KR20210106280A - Electrode fabricating device - Google Patents

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KR20210106280A
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Abstract

The present invention relates to an electrode fabricating device which enables accurate cutting of an electrode film on which a camber is generated by inputting an electrode film on which a camber is generated into a notching process, checking a level of the camber by a camera, and making the same position irradiated with laser by moving the laser according to the camber value.

Description

전극제조장치{ELECTRODE FABRICATING DEVICE}Electrode manufacturing device {ELECTRODE FABRICATING DEVICE}

본 발명은 전극제조장치에 관한 것으로 특히, 캔버가 발생된 전극필름을 노칭공정에 투입한 후 카메라에 의해 캔버의 수준을 확인하고, 캔버 값에 따라 레이저를 이동시켜 동일한 위치에 레이저가 조사되도록 함으로써 캔버가 발생된 전극필름의 정확한 절단이 가능하도록 한 전극제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode manufacturing apparatus. In particular, after putting an electrode film in which the canvas has been generated into a notching process, the level of the canvas is checked by a camera, and the laser is moved according to the value of the canvas so that the laser is irradiated to the same position. It relates to an electrode manufacturing apparatus capable of accurately cutting an electrode film in which a canvas is generated.

이차전지는 분리막에 의해 절연된 양극과 음극 사이에 투입되는 전해질의 이온이 양극과 음극 사이를 이동하도록 함으로써 충전과 방전이 이루어진다. 이러한 이차전지의 양극 및 음극에 사용되는 전극은 전극을 구성하는 전극체와 전극체 상에 도포된 전극 활물질을 포함하여 구성된다. 전극체는 일반적으로 알루미늄(Al), 구리(Cu)와 같은 전도성이 우수한 금속을 시트(Sheet), 박판(Thin plate), 포일(Foil) 형태로 가공한 것일 수 있다.In a secondary battery, charging and discharging are performed by allowing ions of the electrolyte injected between the positive and negative electrodes insulated by the separator to move between the positive and negative electrodes. The electrodes used for the positive and negative electrodes of such secondary batteries include an electrode body constituting the electrode and an electrode active material coated on the electrode body. In general, the electrode body may be processed in the form of a sheet, a thin plate, or a foil of a metal having excellent conductivity, such as aluminum (Al) or copper (Cu).

전극조립체를 형성하기 위한 전극필름은 일부분에 활물질이 도포되고, 나머지 부분에서는 전극체를 노출시킨 형태로 제조된다. 이 전극체가 노출된 노출부는 전극조립체(양극, 음극 및 세퍼레이트)의 구성시 양극과 음극을 외부와 연결하기 위한 전극단자의 역할을 하도록 가공된다. 이러한 전극필름은 절삭 과정을 거쳐 양극 및 음극의 단자부가 형성됨과 아울러, 전극조립체의 크기에 적합한 길이로 절단되어 분할된다.The electrode film for forming the electrode assembly is manufactured in a form in which an active material is applied to a portion and the electrode body is exposed in the remaining portion. The exposed portion of the electrode body is processed to serve as an electrode terminal for connecting the positive electrode and the negative electrode to the outside when constructing the electrode assembly (positive electrode, negative electrode, and separate). The electrode film is cut and divided to a length suitable for the size of the electrode assembly as well as the terminal portions of the positive electrode and the negative electrode are formed through a cutting process.

이를 위해 노칭장치가 이용된다. 노칭장치는 전극필름을 절삭하여 단자부를 형성하는 장치이며, 전극필름의 노출부와 활물질이 도포된 부분 일부를 프레스나 레이저를 이용하여 절삭하는 장치이다.For this purpose, a notching device is used. The notching device is a device for forming a terminal part by cutting an electrode film, and is a device for cutting the exposed part of the electrode film and a part of the part coated with the active material using a press or a laser.

이러한 노칭작업에 있어서, 전극필름의 두께와 재질로 인해 노칭 실패가 빈번하게 발생되고 있다. 특히 레이저를 이용한 노칭에서 복수의 레이저가 정확한 위치에 조사되어야 하지만, 전극필름의 캔버(또는 휨)으로 인해 복수의 레이저가 서로 다른 위치에 조사되는 문제점이 발생한다. 때문에, 캔버가 발생된 전극필름을 노칭하는 경우 정확한 위치를 절삭할 수 있도록 하는 방법의 개발이 필요한 실정이다.In such a notching operation, notching failure occurs frequently due to the thickness and material of the electrode film. In particular, in notching using a laser, a plurality of lasers must be irradiated to an accurate position, but there is a problem in that a plurality of lasers are irradiated to different positions due to the canber (or bending) of the electrode film. Therefore, it is necessary to develop a method for cutting an electrode film in which the canvas is generated at an accurate position when notching the electrode film.

대한민국 등록특허 10-1958881호(등록일 2019.03.11.) 이차전지 전극 노칭 시스템Republic of Korea Patent Registration No. 10-1958881 (Registration date: March 11, 2019) Secondary battery electrode notching system

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 캔버가 발생된 전극필름을 노칭공정에 투입한 후 카메라에 의해 캔버의 수준을 확인하고, 캔버 값에 따라 레이저를 이동시켜 동일한 위치에 레이저가 조사되도록 함으로써 캔버가 발생된 전극필름의 정확한 절단이 가능하도록 한 전극제조장치를 제공하는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to solve the above problems, after putting the electrode film in which the canvas has been generated into the notching process, check the level of the canvas by the camera, and move the laser according to the value of the canvas to the same position. To provide an electrode manufacturing apparatus capable of accurately cutting an electrode film on which a canvas is generated by irradiating a laser.

본 발명에 따른 전극제조장치는 박판으로 형성되는 전극체, 상기 전극체의 면에 상기 전극체의 일부가 일측으로 노출되는 노출부를 형성하도록 도포되는 활물질을 포함하는 전극필름; 상기 전극필름이 공급되는 공급부, 상기 전극필름이 회수되는 회수부 및 상기 공급부와 상기 회수부 사이에서 상기 전극필름을 지지하는 가공부; 상기 가공부에 의해 상기 전극필름이 이송되는 경로 상에 배치되고, 상기 전극필름을 절삭하여 전극단자를 형성하는 레이저; 상기 경로에 설치되어 상기 활물질과 상기 노출부의 경계인 어깨선을 촬영하는 카메라; 촬영된 상기 어깨선의 위치를 분석하여 레이저의 위치 또는 초점의 이동값을 결정하는 제어부; 및 상기 이동값에 의해 상기 레이저를 이동시키는 레이저구동부;를 포함한다.An electrode manufacturing apparatus according to the present invention includes an electrode body formed of a thin plate, an electrode film including an active material applied to a surface of the electrode body to form an exposed portion in which a part of the electrode body is exposed to one side; a supply unit to which the electrode film is supplied, a recovery unit from which the electrode film is recovered, and a processing unit for supporting the electrode film between the supply unit and the recovery unit; a laser disposed on a path through which the electrode film is transported by the processing unit and forming an electrode terminal by cutting the electrode film; a camera installed on the path to photograph a shoulder line that is a boundary between the active material and the exposed portion; a control unit that analyzes the photographed position of the shoulder line and determines the position of the laser or the movement value of the focus; and a laser driving unit for moving the laser according to the movement value.

본 발명에 따른 전극제조장치는 캔버가 발생된 전극필름을 노칭공정에 투입한 후 카메라에 의해 캔버의 수준을 확인하고, 캔버 값에 따라 레이저를 이동시켜 동일한 위치에 레이저가 조사되도록 함으로써 캔버가 발생된 전극필름을 정확히 절단하는 것이 가능해진다.In the electrode manufacturing apparatus according to the present invention, after putting the electrode film on which the canvas has been generated into the notching process, the level of the canvas is checked by the camera, and the laser is moved according to the value of the canvas so that the laser is irradiated to the same location, thereby generating the can. It becomes possible to accurately cut the electrode film.

도 1은 본 발명에 따른 전극제조장치의 구성을 개략적으로 도시한 예시도.
도 2는 정상상태의 전극필름과 캔버가 발생된 전극필름을 도시한 예시도.
도 3은 캔버가 발생된 전극필름의 절삭실패를 설명하기 위한 예시도.1 is an exemplary view schematically showing the configuration of an electrode manufacturing apparatus according to the present invention.
2 is an exemplary view showing an electrode film in a normal state and an electrode film in which a canvas is generated.
3 is an exemplary view for explaining the cutting failure of the electrode film in which the canvas is generated.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described so that those of ordinary skill in the art can easily implement them with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, it should be noted that the same reference numbers are used as much as possible when indicating the same configuration in other drawings. In addition, in the description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or a known configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, certain features presented in the drawings are enlarged, reduced, or simplified for ease of description, and the drawings and components thereof are not necessarily drawn to scale. However, those skilled in the art will readily appreciate these details.

도 1은 본 발명에 따른 전극제조장치의 구성을 개략적으로 도시한 예시도이다.1 is an exemplary diagram schematically illustrating the configuration of an electrode manufacturing apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 가공부(20), 카메라(40: 41, 43), 레이저(30: 31, 32, 33), 레이저 구동부(37: 37a, 37b) 및 제어부(50)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1 , a configuration including a processing unit 20 , a camera 40 : 41 , 43 , a laser 30 : 31 , 32 , 33 , a laser driving unit 37 : 37a , 37b , and a control unit 50 . do.

가공부(20)는 전극필름(1)의 이송 및 가공이 이루어어지도록 지지하는 역할을 한다. 이를 위해 가공부(20)는 구체적으로 도시되지 않은 공급부(R1)와 회수부(R2), 공급부(R1)와 회수부(R2) 사이에서 전극필름(1)을 안내 및 지지하는 다수의 롤러(또는 휠, 21, 22)를 포함하여 구성될 수 있다.The processing unit 20 serves to support the transfer and processing of the electrode film 1 . To this end, the processing unit 20 includes a plurality of rollers ( Or it may be configured to include a wheel, 21, 22).

이러한 가공부(20)는 공급부(R1)와 회수부(R2)에 의해 연속적으로 공급되는 필름이 가공위치를 정확하게 이동할 수 있도록 하는 역할을 한다. 여기서, 가공부(20)는 전극필름(1)이 가공위치에 일시적으로 멈추도록 단속적인 형태로 공급/회수 될 수도 있으나, 본 발명에서는 레이저의 출력에 따라 미리 정해진 속도로 연속적으로 이동하는 경우를 예로 들어 설명을 진행하기로 한다.The processing unit 20 serves to allow the film continuously supplied by the supply unit R1 and the recovery unit R2 to accurately move the processing position. Here, the processing unit 20 may be supplied/recovered in an intermittent form so that the electrode film 1 temporarily stops at the processing position, but in the present invention, the case where it continuously moves at a predetermined speed according to the output of the laser Let's take an example to explain.

가공부(20)에 마련되는 공급부(R1)와 회수부(R2)는 롤(또는 휠) 형태로 구성되어, 전극필름이 권취되도록 구성되고, 이 롤을 회전시키기 위한 구동부가 마련될 수 있다. 이 공급부(R1)와 회수부(R2) 사이에 노칭을 위한 레이저 장치가 위치하여 전극필름(20)의 절삭 가공이 이루어지게 된다. 참조도면 및 상세한 설명에서는 본 발명의 기술사상을 설명함에 있어서 반드시 필요한 구성만을 설명하고, 실제 공정장치의 구성에서 추가적으로 구성되는 구성에 대해서는 설명 및 도면에의 표시를 생략하기로 한다.The supply unit R1 and the recovery unit R2 provided in the processing unit 20 are configured in the form of a roll (or wheel), so that the electrode film is wound, and a driving unit for rotating the roll may be provided. A laser device for notching is positioned between the supply unit R1 and the recovery unit R2 to perform cutting of the electrode film 20 . In the reference drawings and detailed description, only the essential components are described in describing the technical idea of the present invention, and descriptions and indications on the drawings are omitted for the components additionally configured in the actual process apparatus configuration.

레이저(30)는 전극필름(20)의 절삭을 위한 레이저를 전극필름(20)의 표면에 조사한다. 이 레이저(30)는 도시된 바와 같이 복수의 레이저(30: 31, 33, 35)로 구성될 수 있다. 구체적으로 복수의 레이저(30)는 상대적으로 낮은 에너지 밀도의 레이저와 높은 에너지 밀도의 레이저를 혼합하여 구성될 수도 있고, 동일한 에너지 밀도의 레이저가 복수로 구성될 수도 있다. 이러한 레이저(30)는 복수로 구성되어 전극필름(1)의 전후면에 도포되는 활물질을 절삭하고, 활물질이 절삭된 부분의 금속포일을 절삭하도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 레이저(30)는 하나의 고출력 레이저를 이용하는 경우에 발생될 수 있는 절삭품질 저하, 절삭시 발생되는 과도한 파티클의 생성을 억제하는 것이 가능해진다.The laser 30 irradiates a laser for cutting the electrode film 20 to the surface of the electrode film 20 . This laser 30 may be composed of a plurality of lasers 30: 31, 33, 35 as shown. Specifically, the plurality of lasers 30 may be configured by mixing a laser having a relatively low energy density and a laser having a high energy density, or a plurality of lasers having the same energy density may be configured. The laser 30 may be configured in plurality to cut the active material applied to the front and rear surfaces of the electrode film 1 , and to cut the metal foil in the portion where the active material is cut. Through this, the laser 30 makes it possible to suppress the reduction in cutting quality that may occur when using one high-power laser and the generation of excessive particles generated during cutting.

이를 위해 본 발명에서는 전극필름(1)의 절삭위치에 존재하는 전면의 활물질(3)과 후면의 활물질(3)을 제거하기 위한 IR(적외선) 레이저(31, 33)과, 활물질이 제거된 전극체를 절삭하기 위한 그린레이저를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, IR레이저인 제1 및 제2레이저(31,33)에 의해 활물질 층을 제거하고, 활물질층이 제거된 전극면에 그린레이저인 제3레이저(35)를 조사하여 전극을 형성할 수 있다. 이러한 레이저의 구성은 일레로 제시된 것으로 이로써만 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 레이저의 수, 위치, 파장과 같은 사항들은 사용자 임의로 변경이 가능하다.To this end, in the present invention, IR (infrared) lasers 31 and 33 for removing the active material 3 on the front side and the active material 3 on the back side existing at the cutting position of the electrode film 1, and the electrode from which the active material is removed It may be configured to include a green laser for cutting the sieve. That is, the active material layer is removed by the first and second lasers 31 and 33 that are IR lasers, and the electrode surface from which the active material layer is removed is irradiated with the third laser 35 that is a green laser to form an electrode. . The configuration of such a laser is presented as an example, and the present invention is not limited thereto, and the number, position, and wavelength of the laser may be arbitrarily changed by the user.

이러한 레이저들(31 내지 35)는 도시된 바와 같이 전극 필름의 진행방향(D) 상에 순차적으로 일정간격 이격되어 배치된다. 특히, 전극필름(1)의 이송방향을 수평방향에서 수직방향으로 변경하는 제1롤러(21)와 수직방향에서 수평방향으로 변경하는 제2롤러(22) 사이에 레이저(30)가 배치될 수 있다. 이를 통해, 레이저에 의해 용융된 활물질 또는 전극체에 의해 생성되는 파티클이 전극필름(1)에 부착되는 것을 방지할 수 있게 된다.These lasers 31 to 35 are sequentially spaced apart from each other by a predetermined interval in the direction D of the electrode film as shown. In particular, the laser 30 may be disposed between the first roller 21 for changing the transfer direction of the electrode film 1 from the horizontal to the vertical and the second roller 22 for changing from the vertical to the horizontal direction. have. Through this, it is possible to prevent the active material melted by the laser or particles generated by the electrode body from adhering to the electrode film 1 .

한편, 레이저(30)에는 레이저 구동부(37)을 포함한 다수의 장치가 마련될 수 있다. 구체적으로 레이저(30)는 레이저발생부, 광학거울, 빔덤프, 빔 익스팬더 및 스캐너를 포함하여 구성될 수 있다. Meanwhile, the laser 30 may be provided with a plurality of devices including the laser driving unit 37 . Specifically, the laser 30 may include a laser generator, an optical mirror, a beam dump, a beam expander, and a scanner.

레이저 구동부(37)는 제어부(50)로부터 전달되는 위치제어신호에 따라 레이저(30)의 조사위치를 조정한다. 구체적으로 레이저 구동부(37)는 스캐너의 위치를 조절하여 스캐너를 통해 방출되는 레이저광이 전극필름(1)에 조사되는 초점의 위치를 변경할 수 있다. 이를 위해 레이저구동부(37)는 액츄에이터 또는 모터를 이용하여 구성될 수 있다. 특히, 레이저 구동부(37)는 제2레이저(33)와 제3레이저(35)에 결합되어 제2 및 제3레이저(33)의 스캐너의 위치를 조절할 수 있다. 여기서, 스캐너를 회전시켜 초점위치를 조절할 수도 있으나, 이 경우 레이저의 초점 영역이 넓어져 전극필름(1)에 전달되는 에너지 밀도가 작아질 수 있다. 때문에 스캐너의 위치를 옮기는 것이 절삭 효율을 저하시키지 않을 수 있어 더 유리하다. 다만, 이로써만 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 레이저 구동부(37)는 하기에서 설명될 광학거울의 각도, 빔덤프의 위치 및 빔 익스팬더의 위치도 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 조절여부는 스캐너의 이동 범위를 고려하여 정해질 수 있는 것으로 본 발명에서는 이를 구체적으로 한정하지 않는다. 다만, 스캐너의 위치를 이동하는 경우 레이버 빔의 경로를 조절할 필요가 발생할 수 있으며, 이에 따라 레이저를 발생 및 전달하는 각부의 조절은 당업자에 의해 용이하게 조정될 수 있는 사항으로, 본 발명의 기술사상에 포함된다.The laser driving unit 37 adjusts the irradiation position of the laser 30 according to the position control signal transmitted from the control unit 50 . Specifically, the laser driving unit 37 may adjust the position of the scanner to change the position of the focal point at which the laser light emitted through the scanner is irradiated to the electrode film 1 . For this purpose, the laser driving unit 37 may be configured using an actuator or a motor. In particular, the laser driving unit 37 is coupled to the second laser 33 and the third laser 35 to adjust the positions of the scanners of the second and third lasers 33 . Here, the focus position may be adjusted by rotating the scanner, but in this case, the focus area of the laser may be widened, and thus the energy density transferred to the electrode film 1 may be reduced. Therefore, it is more advantageous to move the position of the scanner without reducing the cutting efficiency. However, the present invention is not limited thereto. In addition, the laser driver 37 may be configured to adjust the angle of the optical mirror, the position of the beam dump, and the position of the beam expander, which will be described below. Whether to adjust such adjustment may be determined in consideration of the moving range of the scanner, and the present invention does not specifically limit it. However, when moving the position of the scanner, it may be necessary to adjust the path of the laser beam, and accordingly, the adjustment of each part that generates and transmits the laser is a matter that can be easily adjusted by those skilled in the art, according to the technical idea of the present invention. Included.

이외에 레이저발생부는 절삭을 위한 레이저를 생성하여 방출한다. 이러한 레이저발생부는 각각의 레이저(30) 별로 마련된다. In addition, the laser generator generates and emits a laser for cutting. Such a laser generating unit is provided for each laser 30 .

광학거울은 레이저발생부로부터 방출되는 레이저 빔이 스캐너에 전달되도록 레이저의 방향을 조절하기 위해 마련된다. The optical mirror is provided to adjust the direction of the laser so that the laser beam emitted from the laser generator is transmitted to the scanner.

빔덤프는 스캐너와 레이저발생부 사이에 배치되어 스캐너에 전달되는 레이저의 상태를 조절하는 역할을 한다. 즉, 빔덤프는 레이저 전달과정에서 확산되는 레이저를 제거하며, 레이저의 웜업을 위해, 구동 초기의 저출력 레이저를 한시적으로 받아들이고, 충분한 출력이 되었을 때 빔 익스팬더에 전달하는 역할을 한다. 이를 위해, 빔덤프는 레이저 수용부와 빔덤프를 냉각하기 위한 냉각장치를 포함하여 구성될 수 있다.The beam dump is disposed between the scanner and the laser generator to control the state of the laser delivered to the scanner. That is, the beam dump removes the diffused laser during the laser delivery process, temporarily accepts the low-power laser at the initial stage of operation for warm-up of the laser, and delivers it to the beam expander when sufficient output is reached. To this end, the beam dump may be configured to include a laser receiver and a cooling device for cooling the beam dump.

빔 익스팬더는 빔덤프와 스캐너 사이에 배치되어 스캐너로 전달되는 레이저의 직경을 조절한다.A beam expander is placed between the beam dump and the scanner to control the diameter of the laser delivered to the scanner.

스캐너는 빔 익스팬더를 통해 전달되는 레이저를 전극필름(1)의 지정된 위치에 조사하여 전극필름을 절삭한다. 이 스캐너는 3축(가로축, 세로축 및 이 두 축에 직각인 축)으로 이동 또는 회전 가능하게 구성된다. 아울러, 스캐너는 전술한 바와 같이 레이저 구동부에 의해 위치 이동이 이루어질 수 있다. 이 스캐너는 전극필름(1)이 수직방향으로 이송되는 수직구간에 배치되어 지면에 수평인 방향으로 레이저를 조사하도록 배치될 수 있다.The scanner cuts the electrode film by irradiating a laser transmitted through the beam expander to a designated position of the electrode film (1). This scanner is configured to be movable or rotatable in three axes (a horizontal axis, a vertical axis, and an axis perpendicular to these two axes). In addition, as described above, the scanner may be moved by the laser driving unit. This scanner may be disposed in a vertical section in which the electrode film 1 is transported in the vertical direction to irradiate the laser in a horizontal direction to the ground.

카메라(40)는 전극필름을 촬영하여 촬영영상을 제어부(50)에 전달한다. 이를 위해 카메라(40)는 에어리어 스캔 카메라(Area Scan Camera)와 같은 장치일 수 있으나, 라인 카메라와 같은 장치를 이용하는 것도 가능하다. 여기서 에어리어 스캔 카메라를 이용하는 것은 빠른 이송이 이루어지는 전극필름을 촬영할 수 있도록 하며, 공정 환경과 같은 열악한 조도에서도 선명한 영상을 얻을 수 있으며, 영상처리가 용이하기 때문이다. 때문에, 이러한 장점을 가지는 다른 장치로 대체가 가능하다. 이러한 카메라(40)는 절삭공정이 이루어지는 수직구간의 초입(I)과 절삭공정이 종료되는 수직구간의 말미(E) 또는 절삭공정 후 수평구간의 초입(E)에 설치되어 전극필름(1)을 촬영하도록 배치될 수 있다. 즉, 수직구간의 초입(I)에 제1카메라(41)가 설치되어 절삭공정에 투입되는 전극필름을 촬영하고, 절상공적의 말미(E)에 제2카메라(43)가 설치되어 절삭공정이 이루어진 전극필름을 촬영하게 된다.The camera 40 transmits the captured image to the control unit 50 by photographing the electrode film. To this end, the camera 40 may be a device such as an area scan camera, but it is also possible to use a device such as a line camera. Here, the use of an area scan camera is because it is possible to photograph an electrode film that is transported quickly, and it is possible to obtain a clear image even in poor illumination such as a process environment, and image processing is easy. Therefore, it is possible to substitute other devices having these advantages. This camera 40 is installed at the beginning (I) of the vertical section where the cutting process is performed and the end (E) of the vertical section where the cutting process is finished or the beginning (E) of the horizontal section after the cutting process to install the electrode film (1). It can be arranged to photograph. That is, the first camera 41 is installed at the beginning (I) of the vertical section to photograph the electrode film input to the cutting process, and the second camera 43 is installed at the end (E) of the cutting process to prevent the cutting process. The formed electrode film is photographed.

제어부(50)는 카메라(40)를 통해 전달된 영상을 분석하고, 분석된 영상에 따라 레이저(30)의 위치 조정을 위한 위치제어신호를 생성한다. 그리고, 제어부(50)는 생성된 위치제어신호를 레이저 구동부에 전달하여 레이저의 위치를 조절하게 된다. 구체적으로 카메라(40)는 제1카메라(41)의 영상과, 제2카메라(43)의 영상을 수신하고, 각각의 영상으로부터 어깨선을 검출한다. 그리고, 제1카메라(41)의 제1영상으로부터 추출된 영상과 제2카메라(43)에 의해 촬영된 제2영상의 어깨선을 비교하여 레이저의 위치조절을 위한 값을 산출하게 된다.The controller 50 analyzes the image transmitted through the camera 40 and generates a position control signal for adjusting the position of the laser 30 according to the analyzed image. Then, the control unit 50 transmits the generated position control signal to the laser driving unit to adjust the position of the laser. Specifically, the camera 40 receives the image of the first camera 41 and the image of the second camera 43 , and detects a shoulder line from each image. Then, a value for adjusting the position of the laser is calculated by comparing the shoulder line of the second image captured by the second camera 43 with the image extracted from the first image of the first camera 41 .

이에 대해서는 하기에서 다른 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.This will be described in more detail below with reference to other drawings.

도 2는 정상상태의 전극필름과 캔버가 발생된 전극필름을 도시한 예시도이다. 그리고, 도 3은 캔버가 발생된 전극필름의 절삭실패를 설명하기 위한 예시도이다.2 is an exemplary view showing an electrode film in a normal state and an electrode film in which a canvas is generated. And, FIG. 3 is an exemplary view for explaining the cutting failure of the electrode film in which the canvas is generated.

도 2 및 도 3을 참조하면, (a)와 같이 전극필름(1)은 전극체(5)에 활물질(3)이 도포되어 형성된다. 활물질(3)은 전극체(5)의 전후면에 도포되며, 이때 전극체(5)의 일부가 노출되어 노출부(6: 6a, 6b)가 마련된다. 절삭공정은 이 노출부(6)와 노출부(6)에 인접한 활물질(3) 도포부위까지 절삭하여 전극단자가 형성된다. 여기서, 노출부(6)의 경계 즉, 활물질(3) 도포부위와 비도포부위의 경계를 "어깨선"이라 칭하기로 한다.2 and 3 , as shown in (a), the electrode film 1 is formed by coating the electrode body 5 with the active material 3 . The active material 3 is applied to the front and rear surfaces of the electrode body 5 , and at this time, a portion of the electrode body 5 is exposed to provide exposed portions 6: 6a and 6b. In the cutting process, the exposed portion 6 and the active material 3 adjacent to the exposed portion 6 are cut to form an electrode terminal. Here, the boundary of the exposed portion 6, that is, the boundary between the application portion of the active material 3 and the non-applied portion will be referred to as a "shoulder line".

이러한 전극필름(1)은 음극용인 경우 전극체가 구리(Cu)와 같은 금속으로 형성되고, 양극용인 경우 알루미늄(Al)과 같은 금속을 이용하여 제조된다. 이러한 금속을 박판으로 가공하고, 양면에 활물질을 도포하여 전극필름이 제조된다. 이때, 활물질이 도포되는 부위의 전극체가 신장 또는 이완되고, 노출부(6) 측의 신장 또는 이완이 이루어지지 않음으로써 (b)와 같이 전극필름(1b)이 노출부(6) 방향으로 휘는 현상 즉, 캔버가 발생된다.The electrode film 1 is made of a metal such as copper (Cu) for the negative electrode, and is manufactured using a metal such as aluminum (Al) for the positive electrode. This metal is processed into a thin plate, and an electrode film is manufactured by applying an active material on both sides. At this time, a phenomenon in which the electrode film 1b is bent in the direction of the exposed portion 6 as shown in (b) because the electrode body is stretched or relaxed at the portion where the active material is applied, and the extension or relaxation of the exposed portion 6 is not made. That is, a canvas is generated.

이로 인해, 캔버가 발생된 전극필름(1b)이 절삭공정에 투입되면, 순차적으로 배치되는 레이저가 하나의 선(IL)에 중첩되어야 함에도 불구하고, 조사위치가 어긋나서 L1 내지 L3와 같이 각각 다른 곳에 레이저를 조사하게 된다.For this reason, when the electrode film 1b in which the canber is generated is put into the cutting process, the laser beams arranged in sequence are overlapped on one line IL, but the irradiation position is shifted, so that each other, such as L1 to L3 where the laser is irradiated.

레이저(30)의 경우 캔버가 발생되지 않은 전극필름(1a)을 기준으로 일렬로 배치되기 때문에 전극필름(1a)의 전면에 조사되는지 또는 후면에 조사되는지의 차이만 있을뿐, 같은 선상에 레이저가 조사되어야 한다. In the case of the laser 30, since the canvas is arranged in a line based on the non-generated electrode film 1a, there is only a difference in whether it is irradiated to the front side or the rear side of the electrode film 1a, and the laser is on the same line. should be investigated

그러나, 캔버가 발생된 전극필름(1b)의 경우 레이저(30)가 설치된 각각의 위치를 지나가면서 캔버로 인해 조사위치가 L1 내지 L3와 같이 어긋나게 된다. 즉, 전면의 활물질층을 제거하기 위한 제1레이저(31)에 의한 절삭위치 L1, 후면의 활물질층을 제거하기 위한 제2레이저(33)에 의한 절삭위치 L2 및 제3레이저(35)에 의한 절삭위치 L3가 모두 어긋나게 되고 이로 인해 절삭이 이루어지지 않게 된다. 이러한 전극필름은 특히 절삭공정이 이루어지는 수직구간(도 1에서 제1롤러(21)와 제2롤러(22)의 사이구간)의 초입에서는 정상적인 전극필름(1b)과 같은 상태로 투입되며, 수직구간의 말단으로 진행 될수록 캔버에 의해 전극필름(1b)의 치우침이 심화된다.However, in the case of the electrode film 1b in which the canber is generated, the irradiation positions are shifted as shown in L1 to L3 due to the canber while passing through each position where the laser 30 is installed. That is, the cutting position L1 by the first laser 31 for removing the front active material layer, the cutting position L2 by the second laser 33 for removing the rear active material layer, and the third laser 35 The cutting position L3 is all misaligned, and cutting is not performed due to this. In particular, at the beginning of the vertical section where the cutting process is performed (the section between the first roller 21 and the second roller 22 in FIG. 1), the electrode film is put in the same state as the normal electrode film 1b, and the vertical section The bias of the electrode film 1b by the canvas is deepened as it progresses toward the end of the .

때문에, 이러한 L1 내지 L3가 IL과 같인 한점에 집중되도록 레이저(30)의 위치를 조절해야 한다. 이 때문에, 본 발명에서는 제1레이저(31)의 위치는 고정하고, 제2 및 제3레이저(33, 35)의 위치만 조절하여 초점을 일치시키게 된다.Therefore, it is necessary to adjust the position of the laser 30 so that these L1 to L3 are focused on one point, such as IL. For this reason, in the present invention, the position of the first laser 31 is fixed, and only the positions of the second and third lasers 33 and 35 are adjusted to match the focus.

이를 위해 제어부(50)는 제2레이저(33)와 제3레이저(35)의 위치조절 값을 각각 산출하게 된다.To this end, the control unit 50 calculates the position adjustment values of the second laser 33 and the third laser 35, respectively.

이러한 조절을 위해 제1카메라(21)에 의해 검출된 제1지점(Y1)의 어깨선 위치와 제2지점(Y2)의 어깨선 위치간의 편차(C)를 산출한다. 이때, 제1 및 제2카메라(41, 43)가 라인 카메라인 경우 카메라의 영상을 그대로 이용하여 별도의 계산없이 편차(C)의 산출이 가능하다. 반면 에어리어 카메라인 경우 카메라의 위치를 계산하여 편차를 산출하게 된다. 일례로 카메라(41, 42) 간의 거리 X, 제1지점(Y1)과 제2지점(Y2)의 거리를 Y라 하면, C는 sin(Y/X)로 정의될 수 있다.For this adjustment, a deviation C between the shoulder line position of the first point Y1 detected by the first camera 21 and the shoulder line position of the second point Y2 is calculated. In this case, when the first and second cameras 41 and 43 are line cameras, it is possible to calculate the deviation C without separate calculation by using the image of the camera as it is. On the other hand, in the case of an area camera, the deviation is calculated by calculating the position of the camera. For example, if the distance X between the cameras 41 and 42 and the distance between the first point Y1 and the second point Y2 are Y, C may be defined as sin(Y/X).

제어부(50)는 이 편차값을 제2레이저(33)의 위치에 대응시켜 제2레이저(33)의 위치 이동값(C') 제3레이저(35)의 위치이동값 (C'')을 산출하게 된다.The control unit 50 corresponds to this deviation value to the position of the second laser 33 to obtain the position movement value (C') of the second laser 33 and the position movement value (C'') of the third laser 35 . will yield

그리고, 제어부(50)는 제2레이저의 구동부(37a)와 제3레이저(35)의 구동부(37b)에 위치이동값(C', C'')을 각각 위치제어신호로 전달하여 위치 이동을 통해 초점을 정렬하게 된다.Then, the control unit 50 transmits the position movement values C' and C'' as a position control signal to the driving unit 37a of the second laser and the driving unit 37b of the third laser 35, respectively, to move the position. to align the focus.

이러한 과정은 전극필름(1)을 투입하는 초기에 이루어진다. 일반적으로 전극필름(1)은 롤 단위로 공정에 투입되며, 투입 초기의 일정량은 공정장치의 예비운영을 통해 파기하는 과정을 거치게 된다. 이때, 전극필름(1)의 캔버정도를 확인하여 레이저 초점을 조정함으로써 정상적인 공정이 이루어지는 남은 분량에 대해 적절한 절삭이 이루어지도록 할 수 있게 된다.This process is made at the initial stage of putting the electrode film (1). In general, the electrode film 1 is put into the process in a roll unit, and a certain amount of the initial input is destroyed through preliminary operation of the process device. At this time, by checking the degree of canber of the electrode film 1 and adjusting the laser focus, it is possible to properly cut the remaining amount of the normal process.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.In the above, it has been shown and described as a specific example to illustrate the technical idea of the present invention, but the present invention is not limited to the same configuration and operation as the specific embodiment as described above, and various modifications are within the limits that do not depart from the scope of the present invention. can be carried out. Accordingly, such modifications should be considered to fall within the scope of the present invention, and the scope of the present invention should be determined by the following claims.

1: 전극필름 3: 활물질
5: 전극체 6: 노출부
7: 어깨선 10: 전극제조장치
20: 가공부 21: 제1롤러
22: 제2롤러 30: 레이저
31: 제1레이저 33: 제2레이저
35: 제3레이저 37: 레이저구동부
40: 카메라 41: 제1카메라
43: 제2카메라 50: 제어부1: electrode film 3: active material
5: electrode body 6: exposed part
7: shoulder line 10: electrode manufacturing device
20: processing unit 21: first roller
22: second roller 30: laser
31: first laser 33: second laser
35: third laser 37: laser driving unit
40: camera 41: first camera
43: second camera 50: control unit

Claims (6)

박판으로 형성되는 전극체, 상기 전극체의 면에 상기 전극체의 일부가 일측으로 노출되는 노출부를 형성하도록 도포되는 활물질을 포함하는 전극필름;
상기 전극필름이 공급되는 공급부, 상기 전극필름이 회수되는 회수부 및 상기 공급부와 상기 회수부 사이에서 상기 전극필름을 지지하는 가공부;
상기 가공부에 의해 상기 전극필름이 이송되는 경로 상에 배치되고, 상기 전극필름을 절삭하여 전극단자를 형성하는 레이저;
상기 경로에 설치되어 상기 활물질과 상기 노출부의 경계인 어깨선을 촬영하는 카메라;
촬영된 상기 어깨선의 위치를 분석하여 레이저의 위치 또는 초점의 이동값을 결정하는 제어부; 및
상기 이동값에 의해 상기 레이저를 이동시키는 레이저구동부;를 포함하는 전극제조장치.an electrode body formed of a thin plate, an electrode film including an active material applied to a surface of the electrode body to form an exposed portion in which a portion of the electrode body is exposed to one side;
a supply unit to which the electrode film is supplied, a recovery unit from which the electrode film is recovered, and a processing unit for supporting the electrode film between the supply unit and the recovery unit;
a laser disposed on a path through which the electrode film is transported by the processing unit and forming an electrode terminal by cutting the electrode film;
a camera installed on the path to photograph a shoulder line that is a boundary between the active material and the exposed portion;
a control unit that analyzes the photographed position of the shoulder line and determines the position of the laser or the movement value of the focus; and
Electrode manufacturing apparatus comprising a; laser driving unit for moving the laser according to the movement value. 제 1 항에 있어서,
상기 카메라는
제1카메라;와
상기 전극필름의 이송방향으로 상기 제1카메라와 미리 지정된 거리만큼 이격되어 설치되는 제2카메라;를 포함하는 전극제조장치.The method of claim 1,
the camera is
first camera; and
Electrode manufacturing apparatus including; 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1카메라의 제1영상에 촬영된 상기 어깨선의 위치와 상기 제2카메라의 제2영상에 촬영된 상기 어깨선의 위치를 비교하여 어깨선의 치우침을 검출하는 것을 특징으로 하는 전극제조장치.3. The method of claim 2,
the control unit
Electrode manufacturing apparatus, characterized in that for detecting the bias of the shoulder line by comparing the position of the shoulder line photographed in the first image of the first camera and the position of the shoulder line photographed in the second image of the second camera. 제 1 항에 있어서,
상기 레이저는
상기 전극필름의 제1면의 절삭위치에 도포된 상기 활물질을 제거하는 제1레이저;
상기 전극필름의 제2면의 절삭위치에 도포된 상기 활물질을 제거하는 제2레이저; 및
상기 노출부와 상기 절삭위치에 레이저 빔을 조사하는 제3레이저;를 포함하며, 상기 제1레이저, 상기 제2레이저 및 상기 제3레이저는 상기 전극필름의 진행방향으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전극제조장치.The method of claim 1,
the laser is
a first laser for removing the active material applied to the cutting position of the first surface of the electrode film;
a second laser for removing the active material applied to the cutting position of the second surface of the electrode film; and
and a third laser irradiating a laser beam to the exposed portion and the cutting position, wherein the first laser, the second laser and the third laser are spaced apart from each other in a moving direction of the electrode film. electrode manufacturing equipment. 상기 레이저구동부는
상기 제2레이저 또는 상기 제3레이저의 위치를 이동시키는 것을 특징으로 하는 전극제조장치.The laser driving unit
Electrode manufacturing apparatus, characterized in that for moving the position of the second laser or the third laser. 제 2 항에 있어서,
상기 가공부는
수평으로 이동되는 상기 전극필름을 상기 레이저 배치위치에서는 수직으로 이동되도록 수직경로로 변경하며,
상기 제1카메라는 상기 수직경로의 초입에 배치되고, 상기 제2카메라는 상기 수직경로의 말단에 배치되는 것을 특징으로 하는 전극제조장치.3. The method of claim 2,
The processing part
The electrode film, which is moved horizontally, is changed to a vertical path so as to be moved vertically at the laser arrangement position,
The first camera is disposed at the beginning of the vertical path, and the second camera is disposed at the end of the vertical path.
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