KR20190081815A

KR20190081815A - 자재 공급 장치

Info

Publication number: KR20190081815A
Application number: KR1020170184619A
Authority: KR
Inventors: 김응수
Original assignee: 세메스 주식회사
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2019-07-09

Abstract

이차 전지 조립 공정이 수행되는 공정 설비로 이차 전지 조립에 요구되는 자재들을 공급하는 자재 공급 장치가 개시된다. 상기 장치는, 자재들이 수납된 트레이들이 공급되는 트레이 공급 위치로부터 상기 트레이들이 대기하는 트레이 대기 위치로 상기 트레이들을 이송하는 하부 트레이 이송부와, 상기 트레이 대기 위치로부터 상기 자재들을 상기 공정 설비로 공급하기 위한 자재 공급 위치로 상기 트레이들을 상승시키는 중간 트레이 이송부와, 상기 하부 트레이 이송부의 상부에 배치되며 상기 자재들이 상기 공정 설비로 공급된 후 빈 트레이들을 반출하기 위해 상기 자재 공급 위치로부터 트레이 반출 위치로 상기 트레이들을 이송하는 상부 트레이 이송부를 포함한다.

Description

자재 공급 장치{Apparatus for supplying materials}

본 발명의 실시예들은 자재 공급 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 이차 전지 조립 공정에서 요구되는 자재들을 상기 이차 전지 조립 공정이 수행되는 공정 설비로 공급하기 위한 자재 공급 장치에 관한 것이다.

이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라 젤리 롤 형태의 전지셀이 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 젤리-롤 형태의 전지셀이 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있다.

상기 전지셀은 양극 활물질이 도포된 양극 시트와 음극 활물질이 도포된 음극 시트가 분리막을 개재하여 젤리 롤 형태로 권취된 것으로, 상기 전지셀이 권취된 형태를 유지할 수 있도록 권취 단부 부위에 보호 테이프를 부착하여 풀림을 방지할 수 있다. 상기 전지셀은 케이스 내에 삽입된 후 캡 플레이트에 의해 밀봉될 수 있으며, 전지셀의 전극 단자들은 상기 캡 플레이트를 관통하여 설치될 수 있다.

한편, 상기 이차 전지의 용량을 증가시키기 위해 상기 케이스 내에는 복수의 전지셀들이 삽입될 수 있다. 이 경우, 이차 전지 조립 공정에서는 상기 전지셀들의 전극탭들을 서로 연결하기 위한 집전 부재들, 상기 케이스를 밀봉하며 상기 집전 부재들과 연결되는 전극 단자들을 갖는 캡 플레이트 조립체들, 및 상기 전지셀들과 상기 케이스를 서로 전기적으로 절연시키기 위한 절연 시트들과 같은 자재들이 공급될 수 있다.

상기 집전 부재들과 상기 캡 플레이트 조립체들은 트레이들에 수납된 상태로 공급될 수 있으며, 상기 절연 시트들은 매거진에 수납된 상태로 공급될 수 있다. 그러나, 상기 트레이들과 매거진들의 공급이 원활하게 진행되지 않는 경우 자재 공급 지연에 따른 생산성 저하 및 제조 비용 증가 등의 문제점이 발생될 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0017821호 (공개일자 2011년 02월 22일) 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0034122호 (공개일자 2017년 03월 28일)

본 발명의 실시예들은 이차 전지 조립 공정에서 소요되는 자재들의 공급 지연을 방지할 수 있는 자재 공급 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 이차 전지 조립 공정이 수행되는 공정 설비로 이차 전지 조립에 요구되는 자재들을 공급하는 자재 공급 장치에 있어서, 상기 장치는, 자재들이 수납된 트레이들이 공급되는 트레이 공급 위치로부터 상기 트레이들이 대기하는 트레이 대기 위치로 상기 트레이들을 이송하는 하부 트레이 이송부와, 상기 트레이 대기 위치로부터 상기 자재들을 상기 공정 설비로 공급하기 위한 자재 공급 위치로 상기 트레이들을 상승시키는 중간 트레이 이송부와, 상기 하부 트레이 이송부의 상부에 배치되며 상기 자재들이 상기 공정 설비로 공급된 후 빈 트레이들을 반출하기 위해 상기 자재 공급 위치로부터 트레이 반출 위치로 상기 트레이들을 이송하는 상부 트레이 이송부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 트레이들은 적층된 상태로 천장 반송 장치 또는 무인 반송차에 의해 상기 트레이 공급 위치로 공급될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 하부 트레이 이송부는, 상기 트레이들을 지지하며 상기 트레이들을 상기 트레이 공급 위치로부터 상기 트레이 대기 위치 아래로 수평 이송하는 하부 트레이 이송 유닛과, 상기 트레이 대기 위치로 상기 트레이들을 상승시키는 하부 엘리베이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 하부 트레이 이송 유닛은, 상기 트레이들을 지지하고 이송하기 위한 하부 트레이 이송 셔틀과, 수평 방향으로 서로 평행하게 연장하며 상기 하부 트레이 이송 셔틀을 안내하기 위한 하부 가이드 레일들을 포함할 수 있으며, 상기 하부 엘리베이터는 상기 하부 가이드 레일들 아래에 배치되고, 상기 하부 트레이 이송 셔틀은 상기 하부 엘리베이터의 동작을 위한 개구를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 중간 트레이 이송부는, 상기 트레이 대기 위치에서 상기 트레이들을 지지하는 트레이 서포트 유닛과, 상기 트레이 서포트 유닛에 의해 지지된 상기 트레이들을 하나씩 상기 자재 공급 위치로 상승시키는 중간 엘리베이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 장치는, 상기 중간 엘리베이터에 의해 상승된 트레이에 수납된 자재들이 공급된 후 빈 트레이를 상기 상부 트레이 이송부로 전달하기 위한 트레이 전달부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상부 트레이 이송부는, 상기 빈 트레이들을 상기 트레이 반출 위치로 이송하는 상부 트레이 이송 유닛과, 상기 트레이 이송 유닛의 상부에 배치되며 상기 빈 트레이들을 임시 보관하기 위한 버퍼 유닛과, 상기 상부 트레이 이송 유닛과 상기 버퍼 유닛 사이에서 상기 빈 트레이들을 전달하는 상부 엘리베이터를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 트레이 전달부는 상기 자재들이 공급된 후 빈 트레이를 지지하고 상기 자재 공급 위치로부터 상기 빈 트레이를 상기 버퍼 유닛의 아래로 수평 이송할 수 있으며, 상기 상부 엘리베이터는 상기 빈 트레이를 상기 버퍼 유닛에 수납하기 위해 상기 빈 트레이를 상승시키고, 상기 버퍼 유닛에 보관된 상기 빈 트레이들을 상기 상부 트레이 이송부에 적재하기 위해 상기 빈 트레이들을 하강시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상부 트레이 이송부는, 상기 빈 트레이를 상기 트레이 전달부로부터 상기 상부 엘리베이터로 전달하고 상기 빈 트레이들을 상기 상부 엘리베이터로부터 상기 상부 트레이 이송부에 적재하기 위한 리프팅 유닛을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 트레이 전달부는 상기 빈 트레이를 전달하기 위한 트레이 전달 셔틀을 포함하고, 상기 상부 트레이 이송부는 상기 빈 트레이들을 이송하기 위한 상부 트레이 이송 셔틀을 포함하며, 상기 트레이 전달 셔틀과 상기 상부 트레이 이송 셔틀은 상기 리프팅 유닛의 동작을 위한 개구를 각각 가질 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 트레이 전달부는 상기 중간 엘리베이터에 의해 상승된 트레이를 상기 상부 트레이 이송 유닛으로 직접 전달할 수도 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 장치는, 제2 자재들이 수납된 매거진이 공급되는 매거진 공급 위치로부터 상기 매거진이 대기하는 매거진 대기 위치로 상기 매거진을 이송하는 하부 매거진 이송부와, 상기 매거진 대기 위치로부터 상기 제2 자재들을 상기 공정 설비로 공급하기 위한 제2 자재 공급 위치로 상기 매거진을 상승시키는 중간 매거진 이송부와, 상기 하부 매거진 이송부의 상부에 배치되며 상기 제2 자재들이 상기 공정 설비로 공급된 후 빈 매거진을 반출하기 위해 상기 제2 자재 공급 위치로부터 매거진 반출 위치로 상기 매거진을 이송하는 상부 매거진 이송부를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 트레이 대기 위치로부터 상기 자재 공급 위치로 하나씩 트레이들이 공급되는 동안 상기 하부 트레이 이송 셔틀은 상기 트레이 공급 위치로 이동될 수 있으며, 이어서 상기 하부 트레이 이송 셔틀 상에 후속하는 트레이들이 공급될 수 있다. 상기 후속하는 트레이들은 상기 선행 트레이들 중 마지막 트레이가 상기 자재 공급 위치로 이동된 후 이어서 상기 트레이 대기 위치로 이동될 수 있다.

결과적으로, 상기 제1 자재들의 공급이 연속적으로 수행될 수 있으며, 이에 따라 자재 공급 지연이 방지될 수 있고, 아울러 자재 공급 지연에 따른 상기 공정 설비의 가동 중단이 충분히 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자재 공급 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 자재 공급 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3 내지 도 8은 도 2에 도시된 제1 자재 공급 모듈의 동작을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 9는 도 1에 도시된 제2 자재 공급 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자재 공급 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자재 공급 장치(10)는 이차 전지 조립 공정에서 요구되는 자재들을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 복수의 전지셀들의 전극탭들을 서로 연결하기 위한 집전 부재들과, 상기 집전 부재들과 연결되는 전극 단자들이 구비된 캡 플레이트 조립체들과, 상기 전지셀들 사이 그리고 상기 전지셀들과 케이스 사이를 전기적으로 절연시키기 위한 절연 시트들을 상기 이차 전지 조립 공정이 수행되는 공정 설비(20)로 공급하기 위해 사용될 수 있다.

상기 공정 설비(20) 내에서는, 일 예로서, 두 개의 전지셀들의 전극탭들을 상기 집전 부재들을 이용하여 서로 연결할 수 있으며, 아울러 상기 집전 부재들과 상기 캡 플레이트 조립체들을 서로 연결할 수 있다. 또한, 상기 절연 시트들을 이용하여 상기 전지셀들을 서로 전기적으로 격리시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 자재 공급 장치(10)는 제1 자재들, 예를 들면, 캡 플레이트 조립체들을 공급하기 위한 제1 자재 공급 모듈(100)과, 제2 자재들, 예를 들면, 절연 시트들을 공급하기 위한 제2 자재 공급 모듈(200)과, 제3 및 제4 자재들, 예를 들면, 상기 전지셀들의 양극 전극탭들을 연결하기 위한 양극 집전 부재들과 음극 전극탭들을 연결하기 위한 음극 집전 부재들을 공급하기 위한 제3 및 제4 자재 공급 모듈들(300, 400)을 포함할 수 있다.

상기 자재 공급 장치(10)는 상기 공정 설비(20)의 일측에 배치될 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 공정 설비(20)의 타측에는 전지셀들을 공급하기 위한 전지셀 공급 모듈(미도시)이 배치될 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 제1 자재 공급 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 제1 자재 공급 모듈(100)은, 상기 제1 자재들이 수납된 트레이들(110)이 공급되는 트레이 공급 위치(102)로부터 상기 트레이들(110)이 대기하는 트레이 대기 위치(104)로 상기 트레이들(110)을 이송하는 하부 트레이 이송부(120)와, 상기 트레이 대기 위치(104)로부터 상기 자재들을 상기 공정 설비(20)로 공급하기 위한 자재 공급 위치(106)로 상기 트레이들(110)을 상승시키는 중간 트레이 이송부(130)와, 상기 하부 트레이 이송부(120)의 상부에 배치되며 상기 자재들이 상기 공정 설비(20)로 공급된 후 빈 트레이들(112)을 반출하기 위해 상기 자재 공급 위치(106)로부터 트레이 반출 위치(108)로 상기 빈 트레이들(112)을 이송하는 상부 트레이 이송부(150)를 포함할 수 있다.

상기 트레이들(110)은 적층된 상태로 OHT(Overhead Hoist Transport) 장치와 같은 천장 반송 장치(미도시) 또는 RGV(Rail Guided Vehicle) 장치와 같은 무인 반송차(미도시)를 통해 상기 트레이 공급 위치(102)로 공급될 수 있다.

상기 하부 트레이 이송부(120)는, 상기 트레이들(110)을 지지하며 상기 트레이들(110)을 상기 트레이 공급 위치(102)로부터 상기 트레이 대기 위치(104) 아래로 수평 이송하는 하부 트레이 이송 유닛(122)과, 상기 트레이 대기 위치(104)로 상기 트레이들(110)을 상승시키기 위한 하부 엘리베이터(128)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 하부 트레이 이송 유닛(122)은, 상기 트레이들(110)을 지지하고 이송하기 위한 하부 트레이 이송 셔틀(124)과, 상기 하부 트레이 이송 셔틀(124)을 수평 방향으로 안내하기 위한 하부 가이드 레일들(126)과, 상기 하부 트레이 이송 셔틀(124)을 수평 이동시키기 위한 하부 셔틀 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 하부 가이드 레일들(126)은 수평 방향으로 서로 평행하게 연장할 수 있으며, 일 예로서, 상기 하부 엘리베이터(128)는 상기 하부 가이드 레일들(126)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 하부 엘리베이터(128)는 상기 트레이 대기 위치(104) 아래로 이송된 트레이들(110)을 상방으로 밀어 올릴 수 있으며, 상기 하부 트레이 이송 셔틀(124)은 상기 하부 엘리베이터(128)의 동작을 위한 개구(미도시)를 가질 수 있다.

상기 중간 트레이 이송부(130)는, 상기 트레이 대기 위치(104)로 이송된 상기 트레이들(110)을 지지하기 위한 트레이 서포트 유닛(132)과, 상기 트레이 서포트 유닛(132)에 의해 지지된 트레이들(110)을 하나씩 상기 자재 공급 위치(106)로 상승시키는 중간 엘리베이터(134)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 서포트 유닛(132)은 상기 트레이들(110) 중 최하단 트레이(110)의 측면 부위들을 지지하기 위한 래치 부재들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 래치 부재들은 상기 하부 엘리베이터(128)에 의해 상기 트레이들(110)이 상방으로 이동되는 동안 개방될 수 있으며, 상기 상승된 트레이들(110)의 최하단 트레이(110)의 측면 부위들을 지지하기 위해 닫힐 수 있다. 상기 래치 부재들이 닫힌 후 상기 하부 엘리베이터(128)가 하강할 수 있으며, 이에 의해 상기 트레이들(110)이 상기 트레이 서포트 유닛(132)에 의해 지지될 수 있다.

상세히 도시되지는 않았으나, 상기 중간 엘리베이터(134)는 상기 트레이들(110) 중 최상단 트레이(110)를 파지하기 위한 핸드 기구(136)를 포함할 수 있으며, 상기 핸드 기구(136)를 이용하여 상기 트레이들(110)을 하나씩 상기 자재 공급 위치(106)로 상승시킬 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기와 같이 중간 엘리베이터(134)에 의해 상승된 트레이(110)에 수납된 제1 자재들은 상기 공정 설비(20) 내에 구비된 픽업 장치에 의해 픽업된 후 상기 공정 설비(20) 내부로 공급될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 자재 공급 모듈(100)은 상기 중간 엘리베이터(134)에 의해 상승된 트레이(110)에 수납된 제1 자재들이 상기 공정 설비(20)로 공급된 후 빈 트레이(112)를 상기 상부 트레이 이송부(150)로 전달하기 위한 트레이 전달부(140)를 포함할 수 있다.

상기 상부 트레이 이송부(150)는, 상기 빈 트레이들(112)을 상기 트레이 반출 위치(108)로 이송하는 상부 트레이 이송 유닛(152)과, 상기 상부 트레이 이송 유닛(152)의 상부에 배치되며 상기 빈 트레이들(112)을 임시 보관하기 위한 버퍼 유닛(158)과, 상기 상부 트레이 이송 유닛(152)과 상기 버퍼 유닛(158) 사이에서 상기 빈 트레이들(112)을 전달하는 상부 엘리베이터(160)를 포함할 수 있다.

상기 트레이 전달부(140)는 상기 중간 엘리베이터(134)로부터 전달된 빈 트레이(112)를 상기 버퍼 유닛(158)의 아래로 운반할 수 있으며, 상기 버퍼 유닛(158) 아래로 운반된 빈 트레이(112)는 상기 상부 엘리베이터(160)에 의해 상기 버퍼 유닛(158)에 수납될 수 있다. 예를 들면, 상기 트레이 전달부(140)는 상기 빈 트레이(112)를 운반하기 위한 트레이 전달 셔틀(142)과, 상기 트레이 전달 셔틀(142)을 수평 방향으로 안내하기 위한 전달용 가이드 레일들(미도시)과, 상기 트레이 전달 셔틀(142)을 이동시키기 위한 전달 셔틀 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 중간 엘리베이터(134)의 핸드 기구(136)는 상기 전달용 가이드 레일들 사이에서 수직 방향으로 이동될 수 있다.

상기 중간 엘리베이터(134)는 상기 빈 트레이(112)를 상기 트레이 전달 셔틀(142) 상에 내려놓을 수 있으며, 이어서 상기 트레이 전달 셔틀(142)이 상기 버퍼 유닛(158)의 아래로 이동될 수 있다. 상기 상부 엘리베이터(160)는 상기 빈 트레이(112)의 측면 부위들을 파지하기 위한 핸드 기구(162)를 구비할 수 있으며, 상기 버퍼 유닛(158)의 아래로 이동된 빈 트레이(112)를 상승시켜 상기 버퍼 유닛(158)에 상기 빈 트레이(112)를 수납할 수 있다. 예를 들면, 상기 버퍼 유닛(158)은 상기 빈 트레이(112)의 측면 부위들을 지지하기 위한 래치 부재들을 포함할 수 있으며, 상기 래치 부재들은 상기 빈 트레이(112)의 수납을 위해 개방되고 상기 빈 트레이(112)를 지지하기 위해 닫힐 수 있다.

또한, 상기 트레이 대기 위치(104)에 배치된 트레이들(110)에 수납된 제1 자재들이 모두 공급된 후 빈 트레이들(112)은 상기 버퍼 유닛(158)에 하나씩 상방으로 적재될 수 있으며, 상기 빈 트레이들(112)은 상기 상부 엘리베이터(160)에 의해 상기 상부 트레이 이송 유닛(152)으로 전달될 수 있다. 예를 들면, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 상부 트레이 이송 유닛(152)은, 상기 빈 트레이들(112)을 지지하고 이송하기 위한 상부 트레이 이송 셔틀(154)과, 상기 상부 트레이 이송 셔틀(154)을 수평 방향으로 안내하기 위한 상부 가이드 레일들(156)과, 상기 상부 트레이 이송 셔틀(154)을 수평 이동시키기 위한 상부 셔틀 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 상부 엘리베이터(160)의 핸드 기구(162)는 상기 빈 트레이들(112) 중 최하단 빈 트레이(112)의 측면 부위들을 파지한 후 하강될 수 있으며 이를 통해 상기 빈 트레이들(112)이 상기 상부 트레이 이송 셔틀(154) 상에 놓여질 수 있다. 이어서, 상기 상부 트레이 이송 셔틀(154)이 상기 트레이 반출 위치(108)로 이동될 수 있다. 이때, 상기 트레이 반출 위치(108)는 상기 트레이 공급 위치(102)의 상부에 배치될 수 있으며, 상기 상부 가이드 레일들(156) 사이의 폭은 상기 천장 반송 장치의 호이스트 유닛이 통과될 수 있도록 충분히 넓게 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 자재 공급 모듈(100)은, 도시되지는 않았으나, 상기 빈 트레이(112)를 상기 트레이 전달부(140)로부터 상기 상부 엘리베이터(160)로 전달하고 상기 빈 트레이들(112)을 상기 상부 엘리베이터(160)로부터 상기 상부 트레이 이송 셔틀(154)에 적재하기 위한 리프팅 유닛(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 리프팅 유닛은 상기 상부 트레이 이송 유닛(152)과 상기 트레이 전달부(140) 아래에 위치될 수 있으며, 상기 트레이 전달 셔틀(142) 상의 빈 트레이(112)를 상방으로 밀어 올릴 수 있다. 상기 상부 엘리베이터(160)는 상기 리프팅 유닛에 의해 상승된 빈 트레이(112)를 상기 버퍼 유닛(158)에 수납할 수 있다. 또한, 상기 상부 엘리베이터(160)에 의해 하강된 빈 트레이들(112)을 지지할 수 있으며, 상기 빈 트레이들(112)을 상기 상부 트레이 이송 셔틀(154) 상에 내려놓기 위해 하강될 수 있다. 상기와 같은 동작을 위해 상기 트레이 전달 셔틀(142)과 상부 트레이 이송 셔틀(154)은 상기 리프팅 유닛의 동작을 위한 개구를 각각 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 자재 공급 모듈(100)은 상기 중간 엘리베이터(134)에 의해 상승된 트레이(110)를 상기 상부 트레이 이송 유닛(152) 상에 직접 전달하기 위한 트레이 전달부(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 트레이 전달부는 상기 빈 트레이(112)를 픽업하기 위한 피커와, 상기 빈 트레이(112)의 전달을 위해 상기 피커를 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 피커 구동부를 포함할 수 있다. 즉, 상기 버퍼 유닛(158)을 사용하지 않고, 상기 피커를 이용하여 상기 중간 엘리베이터(134)로부터 상기 빈 트레이(112)를 하나씩 직접 상기 상부 트레이 이송 셔틀(154) 상에 적재할 수도 있다.

도 3 내지 도 8은 도 2에 도시된 제1 자재 공급 모듈의 동작을 설명하기 위한 개략도들이다.

도 3을 참조하면, 상기 하부 트레이 이송 셔틀(124)이 상기 트레이 공급 위치(102)로 이동된 후 상기 천장 반송 장치 또는 무인 반송차에 의해 제1 자재들이 수납된 트레이들(110)이 상기 하부 트레이 이송 셔틀(124) 상으로 로드될 수 있다. 이어서, 상기 하부 트레이 이송 셔틀(124)은 상기 트레이 서포트 유닛(132) 아래로 수평 이동될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 트레이들(110)은 상기 하부 엘리베이터(128)에 의해 상기 트레이 서포트 유닛(132)으로 전달될 수 있다. 즉, 상기 트레이들(110)은 상기 하부 엘리베이터(128)에 의해 상승될 수 있으며, 상기 트레이 서포트 유닛(132)의 래치 부재들은 상기 트레이들(110)의 상승을 위해 개방되고 이어서 상기 트레이들(110)을 지지하기 위해 닫힐 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기와 같이 트레이 대기 위치(104)로 이송된 트레이들(110)은 하나씩 상기 중간 엘리베이터(134)에 의해 상기 자재 공급 위치(106)로 상승될 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 제1 자재들의 공급이 완료된 빈 트레이(112)는 상기 트레이 전달부(140)에 의해 상기 버퍼 유닛(158) 아래로 이송될 수 있다. 구체적으로, 상기 중간 엘리베이터(134)는 상기 빈 트레이(112)를 상기 트레이 전달 셔틀(142) 상에 내려놓을 수 있으며, 이어서 상기 트레이 전달 셔틀(142)이 상기 버퍼 유닛(158) 아래로 이동될 수 있다.

상기 트레이 전달 셔틀(142)이 상기 버퍼 유닛(158) 아래로 이동되는 동안 상기 중간 엘리베이터(134)는 상기 트레이 대기 위치(104)의 트레이들(110) 중 후속하는 최상단 트레이(110)를 파지하고 상기 자재 공급 위치(106)로 상기 후속 트레이(110)를 상승시킬 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 트레이들(110)이 상기 트레이 서포트 유닛(132)으로 전달된 후 상기 하부 트레이 이송 셔틀(124)은 상기 트레이 공급 위치(102)로 복귀될 수 있으며, 이어서 도 6에 도시된 바와 같이 상기 하부 트레이 이송 셔틀(124) 상으로 후속하는 트레이들(110A)이 공급될 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 버퍼 유닛(158) 아래로 이송된 빈 트레이(112)는 상기 상부 엘리베이터(160)에 의해 상기 버퍼 유닛(158)에 수납될 수 있으며, 도 8에 도시된 바와 같이 첫 번째 로트의 트레이들(110)에 수납된 제1 자재들의 공급이 완료되면 상기 버퍼 유닛(158)에 수납된 빈 트레이들(112)은 상기 상부 트레이 이송 유닛(152)에 의해 반출될 수 있다. 이때, 후속하는 두 번째 로트의 트레이들(110A)에 수납된 제1 자재들이 상기 중간 트레이 이송부(130)에 의해 연속적으로 공급될 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 자재들의 공급 지연으로 인한 상기 공정 설비(20)의 가동 중단이 충분히 방지될 수 있다.

도 9는 도 1에 도시된 제2 자재 공급 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 9를 참조하면, 상기 제2 자재 공급 모듈(200)은 제2 자재들, 예를 들면, 절연 시트들이 수납된 매거진(210)을 공급할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 자재 공급 모듈(200)은, 상기 제2 자재들이 수납된 매거진(210)이 공급되는 매거진 공급 위치(202)로부터 상기 매거진(210)이 대기하는 매거진 대기 위치(204)로 상기 매거진(210)을 이송하는 하부 매거진 이송부(220)와, 상기 매거진 대기 위치(204)로부터 상기 제2 자재들을 상기 공정 설비(20)로 공급하기 위한 제2 자재 공급 위치(206)로 상기 매거진(210)을 상승시키는 중간 매거진 이송부(230)와, 상기 하부 매거진 이송부(220)의 상부에 배치되며 상기 제2 자재들이 상기 공정 설비(20)로 공급된 후 빈 매거진(212)을 반출하기 위해 상기 제2 자재 공급 위치(206)로부터 매거진 반출 위치(208)로 상기 빈 매거진(212)을 이송하는 상부 매거진 이송부(240)를 더 포함할 수 있다.

예를 들면, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 하부 매거진 이송부(220)는 상기 제2 자재들이 수납된 매거진(210)을 지지하고 상기 매거진 공급 위치(202)로부터 상기 매거진 대기 위치(204)로 이동시키는 하부 매거진 이송 셔틀(222)과, 상기 하부 매거진 이송 셔틀(222)의 수평 이동을 안내하기 위한 하부 가이드 레일들(224)과, 상기 하부 매거진 이송 셔틀(222)을 이동시키기 위한 하부 매거진 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 중간 매거진 이송부(230)는 상기 매거진(210)을 파지하고 상기 제2 자재 공급 위치(206)로 이동시키기 위한 매거진 엘리베이터(232)를 포함할 수 있으며, 상기 매거진 엘리베이터(232)는 상기 매거진(210)을 파지하기 위한 핸드 기구(234)를 구비할 수 있다.

상기 상부 매거진 이송부(240)는 상기 제2 자재들이 공급된 후 빈 매거진(212)을 상기 제2 자재 공급 위치(206)로부터 상기 매거진 반출 위치(208)로 이송하기 위한 상부 매거진 이송 셔틀(242)과, 상기 상부 매거진 이송 셔틀(242)의 수평 이동을 안내하기 위한 상부 가이드 레일들(244)과, 상기 상부 매거진 이송 셔틀(242)을 이동시키기 위한 상부 매거진 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.

상기 매거진 엘리베이터(232)는 상기 빈 매거진(212)을 상기 상부 매거진 이송 셔틀(242) 상에 내려놓을 수 있다. 또한, 상기 매거진(210)이 상기 매거진 엘리베이터(232)에 의해 상기 제2 자재 공급 위치(206)로 상승된 후 상기 매거진 대기 위치(204)에는 상기 하부 매거진 이송부(220)에 의해 후속하는 매거진(미도시)이 이송될 수 있다. 결과적으로, 상기 제2 자재들의 공급이 연속적으로 수행될 수 있으며, 이에 따라 자재 공급 지연에 따른 상기 공정 설비(20)의 가동 중단을 충분히 방지할 수 있다.

한편, 상기 제3 및 제4 자재 공급 모듈들(300, 400)은 상기 제1 자재 공급 모듈(100)과 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다. 따라서, 상기 제3 및 제4 자재 공급 모듈들(300, 400)에 대한 추가적인 상세 설명은 생략한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 자재 공급 장치 20 : 공정 설비
100 : 제1 자재 공급 모듈 102 : 트레이 공급 위치
104 : 트레이 대기 위치 106 : 자재 공급 위치
108 : 트레이 반출 위치 110 : 트레이
110A : 후속 트레이 112 : 빈 트레이
120 : 하부 트레이 이송부 122 : 하부 트레이 이송 유닛
124 : 하부 트레이 이송 셔틀 126 : 하부 가이드 레일
128 : 하부 엘리베이터 130 : 중간 트레이 이송부
132 : 트레이 서포트 유닛 134 : 중간 엘리베이터
136 : 핸드 기구 140 : 트레이 전달부
142 : 트레이 전달 셔틀 150 : 상부 트레이 이송부
152 : 상부 트레이 이송 유닛 154 : 상부 트레이 이송 셔틀
156 : 상부 가이드 레일 158 : 버퍼 유닛
160 : 상부 엘리베이터 162 : 핸드 기구
200 : 제2 자재 공급 모듈 300 : 제3 자재 공급 모듈
400 : 제4 자재 공급 모듈

Claims

이차 전지 조립 공정이 수행되는 공정 설비로 이차 전지 조립에 요구되는 자재들을 공급하는 자재 공급 장치에 있어서,
자재들이 수납된 트레이들이 공급되는 트레이 공급 위치로부터 상기 트레이들이 대기하는 트레이 대기 위치로 상기 트레이들을 이송하는 하부 트레이 이송부;
상기 트레이 대기 위치로부터 상기 자재들을 상기 공정 설비로 공급하기 위한 자재 공급 위치로 상기 트레이들을 상승시키는 중간 트레이 이송부; 및
상기 하부 트레이 이송부의 상부에 배치되며 상기 자재들이 상기 공정 설비로 공급된 후 빈 트레이들을 반출하기 위해 상기 자재 공급 위치로부터 트레이 반출 위치로 상기 트레이들을 이송하는 상부 트레이 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 트레이들은 적층된 상태로 천장 반송 장치 또는 무인 반송차에 의해 상기 트레이 공급 위치로 공급되는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제2항에 있어서, 상기 하부 트레이 이송부는,
상기 트레이들을 지지하며 상기 트레이들을 상기 트레이 공급 위치로부터 상기 트레이 대기 위치 아래로 수평 이송하는 하부 트레이 이송 유닛; 및
상기 트레이 대기 위치로 상기 트레이들을 상승시키는 하부 엘리베이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제3항에 있어서, 상기 하부 트레이 이송 유닛은,
상기 트레이들을 지지하고 이송하기 위한 하부 트레이 이송 셔틀; 및
수평 방향으로 서로 평행하게 연장하며 상기 하부 트레이 이송 셔틀을 안내하기 위한 하부 가이드 레일들을 포함하며,
상기 하부 엘리베이터는 상기 하부 가이드 레일들 아래에 배치되고,
상기 하부 트레이 이송 셔틀은 상기 하부 엘리베이터의 동작을 위한 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 중간 트레이 이송부는,
상기 트레이 대기 위치에서 상기 트레이들을 지지하는 트레이 서포트 유닛; 및
상기 트레이 서포트 유닛에 의해 지지된 상기 트레이들을 하나씩 상기 자재 공급 위치로 상승시키는 중간 엘리베이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제5항에 있어서, 상기 중간 엘리베이터에 의해 상승된 트레이에 수납된 자재들이 공급된 후 빈 트레이를 상기 상부 트레이 이송부로 전달하기 위한 트레이 전달부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제6항에 있어서, 상기 상부 트레이 이송부는,
상기 빈 트레이들을 상기 트레이 반출 위치로 이송하는 상부 트레이 이송 유닛;
상기 트레이 이송 유닛의 상부에 배치되며 상기 빈 트레이들을 임시 보관하기 위한 버퍼 유닛; 및
상기 상부 트레이 이송 유닛과 상기 버퍼 유닛 사이에서 상기 빈 트레이들을 전달하는 상부 엘리베이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제7항에 있어서, 상기 트레이 전달부는 상기 자재들이 공급된 후 빈 트레이를 지지하고 상기 자재 공급 위치로부터 상기 빈 트레이를 상기 버퍼 유닛의 아래로 수평 이송하며,
상기 상부 엘리베이터는 상기 빈 트레이를 상기 버퍼 유닛에 수납하기 위해 상기 빈 트레이를 상승시키고, 상기 버퍼 유닛에 보관된 상기 빈 트레이들을 상기 상부 트레이 이송부에 적재하기 위해 상기 빈 트레이들을 하강시키는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제8항에 있어서, 상기 상부 트레이 이송부는,
상기 빈 트레이를 상기 트레이 전달부로부터 상기 상부 엘리베이터로 전달하고 상기 빈 트레이들을 상기 상부 엘리베이터로부터 상기 상부 트레이 이송부에 적재하기 위한 리프팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제9항에 있어서, 상기 트레이 전달부는 상기 빈 트레이를 전달하기 위한 트레이 전달 셔틀을 포함하고,
상기 상부 트레이 이송부는 상기 빈 트레이들을 이송하기 위한 상부 트레이 이송 셔틀을 포함하며,
상기 트레이 전달 셔틀과 상기 상부 트레이 이송 셔틀은 상기 리프팅 유닛의 동작을 위한 개구를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제6항에 있어서, 상기 트레이 전달부는 상기 중간 엘리베이터에 의해 상승된 트레이를 상기 상부 트레이 이송 유닛으로 직접 전달하는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.
제1항에 있어서, 제2 자재들이 수납된 매거진이 공급되는 매거진 공급 위치로부터 상기 매거진이 대기하는 매거진 대기 위치로 상기 매거진을 이송하는 하부 매거진 이송부;
상기 매거진 대기 위치로부터 상기 제2 자재들을 상기 공정 설비로 공급하기 위한 제2 자재 공급 위치로 상기 매거진을 상승시키는 중간 매거진 이송부; 및
상기 하부 매거진 이송부의 상부에 배치되며 상기 제2 자재들이 상기 공정 설비로 공급된 후 빈 매거진을 반출하기 위해 상기 제2 자재 공급 위치로부터 매거진 반출 위치로 상기 매거진을 이송하는 상부 매거진 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자재 공급 장치.