KR20200071915A - 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템 - Google Patents

가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노칭 프레스에 관한 것으로 롤투롤 상태로 이송되는 피 가공소재를 고속 타발 가공하는 노칭 프레스에서 피 가공 소재를 정밀 이송시켜 가공 정밀도를 향상시키고자, 롤 필름을 풀어주는 언 와인더부(1)와, 프레스 기계를 이용하여 필름을 전극 형태로 전단 가공해주는 노칭 가공부(2), 가공된 전극의 양, 부를 검사하는 비전검사부(3)와, 가공된 전극을 롤 형태로 다시 감아주는 리 와인더부(4)와, 노칭 가공부 전단과 후단에 각각 댄서(5, 6)를 구성하고 노칭 가공부 후단에 위치하며 필름을 일정하게 이송하는 피딩 롤러 어셈블리(7)를 포함하여 이루어지며, 댄서의 기준값 위치(필름 장력 기준값)를 설정하고, 기준값을 벗어나는 장력 변위를 검출하여 와인더부(1 또는 4)의 필름 풀기(또는 필름 감기)량을 가감속 제어하도록 신호를 제공하는 포텐샤 미터(F)와 포텐샤 미터를 기준값 위치로 되돌리도록 필름 풀기(또는 감기)량을 조절하는 와인더 모터를 포함하는 노칭 시스템에 있어,
상기 와인더 모터의 가감속 신호를 제공하는 포텐샤 미터(F)와 별개로 상기 댄서가 기준값 위치로부터 정, 부(+, -)위치로의 변위를 검출하는 토크센서(TS)를 구성하고, 토크 센서(TS) 변위값을 상기 장력 기준값과 비교 연산하여 변위의 역방향으로 댄서를 구동하는 서보 모터(51)를 더 구성하여 이루고,
상기 노칭 가공부 후단에 위치하며 필름의 이송량을 직접 제어하는 피딩 롤러와 피딩 롤러 구동용 서보 모터와 피딩 롤러와 피딩 롤러 구동용 서보 모터 사이에 다수의 기어군을 내장한 감속기로 이루어지고 기어군의 백래시에 의해 피딩 롤러의 관성 회전과 지연 회전을 방지하는 저지 수단을 더 포함하여 이루어지는 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템인 것을 특징으로 한다.

Description

가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템{Notching system for improving machining precision}
본 발명은 노칭 프레스에 관한 것으로 보다 상세하게는 롤투롤 상태로 이송되는 피 가공소재를 고속 타발 가공하는 노칭 프레스에서 피 가공 소재를 정밀 이송시켜 가공 정밀도를 향상시키는 노칭 시스템에 관한 것이다.
또한, 개시하는 본 발명은 롤투롤 가공을 이루는 다양한 장비에 적용이 가능하며 이하에서는 노칭 시스템에 적용한 예를 기준으로 설명한다.
공지된 바와 같이 이차 전지의 폴리머 전극용 필름을 전극 형태로 전단 가공하는 노칭(notching) 시스템은 롤 형태로 감겨 있는 폴리머 전극용 필름(이하 단순히 '필름'이라 한다)을 풀어주는 언 와인더부(unwinder)와, 프레스 기계를 이용하여 필름을 전극 형태로 전단 가공해주는 노칭 가공부, 가공된 전극의 양, 부를 검사하는 비전검사부와, 가공된 전극을 롤 형태로 다시 감아주는 리 와인더부(rewinder)등으로 구성된다.
종래의 전극 노칭시스템은 상기 언와인더부와 노칭가공부, 비전검사부, 리와인더부를 인라인(in-line)으로 배치하고, 상기 리와인더부에서 필름을 감아드리는 방식으로 필름을 일정 피치로 이송하여 전극 노칭 공정을 수행한다.
상기 필름을 일정 피치로 이송하는 장치로는 노칭 가공부 후단에 구성한 피딩 롤러에 의하며 노칭 가공부 전, 후단에는 각각 필름의 장력을 일정하게 유지하기 위한 댄서를 구성하고 있다.
노칭 가공부는 미가공된 폴리머 전극 필름을 프레스 기계의 펀치 아래에 정렬한 후, 펀치를 작동시켜 전극 필름의 활물질이 도포되지 않은 무지부를 소정의 형상으로 전단 가공하여 일정 간격으로 전극 탭을 형성하는 것이 잘 알려져 있다.
이때, 피 가공소재인 필름은 활 처리한 초박의 금속 소재로 이루어져 일정한 평면 유지 장력을 부여하는 것이 필수적이고, 장력이 과도하면 필름의 파단이 일어나 생산 공정의 진행이 중단되며, 장력이 부족하면 필름 가공의 정밀도(노칭 스케일)가 떨어져 불량 전극이 생산되는 문제가 있어 장력의 조절은 매우 중요한 요소로 작용한다.
종래의 전극 노칭시스템은 피딩 롤러와 댄서, 리와인더부의 구동력에만 의존하여 전극필름을 이송하므로 전체적인 장력 유지가 곤란하여 전극필름의 이송 속도가 느리게 세팅할 수밖에 없고, 장력의 잦은 변화를 적기에 되돌리지 못하므로 전극필름을 정확한 공정 위치로 이송하지 못하는 경우가 발생하여 노칭 가공 정밀도가 저하되는 등의 문제가 있다.
동시에 되감는 리와인더부 구동으로 필름을 당겨 되감으며 노칭 가공을 이룰 때 필름을 풀어 공급하는 언와인더부와는 상호 연계 구동 없이 댐퍼 등의 부속 장치에 의해 필름의 늘어짐을 제어하는 장치 구성을 이룸으로 댐퍼의 저항과 복귀 관성에 따라 필름에 장력은 일정하지 못하고 결과적으로 가공 정밀도가 떨어져 불량 발생이 증가하고, 따라서 가공 속도를 증가시키는데 한계가 있다.
이차 전지용 필름의 노칭 가공은 일정 피치 필름을 이송하고 프레스로 노칭 가공을 이룬 후 다시 일정 피치 필름을 이송하는 공정이 무한 반복적으로 일어나며 그 피치의 설정은 소망의 제품에 따라 변경된다.
상기와 같은 특성에 의해 빠른 가공을 이루는 경우 필름의 파단이 초래되는 문제가 있어 생산성을 향상시키는데 제약이 발생하고, 언와인더부와 피치 이송이 불균형을 이루는 경우 필름의 장력이 줄어 이완되므로 불량 제품이 양산되는 문제가 발생된다.
이러한 리와인더부의 되감기 구동력으로 필름을 이송하는 장치의 문제를 일부 개선하기 위해 종래에도 다양한 시도가 있었다.
대한민국 특허 등록 제1326628호(신규한 노칭장치 및 이를 사용하여 생산되는 이차전지), 제1342711호(이차 전지의 전극 노칭장치)와 같이 노칭 프레스 장치의 후단에 필름 공급 방향과 동일한 방향으로 선형 왕복동하며 노칭 가공 피치만큼 필름을 당겨 이송하며, 이러한 이송 그리퍼를 동 축 상에 복수로 형성하여 상호 교번적으로 구동하여 가공 시간을 단축하고 정확한 피치 이송을 구현하고자 이루어진 기술이 알려져있다.
그러나 이러한 종래 기술에 의하더라도 장력을 크게 형성하여 빠른 이송을 하는 경우 파단의 우려는 여전하고, 장력을 작게 형성하는 경우 필름 이완으로 불량 발생의 문제는 상존하므로 여전히 일정한 생산 스피드를 초과할 수는 없고, 동시에 필름 이송에 필요한 부가적인 장력 장치들을 구성하여야 하므로 장치 구성이 복잡해지는 문제가 발생한다.
또한, 장력을 일정하게 유지하기 위해 언와인더부와 노칭 가공부 사이, 리와인더부와 노칭 가공부 사이에 각각 댄서를 구성하고 있다.
장력을 조절하는 댄서(댐퍼)는 에어 실린더, 포텐샤 미터(Potentiometer)로 이루어져 있으며 포텐샤 미터의 변위 검출에 따라 언와이더(또는 리와인더) 구동용 서보모터를 가감속 제어하고 서술한 서보모터의 가감속에 따라 필름 풀기(또는 감기)량을 변경시켜 필름의 장력을 유지하는 댄서 롤러로 이루어지는데 이러한 스윙 구조의 장력 조절은 스윙하는 댄서의 관성과 댄서 자중, 스윙을 억제하는 반작용 힘 등에 의해 즉각적인 반응이 불가하거나 역작용 힘이 크게 작용하는 경우가 빈발하여 가공 스피드를 높게 하는 경우에는 댄서에 의한 필름 파단 또는 필름의 이완을 즉각적으로 수정하지 못하게 된다.
이를 도식화하면 도 1 도시와 같이 장력의 기준값(최적의 평탄 장력) 기준으로 필름 공급량이 증가하거나 감소하면서 장력 변위가 발생하고, 결과적으로는 필름의 장력을 일정하게 유지하기에는 장력의 기준값에 비교하여 볼 때 정, 부(+,-)로 변위 하는 장력 변위가 매우 커짐을 피할 수 없고, 장력 변위가 커짐에 따라 필름이 파단되거나 또는 필름이 이완되어 가공 정밀도 저하에 따른 불량 발생을 높이는 문제가 있다(이하, 제1 문제점이라 한다).
한편, 노칭 가공부를 통과하는 피 가공소재인 필름의 이송량을 제어하는 피딩 롤러는 그 구동을 이루는 서보모터에 의해 제어되도록 이루어져 있다.
이를 도식화한 도 2를 참조하여 설명하면 상기 피딩 롤러 구동용 서보모터는 그 자체적으로는 정밀한 속도 제어가 가능하다고 할 수 있으나 서보 모터의 회전력은 다수의 감속 기어군을 통하여 피딩 롤러를 구동하도록 이루어지고 이러한 기어군은 속도 제어의 변화 시기, 예를 들어 정속 구동중 감속, 감속 후 다시 정속 구동이 이루어지는 경우 서보 모터 측 구동에 비해 피딩 롤러 측 구동은 관성의 영향과 기어군의 백래시(Backlash)로 인해 필름의 이송 편차를 발생하게 하는 문제가 있다.
피딩 롤러의 가, 감속 제어는 노칭 시스템 운전 중 여러 센서와 조작자의 정지와 재가동 등 다양한 요소들에 의해 빈발하며 미세한 필름 이송 편차와 이 편차들의 누적에 의해 희망하는 제품 스펙(규격)을 맞추기 어려워 가공 정밀도 저하에 따른 불량 발생을 높이는 문제가 있다(이하, 제2 문제점이라 한다).
KR 10-1326628 B1 KR 10-0550243 B1 KR 10-1342711 B1 KR 10-1341988 B1 KR 10-1328020 B1 KR 10-1575152 B1 KR 10-1759570 B1 KR 10-1700113 B1
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 여러 문제점을 감안하여 이를 개선하기 위해 안출된 것으로 다음과 같은 과제를 해결하고자 이루어진다.
본 발명은 초박 전극 필름을 롤 투 롤 가공함에 있어 피 가공소재인 필름에 일정한 장력을 유지하게 하고, 장력의 변경이 요구되는 시점에 즉각적으로 장력 변화를 이루게 하여 필름의 파단 또는 이완에 따른 가공 불량을 방지할 수 있도록 이루어진 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 피 가공소재인 필름을 이송 제어하는 피딩 롤러와 피딩 롤러의 구동원인 서보 모터 사이에 개재된 감속 기어의 다수 감속 기어군에 상존하는 기계적 백래시에 의해 서보 모터 가, 감속 전환시 발생하는 피딩 롤러의 이송 편차의 발생을 방지할 수 있도록 이루어진 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 노칭 가공부 전, 후 단에서 필름 이송시 발생하는 제1, 2 문제점에 의한 가공 정밀도 저하를 방지하도록 이루어진 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 이루어지는 본 발명은 피 가공소재인 필름을 롤 형태로 장착하여 풀어 공급하는 언와인더부와, 이송되는 필름의 일정 피치마다 전극 패턴을 노칭 가공하는 노칭 가공부와, 가공된 필름을 롤 형태로 다시 감기 위한 리와인더부를 포함하여 이루어지는 노칭 시스템에 있어서, 노칭 가공부 전, 후단에 위치하며 공급 필름의 장력을 유지하는 댄서의 장력 변위에 대해 대응에 민감하게 반응하고 즉각적으로 대응 가능하도록 종래 댄서 샤프트를 일단으로 연장하여 연장 샤프트에 토크 센서와 댄서 샤프트 구동용 서보 모터를 커플링으로 결합하여 이루므로 포텐샤 미터의 장력 변위 검출에 따른 언와인더의 필름 공급량 가감속 제어에 더 추가하여 필름 장력의 기준값과 비교할 때 장력 변화시 일어나는 댄서 샤프트의 정, 부(+, -) 회전량을 검출하는 토크 센서 검출값에 의해 댄서 샤프트 구동용 서보 모터를 구동케 제어 연결하여 미세 변위량에 대해서 검출 가능하고 또한 미세하게 역 변이케 하므로 정, 부 변위량을 장력 기준값 범위 내로 신속하게 조정하도록 이루어지는 것에 의한다.
또한, 본 발명은 피 가공소재인 필름을 롤 형태로 장착하여 풀어 공급하는 언와인더부와, 이송되는 필름의 일정 피치마다 전극 패턴을 노칭 가공하는 노칭 가공부와, 가공된 필름을 롤 형태로 다시 감기 위한 리와인더부를 포함하여 이루어지는 노칭 시스템에 있어서, 노칭 가공부 후단에 위치하며 필름의 이송량을 직접 제어하는 피딩 롤러와 피딩 롤러를 구동용 서보 모터와 기어군을 내장한 감속기로 이루어지되 기어군의 백래시에 의해 피딩 롤러의 관성 회전과 지연 회전을 방지하는 저지 수단을 더 포함하여 이루어지는 것에 의한다.
상기 저지 수단은 적어도 일방향 구동하는 피딩 롤러에 대하여 역방향의 부하(제동력 또는 역회전 토오크)를 제공하도록 이루어질 수 있다.
상기 저지 수단은 제동력 조절이 가능한 파우더 브레이크, 피딩 롤러 회전 방향에 역방향으로 회전력을 제공하는 토크 모터 또는 발전 제동을 이루는 발전기 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며 이 역방향의 부하는 순 방향의 피딩 롤러 회전력과 비교하여 매우 작게 설계한다.
여기서 매우 작게라 함은 적어도 피딩 롤러용 서보 모터와 피딩 롤러 축 사이에 개재된 감속기의 백래시를 제거하는 정도로 감속기의 각 기어군이 피딩 롤러의 순 방향 회전 위치에 맞닿아 유지될 수 있는 정도로 부여하면 충분하다.
과도하면 순 방향 회전 구동에 손실을 발생하고 부족하면 백래시 보상이 어렵기 때문이다.
이상의 본 발명에 의하면 초박 전극 필름을 롤 투 롤 가공함에 있어 피 가공소재인 필름에 일정한 장력을 유지하게 하고, 장력의 변화(정, 부의 값)가 검출되는 즉시 즉각적으로 장력 기준값 내로 변화를 이루게 하여 필름의 파단 또는 이완에 따른 가공 불량을 방지할 수 있는 효과가 있고, 피 가공소재인 필름을 이송 제어하는 피딩 롤러와 피딩 롤러의 구동원인 서보 모터 사이에 개재된 감속 기어의 다수 감속 기어군에 상존하는 기계적 백래시에 의해 서보 모터 가, 감속 전환시 발생하는 피딩 롤러의 과이송과 지연 이송으로 인한 이송 편차의 발생을 방지할 수 있으며, 노칭 가공부 전, 후 단에서 필름 이송시 발생하는 제1, 2 문제점에 의한 가공 정밀도 저하를 방지하므로 가공 정밀도를 저해하는 요소 중 하나의 원인이 되는 과제를 해결하는 효과를 갖는 매우 유익한 발명이다.
도 1은 종래 댄서에 의한 장력 변화를 도식화한 장력 조절 그래프.
도 2는 종래 피딩 롤러 어셈블리의 백래쉬 오차를 표현한 요부 설명도.
도 3은 본 발명이 적용된 노칭 시스템을 도시한 전체적인 외형도.
도 4a, 4b는 본 발명이 적용된 댄서 어셈블리를 도시한 사시도 및 일부 단면 상태의 정면 구성도.
도 5는 본 발명이 적용된 댄서에 의한 장력 변화를 도식화한 장력 조절 그래프.
도 6a, 6b는 본 발명이 적용된 피딩 롤러 어셈블리를 도시한 사시도 및 일부 단면 상태의 정면 구성도.
도 7은 본 발명이 적용된 피딩 롤러 어셈블리의 작동 설명도.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 기술 구성에 대하여 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명이 적용된 노칭 시스템을 도시한 전체적인 외형도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 노칭 시스템은 롤 형태로 감겨 있는 필름을 풀어주는 언 와인더부(1)와, 프레스 기계를 이용하여 필름을 전극 형태로 전단 가공해주는 노칭 가공부(2), 가공된 전극의 양, 부를 검사하는 비전검사부(3)와, 가공된 전극을 롤 형태로 다시 감아주는 리 와인더부(4)와, 노칭 가공부 전단과 후단에 각각 댄서(5, 6)를 구성하고 노칭 가공부 후단에 필름을 일정하게 이송하기 위해 서보모터 구동을 이루는 피딩 롤러 어셈블리(7)를 포함하여 이루어진다.
이하 설명에서 동일한 기능의 구성요소는 종래 기술의 부호와 본 발명의 부호를 공통으로 기재한다.
상기 댄서는 댄서의 기준값 위치(설정한 필름 장력의 기준값)를 설정하고, 기준값 벗어나는 장력 변위를 검출하여 와인더부(1 또는 4)의 필름 풀기(또는 필름 감기)량을 가감속 제어하도록 신호를 제공하는 포텐샤 미터(F)와 포텐샤 미터를 기준값 위치로 되돌리도록 필름 풀기(또는 감기)량을 조절하는 와인더 모터(미 도시)가 공지되어 있다.
본 발명은 상기 와인더 모터의 가감속 신호를 제공하는 포텐샤 미터(F)와 별개로 상기 댄서가 기준값 위치로부터 정, 부(+, -)위치로의 변위를 검출하는 토크센서(TS)를 구성하고, 토크 센서(TS) 변위값을 기준값과 비교 연산하여 변위의 역방향으로 댄서를 구동하는 서보 모터(51)를 더 구성하여 이루어진다.
상세하게는 도 4 도시와 같이 본 발명에 따른 댄서(5, 6)는 댄서 샤프트(52) 일단을 연장하여 샤프트 연장부분에 토크 센서(TS)와 댄서 샤프트 구동용 서보 모터(51)를 커플링(53, 54)으로 결합하여 이루어진다.
따라서 언와인딩 또는 리와인딩을 이루는 과정에서 필름의 장력이 최적의 기준값 장력을 벗어나 필름이 이완되거나 또는 필름에 과도한 장력이 가해지는 경우 기존에는 포텐샤 미터(TS)의 장력 변위 검출에 따른 언와인더(또는 리와인더)의 필름 공급(권취)량 가감속 제어로만 국한하여 장력 조절을 이루고 이 장력 변위는 단순히 포텐샤 미터(TS)의 변위 검출량에 의존하여 도 1 그래프와 같이 필름의 장력 변위 진폭이 커질 수 밖에 없었다.
그러나 본 발명에 따른 댄서를 추가하면 필름의 장력 변화시 댄서롤러(55)는 댄서 샤프트를 중심점으로 스윙하고 이 스윙에 따라 댄서 샤프트(52) 연장부에 결합한 토크 센서(TS)는 댄서 샤프트의 정, 부(+, -) 회전량을 검출하고 검출값에 의해 댄서 샤프트 구동용 서보 모터를 구동케 작용하여 토크 센서에 의한 미세 변위량 검출 가능하고, 또한 전용의 서보 모터(51) 구동으로 미세하게 역 변이케 하므로 정, 부 변위량을 장력 기준값 범위내로 신속하게 조정하도록 이루어지는 것에 의한다.
상기와 같은 작용으로 필름 장력은 기준값 범위 내로 신속하게 복귀되므로 장력을 균일하게 유지하도록 작용한다.
이는 기존 언 와인딩(또는 리와인딩) 구동 모터에 의한 필름 풀기(감기) 조절로만 장력을 유지하는 것에 더하여 댄서를 구동하는 전용의 서보 모터를 구성하므로 가능하게 되었으며 도 5 도시와 같이 장력 변위 초기에 즉각적인 조절이 가능하게 됨을 알 수 있다.
한편, 본 발명은 장력 조절을 이루는 필름의 이송량을 결정하는 피딩 롤러를 개선하므로 가공 정밀도를 대폭 향상시키도록 이루어져 있다.
본 발명이 적용된 피딩 롤러 어셈블리를 도시한 구성도를 살펴보면, 노칭 시스템에 있어 노칭 가공부 후단에 위치하며 필름의 이송량을 직접 제어하는 피딩 롤러와 피딩 롤러 구동용 서보 모터와 피딩 롤러와 피딩 롤러 구동용 서보 모터 사이에 다수의 기어군을 내장한 감속기로 이루어지고 기어군의 백래시에 의해 피딩 롤러의 관성 회전과 지연 회전을 방지하는 저지 수단을 더 포함하여 이루어진다.
상기 저지 수단은 적어도 일방향 구동하는 피딩 롤러에 대하여 역방향의 부하(제동력 또는 역회전 토오크)를 제공하도록 이루어질 수 있다.
구체적인 실시 예로써 도 6을 참조하여 살펴본다.
피딩 롤러 어셈블리(7)는 피딩롤러 구동용 서보모터(61), 다수의 기어군을 내장한 감속기(62), 피딩롤러(63) 일단의 롤러 축(64)에 상기 감속기(62) 축을 커플링(65)으로 축 결합하여 이루어지되, 상기 롤러 축(64)에 타이밍 풀리(66a)를 체결하고 본체(8)에 고정한 파우더 브레이크(67) 축에 타이밍 풀리(66b)를 결합하여 플리 사이를 타이밍 벨트(68)로 연결하여 이루어진다.
파우더 브레이크는 일방향 회전하는 피딩 롤러(63)에 대하여 제동력을 가해주는 것으로 파우더 브레이크 특성상 브레이크의 제동력을 조절 세팅할 수 있어 유용하게 선택 적용될 수 있다.
상기와 같이 이루어지는 저지 수단인 파우더 브레이크(67)는 도 7 도시와 같이 피딩 롤러 어셈블리(7)의 구동이 감속, 재 가속, 정지 등 다양한 상황에서 유발되는 감속기(63)의 백래쉬 유발에 따른 피딩 롤러(63)의 관성회전, 재 가속시 지연 회전에 따르는 피딩 오차를 배제하는 작용을 이룬다.
피딩 롤러 어셈블리(7)의 구동이 감속, 재 가속, 정지 등의 상황은 오퍼레이터에 의한 경우, 노칭 시스템 자체적인 제어에 의한 경우 및 외부적인 요인 등 여러 상황에서 발생될 수 있다.
상기와 같은 내, 외부적 상황이 유발되면 미세한 피딩 오차는 누적되어 양품으로 사용할 수 없는 문제가 발생된다.
본 발명의 저지 수단인 파우더 브레이크(67)는 항시 피딩 롤러(63)에 대해 제동력을 가하고 있는데 이는 도 7 도시와 같이 피딩 방향으로 구동하는 감속기(62)는 서보 모터(61) 측 기어(감속기 기준 입력측 기어; 621)와 피딩 롤러(63) 측 기어(감속기 기준 출력측 기어; 623) 사이에는 다수의 감속 기어군이 존재하는데 단순화하여 설명하면 서보 모터(61) 측 기어와 피딩 롤러(63) 측 기어가 상시 피딩 방향으로 접하는 상태를 조성하게된다.
즉, 정상 피딩 상태에서 보면 입력측 기어(621)와 출력측 기어(623)가 피딩 방향으로 항시 밀접 상태를 유지하도록 피딩 역방향으로 저지 수단인 파우더 브레이크(67)의 제동력이 작용한다.
상기 파우더 브레이크(67)의 제동력이 가해지는 상태에서 피딩이 이루어지며 피딩 롤러 구동용 서보모터(61)가 정지하면 종래에는 백래쉬 간극만큼 피딩 롤러(63)는 관성 회전을 이루게 되지만 본 발명에 의하면 피딩 방향에 대해 역방향으로 제동을 가하고 있으므로 피딩 롤러 구동용 서보모터(61)가 정지하는 때에도 제동력 작용하고 있음에 의해 백래쉬 구간에서 관성 회전에 의한 피딩 오차를 방지하는 작용을 이룬다.
결과적으로 감속기에 의한 백래쉬를 배제하도록 입력측 기어(621)와 출력측 기어(623)를 피딩 방향으로 상시 접촉하는 상태를 유지하게 하는 것이다.
상기와 같은 저지 수단은 피딩 방향에 대해 일정 제동력을 가하는 것이면 다양하게 적용할 수 있다.
예를 들면 피딩 방향에 역방향으로 회전력을 부여하는 토크 모터 또는 발전 제동 방식을 적용할 수도 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면 고속으로 구동하는 노칭 시스템에 있어 피딩의 정밀도를 향상시켜 불량품 양산을 배제하는데 매우 유용한 발명인 것이다.
1: 언 와인더 2: 노칭 가공부
4: 리 와인더 5, 6: 댄서
7: 피딩 롤러 어셈블리 8: 본체
51, 61: 서보 모터 52: 댄서 샤프트
53, 54, 65: 커플링 55: 댄서롤러
62: 감속기 63: 피딩 롤러
64: 롤러 축 66a, 66b: 타이밍 풀리
67: 파우더 브레이크 68: 타이밍 벨트
F: 포텐샤 미터 TS: 토크 센서

Claims (5)

  1. 롤 필름을 풀어주는 언 와인더부(1)와, 프레스 기계를 이용하여 필름을 전극 형태로 전단 가공해주는 노칭 가공부(2), 가공된 전극의 양, 부를 검사하는 비전검사부(3)와, 가공된 전극을 롤 형태로 다시 감아주는 리 와인더부(4)와, 노칭 가공부 전단과 후단에 각각 댄서(5, 6)를 구성하고 노칭 가공부 후단에 위치하며 필름을 일정하게 이송하는 피딩 롤러 어셈블리(7)를 포함하여 이루어지며, 댄서의 기준값 위치(필름 장력 기준값)를 설정하고, 기준값을 벗어나는 장력 변위를 검출하여 와인더부(1 또는 4)의 필름 풀기(또는 필름 감기)량을 가감속 제어하도록 신호를 제공하는 포텐샤 미터(F)와 포텐샤 미터를 기준값 위치로 되돌리도록 필름 풀기(또는 감기)량을 조절하 와인더 모터를 포함하는 노칭 시스템에 있어,
    상기 와인더 모터의 가감속 신호를 제공하는 포텐샤 미터(F)와 별개로 상기 댄서가 기준값 위치로부터 정, 부(+, -)위치로의 변위를 검출하는 토크센서(TS)를 구성하고, 토크 센서(TS) 변위값을 상기 장력 기준값과 비교 연산하여 변위의 역방향으로 댄서를 구동하는 서보 모터(51)를 더 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 댄서(5, 6)는 댄서 샤프트(52) 일단을 연장하여 샤프트 연장부분에 토크 센서(TS)와 댄서 샤프트 구동용 서보 모터(51)를 커플링(53, 54)으로 결합하여 필름의 장력 변화시 댄서롤러(55)는 댄서 샤프트를 중심점으로 스윙하고 이 스윙에 따라 댄서 샤프트(52) 연장부에 결합한 토크 센서(TS)는 댄서 샤프트의 정, 부(+, -) 회전량을 검출하고, 검출값에 의해 댄서 샤프트 구동용 서보 모터(51) 구동으로 미세하게 역 변이케 하므로 정, 부 변위량을 장력 기준값 범위내로 조정하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템.
  3. 롤 필름을 풀어주는 언 와인더부(1)와, 프레스 기계를 이용하여 필름을 전극 형태로 전단 가공해주는 노칭 가공부(2), 가공된 전극의 양, 부를 검사하는 비전검사부(3)와, 가공된 전극을 롤 형태로 다시 감아주는 리 와인더부(4)와, 노칭 가공부 전단과 후단에 각각 댄서(5, 6)를 구성하고 노칭 가공부 후단에 위치하며 필름을 일정하게 이송하는 피딩 롤러 어셈블리(7)를 포함하여 이루어지는 노칭 시스템에 있어,
    노칭 가공부 후단에 위치하며 필름의 이송량을 직접 제어하는 피딩 롤러와 피딩 롤러 구동용 서보 모터와 피딩 롤러와 피딩 롤러 구동용 서보 모터 사이에 다수의 기어군을 내장한 감속기로 이루어지고 기어군의 백래시에 의해 피딩 롤러의 관성 회전과 지연 회전을 방지하는 저지 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 저지 수단은 적어도 일방향 구동하는 피딩 롤러에 대하여 역방향의 부하, 제동력 또는 역회전 토크를 가하는 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 피딩 롤러 어셈블리(7)는 피딩롤러 구동용 서보모터(61), 다수의 기어군을 내장한 감속기(62), 피딩롤러(63) 일단의 롤러 축(64)에 상기 감속기(62) 축을 커플링(65)으로 축 결합하여 이루어지되, 상기 롤러 축(64)에 타이밍 풀리(66a)를 체결하고 본체(8)에 고정한 파우더 브레이크(67) 축에 타이밍 풀리(66b)를 결합하여 풀리 사이를 타이밍 벨트(68)로 연결하여 일방향 회전하는 피딩 롤러(63)에 대하여 제동력을 가하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공 정밀도 향상을 위한 노칭 시스템.
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