KR20220122097A

KR20220122097A - 전극의 사행 보정장치 및 전극의 사행 보정방법

Info

Publication number: KR20220122097A
Application number: KR1020210026290A
Authority: KR
Inventors: 김동욱; 최승훈; 김민욱; 이용균; 박종식
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2022-09-02
Also published as: CN115997312A; WO2022182048A1; EP4156359A1; US20230335777A1

Abstract

본 발명의 전극의 사행 보정장치는, 권심에 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성하는 전극 이송시의 사행 보정장치로서, 전극을 권심 측으로 투입하는 투입 클램프의 투입 기울기 조절기구; 권심 전에 배치되어 전극의 에지 위치를 판정 EPS 에지 위치값으로서 측정하는 판정 EPS와, 상기 전극의 에지 위치를 판정 EPS 에지 기준값에 일치하도록 조절하는 EPC 롤러를 구비한 EPC부; 및 상기 EPC부 및 투입 기울기 조절기구를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 판정 EPS 에지 위치값이 판정 EPS 에지 기준값에 일치하도록 상기 전극의 에지 위치를 피드백 제어하고, 상기 피드백 제어에 의하여 상기 판정 EPS 에지 위치값이 상기 판정 EPS 에지 기준값에 수렴하도록 시간에 따라 변화할 때의 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들을 얻고, 이 데이터들 중 상기 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 데이터값들을 선택하여 이 데이터값들과 상기 판정 EPS 에지 기준값과 대비하여 상기 투입 기울기를 보정하도록 상기 투입 클램프의 투입 기울기 조절기구를 피드백 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 권심에 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성하는 전극 이송시의 사행 보정방법을 제공한다.

Description

전극의 사행 보정장치 및 전극의 사행 보정방법{ELECTRODE MEANDERING CORRECTION DEVICE AND ELECTRODE MEANDERING CORRECTION METHOD THEREOF}

본 발명은 전극 이송시의 사행 보정장치 및 사행 보정방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 권심에 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성하기 위하여 권심으로 이송되는 전극 이송시의 사행 보정장치 및 사행 보정방법에 관한 것이다.

모바일, 자동차 및 에너지 저장 장치 분야에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.

특히, 리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로서, 휴대용 전자 기기의 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속하게 신장되고 있는 추세이다.

이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는데, 대표적으로는 긴 시트형의 양극들과 음극들은 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막에 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell) 등의 단위셀들을 권취한 구조의 스택-폴딩형 전극 조립체 등을 들 수 있다.

이 중 젤리롤 전극 조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다. 특히, 고에너지 밀도를 갖는 젤리롤형 전극 조립체는 원통형 금속 캔에 내장되어 원통형의 이차전지를 구성할 수 있으며, 이러한 원통형 전지는 전기자동차와 같이 고용량의 이차전지의 적용이 필요한 분야에서 널리 적용되고 있다.

상기 젤리롤 전극 조립체를 형성하기 위해서, 전극은 투입 클램프에 의해 투입되어 권심을 향하여 이송되며 권심에서 권취되어 젤리롤 전극 조립체를 형성한다. 구체적으로는 양극, 음극 등의 전극과 함께, 분리막도 이송되어 상기 권심에서 같이 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성한다.

상기 전극은 권심으로 이송될 때, 투입시부터 권심에 도달할 때까지 설정된 에지 기준값에 일치하도록 똑바로 진행하는 것이 이상적이다. 그러나, 실제로는 상기 전극 이송시에 설정된 에지 기준값을 벗어나 진행하는 사행 진행이 불가피하게 발생한다.

도 1은 파이널 EPC부에 의한 종래의 전극 사행 보정장치 및 보정방법을 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 투입 클램프(10)에 의하여 투입된 전극(1)은 권심(60)을 향하여 진행하며, 파이널 롤러(50)를 거쳐 권심(60)에서 권취되어 분리막과 함께 젤리롤 전극조립체를 형성한다. 권심(60)에 의한 권취시 전극의 투입측 단부는 커터(20)에 의하여 절단되며, 이 절단된 단부까지 권심(60)에 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성하게 된다.

종래의 전극 사행 보정장치는 파이널 롤러의 전방에 파이널 EPC(Edge Position Control)부(30)를 구비하여 전극의 사행 진행을 보정하고 있다.

즉, 파이널 EPC부(30)는 권심(60) 전의 소정 위치(Q: 예컨대 권심 전 약 100mm 위치)에 설치된 판정 EPS(Edge Position Sensor)(32)에 의하여 전극(1)의 에지 위치를 측정한다. 이 전극(1)의 에지 위치를 판정 EPS 에지 위치값이라 칭한다. 상기 판정 EPS(32)는 투수광 센서 등의 비접촉식으로 전극 에지 위치를 측정하는 센서일 수 있다. 상기 판정 EPS 에지 위치값이 설정된 판정 EPS 에지 기준값(A)과 상이할 경우, 제어부(40)는 판정 EPC부에 구비된 EPC 롤러(31)에 의하여 전극을 폭방향으로 이동시켜 전극의 에지 위치를 상기 판정 EPS 에지 기준값(A)과 일치하도록 하는 피드백 제어를 행한다. 이때 상기 판정 EPS 에지 기준값(A)은 0이 아니며, 전극의 롤투롤 공정 조건 등에 따라 판정 EPS에서 정해지는 설정값이다. 따라서, 공정 조건이 달라지면 상기 기준값도 변경될 수 있다. 예컨대 상기 판정 EPS 에지 기준값은 0.8mm일 수 있다.

상기 EPC 롤러(31)는 예컨대 전극의 상하 방향에 위치한 닙 롤러일 수 있다. EPC 롤러(31)에 의한 전극 위치 보정은 상기 판정 EPS(32) 전의 소정 위치(P: 예컨대 권심 전 약 125mm 위치)에서 행해질 수 있다.

그런데, 상기 파이널 EPC부(30)에 의하여 전극의 사행 진행을 보정하는 경우에도, 실제로 전극 진행시 다수의 사행 불량이 발생되는 것을 확인하였다. 특히, 음극의 사행 불량률이 높았다. 이는, 파이널 EPC부(30)에 의하여 사행을 보정하는 경우에도, 전극 투입시에 돌발적으로 사행 불량이 발생하기 때문이다.

도 2는 파이널 EPC부에 의하여 사행을 보정할 경우 투입 불안정에 의한 영향을 나타내는 개략도이다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 전극 투입시의 투입 클램프(10)가 기울어져 있어, 투입되는 전극도 기울어지게 되고, 이에 의하여 판정 EPS(32)에서 측정되는 전극의 위치도 사행 진행되어 측정되는 것이다. 투입 클램프(10)는 전극을 권심 측으로 투입하기 위한 클램프로서, 예컨대 닙롤러로 구성된 투입 클램프 롤러 등을 구비하고 있다. 도 2에서 도면부호 1a는 투입 클램프(10)가 기울어짐(구체적으로 투입 클램프 롤러가 기울어짐)에 의하여 편중되어 사행 진행하는 전극을 지시한다.

이러한 돌발적인 사행 불량이 발생하면, 전극조립체가 설계치대로 권취되지 않아 완성된 전지 성능에 악영향을 끼칠 수 있다. 이러한 돌발적인 사행 불량은 예컨대 투입 클램프(10)에 의한 전극 투입이 불안정하게 이루어지기 때문인 것으로 판단된다. 즉, 애초에 전극 투입시 사행이 발생되는 방향으로 전극(1)이 투입될 경우, 도 1과 같이 사후적으로 파이널 EPC부(30)에 의하여 사행을 보정하여도, 그 사행 보정효과에는 한계가 있기 때문에, 상기와 같이 사행 불량률이 증가하는 것이다.

따라서, 전극 투입시 불안정성을 개선하여 돌발적인 사행 불량의 발생을 방지할 수 있는 기술의 개발이 요망된다 하겠다.

대한민국 등록특허공보 제10-1113424호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 권심에 권취되기 전 EPC부에 의하여 피드백 제어될 때의 시간에 따라 변화하는 전극의 판정 EPS 에지 위치값 데이터들을 이용하여 전극 투입시의 불안정성을 개선한 전극 이송시의 사행 보정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들과 판정 EPS 에지 기준값과 대비하는 피드백 제어를 통해 투입 클램프의 투입 기울기를 보정하는 전극의 사행 보정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전극의 사행 보정장치는, 권심에 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성하는 전극 이송시의 사행 보정장치로서, 전극을 권심 측으로 투입하는 투입 클램프의 투입 기울기 조절기구; 권심 전에 배치되어 전극의 에지 위치를 판정 EPS 에지 위치값으로서 측정하는 판정 EPS와, 상기 전극의 에지 위치를 판정 EPS 에지 기준값에 일치하도록 조절하는 EPC 롤러를 구비한 EPC부; 및 상기 EPC부 및 투입 기울기 조절기구를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 판정 EPS 에지 위치값이 판정 EPS 에지 기준값에 일치하도록 상기 전극의 에지 위치를 피드백 제어하고, 상기 피드백 제어에 의하여 상기 판정 EPS 에지 위치값이 상기 판정 EPS 에지 기준값에 수렴하도록 시간에 따라 변화할 때의 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들을 얻고, 이 데이터들 중 상기 투입 클램프의 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 데이터값들을 선택하여 이 데이터값들과 상기 판정 EPS 에지 기준값과 대비하여 상기 투입 기울기를 보정하도록 상기 투입 기울기 조절기구를 피드백 제어하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 상기 EPC 롤러는 상기 판정 EPS 설치위치의 소정간격 앞에 배치되는 것이 바람직하다.

하나의 실시예로서, 상기 제어부는, 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 초기의 데이터값의 평균값과 상기 판정 EPS 에지 기준값의 차이값을 계산하여 상기 차이값을 로직값으로 규정하고, 상기 전극이 소정 회수 투입되었을 때 각 전극의 상기 로직값들을 평균하여 평균 로직값을 구하고, 상기 평균 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 상기 전극의 소정 회수의 투입마다 보정할 수 있다.

구체적인 예로서, 상기 사행 보정장치는 상기 평균 로직값의 절대치의 크기에 따라 보정주기를 달리하고, 상기 보정주기마다 상기 투입 기울기를 설정된 소정 보정치 만큼씩 보정할 수 있다.

다른 실시예로서, 상기 전극의 사행 보정장치는, 상기 차이값에 돌발변수로 인한 판정 EPS의 측정오차를 반영하는 소정의 보정률을 곱한 값을 로직값으로 규정할 수 있다.

구체적으로, 상기 보정률은 상기 평균 로직값의 크기에 따라 다르게 결정될 수 있다.

본 발명의 또 하나의 측면으로서, 권심에 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성하는 전극 이송시의 사행 보정방법은, 투입 클램프에 의해 투입된 전극이 권심 전에 배치된 EPC부의 판정 EPS에 도달하였을 때의 전극의 에지 위치가 상기 판정 EPS에 의하여 측정되어 판정 EPS 에지 위치값이 측정되는 단계; 상기 판정 EPS 에지 위치값이 소정의 판정 EPS 에지 기준값에 일치하도록 상기 EPC부에 의하여 상기 전극의 에지 위치를 피드백 제어하는 단계; 상기 EPC부의 피드백 제어에 의하여 상기 판정 EPS 에지 위치값이 상기 판정 EPS 에지 기준값에 수렴하도록 시간에 따라 변화할 때의 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들을 얻는 단계; 및 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 상기 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 데이터값들을 선택하고 이 데이터값들과 상기 판정 EPS 에지 기준값과 대비하는 피드백 제어를 통해 상기 투입 기울기를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

구체적인 전극의 사행 보정방법으로서, 상기 시간에 따라 변화하는 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들은 상기 판정 EPS 에지 기준값에 수렴할 때까지 일정 시간 간격으로 소정 회수 측정되어 얻어지는 것이고, 상기 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 데이터값들은, 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 초기의 데이터값들일 수 있다.

상기 전극의 사행 보정방법에 있어서, 상기 판정 EPS 에지 기준값과 대비하는 피드백 제어 시에, 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 초기의 데이터값의 평균값과 상기 판정 EPS 기준값의 차이값을 계산하여 상기 차이값을 로직값으로 규정하고, 상기 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 보정할 수 있다.

하나의 예로서 상기 사행 보정방법은, 상기 전극이 소정 회수 투입되었을 때 각 전극의 상기 로직값들을 평균하여 평균 로직값을 구하고, 상기 평균 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 상기 전극의 소정 회수의 투입마다 보정할 수 있다.

구체적으로, 상기 평균 로직값의 절대치의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 투입 기울기를 보정할 수 있다.

구체적인 예로서, 상기 초기의 데이터값들은 판정 EPS에 의하여 1회~5회째에 측정된 데이터값들일 수 있다.

하나의 예로서, 상기 보정주기마다 상기 투입 기울기를 설정된 소정 보정치 만큼씩 보정할 수 있다.

구체적으로, 상기 평균 로직값의 부호가 양(+)이면 상기 투입 기울기를 소정 보정치만큼씩 차감하고, 상기 평균 로직값의 부호가 음(-)이면 상기 투입 기울기를 소정 보정치만큼씩 가산하여 보정할 수 있다.

다른 실시예로서, 본 발명의 전극의 사행 보정방법은, 상기 차이값에 돌발변수로 인한 판정 EPS의 측정오차를 반영하는 소정의 보정률을 곱한 값을 로직값으로 규정하고, 상기 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 보정할 수 있다.

본 발명에 의하면, 권심으로의 전극 투입시 안정적으로 전극을 투입하여 전극 투입시의 노이즈 내지 오버슈팅에 의한 사행 불량을 개선할 수 있다.

이에 따라, 전극 투입시의 EPS 데이터를 안정화시키고 초기 EPS 데이터의 편차를 줄일 수 있으므로, 전극 투입 불안정에 의한 사행 불량 및 사행 편차를 개선함으로써 전극조립체의 품질을 안정화할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 파이널 EPC부에 의한 종래의 전극 사행 보정장치 및 보정방법을 나타낸 개략도이다.
도 2는 파이널 EPC부에 의하여 사행을 보정할 경우 투입 불안정에 의한 영향을 나타내는 개략도이다.
도 3은 파이널 EPC부에 의하여 전극의 에지 위치를 피드백 제어할 때 시간에 따라 변화되는 판정 EPS 에지 위치값의 데이터들을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 의한 전극의 사행 보정장치를 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 의한 전극의 사행 보정방법의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 의한 투입 기울기를 보정하기 위한 피드백 제어의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 의한 투입 기울기를 보정하기 위한 피드백 제어의 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 도 7에 의한 피드백 제어과정을 로직값 산출과정과 관련하여 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 사행 보정방법에 의하여 투입 기울기를 소정 보정치만큼씩 보정하였을 경우 시간에 따른 판정 EPS 에지 위치값이 안정화되어가는 상태를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 사행 보정방법에 의하여 피드백 제어 후의 판정 EPS 에지 위치값에 관한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 사행 보정방법에 의하여 피드백 제어된 경우의 초기 판정 EPS 에지 위치값들의 편차를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.

이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다.

도 3은 파이널 EPC부에 의하여 전극의 에지 위치를 피드백 제어할 때 시간에 따라 변화되는 판정 EPS 에지 위치값의 데이터들을 나타내는 그래프이다.

도 1에서 파이널 EPC부(30)의 판정 EPS(32)에서 전극(1)의 에지 위치를 측정하고, 이를 판정 EPS 에지 기준값(A)에 일치하도록 파이널 EPC부(30)의 EPC롤러(31)로 전극의 에지 위치를 조정하여 사행을 보정하는 것을 설명하였다. 그러나, 파이널 EPC부(30)로 사행을 보정한다 하더라도, 전극 에지 위치가 곧바로 판정 EPS 에지 기준값(A)에 도달하는 것은 아니고, 판정 EPS(32)로 진행되어 와서 상기 EPS 위치에서 연속적으로 측정되는 전극의 에지 위치값(이하,'판정 EPS 에지 위치값'이라 칭한다)은 도 3과 같이 시간에 따라 변화하여 점차적으로 판정 EPS 에지 기준값에 수렴하게 된다.

도 3은 판정 EPS(32)에서 에지 위치를 측정하는 소정의 프로그램(프로그램명 'BOIS')에 의하여, 측정된 EPS 데이터로서 판정 EPS 에지 기준값(A)에 수렴할 때까지 총 50회 EPS 데이터를 측정한 것을 나타낸 것이다. BOIS 프로그램은 상기 EPS 데이터의 짝수번째 데이터만을 송출하므로, 도 3과 같이 상기 프로그램 상에서는 판정 EPS 에지 위치값이 판정 EPS 기준값(A)에 수렴할 때까지 총 25회 측정된 것을 나타내고 있다. 부언하면, 도 3의 X축은 판정 EPS 기준값(A)에 수렴할 때까지 일정 시간 간격으로 측정된 측정회수 내지 측정순번을 나타내며, Y축은 각 측정순번에서 판정 EPS에 의하여 측정된 전극 위치인 판정 EPS 에지 위치값들이다.

도 3에 나타난 바와 같이, 상기 판정 EPS 에지 위치값들은 측정순번 1~3에서 크게 변동(감소)하며, 이후에는 약간의 파동적 흐름을 나타내며 점차 판정 EPS 에지 기준값(A)(예컨대, 0.80mm)에 수렴해간다. 이와 같이 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 초기 데이터값들이 크게 변동하는 것은 도 2에 도시된 바와 같이, 전극 투입 시 오버슈팅(overshooting)에 의한 것으로 판단된다. 즉, 전극 투입시 투입 클램프(10)의 투입 클램프 롤러가 기울어져 전극의 투입 기울기가 잘못 설정되거나 돌발적인 투입 불안정 발생으로, 투입시 전극(1)이 좌우로 출렁거려 사행이 발생하기 때문에, 파이널 EPC부(30)로 이를 보정하더라도 EPS 위치에서 측정되는 판정 EPS 에지 위치값의 초기 데이터들이 도 3과 같이 크게 변동되는 것이다. 따라서, 상기 초기 데이터값들이 크게 변동되지 않도록 전극(1)이 권심(60)으로 투입되도록 한다면, 상기와 같이 오버슈팅 내지 돌발적인 투입 불안정으로 발생하는 사행 불량을 감소시킬 수 있다. 본 발명자들은 이러한 점에 착안하여, 전극 투입과 관련된 투입 기울기의 영향에 의하여 변동되는 데이터값들을 상기 판정 EPS 위치값 데이터들로부터 선택하고, 이 데이터값들과 판정 EPS 에지 기준값(A)과 대비하는 피드백 제어를 통해 투입 클램프(10)의 기울기를 보정함으로써, 사행 불량을 개선하고자 한 것이다.

도 4는 본 발명에 의한 전극의 사행 보정장치(100)를 나타낸 개략도이다.

본 발명에 있어서, 도 1의 종래의 사행 보정장치와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 부호를 붙여 나타내기로 한다.

본 발명은 파이널 EPC부(30)에 의한 피드백 제어를 전제로 한 것이므로, 종래와 같이 EPC부(30)를 구비하고 있다. 즉, 본 발명의 사행 보정장치(100)는, 권심(60) 전에 배치되어 전극(1)의 에치 위치를 판정하여 판정 EPS 에지 위치값으로 기록하는 판정 EPS(32)와, 상기 전극의 에지 위치를 판정 EPS 에지 기준값(A)에 일치하도록 조절하는 EPC롤러(31)를 구비한 EPC부(30)를 포함한다.

본 발명은 상기 EPC부(30)에 더하여 상기 투입 클램프(10)의 투입 기울기를 조절하는 투입 기울기 조절기구(70)를 포함한다. 상기 투입 기울기 조절기구(70)는, 예컨대 투입 클램프(10)에 구비된 투입 클램프 롤러 내지 롤러 축의 기울기를 좌우로 조절하여 투입 클램프의 투입 기울기, 즉 투입 클램프에 투입되는 전극의 투입 기울기를 조절할 수 있다. 상기 롤러 축의 일단 또는 양단은 예컨대 직선이동하는 다른 축에 연결되어 상기 다른 축의 직선이동에 연동되어 롤러 축이 기울어지도록 할 수 있다. 상기 직선이동하는 축은 모터 등 소정의 구동부에 연결되어 직선이동할 수 있다. 즉, 구동모터 등에 의한 회전운동을 직선운동으로 전환하는 변환기구(예컨대, 볼 스크류와 볼 너트)와 상기 직선이동 축을 연결하고, 모터 구동으로 상기 직선이동축을 이동시킴으로써, 롤러 축의 기울기를 조절할 수 있다. 혹은 피스톤이 공기압에 의하여 실린더로부터 직선이동할 수 있는 공기압 실린더를 채용하여 상기 피스톤과 롤러 축을 연결하여 피스톤의 직선이동에 의하여 상기 롤러 축의 기울기를 조절할 수 있다. 이러한 직선이동기구는 기계분야에서 통상적으로 알려져 있는 것이기 때문에, 그 자세한 설명은 생략한다. 중요한 것은, 투입 클램프 롤러 내지 롤러 축을 이동시켜 투입 클램프(10)의 기울기를 조절할 수 있다면 그 기울기 조절기구의 기계적 내지 전자적인 구성은 특정하게 한정할 필요가 없다.

본 발명은 상기 EPC부(30)와 상기 투입 클램프의 투입 기울기 조절기구(70)를 제어하는 제어부(40)를 구비한다. 상기 제어부(40)는 EPC부(30)의 EPS(32)로부터 판정 EPS 에지 위치값을 얻고 이를 판정 EPS 에지 기준값(A)에 일치하도록 전극(1)의 에지 위치를 피드백 제어한다. 본 발명의 제어부(40)는 이에 더하여, 상기 피드백 과정에서 얻어진 판정 EPS 에지 위치값들의 시간에 따른 변화값들을 판정 EPS 에지 기준값(A)과 대비하여 투입 기울기를 보정하도록 상기 투입 기울기 조절기구(70)를 피드백 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기 EPC 롤러(31)는 상기 판정 EPS(32)의 설치위치(Q: 예컨대, 권심으로부터 100mm 위치)의 소정간격 앞의 위치(P: 예컨대, 권심으로부터 125mm 떨어진 위치)에 설치되는 것이 바람직하다. EPS(32)에서 측정된 전극(1)의 위치가 판정 EPS 에지 기준값(A)과 상이할 경우, 제어부(40)는 상기 EPC 롤러(31)로 하여금 판정 EPS(32)의 소정간격 앞에서 전극(1)의 위치를 조정하도록 한다. 따라서, 하나의 전극이 연속적으로 판정 EPS(32)로 이동되어 올 때 판정 EPS(32)에서는 이 조정된 전극(1)의 위치가 후속적으로 측정될 수 있다.

본 발명의 사행 보정장치(100)는, 상기와 같이 투입 기울기 조절기구(70)와, 상기 EPC부(30)의 피드백 제어 및 상기 투입 기울기 조절기구(70)를 제어하여 투입 클램프(10)의 투입 기울기를 보정할 수 있는 제어부(40)를 포함하고 있으므로, 권심(60)으로 투입되는 전극(10)의 투입 안정성을 개선할 수 있으므로, 돌발적인 사행 불량이 발생하는 것을 저감할 수 있다.

본 발명은 전극(1)의 투입 안정성을 개선하기 위하여, 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 판정 EPS 에지 위치값 데이터들과 상기 판정 EPS 에지 기준값(A)을 대비하여 투입 기울기를 상기 사행 보정장치(100)에 의하여 보정하도록 하고 있다. 상기 대비에 의하여 상기 제어부(40)는 상기 투입 기울기 조절기구(70)를 피드백 제어하여, 도 4와 같이 투입 기울기를 조절하여 전극 투입 방향을 도 4의 B방향으로 수정함으로써, 돌발적인 투입 불량에 의한 사행 발생을 저감할 수 있다.

본 발명은 또한 권심(60)에 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성하는 전극 이송시의 사행 보정방법을 제공한다.

도 5는 본 발명에 의한 전극의 사행 보정방법의 순서를 나타내는 흐름도이다.

도시된 바와 같이, 먼저 (a) 단계에서 투입 클램프(10)에 의해 투입된 전극(1)이 권심 전에 배치된 EPC부(30)의 판정 EPS(32)에 도달하였을 때의 전극의 에지 위치가 상기 판정 EPS(32)에 의하여 측정되어 판정 EPS 에지 위치값이 측정된다.

이후, (b) 단계에서 상기 판정 EPS 에지 위치값이 소정의 판정 EPS 에지 기준값(A)에 일치하도록 상기 EPC부(30)에 의하여 상기 전극의 에지 위치가 피드백 제어된다.

다음, (c)단계에서 상기 EPC부(30)의 피드백 제어에 의하여 상기 판정 EPS 에지 위치값이 상기 판정 EPS 에지 기준값(A)에 수렴하도록 시간에 따라 변화할 때의 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들을 얻는다.

다음 (d) 단계에서 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 상기 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 데이터값들을 선택하고 이 데이터값들과 상기 판정 EPS 에지 기준값(A)과 대비하는 피드백 제어를 하고, 이에 의하여 (e)단계에서 상기 투입 기울기를 보정한다.

상기 시간에 따라 변화하는 판정 EPS 에지 위치값 데이터들은 상기 판정 EPS 에지 기준값(A)에 수렴할 때까지 일정 시간 간격으로 소정 회수 측정하여 얻을 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들은 예컨대 50회 측정하여 얻을 수 있다. 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 위치값 데이터들 중 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 데이터값들은 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 초기에 변동되는 데이터값들이다. 예컨대, 상기 초기의 데이터값들은 판정 EPS 에지 기준값에 수렴할 때까지 판정 EPS 에지 위치값을 50회 측정하였을 때, 판정 EPS(32)에 의하여 1회~5회째 측정된 데이터값들일 수 있다.

본 발명의 사행 보정방법은 상기 초기 데이터값들을 판정 EPS 에지 기준값(A)과 대비하여 피드백 제어를 통해 투입 기울기를 조정하는 바, 상기 피드백 제어의 구체적인 실시형태를 이하에서 설명한다.

(제1 실시형태)

도 6은 본 발명의 일 실시형태에 의한 투입 클램프의 투입 기울기를 보정하기 위한 피드백 제어의 순서를 나타내는 흐름도이다.

먼저 (d1)단계에서 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 초기의 데이터값의 평균값과 상기 판정 EPS 에지 기준값(A)을 대비한다. 초기의 데이터값의 단일값과 판정 EPS 에지 기준값(A)과 대비하는 것보다는 초기의 데이터값의 평균값과 판정 EPS 에지 기준값(A)을 대비하는 것이, 투입 불안정성의 영향을 더욱 효과적으로 반영할 수 있다. 이에 따라 예컨대, 도 3의 측정순번 1회~5회째(Bois 프로그램에서는 1회~3회째)의 (초기) 판정 EPS 에지 위치값들의 평균값과 판정 EPS 에지 기준값(A)의 차이값을 계산한다. 이 차이값을 피드백 제어를 위한 소정의 로직값(X_logic)으로 규정하며 이를 식으로 표시하면 하기 식 1과 같다. 상기 로직값이 크다는 것은 전극 투입시의 불안정성이 크다는 것을 의미하며, 따라서 이 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 클램프(10)의 투입 기울기를 보정할 수 있다.

X_logic= [(판정 EPS 에지 위치값 1번~ 5번의 평균값)- 판정 EPS 에지 기준값]

---- 식 1

본 실시형태에서는 단일 전극 투입시의 로직값으로 투입 기울기를 보정하는 데서 더 나아가서, 복수개의 전극 투입시의 로직값들의 평균값을 이용하여 전극의 사행을 보정함으로써, 사행 보정의 신뢰성을 더욱 향상시키는 것을 도모하고 있다. 즉, (d2) 단계에서, 전극이 소정 회수 투입되었을 때, 각 전극의 로직값들을 평균한 평균 로직값(평균 X_logic : 하기 식 2 참조)을 산정한다.

전극을 n회 투입했을 때의 평균 X_logic= X₁+ X₂+ … +X_n-1+ X_n/n -- 식 2

상기 평균 로직값은 복수개의 전극이 투입되었을 때의 각 로직값들을 평균한 것이므로, 전극 투입시의 불안정성을 더 잘 지시하고 있다. 따라서, 상기 평균 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 상기 전극의 소정 회수의 투입마다 보정한다면 전극 투입시의 불안정성을 보다 효과적으로 해소할 수 있다.

또한, 상기 평균 로직값의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 보정하는 것이 더욱 바람직하다. 전극이 소정 회수 투입되었을 때의 평균 로직값이 크다면, 전극 투입시의 불안정성이 크다는 것을 의미한다. 따라서, 평균 로직값이 큰 경우에는 보정주기를 짧게 하여 신속하게 보정하고, 평균 로직값이 작은 경우에는 보정주기를 길게 하는 것이 바람직하다. 도 4에서, 판정 EPS 에지 위치값들은 좌측으로 치우질 경우 음(-)의 값들을 나타내고, 우측으로 치우칠 경우 양(+)의 값들을 나타낸다. 따라서, 상기 평균 로직값의 부호도 음 또는 양으로 나타낼 수 있으며, 상기 평균 로직값의 절대치의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 보정할 수 있다.

상기 평균 로직값의 절대치의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 보정하는 경우의 예를 나타내면 다음과 같다.

<전극 5회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic= X₁+ X₂+ X₃+ X₄+ X₄+ X₅/5

|평균 X_logic|≥0.200 → 전극 투입 5회마다 투입 기울기 보정

<10회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic= X₁+ X₂+ … + X₉+ X₁₀/10

0.100 ≤|평균 X_logic|< 0.200 → 전극 투입 10회마다 투입 기울기 보정

<15회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic= X₁+ X₂+ … + X₁₄+ X₁₅/15

0.050 ≤|평균 X_logic|< 0.100 → 전극 투입 15회마다 투입 기울기 보정

<20회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic= X₁+ X₂+ … + X₁₉+ X₂₀/20

0.025 ≤|평균 X_logic|< 0.050 → 전극 투입 20회마다 투입 기울기 보정

<25회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic= X₁+ X₂+ … + X₂₄+ X₂₅/25

|평균 X_logic|< 0.025 → 투입 기울기 보정하지 않음

(d2) 단계에서 평균 로직값이 계산되면 이 평균 로직값의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 투입 기울기를 소정의 보정치만큼씩 보정할 수 있다((e)단계). 이 보정치는 투입 기울기를 조절할 수 있는 한계 내에서 상기 평균 로직값의 크기에 따라 보정할 수 있는 수치단위로서 디폴트 값으로 주어질 수 있다. 예컨대, 투입 기울기를 0.01의 보정치 만큼씩 보정할 수 있다. 이 보정치가 크면 1회 보정에 의하여 보정되는 기울기의 크기가 크고, 보정치가 작으면 1회 보정에 의하여 보정되는 기울기의 크기가 작다는 것을 의미한다. 보정치가 작으면 1회 보정되는 롤러 기울기의 크기는 작지만, 보다 세밀하게 투입 기울기를 조절할 수 있다.

한편, 상기 평균 로직값은 부호를 가지므로, 상기 투입 기울기 보정치는 상기 부호에 반대되도록 적용된다. 예컨대, 상기 평균 로직값의 부호가 양이면 상기 투입 기울기를 소정 보정치(예컨대, 0.01)씩 차감하여 보정하고, 상기 평균 로직값의 부호가 음이면 상기 투입 기울기를 소정 보정치(예컨대, 0.01)씩 가산하여 보정함으로써, 결과적으로 평균 로직값의 크기를 줄일 수 있도록 한다.

이후 (f) 단계에서 상기 (d1)~(e)단계를 반복함으로써, 투입 클램프(10)에 의하여 투입되는 복수개의 전극에 대하여 순차적으로 평균 로직값들을 줄여나가는 피드백 보정을 한다. 이러한 피드백 보정을 반복하여 궁극적으로 상기 평균 로직값의 크기가 설정된 일정 수치보다 작을 경우에는, 전극 투입 불안정성이 완전히 해소되어 안정화 구간에 진입한 것이므로, 추가적으로 투입 기울기를 보정할 필요가 없게 된다. 즉, 상기 평균 X_logic의 절대치가 0.025보다 작은 경우 안정화 구간에 진입하였으므로 투입 기울기를 보정하지 않아도 된다. 이 구간에서 투입 기울기를 보정하면, 오히려 투입 불안정성이 증가하게 된다.

(제2 실시형태)

도 7은 본 발명의 다른 실시형태에 의한 투입 기울기를 보정하기 위한 피드백 제어의 순서를 나타내는 흐름도이다.

본 실시형태는 로직값(X_logic)의 정의가 제1 실시형태와 상이하다.

본 실시형태에서는 로직값을 구하기 위하여 제1 실시형태의 로직값(초기 데이터값의 평균값과 판정 EPS 에지 기준값의 차이값)에 돌발변수로 인한 판정 EPS의 측정오차를 반영하는 소정의 보정률을 곱한 값을 로직값으로 규정한다. 전극은 전극 생산 및 권취라인으로부터 연속적으로 이송되어 권심으로 이송 및 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성한다. 이 과정에서 원인을 알 수 없는 헌팅(hunting) 내지 오버슈팅이 발생할 수 있다. 혹은 EPS 등의 센서가 오염되거나, 극단적인 경우는 전극이 권심으로부터 빠져버리거나 하여 판정 EPS 측정값에 오차가 생길 수 있다. 이러한 돌발변수로 인한 판정 EPS의 측정오차를 고려하지 않으면, 피드백 제어시 어쩔 수 없게 발생하는 측정오차를 반영하지 못하여 투입 불안정성에 의한 영향을 정확하게 평가할 수 없는 경우가 생긴다. 따라서, 제2 실시형태는 이러한 돌발변수로 인한 판정 EPS의 측정오차를 반영하는 소정의 보정률을 곱한 값을 로직값으로 한 것이다. 예컨대, 보정률이 1이라면 돌발변수가 발생할 수 있는 통상의 라인 운전의 경우를 나타낼 수 있다. 반면, 보정률이 1 미만, 예컨대 0.6이라면 돌발변수가 일어나지 않는 안정 운전의 상황을 반영한 것이다. 만약에 상기 안정 운전의 상황에서도 로직값 내지 평균 로직값이 일정 수치 미만이라면 이는 투입 안정성이 안정구간으로 접어들었다고 판단할 수 있고, 이러한 경우에는 더 이상 투입 기울기를 보정할 필요가 없게 된다.

이상으로부터 보정률을 P_logic이라고 하면 (d1)'단계에서 본 실시형태의 로직값(X_logic)을 하기 식 3과 같이 정의할 수 있다.

X_logic= [(판정 EPS 에지 위치값 1번~ 5번의 평균값)- 판정 EPS 에지 기준값] × P_logic---- 식 3

이후 (d2) 단계에서, 전극이 소정 회수 투입되었을 때, 각 전극의 로직값들을 평균한 평균 로직값(평균 X_logic : 하기 식 4 참조)을 산출한다.

전극을 n회 투입했을 때의 평균 X_logic= {X₁+ X₂+ … +X_n-1+ X_n/n} × P_logic

-- 식 4

또한, 상기 평균 로직값의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 보정하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 평균 로직값의 절대치의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 전극의 소정 회수의 투입마다 보정하는 경우의 예를 나타내면 다음과 같다.

<전극 5회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic= {X₁+ X₂+ X₃+ X₄+ X₄+ X₅/5} × P_logic

P_logic= 1.0

|평균 X_logic|≥0.200 → 전극 투입 5회마다 투입 기울기 보정

<10회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic= {X₁+ X₂+ … + X₉+ X₁₀/10}× P_logic

P_logic= 1.0

<15회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic= {X₁+ X₂+ … + X₁₄+ X₁₅/15}× P_logic

P_logic= 1.0

<20회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic={ X₁+ X₂+ … + X₁₉+ X₂₀/20 }× P_logic

P_logic= 1.0

<25회 투입시의 평균 X_logic >

평균 X_logic= {X₁+ X₂+ … + X₂₄+ X₂₅/25}× P_logic

P_logic= 0.6

|평균 X_logic|< 0.025 → 투입 기울기 보정하지 않음

(d2) 단계에서 평균 로직값이 계산되면 이 평균 로직값의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 투입 기울기를 소정의 보정치만큼씩 보정할 수 있다((e)단계). 예컨대, 투입 기울기를 0.01의 보정치 만큼씩 보정할 수 있다. 상기 평균 로직값의 부호가 양이면 상기 투입 기울기를 소정 보정치(예컨대, 0.01)씩 차감하여 보정하고, 상기 평균 로직값의 부호가 음이면 상기 투입 기울기를 소정 보정치(예컨대, 0.01)씩 가산하여 보정함으로써, 결과적으로 평균 로직값의 크기를 줄일 수 있도록 한다.

이후 (f) 단계에서 상기 (d1)'~(e)단계를 반복함으로써, 투입 클램프(10)에 의하여 투입되는 복수개의 전극에 대하여 순차적으로 평균 로직값들을 줄여나가는 피드백 보정을 한다. 이러한 피드백 보정을 반복하여 궁극적으로 상기 평균 로직값의 크기가 설정된 일정 수치보다 작을 경우에는, 전극 투입 불안정성이 완전히 해소되어 안정화 구간에 진입한 것이므로, 추가적으로 투입 기울기를 보정할 필요가 없게 된다. 즉, 상기 평균 X_logic의 절대치가 0.025보다 작은 경우 안정화 구간에 진입하였으므로 투입 기울기를 보정하지 않아도 된다. 이 구간에서 투입 기울기를 보정하면, 오히려 투입 불안정성이 증가하게 된다. 제1 실시형태와 같이 돌발변수에 의한 보정률을 고려하지 않은 경우에는, 돌발변수가 적어 안정운전이 진행되는 경우에도 평균 로직값에 따라 기계적으로 투입 기울기를 보정하는 경우가 있다. 이렇게 되면 투입 기울기 보정에 의하여 오히려 투입 불안정성이 증가하는 경우가 발생한다. 따라서, 상기에 나타난 바와 같이, 25회 전극 투입시의 평균 로직값에 0.6의 보정률을 곱하여 그 평균 로직값의 절대값이 0.025보다 작은 경우라면 이미 안정화구간에 접어들었기 때문에, 더 이상 보정하지 않도록 결정하여야 한다. 이러한 경우까지 1의 보정률을 곱하여 평균 로직값을 계산한다면, 투입 기울기의 보정을 의미없이 반복하게 되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 돌발변수가 없는 안정화구간에 대한 일응의 기준(0.6의 보정률)을 정하여 피드백 제어의 최종도달점을 확립함으로써, 투입 안정성을 확실하게 개선할 수 있게 한 점에 본 실시형태의 의의가 있는 것이다.

도 8은 본 발명의 도 7에 의한 제2 실시형태의 피드백 제어 과정을 로직값 산출단계와 관련하여 보다 명확하게 나타낸 개략도이다.

도 8에 나타난 바와 같이, 예컨대 25개의 젤리롤(J/R) 전극조립체 제조용 전극(J/R1, J/R2,… J/R24, J/R25)의 초기 EPS 데이터로부터 평균 로직값들을 구한다. 또한, 이 평균 로직값들은 소정 보정률(예컨대 1.0 또는 0.6)의 소정 보정률을 곱한 것이다.

이 보정률을 반영한 평균 로직값들의 절대값의 크기에 따라 보정주기(예컨대 5회투입, 10회 투입, 15회 투입, 20회 투입에 1회씩 보정)를 달리하여 소정의 보정치(0.01) 만큼씩 투입 기울기를 가감 보정하였다.

이러한 1차 로직값 산출에 의하여 보정률을 곱한 평균 로직값의 크기가 0.025 미만(보정률로 0.6을 곱한 경우)이라면 피드백 제어의 목적을 달성하여 투입 기울기를 보정할 필요가 없다. 그렇지 않은 경우라면 2차 로직값 산출을 위하여 상기 과정을 반복한다.

도 9는 본 발명의 사행 보정방법에 의하여 투입 클램프(10)의 기울기(투입 기울기)를 소정 보정치만큼씩 보정하였을 경우 시간에 따른 판정 EPS 에지 위치값이 안정화되어가는 상태를 나타내는 그래프이다.

도 9(a)는, 최초 투입 기울기 0.40으로부터 보정치 0.01 만큼씩 투입 기울기를 조정하여 최종 투입 기울기 0.25가 될 때까지 보정한 경우(총 15회 보정)의 시간(측정회수)에 따른 EPS 데이터의 변화를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 보정을 반복함에 따라, 초기 EPS 데이터가 판정 EPS 에지 기준값으로부터 벗어나는 정도가 감소하는 것을 알 수 있다.

도 9(b)는 최초 투입 기울기 0.27로부터 보정치 0.01 만큼씩 투입 기울기를 조정하여 최종 투입 기울기 0.20가 될 때까지 보정한 경우(총 7회 보정)이고, 도 9(c)는 최초 투입 기울기 0.25로부터 보정치 0.01 만큼씩 투입 기울기를 조정하여 최종 투입 기울기 0.20가 될 때까지 보정한 경우(총 5회 보정)한 경우이다. 도 9(c)와 같이 투입 기울기를 0.20까지 변경한 경우, 초기 EPS 데이터가 판정 EPS 에지 기준값에 근접하게 수렴되어 안정된 투입으로 노이즈가 제거된 것을 알 수 있다.

도 10은 본 발명의 사행 보정방법에 의하여 피드백 제어가 완료된 후의 판정 EPS 에지 위치값에 관한 그래프이다. 이는 상기 도 9의 투입 기울기가 0.20으로 피드백 제어된 경우의 그래프와 동일하다. 도 10에는 초기 EPS 데이터가 중기 및 후기 데이터와 거의 비슷하게 판정 EPS 에지 기준값에 근접하게 되어 투입 안정성이 크게 개선된 것을 알 수 있다.

도 11은 본 발명의 사행 보정방법에 의하여 피드백 제어된 경우의 초기 판정 EPS 에지 위치값들의 편차를 나타낸 그래프로서, 피드백 제어되지 않은 경우의 초기 EPS 데이터들은 적색으로, 피드백 제어된 경우의 초기 EPS 데이터들을 청색으로 나타내고 있다. 도 11(a)에 나타난 바와 같이, 수천개의 투입 전극에 대하여 피드백 제어한 경우 초기 EPS 데이터들의 편차는 피드백 제어되지 않은 경우에 비하여 현저하게 줄어든 것을 알 수 있다. 도 11(b)는 이러한 편차를 보다 단순화하여 나타낸 것으로서 많은 개수의 전극을 피드백 제어한 경우에 그 초기 EPS 데이터들의 편차가 0.00에 근접하게 되어 투입 안정성이 크게 개선되고 또한 투입에 따른 전극 위치의 편차도 크게 줄어들었다는 것을 알 수 있다.

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

1: 전극
1a: 사행 진행 전극
10: 투입 클램프
20: 커터
A: 판정 EPS 에지 기준값
30: EPC부
31: EPC롤러
32: 판정 EPS
40: 제어부
50: 파이널 롤러
60: 권심
70: 투입 클램프의 투입 기울기 조절기구
100: 사행 보정장치

Claims

권심에 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성하는 전극 이송시의 사행 보정장치로서,
전극을 권심 측으로 투입하는 투입 클램프의 투입 기울기 조절기구;
권심 전에 배치되어 전극의 에지 위치를 판정 EPS 에지 위치값으로서 측정하는 판정 EPS(Edge Position Sensor)와, 상기 전극의 에지 위치를 판정 EPS 에지 기준값에 일치하도록 조절하는 EPC 롤러를 구비한 EPC(Edge Position Control)부; 및
상기 EPC부 및 투입 기울기 조절기구를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 판정 EPS 에지 위치값이 판정 EPS 에지 기준값에 일치하도록 상기 전극의 에지 위치를 피드백 제어하고, 상기 피드백 제어에 의하여 상기 판정 EPS 에지 위치값이 상기 판정 EPS 에지 기준값에 수렴하도록 시간에 따라 변화할 때의 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들을 얻고, 이 데이터들 중 상기 투입 클램프의 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 데이터값들을 선택하여 이 데이터값들과 상기 판정 EPS 에지 기준값과 대비하여 상기 투입 기울기를 보정하도록 상기 투입 기울기 조절기구를 피드백 제어하는 전극의 사행 보정장치.
제1항에 있어서,
상기 EPC 롤러는 상기 판정 EPS 설치위치의 소정간격 앞에 배치되는 전극의 사행 보정장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 초기의 데이터값의 평균값과 상기 판정 EPS 에지 기준값의 차이값을 계산하여 상기 차이값을 로직값으로 규정하고,
상기 전극이 소정 회수 투입되었을 때 각 전극의 상기 로직값들을 평균하여 평균 로직값을 구하고,
상기 평균 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 상기 전극의 소정 회수의 투입마다 보정하는 전극의 사행 보정장치.
제3항에 있어서,
상기 평균 로직값의 절대치의 크기에 따라 보정주기를 달리하고, 상기 보정주기마다 상기 투입 기울기를 설정된 소정 보정치 만큼씩 보정하는 전극의 사행 보정장치.
제3항에 있어서,
상기 차이값에 돌발변수로 인한 판정 EPS의 측정오차를 반영하는 소정의 보정률을 곱한 값을 로직값으로 규정하는 전극의 사행 보정장치.
제5항에 있어서,
상기 보정률은 상기 평균 로직값의 크기에 따라 다르게 결정되는 전극의 사행 보정장치.
권심에 권취되어 젤리롤 전극조립체를 형성하는 전극 이송시의 사행 보정방법에 있어서,
투입 클램프에 의해 투입된 전극이 권심 전에 배치된 EPC부의 판정 EPS에 도달하였을 때의 전극의 에지 위치가 상기 판정 EPS에 의하여 측정되어 판정 EPS 에지 위치값이 측정되는 단계;
상기 판정 EPS 에지 위치값이 소정의 판정 EPS 에지 기준값에 일치하도록 상기 EPC부에 의하여 상기 전극의 에지 위치를 피드백 제어하는 단계;
상기 EPC부의 피드백 제어에 의하여 상기 판정 EPS 에지 위치값이 상기 판정 EPS 에지 기준값에 수렴하도록 시간에 따라 변화할 때의 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들을 얻는 단계; 및
상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 상기 투입 클램프의 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 데이터값들을 선택하고 이 데이터값들과 상기 판정 EPS 에지 기준값과 대비하는 피드백 제어를 통해 상기 투입 기울기를 보정하는 단계를 포함하는 전극의 사행 보정방법.
제7항에 있어서,
상기 시간에 따라 변화하는 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들은 상기 판정 EPS 에지 기준값에 수렴할 때까지 일정 시간 간격으로 소정 회수 측정되어 얻어지는 것이고,
상기 투입 기울기의 영향에 의하여 변화되는 데이터값들은, 상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 초기의 데이터값들인 전극의 사행 보정방법.
제8항에 있어서,
상기 판정 EPS 에지 기준값과 대비하는 피드백 제어 시에,
상기 판정 EPS 에지 위치값 데이터들 중 초기의 데이터값의 평균값과 상기 판정 EPS 기준값의 차이값을 계산하여 상기 차이값을 로직값으로 규정하고, 상기 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 보정하는 전극의 사행 보정방법.
제9항에 있어서,
상기 전극이 소정 회수 투입되었을 때 각 전극의 상기 로직값들을 평균하여 평균 로직값을 구하고,
상기 평균 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 상기 전극의 소정 회수의 투입마다 보정하는 전극의 사행 보정방법.
제10항에 있어서,
상기 평균 로직값의 절대치의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 투입 기울기를 보정하는 전극의 사행 보정방법.
제9항에 있어서,
상기 초기의 데이터값들은 판정 EPS에 의하여 1회~5회째에 측정된 데이터값들인 전극의 사행 보정방법.
제11항에 있어서,
상기 보정주기마다 상기 투입 기울기를 설정된 소정 보정치 만큼씩 보정하는 전극의 사행 보정방법.
제13항에 있어서,
상기 평균 로직값의 부호가 양(+)이면 상기 투입 기울기를 소정 보정치만큼씩 차감하고,
상기 평균 로직값의 부호가 음(-)이면 상기 투입 기울기를 소정 보정치만큼씩 가산하는 전극의 사행 보정방법.
제9항에 있어서,
상기 차이값에 돌발변수로 인한 판정 EPS의 측정오차를 반영하는 소정의 보정률을 곱한 값을 로직값으로 규정하고, 상기 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 보정하는 전극의 사행 보정방법.
제15항에 있어서,
상기 전극이 소정 회수 투입되었을 때 각 전극의 상기 로직값들을 평균하여 평균 로직값을 구하고,
상기 평균 로직값의 크기에 대응하여 상기 투입 기울기를 상기 전극의 소정 회수의 투입마다 보정하는 전극의 사행 보정방법.
제15항에 있어서,
상기 평균 로직값의 절대치의 크기에 따라 보정주기를 달리하여 보정하는 전극의 사행 보정방법.
제17항에 있어서,
상기 보정주기마다 상기 투입 기울기를 설정된 소정 보정치 만큼씩 보정하는 전극의 사행 보정방법.
제16항에 있어서,
상기 보정률은 상기 평균 로직값의 크기에 따라 다르게 결정되는 전극의 사행 보정방법.