KR20230060931A

KR20230060931A - 피절단재를 절단하는 절단 장치 및 절단 방법

Info

Publication number: KR20230060931A
Application number: KR1020210145662A
Authority: KR
Inventors: 노경래; 염치호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2023-05-08

Abstract

실시예들에 따르면, 절단면을 포함하고, 절단면이 피절단재와 기 설정된 거리 이하가 되면 피절단재를 절단하는 절단부; 절단부를 고정하고 회전시키는 축; 및 축을 가이드하는 가이드; 를 포함하고, 가이드는, 축이 가이드로부터 기 설정된 범위 이내에 위치하도록 하는, 피절단재를 절단하는 절단 장치를 제공한다.

Description

피절단재를 절단하는 절단 장치 및 절단 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SLITTING TARGET}

실시예들은 피절단재를 절단하는 절단 장치 및 절단 방법에 관한 것이다. 예를 들어, 실시예들은 회전식 절단부를 이용하여 피절단재를 절단하는 절단 장치 및 절단 방법에 적용된다.

최근 환경에 대한 관심이 높아지면서, 에너지 절감 및 환경 보호를 실현하기 위하여 이차 전지가 대두되고 있다.

이차 전지란 외부 전원으로 공급받은 전류가 양극과 음극 사이에서 물질의 산화 환원 반응을 일으키는 과정에서 생성된 전기를 충전함으로써, 반영구적으로 사용 가능한 전지를 의미한다. 이차 전지는, 종래의 일회성 이용만이 가능하던 일차 전지와 달리, 여러 번 충전하여 재사용이 가능하다는 장점이 있다.

이차 전지는, 양극판, 음극판, 양극판과 음극판을 나누는 분리막, 전해액 및 이들을 넣고 밀봉한 케이스를 포함한다. 이때, 양극판 및 음극판은, 전극판에 대해 슬러리 형태의 전극 활물질을 도포한 뒤, 전극판을 절단(slitting, 슬리팅) 함으로써 제조된다.

절단 공정은 회전하는 나이프를 통해 소정 간격으로 전극판을 절단하는 공정이다. 그러나, 나이프가 회전하는 과정에서, 나이프의 설치 오류, 편심 회전, 회전축을 고정하는 홀더의 흔들림 등이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 피절단재의 품질이 저하되거나 또는 피절단재가 절단되지 않는 문제가 발생한다.

따라서, 절단 공정에 있어서, 위와 같은 문제를 방지하는 방안이 필요하다.

실시예들은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회전식 나이프의 축을 가이드하는 절단 장치 및 절단 방법을 제공한다.

실시예들은 절단 지점의 갭(gap)이 소정 범위 이상 벌어지는 것을 방지하기 위한 절단 장치 및 절단 방법을 제공한다.

실시예들은 나이프가 궤적을 이탈하는 것을 방지하기 위한 절단 장치 및 절단 방법을 제공한다.

실시예들에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 다양한 실시예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.

실시예들에 따르면, 절단 장치는, 피절단재의 위치를 측정하는 센서; 를 더 포함하는, 피절단재를 절단하는 절단 장치를 제공한다.

실시예들에 따르면, 센서는, 가이드와 축 사이의 제 1 거리를 센싱하고, 가이드는, 제 1 거리가 기 설정된 값 이하가 되도록 가이드의 위치를 제어하는, 피절단재를 절단하는 절단 장치를 제공한다.

실시예들에 따르면, 센서는, 가이드와 축 사이의 제 1 거리를 센싱하고, 절단부의 절단면과 피절단재 사이의 최소 거리인 제 2 거리를 센싱하고, 가이드는, 제 1 거리가 제 2 거리 이하가 되도록 가이드의 위치를 제어하는, 피절단재를 절단하는 절단 장치를 제공한다.

실시예들에 따르면, 절단 장치는, 외부 서버와 통신 가능한 통신부; 를 더 포함하고, 통신부는, 센서가 측정한 피절단재의 위치에 대한 정보를 외부 서버로 전송하고, 외부 서버로부터 가이드의 위치 제어에 대한 정보를 수신하고, 가이드는, 위치 제어에 따라 가이드의 위치를 제어하는, 피절단재를 절단하는 절단 장치를 제공한다.

실시예들에 따르면, 센서는, 가이드 내에 형성된 공동(cavity)에 마련되는, 피절단재를 절단하는 절단 장치를 제공한다.

실시예들에 따르면, 절단 장치는, 알람을 출력하는 알람부; 를 더 포함하고, 알람부는, 축이 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 알람을 출력하는, 피절단재를 절단하는 절단 장치를 제공한다.

실시예들에 따르면, 가이드는, 가이드의 길이 방향, 가이드의 두께 방향 및 가이드의 높이 방향에 대해 이동 가능한, 피절단재를 절단하는 절단 장치를 제공한다.

실시예들에 따르면, 절단부는, 제 1 절단부; 및 제 1 절단부와 피절단재를 기준으로 대향되어 마련되는 제 2 절단부; 를 포함하고, 가이드는, 제 1 절단부를 고정하고 회전하는 제 1 축을 가이드하는 제 1 가이드; 및 제 2 절단부를 고정하고 회전하는 제 2 축을 가이드하는 제 2 가이드; 를 포함하고, 제 1 절단부에 포함되는 제 1 절단면과 제 2 절단부에 포함되는 제 2 절단면 사이의 최소 거리에 기초하여 제 1 가이드와 제 2 가이드 사이의 간격이 제어되는, 피절단재를 절단하는 절단 장치를 제공한다.

실시예들에 따르면, 센서가 가이드와 축 사이의 제 1 거리를 센싱하는 단계; 센서가 피절단재와 절단부의 절단면 사이의 최소 거리인 제 2 거리를 센싱하는 단계; 및 제어부가 제 1 거리와 제 2 거리를 비교하여, 제 1 거리가 제 2 거리 이하가 되도록 가이드의 위치를 이동시키는 단계; 를 포함하는, 피절단재를 절단하는 절단 방법을 제공한다.

실시예들에 따르면 피절단재에 대한 미절단 불량 및/또는 절단에 의해 발생하는 품질 불량을 방지할 수 있다.

실시예들에 따르면 나이프가 정상 궤적을 벗어나는 것을 방지할 수 있다.

실시예들에 따르면 나이프의 이상 회전에 대하여 모니터링 가능하다.

실시예들로부터 얻을 수 있는 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 이하의 상세한 설명을 기반으로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다.

실시예들에 대한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함된, 첨부 도면은 다양한 실시예들을 제공하고, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 실시예들에 따른 절단 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 절단부의 편심 회전을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 실시예들에 따른 절단 장치의 사시도이다.
도 4는 실시예들에 따른 절단 장치의 구조도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 실시예들에 따른 가이드 및 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시예들에 따른 가이드, 축, 절단부 및 피절단재 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실시예들에 따른 절단 장치의 다른 예시를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 실시예들에 따른 절단 방법의 순서도이다.
도 9는 실시예들에 따른 절단부의 궤적을 도시한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 설명하는 전지(battery)는, 이차 전지(secondary battery)로서 방전 후 충전을 통해 재사용이 가능한 전지이다. 이때, 이차 전지는 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 수소 전지, 리튬 이온 전지를 포함한다.

본 명세서에서 절단의 대상이 되는 피절단재는, 전지의 제조 공정에 이용되는 것이다. 피절단재는, 전극판 상에 전극 활물질이 코팅된 후 압착된 것으로, 예를 들어, 필름, 시트, 호일 등을 포함한다. 피절단재는, 예를 들어, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함한다. 피절단재는 제조하는 전지가 음극인 경우 예를 들어 구리(Cu)를 포함하고, 제조하는 전지가 양극인 경우 예를 들어 알루미늄(Al)을 포함한다. 그러나 피절단재의 종류는 이에 한정되지 않으며, 피절단재는, 절단 공정을 통해 절단 가능하고, 기 설정된 길이 이상의 박판으로 이루어진 모든 대상을 포함한다.

도 1은 실시예들에 따른 절단 공정을 설명하기 위한 도면이다.

절단(slitting) 공정은 피절단재를 소정 간격으로 절단하는 공정이다.

도 1에서 1000은 절단 공정을 수행하는 절단 장치이고, 2000은 절단 공정의 대상이 되는 피절단재이다. 도 1에서는 절단이 행해지는 상태를 설명하기 위하여 피절단재(2000)가 펴져 있는 상태를 도시하였으나, 절단이 수행되지 않는 동안 피절단재(2000)는 롤(roll) 형상으로 감겨 있다. 따라서, 피절단재(2000)는 길이 방향이 두께 방향보다 더 긴 형상을 갖는다.

절단 장치(1000)는 절단부(1100a, 1100b) 및 롤러(1400a, 1400b)를 포함한다.

절단부(1100a, 1100b)는 피절단재(2000)를 절단한다. 절단부(1100a, 1100b)는 피절단재의 길이, 윤곽의 선, 피절단재의 소재 중 적어도 하나에 기초하여 피절단재(2000)를 절단한다.

절단부는 상단 절단부(1100a) 및 하단 절단부(1100b)를 포함한다. 절단부(1100a, 1100b)는 피절단재(2000)에 따라 상단 절단부(1100a) 및 하단 절단부(1100b) 사이의 거리 및/또는 각도를 기 설정된 값에 기초하여 설정한다.

롤러(1400a)는, 피절단재(2000)에 대해 절단을 수행하기 위하여, 롤 형상의 피절단재(2000)를 펼친다. 또한, 롤러(1400b)는, 절단이 수행된 피절단재(2000)를 다시 롤 형상으로 감는다. 이때, 피절단재(2000)는 d 방향으로 이동한다.

절단 공정은 상단 절단부(1100a) 및 하단 절단부(1100b) 간 위치의 정밀한 차이 및 이상적인 각도가 요구된다.

그러나, 절단 장치(1000)가 피절단재(2000)를 절단하는 과정에서, 진동으로 인하여 절단 장치(1000)에 흔들림이 발생할 수 있다. 또한, 절단부(1100a, 1100b)가 편심 회전하거나, 절단부(1100a, 1100b)가 설치 단계에서부터 피절단재(2000)를 절단하기에 지나치게 가깝거나 지나치게 먼 거리에 마련되는 등의 문제가 발생할 수도 있다. 나아가, 상단 절단부(1100a)와 하단 절단부(1100b) 사이의 공차에 의하여도 문제가 발생할 수 있다. 이 경우 절단 품질이 저하하게 되는데, 이에 대하여 편심 회전하는 절단부(2000)를 예시로 하여 도 2에서 이어서 설명한다.

도 2는 절단부의 편심 회전을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에서 k는 절단부(1100)의 중심을 나타내고, r은 회전축의 중심을 나타낸다.

도 2의 (a) 내지 (b)는 절단부(1100, 도 1에서 설명한 1100a, 1100b에 대응됨)가 편심회전함에 따라 변화하는 절단부(1100)와 피절단재(2000)의 관계를 도시하였다.

도 2의 (a)에서는, 절단부의 중심(k)이 회전축의 중심(r)보다 피절단재에 가깝게 위치하고 있다. 이에 따라, 절단부(1100)는 피절단재(2000)를 절단할 수 있다.

도 2의 (b)에서는, 절단부의 중심(k)과 회전축의 중심(r)의 높이가 서로 상이하나, 피절단재로부터의 거리가 동일 또는 유사하다. 이에 따라, 절단부(1100)는 피절단재(2000)를 절단할 수 있다.

도 2의 (c)에서는, 절단부의 중심(k)이 회전축의 중심(r)보다 피절단재에 멀게 위치하고 있다. 이에 따라, 절단부(1100)는 피절단재(2000)를 절단할 수 없다.

도 2의 (d)에서는, 절단부의 중심(k)과 회전축의 중심(r)의 높이가 서로 상이하나, 피절단재로부터의 거리가 동일 또는 유사하다. 이에 따라, 절단부(1100)는 피절단재(2000)를 절단할 수 있다.

즉, 절단부(1100)가 편심 회전하는 경우, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 절단부(1100)가 피절단재(2000)를 절단하지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 불량 발생으로 인하여 손실이 발생한다. 특히, 최근에는 전지 산업에 대한 관심이 증가함에 따라, 전지를 대용량으로 생산하고 있어, 불량 발생 역시 다량으로 생성되는 문제가 있다.

따라서, 전지를 대량 생산하는 경우에도 피절단재에 대한 불량이 발생하지 않는 방안이 요구된다. 이에 대하여, 도 3에서 설명한다.

도 3은 실시예들에 따른 절단 장치의 사시도이다.

도 3은 설명의 편의를 위하여, 절단 장치에 있어서, 롤러(roller), 바디(body) 등과 같이 피절단재의 절단과 직접적으로 관련이 있지 않은 구성에 대하여는 생략하여 도시하였다.

실시예들에 따른 절단 장치(1000)는 절단부(1100), 축(1200) 및 가이드(1300)를 포함한다.

실시예들에 따른 절단부(1100)는 피절삭재(2000, 도 1 참조)와 접촉하여 피절삭재(2000)를 절단하는 절단면(1100)을 포함한다. 절단부(1100)는, 절단면(1110)과 피절삭재(2000) 사이의 거리가 기 설정된 거리 이하가 되면 피절삭재(2000)를 절단한다.

절단부(1100)는 피절삭재에 대하여 전극 활물질이 코팅되지 않은 전극판을 절단한다. 또는, 절단부(1100)는 피절삭재를 사용하고자 하는 전지에 적합한 크기로 절단한다.

절단부(1100)는, 예를 들어, 링 나이프를 포함하나, 회전을 통해 절단을 수행하는 모든 절단 기구를 포함한다.

실시예들에 따른 축(1200)은 절단부(1100)를 고정하고, 회전시킨다. 따라서, 절단부(1100)는, 축(1200)으로부터 벗어나지 않으면서, 축(1200)을 중심으로 회전한다.

실시예들에 따른 가이드(1300)는 축(1200)을 가이드한다. 가이드(1300)는 축(1200)이 가이드(1300)로부터 기 설정된 범위 이내에 위치하도록 한다. 기 설정된 범위에 대하여도 도 6에서 상술한다.

가이드(1300)는 축(1200)을 제어함으로써, 절단부(1100)의 궤적이 기 설정된 궤적을 이탈하는 것을 방지한다. 즉, 가이드(1300)는 편심 회전 및/또는 진동에 의해 절단부(1100)가 기 설정된 궤적을 이탈하거나 또는 축이 휘어짐으로써 이상 회전이 발생되는 문제를 방지한다.

가이드(1300)는 가이드의 길이 방향(x), 가이드의 두께 방향(y) 및 가이드의 높이 방향(z)으로 이동한다. 이를 통해, 가이드(1300)는, 축(1200)에 대해 더 정확한 위치 제어를 수행한다.

이를 통해, 실시예들에 따른 절단 장치(1000)는 피절단재의 미절단과 같은 절단 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 가이드(1300)는 일단부에 가이드(1300)와 축(1200)이 만나는 부분인 이음부(1310)를 포함한다. 이음부(1310)의 외면의 형상은 축(1200)의 외면의 형상과 대응된다. 예를 들어, 축(1200)이 소정의 반지름을 갖는 원통형을 갖는 경우, 이음부(1310)는 소정의 반지름 이상의 반지름을 가지며, 원통 형상을 갖는다.

이를 통해, 실시예들에 따른 절단 장치(1000)는 가이드(1300)와 축(1200)이 접함으로써 발생하는 충격을 최소화한다.

가이드(1300) 내부에 포함되는 구성에 대하여는, 도 4에서 상술한다.

도 4는 실시예들에 따른 절단 장치의 구조도를 개략적으로 도시한 것이다.

실시예들에 따른 절단 장치(1000)는, 상술한 바와 같이 절단부(1100), 축(1200) 및 가이드(1300)를 포함한다.

실시예들에 따른 가이드(1300)는 통신부(1310), 메모리(1320), 알람부(1330), 센서(1340) 및 제어부(1350) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 가이드(1300)는, 도 4에서 설명한 구성 요소들의 전부 또는 일부를 포함한다. 따라서, 가이드(1300)는 도 4에서 설명한 구성 요소들 중 일부만을 포함하여도 되고, 전부를 포함하여도 되며, 도 4의 구성 요소 외에 다른 구성 요소를 포함하여도 된다.

실시예들에 따른 통신부(1310)는 외부 서버 또는 통신망과 데이터 송수신 가능하다. 예를 들어, 통신부(1310)는 센서(1340)가 획득한 정보를 기 설정된 외부 서버로 전송한다. 또한, 통신부(1310)는 기 설정된 외부 서버로부터 명령을 수신하고, 예를 들어, 통신부(1310)는 외부 서버로부터 가이드(1310)의 위치 제어에 대한 명령을 수신한다.

통신부(1310)는 예를 들어, 3G 모듈, LTE 모듈, LTE-A 모듈, Wi-Fi 모듈, 와이기그(WiGig) 모듈, UWB(Ultra Wide Band) 모듈 또는 랜카드 등과 같이 원거리용 네트워크 인터페이스를 포함한다. 또한, 통신부(1310)는, 예를 들어, 마그네틱 보안 전송(MST, Magnetic Secure Transmission) 모듈, 블루투스 모듈, NFC(Near Field Communication) 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 모듈, 지그비(ZigBee) 모듈, Z-Wave 모듈 또는 적외선 모듈 등과 같이 근거리용 네트워크 인터페이스를 포함한다.

실시예들에 따른 메모리(1320)는 가이드(1300)가 제어하는 각종 명령을 저장한다. 예를 들어, 메모리(1320)는 도 3에서 설명하는 축의 위치 제어를 위한 명령을 저장한다. 메모리(1320)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나를 포함한다. 메모리(1320)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나이다.

실시예들에 따른 알람부(1330)는 알람을 출력한다. 알람부(1330)는 가이드(1300)와 축(1200) 사이의 거리가 기 설정된 범위를 초과하는 경우 알람을 출력한다. 또는, 알람부(1330)는 절단면(1310)과 축(1200) 사이의 최소 거리가 기 설정된 거리 이상이거나, 또는 절단부(1300)의 설치 오류가 발견되는 경우에도 알람을 출력한다.

알람부(1330)는 소리 알람, 진동 알람, 광(raser) 알람 및 디스플레이 알람 중 적어도 하나를 포함한다. 알람부(1330)는 스피커(speaker) 모듈, 햅틱(haptic) 모듈, 발광 모듈 및 디스플레이 모듈 중 적어도 하나를 포함한다.

그러나, 알람부(1330)를 대신하여, 가이드(1300)와 축(1200) 사이의 거리가 기 설정된 범위를 초과하는 경우, 통신부(1310)가 외부 서버에 알람을 전송하여도 된다.

실시예들에 따른 센서(1340)는 가이드(1300) 내 정보, 가이드(1300)를 둘러싼 주변 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함한다. 예를 들어, 센서(1340)는, 피절삭재(2000)의 위치를 측정한다.

본 명세서에서는, 센서(1340)는 변위 센서로서, 예를 들어, 와전류 센서, 정전용량 센서, 레이저 센서를 예시로서 설명한다.

그러나, 센서(1340)의 종류는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 센서(1340)는 근접센서(proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 마이크로폰(microphone), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등) 중 적어도 하나를 포함한다.

한편, 가이드(1300)는, 이러한 센서(1340)들 중 적어도 2 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

실시예들에 따른 제어부(1350)는 가이드(1300) 내에 포함되는 구성요소들의 전부 또는 일부를 제어한다. 제어부(1350)는 예를 들어, CPU(Central processing unit)와 같은 일반적인 프로세서(processor)로서 가이드(1300) 내부에 내장된다. 그러나, 제어부(1350)는 가이드(1300) 내부에 물리적으로 위치하지 않고, 통신부(1310)를 통해 절단 장치(1000)를 제어할 수도 있다. 이 경우, 제어부(1350)는 외부 서버에 대응된다.

이하의 도 5 내지 도 6에서는 가이드(1300)가 센서(1340)를 포함하는 경우에 대하여 더 상세히 설명한다.

도 5는 실시예들에 따른 가이드 및 센서를 설명하기 위한 도면이다.

도 5의 (a)는 센서(1340)를 포함하는 가이드(1300)의 사시도이고, 도 5의 (b)는 센서(1340)를 포함하는 가이드(1300)의 xz 평면 단면도이다.

실시예들에 따른 가이드(1300)는 공동(cavity)(1300h)을 포함한다. 센서(1340)는, 공동(1300h) 내에 삽입된다. 이와 같이, 가이드(1300)는 센서(1340)가 마련되는 공간을 별도로 포함한다. 이에 따라, 가이드(1300)는 센서(1340)가 센싱한 정보를 지체 없이 획득할 수 있다.

또한, 센서(1340)가 가이드(1300) 내부에 마련됨으로써, 가이드(1300)를 기준으로 하는 축(1200) 또는 절단부(1100)에 대한 정보를 센싱하는 경우, 더 정확한 정보를 획득할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 달리, 센서(1340)는 가이드(1300)의 외부에 마련되어도 된다. 이 경우, 가이드(1300)는 통신부(1310)를 통해 외부에 마련된 센서(1340)가 센싱한 정보를 수신한다.

도 6은 실시예들에 따른 가이드, 축, 절단부 및 피절단재 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

실시예들에 따른 가이드(1300)는, 절단 장치(1000)가 작동하는 동안, 가이드(1300)와 축(1200) 사이의 거리가 기 설정된 범위 이내이도록 한다. 이에 따라, 절단면(1110)과 피절단재(2000) 사이의 거리 역시 기 설정된 범위 이내로 유지될 수 있다.

이러한 가이드(1300)의 수행을 돕기 위하여, 가이드(1300)는 도 4 내지 도 5에서 설명한 바와 같이, 센서(1340)를 더 포함한다. 그러나, 도 6에서는 설명의 편의를 위하여 센서(1340)를 도시하지 않았다.

실시예들에 따른 센서(1340)는 가이드(1300)와 축(1200) 사이의 최소 거리인 제 1 거리(δ)를 센싱한다. 가이드(1300)는, 제 1 거리(δ)에 기초하여 가이드(1300)와 축(1200) 사이의 거리가 기 설정된 범위 이내인지 판단한다. 가이드(1300)는 제 1 거리(δ)가 기 설정된 값 이내가 되도록 제어한다.

센서(1340)는 절단면(1110)과 피절단재(2000) 사이의 최소 거리인 제 2 거리(ε)를 센싱한다. 가이드(1300)는 제 1 거리(δ)가 제 2 거리(ε) 이하가 되도록 제 1 거리(δ)를 제어한다. 즉, 가이드(1300)는, 가이드(1300)의 위치를 제어한다.

가이드(1300)는 제 1 거리(δ)가 제 2 거리(ε) 이하가 되도록 함으로써, 절단부(1100)가 피절단재(2000)로부터 기 설정된 거리를 초과하는 것을 방지한다. 이에 따라, 실시예들에 따른 절단 장치(1000)는 미절단 불량 발생을 방지한다.

도 7은 실시예들에 따른 절단 장치의 다른 예시를 개략적으로 도시한 것이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 실시예들에 따른 절단 장치(1000)는 제 1 절단 장치(1000a) 및 제 2 절단 장치(1000b)를 포함한다. 제 1 절단 장치(1000a)와 제 2 절단 장치(1000b)는 피절삭재(2000)를 기준으로 대향되어 마련된다.

제 1 절단 장치(1000a)는 제 1 절단부(1100a, 도 1에서 설명한 상부 절단부와 대응됨), 제 1 축(1200a) 및 제 1 가이드(1300a)를 포함한다. 제 1 가이드(1300a)는 제 1 절단부(1100a)를 고정하고 회전하는 제 1 축(1200a)을 가이드한다. 도시하지는 않았으나, 제 1 가이드(1300a)에 포함되는 제 1 센서는, 제 1 절단면(1110a)과 피절단재(2000) 사이의 거리를 센싱한다.

제 2 절단 장치(1000b)는 제 2 절단부(1100b, 도 1에서 설명한 하부 절단부와 대응됨), 제 2 축(1200b) 및 제 2 가이드(1300b)를 포함한다. 제 2 가이드(1300b)는 제 2 절단부(1100b)를 고정하고 회전하는 제 2 축(1200b)을 가이드한다. 도시하지는 않았으나, 제 2 가이드(1300b)에 포함되는 제 2 센서는, 제 2 절단면(1110b)과 피절단재(2000) 사이의 거리를 센싱한다.

즉, 절단 장치(1000)가 상부 및 하부 절단부(1100a, 1100b)를 모두 포함하는 경우, 각각의 절단부(1100a, 1100b)에 가이드(1300a, 1300b)가 장착될 수 있다. 이 경우, 제 1 가이드(1300a)와 제 2 가이드(1300b)는 일방향 또는 쌍방향 통신을 수행한다.

제 1 가이드(1300a) 및 제 2 가이드(1300b)는 제 1 절단면(1110a) 및 제 2 절단면(1110b) 사이의 최소 거리에 기초하여 제 1 가이드(1300a) 및 제 2 가이드(1300b) 사이의 간격을 제어한다. 바람직하게는, 제 1 가이드(1300a) 및 제 2 가이드(1300b)는 제 1 절단면(1110a)과 피절단재(2000) 사이의 거리 및 제 2 절단면(1110b)과 피절단재(2000) 사이의 거리에 기초하여 제 1 가이드(1300a) 및 제 2 가이드(1300b) 사이의 간격을 제어한다.

이 경우, 절단 장치(1000)는, 피절단재를 절단하는 것에 대하여, 더 정밀하고 정확한 수행을 제공한다.

그러나, 절단 장치(1000)가 상부 및 하부 절단부를 모두 포함하는 경우에도, 상부 및 하부 절단부 중 적어도 하나에만 가이드가 장착되어도 된다. 이때, 가이드가 장착된 일측은, 가이드가 장착되지 않은 타측의 절단면에 대하여도 센싱한다. 이에 따라 가이드가 일측에만 장착된 경우에도 상부 및 하부 절단부가 서로 상호작용하여 정밀한 절단을 수행할 수 있다.

이를 통해 실시예들에 따른 절단 장치는, 가이드가 장착된 측을 이용하여 정밀한 위치 제어를 제공하면서도, 가이드를 마련하는 비용을 절감할 수 있어 효율적이다.

도 8은 실시예들에 따른 절단 방법의 순서도이다.

실시예들에 따른 절단 방법은, 도 3 내지 도 7에서 설명한 절단부(1100), 축(1200) 및 가이드(1300)를 각 단계의 수행 주체로서 포함한다. 각 단계에 대한 설명은 도 3 내지 도 7에서 설명한 바와 동일 또는 유사하다.

절단 방법은 센서(1340)가 가이드(1300)와 축 사이의 최소 거리인 제 1 거리(δ)를 센싱하는 단계(s801)를 포함한다.

절단 방법은 센서(1340)가 피절단재(2000)와 절단면(1110) 사이의 최소 거리인 제 2 거리(ε)를 센싱하는 단계(s802)를 포함한다.

절단 방법은 제어부(1350)가 제 1 거리(δ)와 제 2 거리(ε)를 비교하여, 제 1 거리(δ)가 제 2 거리(ε) 이하가 되도록 가이드(1300)의 위치를 제어하는 단계(s803)를 포함한다.

실시예들에 따른 절단 방법은 절단면과 피절단재의 최소 거리가 기 설정된 거리를 초과하지 않도록 방지함으로써 미절삭 불량 저감 효과를 제공한다.

도 9는 실시예들에 따른 절단부의 궤적을 도시한 것이다.

도 9의 (a)는 실시예들에 따른 가이드(1300)가 마련되지 않은 절단부(1100)를 나타낸 것이다. 도 9의 (b)는 실시예들에 따른 가이드(1300)가 마련된 절단부(1100)를 나타낸 것이다.

또한, 도 9의 (c)는 도 9의 (a) 및 도 9의 (b)의 절단부(1100)의 궤적을 나타낸 것이다.

도 9의 (c)에서 1001g는 도 9의 (a)의 절단부(1100)의 궤적이다. 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 가이드(1300)가 마련되지 않은 절단부(1100)의 경우, 절단부(1100)의 축이 편심 회전에 의해 피절단재(2000)로부터 멀어지는 것을 알 수 있다. 즉, 가이드(1300)가 마련되지 않은 절단부(1100)는 피절단재(2000)와 기 설정된 거리를 유지하지 못하여, 절단 불량이 발생할 수 있다.

한편, 도 9의 (c)에서 1001i는 도 9의 (b)의 절단부(1100)의 궤적이다. 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 가이드(1300)가 마련된 절단부(1100)의 경우, 절단부(1100)의 축이 편심 회전이 발생하더라도, 가이드(1300)에 의해 절단부(1100)가 피절단재(2000)와 기 설정된 거리 이내를 유지한다. 이에 따라, 가이드(1300)가 마련된 절단부(1100)는 절단 불량이 감소되는 효과를 제공한다.

이상 본 발명의 실시예에 따른 절단 장치 및 절단 방법을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기초 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다.

당업자는 개시된 실시 형태들을 조합, 치환하여 적시되지 않은 실시 형태를 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

1000: 절단 장치
1100: 절단부
1200: 축
1300: 가이드
1400: 롤러

Claims

절단면을 포함하고, 상기 절단면과 상기 피절단재 사이의 거리가 기 설정된 거리 이하가 되면 상기 피절단재를 절단하는 절단부;
상기 절단부를 고정하고 회전시키는 축; 및
상기 축을 가이드(guide)하는 가이드;
를 포함하고,
상기 가이드는,
상기 축이 상기 가이드로부터 기 설정된 범위 이내에 위치하도록 하는,
피절단재를 절단하는 절단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 절단 장치는,
상기 피절단재의 위치를 측정하는 센서;
를 더 포함하는,
피절단재를 절단하는 절단 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 센서는, 상기 가이드와 상기 축 사이의 제 1 거리를 센싱하고,
상기 가이드는, 상기 제 1 거리가 기 설정된 값 이하가 되도록 상기 가이드의 위치를 제어하는,
피절단재를 절단하는 절단 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 센서는,
상기 가이드와 상기 축 사이의 제 1 거리를 센싱하고,
상기 절단부의 절단면과 상기 피절단재 사이의 최소 거리인 제 2 거리를 센싱하고,
상기 가이드는,
상기 제 1 거리가 상기 제 2 거리 이하가 되도록 상기 가이드의 위치를 제어하는,
피절단재를 절단하는 절단 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 절단 장치는,
외부 서버와 통신 가능한 통신부; 를 더 포함하고,
상기 통신부는, 상기 센서가 측정한 상기 피절단재의 위치에 대한 정보를 상기 외부 서버로 전송하고, 상기 외부 서버로부터 상기 가이드의 위치 제어에 대한 정보를 수신하고,
상기 가이드는, 상기 위치 제어에 따라 상기 가이드의 위치를 제어하는,
피절단재를 절단하는 절단 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 센서는, 상기 가이드 내에 형성된 공동(cavity)에 마련되는,
피절단재를 절단하는 절단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 절단 장치는,
알람을 출력하는 알람부; 를 더 포함하고,
상기 알람부는, 상기 축이 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 알람을 출력하는,
피절단재를 절단하는 절단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드는, 상기 가이드의 길이 방향, 상기 가이드의 두께 방향 및 상기 가이드의 높이 방향에 대해 이동 가능한,
피절단재를 절단하는 절단 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 절단부는, 제 1 절단부; 및 상기 제 1 절단부와 상기 피절단재를 기준으로 대향되어 마련되는 제 2 절단부;를 포함하고,
상기 가이드는, 상기 제 1 절단부를 고정하고 회전하는 제 1 축을 가이드하는 제 1 가이드; 및 상기 제 2 절단부를 고정하고 회전하는 제 2 축을 가이드하는 제 2 가이드; 를 포함하고,
상기 제 1 절단부에 포함되는 제 1 절단면과 상기 제 2 절단부에 포함되는 제 2 절단면 사이의 최소 거리에 기초하여 상기 제 1 가이드와 상기 제 2 가이드 사이의 간격이 제어되는,
피절단재를 절단하는 절단 장치.
피절단재를 절단하는 절단 방법에 있어서,
센서가 가이드와 축 사이의 제 1 거리를 센싱하는 단계;
상기 센서가 상기 피절단재와 절단부의 절단면 사이의 최소 거리인 제 2 거리를 센싱하는 단계; 및
제어부가 상기 제 1 거리와 상기 제 2 거리를 비교하여, 상기 제 1 거리가 상기 제 2 거리 이하가 되도록 상기 가이드의 위치를 제어하는 단계; 를 포함하는,
피절단재를 절단하는 절단 방법.