태의 스풀장착축(11a)에 회전가능하게 설치된다. 회전가이드부(12) 중 스풀(2)의 둘레와 인접한 단부 상에는 와이어(3)가 통과하는 제1와이어통과홀부(12a)가 형성된다.
스풀장착축(11a)에 스풀(2)을 장착시킨 상태에서 와이어(3)를 전방으로 잡아당기면, 예를 들어 와이어가이드장치(60)의 제1와이어가이드바(61)에 형성된 가이드홀부(61a)를 통과하도록 잡아당기면(도 3 참조), 스풀(2)의 둘레에 권취된 상태의 와이어(3)가 스풀(2)에서 풀려나게 된다. 이때, 스풀(2)은 회전되지 않고, 와이어(3)의 권출지점은, 즉 스풀(2)로부터 와이어(3)가 풀려나며 이격되는 지점은, 스풀(2)의 둘레를 따라 원형의 궤적을 이루면서 가변된다.
회전가이드부(12)는 제1와이어통과홀부(12a)를 통과한 상태로 일측으로 잡아당겨지는 와이어(3)에 밀려, 즉 상기와 같이 가변되는 와이어(3)의 권출에 연동하여 도 4에 도시된 바와 같이 회전하게 된다. 예를 들어, 와이어(3)의 권출지점이 스풀(2)의 둘레를 따라 정방향으로 한바퀴 가변되는 동안, 회전가이드부(12) 또한 정방향으로 한바퀴 회전하게 된다.
정위치가이드부(13)는 회전가이드부(12)를 통과한 와이어(3)의 이동을 정위치에서 가이드하는 장치이다. 정위치가이드부(13)는 스풀(2) 전방의 설정 위치상에, 예를 들어 회전가이드부(12)의 회전중심부와 동축상에 와이어(3)가 통과하는 제2와이어통과홀부(13a)를 제공한다.
와이어(3)는 그 권출지점이 스풀(2)의 둘레를 따라 원형의 궤적을 이루면서 가변되나, 제2와이어통과홀부(13a)에 해당되는 하나의 지점을 일률적으로 통과하게 되므로, 다른 와이어(3)와의 간섭 없이 도 3에 도시된 바와 같이 제2와이어통과홀부(13a)에서 제1와이어가이드바(61)의 가이드홀부(61a)까지 일정하게 연장된 형태를 유지하면서 안정되게 그 전방 이동이 이루어질 수 있다.
회전가이드부(12)가 와이어(3)의 권출 위치에 맞추어 자연히 회전되면서 와이어(3)와의 간섭이 최소화된 상태로 와이어(3)의 이동을 가이드하게 되므로, 스풀(2)에 권취된 상태의 와이어(3)를 후공정으로 이송, 공급하는 과정에서 와이어(3)에 가해지는 외력의 작용을 현저히 저감시킬 수 있다. 이에 따라, 와이어(3)에 무리하게 작용하는 외력으로 인해 와이어(3)에 응력이 잔류되는 것을 방지할 수 있고, 셀(4)과의 접합성을 안정적으로 확보할 수 있다.
도 5을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 플럭스도포장치(20)는 플럭스도포부(21)와 플럭스건조부(22)를 포함한다.
플럭스도포부(21)는 내부를 통과하는 와이어(3)에 액상의 플럭스를 분사, 도포한다. 플럭스건조부(22)는 플럭스도포부(21)를 통과한 와이어(3)가 연속하여 통과하도록 플럭스도포부(21)의 전방에 이웃하여 설치되고, 와이어(3)에 도포된 플럭스를 건조한다.
플럭스도포부(21)에는 내부를 통과하는 와이어(3)에 액상의 플럭스를 분사하는 플럭스분사장치(21a)를 포함한다. 플럭스분사장치(21a)는 와이어(3)의 상측에 위치되고, 와이어(3)를 향해 플럭스를 하향 분사한다. 플럭스분사장치(21a)에서 분사된 플럭스는 와이어(3)의 상부에 도달, 도포되고, 와이어(3)의 상부를 커버하고 남은 여분의 플럭스는 와이어(3)의 표면을 타고 아래측으로 흘러내리면서 와이어(3)의 하부까지 도달되어 와이어(3)의 전면에 걸쳐 그 도포가 이루어지게 된다.
플럭스건조부(22)에는 와이어(3)가 통과하는 내부공간부 상에 설정 온도의 공기 흐름을 형성하는 유동형성장치(22a)를 포함한다. 유동형성장치(22a)는 상온보다 높은 온도의 바람, 즉 열풍을 공급함과 동시에, 플럭스건조부(22) 내부의 습한 공기를 외부로 배출한다. 와이어(3)에 도포된 플럭스는 유동형성장치(22a)에 의해 고온 건조하게 조성되는 플럭스건조부(22)의 내부를 통과하면서 자연히 건조된다.
와이어(3)는 상기와 같이 플럭스도포부(21)와 플럭스건조부(22)를 순차적으로 통과하면서 전 길이에 걸쳐 플럭스 도포 및 건조가 연속하여 이루어질 수 있으며, 와이어(3)에 플럭스를 도포 후 건조가 완료되기까지 와이어(3)에 어떠한 외력도 작용하지 않아, 와이어(3)의 표면 전반에 플럭스를 균일하게 도포할 수 있고, 와이어(3)에 도포된 플럭스가 닦여나가는 것을 방지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 와이어풀링장치(40)는 고정그리퍼(41), 스트래치장치(42), 이동그리퍼(43)를 포함한다.
고정그리퍼(41)는 정위치에서 와이어(3)를 가압하여 그 이동을 구속하는 장치이다. 스트래치장치(42)는 고정그리퍼(41)의 후방에서 후방에서 고정그리퍼(41)에 의해 이동이 구속된 상태의 와이어(3)에 장력을 가하여 스트래칭시키는 장치이다. 고정그리퍼(41)는 와이어절단장치(30)의 후방에 근접하게 설치되고, 스트래치장치(42)는 고정그리퍼(41)의 후방에 와이어(3)의 절단 길이에 해당되는 간격을 두고 설치된다.
고정그리퍼(41)는 와이어(3)가 안착될 수 있는 받침면을 제공하는 고정받침부(41a)와, 와이어(3)를 고정받침부(41a)측으로 하향 가압하는 고정그립부(41b)를 포함한다. 고정받침부(41a)는 와이어(3) 복수개의 배열방향을 따라, 다른 표현으로는 와이어(3)의 이동방향과 직각되는 방향으로 연속된 수평면을 이루도록 형성된다. 고정그립부(41b)는 와이어(3)를 고정받침부(41a)측으로 하향 가압하는 부분으로, 고정받침부(41a)의 상측에 배치된다. 고정받침부(41a)의 상측을 통과 중인 와이어(3)는 고정그립부(41b)에 의해 하향 가압되어 고정받침부(41a)와 고정그립부(41b)의 사이에 그립, 고정된다.
스트래치장치(42)는 와이어(3)가 안착될 수 있는 받침면을 제공하는 이동받침부(42a)와, 와이어(3)를 이동받침부(42a)측으로 하향 가압하는 이동그립부(42b)와, 이동받침부(42a)와 이동그립부(42b)를 고정그리퍼(41)로부터 이격되거나 근접되는 수평방향으로 이동시키는 스트레칭이동부(42c)를 포함한다. 이동받침부(42a)의 상측을 통과 중인 와이어(3)는 이동그립부(42b)에 의해 이동받침부(42a)측으로 하향 가압된다.
고정그리퍼(41)로 와이어(3)의 이동을 구속한 상태에서, 스트레칭이동부(42c)로 이동받침부(42a)와 이동그립부(42b)를 고정그리퍼(41)로부터 이격되는 수평방향으로, 즉 후방으로 이동시키면 와이어(3)에는 와이어(3)를 팽팽하게 하는 장력이 작용하게 된다. 이러한 작용에 의해 고정그리퍼(41) 후방의 와이어(3) 부분은 휨 없이 스트래칭된 상태로 대기하게 된다.
이동그리퍼(43)는 와이어(3)의 고정을 해제한 상태에서 와이어(3)를 설정 거리만큼 전방으로 잡아당겨 이동시키는 장치이다. 이동그리퍼(43)는 고정그리퍼(41)의 전방으로 돌출된 복수개의 와이어(3)의 단부를 동시에 그립하는 와이어그립부(43a)를 포함한다. 와이어그립부(43a)를 설정 거리만큼 전방으로 이동시키면, 고정그리퍼(41)의 후방에서 스트래칭된 상태로 대기 중인 와이어(3) 부분이 설정 거리만큼 고정그리퍼(41)의 전방으로 당겨져 이동된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 와이어절단장치(30)는 와이어절단부(31)와 간섭방지이동부(32)를 포함한다.
와이어절단부(31)는 고정그리퍼(41)의 전방으로 연장된 와이어(3)의 선행부를 절단하는 장치로, 고정그리퍼(41)의 전방에 근접하게 설치된다. 와이어절단부(31)는 복수개의 와이어(3)를 동시에 절단할 수 있는 복수개의 절단날부가 일렬로 배열된 형상을 가진다. 간섭방지이동부(32)는 와이어절단부(31)를 와이어(3)의 이동 경로에 근접하거나 이격되게 승강이동시키는 장치이다. 간섭방지이동부(32)는 와이어절단부(31) 전체를 승강이동시키는 이동력을 부여하는 실린더부재 등의 액추에이터를 포함할 수 있다.
와이어절단부(31)를 와이어(3)의 이송 경로 하측에 셋팅시킨 상태에서 간섭방지이동부(32)를 상승 구동시키면, 와이어절단부(31)가 상향 이동되면서 와이어(3)의 이동 경로 상에 위치된다. 와이어절단부(31)로 복수개의 와이어(3)를 절단한 후에는 간섭방지이동부(32)를 하강 구동시킴으로써, 와이어절단부(31)를 초기 위치로 다시 복귀시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 와이어이재장치(50)는 제1이재그리퍼부(51), 제2이재그리퍼부(52), 그리퍼이송부(53)를 포함한다.
제1이재그리퍼부(51)는 고정그리퍼(41)의 전방으로 연장된 와이어(3) 선행부의 후단부를 그립하는 장치이다. 제2이재그리퍼부(52)는 제1이재그리퍼부(51)의 전방에서 와이어(3) 선행부의 선단부를 그립하는 장치로, 제1이재그리퍼부(51)와 나란하게 배치된다.
그리퍼이송부(53)는 제1이재그리퍼부(51)와 제2이재그리퍼부(52)를 이동시키면서 와이어(3)를 컨베이어장치(70)로 이송하는 장치이다. 와이어절단장치(30)에 의해 절단된 후 상기와 같이 그리퍼이송부(53)에 의해 이송이 이루어지는 와이어(3) 부분은 제1이재그리퍼부(51)와 제2이재그리퍼부(52)간의 이격간격에 해당되는 설정 길이를 가진다.
제1이재그리퍼부(51)와 제2이재그리퍼부(52)는 와이어(3)의 후단부와 선단부를 각각 그립한 상태로 와이어(3)을 수평을 유지하면서, 와이어(3)를 변형시키는 응력을 와이어(3)에 작용시키는 일 없이, 그리퍼이송부(53)에 의해 동일한 변위로 이동되면서 와이어(3)를 컨베이어장치(70)로 안정되게 이송하게 된다.
도 5, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 와이어가이드장치(60)는 제1와이어가이드바(61), 제2와이어가이드바(62), 제3와이어가이드바(63)를 포함한다.
제1와이어가이드바(61)는 와이어(3)가 통과할 수 있는 가이드홀부(61a)를 구비하여 플럭스도포부(21)의 입구측에 설치된다. 제2와이어가이드바(62)는 제1와이어가이드바(61)와 마찬가지로 와이어(3)가 통과할 수 있는 가이드홀부(61a)를 구비하여 플럭스건조부(22)의 출구측에 제1와이어가이드바(61)와 나란하게 설치된다. 제1와이어가이드바(61)와 제2와이어가이드바(62)는 동일한 수평선상에 배치되어 함께, 플럭스도포부(21)와 플럭스건조부(22)를 통과하는 와이어(3)의 이동을 수평방향으로 가이드한다.
와이어(3)는 플럭스도포장치(20)의 입구측, 출구측에 배치되는 제1와이어가이드바(61)와 제2와이어가이드바(62)에 의해 접하여, 수평되게 지지된 상태로 플럭스도포부(21)의 내부나, 플럭스건조부(22)의 내부, 플럭스도포부(21)와 플럭스건조부(22)의 사이를 통과하게 된다. 플럭스도포부(21)의 내부나, 플럭스건조부(22)의 내부, 플럭스도포부(21)와 플럭스건조부(22)의 사이에는 와이어(3)를 가이드하거나, 와이어(3)와 접하는 어떠한 장치도 설치되지 않아, 와이어(3)에 플럭스를 도포 후 건조가 완료되기까지 와이어(3)에 어떠한 외력도 작용하지 않게 된다.
이에 따라, 와이어(3)의 표면 전반에 플럭스를 균일하게 도포할 수 있고, 와이어(3)에 도포된 플럭스가 닦여나가는 것을 방지할 수 있다. 플럭스건조부(22)의 전방에서 와이어(3)를 잡아당기면, 와이어(3)는 제1와이어가이드바(61)와 제2와이어가이드바(62)에 의해 수평되게 가이드된 상태로 플럭스도포부(21)와 플럭스건조부(22)를 순차적으로 연속하여 통과하면서, 전 길이에 걸쳐 플럭스 도포 및 건조가 연속하여 이루어지게 된다.
제3와이어가이드바(63)는 플럭스도포장치(20)를 통과하여 고정그리퍼(41)를 향하는 와이어(3)의 이동을 가이드하는 장치이다. 제3와이어가이드바(63)는 제2와이어가이드바(62)와 나란하게 설치되어, 복수개의 와이어(3)는 플럭스도포장치(20)와 스트래치장치(42), 고정그리퍼(41)를 연속하여 수평되게 통과하게 된다. 제3와이어가이드바(63)는 스트래치장치(42)와 고정그리퍼(41)로 진입되는 와이어(3) 각각의 이동을 수평 방향으로 가이드하기 위한 복수개가 구비될 수 있다. 제3와이어가이드바(63)에 의해, 고정그리퍼(41), 스트래치장치(42)와의 착탈이 이루어지게 되는 와이어(3) 부분의 전방 이동이 유동, 이탈 없이 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 태빙용 와이어 처리장치(1)에 의하면, 스풀(2)에서 와이어(3)를 권출하는 단계(S1), 스풀(2)에서 권출된 와이어(3)에 플럭스를 도포하는 단계(S2), 플럭스가 도포된 와이어(3)를 설정 길이로 절단하는 단계(S3), 절단된 와이어(3)를 안착대상체측으로, 즉 컨베이어장치(70)측으로 이송하는 단계(S4), 와이어(3)를 안착대상체 상에 셀(4)(도 9 참조)과 적층되게 안착시키는 단계(S5), 적층된 상태의 와이어(3)와 셀(4)을 가열하여 솔더링하는 단계(S6)를 순차적으로 운용하면서, 최종적으로 와이어(3)를 셀(4)과 솔더링할 수 있다.
스풀(2)에서 와이어(3)를 권출하는 단계(S1)는, 도 9의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 이동그리퍼(43)로 와이어(3)의 선행부를 그립하여 설정 길이만큼 전방으로 이동시킬 시, 스풀(2)에 권취된 상태의 와이어(3)가 도 4에 도시된 바와 같이 스풀(2)로부터 자연히 권출되고, 도 3에 도시된 바와 같이 전방으로 이동되면서 이루어지게 된다.
와이어(3)는 도 9의 (a) 내지 (e)에 해당되는 공정이 반복되는 횟수에 비례하여 점차 전방으로 이동된다. 스풀(2)에서 권출된 와이어(3)에 플럭스를 도포하는 단계(S2)는, 와이어(3)가 플럭스도포장치(20)를 통과하도록 와이어(3)를 더 전방으로 이동시킴으로 이루어지게 된다.
플럭스가 도포된 와이어(3)를 설정 길이로 절단하는 단계(S3)는, 도 9의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 이동그리퍼(43)로 와이어(3)의 선행부를 그립하여 설정 길이만큼 전방으로 이동시킨 상태에서, 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 고정그리퍼(41)의 전방으로 연장된 와이어(3) 부분을 제1이재그리퍼부(51)와 제2이재그리퍼부(52)로 그립하고, 와이어절단장치(30)를 이용해 도 9의 (d), (e)에 도시된 바와 같이 제1이재그리퍼부(51)와 고정그리퍼(41)의 사이에 위치되는 와이어(3) 부분을 절단하는 과정을 거쳐 이루어진다.
절단된 와이어(3)를 컨베이어장치(70)측으로 이송하는 단계(S4)는, 도 9의 (e)에 도시된 바와 같이 제1이재그리퍼부(51)와 제2이재그리퍼부(52)로 절단된 와이어(3)를 그립한 상태를 유지한 채로, 제1이재그리퍼부(51)와 제2이재그리퍼부(52)를 동일 변위로 함께 이동시킴으로써 이루어진다. 절단된 와이어(3)를 컨베이어장치(70)측으로 이송하는 단계(S4)에서는, 와이어(3)를 컨베이어장치(70)의 상측으로 이송한다.
와이어(3)를 컨베이어장치(70) 상에 셀(4)과 적층되게 안착시키는 단계(S5)는, 제1이재그리퍼부(51)와 제2이재그리퍼부(52)에 의한 와이어(3) 그립을 해제함으로써 이루어진다. 도 9의 (a) 내지 (e)에 도시된 과정을 연속하여 반복하는 것에 의해, 설정 길이로 반복, 연속하여 절단하면서 컨베이어장치(70)로 이송, 안착시킬할 수 있다.
컨베이어장치(70)에는 상기와 같이 와이어이재장치(50)에 의한 와이어(3)의 안착과, 셀(4)의 안착이 교대로 적층되게 이루어진다. 적층된 상태의 와이어(3)와 셀(4)을 가열하여 솔더링하는 단계(S6)는, 컨베이어장치(70)를 구동시키는 것에 의해 와이어(3)와 셀(4)을 전방으로 점차 이동시키면서 솔더링장치(80)에 의해 형성되는 고온분위기를 통과시킴으로써 이루어진다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 태빙용 와이어 처리장치(1) 및 처리방법에 의하면, 와이어풀링장치(40)로 와이어(3)의 선행부를 와이어절단장치(30)의 전방으로 당겨 이동시키면, 스풀(2)에 권취되어 있던 와이어(3)의 후행부가 스풀(2)로부터 자연히 권출됨과 동시에 플럭스도포장치(20), 와이어절단장치(30)를 연속하여 통과하게 된다.
이에 따라, 본 발명에 의하면, 와이어(3)의 선단부에 해당되는 한 개소에서 외력을 작용시키는 것만으로, 와이어(3)의 이동이 와이어공급장치(10), 플럭스도포장치(20), 스트래치장치(42), 고정그리퍼(41), 와이어절단장치(30)를 통과하여 이동그리퍼(43)까지 연속하에 이루어질 수 있고, 와이어(3)의 선행부에 작용한 장력이 점차 저감되면서 와이어(3)의 후행부까지 전달된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 특히 스풀(2)에서 권출되는 와이어(3) 부분에 작용하는 장력이 현저히 저감되므로, 와이어(3)에 무리하게 작용하는 외력으로 인해 와이어(3)에 응력이 잔류되는 것을 방지할 수 있고, 셀(4)과의 접합성을 안정적으로 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 와이어(3)가 스풀(2)에서 권출되어 와이어절단장치(30)측으로 이동되는 중에 플럭스도포장치(20)를 통과하게 되면서 그 표면에 플럭스가 도포되므로, 솔더링 품질 향상을 위한 플럭스도포공정이 별도의 시간 소요없이 이루어질 수 있고, 이에 따라 태빙용 와이어(3) 처리공정의 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 와이어절단장치(30)의 후방에 위치되는 와이어(3)부분이 스트래치장치(42)와 고정그리퍼(41)에 의해 휨이 교정된 상태로 대기하게 되므로, 와이어(3)를 와이어풀링장치(40)의 이동 변위에 대응되는 설정 길이만큼 정밀하게 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 와이어(3)를 설정 길이로 신뢰성있게 절단할 수 있고, 와이어이재장치(50)로 와이어(3)의 단부를 안정되게 그립한 상태로 이송할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 태빙용 와이어 처리장치 2 : 스풀
3 : 와이어 4 : 셀
10 : 와이어공급장치 11 : 스풀장착부
12 : 회전가이드부 20 : 플럭스도포장치
21 : 플럭스도포부 22 : 플럭스건조부
30 : 와이어절단장치 31 : 와이어절단부
32 : 간섭방지이동부 40 : 와이어풀링장치
41 : 고정그리퍼 42 : 스트래치장치
43 : 이동그리퍼 50 : 와이어이재장치
51 : 제1이재그리퍼부 52 : 제2이재그리퍼부
53 : 그리퍼이송부 60 : 와이어가이드장치
61 : 제1와이어가이드바 61a : 와이어통과홀부
62 : 제2와이어가이드바 63 : 제3와이어가이드바
70 : 안착대상체

Claims (14)

  1. 스풀이 장착되는 와이어공급장치;
    상기 와이어를 당겨 이동시키면서 상기 스풀로부터 권출하는 와이어풀링장치;
    상기 와이어공급장치와 상기 와이어풀링장치의 사이에 설치되고, 상기 와이어에 플럭스를 도포하는 플럭스도포장치;
    상기 플럭스도포장치와 상기 와이어풀링장치의 사이에 설치되고, 상기 와이어를 절단하는 와이어절단장치; 및
    절단된 상기 와이어를 안착대상체측으로 이송하는 와이어이재장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와이어공급장치는,
    상기 스풀이 장착되는 스풀장착부; 및
    상기 스풀장착부에 회전가능하게 설치되고, 상기 스풀에서 권출되는 와이어의 권출 위치에 따라 회전되며 상기 와이어의 이동을 가이드하는 회전가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플럭스도포장치는,
    상기 와이어에 플럭스를 도포하는 플럭스도포부; 및
    상기 플럭스도포부를 통과한 상기 와이어가 연속하여 통과하도록 상기 플럭스도포부와 이웃하여 설치되고, 상기 와이어에 도포된 플럭스를 건조하는 플럭스건조부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 와이어절단장치는,
    상기 와이어를 절단하는 와이어절단부; 및
    상기 와이어절단부를 상기 와이어의 이동 경로에 근접하거나 이격되게 이동시키는 간섭방지이동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 와이어풀링장치는,
    상기 와이어를 가압하여 이동을 구속하는 고정그리퍼;
    상기 고정그리퍼에 고정된 상기 와이어에 장력을 가하여 스트래칭시키는 스트래치장치; 및
    상기 와이어의 고정을 해제한 상태에서 상기 와이어를 잡아당겨 이동시키는 이동그리퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 와이어이재장치는,
    상기 와이어를 그립하는 제1이재그리퍼부;
    상기 제1이재그리퍼부와 나란하게 배치되고, 상기 제1이재그리퍼부와 이격된 위치에서 상기 와이어를 함께 그립하는 제2이재그리퍼부; 및
    상기 제1이재그리퍼부와 상기 제2이재그리퍼부를 이동시키면서 상기 와이어를 이송하는 그리퍼이송부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 와이어의 수평방향 이동을 가이드하는 와이어가이드장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 와이어가이드장치는,
    상기 와이어가 통과할 수 있는 와이어통과홀부를 구비하여 상기 플럭스도포장치의 입구측에 설치되는 제1와이어가이드바; 및
    상기 플럭스도포장치의 출구측에 상기 제1와이어가이드바와 나란하게 설치되는 제2와이어가이드바;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 와이어가이드장치는,
    상기 플럭스도포장치를 통과한 상기 와이어의 이동 경로 상에 상기 제2와이어가이드바와 나란하게 설치되는 제3와이어가이드바;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리장치.
  10. 스풀에서 와이어를 권출하는 단계;
    상기 스풀에서 권출된 상기 와이어에 플럭스를 도포하는 단계;
    플럭스가 도포된 상기 와이어를 설정 길이로 절단하는 단계; 및
    절단된 상기 와이어를 안착대상체측으로 이송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 와이어는, 와이어풀링장치에 의해 당겨지면서 상기 스풀에서 권출되고, 상기 와이어에 플럭스를 도포하는 플럭스도포장치와, 상기 와이어를 절단하는 와이어절단장치를 순차적으로 통과하게 되는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 와이어는, 수평방향으로 가이드된 상태로 플럭스를 도포하는 플럭스도포장치를 통과하고, 상기 와이어를 절단하는 와이어절단장치의 전방으로 이동되는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리방법.
  13. 제10항에 있어서,
    절단된 상기 와이어는, 상호 나란하게 배치되는 제1이재그리퍼부와 제1이재그리퍼부를 포함하는 와이어이재장치에 의해 수평되게 그립된 상태로 이송되는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 와이어를 상기 안착대상체 상에 셀과 적층되게 안착시키는 단계; 및
    적층된 상태의 상기 와이어와 상기 셀을 가열하여 솔더링하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태빙용 와이어 처리방법.
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