KR20230083471A - 대상체의 얼라인장치와 얼라인방법 - Google Patents

대상체의 얼라인장치와 얼라인방법 Download PDF

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Abstract

대상체의 얼라인장치가 개시된다. 본 발명의 대상체의 얼라인장치는, 대상체가 안착되는 안착면이 마련되고 상기 안착면에 안착된 대상체를 상하방향으로 가압 고정한 상태로 별도의 캐리어이송부의 구동에 의해 다음 작업영역으로 대상체와 동시에 이송 가능한 이송캐리어; 상기 이송캐리어에 대해 상기 대상체가 이동 가능한 상태로 상기 이송캐리어가 상태변환된 상태에서, 상기 대상체가 상기 안착면으로부터 상측방향으로 이격되도록 상기 안착면으로부터 상기 대상체를 비접촉시키는 비접촉 구동부; 및 상기 대상체가 상기 안착면에 비접촉된 상태에서 상기 대상체를 상기 이송캐리어에 대해 기준위치 및 자세로 얼라인하는 얼라인부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 대상체를 이송캐리어의 하부 플레이트의 안착면으로부터 일정이상 리프팅하여 비접촉 상태를 제공하고, 이러한 비접촉 상태를 유지하면서 얼라인부를 통해 얼라인 작업을 진행함에 따라, 얼라인 작업시 대상체의 위치 및 자세 변경시 대상체에 작용하는 저항을 감소하여 얼라인 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.

Description

대상체의 얼라인장치와 얼라인방법{alignment apparatus and alignment method of the object}
본 발명은 각각의 가공작업 영역에서 가공이 이루어지기 전 대상체를 기준 위치 및 자세로 얼라인하는 대상체의 얼라인장치와 얼라인방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다. 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다.
일 예로, 파우치형 이차전지 셀은 리드 탭이 외부에 노출되도록 전극 조립체가 파우치에 의해 감싸진 상태로 이루어지며, 전극 조립체와 전해액이 내부에 마련된 부분을 본방이라 하고 본방 외측으로 연결되는 파우치 실링부라 한다. 상기 전해액의 누출 방지를 위해서는 파우치 실링부를 다수회 폴딩하는 공정을 다수의 작업영역에서 순차적으로 진행하게 되는데, 각각의 작업영역에서는 실질적인 셀 가공이 이루어지기 전에 이차전지 셀을 기준위치로 얼라인하는 작업이 선행된다.
종래에는 이차전지 셀을 작업대 상에 안착한 후, 셀의 저면이 작업대 상면에 접촉하도록 안착된 상태에서 이차전지 셀의 정위치 및 자세변환을 위한 얼라인 작업이 진행되었다. 그러나, 이와 같이 이차전지 셀의 저면이 작업대 상면에 접촉한 상태에서 셀의 위치와 자세변환이 이루어지는 경우 셀과 작업대 상면 사이의 마찰로 인해 얼라인 정밀도가 감소하는 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-2104875호(2020. 4. 27 공고)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대상체의 저면이 지지면에 접촉상태가 아닌 비접촉상태를 유지하면서 얼라인 작업을 실시하도록 마련됨에 따라, 얼라인작업 진행중 대상체의 위치 및 자세 변경시 대상체에 작용하는 저항을 감소하여 얼라인 정확도를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 얼라인 작업을 위해 대상체를 가압할 때 대상체에 작용하는 데미지를 최소화하여 대상체의 손상 및 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있는 대상체의 얼라인장치와 얼라인방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 대상체가 안착되는 안착면이 마련되고 상기 안착면에 안착된 대상체를 상하방향으로 가압 고정한 상태로 별도의 캐리어이송부의 구동에 의해 다음 작업영역으로 대상체와 동시에 이송 가능한 이송캐리어; 상기 이송캐리어에 대해 상기 대상체가 이동 가능한 상태로 상기 이송캐리어가 상태변환된 상태에서, 상기 대상체가 상기 안착면으로부터 상측방향으로 이격되도록 상기 안착면으로부터 상기 대상체를 비접촉시키는 비접촉 구동부; 및 상기 대상체가 상기 안착면에 비접촉된 상태에서 상기 대상체를 상기 이송캐리어에 대해 기준위치 및 자세로 얼라인하는 얼라인부를 포함하는 대상체의 얼라인장치가 제공된다.
상기 비접촉 구동부는 공기압을 통해 상기 대상체를 일정이상 리프팅할 수 있다.
상기 이송캐리어는, 상부에 상기 안착면이 마련되는 하부 플레이트; 및 상기 안착면에 안착된 상기 대상체를 상측으로부터 하측으로 탄성 가압하여 고정 가능한 상부 플레이트를 포함하며, 상기 비접촉 구동부는, 압축공기를 생성하는 압축공기 생성부; 상기 하부 플레이트의 상면에 외부에 개방되게 형성되는 복수의 공기 배출홀; 및 상기 압축공기 생성부와 상기 복수의 공기 배출홀 사이를 연결하는 압축공기 공급부를 포함할 수 있다.
상기 압축공기 공급부는, 상기 하부 플레이트 내부의 압축공기유로와 연통되도록 상기 하부 플레이트의 저면 또는 측면에 복수로 마련되는 복수의 제1 압축공기 공급소켓; 및 상기 제1 압축공기 공급소켓에 분리 가능하도록 결합되며, 결합시 상기 압축공기 생성부의 압축공기를 상기 압축공기유로로 전달 가능한 복수의 제2 압축공기 공급소켓을 포함할 수 있다.
상기 압축공기 공급부는, 상기 복수의 제2 압축공기 공급소켓을 상기 제1 압축공기 공급소켓으로 접근 또는 이격시키도록 상기 제2 압축공기 공급소켓을 직선왕복 이동시키는 소켓 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 얼라인부는, 상기 대상체의 길이방향 일측 및 타측으로 각각 접근 또는 이격 가능하도록 마련되어 대상체의 길이방향 일측 및 타측을 각각 접촉지지 가능한 제1 및 제2 얼라인부; 및 상기 대상체의 좌우 폭방향 일측 및 타측으로 각각 접근 또는 이격 가능하도록 마련되어 대상체의 좌우 폭방향 일측 및 타측을 각각 접촉지지 가능한 제3 및 제4 얼라인부를 포함할 수 있다.
상기 상부 플레이트는 상기 하부 플레이트와의 사이 거리를 조절 가능하도록 상기 하부 플레이트와 연결될 수 있다.
상기 이송캐리어는, 상기 상부 플레이트를 상기 하부 플레이트 측으로 탄성 가압하도록 상기 상부 플레이트에 가압력을 제공하는 탄성 가압부를 더 포함하고, 상기 탄성 가압부는, 일단은 상기 하부 플레이트에 연결되고 타단은 상기 상부 플레이트를 관통하여 연장되는 복수의 가이드봉; 및 일단은 상기 복수의 가이드봉의 타단 부위에 지지되고 타단은 상기 상부 플레이트에 지지되어 상기 상부 플레이트에 가압력을 전달하는 복수의 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 탄성 가압부는, 상기 탄성부재의 일단이 지지되도록 상기 가이드봉의 타단에 상기 가이드봉보다 확장된 단면적을 갖도록 마련되는 제1 확장부; 및 상기 탄성부재의 타단이 지지되도록 상기 가이드봉이 관통 삽입되고 상기 상부 플레이트에 접촉 지지되도록 마련되는 제2 확장부를 포함할 수 있다.
상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 사이를 이격시키는 것이 가능한 상부 플레이트 리프팅부를 더 포함하고, 상기 상부 플레이트 리프팅부는, 상기 상부 플레이트를 상측으로 가압하여 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 사이를 이격시키는 하부 푸셔; 및 상기 하부 푸셔에 의해 상기 상부 플레이트가 상측으로 가압될 시, 상기 상부 플레이트만 상측으로 이동하도록 상기 탄성 가압부를 상측에서 하측으로 가압하는 상부 푸셔를 포함할 수 있다.
상기 대상체는 파우치 작업 전의 이차전지용 전극조립체 또는 파우칭된 이차전지 셀일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, (a) 대상체를 고정하고 있는 이송캐리어의 가압 고정상태를 해제하고, 상기 대상체를 이송캐리어의 안착면으로부터 상측 방향으로 이격시켜 상기 안착면으로부터 상기 대상체를 비접촉시키는 단계; (b) 상기 대상체의 비접촉 상태를 유지하면서 상기 대상체를 측방으로 가압하여 상기 대상체를 기준 위치 및 자세로 얼라인하는 단계; (c) 상기 안착면에 대한 상기 대상체의 비접촉 상태를 해제하고, 상기 대상체의 측방 가압상태를 해제하여 상기 대상체를 상기 이송캐리어의 안착면에 안착하는 단계; 및 (d) 상기 이송캐리어가 상기 대상체를 가압 고정하도록 하는 단계를 포함하는 대상체의 얼라인방법이 제공된다.
상기 (a)단계는 공기압을 통해 상기 대상체를 일정이상 리프팅할 수 있다.
상기 대상체는 파우치 작업 전의 이차전지용 전극조립체 또는 파우칭된 이차전지 셀일 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 대상체의 얼라인장치와 얼라인방법에 의하면, 대상체를 이송캐리어의 하부 플레이트의 안착면으로부터 일정이상 리프팅하여 비접촉 상태를 제공하고, 이러한 비접촉 상태를 유지하면서 얼라인부를 통해 얼라인 작업을 진행함에 따라, 얼라인 작업시 대상체의 위치 및 자세 변경시 대상체에 작용하는 저항을 감소하여 얼라인 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 대상체가 공기압에 의해 부상된 상태에서 얼라인 작업이 이루어짐으로써, 대상체를 측면 가압하면서 얼라인 작업을 진행하는 과정에 얼라인부에 가해지는 외력에 의해 대상체 표면에 손상, 스크래치 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 대상체가 이송캐리어 내에 배치된 상태에서 공기압에 의한 부상, 얼라인 작업이 순차적으로 이루어짐으로써, 대상체를 이송캐리어 내측으로 배치, 이송캐리어 내측에 배치된 대상체를 이송캐리어 외측으로 인출 등의 작업이 필요없는바, 연속적인 작업라인을 따라 이송캐리어가 이동하면서 대상체의 가공작업이 이루어질 때 한층 작업시간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인장치를 측면에서 바라본 모습을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인장치를 상측에서 하측으로 바라본 모습을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인장치의 이송캐리어를 나타내는 사시도,
도 4는 도 3의 측면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인장치에서 이송캐리어가 대상체를 가압 고정하는 상태와, 이송캐리어에 탑재된 대상체를 리프팅하여 얼라인하는 상태를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인장치의 얼라인부가 대상체를 얼라인하는 모습을 개략적으로 나타내는 평면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인방법을 나타내는 순서도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인방법을 통해 이송캐리어에 로딩된 대상체의 얼라인작업이 이루어지는 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대상체의 얼라인장치와 얼라인방법은 다양한 가공작업을 실시하기 전 대상체를 기준 위치 및 자세로 얼라인하는 것으로서, 특히 대상체의 저면이 안착면(지지면)에 접촉 상태가 아닌 비접촉상태를 유지하면서 얼라인 작업을 실시하도록 이루어짐에 따라 얼라인작업 진행중 대상체의 위치 및 자세 변경시 대상체에 작용하는 저항을 감소하여 얼라인 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인장치는 대상체의 저면이 특정 구조물에 접촉이 아닌 비접촉 상태를 유지한 상태로 얼라인을 실시하고 얼라인이 완료되면 가공을 위한 다음 작업영역으로 대상체(10)를 이송시키는 것으로서, 이송캐리어(100), 비접촉 구동부(200), 얼라인부(300) 및 상부 플레이트 리프팅부(400)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 대상체(10)는 파우치 작업 전의 이차전지용 전극조립체 또는 파우칭된 이차전지 셀일 수 있으며, 이외에도 이차전지 제조를 위해 사용되는 다양한 대상물로 적용 가능하다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 이송캐리어(100)는 대상체(10)가 안착되는 안착면(110)이 마련되고 안착면에 안착된 대상체(10)를 상하방향으로 가압 고정한 상태로 별도의 캐리어이송부(120)의 구동에 의해 다음 작업영역으로 대상체(10)와 동시에 이송 가능하도록 이루어진다.
일 예로, 파우칭된 이차전지 셀은 가장자리 실링부를 폴딩하기 위해, 셀 로딩 및 위치정렬(리드탭, 파우치 부분) -> 테라스 커팅(terrace cutting) -> 셀 위치정렬(본방 부분) -> 사이드 커팅 -> PFL(Pre-Folding Line) -> 180도 폴딩 -> 제1 프레스 -> 270도 폴딩 -> 제2 프레스 등의 다양한 공정을 거치게 된다.
이와 같은 공정들은 개별 작업영역에서 각각 이송캐리어(100)에 이차전지 셀, 즉 대상체(10)가 가압 지지된 상태로 이루어질 뿐만 아니라, 대상체가 개별 작업영역으로 순차적으로 이송될 때에도 대상체는 이송캐리어(100)에 지지, 고정된 상태로 이송캐리어(100)와 동시에 이송된다.
이송캐리어(100)는 캐리어이송부(120)의 구동에 의해 각 작업영역으로 이송되며, 캐리어이송부(120)는 이송캐리어(100)를 개별 작업영역으로 순차적으로 이송할 수 있다면 어떠한 구조로 이루어져도 무방하다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 이송캐리어(100)는 하부 플레이트(130), 상부 플레이트(140), 탄성 가압부(150)를 포함한다.
먼저, 하부 플레이트(130)는 전술한 캐리어이송부(120)에 의해 하부가 지지 가능하도록 일정이상의 폭을 갖게 이루어지고, 캐리어이송부(120)에 의해 하부가 지지된 상태로 다양한 작업영역으로 이송될 수 있다.
하부 플레이트(130)는 대상체(10), 일 예로 파우칭 작업전의 전극조립체 등이 안착되도록 상부에 안착면(110)이 마련된다.
다음, 상부 플레이트(140)는 안착면(110)에 안착된 대상체(10)를 상측으로부터 하측으로 탄성 가압하여 고정 가능한 것으로서, 하부 플레이트(130)의 상측에 배치되며 후술하는 탄성 가압부(150)를 통해 하부 플레이트(130)의 안착면(110)에 안착된 대상체(10)를 탄성적으로 가압하여 고정하도록 이루어진다.
본 발명의 실시예에서, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 상부 플레이트(140)는 하부 플레이트(130)와의 사이 거리를 조절 가능하도록 하부 플레이트(130)와 연결된다. 부연하자면, 하부 플레이트(130)와 상부 플레이트(140)의 사이 영역으로 대상체(10)를 투입하여 안착면(110)에 안착시키고자 할 경우 상부 플레이트(140)는 하부 플레이트(130)로부터 이격되는 상측 방향으로 이동 가능하고, 안착된 대상체(10)를 가압 고정하고자 할 경우 상부 플레이트(140)는 하부 플레이트(130) 측으로 접근하도록 탄성 이동할 수 있다.
다음, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 탄성 가압부(150)는 상부 플레이트(140)를 하부 플레이트(130) 측으로 탄성 가압하도록 상부 플레이트(140)에 가압력을 제공하도록 이루어진다. 즉, 탄성 가압부(150)가 상부 플레이트(140)를 탄성적으로 가압함으로써 상부 플레이트에 의한 대상체(10)의 전체적인 균일 가압이 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 탄성 가압부(150)는 가이드봉(151), 탄성부재(152), 제1 확장부(153) 및 제2 확장부(154)를 포함한다.
가이드봉(151)은 그 일단이 하부 플레이트(130)에 고정되게 연결되고 타단은 상부 플레이트(140)를 관통하여 상측으로 연장되도록 이루어지며, 하부 플레이트(130)의 길이방향 양측에 각각 적어도 하나 마련될 수 있다. 이를 위해 상부 플레이트(140)에는 복수의 가이드봉(151)이 관통하도록 대응하는 형상, 개수의 관통홀이 마련된다.
탄성부재(152)는 상부 플레이트(140)가 항시 하부 플레이트(130) 측으로 접근하도록 상부 플레이트(140)에 탄성 가압력을 전달하는 것으로서, 그 일단은 복수의 가이드봉(151)의 타단 부위에 지지되고 그 타단은 상부 플레이트(140)의 상측에 지지되어 상측으로부터 하측방향으로 상부 플레이트(140)에 가압력을 전달한다. 이러한 탄성부재(152)는 복수의 가이드봉(151)에 각각 대응되게 마련되며 예를 들어 일정이상의 탄성복원력을 갖는 코일 스프링으로 적용될 수 있다. 가이드봉(151)은 탄성부재(152), 즉 코일 스프링의 내측으로 삽입된 형태로 이루어진다.
제1 확장부(153)는 탄성부재(152)의 일단이 지지되도록 가이드봉(151)의 타단에 가이드봉(151)보다 확장된 단면적을 갖도록 마련되며, 제2 확장부(154)는 탄성부재(152)의 타단이 지지되도록 가이드봉(151)이 관통 삽입되고 상부 플레이트(140)의 상측면에 접촉 지지되도록 마련된다. 여기서, 제2 확장부(154)는 상부 플레이트(140)에 가이드봉이 관통하도록 마련되는 관통홀 내측으로 적어도 일부가 삽입되도록 플랜지 형상으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 가이드봉(151)에 제1 확장부(153)와 제2 확장부(154)가 마련됨으로써 탄성부재(152)는 좀 더 안정적으로 양단이 지지된 상태를 가질수 있고, 효율적으로 탄성력을 상부 플레이트(140)로 전달할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상부 플레이트(140)는 복수의 가이드봉(151)의 길이방향을 따라 이동 가능하도록 마련된다. 부연하자면, 하부 플레이트(130)와 상부 플레이트(140)의 사이 영역으로 대상체(10)를 투입하여 안착면에 안착시키고자 할 경우에 상부 플레이트(140)는 가이드봉(151)을 따라 하부 플레이트로부터 이격되는 방향으로 이동 가능하고, 안착된 대상체(10)를 가압 고정하고자 할 경우에 상부 플레이트(140)는 가이드봉(151)을 따라 하부 플레이트(130) 측으로 이동할 수 있다.
도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조용 얼라인장치는 상부 플레이트(140)와 하부 플레이트(130)의 사이를 이격시키는 것이 가능한 상부 플레이트 리프팅부(400)를 더 포함한다.
여기서, 상부 플레이트 리프팅부(400)는 하부 푸셔(410)와 상부 푸셔(420)를 포함한다.
하부 푸셔(410)는 상부 플레이트(140)를 상측으로 가압(리프팅)하여 상부 플레이트(140)와 하부 플레이트(130)의 사이를 이격시키는 것으로서, 이송캐리어(100)와 이격된 위치에 설치되며, 전술한 각 작업영역으로 이송캐리어(100)가 이송 완료되면 전술한 작업을 실시하도록 각각의 작업영역에 설치된다.
상부 푸셔(420)는 하부 푸셔(410)에 의해 상부 플레이트(140)가 상측으로 가압될 시 상부 플레이트(140)만 상측으로 이동하도록 하는 것으로서, 탄성 가압부(150)를 상측에서 하측으로 가압하도록 이루어진다. 여기서, 하부 푸셔(410)와 상부 푸셔(420)는 실린더, 볼스크루, LM 가이드 등과 같은 직선왕복 이동수단에 연결되어 직선왕복 운동이 이루어질 수 있다. 상부 푸셔(420)는 이송캐리어(100)와 이격된 위치에 설치되며, 하부 푸셔(410)와 마찬가지로 전술한 각 작업영역으로 이송캐리어(100)가 이송 완료되면 전술한 작업을 실시하도록 각각의 작업영역에 설치된다.
부연하자면, 하부 푸셔(410)를 구동할 때 상부 푸셔(420)로 탄성 가압부(150)를 상측에서 하측으로 가압하지 않는다면 하부 플레이트(130)와 상부 플레이트(140)가 동시에 리프팅되어 상부 플레이트(140)와 하부 플레이트(130)의 사이거리를 증가시킬 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
다음, 도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 비접촉 구동부(200)는 이송캐리어(100)에 대해 대상체(10)가 이동 가능한 상태로 이송캐리어(100)가 상태변환된 상태에서, 즉 상부 플레이트(140)가 하부 플레이트(130)로부터 이격되게 상측으로 리프팅된 상태에서 대상체(10)가 안착면(110)으로부터 상측방향으로 이격되도록 안착면과 대상체(10) 사이를 비접촉시킨다. 본 발명은 대상체(10)가 비접촉 구동부(200)를 통해 안착면과 비접촉 상태에서 후술하는 얼라인부(300)를 통해 얼라인 작업이 진행됨으로써, 얼라인작업 진행중 대상체의 위치 및 자세 변경시 대상체에 작용하는 저항을 감소하여 얼라인 정확도를 향상시킬 수 있다.
부연하자면, 대상체가 파우치 작업전의 전극조립체로 적용되고 대상체가 공중으로 부상하지 않고 안착면에 안착된 상태에서 얼라인 작업이 이루어지는 경우, 대상체의 외면에는 상대적으로 얇고 약한 성질의 분리막이 위치하게 되는데 이 경우 후술하는 얼라인부(300)가 얼라인 작업을 위해 분리막을 가압할 때 분리막이 찢어지거나 스크래치 등이 발생하는 문제가 발생한다. 본 발명은 전술한 바와 같이 대상체(10)가 비접촉 상태에서 얼라인 작업이 이루어지는바, 하부 플레이트(130)와 대상체(10) 간의 마찰력 발생을 방지하여 얼라인 정확도를 향상시키고 분리막에 데미지가 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 비접촉 구동부(200)는 공기압을 통해 대상체(10)를 일정이상 리프팅, 구체적으로 대상체가 하부 플레이트(130)의 안착면(110)으로부터 상측으로 비접촉 이격되도록 공기압을 제공한다.
도 1 및 도 5에 도시한 바와 같이, 비접촉 구동부(200)는 압축공기를 생성하는 압축공기 생성부(미도시), 하부 플레이트(130)의 상면에 외부에 개방되게 형성되는 복수의 공기 배출홀(220), 하부 플레이트(130) 내부에 형성되는 압축공기유로(230), 압축공기유로(230)를 포함하여 압축공기 생성부(미도시)와 복수의 공기 배출홀(220) 사이를 연결하는 압축공기 공급부(240)를 포함한다.
압축공기 생성부(미도시)는 일 예로 공기압축기로 적용 가능하고, 압축공기 생성부와 공기 배출홀(220)를 연결하는 압축공기 공급관에는 압축공기유로(230)로의 압축공기 공급을 자동 조절하도록 전자밸브(일 예로 솔레노이드밸브)가 마련되고 제어부(미도시)는 후술하는 얼라인부(300)를 통한 셀 얼라인 상태를 감지한 후 이에 대응하도록 공기 배출홀(220)로의 압축공기 배출을 제어한다.
따라서, 안착면(110)에 안착된 대상체(10)는 공기 배출홀(220)로부터 배출되는 공기압에 의해 일정이상 상측으로 리프팅 가능하며, 이때 대상체는 하부 플레이트(130)와의 사이에 접촉 상태에서 비접촉 상태로 변경된다. 본 발명의 실시예에서, 대상체(10)의 리프팅 높이는 특별히 한정되지 않으나 대상체(10)를 비접촉 부양시키는데 소요되는 에너지를 최소화하는 것이 바람직하며, 예를 들어 리프팅 높이는 0.1 내지 수 mm로 적용 가능하다.
도 5에 도시한 바와 같이, 압축공기 공급부(240)는 복수의 제1 압축공기 공급소켓(241), 복수의 제2 압축공기 공급소켓(242), 소켓 이동부(243)를 더 포함한다.
제1 압축공기 공급소켓(241)은 하부 플레이트(130) 내부의 압축공기유로(230)와 연통되도록 하부 플레이트(130)의 저면 또는 측면에 복수로 마련된다. 관련 도면에는 도시의 편의를 위해, 제1 압축공기 공급소켓이 하부 플레이트의 저면 측에 마련되는 경우를 기준으로 도시한다.
제2 압축공기 공급소켓(242)은 제1 압축공기 공급소켓(241)에 분리 가능하도록 결합되며, 결합시 압축공기 생성부(미도시)의 압축공기를 압축공기유로(230)로 전달하도록 제1 압축공기 공급소켓(241)에 대응하게 복수로 마련된다.
소켓 이동부(243)는 복수의 제2 압축공기 공급소켓(242)을 제1 압축공기 공급소켓(241)으로 접근 또는 이격시키도록 제2 압축공기 공급소켓(242)을 직선왕복 이동시킨다.
예를 들어, 제어부(미도시)는 상부 플레이트 리프팅부(400), 즉 하부 푸셔(410)와 하부 푸셔(410)로 구동 신호를 전달하여 이송캐리어(100)의 상부 플레이트(140)가 상측으로 이격되도록 한 후, 소켓 이동부(243)를 구동하여 제1 압축공기 공급소켓(241)과 제2 압축공기 공급소켓(242)이 서로간에 접속 완료된 상태에서 솔레노이드 밸브(미도시)를 개방하여 압축공기가 공기 배출홀(220)을 통해 고압 배출되도록 제어할 수 있다.
다음, 도 1, 도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 얼라인부(300)는 대상체(10)가 안착면(110)에 비접촉된 상태, 구체적으로 비접촉 구동부(200)에 의해 일정이상의 높이로 리프팅(부양)된 상태에서 대상체(10)를 이송캐리어(100)에 대해 기준위치 및 자세로 얼라인한다.
도 2 및 도 6에 도시한 바와 같이, 얼라인부(300)는 제1 내지 제4 얼라인부(310,320,330,340)를 포함한다.
여기서, 제1 및 제2 얼라인부(310,320)는 대상체(10)의 길이방향(x방향) 일측 및 타측으로 각각 접근 또는 이격 가능하도록 마련되어 대상체(10)의 길이방향 일측 및 타측을 각각 접촉지지 가능하도록 이루어진다.
또한, 제3 및 제4 얼라인부(330,340)는 대상체(10)의 좌우 폭방향(y방향) 일측 및 타측으로 각각 접근 또는 이격 가능하도록 마련되어 대상체(10)의 좌우 폭방향 일측 및 타측을 각각 접촉지지 가능하도록 이루어진다.
또한, 얼라인부(300)는 제1 및 제2 얼라인부(310,320)를 x방향을 따라 직선 왕복이동하는 제1 및 제2 얼라인 구동부(미도시)와, 제3 및 제4 얼라인부(330,340)를 y방향을 따라 직선 왕복이동하는 제3 및 제4 얼라인 구동부(미도시)를 포함한다. 여기서, 제1 내지 제4 얼라인 구동부는 각각 실린더, 볼 스크루, LM 가이드 모듈 중 선택될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제1 내지 제4 얼라인부(310,320,330,340)는 제1 내지 제4 얼라인 구동부(미도시)에 의해 미리 결정된 위치로 이동하게 되며, 이러한 이동시 대상체(10)의 좌우 및 전후 측방을 가압하여 대상체를 설정된 자세 및 위치로 얼라인시키게 된다. 이와 같이 대상체(10)의 얼라인 작업이 완료되면, 상부 플레이트(140)를 상측으로 들어올리는 상부 플레이트 리프팅부(400)의 구동이 정지되면서 대상체는 이송캐리어(100)의 상부 플레이트(140)와 하부 플레이트(130) 사이에서 얼라인된 자세 및 위치로 가압 고정된다. 이후, 이송캐리어(100)는 후공정 라인으로 이송된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인방법을 설명한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대상체의 얼라인방법은 대상체 비접촉 단계(S100), 대상체 얼라인 단계(S200), 대상체 비접촉 해제 및 안착면 안착단계(S300), 대상체 가압고정 단계(S400)를 포함한다.
먼저, 도 5, 도 7 및 도 8(b)에 도시한 바와 같이, 대상체(10)를 고정하고 있는 이송캐리어(100)의 가압 고정상태를 해제하고, 대상체(10)를 이송캐리어(100)의 안착면(110)으로부터 상측 방향으로 이격시켜 안착면으로부터 대상체를 비접촉시키며(S100), 예를 들어 공기압을 통해 대상체를 일정이상 리프팅하여 비접촉시킬 수 있다.
구체적으로, S100 단계에서는 전술한 바와 같이, 상부 푸셔(420)와 하부 푸셔(410)를 통해 하부 플레이트(130)에 대해 상부 플레이트(140)를 상측으로 이격시키고, 이와 같이 이격된 상태에서 공기압 제공을 통해 대상체의 비접촉 부상이 이루어질 수 있다.
다음, 도 6 내지 도 8(c)에 도시한 바와 같이, 대상체(10)의 비접촉 상태를 유지하면서 대상체를 측방으로 가압하여 대상체를 기준 위치 및 자세로 얼라인한다(S200). 구체적으로, 제1 내지 제4 얼라인부(310,320,330,340)를 이동시켜 대상체의 길이방향 일측 및 타측, 좌우 폭방향 일측 및 타측을 접촉 지지하면서 기준 자세 및 위치로 대상체를 얼라인한다.
다음, 안착면(110)에 대한 대상체(10)의 비접촉 상태를 해제하고, 대상체의 측방 가압상태(얼라인을 위한 가압)를 해제하여 대상체(10)를 이송캐리어(100)의 안착면(110)에 안착한다(S300).
S300 단계에서 비접촉 상태 해제는 하부 플레이트(130)의 공기 배출홀(220)을 통해 상측으로 분사되는 압축공기의 분사를 정지시킴으로써 가능하고, 측방 가압상태 해제는 제1 내지 제4 얼라인부(310,320,330,340)를 대상체로 이격되는 방향으로 이동함으로써 가능하며, 이와 같은 압축공기 분사 정지를 통해 대상체(10)는 자중에 의해 하강하여 안착면(110)에 안착되고, 이때 대상체는 하부 플레이트(130), 즉 이송캐리어(100)에 대해 기준 자세 및 얼라인 상태를 유지하면서 안착된다.
다음, 도 5, 도 7 및 도 8(d)에 도시한 바와 같이, 이송캐리어(100)가 대상체(10)를 가압 고정하도록 한다(S400). 구체적으로 상부 푸셔(420)와 하부 푸셔(410)를 이송캐리어(100)로부터 이격시킴에 따라 상부 플레이트(140)는 탄성 가압부(150)의 탄성 복원력에 의해 자동으로 하부 플레이트(130) 측으로 접근하면서 대상체(10)를 일정압력이상으로 가압하는 상태를 갖게 된다.
다음, 이송캐리어(100)는 캐리어이송부(120)에 의해 다음 공정라인으로 이송된다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10: 대상체 100: 이송캐리어
120: 캐리어이송부 130: 하부 플레이트
140: 상부 플레이트 150: 탄성 가압부
151: 가이드봉 152: 탄성부재
153: 제1 확장부 154: 제2 확장부
200: 비접촉 구동부 220: 공기 배출홀
230: 압축공기유로 240: 압축공기 공급부
241: 제1 압축공기 공급소켓 242: 제2 압축공기 공급소켓
243: 소켓 이동부 300: 얼라인부
310: 제1 얼라인부 320: 제2 얼라인부
330: 제3 얼라인부 340: 제4 얼라인부
400: 상부 플레이트 리프팅부 410: 하부 푸셔
420: 상부 푸셔

Claims (14)

  1. 대상체가 안착되는 안착면이 마련되고 상기 안착면에 안착된 대상체를 상하방향으로 가압 고정한 상태로 별도의 캐리어이송부의 구동에 의해 다음 작업영역으로 대상체와 동시에 이송 가능한 이송캐리어;
    상기 이송캐리어에 대해 상기 대상체가 이동 가능한 상태로 상기 이송캐리어가 상태변환된 상태에서, 상기 대상체가 상기 안착면으로부터 상측방향으로 이격되도록 상기 안착면으로부터 상기 대상체를 비접촉시키는 비접촉 구동부; 및
    상기 대상체가 상기 안착면에 비접촉된 상태에서 상기 대상체를 상기 이송캐리어에 대해 기준위치 및 자세로 얼라인하는 얼라인부를 포함하는 대상체의 얼라인장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비접촉 구동부는 공기압을 통해 상기 대상체를 일정이상 리프팅하는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이송캐리어는,
    상부에 상기 안착면이 마련되는 하부 플레이트; 및
    상기 안착면에 안착된 상기 대상체를 상측으로부터 하측으로 탄성 가압하여 고정 가능한 상부 플레이트를 포함하며,
    상기 비접촉 구동부는,
    압축공기를 생성하는 압축공기 생성부;
    상기 하부 플레이트의 상면에 외부에 개방되게 형성되는 복수의 공기 배출홀; 및
    상기 압축공기 생성부와 상기 복수의 공기 배출홀 사이를 연결하는 압축공기 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압축공기 공급부는,
    상기 하부 플레이트 내부의 압축공기유로와 연통되도록 상기 하부 플레이트의 저면 또는 측면에 복수로 마련되는 복수의 제1 압축공기 공급소켓; 및
    상기 제1 압축공기 공급소켓에 분리 가능하도록 결합되며, 결합시 상기 압축공기 생성부의 압축공기를 상기 압축공기유로로 전달 가능한 복수의 제2 압축공기 공급소켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 압축공기 공급부는,
    상기 복수의 제2 압축공기 공급소켓을 상기 제1 압축공기 공급소켓으로 접근 또는 이격시키도록 상기 제2 압축공기 공급소켓을 직선왕복 이동시키는 소켓 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 얼라인부는,
    상기 대상체의 길이방향 일측 및 타측으로 각각 접근 또는 이격 가능하도록 마련되어 대상체의 길이방향 일측 및 타측을 각각 접촉지지 가능한 제1 및 제2 얼라인부; 및
    상기 대상체의 좌우 폭방향 일측 및 타측으로 각각 접근 또는 이격 가능하도록 마련되어 대상체의 좌우 폭방향 일측 및 타측을 각각 접촉지지 가능한 제3 및 제4 얼라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 상기 하부 플레이트와의 사이 거리를 조절 가능하도록 상기 하부 플레이트와 연결되는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이송캐리어는, 상기 상부 플레이트를 상기 하부 플레이트 측으로 탄성 가압하도록 상기 상부 플레이트에 가압력을 제공하는 탄성 가압부를 더 포함하고,
    상기 탄성 가압부는,
    일단은 상기 하부 플레이트에 연결되고 타단은 상기 상부 플레이트를 관통하여 연장되는 복수의 가이드봉; 및
    일단은 상기 복수의 가이드봉의 타단 부위에 지지되고 타단은 상기 상부 플레이트에 지지되어 상기 상부 플레이트에 가압력을 전달하는 복수의 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 탄성 가압부는,
    상기 탄성부재의 일단이 지지되도록 상기 가이드봉의 타단에 상기 가이드봉보다 확장된 단면적을 갖도록 마련되는 제1 확장부; 및
    상기 탄성부재의 타단이 지지되도록 상기 가이드봉이 관통 삽입되고 상기 상부 플레이트에 접촉 지지되도록 마련되는 제2 확장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 사이를 이격시키는 것이 가능한 상부 플레이트 리프팅부를 더 포함하고,
    상기 상부 플레이트 리프팅부는,
    상기 상부 플레이트를 상측으로 가압하여 상기 상부 플레이트와 하부 플레이트의 사이를 이격시키는 하부 푸셔; 및
    상기 하부 푸셔에 의해 상기 상부 플레이트가 상측으로 가압될 시, 상기 상부 플레이트만 상측으로 이동하도록 상기 탄성 가압부를 상측에서 하측으로 가압하는 상부 푸셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 대상체는 파우치 작업 전의 이차전지용 전극조립체 또는 파우칭된 이차전지 셀인 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인장치.
  12. (a) 대상체를 고정하고 있는 이송캐리어의 가압 고정상태를 해제하고, 상기 대상체를 이송캐리어의 안착면으로부터 상측 방향으로 이격시켜 상기 안착면으로부터 상기 대상체를 비접촉시키는 단계;
    (b) 상기 대상체의 비접촉 상태를 유지하면서 상기 대상체를 측방으로 가압하여 상기 대상체를 기준 위치 및 자세로 얼라인하는 단계;
    (c) 상기 안착면에 대한 상기 대상체의 비접촉 상태를 해제하고, 상기 대상체의 측방 가압상태를 해제하여 상기 대상체를 상기 이송캐리어의 안착면에 안착하는 단계; 및
    (d) 상기 이송캐리어가 상기 대상체를 가압 고정하도록 하는 단계를 포함하는 대상체의 얼라인방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 (a)단계는 공기압을 통해 상기 대상체를 일정이상 리프팅하는 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 대상체는 파우치 작업 전의 이차전지용 전극조립체 또는 파우칭된 이차전지 셀인 것을 특징으로 하는 대상체의 얼라인방법.

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