KR20220084517A - 이차전지 제조용 이송시스템 - Google Patents

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Abstract

이차전지 제조용 이송시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 이차전지 제조용 이송시스템은, 소재 이송유닛으로부터 이차전지의 제조에 사용되는 소재부를 공급받아 이송 대차에 적재하는 갠트리유닛과, 갠트리유닛에 이격되어 배치되며 이송 대차에 적재된 소재부를 언로딩하여 공정 장비로 전달하는 이재유닛을 포함한다.

Description

이차전지 제조용 이송시스템{Transfer system for manufacturing secondary battery}
본 발명은, 이차전지 제조용 이송시스템에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 분리막이 권취되어 형성된 롤을 코팅장비로 간편하게 이송할 수 있는 이차전지 제조용 이송시스템에 관한 것이다.
이차전지는 에너지 밀도가 높고, 작동 전압이 높을 뿐만 아니라, 우수한 보존 및 수명 특성을 보이는 등 많은 장점을 가지고 있어, 개인용 컴퓨터, 캠코더, 휴대용 전화기, 휴대용 CD 플레이어, PDA 등 각종 휴대용 전자기기 뿐만 아니라 전기자동차 등에 널리 사용되고 있다.
이차전지의 예로서 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 전지 등이 있는데, 리튬 이차전지가 다른 종류의 이차전지에 비해 높은 에너지 밀도와 긴 수명을 갖도록 제조할 수 있어 많은 분야에서 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 전해질이 채워진 케이스(case)와, 케이스 내부에 수용된 전극 조립체를 구비한다. 전극 조립체는 양극(anode), 분리막(separator), 및 음극(cathode)가 적층된 것으로, 젤리-롤(Jelly-Roll) 형태의 권취 구조 또는 스택(stack) 구조를 갖는다.
분리막은 양극과 음극의 직접적인 접촉을 막아 전지 내부적으로 단락되는 것을 방지하는 동시에, 충전 및 방전 과정에서 리튬 이온의 이동 통로를 제공한다. 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0056811호에는 다수의 기공을 갖는 다공성 필름의 양 측면에 무기물 입자와 고분자 물질로 된 바인더의 혼합물을 코팅(coating)하여 다공성 코팅층이 형성된 분리막이 개시된다.
다공성 필름에 형성된 다공성 코팅층 내의 무기물입자들은 다공성 코팅층의 물리적 형태를 유지하는 역할을 하여 리튬 이차전지 과열시 다공성 필름이 열 수축되는 것을 억제하며, 다공성 필름이 손상되는 경우에도 양극과 음극이 직접 접촉되는 것을 방지한다.
한편, 상술한 분리막은 롤 형상으로 권취되어 코팅장비로 공급되는데, 분리막을 코팅장비로 공급하기 위해 종래에는 분리막 이송부에서 이송된 분리막을 작업자가 직접 이송용 대차에 적재하여 이송용 대차를 코팅장비로 이동시킨 후 작업자가 분리막을 이송용 대차에서 들어 올려 코팅장비에 전달하는 방식을 사용하였다.
이렇게 인력을 이용하여 이차전지 제조용 소재를 이송하는 종래의 이송방법은, 이송과정에서 작업자의 실수에 의해 분리막이 파손될 수 있으며, 이송을 위해 많은 인력을 필요로 하여 생산비용을 증가시키는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0056811호, (2009.06.03.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이차전지의 제조에 사용되는 소재를 공정 장비로 간편하게 이송할 수 있는 이차전지 제조용 이송시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 소재 이송유닛으로부터 이차전지의 제조에 사용되는 소재부를 공급받아 이송 대차에 적재하는 갠트리유닛; 및 상기 갠트리유닛에 이격되어 배치되며, 상기 이송 대차에 적재된 소재부를 언로딩하여 공정 장비로 전달하는 이재유닛을 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템dl 제공될 수 있다.
상기 소재부는, 이차전지 제조용 소재; 및 상기 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 포함할 수 있다.
상기 갠트리유닛은, 상기 소재부를 파지하는 갠트리용 클램핑부; 상기 갠트리용 클램핑부를 지지하며, 상기 갠트리용 클램핑부를 세로 방향으로 이동시키는 갠트리용 세로방향 이동부; 및 상기 갠트리용 세로방향 이동부를 지지하며, 상기 갠트리용 클램핑부를 가로 방향으로 이동시키는 갠트리용 가로방향 이동부를 포함할 수 있다.
상기 갠트리용 클램핑부는, 상기 갠트리용 세로방향 이동부에 연결되는 클램핑용 프레임부; 상기 지관에 연결되는 클램핑용 파지부; 상기 클램핑용 프레임부에 지지되고 상기 클램핑용 파지부에 연결되며, 상기 클램핑용 파지부의 이동을 안내하는 클램핑용 이동 가이드부; 및 상기 클램핑용 프레임부에 결합되고 상기 클램핑용 파지부에 연결되며, 상기 클램핑용 파지부를 상기 지관에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 클램핑용 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 갠트리용 세로방향 이동부는, 상기 갠트리용 가로방향 이동부에 연결되는 갠트리용 세로방향 프레임부; 상기 갠트리용 클램핑부에 연결되며, 세로방향으로 이동되는 갠트리용 세로방향 이동 블록부; 상기 갠트리용 세로방향 프레임부에 지지되며, 상기 갠트리용 세로방향 이동 블록부의 이동을 안내하는 갠트리용 세로방향 이동 가이드부; 및 상기 갠트리용 세로방향 프레임부에 지지되며, 상기 갠트리용 세로방향 이동 블록부를 이동시키는 갠트리용 세로방향 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 갠트리용 가로방향 이동부는, 갠트리용 가로방향 프레임부; 상기 갠트리용 세로방향 이동부가 연결되며, 가로방향으로 이동되는 갠트리용 가로방향 이동 블록부; 상기 갠트리용 가로방향 프레임부에 지지되며, 상기 갠트리용 가로방향 이동 블록부의 이동을 안내하는 갠트리용 가로방향 이동 가이드부; 및 상기 갠트리용 가로방향 프레임부에 지지되며, 상기 갠트리용 가로방향 이동 블록부를 이동시키는 갠트리용 가로방향 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 이재유닛은, 상기 소재부에 연결되어 상기 소재부를 포킹(forking)하는 이재용 포킹부; 상기 이재용 포킹부를 지지하며, 상기 이재용 포킹부를 세로 방향으로 이동시키는 포킹용 세로방향 이동부; 상기 포킹용 세로방향 이동부를 지지하며, 상기 이재용 포킹부를 상기 소재부에 대해 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향으로 이동시키는 포킹용 제1축 방향 이동부; 및 상기 포킹용 제1축 방향 이동부를 지지하며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동부를 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 이동시키는 포킹용 제2축 방향 이동부를 포함할 수 있다.
상기 포킹용 세로방향 이동부는, 상기 포킹용 제1축 방향 이동부에 연결되는 포킹용 세로방향 프레임부; 상기 이재용 포킹부에 연결되며, 세로방향으로 이동되는 포킹용 세로방향 이동 블록부; 상기 포킹용 세로방향 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 세로방향 이동 블록부의 이동을 안내하는 포킹용 세로방향 이동 가이드부; 및 상기 포킹용 세로방향 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 세로방향 이동 블록부를 이동시키는 포킹용 세로방향 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 포킹용 제1축 방향 이동부는, 상기 포킹용 제2축 방향 이동부에 연결되는 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부; 상기 포킹용 세로방향 이동부에 연결되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 포킹용 제1축 방향 이동 블록부; 상기 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동 블록부의 이동을 안내하는 포킹용 제1축 방향 이동 가이드부; 및 상기 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동 블록부를 이동시키는 포킹용 제1축 방향 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 포킹용 제2축 방향 이동부는, 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부; 상기 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동부의 이동을 안내하는 포킹용 제2축 방향 이동 가이드부; 및 상기 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동부를 이동시키는 포킹용 제2축 방향 이동 구동부를 포함할 수 있다.
상기 이송 대차는, 이송용 휠이 장착된 베이스부; 상기 베이스부에 결합된 지지 프레임부; 및 상기 지지 프레임부에 장착되며, 상기 지관에 연결되어 상기 소재를 지지하는 복수의 선반부를 포함할 수 있다.
상기 선반부는, 상기 지지 프레임부에 결합된 선반 몸체; 상기 선반 몸체에서 돌출되게 형성된 돌출 바아; 및 상기 돌출 바아에 결합되며, 상기 지관의 외주면에 접촉되는 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 갠트리유닛 및 상기 이재유닛 각각에 인접하게 배치되며, 상기 이송 대차에 연결되어 상기 이송 대차를 상기 갠트리유닛 및 상기 이재유닛에 대해 정위치에 위치시키는 정위치유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 정위치유닛은, 정위치용 프레임부; 및 상기 정위치용 프레임부에 결합되며, 상기 이송 대차에 자기력을 인가하는 자성체를 포함할 수 있다.
상기 정위치유닛은, 상기 정위치용 프레임부에 결합되며, 상기 이송 대차에 연결되어 충격을 흡수하는 충격을 흡수하는 충격 흡수부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 소재 이송유닛으로부터 이차전지의 제조에 사용되는 소재부를 전달받아 이송 대차에 적재하는 갠트리유닛과, 갠트리유닛에 이격되어 배치되며 이송 대차에 적재된 소재부를 언로딩하여 공정 장비로 전달하는 이재유닛을 구비함으로써, 이차전지의 제조에 사용되는 소재를 공정 장비로 간편하게 이송할 수 있으며, 그에 따라 이송과정에서 소재부의 파손을 방지할 수 있고 생산비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 이송시스템이 도시된 평면도이다.
도 2는 도 1의 갠트리유닛이 도시된 사시도이다.
도 3은 도 2의 정면도이다.
도 4는 도 2의 측면도이다.
도 5는 도 4의 갠트리용 클램핑부가 도시된 평면도이다.
도 6은 도 1의 이송 대차가 도시된 도면이다.
도 7은 도 1의 이재유닛이 도시된 도면이다.
도 8은 도 7의 평면도이다.
도 9는 도 7의 이재유닛을 다른 방향에서 바라본 도면이다.
도 10은 도 3 및 도 8의 정위치유닛이 도시된 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조용 이송시스템이 도시된 평면도이고, 도 2는 도 1의 갠트리유닛이 도시된 사시도이며, 도 3은 도 2의 정면도이고, 도 4는 도 2의 측면도이며, 도 5는 도 4의 갠트리용 클램핑부가 도시된 평면도이고, 도 6은 도 1의 이송 대차가 도시된 도면이며, 도 7은 도 1의 이재유닛이 도시된 도면이고, 도 8은 도 7의 평면도이며, 도 9는 도 7의 이재유닛을 다른 방향에서 바라본 도면이고, 도 10은 도 3 및 도 8의 정위치유닛이 도시된 도면이다.
본 실시예에서 이차전지의 제조에 사용되는 소재부(100)는, 이차전지 제조용 소재(110)와, 이차전지 제조용 소재(110)가 롤 형태로 권취된 지관(120)을 포함한다.
이차전지 제조용 소재(110)는 이차전지의 제조에 사용되는 양극재, 음극재 및 분리막에 해당될 수 있는데, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 이차전지 제조용 소재(110)를 분리막으로 한정하여 설명한다.
지관(120)에는 이차전지 제조용 소재(110)가 롤 형태로 권취된다. 본 실시예에서 지관(120)은 도 5에 도시된 바와 같이 길이 방향으로 중공홀(121)이 형성된 원형의 파이프 형상으로 마련되며, 지관(120)의 폭은 이차전지 제조용 소재(110)의 폭 보다 넓은 길이를 가지도록 형성된다.
본 실시예에 따른 이차전지 제조용 이송시스템은, 도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 소재 이송유닛(P), 이송 대차(200), 갠트리유닛(300), 이재유닛(400) 및 정위치유닛(500)을 포함한다.
소재 이송유닛(P)은 소재부(100)가 보관된 버퍼창고(미도시)에서 소재부(100)를 전달받아 갠트리유닛(300)에 공급한다. 이러한 소재 이송유닛(P)은, 소재부(100)가 적재된 이송셔틀(P1)과, 이송셔틀(P1)의 이동을 안내하는 셔틀용 가이드 레일(P2)을 포함한다.
이송 대차(200)는 갠트리유닛(300)과 이재유닛(400)의 사이를 왕복한다. 이러한 이송 대차(200)는 갠트리유닛(300)으로부터 소재부(100)를 전달받아 소재부(100)를 적재하며, 이재유닛(400)에 의해 소재부(100)가 적재해제 된다.
본 실시예에 따른 이송 대차(200)는, 도 2 내지 도 9에 도시된 바와 같아, 이송용 휠(W)이 장착된 베이스부(210)와, 베이스부(210)에 결합되는 지지 프레임부(220)와, 지지 프레임부(220)에 장착되며 지관(120)에 연결되어 소재를 지지하는 복수의 선반부(230)를 포함한다.
베이스부(210)에는 이송용 휠(W)이 장착된다. 이송 대차(200)는 작업자에 의해 이동될 수 있는데, 베이스부(210)에 이송용 휠(W)에 연결된 구동용 모터(미도시) 및 구동용 모터(미도시)에 연결된 컨트롤러(미도시)가 장착되어 이송 대차(200)가 자동으로 이동될 수도 있다.
또한, 베이스부(210)는 자기력에 상호작용하는 철 재질로 마련될 수 있으며, 다른 방법으로 베이스부(210)의 전면부에 정위치유닛(500)의 후술할 자성체(520)의 자기력에 상호작용하는 철 재질의 접촉부재(미도시)가 부착될 수 있다.
지지 프레임부(220)는 베이스부(210)에 결합되며 세로방향으로 연장되어 형성된다. 본 실시예에서 지지 프레임부(220)는 한 쌍으로 마련되어 적재된 소재부(100)를 사이에 두고 상호 이격되어 배치된다.
선반부(230)는 지지 프레임부(220)에 장착된다. 이러한 선반부(230)는 지관(120)에 연결되어 소재를 지지한다. 본 실시예에서 선반부(230)는 다수 개로 마련되어 상호 이격되어 배치된다.
이러한 선반부(230)는, 지지 프레임부(220)에 결합된 선반 몸체(231)와, 선반 몸체(231)에서 돌출되게 형성된 돌출 바아(232)와, 돌출 바아(232)에 결합되며 지관(120)의 외주면에 접촉되는 스토퍼(233)를 포함한다.
돌출 바아(232)는 한 쌍으로 마련되어 상호 이격되어 배치된다. 각각의 돌출 바아(232)의 말단부 영역에는 스토퍼(233)가 결합된다. 스토퍼(233)는 도 6에 도시된 바와 같이 지관(120)의 외주면에 접촉된다. 이와 같이 스토퍼(233)가 지관(120)의 양축 말단부 영역의 외주면에 접촉됨으로써, 소재부(100)가 이송 대차(200)에 적재될 수 있다. 본 실시예에서 스토퍼(233)는 돌출 바아(232)에 회전 가능하게 결합될 수도 있다.
한편, 갠트리유닛(300)은 소재 이송유닛(P)으로부터 공급받은 소재부(100)를 이송 대차(200)에 적재한다.
갠트리유닛(300)은, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 소재부(100)를 파지하는 갠트리용 클램핑부(310)와, 갠트리용 클램핑부(310)를 지지하며 갠트리용 클램핑부(310)를 세로 방향으로 이동시키는 갠트리용 세로방향 이동부(320)와, 갠트리용 세로방향 이동부(320)를 지지하며, 갠트리용 클램핑부(310)를 가로 방향으로 이동시키는 갠트리용 가로방향 이동부(330)를 포함한다.
갠트리용 클램핑부(310)는 소재부(100)를 파지한다. 이러한 갠트리용 클램핑부(310)는 한 쌍으로 마련되어 상호 이격되어 위치되고 상호 대향되게 된다.
본 실시예에 따른 갠트리용 클램핑부(310)는, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 갠트리용 세로방향 이동부(320)에 연결되는 클램핑용 프레임부(311)와, 지관(120)에 연결되는 클램핑용 파지부(312)와, 클램핑용 프레임부(311)에 지지되고 클램핑용 파지부(312)에 연결되며 클램핑용 파지부(312)의 이동을 안내하는 클램핑용 이동 가이드부(미도시)와, 클램핑용 프레임부(311)에 결합되고 클램핑용 파지부(312)에 연결되며 클램핑용 파지부(312)를 지관(120)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 클램핑용 이동 구동부(314)를 포함한다.
클램핑용 프레임부(311)는 갠트리용 세로방향 이동부(320)의 후술할 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)에 결합된다.
클램핑용 파지부(312)는 지관(120)의 중공홀(121)에 삽입되어 중공홀(121)의 내주면에 연결되어 소재부(100)를 파지한다.
클램핑용 이동 가이드부(미도시)는 클램핑용 프레임부(311)에 결합된다. 이러한 클램핑용 이동 가이드부(미도시)는 클램핑용 파지부(312)에 연결되어 클램핑용 파지부(312)의 이동을 안내한다. 본 실시예에서 클램핑용 이동 가이드부(미도시)는 클램핑용 파지부(312)가 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 가이드 레일(미도시)로 이루어질 수 있다.
클램핑용 이동 구동부(314)는 클램핑용 프레임부(311)에 결합된다. 이러한 클램핑용 이동 구동부(314)는 클램핑용 파지부(312)에 결합되어 클램핑용 파지부(312)를 지관(120)에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시킨다. 클램핑용 이동 구동부(314)에 의해 클램핑용 파지부(312)가 중공홀(121)에 삽입되거나 중공홀(121)에서 이탈된다. 본 실시예에서 클램핑용 이동 구동부(314)는 볼스크류 방식의 리니어 모터로 이루어질 수 있다.
갠트리용 세로방향 이동부(320)에는 갠트리용 클램핑부(310)가 연결된다. 이러한 갠트리용 세로방향 이동부(320)는 갠트리용 클램핑부(310)를 세로 방향으로 이동시킨다. 갠트리용 세로방향 이동부(320)는 한 쌍으로 마련되어 상호 이격되어 배치된다.
본 실시예에 따른 갠트리용 세로방향 이동부(320)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 갠트리용 가로방향 이동부(330)에 연결되는 갠트리용 세로방향 프레임부(321)와, 갠트리용 클램핑부(310)에 연결되며 세로방향으로 이동되는 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)와, 갠트리용 세로방향 프레임부(321)에 지지되며 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)의 이동을 안내하는 갠트리용 세로방향 이동 가이드부(323)와, 갠트리용 세로방향 프레임부(321)에 지지되며 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)를 이동시키는 갠트리용 세로방향 이동 구동부(324)를 포함한다.
갠트리용 세로방향 프레임부(321)는 갠트리용 가로방향 이동부(330)의 후술할 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)에 결합된다.
갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)에는 클램핑용 프레임부(311)가 결합된다. 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)는 세로방향으로 이동되어 갠트리용 클램핑부(310)를 세로방향으로 이동시킨다.
갠트리용 세로방향 이동 가이드부(323)는 갠트리용 세로방향 프레임부(321)에 결합된다. 이러한 갠트리용 세로방향 이동 가이드부(323)는 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)에 연결되어 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)의 이동을 안내한다. 갠트리용 세로방향 이동 가이드부(323)는 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)가 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 가이드 레일로 이루어질 수 있다.
갠트리용 세로방향 이동 구동부(324)는 갠트리용 세로방향 프레임부(321)에 결합된다. 이러한 갠트리용 세로방향 이동 구동부(324)는 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)에 연결되어 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)를 이동시킨다.
본 실시예에서 갠트리용 세로방향 이동 블록부(322)는 볼스크류 방식의 리니어 모터로 이루어질 수 있다.
갠트리용 가로방향 이동부(330)에는 갠트리용 세로방향 이동부(320)가 연결된다. 이러한 갠트리용 가로방향 이동부(330)는 갠트리용 세로방향 이동부(320)를 가로방향으로 이동시켜 갠트리용 세로방향 이동부(320)에 연결된 갠트리용 클램핑부(310)를 가로 방향으로 이동시킨다.
갠트리용 가로방향 이동부(330)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 갠트리용 가로방향 프레임부(331)와, 갠트리용 세로방향 이동부(320)가 연결되며 가로방향으로 이동되는 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)와, 갠트리용 가로방향 프레임부(331)에 지지되며 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)의 이동을 안내하는 갠트리용 가로방향 이동 가이드부(333)와, 갠트리용 가로방향 프레임부(331)에 지지되며 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)를 이동시키는 갠트리용 가로방향 이동 구동부(334)를 포함한다.
갠트리용 가로방향 프레임부(331)는 지면에 지지된다. 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)에는 갠트리용 세로방향 프레임부(321)가 결합된다. 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)는 가로방향으로 이동되어 갠트리용 클램핑부(310)를 가로방향으로 이동시킨다.
갠트리용 가로방향 이동 가이드부(333)는 갠트리용 가로방향 프레임부(331)에 결합된다. 이러한 갠트리용 가로방향 이동 가이드부(333)는 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)에 연결되어 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)의 이동을 안내한다. 갠트리용 가로방향 이동 가이드부(333)는 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)가 슬라이딩 이동 가능하게 연결되는 가이드 레일로 이루어질 수 있다.
갠트리용 가로방향 이동 구동부(334)는 갠트리용 가로방향 프레임부(331)에 결합된다. 이러한 갠트리용 가로방향 이동 구동부(334)는 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)에 연결되어 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)를 이동시킨다.
본 실시예에서 갠트리용 가로방향 이동 블록부(332)는 볼스크류 방식의 리니어 모터로 이루어질 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 갠트리유닛(300)은, 갠트리용 클램핑부(310)와 갠트리용 세로방향 이동부(320) 및 갠트리용 가로방향 이동부(330)를 통해 3축 구동이 가능하여 소재부(100)를 이송대차의 선반부(230)에 용이하게 적재할 수 있는 이점이 있다.
한편, 이재유닛(400)은 갠트리유닛(300)에 이격되어 배치된다. 이러한 이재유닛(400)은 이송 대차(200)에 적재된 소재부(100)를 언로딩하여 코팅공정이 이루어지는 공정 장비(M)로 전달한다.
본 실시예에 따른 이재유닛(400)은, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 소재부(100)에 연결되어 소재부(100)를 포킹(forking)하는 이재용 포킹부(410)와, 이재용 포킹부(410)를 지지하며 이재용 포킹부(410)를 세로 방향으로 이동시키는 포킹용 세로방향 이동부(420)와, 포킹용 세로방향 이동부(420)를 지지하며 이재용 포킹부(410)를 소재부(100)에 대해 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향(도 8의 X축 방향)으로 이동시키는 포킹용 제1축 방향 이동부(430)와, 포킹용 제1축 방향 이동부(430)를 지지하며 포킹용 제1축 방향 이동부(430)를 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향(도 8의 Y축 방향)으로 이동시키는 포킹용 제2축 방향 이동부(440)를 포함한다.
이재용 포킹부(410)는 도 8에 도시된 바와 같이 길이가 긴 바아 형상으로 형성된다. 이러한 이재용 포킹부(410)는, 지관(120)의 중공홀(121)에 삽입되어 중공홀(121)의 내부면에 연결됨으로써, 소재부(100)를 포킹(forking)한다.
포킹용 세로방향 이동부(420)에는 이재용 포킹부(410)가 연결된다. 이러한 포킹용 세로방향 이동부(420)는 이재용 포킹부(410)를 세로 방향으로 이동시킨다.
본 실시예에 따른 포킹용 세로방향 이동부(420)는, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 포킹용 제1축 방향 이동부(430)에 연결되는 포킹용 세로방향 프레임부(421)와, 이재용 포킹부(410)에 연결되며 세로방향으로 이동되는 포킹용 세로방향 이동 블록부(422)와, 포킹용 세로방향 프레임부(421)에 지지되며 포킹용 세로방향 이동 블록부(422)의 이동을 안내하는 포킹용 세로방향 이동 가이드부(423)와, 포킹용 세로방향 프레임부(421)에 지지되며 포킹용 세로방향 이동 블록부(422)를 이동시키는 포킹용 세로방향 이동 구동부(424)를 포함한다.
포킹용 세로방향 프레임부(421)는 포킹용 제1축 방향 이동부(430)의 후술할 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)에 결합된다.
포킹용 세로방향 이동 블록부(422)에는 이재용 포킹부(410)가 결합된다. 이러한 포킹용 세로방향 이동 블록부(422)는 세로방향으로 이동되어 이재용 포킹부(410)를 세로방향으로 이동시킨다.
포킹용 세로방향 이동 가이드부(423)는 포킹용 세로방향 프레임부(421)에 결합된다. 이러한 포킹용 세로방향 이동 가이드부(423)는 포킹용 세로방향 이동 블록부(422)에 연결되어 포킹용 세로방향 이동 블록부(422)의 이동을 안내한다. 본 실시예에서 포킹용 세로방향 이동 가이드부(423)는 포킹용 세로방향 이동 블록부(422)가 슬라이딩 이동 가능하게 연결된 가이드 레일로 이루어질 수 있다.
포킹용 세로방향 이동 구동부(424)는 포킹용 세로방향 프레임부(421)에 결합된다. 이러한 포킹용 세로방향 이동 구동부(424)는 포킹용 세로방향 이동 블록부(422)에 연결되어 세로방향 이동 블록부를 이동시킨다.
본 실시예에서 포킹용 세로방향 이동 구동부(424)는 볼스크류 방식의 리니어 모터로 이루어질 수 있다.
포킹용 제1축 방향 이동부(430)는 포킹용 세로방향 이동부(420)를 지지한다. 이러한 포킹용 제1축 방향 이동부(430)는 이동부는 포킹용 세로방향 이동부(420)를 이동시켜 이동부는 포킹용 세로방향 이동부(420)에 연결된 이재용 포킹부(410)를 소재부(100)에 대해 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향(도 8의 X축 방향)으로 이동시킨다.
포킹용 제1축 방향 이동부(430)는, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 포킹용 제2축 방향 이동부(440)에 연결되는 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)와, 포킹용 세로방향 이동부(420)에 연결되며 제1축 방향으로 이동되는 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)와, 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)에 지지되며 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)의 이동을 안내하는 포킹용 제1축 방향 이동 가이드부(433)와, 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)에 지지되며 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)를 이동시키는 포킹용 제1축 방향 이동 구동부(미도시)를 포함한다.
포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)는 포킹용 제2축 방향 이동부(440)에 결합된다.
포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)에는 포킹용 세로방향 프레임부(421)가 결합된다. 이러한 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)는 포킹용 세로방향 이동부(420)를 제1축 방향으로 이동시켜 이재용 포킹부(410)를 제1축 방향으로 이동시킨다.
포킹용 제1축 방향 이동 가이드부(433)는 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)에 결합된다. 이러한 포킹용 제1축 방향 이동 가이드부(433)는 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)에 연결되어 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)의 이동을 안내한다.
본 실시예에서 포킹용 제1축 방향 이동 가이드부(433)는 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)가 슬라이딩 이동 가능하게 연결된 가이드 레일로 이루어질 수 있다.
포킹용 제1축 방향 이동 구동부(미도시)는 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)에 결합된다. 이러한 포킹용 제1축 방향 이동 구동부(미도시)는 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)에 연결되어 포킹용 제1축 방향 이동 블록부(432)를 이동시킨다.
본 실시예에서 포킹용 제1축 방향 이동 구동부(미도시)는 볼스크류 방식의 리니어 모터로 이루어질 수 있다.
포킹용 제2축 방향 이동부(440)에는 포킹용 제1축 방향 이동부(430)가 연결된다. 이러한 포킹용 제2축 방향 이동부(440)는 포킹용 제1축 방향 이동부(430)를 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향(도 8의 Y축 방향)으로 이동시킨다.
본 실시예에 따른 포킹용 제2축 방향 이동부(440)는, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 지면에 지지되는 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부(441)와, 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부(441)에 지지되며 포킹용 제1축 방향 이동부(430)의 이동을 안내하는 포킹용 제2축 방향 이동 가이드부(443)와, 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부(441)에 지지되며 포킹용 제1축 방향 이동부(430)를 이동시키는 포킹용 제2축 방향 이동 구동부(444)를 포함한다.
포킹용 제2축 방향 이동 가이드부(443)는 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부(441)에 결합된다. 이러한 포킹용 제2축 방향 이동 가이드부(443)는 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)에 연결되어 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)의 이동을 안내한다.
본 실시예에서 포킹용 제2축 방향 이동 가이드부(443)는 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)가 슬라이딩 이동 가능하게 연결된 가이드 레일로 이루어질 수 있다.
포킹용 제2축 방향 이동 구동부(444)는 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부(441)에 결합된다. 이러한 포킹용 제2축 방향 이동 구동부(444)는 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)에 연결되어 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부(431)를 이동시킨다.
본 실시예에서 포킹용 제2축 방향 이동 구동부(444)는 볼스크류 방식의 리니어 모터로 이루어질 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 이재유닛(400)은, 포킹용 세로방향 이동부(420)와 포킹용 제1축 방향 이동부(430) 및 포킹용 제2축 방향 이동부(440)를 통해 3축 구동이 가능하여 소재부(100)를 이송대차에서 언로딩하여 코팅공정이 이루어지는 공정 장비(M)로 용이하게 전달할 수 있다.
정위치유닛(500)은, 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 갠트리유닛(300) 및 이재유닛(400) 각각에 인접하게 배치된다. 이러한 정위치유닛(500)은 이송 대차(200)에 연결되어 이송 대차(200)를 갠트리유닛(300) 및 이재유닛(400)에 대해 정위치에 위치되도록 하며 소재부(100)를 이송 대차(200)에 적재 및 이송 대차(200)에서 적재 해제하는 동안 정위치를 계속 유지할 수 있도록 한다..
본 실시예에 따른 정위치유닛(500)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 지면에 고정되는 정위치용 프레임부(510)와, 정위치용 프레임부(510)에 결합되며 이송 대차(200)에 자기력을 인가하는 자성체(520)와, 정위치용 프레임부(510)에 결합되며 이송 대차(200)에 연결되어 충격을 흡수하는 충격을 흡수하는 충격 흡수부(530)를 포함한다.
자성체(520)는 정위치용 프레임부(510)에 결합된다. 이러한 자성체(520)는 이송 대차(200)의 베이스부(210)의 전면부에 부착된 철 재질의 접촉부재(미도시)에 자기력을 인가한다. 본 실시예에서 자성체(520)는 자기력을 온/오프(on/off)할 수 있는 전자석으로 이루어진다.
이와 같이 본 실시예에 따른 이차전지 제조용 이송시스템은, 갠트리유닛(300) 및 이재유닛(400) 각각에 인접하게 배치되며 이송 대차(200)에 연결되어 이송 대차(200)를 갠트리유닛(300) 및 이재유닛(400)에 대해 정위치에 위치시키는 정위치유닛(500)을 구비함으로써, 이송 대차(200)에 소재부(100)를 적재하는 과정 및 이송 대차(200)에서 소재부(100)를 적재 해제하는 과정에서 이송 대차(200)가 움직이지 않고 정위치를 유지할 수 있도록 하여 이송정확도를 높일 수 있다.
충격 흡수부(530)는 정위치용 프레임부(510)에 결합된다. 이러한 충격 흡수부(530)는 이송 대차(200)에 연결되어 충격을 흡수하는 충격을 흡수한다. 본 실시예에서 충격 흡수부(530)는 스프링 또는 댐퍼 등을 구비할 수 있으며, 충격 흡수부(530)가 자성체(520)보다 먼저 베이스부(210)에 접촉되어 이송 대차(200)가 주차되는 과정에서의 충격을 흡수한다.
이하에서 본 실시예에 따른 이차전지 제조용 이송시스템의 동작을 도 1 내지 도 10을 참고하여 갠트리유닛(300)과 이재유닛(400)을 위주로 설명한다.
먼저, 갠트리유닛(300)이 소재 이송유닛(P)으로부터 공급된 소재부(100)를 파지하여 이송 대차(200)에 적재한다. 본 실시예에 따른 갠트리유닛(300)은 갠트리용 클램핑부(310)와 갠트리용 세로방향 이동부(320) 및 갠트리용 가로방향 이동부(330)를 통해 3축 구동이 가능하여 소재부(100)를 이송대차의 선반부(230)에 용이하게 적재할 수 있는 이점이 있다.
이후, 이송 대차(200)가 이재유닛(400)으로 이동된다. 다음, 이재유닛(400)이 이송 대차(200)에 적재된 소재부(100)를 포킹하여 코팅공정이 이루어지는 공정 장비(M)로 전달한다. 본 실시예에 따른 이재유닛(400)은, 포킹용 세로방향 이동부(420)와 포킹용 제1축 방향 이동부(430) 및 포킹용 제2축 방향 이동부(440)를 통해 3축 구동이 가능하여 소재부(100)를 이송대차에서 언로딩하여 코팅공정이 이루어지는 공정 장비(M)로 용이하게 전달할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 이차전지 제조용 이송시스템은, 소재 이송유닛(P)으로부터 이차전지의 제조에 사용되는 소재부(100)를 전달받아 이송 대차(200)에 적재하는 갠트리유닛(300)과, 갠트리유닛(300)에 이격되어 배치되며 이송 대차(200)에 적재된 소재부(100)를 언로딩하여 공정 장비(M)로 전달하는 이재유닛(400)을 구비함으로써, 이차전지의 제조에 사용되는 소재를 공정 장비(M)로 간편하게 이송할 수 있으며, 그에 따라 이송과정에서 소재부(100)의 파손을 방지할 수 있고 생산비용을 줄일 수 있는 이점이 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 소재부 110: 이차전지 제조용 소재
120: 지관 200: 이송 대차
210: 베이스부 220: 지지 프레임부
230: 선반부 231: 선반 몸체
232: 돌출 바아 233: 스토퍼
300: 갠트리유닛 310: 갠트리용 클램핑부
311: 클램핑용 프레임부 312: 클램핑용 파지부
314: 클램핑용 이동 구동부 320: 갠트리용 세로방향 이동부
321: 갠트리용 세로방향 프레임부
322: 갠트리용 세로방향 이동 블록부
323: 갠트리용 세로방향 이동 가이드부
324: 갠트리용 세로방향 이동 구동부
330: 갠트리용 가로방향 이동부
331: 갠트리용 가로방향 프레임부
332: 갠트리용 가로방향 이동 블록부
333: 갠트리용 가로방향 이동 가이드부
334: 갠트리용 가로방향 이동 구동부
400: 이재유닛
410: 이재용 포킹부
420: 포킹용 세로방향 이동부
421: 포킹용 세로방향 프레임부
422: 포킹용 세로방향 이동 블록부
423: 포킹용 세로방향 이동 가이드부
424: 포킹용 세로방향 이동 구동부
430: 포킹용 제1축 방향 이동부
431: 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부
432: 포킹용 제1축 방향 이동 블록부
433: 포킹용 제1축 방향 이동 가이드부
440: 포킹용 제2축 방향 이동부
441: 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부
443: 포킹용 제2축 방향 이동 가이드부
444: 포킹용 제2축 방향 이동 구동부
500: 정위치유닛 510: 정위치용 프레임부
520: 자성체 530: 충격 흡수부
M: 공정 장비 P: 소재 이송유닛

Claims (15)

  1. 소재 이송유닛으로부터 이차전지의 제조에 사용되는 소재부를 공급받아 이송 대차에 적재하는 갠트리유닛; 및
    상기 갠트리유닛에 이격되어 배치되며, 상기 이송 대차에 적재된 소재부를 언로딩하여 공정 장비로 전달하는 이재유닛을 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소재부는,
    이차전지 제조용 소재; 및
    상기 이차전지 제조용 소재가 롤 형태로 권취된 지관을 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 갠트리유닛은,
    상기 소재부를 파지하는 갠트리용 클램핑부;
    상기 갠트리용 클램핑부를 지지하며, 상기 갠트리용 클램핑부를 세로 방향으로 이동시키는 갠트리용 세로방향 이동부; 및
    상기 갠트리용 세로방향 이동부를 지지하며, 상기 갠트리용 클램핑부를 가로 방향으로 이동시키는 갠트리용 가로방향 이동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 갠트리용 클램핑부는,
    상기 갠트리용 세로방향 이동부에 연결되는 클램핑용 프레임부;
    상기 지관에 연결되는 클램핑용 파지부;
    상기 클램핑용 프레임부에 지지되고 상기 클램핑용 파지부에 연결되며, 상기 클램핑용 파지부의 이동을 안내하는 클램핑용 이동 가이드부; 및
    상기 클램핑용 프레임부에 결합되고 상기 클램핑용 파지부에 연결되며, 상기 클램핑용 파지부를 상기 지관에 대해 접근 및 이격되는 방향으로 이동시키는 클램핑용 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 갠트리용 세로방향 이동부는,
    상기 갠트리용 가로방향 이동부에 연결되는 갠트리용 세로방향 프레임부;
    상기 갠트리용 클램핑부에 연결되며, 세로방향으로 이동되는 갠트리용 세로방향 이동 블록부;
    상기 갠트리용 세로방향 프레임부에 지지되며, 상기 갠트리용 세로방향 이동 블록부의 이동을 안내하는 갠트리용 세로방향 이동 가이드부; 및
    상기 갠트리용 세로방향 프레임부에 지지되며, 상기 갠트리용 세로방향 이동 블록부를 이동시키는 갠트리용 세로방향 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 갠트리용 가로방향 이동부는,
    갠트리용 가로방향 프레임부;
    상기 갠트리용 세로방향 이동부가 연결되며, 가로방향으로 이동되는 갠트리용 가로방향 이동 블록부;
    상기 갠트리용 가로방향 프레임부에 지지되며, 상기 갠트리용 가로방향 이동 블록부의 이동을 안내하는 갠트리용 가로방향 이동 가이드부; 및
    상기 갠트리용 가로방향 프레임부에 지지되며, 상기 갠트리용 가로방향 이동 블록부를 이동시키는 갠트리용 가로방향 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 이재유닛은,
    상기 소재부에 연결되어 상기 소재부를 포킹(forking)하는 이재용 포킹부;
    상기 이재용 포킹부를 지지하며, 상기 이재용 포킹부를 세로 방향으로 이동시키는 포킹용 세로방향 이동부;
    상기 포킹용 세로방향 이동부를 지지하며, 상기 이재용 포킹부를 상기 소재부에 대해 접근 및 이격되는 방향인 제1축 방향으로 이동시키는 포킹용 제1축 방향 이동부; 및
    상기 포킹용 제1축 방향 이동부를 지지하며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동부를 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 이동시키는 포킹용 제2축 방향 이동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 포킹용 세로방향 이동부는,
    상기 포킹용 제1축 방향 이동부에 연결되는 포킹용 세로방향 프레임부;
    상기 이재용 포킹부에 연결되며, 세로방향으로 이동되는 포킹용 세로방향 이동 블록부;
    상기 포킹용 세로방향 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 세로방향 이동 블록부의 이동을 안내하는 포킹용 세로방향 이동 가이드부; 및
    상기 포킹용 세로방향 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 세로방향 이동 블록부를 이동시키는 포킹용 세로방향 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 포킹용 제1축 방향 이동부는,
    상기 포킹용 제2축 방향 이동부에 연결되는 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부;
    상기 포킹용 세로방향 이동부에 연결되며, 상기 제1축 방향으로 이동되는 포킹용 제1축 방향 이동 블록부;
    상기 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동 블록부의 이동을 안내하는 포킹용 제1축 방향 이동 가이드부; 및
    상기 포킹용 제1축 방향 이동 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동 블록부를 이동시키는 포킹용 제1축 방향 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 포킹용 제2축 방향 이동부는,
    포킹용 제2축 방향 이동 프레임부;
    상기 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동부의 이동을 안내하는 포킹용 제2축 방향 이동 가이드부; 및
    상기 포킹용 제2축 방향 이동 프레임부에 지지되며, 상기 포킹용 제1축 방향 이동부를 이동시키는 포킹용 제2축 방향 이동 구동부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 이송 대차는,
    이송용 휠이 장착된 베이스부;
    상기 베이스부에 결합된 지지 프레임부; 및
    상기 지지 프레임부에 장착되며, 상기 지관에 연결되어 상기 소재를 지지하는 복수의 선반부를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 선반부는,
    상기 지지 프레임부에 결합된 선반 몸체;
    상기 선반 몸체에서 돌출되게 형성된 돌출 바아; 및
    상기 돌출 바아에 결합되며, 상기 지관의 외주면에 접촉되는 스토퍼를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 갠트리유닛 및 상기 이재유닛 각각에 인접하게 배치되며, 상기 이송 대차에 연결되어 상기 이송 대차를 상기 갠트리유닛 및 상기 이재유닛에 대해 정위치에 위치시키는 정위치유닛을 더 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 정위치유닛은,
    정위치용 프레임부; 및
    상기 정위치용 프레임부에 결합되며, 상기 이송 대차에 자기력을 인가하는 자성체를 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 정위치유닛은,
    상기 정위치용 프레임부에 결합되며, 상기 이송 대차에 연결되어 충격을 흡수하는 충격을 흡수하는 충격 흡수부를 더 포함하는 이차전지 제조용 이송시스템.
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