KR20230122758A - 파우치형 전지의 이송장치 - Google Patents

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KR20230122758A
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transfer device
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나세용
오정수
김기수
이진수
윤성원
박성민
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

개시되는 발명은 파우치형 전지의 이송장치에 관한 것으로서, 파우치형 전지의 가스 포켓부를 파지하는 제1 그리퍼를 포함하는 가스포켓 그리퍼;와, 상기 제1 그리퍼를 선형 구동하는 제1 구동부;와, 상기 파우치형 전지의 리드를 파지하는 제2 그리퍼를 포함하는 리드 그리퍼; 및 상기 제2 그리퍼를 선형 구동하는 제2 구동부를 포함한다.

Description

파우치형 전지의 이송장치{TRANSFER DEVICE FOR POUCH TYPE SECONDARY CELL}
본 발명은 파우치형 전지를 이송할 때 사용하는 그리퍼 방식의 이송장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가하고, 또한 화석연료를 대체할 에너지원으로서의 이차전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
이차전지를 전지케이스의 형상면에서 보면, 대표적으로 전극조립체가 각각 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다. 그리고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 측면에서 우수한 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 다수를 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 또한, 이러한 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 보다 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 이용하여 폴딩한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체도 개발되었다.
여기서, 단위 전극의 적층 구조를 포함하는 전극조립체의 제조 공정은, 양극 시트와 음극 시트의 각각에 합제를 도포하여 양극 및 음극으로 이루어진 시트 형태의 전극들을 각각 제조하는 공정, 전극들을 프레싱(pressing)하는 공정, 전극들을 설계사양에 맞춰 적정 크기로 소폭 절단(slitting)하여 전극을 제조하는 공정, 전극 상에 전극 탭을 형성하는 공정, 진공 건조 공정, 제조된 양극, 음극 및 분리막으로 전극조립체를 형성하는 공정 등을 포함한다.
완성된 전극조립체는 상하로 적층된 다수의 전극 탭이 하나의 단일체로 용접된 후 다양한 형태의 전지 케이스 안에 전해액과 함께 밀봉된다. 예를 들어, 파우치형 전지는 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 안에 밀봉된다. 파우치형 전지는 포장단계를 거쳐 파우치 실링이 완료된 후에 충전과 방전을 반복하여 활성화하며, 이후 불량 여부를 검사하기 위해 절연전압 및 절연저항을 측정하기 위한 장치로 이송된다.
일반적으로 파우치형 전지의 이송에는 그리퍼를 이용한다. 그런데, 활성화 단계에서 파우치형 전지 내부에는 가스가 발생하기에 파우치형 케이스는 가스압으로 팽창하게 된다. 종래에는 한 쌍의 그리퍼로 파우치형 케이스의 테라스 부위를 파지하여 이송해왔는데, 가스 발생으로 팽창한 가스 포켓으로 인해 그리퍼가 파우치형 전지를 확실하게 파지하지 못하는 경우도 빈번하며, 이럴 경우 완성되기 직전의 파우치형 전지가 낙하하여 손상, 파손됨으로써 손실이 발생하게 된다.
한국등록특허 제10-1486232호 (2015.01.20 등록)
본 발명은 활성화 단계를 거친 파우치형 전지를 다음 공정으로 이송할 때 파우치형 전지가 낙하할 염려 없는 확실한 파지력으로 고정할 수 있는 파우치형 이차전지의 이송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 파우치형 전지의 이송장치에 관한 것으로서, 하나의 예에서, 파우치형 전지의 이송장치는 파우치형 전지의 가스 포켓부를 파지하는 제1 그리퍼를 포함하는 가스포켓 그리퍼;와, 상기 제1 그리퍼를 선형 구동하는 제1 구동부;와, 상기 파우치형 전지의 리드를 파지하는 제2 그리퍼를 포함하는 리드 그리퍼; 및 상기 제2 그리퍼를 선형 구동하는 제2 구동부를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 구동부는, 고정 프레임;과, 상기 고정 프레임 상에 구비되는 제1 구동모터 및 상기 제1 구동모터의 회전운동을 선형운동으로 변환하는 제1 볼 스크루;와, 상기 고정 프레임 상에 구비되는 제2 구동모터 및 상기 제2 구동모터의 회전운동을 선형운동으로 변환하는 제2 볼 스크루;와, 상기 제1 볼 스크루에 결합하여 상기 고정 프레임의 일 측면에 배치되는 제1 플레이트 및 상기 제1 플레이트에 고정된 제1 집게; 및 상기 제2 볼 스크루에 결합하여 상기 제1 플레이트와 마주보도록 상기 고정 프레임의 타 측면에 배치되는 제2 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 고정된 제2 집게를 포함한다.
여기서, 상기 제1 구동모터와 제2 구동모터는 상기 제1 집게와 제2 집게가 거울대칭 운동을 하도록 구동된다.
그리고, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트에는 각각 제1 도그가 장착되고, 상기 고정 프레임에는 상기 제1 도그에 대해 반응하는 한 쌍의 제1 위치센서가 구비될 수 있으며, 상기 제1 도그에 대해 반응하는 한 쌍의 제1 위치센서에서 출력되는 신호에 의해 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크가 제한될 수 있다.
아울러, 상기 고정 프레임의 양단에는 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크를 물리적으로 제한하는 스토퍼가 구비될 수 있다.
여기서, 상기 스토퍼가 제한하는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크는, 상기 제1 도그 및 제1 위치센서에 의해 제한되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크보다 큰 것이 바람직할 수 있다.
또한, 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트에는 각각 제2 도그가 장착되고, 상기 고정 프레임에는 상기 제2 도그에 대해 반응하는 한 쌍의 제2 위치센서가 구비되며, 상기 제2 도그에 대해 반응하는 한 쌍의 제2 위치센서에서 출력되는 신호에 의해 제한되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크는, 상기 제1 도그 및 제1 위치센서에 의해 제한되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크보다 큰 것이 바람직할 수 있다.
나아가 상기 제2 도그 및 제2 위치센서에 의해 제한되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크는, 상기 스토퍼가 제한하는 스트로크보다 클 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제1 집게 및 제2 집게의 마주보는 면에는 수광부와 발광부를 포함하는 거리센서가 구비된다.
상기 거리센서에 의해 측정되는 상기 제1 집게 및 제2 집게 사이의 거리가 상기 파우치형 전지의 리드 두께에 대응하도록 상기 제1 구동모터와 제2 구동모터의 구동이 제어될 수 있다.
그리고, 상기 제1 집게 및 제2 집게의 파지면에는 상기 파우치형 전지의 리드와 전기적으로 연결되는 측정전극이 구비될 수 있다.
상기 측정전극은 상기 파우치형 전지의 절연전압 및 절연저항을 측정하는 검사장치에 연결되며, 이를 통해 상기 파우치형 전지가 상기 가스포켓 그리퍼 및 리드 그리퍼에 파지된 상태에서 이송되는 과정 중에 상기 검사장치가 상기 파우치형 전지의 절연전압 및 절연저항을 측정할 수 있다.
상기와 같은 구성을 구비한 본 발명의 이송장치는, 활성화 단계에서 파우치형 전지 내부에서 발생한 가스 때문에 팽창한 가스 포켓부를 파지하는 가스포켓 그리퍼의 고정력이 온전하지 못하더라도, 두께의 변화가 없는 금속재질의 리드를 리드 그리퍼가 직접 파지하고 있음으로써 이송과정 중에 파우치형 전지가 낙하하는 문제가 확실히 방지된다.
또한, 본 발명의 이송장치는 리드 그리퍼가 파우치형 전지의 리드를 직접 파지하는 구성을 구비하므로, 리드 그리퍼를 통해 파우치형 전지의 이송과정 중에 절연전압 및 절연저항을 측정할 수 있으며, 이에 따라 택 타임을 효과적으로 줄임으로써 생산효율을 향상할 수 있게 된다.
다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 기술적 효과는 상술한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 파우치형 전지의 이송장치에 대한 정면도.
도 2는 파우치형 전지의 이송장치에 대한 측면도.
도 3은 도 2의 파우치형 전지의 이송장치에서 리드 그리퍼가 작동하는 상태를 도시한 도면.
도 4는 리드 그리퍼의 작동을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른 리드 그리퍼의 구성을 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 이하에서 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서, "포함한다" 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, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 기재된 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 기재된 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐만 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 파우치형 전지의 이송장치에 관한 것이다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 파우치형 전지의 이송장치는, 파우치형 전지의 가스 포켓부를 파지하는 제1 그리퍼를 포함하는 가스포켓 그리퍼와, 파우치형 전지의 리드를 파지하는 제2 그리퍼를 포함하는 리드 그리퍼를 포함한다.
리드 그리퍼는 파우치형 전지의 리드를 파지하는 그리퍼로서, 활성화 단계에서 파우치형 전지 내부에서 발생한 가스 때문에 팽창한 가스 포켓부를 파지하는 가스포켓 그리퍼의 고정력이 불완전하더라도, 두께의 변화가 없는 금속재질의 리드를 리드 그리퍼가 직접 파지함으로써 이송과정 중에 파우치형 전지가 낙하하는 문제가 확실히 방지된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 파우치형 전지의 이송장치의 구체적인 실시형태에 대해 상세히 설명한다.
[제1 실시형태]
도 1은 본 발명의 파우치형 전지의 이송장치(10)에 대한 정면도, 도 2는 파우치형 전지의 이송장치(10)에 대한 측면도이다.
첨부된 도면을 참조하면, 본 발명의 파우치형 전지의 이송장치(10)는 가스포켓 그리퍼(100) 및 이를 구동하는 제1 구동부(200), 그리고 리드 그리퍼(300) 및 이를 구동하는 제2 구동부(400)를 포함한다.
가스포켓 그리퍼(100)는 파우치형 전지(600)의 가스 포켓부(610)를 파지하는 제1 그리퍼(110)를 포함한다. 가스 포켓부(610)를 안정적으로 파지하기 위해 제1 그리퍼(110)는 한 쌍으로 이루어지는 것이 바람직할 수 있으며, 도면에는 생략되어 있는 선형이동 기구에 의해 한 쌍의 제1 그리퍼(110) 사이의 간격이 조절될 수도 있다.
제1 그리퍼(110)는 제1 구동부(200)에 의해 선형 구동되는데, 여기서의 선형 구동은 제1 그리퍼(110)를 이루는 한 쌍의 집게가 서로에 대해 이동하여 그 간격이 가변되는 것을 의미한다. 즉, 집게 사이의 거리가 가변됨에 따라 제1 그리퍼(110)가 벌어지거나 오무라드는 파지운동이 제1 구동부(200)에 의해 일어난다.
리드 그리퍼(300)는 파우치형 전지(600)의 리드(620)를 파지하는 제2 그리퍼(310)를 포함한다. 제2 그리퍼(310) 역시 안정적인 파지를 위해 2개가 한 쌍을 이룰 수 있다. 특히, 리드(620)가 파우치형 전지(600)의 길이방향 양측에 구비되는 경우에는, 제2 그리퍼(310)는 2개가 구비되는 것이 바람직하다. 그리고, 한 쌍으로 이루어진 제2 그리퍼(310) 사이의 간격을 조절하기 위한 선형이동 기구도 구비될 수 있다.
제2 그리퍼(310)는 제2 구동부(400)에 의해 선형 구동되는데, 여기서의 선형 구동의 의미는 전술한 제1 그리퍼(110)의 경우와 동일하다. 즉, 제1 그리퍼(110) 및 제1 구동부(200)와, 제 그리퍼 및 제2 구동부(400)의 구조는 서로 동등할 수 있다. 도 2는 특히 리드 그리퍼(300)와 제2 구동부(400)의 구성을 잘 보여주고 있는데, 이하에서는 도면을 참조하여 리드 그리퍼(300)와 제2 구동부(400)의 구성에 대해 상세히 설명한다. 이러한 설명은 가스포켓 그리퍼(100)와 제1 구동부(200)의 구성에 대해 동일하게 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 구동부(400)는 고정 프레임(410)을 구비한다. 고정 프레임(410)은 제2 그리퍼(310)를 이루는 2개의 집게 사이에서 일어나는 상대운동을 만들기 위한 고정된 틀로서 기능한다. 고정 프레임(410) 자체를 승강이동하거나 선형이동을 함으로써 전체 리드 그리퍼(300)의 위치를 변경할 수 있으며, 이를 통해 파우치형 전지(600)를 이송하게 된다. 이러한 고정 프레임(410) 자체의 이동은 기존의 이송장치에서도 적용되었던 종래기술에 해당하는 것이므로 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
고정 프레임(410) 상에는 제1 구동모터(420) 및 제1 구동모터(420)의 회전운동을 선형운동으로 변환하는 제1 볼 스크루(422)와, 제2 구동모터(430) 및 제2 구동모터(430)의 회전운동을 선형운동으로 변환하는 제2 볼 스크루(432)가 구비된다.
그리고, 제1 볼 스크루(422)에는 고정 프레임(410)의 일 측면에 배치되는 제1 플레이트(440)가 브래킷(442)을 통해 연결되며, 제1 플레이트(440)에는 리드 그리퍼(300)를 이루는 제2 그리퍼(310)의 한 쪽 집게를 담당하는 제1 집게(312)가 고정되어 있다.
또한, 제2 볼 스크루(432)에는 고정 프레임(410)을 기준으로 제1 플레이트(440)와 마주보는 타 측면에 배치되는 제2 플레이트(450)가 브래킷(442)을 통해 연결되어 있으며, 제2 플레이트(450)에는 제2 그리퍼(310)의 다른 쪽 집게를 담당하는 제2 집게(314)가 고정되어 있다.
다시 말해, 리드 그리퍼(300)를 이루는 제2 그리퍼(310)의 제1 집게(312)는 제1 구동모터(420)에 의해 선형구동되며, 제2 그리퍼(310)의 다른 쪽 제2 집게(314)는 제2 구동모터(430)에 의해 선형구동되는 것으로서, 제2 그리퍼(310)의 제1 집게(312)와 제2 집게(314)는 서로 독립적으로 구동된다.
여기서, 제1 구동모터(420)와 제2 구동모터(430)는 제1 집게(312)와 제2 집게(314)가 거울대칭 운동을 하도록 서로 반대방향으로 동시에 구동된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 그리퍼(310)의 파지면(제1 집게와 제2 집게가 맞닿는 면)을 중심으로 하여 제1 집게(312)와 제2 집게(314)는 서로 반대 방향으로 선형이동하며, 이를 통해 파우치형 전지(600)의 리드(620)를 붙잡도록 서로를 향해 이동하거나, 또는 파지상태를 해제하도록 서로 멀어지는 방향으로 이동하게 된다.
이와 같이, 파우치형 전지(600)의 리드(620)를 파지하는 리드 그리퍼(300)는, 활성화 단계에서 파우치형 전지(600) 내부에서 발생한 가스 때문에 부풀어오른 가스 포켓부(610)를 파지하는 가스포켓 그리퍼(100)의 고정력이 미흡하더라도, 두께의 변화가 없는 금속재질의 리드(620)를 직접 파지함으로써 이송과정 중에 파우치형 전지(600)가 낙하하는 문제를 방지하게 된다.
그리고, 본 발명의 이송장치(10)는 리드 그리퍼(300)가 안정적으로 구동되기 위한 몇 가지 안전장치를 구비하고 있으며, 이는 도 4에 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)에는 각각 제1 도그(460)가 장착되고, 이에 대응하여 고정 프레임(410)에는 제1 도그(460)에 대해 반응하는 한 쌍의 제1 위치센서(462)가 구비되어 있다. 제1 도그(460) 및 제1 위치센서(462)는 일종의 리미트 스위치로서, 제1 도그(460)가 제1 위치센서(462)를 가로지르면 이를 감지한 제1 위치센서(462)는 이에 대한 신호를 출력한다. 즉, 제1 도그(460) 및 제1 위치센서(462)는 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)가 안전하게 설정된 규정 스트로크 안에서만 움직일 수 있도록 하는 기준을 제공한다. 제어부(미도시)는 제1 위치센서(462)에 제1 도그(460)가 도달했다는 출력신호가 입력되면, 제1 구동모터(420) 및 제2 구동모터(430)의 작동을 중지하는 제어를 수행한다.
아울러, 고정 프레임(410)의 양단에는 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 스트로크를 물리적으로 제한하는 스토퍼(412)가 구비될 수 있다. 즉, 스토퍼(412)에 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 단부가 접촉하여 강제로 정지됨으로써, 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 스트로크가 제한된다.
고정 프레임(410)에 구비된 스토퍼(412)는 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 이동을 물리적으로 차단하는 것으로서, 제1 구동모터(420) 및 제2 구동모터(430)의 작동 자체를 정지시키지는 못하는 비상수단에 해당한다. 따라서, 스토퍼(412)가 제한하는 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 스트로크는, 제1 도그(460) 및 제1 위치센서(462)에 의해 제한되는 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 스트로크보다 크게 설정되는 것이 바람직하다. 이는 고정 프레임(410)의 스토퍼(412)는 제1 도그(460) 및 제1 위치센서(462)가 정상적으로 작동하지 못한 경우에 대비한 안전장치이기 때문이다.
또한, 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)에는 추가적으로 각각 제2 도그(470)가 장착되고, 고정 프레임(410)에는 제2 도그(470)에 대해 반응하는 한 쌍의 제2 위치센서(472)가 구비된다. 이러한 제2 도그(470) 및 제2 위치센서(472)의 구성은 전술한 제1 도그(460) 및 제1 위치센서(462)와 동일하다. 다만, 제2 도그(470)에 대해 반응하는 한 쌍의 제2 위치센서(472)에서 출력되는 신호에 의해 제한되는 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 스트로크는, 제1 도그(460) 및 제1 위치센서(462)에 의해 제한되는 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 스트로크보다 크게 설정된다. 즉, 제2 도그(470) 및 제2 위치센서(472)는 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 위치에 대한 정보를 추가적으로 제공함으로써 위치센서에 기반한 안전수단을 2단계로 강화한다. 제1 위치센서(462)와 제2 위치센서(472)가 동시에 불능이 되는 경우는 확률적으로 매우 낮으므로, 제2 도그(470) 및 제2 위치센서(472)의 추가는 이송장치(10)의 안정적인 작동을 더욱 확실히 한다.
나아가 상기 제2 도그(470) 및 제2 위치센서(472)에 의해 제한되는 제1 플레이트(440) 및 제2 플레이트(450)의 스트로크는, 스토퍼(412)가 물리적으로 제한하는 스트로크보다 큰 것으로 설정될 수 있다. 이러한 제2 도그(470) 및 제2 위치센서(472)의 설계는, 스토퍼(412)가 과도한 힘에 의해 파손되어 그 기능을 상실하더라도 제2 도그(470) 및 제2 위치센서(472)가 스토퍼(412)를 대신하는 안전장치로 작동하게 한다.
[제2 실시형태]
도 5는 본 발명의 제2 실시형태를 보여주는 도면이다. 본 발명의 제2 실시형태는 이송장치(10)의 역할을 확장함으로써, 파우치형 전지(600)의 생산효율을 향상시키는데 기여한다.
본 발명의 제1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 이송장치(10)는 가스포켓 그리퍼(100)의 고정력이 미흡한 경우에도 리드 그리퍼(300)에 의해 파우치형 전지(600)를 견고하게 파지하고, 이를 통해 파우치형 전지(600)를 안정적으로 이송하는데 특징이 있는 것이다.
여기서, 활성화 단계를 거친 파우치형 전지(600)는 이송 후에 불량 여부를 검사하기 위해 절연전압 및 절연저항을 측정하게 된다. 본 발명의 제2 실시형태는, 리드 그리퍼(300)가 파우치형 전지(600)의 리드(620)를 직접 파지하는 구성에 착안하여, 이송되는 과정 중에 파우치형 전지(600)의 절연전압 및 절연저항을 측정할 수 있도록 구성한 것이다. 이송 중에 절연전압 및 절연저항을 측정함으로써 택 타임을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
이를 위해, 제2 그리퍼(310)의 제1 집게(312) 및 제2 집게(314)의 파지면에는 파우치형 전지(600)의 리드(620)와 전기적으로 연결되는 측정전극(330)이 구비된다. 그리고, 측정전극(330)은 파우치형 전지(600)의 절연전압 및 절연저항을 측정하는 검사장치(500)에 전기적으로 연결되며, 이를 통해 파우치형 전지(600)가 가스포켓 그리퍼(100) 및 리드 그리퍼(300)에 파지된 상태에서 이송되는 과정 중에 파우치형 전지(600)의 절연전압 및 절연저항을 측정할 수 있다.
그리고, 본 발명의 제2 실시형태에서는 제1 집게(312) 및 제2 집게(314)의 마주보는 면에 수광부(322)와 발광부(324)를 포함하는 거리센서(320)가 구비될 수 있다. 거리센서(320)에 의해 제1 집게(312)와 제2 집게(314) 사이의 거리를 파악하고 또한 그 거리를 정밀하게 조절할 수 있다. 예를 들어, 거리센서(320)에 의해 측정되는 제1 집게(312) 및 제2 집게(314) 사이의 거리가 파우치형 전지(600)의 리드(620) 두께에 대응하도록 제1 구동모터(420)와 제2 구동모터(430)의 구동이 제어될 수 있다.
거리센서(320)를 통한 제1 집게(312) 및 제2 집게(314) 사이의 거리 제어는 여러 모로 활용될 수 있다. 그 하나는 마주보는 한 쌍의 측정전극(330)이 파우치형 전지(600)의 리드(620)에 접촉하는 압력을 균일하게 제어할 수 있다는 것이다. 측정전극(330)과 리드(620) 사이의 접촉압력은 절연전압 및 절연저항의 측정값에 영향을 미치므로, 접촉압력을 균일하게 유지함으로써 절연전압 및 절연저항 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제2 그리퍼(310)에 구비되는 거리센서(320)는, 전술한 제1 도그(460) 및 제1 센서나 스토퍼(412) 등과 마찬가지로, 리드 그리퍼(300)의 안정적인 작동을 보장하는 안전장치로 활용할 수도 있다. 즉, 제1 집게(312) 및 제2 집게(314) 사이의 거리를 모니터링하여 제2 그리퍼(310)에 과도한 힘이 작용하지 않도록 제어할 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.
10: 이송장치 100: 가스포켓 그리퍼
110: 제1 그리퍼 200: 제1 구동부
300: 리드 그리퍼 310: 제2 그리퍼
312: 제1 집게 314: 제2 집게
320: 거리센서 322: 수광부
324: 발광부 330: 측정전극
400: 제2 구동부 410: 고정 프레임
412: 스토퍼 420: 제1 구동모터
422: 제1 볼 스크루 430: 제2 구동모터
432: 제2 볼 스크루 440: 제1 플레이트
450: 제2 플레이트 460: 제1 도그
462: 제1 위치센서 470: 제2 도그
472: 제2 위치센서 500: 검사장치
600: 파우치형 전지 610: 가스 포켓부
620: 리드

Claims (14)

  1. 파우치형 전지의 가스 포켓부를 파지하는 제1 그리퍼를 포함하는 가스포켓 그리퍼;
    상기 제1 그리퍼를 선형 구동하는 제1 구동부;
    상기 파우치형 전지의 리드를 파지하는 제2 그리퍼를 포함하는 리드 그리퍼; 및
    상기 제2 그리퍼를 선형 구동하는 제2 구동부;
    를 포함하는 파우치형 전지의 이송장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구동부는,
    고정 프레임;
    상기 고정 프레임 상에 구비되는 제1 구동모터 및 상기 제1 구동모터의 회전운동을 선형운동으로 변환하는 제1 볼 스크루;
    상기 고정 프레임 상에 구비되는 제2 구동모터 및 상기 제2 구동모터의 회전운동을 선형운동으로 변환하는 제2 볼 스크루;
    상기 제1 볼 스크루에 결합하여 상기 고정 프레임의 일 측면에 배치되는 제1 플레이트 및 상기 제1 플레이트에 고정된 제1 집게; 및
    상기 제2 볼 스크루에 결합하여 상기 제1 플레이트와 마주보도록 상기 고정 프레임의 타 측면에 배치되는 제2 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 고정된 제2 집게;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  3. 제3항에 있어서,
    상기 제1 구동모터와 제2 구동모터는 상기 제1 집게와 제2 집게가 거울대칭 운동을 하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트에는 각각 제1 도그가 장착되고,
    상기 고정 프레임에는 상기 제1 도그에 대해 반응하는 한 쌍의 제1 위치센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 도그에 대해 반응하는 한 쌍의 제1 위치센서에서 출력되는 신호에 의해 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크가 제한되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고정 프레임의 양단에는 상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크를 물리적으로 제한하는 스토퍼가 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스토퍼가 제한하는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크는, 상기 제1 도그 및 제1 위치센서에 의해 제한되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크보다 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 플레이트 및 제2 플레이트에는 각각 제2 도그가 장착되고,
    상기 고정 프레임에는 상기 제2 도그에 대해 반응하는 한 쌍의 제2 위치센서가 구비되며,
    상기 제2 도그에 대해 반응하는 한 쌍의 제2 위치센서에서 출력되는 신호에 의해 제한되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크는, 상기 제1 도그 및 제1 위치센서에 의해 제한되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크보다 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 도그 및 제2 위치센서에 의해 제한되는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 스트로크는, 상기 스토퍼가 제한하는 스트로크보다 큰 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1 집게 및 제2 집게의 마주보는 면에는 수광부와 발광부를 포함하는 거리센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 거리센서에 의해 측정되는 상기 제1 집게 및 제2 집게 사이의 거리가 상기 파우치형 전지의 리드 두께에 대응하도록 상기 제1 구동모터와 제2 구동모터의 구동이 제어되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제1 집게 및 제2 집게의 파지면에는 상기 파우치형 전지의 리드와 전기적으로 연결되는 측정전극이 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측정전극은 상기 파우치형 전지의 절연전압 및 절연저항을 측정하는 검사장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 파우치형 전지가 상기 가스포켓 그리퍼 및 리드 그리퍼에 파지된 상태에서 이송되는 과정 중에 상기 검사장치가 상기 파우치형 전지의 절연전압 및 절연저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지의 이송장치.
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