KR20220071348A - Supply system of electrode plate for battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 전극 공급 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a battery electrode supply system.
배터리 제조 공정은 크게 전극 제조 공정과, 셀 제조 공정, 및 팩 제조 공정 순으로 이루어진다. A battery manufacturing process consists of an electrode manufacturing process, a cell manufacturing process, and a pack manufacturing process in order.
상세히, 전극 제조 공정은, 소성 공정, 믹싱 공정, 코팅 공정, 롤 프레스 공정, 및 슬리팅 공정 순으로 이루어진다. In detail, the electrode manufacturing process is made in the order of a firing process, a mixing process, a coating process, a roll pressing process, and a slitting process.
상세히, 소성 공정은 화합물 및 천이 금속 화합물을 포함하는 원료 물질을 소성 용기인 내화갑(sagger)에 넣고 원료 물질의 종류에 따라 특정 온도 범위에서 소성하여 양극 활물질을 제조하는 단계를 말한다. In detail, the firing process refers to a step of preparing a cathode active material by putting a raw material including a compound and a transition metal compound in a sagger, which is a firing container, and firing it in a specific temperature range according to the type of the raw material.
믹싱 공정은, 활물질에 도전제 및 바인더를 넣고 섞는 단계를 말한다. The mixing process refers to a step of adding and mixing a conductive agent and a binder to the active material.
코팅 공정은, 활물질, 도전제, 및 바인더가 고루 섞인 슬러리(slurry)를 재료 위에 도포하는 단계를 말한다. The coating process refers to a step of applying a slurry in which an active material, a conductive agent, and a binder are evenly mixed on a material.
프레스 공정은, 재료와 활물질이 잘 붙도록 압축하는 단계를 말한다. The pressing process refers to a step of compressing the material so that the active material adheres well.
슬리팅 공정은, 배터리 조립 공정을 위해 전극의 사이즈를 조절하는 단계를 말한다. The slitting process refers to a step of adjusting the size of an electrode for a battery assembly process.
또한, 셀 제작 공정은, 노칭 및 드라이(notching & dry) 공정, 라미네이션 및 스택킹 공정, 패키지 공정, 충방전 공정, 및 디가스(degas) 공정의 순으로 이루어진다. In addition, the cell manufacturing process consists of a notching and dry process, a lamination and stacking process, a package process, a charge/discharge process, and a degas process in this order.
또한, 팩 제조 공정은, 디가스 과정이 끝난 셀을 감싸는 모듈 및 팩 공정을 포함한다. In addition, the pack manufacturing process includes a module and a pack process surrounding the cell after the degas process has been completed.
본 발명은, 상기 셀 제조 공정 중 노칭 및 드라이 공정과 라미네이션 및 스택킹 공정에서 롤 형태로 제공되는 전극 필름을 펴서 공급해주는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for spreading and supplying an electrode film provided in a roll form in a notching and drying process and a lamination and stacking process of the cell manufacturing process.
구체적으로, 물류 컨베이어를 통해서 공급되는 새로운 전극롤(대기 전극롤)의 시작부와, 소진된 전극 롤(사용 전극록)의 끝단부를 자동으로 연결시켜주는 배터리 전극 공급 시스템에 관한 것이다. Specifically, it relates to a battery electrode supply system that automatically connects the start of a new electrode roll (standby electrode roll) supplied through a distribution conveyor and the end of an exhausted electrode roll (used electrode lock).
도 1은 종래의 배터리 전극 공급 시스템의 평면도이고, 도 2는 종래의 배터리 전극 공급 시스템의 정면도이다. Figure 1 is a plan view of a conventional battery electrode supply system, Figure 2 is a front view of the conventional battery electrode supply system.
도 1 및 도 2를 참조하면, 노칭 및 드라이 공정과 라미네이션 및 스택킹 공정에서 사용되는 종래의 배터리 전극 공급 시스템(1)은, 무인 운반차(AGV : Automated Guided Vehicle)(V)를 통해 자재 창고로부터 물류 컨베이어(2)까지 자재가 운반된다. 1 and 2, the conventional battery electrode supply system (1) used in the notching and drying process and the lamination and stacking process is a material warehouse through an Automated Guided Vehicle (AGV) (V). The material is transported from the to the distribution conveyor (2).
여기서, 상기 자재라 함은, 슬리팅 공정을 통과하고 롤 형태로 감겨진 전극 또는 전극 필름을 의미한다. 전극 또는 전극 필름이 롤 형태로 감겨진 상태를 전극 보빈(6)으로 정의한다. 상기 보빈은 스키드(skid)에 놓인 상태로 무인 운반차(V)에 의하여 물류 컨베이어(2)로 이송된다. 물류 컨베이어(2)에는 음극 전극 자재가 운반되는 음극롤 컨베이어(2a)와, 양극 전극 자재가 운반되는 양극롤 컨베이어(2b)가 각각 구비된다. Here, the material means an electrode or an electrode film wound in a roll shape after passing through a slitting process. A state in which an electrode or an electrode film is wound in a roll shape is defined as an
그리고, 물류 컨베이어의 상측에는 호이스트(5)가 수직 운동 및 수평 운동 가능하게 제공된다. 그리고, 상기 호이스트(5)는 상기 물류 컨베이어(2)로 공급된 전극 보빈(6)을 잡고 척킹부(3)로 이송시킨다. And, the
그리고, 전극 공급부에 있는 보빈 셔틀(4)이 상기 척킹부(3)로 이동하여 상기 전극 보빈(6)을 잡고 있는 호이스트(5)의 직하방에 위치한다. Then, the
그리고, 상기 호이스트(5)는 잡고 있던 전극 보빈(6)을 하강시켜서 상기 보빈 셔틀(4)에 내려주고, 상기 보빈 셔틀(4)에서는 상기 전극 보빈(6)을 척킹한 다음 전극 공급부로 되돌아간다.Then, the
전극 공급부로 되돌아온 상기 보빈 셔틀(4)은 수직축을 중심으로 90도 회전하여, 작업자가 전극 보빈(6)에 감긴 전극의 끝단에 부착되어 있는 테이프를 제거하고, 전극을 풀어서 흡착 플레이트에 부착한다. The
상기 보빈 셔틀(4)은 전극 보빈(6)을 회전 가능하게 잡고 있는 전극 지지부(4a)와, 상기 전극 보빈(6)에서 풀린 전극의 끝단을 흡착하는 흡착부(4b)를 포함한다. The
또한, 상기 보빈 셔틀(4)은 대기 전극용 보빈 셔틀(4A)과 사용 전극용 보빈 셔틀(4B)이 인접하여 배치된다. 그리고, 대기 전극의 끝단과 사용 전극의 끝단을 연결하기 위해서 흡착부와 절단부가 사용된다. Also, in the
상세히, 사용 전극의 흡착부에서 사용 전극의 끝단을 절단 후 흡착하고, 대기 전극의 흡착부에서는 대기 전극의 끝단을 흡착한 상태에서, 사용 전극의 흡착부와 대기 전극의 흡착부가 밀착되면서 대기 전극의 시작 부분과 사용 전극의 끝부분이 연결된다. In detail, in the state where the end of the used electrode is cut at the adsorption part of the used electrode and adsorbed, and the end of the standby electrode is adsorbed at the adsorption part of the standby electrode, the adsorption part of the use electrode and the adsorption part of the standby electrode are in close contact with the standby electrode The start part and the end part of the electrode used are connected.
한편, 상기 호이스트(5)로부터 대기 전극 보빈(6)을 척킹하여 전극 공급부로 되돌아온 대기 전극용 보빈 셔틀(4)의 흡착부는, 사용 전극용 보빈 셔틀의 흡착부와 마주보는 상태가 된다. 이 상태에서 작업자가 대기 전극 보빈(6)의 전극을 풀어서 흡착부에 흡착시키는 작업을 수동으로 하기에는 어려움이 있다. On the other hand, the suction part of the
이러한 이유 때문에, 작업자가 대기 전극 보빈(6)의 전극 시작 부위에 부착된 테이프를 제거하고 전극 시작 부분을 풀어서 흡착부에 흡착하는 작업을 원활하게 하도록 하기 위해서, 대기 전극용 보빈 셔틀(4)이 90도 회전한다.For this reason, in order for the operator to remove the tape attached to the electrode start part of the
대기 전극의 시작 부위와 사용 전극의 끝 부분이 흡착부에서 연결되면, 대기 전극 보빈(6)에 감긴 필름 형태의 전극이 풀리면서 노칭 및 드라이 공정 또는 라미네이션 및 스태킹 공정이 수행된다. When the start portion of the standby electrode and the end portion of the used electrode are connected at the adsorption part, the film-shaped electrode wound on the
상술한 종래의 배터리 전극 공급 시스템의 경우, 대기 전극용 보빈 셔틀에서 전극 보빈의 시작 부위를 풀어서 흡착부에 흡착시키는 과정이 작업자에 의하여 수동으로 이루어지는 공정상의 한계가 존재한다. In the case of the conventional battery electrode supply system described above, there is a limitation in the process in which the process of releasing the start portion of the electrode bobbin from the bobbin shuttle for the standby electrode and adsorbing the electrode bobbin to the adsorption unit is manually performed by an operator.
그 결과, 작업자의 업무 숙련도에 따라 전극 연결 부위에 편차가 발생하고, 작업 시간에 편차가 발생하여 생산성이 떨어지는 문제가 발생한다. As a result, a deviation occurs in the electrode connection portion according to the work skill of the operator, and a deviation occurs in the work time, thereby causing a problem in that productivity is lowered.
또한, 대기 전극을 이송하는 호이스트(5)의 높이로 인해 호이스트의 유지 보수성이 떨어지는 단점이 있다. In addition, there is a disadvantage in that the maintainability of the hoist is lowered due to the height of the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된다. The present invention is proposed to improve the above problems.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템은, 소정의 폭을 가지는 전극이 롤 형태로 감겨 있는 전극 보빈과, 상기 전극 보빈을 회전 가능하게 지지하는 스키드를 포함하는 자재 세트를 넘겨 받는 물류 컨베이어; 상기 물류 컨베이어로부터 상기 자재 세트를 넘겨 받고, 전극 탭의 정렬을 위해 상기 자재 세트를 제 1 각도로 회전시킬 수 있는 투입 셔틀; 상기 투입 셔틀로부터 상기 자재 세트를 넘겨 받는 메인 컨베이어; 상기 메인 컨베이어로부터 상기 자재 세트를 넘겨받고, 전극 공급이 가능한 상태로 상기 자재 세트를 제 2 각도로 회전시키는 전극 공급부; 및 사용 전극과 상기 자재 세트의 대기 전극을 연결하는 전극 연결부를 포함할 수 있다. A battery electrode supply system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes an electrode bobbin in which an electrode having a predetermined width is wound in a roll form, and a skid rotatably supporting the electrode bobbin Logistics conveyors that take over material sets; an input shuttle capable of receiving the set of materials from the distribution conveyor and rotating the set of materials to a first angle for alignment of electrode tabs; a main conveyor that receives the set of materials from the input shuttle; an electrode supply unit that receives the set of materials from the main conveyor and rotates the set of materials at a second angle in a state in which electrode supply is possible; and an electrode connection unit connecting the use electrode and the standby electrode of the material set.
그리고, 상기 스키드는, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임으로부터 상측으로 연장되는 지지축과, 상기 지지축의 상단에 제공되어, 상기 전극 보빈의 축을 지지하는 보빈축 지지부, 및 상기 베이스 프레임에 장착되어, 상기 전극 보빈에 감긴 전극의 좌측 및 우측 단부를 각각 잡는 한 쌍의 클램핑 유닛을 포함할 수 있다. In addition, the skid is mounted on a base frame, a support shaft extending upward from the base frame, a bobbin shaft support portion provided on an upper end of the support shaft to support the shaft of the electrode bobbin, and the base frame, the It may include a pair of clamping units each holding the left and right ends of the electrode wound on the electrode bobbin.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. According to the battery electrode supply system according to the embodiment of the present invention having the configuration as described above, there are the following effects.
첫째, 대기 전극 보빈의 전극 시작 부분이 풀려서 스키드의 클램프에 고정된 상태로 공급되므로, 작업자가 수동으로 전극 단부에 부착된 테이프를 제거하는 과정이 생략된다. First, since the start of the electrode of the standby electrode bobbin is released and supplied in a state fixed to the clamp of the skid, the process of manually removing the tape attached to the end of the electrode by the operator is omitted.
둘째, 그리핑 유닛이 상기 클램프에 고정된 전극의 단부를 잡고 롤을 풀어서 흡착부로 이송시키는 작업이 자동으로 이루어지는 장점이 있다.Second, there is an advantage that the gripping unit holds the end of the electrode fixed to the clamp, releases the roll, and transfers the roll to the adsorption unit automatically.
셋째, 흡착부에 제공되는 수직축 피더가 그리핑 유닛에 의하여 이송된 전극의 단부를 이어받아서 흡착부로 상승시키는 작업을 수행하므로, 작업자의 개입이 필요없는 장점이 있다. Third, since the vertical axis feeder provided to the adsorption unit takes over the end of the electrode transferred by the gripping unit and raises it to the adsorption unit, there is an advantage that no operator intervention is required.
이와 같이, 대기 전극과 사용 전극의 연결이 자동으로 이루어지기 때문에, 생산성이 향상되고, 전극 연결 편차를 최소화할 수 있다.In this way, since the connection between the standby electrode and the used electrode is automatically made, productivity can be improved and the electrode connection deviation can be minimized.
넷째, 호이스트를 이용하지 않고 스키드에 전극 보빈이 결합된 상태로 물류 컨베이어에서 전극 공급부까지 이송되므로, 호이스트의 유지 보수 문제가 해소되는 장점이 있다. Fourth, since the electrode bobbin is coupled to the skid without using a hoist and transferred from the distribution conveyor to the electrode supply unit, there is an advantage in that the hoist maintenance problem is solved.
도 1은 종래의 배터리 전극 공급 시스템의 평면도.
도 2는 종래의 배터리 전극 공급 시스템의 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템의 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템을 구성하는 전극 공급부의 일부를 보여주는 부분 정면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극 공급부의 사시도.
도 6은 상기 전극 공급부의 측면도.
도 7은 클램핑 유닛에 잡혀 있는 전극의 단부를 그리핑 유닛이 이어 받는 과정을 보여주는 자재 세트의 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템의 전극 연결부를 구성하는 수직축 피더의 사시도.1 is a plan view of a conventional battery electrode supply system.
Figure 2 is a front view of a conventional battery electrode supply system.
3 is a perspective view of a battery electrode supply system according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a partial front view showing a part of the electrode supply unit constituting the battery electrode supply system according to the embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of an electrode supply unit according to an embodiment of the present invention;
6 is a side view of the electrode supply unit.
Fig. 7 is a perspective view of a material set showing a process in which the gripping unit takes over the end of the electrode held by the clamping unit;
8 is a perspective view of a vertical axis feeder constituting an electrode connection part of a battery electrode supply system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, a battery electrode supply system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템을 구성하는 전극 공급부의 일부를 보여주는 부분 정면도이다. 3 is a perspective view of a battery electrode supply system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partial front view showing a part of an electrode supply unit constituting the battery electrode supply system according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템(10)은, 전극 롤을 정의하는 전극 보빈(30), 상기 전극 보빈(30)을 지지하는 스키드(20)와, 상기 전극 보빈(30)과 스키드(20)의 결합체를 이송하는 물류 컨베이어(11), 투입 셔틀(12), 메인 컨베이어(13), 전극 공급부(14), 및 전극 연결부(15)를 포함할 수 있다. 3 and 4 , the battery
상기 스키드(20)는 전극 보빈(30)을 이송하는 파레트(pallet)로 이해될 수 있다. The
상세히, 상기 전극 보빈(30)은 상기 스키드(20)의 상단에 축지지된 상태에서 단일체로 이송되므로, 상기 전극 보빈(30)과 스키드(20)의 결합체를 "자재 세트"로 정의한다. In detail, since the
상기 투입 셔틀(12)은, 새 전극 보빈을 포함하는 자재 세트를 전극의 탭(tab) 방향을 정렬하기 위하여 자재 세트를 180도 회전시키는 기능과, 자재 세트를 메인 컨베이어(13)로 넘겨주는 디벗(divert) 기능을 가진다. The
상기 메인 컨베이어(13)는 상기 자재 세트를 전극 공급부(14)로 넘겨주는 디벗 기능을 가진다. The
상기 전극 공급부(14)로 이송된 자재 세트는 90도 위상이 변환되어 전극 보빈(30)에 감긴 전극을 풀어서 전극 연결부(15)로 이송 가능한 상태가 된다. The material set transferred to the
전극 연결부(15)에서는 사용 전극 보빈에서 풀어진 전극의 끝부분과 대기 전극 보빈에서 풀어진 전극의 시작 부분을 연결하는 작업이 이루어지는 곳으로 이해될 수 있다. The
사용 전극 보빈의 전극은 시스템의 천장 부위에서 상기 메인 컨베이어(13)와 평행한 방향으로 배열된 다수의 롤러를 포함하는 웹가이드(web guide)를 따라 수평 상태로 이동하여 노칭 공정 또는 라미네이션 공정으로 투입된다.Electrodes of the used electrode The bobbin electrode moves horizontally along a web guide including a plurality of rollers arranged in a direction parallel to the
상기 웹 가이를 따라 노칭 공정 또는 라미네이션 공정이 이루어지는 곳으로 공급되는 과정에서, 상기 사용 전극 보빈이 다 풀리면, 상기 전극 연결부(15)에서는 사용 전극 보빈의 마지막 끝 부분을 절단하여 상기 대기 전극 보빈의 전극 시작 단과 연결하는 작업이 이루어진다. In the process of being supplied to the place where the notching process or the lamination process is performed along the web guide, when the used electrode bobbin is completely unwound, the
상기 전극 공급부(14)는, 상기 자재 세트를 넘겨 받아서 90도 만큼 상기 전극 보빈(30)의 위상을 전환시키는 터닝 테이블(141)과, 상기 전극 보빈(30)의 전극 시작 부위를 잡아서 상기 전극 연결부(15)까지 이송시키는 그리퍼 유닛(40)을 포함할 수 있다. The
상기 전극 연결부(15)는, 상기 그리퍼 유닛(40)에 의하여 이송되어 온 대기 전극 보빈의 전극을 이어 받아서 상측으로 이송시키는 수직축 피더(50)와, 상기 수직축 피더(50)에 의하여 상승한 전극을 자르고 흡착하는 제 1 흡착 및 커팅부(60)와, 사용 전극 보빈의 전극의 끝단을 자르고 흡착하는 제 2 흡착 및 커팅부(70)를 포함할 수 있다. The
상기 제 2 흡착 및 커팅부(70)에 사용 전극이 흡착된 상태에서 상기 제 2 흡착 및 커팅부(70)가 상기 제 1 흡착 및 커팅부(60)에 밀착하도록 이동한다. 그러면, 상기 대기 전극의 시작 부위와 상기 사용 전극의 끝부분이 연결되고, 상기 대기 전극이 계속해서 상기 웹 가이드를 통해서 노칭 공정 또는 라미네이션 공정이 이루어지는 곳으로 이송될 수 있다. In a state in which the used electrode is adsorbed to the second suction/cutting
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전극 공급부의 사시도이고, 도 6은 상기 전극 공급부의 측면도이다.5 is a perspective view of an electrode supply unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a side view of the electrode supply unit.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전극 공급부(14)는, 소정의 두께와 폭을 가진 필름 형태의 전극이 롤 형태로 감긴 전극 보빈(30)과, 상기 전극 보빈(30)의 회전축을 지지하는 스키드(20), 및 상기 전극 보빈(30)을 구성하는 전극의 끝단을 전극 연결부(15)로 이동시키는 그리핑 유닛(40)을 포함할 수 있다. 5 and 6, the
상세히, 상기 스키드(20)는, 베이스 프레임(21)과, 상기 베이스 프레임(21)의 좌측 및 우측 단부에서 상측으로 연장되는 지지축(22)과, 상기 지지축(22)의 상단에 제공되어 상기 전극 보빈(30)의 회전축을 지지하는 보빈축 지지부(23), 및 상기 베이스 프레임(21)의 전단부 또는 후단부의 좌측 및 우측 가장자리에 세워지는 한 쌍의 클램핑 유닛(25)을 포함할 수 있다. In detail, the
상기 한 쌍의 클램핑 유닛(25) 각각은, 상기 베이스 프레임(21)으로부터 상측으로 연장되는 한 쌍의 클램핑 레그(251)와, 상기 한 쌍의 클램핑 레그(251)의 안쪽 면에 각각 장착되는 한 쌍의 클램프(252)와, 상기 한 쌍의 클램프(252) 각각에 연결되고, 소정 간격 이격되는 한 쌍의 클램프 가이드(253)를 포함할 수 있다. Each of the pair of clamping
상기 한 쌍의 클램핑 레그(251)는, 제 1 레그와, 상기 제 1 레그와 마주보는 지점에 세워지는 제 2 레그를 포함할 수 있다. The pair of clamping
상기 한 쌍의 클램프(252)는, 상기 제 1 레그와 상기 제 2 레그의 안쪽 면에 장착되는 제 1 클램프 및 제 2 클램프를 포함할 수 있다.The pair of
상기 한 쌍의 클램프(252)는, 단면이 반원 형상을 이루고, 가로 방향으로 소정 길이 연장되는 형상을 이룰 수 있다. 구체적으로, 상기 한 쌍의 클램프(252) 각각은, 축 방향으로 반이 잘려진 반 원기둥이 수평하게 뉘어진 형태로 제공되고, 볼록한 부분이 서로 마주보는 형태로 배치될 수 있다. The pair of
또한, 상기 클램프(252)의 배면에는 ㄱ자 형태로 절곡되는 클램프 가이드(253)가 부착되고, 상기 클램프 가이드(253)와 상기 클램핑 레그(251) 사이에는 탄성 부재(254)가 제공된다. 상기 탄성 부재(254)의 신축 작용에 의하여, 상기 한 쌍의 클램프(252)는 서로 가까워지는 방향과 서로 멀어지는 방향으로 수평 이동 가능하다. In addition, a
또한, 상기 클램프 가이드(253)는, 수평 부분과, 상기 수평 부분의 단부에서 수직하게 연장되는 수직 부분을 포함할 수 있고, 상기 클램프(252)는 상기 수평 부분에 장착될 수 있다. In addition, the
그리고, 상기 탄성 부재(254)는 상기 수평 부분과 상기 클램핑 레그(251) 사이에 제공되어 상기 클램프(252)의 배면을 가압한다. 그러면, 상기 한 쌍의 클램프(252) 사이에 상기 전극의 단부가 수직하게 놓인 상태에서, 상기 한 쌍의 클램프(252)는 상기 탄성 부재(254)의 탄성력에 의하여 강하게 밀착되어, 상기 전극의 단부를 클램핑한다. The
상기 전극 보빈(30)과 스키드(20)로 이루어지는 전극 자재는, 상기 전극 보빈(30)의 외주면에 감긴 전극의 단부가 소정 길이 하측으로 풀려서 상기 한 쌍의 클램프(252)에 물려있는 상태로 무인 운반차에 의하여 상기 물류 컨베이어(13)로 이송된다. 따라서, 작업자가 상기 전극의 단부가 전극 보빈(30)으로부터 저절로 풀리지 않도록 제공된 테이프를 수동으로 제거하는 작업을 할 필요가 없다. The electrode material comprising the
한편, 상기 그리핑 유닛(gripping unit)(40)은, 상기 전극 보빈(30)의 회전축과 직교하는 방향으로 소정 길이 연장되는 그리퍼 베드(41)와, 상기 그리퍼 베드(41)의 단부에 회동 가능하게 제공되는 그리퍼(42)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the gripping
상기 그리퍼 베드(41)는 상기 전극 보빈(30)의 하측을 통과하여 상기 클램핑 유닛(25)까지 전진한다. 그리고, 상기 그리퍼(42)는 상기 클램핑 유닛(25)이 잡고 있는 전극의 단부를 집어서 상기 전극 연결부(15)까지 후퇴한다. The
도시된 바와 같이, 상기 그리퍼(42)는 상기 그리퍼 베드(41) 상에서 전진 및 후퇴 가능하게 제공되고, 상기 그리퍼(42)는 시계 방향 및 반시계 방향으로 회동 가능하게 제공된다. As shown, the
도 7은 클램핑 유닛에 잡혀 있는 전극의 단부를 그리핑 유닛이 이어 받는 과정을 보여주는 자재 세트의 사시도이다.7 is a perspective view of a material set showing a process in which the gripping unit takes over the end of the electrode held by the clamping unit;
도 7을 참조하면, 상기 그리핑 유닛(40)은, 그리퍼 베드(41)와 그리퍼(42)를 포함하고, 상기 그리퍼(42)는 집게 형태로 이루어지는 한 쌍의 전극 그립부(421)와, 상기 전극 그립부(421)를 수직 방향으로 이동시키는 기능과 상기 전극 그립부(421)를 회전 시키는 기능을 겸하는 캠 팔로워(422)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7 , the gripping
상기 전극 그립부(421)는 상기 클램프(252)의 기능과 동일한 기능, 즉 상기 전극 보빈(30)을 구성하는 전극의 단부를 잡는 기능을 수행한다. The
먼저, 상기 자재 세트가 상기 전극 공급부(14)로 이송되고, 상기 터닝 테이블(141)에 의하여 상기 전극 보빈(30)의 회전축이 상기 그리퍼 베드(41)와 직교하는 상태로 위상이 전환된다. First, the set of materials is transferred to the
이 상태에서, 상기 그리퍼(42)가 상기 그리퍼 베드(41)를 따라 상기 전극 보빈(30)의 하측으로 이동하고, 상기 클램핑 유닛(25)에 의하여 수직 상태로 유지되는 전극 단부의 직하방에서 정지한다. In this state, the
그리고, 상기 전극 그립부(421)는 제 1 방향(집게부가 전극의 단부를 향하는 방향)으로 회전하여, 상기 전극의 단부를 그리핑(gripping)할 준비를 갖춘다.Then, the
상기 전극 그립부(421)가 상기 전극의 단부를 그리핑할 준비를 갖춘 상태에서, 상기 캠 팔로워(422)가 상기 한 쌍의 클램프 가이드(253) 사이를 통과하면서 상승한다. In a state in which the
한편, 상기 캠 팔로워(422)는 상기 한 쌍의 클램프 가이드(253) 간 이격 거리보다 넓은 폭을 가지도록 설계되어, 상기 캠 팔로워(422)가 상승함에 따라, 마주보는 상기 한 쌍의 클램프 가이드(253)가 서로 멀어지는 방향으로 수평 이동하여 벌어진다. 그 결과, 접촉 상태에 있던 상기 한 쌍의 클램프(252)도 분리되면서 상기 전극의 단부를 잡고 있는 상태, 즉 클램핑 상태가 해제된다. On the other hand, the
구체적으로, 상기 캠 팔로워(422)는 상기 클램프 가이드(253)의 수직부들 사이에 위치하여 상하 방향으로 이동할 수 있다. Specifically, the
상기 클램핑 상태의 해제와 동시에 또는 시간차를 두고, 상기 전극 그립부(421)는 상기 전극의 단부를 견고하게 그리핑(gripping)한다. Simultaneously with the release of the clamping state or with a time difference, the
이 상태에서, 상기 전극 그립부(421)는 상측으로 소정 높이 더 상승한 다음, 제 1 방향으로 더 회전한다. 그리고, 상기 그리퍼(42)는 상기 그리퍼 베드(41)를 따라 후퇴하여 상기 전극 결합부(15)까지 이동한다. In this state, the
여기서, 상기 전극 그립부(421)가 전극의 단부를 잡은 상태에서 제 1 방향으로 더 회전하는 이유는, 상기 전극의 단부가 상기 전극 그립부(421)로부터 슬립(slip)되어 빠지는 가능성을 최소화하기 위함으로 이해될 수 있다. Here, the reason why the
또한, 상기 전극 그립부(421)가 상기 전극의 단부를 잡은 상태에서 상측으로 더 상승하는 이유는, 상기 전극이 풀려서 상기 전극 연결부(15)로 이송될 때 상기 클램핑 유닛(25)과 간섭되지 않도록 하기 위함으로 이해될 수 있다. In addition, the reason that the
한편, 상기 전극 연결부(15)로 이송된 상기 전극 그립부(421)는 제 1 방향과 반대 방향인 제 2 방향으로 회전하여 상기 전극의 단부가 하늘을 향하도록 한다. Meanwhile, the
이 상태에서, 상기 전극은 상기 전극 연결부(15)를 구성하는 수직축 피더(feeder)(50)에 의하여 상기 제 1 흡착 및 커팅부(60)까지 상승한다. In this state, the electrode is raised to the first adsorption and cutting
상기 제 1 흡착 및 커팅부(60)는 수직면을 형성하는 흡착부와, 상기 흡착부에 흡착된 전극을 절단하는 커팅부를 포함할 수 있다. The first adsorption and cutting
상세히, 상기 흡착부의 상단과 하단 사이의 어느 지점에는, 적어도 상기 전극의 폭보다 큰 길이로 수평하게 연장되는 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿을 따라 상기 커팅부를 구성하는 커터가 왕복 이동한다. In detail, a slit extending horizontally to at least a length greater than the width of the electrode is formed at a point between the upper end and the lower end of the adsorption unit, and the cutter constituting the cutting unit reciprocates along the slit.
이러한 구성에 의하면, 상기 수직축 피더(50)에 의하여 상승한 전극은 상기 흡착부에 흡착된다. 상기 전극이 상기 흡착부에 흡착된 상태에서, 상기 슬릿을 따라 상기 커터가 이동하면서 상기 전극을 절단한다. 이를 위해서는 상기 전극의 단부가 적어도 상기 슬릿보다 더 높은 지점까지 수직 이송되어야 할 것이다. According to this configuration, the electrode raised by the
상기 커팅부에 의하여 전극이 절단되면, 상기 슬릿과 상기 흡착부의 하단 사이에 해당하는 흡착면에 상기 전극이 흡착된 상태를 유지하게 된다. When the electrode is cut by the cutting unit, the electrode is maintained in a state in which the electrode is adsorbed on the suction surface corresponding to the space between the slit and the lower end of the suction unit.
이와 함께, 상기 제 2 흡착 및 커팅부(70)의 흡착부에는 사용 전극 보빈의 전극 끝 부분이 흡착되고, 상기 슬릿을 따라 이동하는 커터에 의하여 전극이 상기 사용 전극 보빈의 심지로부터 분리된다. 그리고, 절단된 사용 전극의 단부는 상기 제 2 흡착 및 커팅부(70)의 흡착면에 흡착된 상태를 유지한다. At the same time, the electrode end of the bobbin used is adsorbed to the adsorption part of the second adsorption and cutting
상기 제 1 흡착 및 커팅부(60)의 흡착면과 상기 제 2 흡착 및 커팅부(70)의 흡착면은 서로 마주보는 상태이다. 그리고, 상기 제 2 흡착 및 커팅부(70)가 상기 제 1 흡착 및 커팅부(60)로 수평이동하여 두 개의 흡착면이 밀착되는 단계와, 상기 흡착면에 열을 가하는 단계를 거친다. The adsorption surface of the first adsorption and cutting
그 결과, 상기 제 1 흡착 및 커팅부(60)의 흡착면에 흡착된 대기 전극과, 상기 제 2 흡착 및 커팅부(70)의 흡착면에 흡착된 사용 전극이 서로 연결된다. 그리고, 상기 전극 보빈(30)이 풀리면서, 상기 사용 전극의 단부에 연결된 상기 대기 전극이 상기 웹가이드를 따라 노칭 라인 또는 라미네이션 라인으로 이송된다. As a result, the standby electrode adsorbed on the adsorption surface of the first adsorption and cutting
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전극 공급 시스템의 전극 연결부를 구성하는 수직축 피더의 사시도이다. 8 is a perspective view of a vertical axis feeder constituting an electrode connection part of a battery electrode supply system according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 수직축 피더(50)는, 수평하게 놓이는 y축 구동부(51)와, 상기 y축 구동부(51)와 직교하는 방향으로 수평하게 놓이는 x축 구동부(52), 및 상기 x축 구동부(52)의 상면에서 상측으로 소정 길이 연장되는 z축 구동부(53), 및 상기 z축 구동부(53)를 따라 승강하는 승강암(54), 및 상기 승강암(54)에 결합되는 전극 그립부(55)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the
상기 승강 암(54)은, 상기 z축 구동부(53)로부터 상기 y축 구동부(51)의 연장 방향과 평행한 방향으로 소정 길이 연장된다. The lifting
상기 전극 그립부(55)는, 상기 그리핑 유닛(40)의 전극 그립부(421)와 동일한 기능을 수행하며, 상기 그리핑 유닛(40)의 전극 그립부(421)와 동일한 형상으로 설계될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다, 즉, 상기 그리핑 유닛(40)의 전극 그립부(421)가 잡고 있는 전극의 단부를 견고하게 잡을 수 있는 집게 기능을 하는 어떠한 형상도 가능하다.The electrode grip portion 55 performs the same function as the
상기 그리핑 유닛(40)의 전극 그립부(421)가 상기 승강암(54)의 직하방에 위치한 상태에서, 상기 전극 그립부(421)는 제 2 방향으로 회전하여 상기 전극의 단부가 하늘을 향하는 상태가 되도록 한다. In a state in which the
이 상태에서, 상기 승강암(54)이 하강하여, 상기 전극 그립부(55)가 상기 전극의 단부를 집어서 이어받는다. 그리고, 상기 전극 그립부(421)는 벌어져서 상기 전극을 그리핑하는 상태가 해제되도록 한다. 그리고, 상기 승강암(54)이 적어도 상기 제 1 흡착 및 커팅부(60)의 상단부까지 상승한다. In this state, the lifting
그리고, 상기 제 1 흡착 및 커팅부(60)의 흡착면에 상기 전극의 일 면이 밀착되면, 흡착 펌프가 작동하여 상기 전극이 상기 제 1 흡착 및 커팅부(60)의 흡착면에 강하게 흡착되도록 한다. 상기 전극이 흡착면에 흡착된 상태에서 커터가 상기 슬릿을 따라 이동하여 전극의 끝 부분을 절단하고, 상기 전극 그립부(55)에 잡혀 있는 전극 조각은 폐기 처분된다. And, when one surface of the electrode is in close contact with the adsorption surface of the first adsorption and cutting
상기에서 설명된 바와 같은 본 발명에 따른 배터리 전극 공급 시스템(10)에 의하면, 자재 세트 상태에서 전극 보빈에 감긴 전극의 단부가 클램핑 유닛(25)에 클램핑된 상태를 유지하면서 전극 공급부(14)로 이송되므로, 작업자가 전극의 단부에 부착된 테이프를 제거하는 수고를 하지 않아도 되는 장점이 있다. According to the battery
또한, 상기 그리핑 유닛(40)이 상기 수직축 피더(50)까지 자동으로 이동하여 대기 전극 보빈의 전극을 상기 수직축 피더(50)의 전극 그립부(55)에 자동으로 전달하고, 수직축 피더(50)에 의하여 전극이 제 1 흡착 및 커팅부(60)에 자동으로 흡착되므로, 기존에 작업자가 수동으로 수행해 왔던 전극 흡착 공정이 더 이상 필요하지 않게 되는 장점이 있다. In addition, the gripping
Claims (16)
상기 물류 컨베이어로부터 상기 자재 세트를 넘겨 받고, 전극 탭의 정렬을 위해 상기 자재 세트를 제 1 각도로 회전시킬 수 있는 투입 셔틀;
상기 투입 셔틀로부터 상기 자재 세트를 넘겨 받는 메인 컨베이어;
상기 메인 컨베이어로부터 상기 자재 세트를 넘겨받고, 전극 공급이 가능한 상태로 상기 자재 세트를 제 2 각도로 회전시키는 전극 공급부; 및
사용 전극과 상기 자재 세트의 대기 전극을 연결하는 전극 연결부를 포함하고,
상기 스키드는,
베이스 프레임과,
상기 베이스 프레임으로부터 상측으로 연장되는 지지축과,
상기 지지축의 상단에 제공되어, 상기 전극 보빈의 축을 지지하는 보빈축 지지부, 및
상기 베이스 프레임에 장착되어, 상기 전극 보빈에 감긴 전극의 좌측 및 우측 단부를 각각 잡는 한 쌍의 클램핑 유닛을 포함하는 배터리 전극 공급 시스템.A distribution conveyor that receives a set of materials including an electrode bobbin in which an electrode having a predetermined width is wound in a roll form, and a skid that rotatably supports the electrode bobbin;
an input shuttle capable of receiving the set of materials from the distribution conveyor and rotating the set of materials to a first angle for alignment of electrode tabs;
a main conveyor that receives the set of materials from the input shuttle;
an electrode supply unit that receives the set of materials from the main conveyor and rotates the set of materials at a second angle in a state in which electrode supply is possible; and
It includes an electrode connection part for connecting the use electrode and the standby electrode of the material set,
The skid is
base frame,
a support shaft extending upwardly from the base frame;
A bobbin shaft support portion provided on the upper end of the support shaft to support the shaft of the electrode bobbin, and
and a pair of clamping units mounted on the base frame to hold left and right ends of the electrode wound around the electrode bobbin, respectively.
상기 한 쌍의 클램핑 유닛 각각은,
베이스 프레임으로부터 상측으로 연장되고, 서로 마주보는 위치에 놓이는 한 쌍의 레그;
상기 한 쌍의 레그에 각각 장착되되, 서로 마주 보는 면들에 각각 장착되는 한 쌍의 클램프 가이드;
상기 한 쌍의 클램프 가이드에 각각 장착되되, 서로 마주 보는 면들에 각각 장착되는 한 쌍의 클램프; 및
상기 레그와 상기 클램프 가이드 사이에 배치되어, 상기 한 쌍의 클램프가 밀착되는 상태를 유지하도록 탄성력을 제공하는 탄성 부재를 포함하는 배터리 전극 공급 시스템.The method of claim 1,
Each of the pair of clamping units,
a pair of legs extending upwardly from the base frame and facing each other;
a pair of clamp guides respectively mounted on the pair of legs and mounted on surfaces facing each other;
a pair of clamps mounted on the pair of clamp guides, respectively, mounted on surfaces facing each other; and
and an elastic member disposed between the leg and the clamp guide to provide an elastic force to maintain a state in which the pair of clamps are in close contact.
서로 마주보는 위치에 놓이는 상기 한 쌍의 클램프 각각은, 서로 가까워지는 방향으로 볼록하게 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 전극 공급 시스템.3. The method of claim 2,
The battery electrode supply system, characterized in that each of the pair of clamps positioned to face each other is convexly rounded in a direction approaching each other.
서로 마주보는 위치에서 소정 간격 이격되는 상기 한 쌍의 클램프 가이드는,
일면에 상기 클램프가 장착되고, 타면에 상기 탄성 부재가 장착되는 수평부와,
상기 수평부의 단부에서 하측으로 연장되는 수직부를 포함하는 배터리 전극 공급 시스템.3. The method of claim 2,
The pair of clamp guides spaced apart from each other at a position facing each other,
a horizontal part on which the clamp is mounted on one surface and the elastic member is mounted on the other surface;
A battery electrode supply system including a vertical portion extending downward from the end of the horizontal portion.
상기 전극 공급부는,
상기 자재 세트를 상기 제 1 각도만큼 회전시키는 터닝 테이블과,
상기 보빈 전극을 풀어서 상기 전극 연결부까지 이송하는 그리핑 유닛 중 적어도 하나를 포함하는 배터리 전극 공급 시스템.5. The method of claim 4,
The electrode supply unit,
a turning table for rotating the set of materials by the first angle;
and at least one of a gripping unit for releasing the bobbin electrode and transferring the bobbin electrode to the electrode connection part.
상기 그리핑 유닛은,
상기 전극 보빈의 회전축과 직교하는 방향으로 연장되는 그리퍼 베드와,
상기 그리퍼 베드를 따라 상기 클램핑 유닛과 상기 전극 연결부 사이를 왕복 이동 가능하게 제공되며, 상기 전극의 좌측 및 우측 가장자리를 잡는 한 쌍의 그리퍼를 포함하는 배터리 전극 공급 시스템.6. The method of claim 5,
The gripping unit is
a gripper bed extending in a direction perpendicular to the axis of rotation of the electrode bobbin;
and a pair of grippers provided to be reciprocally movable between the clamping unit and the electrode connection part along the gripper bed, and for holding left and right edges of the electrode.
상기 한 쌍의 그리퍼 각각은,
상기 전극의 단부를 잡기 위해 서로 마주보는 위치에 제공되는 전극 그립부와,
상기 전극 그립부와 상기 그리퍼 베드를 연결하고, 상하 방향으로 이동 가능하게 제공되는 캠 팔로워를 포함하는 배터리 전극 공급 시스템.7. The method of claim 6,
Each of the pair of grippers,
An electrode grip portion provided at a position facing each other to hold the end of the electrode;
and a cam follower that connects the electrode grip part and the gripper bed and is provided to be movable in an up-down direction.
상기 전극 그립부는 시계 방향 및 반시계 방향으로 회동 가능한 것을 특징으로 하는 배터리 전극 공급 시스템.8. The method of claim 7,
The electrode grip portion is a battery electrode supply system, characterized in that it can rotate in a clockwise direction and a counterclockwise direction.
상기 캠 팔로워는,
서로 마주보는 상기 한 쌍의 클램프 가이드의 수직부 사이에서 상하 방향으로 이동하고,
상기 캠 팔로워의 폭은, 서로 마주보는 상기 한 쌍의 수직부간 이격 거리보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 전극 공급 시스템.8. The method of claim 7,
The cam follower,
moving in the vertical direction between the vertical portions of the pair of clamp guides facing each other,
A width of the cam follower is greater than a distance between the pair of vertical portions facing each other.
상기 한 쌍의 클램핑 유닛이 상기 전극의 좌측 및 우측 단부를 잡고 있는 상태에서, 상기 그리퍼는 상기 그리퍼 베드를 따라 전진하여 상기 전극의 직하방에 위치하고,
상기 그리퍼는 제 1 방향으로 회전하여 상기 전극의 단부를 그리핑할 준비를 갖추는 것을 특징으로 하는 배터리 전극 공급 시스템.8. The method of claim 7,
In a state in which the pair of clamping units hold the left and right ends of the electrode, the gripper moves forward along the gripper bed and is positioned directly below the electrode;
and the gripper is prepared to rotate in a first direction to grip an end of the electrode.
상기 캠팔로워가 소정 높이 상승하면서 상기 한 쌍의 수직부의 간격을 벌려서, 상기 전극의 클램핑 상태가 해제되도록 하는 동작과, 상기 전극 그립부가 상기 전극의 좌측 단부와 우측 단부를 잡는 그리핑 동작이 동시에 또는 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리 전극 공급 시스템.11. The method of claim 10,
The operation of releasing the clamping state of the electrode by increasing the distance between the pair of vertical portions while the cam follower rises to a predetermined height, and the gripping operation of the electrode grip portion holding the left and right ends of the electrode are performed simultaneously or Battery electrode supply system, characterized in that made sequentially.
상기 전극 그립부가 상기 전극의 좌측 단부와 우측 단부를 잡은 상태에서, 상기 전극의 단부와 상기 클램핑 유닛이 간섭되지 않도록, 상기 캠 팔로워가 더 상승하는 것을 특징으로 하는 배터리 전극 공급 시스템.12. The method of claim 11,
The battery electrode supply system according to claim 1, wherein the cam follower further rises so that the end of the electrode and the clamping unit do not interfere with the electrode grip portion holding the left end and the right end of the electrode.
상기 캠 팔로워가 더 상승한 상태에서, 상기 그리핑 유닛은 상기 그리퍼 베드를 따라 후퇴하여, 상기 전극 보빈에 감김 전극을 풀어서 상기 전극 연결부로 이송시키는 것을 특징으로 하는 배터리 전극 공급 시스템.13. The method of claim 12,
In a state in which the cam follower is further raised, the gripping unit retreats along the gripper bed, unwinds the electrode wound on the electrode bobbin, and transfers the electrode to the electrode connection part.
상기 전극 연결부는,
상기 그리핑 유닛에 의하여 이송되어 온 상기 전극의 단부를 이어 받아서 상측으로 이송시키는 수직축 피더와,
상기 수직축 피더에 의하여 상승된 전극을 흡착 후 절단하는 흡착 및 커팅부를 포함하는 배터리 전극 공급 시스템.14. The method of claim 13,
The electrode connection part,
a vertical axis feeder that receives the end of the electrode transferred by the gripping unit and transfers it upward;
A battery electrode supply system including an adsorption and cutting unit for adsorbing and cutting the electrode raised by the vertical axis feeder.
상기 수직축 피더는,
z축 구동부와,
상기 z축 구동부를 x축 방향으로 이동시키는 x축 구동부와,
상기 z축 구동부를 y축 방향으로 이동시키는 y축 구동부과,
상기 z축 구동부를 따라 상하 방향으로 승강하는 승강 암과,
상기 승강 암에 장착되어 상기 전극의 좌측 단부와 우측 단부를 잡는 전극 그립부를 포함하는 배터리 전극 공급 시스템.15. The method of claim 14,
The vertical axis feeder,
a z-axis driving unit;
an x-axis driving unit for moving the z-axis driving unit in the x-axis direction;
a y-axis driving unit for moving the z-axis driving unit in the y-axis direction;
a lifting arm that ascends and descends in the vertical direction along the z-axis driving unit;
and an electrode grip part mounted on the lifting arm to grab the left and right ends of the electrode.
상기 전극 연결부로 이동한 상기 그리핑 유닛의 전극 그립부는, 상기 전극의 단부가 상기 수직축 피더의 전극 그립부를 향하도록 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 회전하고,
상기 승강암은 하강하여 상기 수직축 피더의 전극 그립부가 상기 전극의 좌측 단부와 우측 단부를 그리핑한 후 흡착 및 커팅이 이루어지는 부분까지 상승하는 것을 특징으로 하는 배터리 전극 공급 시스템.
16. The method of claim 15,
The electrode grip portion of the gripping unit moved to the electrode connection portion rotates in a second direction opposite to the first direction so that an end of the electrode faces the electrode grip portion of the vertical axis feeder,
The lifting arm descends and the electrode grip portion of the vertical axis feeder grips the left and right ends of the electrode and then ascends to a portion where adsorption and cutting are performed.
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