KR20230122940A

KR20230122940A - 전극 스플라이싱 장치

Info

Publication number: KR20230122940A
Application number: KR1020220019808A
Authority: KR
Inventors: 곽학권; 고정환; 박기표
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2022-02-15
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2023-08-22

Abstract

본 실시예는 좌측영역과 우측영역의 사이에 중앙영역이 위치하는 프레임; 좌측영역과 중앙영역으로 이동되게 배치되고 전후 방향으로 서로 이격되는 제1 좌측 척 유닛 및 제2 좌측 척 유닛; 우측영역과 중앙영역으로 이동되게 배치되고 전후 방향으로 서로 이격되는 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛; 중앙영역으로 이동된 척 유닛으로 보빈에 전극이 감긴 전극롤을 이동시키는 트랜스퍼 유닛; 및 중앙영역에 전후 방향으로 이동되게 배치된 준비 유닛을 포함한다.

Description

전극 스플라이싱 장치{Electrode splicing device}

본 발명은 이차전지 제조 장비에 관한 것으로서, 특히 전극을 잇는 전극 스플라이싱 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지는 양극판과 음극판 및 이들 두 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터로 구성된 전극조립체를 전해액과 함께 외장 케이스에 수납하여 형성된다.

이차전지는 외관 형상에 따라 각형 이차전지, 원통형 이차전지, 파우치형 이차전지 등으로 구분될 수 있다.

이러한 이차전지의 제조 공정은 크게 전극 공정과, 조립 공정 및 활성화 공정을 포함할 수 있다.

이차전지의 제조 공정 중 전극 공정은 조립 공정 이전에 양극판과 음극판을 제조하는 공정이고, 이러한 전극 공정은 전극롤의 보빈에서 풀린 전극 자재(이하, 전극이라 칭함)을 이어 붙여 연속적인 시트 형상의 전극을 형성하는 접합 공정(Splicing process)을 포함할 수 있다.

이차전지를 제조하기 위한 장비는 전극들의 접합 공정(Splicing process)을 위해 복수개 전극롤을 순차적으로 공급하는 전극 스플라이싱 장치를 포함할 수 있다.

전극 스플라이싱 장치로 공급된 전극롤의 전극은 타 전극롤의 보빈에서 분리된 전극에 부착될 수 있고, 이렇게 서로 부착된 전극들은 연속적인 시트 형상으로 다음 공정을 위해 이송될 수 있다.

대한민국 공개특허공보 10-2020-0066018A (2020년06월09일 공개)

본 실시예는 준비 유닛을 공용화할 수 있고, 다수의 전극을 보다 신속하게 이어 붙일 수 있는 전극 스플라이싱 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 실시 예에 따른 좌측영역과 우측영역의 사이에 중앙영역이 위치하는 프레임; 좌측영역과 중앙영역으로 이동되게 배치되고, 전후 방향으로 서로 이격되는 제1 좌측 척 유닛 및 제2 좌측 척 유닛; 우측영역과 중앙영역으로 이동되게 배치되고, 전후 방향으로 서로 이격되는 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛; 중앙영역으로 이동된 척 유닛으로 보빈에 전극이 감긴 전극롤을 이동시키는 트랜스퍼 유닛; 및 중앙영역에 전후 방향으로 이동되게 배치된 준비 유닛을 포함하고, 전극롤은 전극의 일단부가 전극의 일단부 이외에 테이프로 고정되고, 준비 유닛은 중앙영역에 위치한 전극롤의 전극에서 테이프를 떼어내는 테이프 그리퍼; 테이프가 분리된 전극를 잡는 전극 그리퍼 및 테이프 그리퍼 및 전극 그리퍼가 지지되는 서포터를 포함한다.

프레임은 좌측 프레임; 좌측 프레임과 좌우 방향으로 이격된 우측 프레임 및

좌측 프레임과 우측 프레임의 사이에 위치되는 한 쌍의 중앙 프레임을 포함할 수 있다.

좌측영역은 한 쌍의 중앙 프레임 중 좌측 프레임에 더 근접한 제1 중앙 프레임과, 좌측 프레임 사이에 형성될 수 있다.

우측영역은 한 쌍의 중앙 프레임 중 우측 프레임에 더 근접한 제2 중앙 프레임과, 우측 프레임 사이에 형성될 수 있다.

중앙영역은 상기 한 쌍의 중앙 프레임 사이에 형성될 수 있다.

한 쌍의 중앙 프레임의 전후 방향 길이는 좌측 프레임의 전후 방향 길이 및 우측 프레임의 전후 방향 길이 보다 길 수 있다.

준비 유닛은 테이프 그리퍼 하측에 배치되어 전극을 지지하는 전극 서포트 롤을 더 포함할 수 있다.

준비 유닛은 서포터를 전후 방향으로 이동시키는 서포터 진퇴기구를 더 포함할 수 있다.

준비 유닛은 서포터 진퇴기구를 승강시키는 승강기구 및 승강기구를 전후 방향으로 이동시키는 승강기구 진퇴기구를 더 포함할 수 있다.

제1 좌측 척 유닛 및 제2 좌측 척 유닛과 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛은 보빈이 착탈되고 상기 보빈을 회전키는 척 바디; 보빈에서 풀린 전극을 안내하는 롤러; 및 보빈에서 풀리고 롤러에 안내된 전극을 흡착하는 흡착패드를 포함할 수 있다.

제1 좌측 척 유닛 및 제2 좌측 척 유닛과 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛은 흡착패드에 흡착된 전극을 잘라내는 커터를 더 포함할 수 있다.

제1 좌측 척 유닛 및 제2 좌측 척 유닛과 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛은 흡착패드를 인접한 타 척 유닛의 흡착 패드로 이동시키는 흡착패드 무빙기구를 더 포함할 수 있다.

본 실시 예에 따르면, 하나의 준비 유닛을 이용하여, 제1 좌측 척 유닛, 제2 좌측 척 유닛, 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛의 각각에 배치된 공급롤을 스플라이싱 공정 이전에 준비할 수 있어, 부품 공용화가 가능한 이점이 있다.

또한, 준비 유닛이 프레임의 좌측 영역과 우측 영역 사이에 위치하는 중앙 영역에 위치하므로, 제1 좌측 척 유닛, 제2 좌측 척 유닛, 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛의 각각의 이동량을 최소화할 수 있고, 전극 스플라이싱 장치가 최대한 컴팩트화 될 수 있다.

또한, 전극 서포트 롤에 의해 전극의 손상을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 실시 예에 따른 전극 스플라이싱 장치의 평면도,
도 2는 본 실시 예에 따른 전극 스플라이싱 장치로 투입된 전극 롤이 도시된 정면도,
도 3는 본 실시 예에 따른 트랜스퍼 유닛과, 준비 유닛과 및 한 쌍의 척 유닛이 도시된 측면도,
도 4은 본 실시 예에 따른 척 유닛과, 준비 유닛이 도시된 측면도,
도 5는 도 4에 도시된 준비 유닛의 측면도,
도 6은 본 실시예에 따른 트랜스퍼 유닛과 준비유닛이 중앙 영역에 위치할 때의 평면도,
도 7은 도 6에 도시된 트랜스퍼 유닛과 준비유닛이 중앙 영역에서 전후 방향으로 이동되었을 때의 평면도,
도 8은 도 7에 도시된 제1 좌측 척 유닛이 좌측 영역에서 중앙 영역으로 이동되었을 때의 평면도,
도 9는 본 실시예에 따른 자동 연결 시퀀스가 진행될 때의 평면도,
도 10은 도 9에 도시된 제1 좌측 척 유닛이 좌측 영역으로 이동되었을 때의 평면도,
도 11은 도 10에 도시된 제2 좌측 척 유닛이 좌측 영역에서 중앙 영역으로 이동되고 제2 좌측 척 유닛의 보빈이 트랜스퍼 유닛 유닛으로 배출될 때의 평면도,
도 12는 도 11에 도시된 트랜스퍼 유닛이 신규 공급롤을 제2 좌측 척 유닛으로 투입하기 위해 전후 방향으로 이동될 때의 평면도,
도 13은 본 실시예에 따른 척 유닛과 트랜스퍼 유닛이 중앙 영역에서 일렬로 배치될 때의 도,
도 14는 도 13에 도시된 스플라이싱 유닛이 상승되었을 때의 도,
도 15는 도 14에 도시된 준비 모듈이 전극롤의 전극에 접근하여 테이프를 분리하고, 전극을 그립할 때의 도,
도 16은 도 15에 도시된 준비 유닛이 전후 방향으로 피딩할 때의 도,
도 17은 도 16에 도시된 스플라이싱 유닛이 하강되었을 때의 도,
도 18은 도 17에 도시된 준비 모듈이 상하 방향으로 상승되었을 때의 도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 실시 예에 따른 전극 스플라이싱 장치의 평면도이고, 도 2는 본 실시 예에 따른 전극 스플라이싱 장치로 투입된 전극 롤이 도시된 정면도이며, 도 3는 본 실시 예에 따른 트랜스퍼 유닛과, 준비 유닛과 및 한 쌍의 척 유닛이 도시된 측면도이다.

본 실시예에 따른 전극 스플라이싱 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임(1)과, 제1 좌측 척 유닛(2)과, 제2 좌측 척 유닛(3)과, 제1 우측척 유닛(4)과, 제2 우측척 유닛(5)와, 트랜스퍼 유닛(6) 및 준비 유닛(7)를 포함할 수 있다.

트랜스퍼 유닛(6)는 도 2에 도시된 전극롤(8)을 프레임(1)으로 투입할 수 있다.

전극롤(8)은 도 2에 도시된 바와 같이, 보빈(82)에 전극(84)이 감길 수 있고, 전극(84)의 일단부(86)가 전극(84)의 일단부 이외(87)에 테이프(88)로 고정된 상태로 전극 스플라이싱 장치로 투입될 수 있다.

프레임(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 좌측영역(L)과 우측영역(R)의 사이에 중앙영역(C)이 위치할 수 있다. 좌측영역(L)과 우측영역(R) 및 중앙영역(C)은 프레임(1)에 의해 형성되는 빈 공간으로 정의될 수 있다.

프레임(1)의 좌우 방향(Y)으로 길게 형성될 수 있다.

프레임(1)의 좌우 방향(Y) 길이는 프레임(1)의 전후 방향(X) 길이 보다 길 수 있다.

프레임(1)은 좌측 프레임(11)과, 좌측 프레임(11)과 좌우 방향(Y)으로 이격된 우측 프레임(12)와, 좌측 프레임(11)과 우측 프레임(12)의 사이에 위치되는 한 쌍의 중앙 프레임(13)(14)를 포함할 수 있다.

좌측 프레임(11)과, 우측 프레임(12)와, 한 쌍의 중앙 프레임(13)(14)은 좌우 방향으로 이격될 수 있다. 좌측 프레임(11)과, 우측 프레임(12)와, 한 쌍의 중앙 프레임(13)(14) 각각은 전후 방향(X)의 길이가 좌우 방향(Y)의 길이 보다 길 수 있다.

한 쌍의 중앙 프레임(13)(14) 각각의 전후 방향(X) 길이는 좌측 프레임(11)의 전후 방향(X) 길이 및 우측 프레임(12)의 전후 방향(X) 길이 보다 길 수 있다.

좌측영역(L)은 한 쌍의 중앙 프레임(13)(14) 중 좌측 프레임(11)에 더 근접한 제1 중앙 프레임(13)과, 좌측 프레임(11) 사이에 형성될 수 있다.

우측영역(R)은 한 쌍의 중앙 프레임(13)(14) 중 우측 프레임(12)에 더 근접한 제2 중앙 프레임(14)과, 우측 프레임(12) 사이에 형성될 수 있다.

중앙영역(C)은 한 쌍의 중앙 프레임(13)(14) 사이에 형성될 수 있다.

중앙영역(C)의 전후 방향(X) 길이는 좌측영역(L)의 전후 방향(X) 길이 보다 길 수 있고, 우측영역(R)의 전후 방향(X) 길이 보다 길 수 있다.

프레임(1)은 도 3에 도시된 바와 같이, 로어 프레임(15)와, 센터 프레임(16)과, 어퍼 프레임(17)을 더 포함할 수 있다.

로어 프레임(15)은 복수개의 척 유닛(2)(3)(4)(5)이 올려지는 베이스를 포함할 수 있다.

센터 프레임(16)은 로어 프레임(15)의 상측에 배치되고, 로어 프레임(15)과 상하 방향으로 이격될 수 있다.

어퍼 프레임(17)은 센터 프레임(16)의 상측에 배치되고, 로어 프레임(15) 및 센터 프레임(16)과 상하 방향 이격될 수 있다.

전극 스플라이싱 장치는 총 4개의 척 유닛(2)(3)(4)(5)를 포함할 수 있고, 4개의 척 유닛(2)(3)(4)(5)는 한 쌍의 좌측 척 유닛(2)(3)과, 한 쌍의 우측 척 유닛(4)(5)으로 구성될 수 있다.

한 쌍의 좌측 척 유닛(2)(3)은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 좌측 척 유닛(2)과 제2 좌측 척 유닛(3)으로 구성될 수 있고, 제1 좌측 척 유닛(2)과 제2 좌측 척 유닛(3) 각각은 좌측영역(L)과 중앙영역(C)으로 좌우 방향(Y)으로 이동되게 배치될 수 있고, 전후 방향(X)으로 서로 이격될 수 있다.

한 쌍의 우측 척 유닛(4)(5)은 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 우측 척 유닛(4)과 척 유닛(5)으로 구성될 수 있고, 제1 우측 척 유닛(4)과 제2 우측 척 유닛(5) 각각은 우측영역(R)과 중앙영역(C)으로 이동되게 배치될 수 있고, 전후 방향(X)으로 서로 이격될 수 있다.

제1 좌측 척 유닛(2)과 제2 좌측 척 유닛(3)과 제1 우측 척 유닛(4) 및 제2 우측 척 유닛(5)는 모두 동일 구조로 이루어질 수 있다.

제1 좌측 척 유닛(2)과 제2 좌측 척 유닛(3)는 전후 대칭되게 배치될 수 있다. 제1 우측 척 유닛(4) 및 제2 우측 척 유닛(5)는 전후 대칭되게 배치될 수 있다. 제1 우측 척 유닛(4)은 제1 좌측 척 유닛(2)과 좌우 대칭되게 배치될 수 있다. 제2 우측 척 유닛(5)은 제2좌측 척 유닛(3)과 좌우 대칭되게 배치될 수 있다.

제1 좌측 척 유닛(2)과 제2 좌측 척 유닛(3)과 제1 우측 척 유닛(4) 및 제2 우측 척 유닛(5) 각각의 상세 구성에 대해서는, 이하 복수개 척 유닛(2)(3)(4)(5)의 칭하여 설명한다.

복수개 척 유닛(2)(3)(4)(5) 각각은, 도 3에 도시된 바와 같이, 척 바디(22)와, 롤러(24)와, 흡착 패드(26)를 포함할 수 있다.

복수개 척 유닛(2)(3)(4)(5) 각각은 좌우 방향(X)으로 이동될 수 있는 슬라이더(21)를 더 포함할 수 있다.

슬라이더(21)는 척 유닛이 올려지는 슬라이더 플레이트(21a)와, 슬라이더 플레이트(21a)의 하부에 배치된 롤러(21b)를 포함할 수 있다.

롤러(21)에 로어 프레임(15) 또는 로어 프레임(15)에 설치된 슬라이딩 가이드를 따라 구를 수 있다.

복수개 척 유닛(2)(3)(4)(5) 각각은 슬라이더(21)를 좌우 방향(Y)으로 이동시키는 모터 등의 슬라이더 구동기구(미도시)를 더 포함할 수 있다.

척 바디(22)는 보빈(82)이 착탈되고 보빈(82)을 회전시킬 수 있다. 척 바디(22)는 슬라이더(21) 위에 한 쌍 제공될 수 있고, 한 쌍의 척 유닛(22)은 좌우 방향(Y)으로 이격될 수 있다.

척 바디(22)는 슬라이더(21) 상측에 배치된 척 프레임(22a)과, 척 프레임(22a)에 배치되고 보빈(82)이 분리 가능하게 록킹 될 수 있는 회전축와, 회전축을 회전시키는 모터 등의 회전축 구동기구(22b)를 포함할 수 있다.

척 프레임(22a)은 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다.

회전축 구동기구(22b)는 척 프레임(22a)에 배치될 수 있다.

롤러(24)는 보빈(82)에서 풀린 전극(84)을 안내할 수 있다. 롤러(24)는 척 프레임(22a)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.

흡착 패드(26)는 보빈(82)에서 풀리고 롤러(24)에 안내된 전극(84)을 흡착할 수 있다. 흡착 패드(26)에는 석션 호스(미도시)가 연결될 수 있고, 석션 호스는 압축기 등의 석션 기구에 연결될 수 있다. 전극(84)는 흡착 패드(26)를 마주보는 위치일 때, 흡착 패드(26)에 석션될 수 있다.

복수개 척 유닛(2)(3)(4)(5)은 커터(27)를 더 포함할 수 있다.

커터(27)는 흡착패드(26)에 흡착된 전극(84)을 잘라낼 수 있다.

커터(27)는 흡착패드(26)의 주변에 회전되거나 진퇴되게 배치될 수 있고, 모터 등의 커터 구동기구(미도시)는 커터(27)를 회전시키거나 진퇴시킬 수 있다.

커터(27) 및 커터 구동기구는 척 프레임(22a)이나 흡착패드(26)에 배치되어, 척 프레임(22a)이나 흡착패드(26)에 지지될 수 있다.

복수개 척 유닛(2)(3)(4)(5) 각각은 흡착패드 무빙기구(28)를 포함할 수 있다.

흡착패드 무빙기구(28)는 흡착패드(26)를 인접한 타 척 유닛의 흡착 패드로 이동시킬 수 있다.

예를 들면, 제1 좌측 척 유닛(2)의 흡착패드 무빙기구(28)은 제1좌측 척 유닛(2)의 흡착패드(26)를 제2 좌측 척 유닛(2)의 흡착패드로 이동시킬 수 있다.

제2 좌측 척 유닛(3)의 흡착패드 무빙기구(28)은 제2 좌측 척 유닛(3)의 흡착패드(26)를 제1 좌측 척 유닛(2)의 흡착패드로 이동시킬 수 있다.

제1 우측 척 유닛(4)의 흡착패드 무빙기구(28)은 제1 우측 척 유닛(4)의 흡착패드(26)를 제2 우측 척 유닛(5)의 흡착패드로 이동시킬 수 있다.

제2 우측 척 유닛(5)의 흡착패드 무빙기구(28)은 제2 우측 척 유닛(5)의 흡착패드(26)를 제1 우측 척 유닛(4)의 흡착패드로 이동시킬 수 있다.

롤러(24)와, 흡착 패드(26)와, 커터(27)와, 커터 구동기구와, 흡착패드 무빙기구(28)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스플라이싱 유닛(29)을 구성할 수 있고, 스플라이싱 유닛(29)은 척 바디(22)에 승강 가능하게 배치될 수 있다.

복수개 척 유닛(2)(3)(4)(5) 각각은 스플라이싱 유닛(29)을 승강시키는 모터 등의 스플라이싱 유닛 승강기구(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이하, 보빈(82)에 전극(84)이 감겨 있는 상태이고 전극(84)의 일단부(86)가 전극(86)의 일단부 이외(87)에 테이프(88)로 고정된 전극롤(8)을 신규 전극롤로 칭하고, 보빈(82)에서 전극(84)이 설정 길이 이상 풀린 보빈(82)을 사용 완료 전극롤로 칭하여 설명한다.

트랜스퍼 유닛(6)은 보빈(82)에 전극(84)이 감긴 전극롤(8) 즉, 신규 전극롤을 중앙영역(C)으로 이동시킬 수 있다. 트랜스퍼 유닛(6)은 전극(84)이 풀린 보빈(82; 사용 완료 전극롤)을 중앙영역(C)의 외부로 이동시킬 수 있다.

트랜스퍼 유닛(6)은 중앙 영역(C)의 외부 즉, 전극 스플라이싱 장치의 외부에 위치하는 전극롤 공급부(미도시)에서 신규 전극롤을 들어 올릴 수 있고, 트랜스퍼 유닛(6)은 신규 전극롤을 중앙 영역(C)으로 이동될 수 있다.

트랜스퍼 유닛(6)은 전극롤 공급부(미도시)의 상측 영역과 중앙 영역(C)으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.

신규 전극롤은 트랜스퍼 유닛(6)에 의해 중앙 영역(C)으로 이동된 후, 트랜스퍼 유닛(6)에 의해 하강되어 중앙 영역(C)으로 이동된 척 유닛으로 투입될 수 있다.

즉, 트랜스퍼 유닛(6)은 4개의 척 유닛(2)(3)(4)(5) 중 중앙영역(C)으로 이동된 척 유닛으로 보빈(82)에 전극(84)이 감긴 전극롤(88)을 투입시킬 수 있다.

트랜스퍼 유닛(6)은 중앙영역(C)으로 이동된 척 유닛으로부터 사용 완료 전극롤을 들어올릴 수 있다.

트랜스퍼 유닛(6)은 중앙 영역(C)과 보빈 수거부(미도시)의 상측 영역으로 이동 가능하게 배치될 수 있다.

사용 완료 전극롤은 중앙 영역(C)으로 이동된 척 유닛에서 트랜스퍼 유닛(6)에 의해 상승될 수 있고, 중앙 영역(C)의 외부 즉, 전극 스플라이싱 장치의 외부에 위치하는 보빈 수거부로 이동될 수 있다.

트랜스퍼 유닛(6)은 도 3에 도시된 바와 같이, 센터 프레임(16)과 어퍼 프레임(17) 중 적어도 하나를 따라 전후 방향(X)으로 이동될 수 있다.

센터 프레임(16)과 어퍼 프레임(17) 중 적어도 하나에는 트랜스퍼 유닛(6)을 전후 방향으로 안내하는 가이드 부재가 배치될 수 있다.

트랜스퍼 유닛(6)의 일 예는 전극롤(8)이 매달릴 수 있는 호이스트(62)를 갖는 호이스트 기구일 수 있다. 호이스트 기구는 도 3에 도시된 바와 같이, 전극롤(8)의 보빈(82)를 잡을 수 있는 보빈 홀더(64)를 포함할 수 있다.

보빈 홀더(64)는 보빈(82)의 회전축 아래로 이동되어, 보빈(82)의 회전축을 떠받칠 수 있다.

호이스트는 기구는 호이스트(62)의 하단을 승강시킬 수 있는 모터 등의 호이스트 구동기구(66)를 포함할 수 있다.

준비 유닛(7)은 중앙영역(C)에 전후 방향(X)으로 이동되게 배치될 수 있다.

준비 유닛(7)은 신규 공급롤이 척 유닛에서 회전되기 이전에, 신규 공급롤에서 테이프(88)를 떼어내고, 전극(82)를 흡착패드(26)에 흡착시키는 일종의 준비 공정을 실시할 수 있다.

즉, 준비 유닛(7)은 신규 공급롤의 전극(82)에서 테이프(88)를 떼어내는 공정(즉, 테이프 탈착 공정)을 실시할 수 있다. 그리고, 준비 유닛(7)은 테이프(88)가 분리된 전극(84)을 그리핑할 수 있고, 전극(84)의 일부를 흡착패드(26)에 근접하게 이동시키는 공정(즉, 전극 피딩 공정)을 실시할 수 있다.

준비 유닛(7)은 중앙 영역(C)에 배치된 공용 준비 유닛일 수 있고, 전극 스플라이싱 장치는 한 쌍의 좌측 척 유닛(2)(3)과, 한 쌍의 우측 척 유닛(4)(5) 별로 준비 유닛을 각각 구비할 필요없다.

스플라이싱 장치는 하나의 준비 유닛(7)으로 한 쌍의 좌측 척 유닛(2)(3)과, 한 쌍의 우측 척 유닛(4)(5)에서 실시되는 스플라이싱 공정을 준비할 수 있다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여, 준비 유닛(7)의 상세 구성에 대해서 설명한다.

도 4은 본 실시 예에 따른 척 유닛과, 준비 유닛이 도시된 측면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 준비 유닛의 측면도이다.

준비 유닛(7)은 테이프 그리퍼(71) 및 전극 그리퍼(72) 및 서포터(73)를 포함할 수 있다.

테이프 그리퍼(71)는 중앙영역(C)에 위치한 신규 전극롤에서 테이프(88)를 떼어낼 수 있다.

테이프 그리퍼(71)에는 석션 호스(미도시)가 연결될 수 있고, 석션 호스는 압축기 등의 석션 기구에 연결될 수 있다. 전극(84)에 부착된 테이프(88)는 테이퍼 그리퍼(71)를 마주보는 위치일 때, 테이프 그리퍼(71)에 석션될 수 있다.

테이프 그리퍼(71)는 테이프(88)를 흡착할 수 있고, 테이프(88)를 그리핑할 수 있다.

준비 유닛(7)는 중앙 영역(C)에 위치하는 신규 공급롤로 접근할 수 있고, 테이프 그리퍼(71)는 신규 공급롤의 테이프(88)에 접촉되어, 테이프(8)를 전극(84)에서 떼어 낼 수 있다.

전극 그리퍼(72)는 테이프(88)가 분리된 전극(84)를 잡을 수 있다.

서포터(73)는 준비 유닛의 바디를 형성할 수 있다.

서포터(73)는 테이프 그리퍼(71) 및 전극 그리퍼(72)를 지지할 수 있다. 서포터(73)는 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다. 서포터(73)는 어퍼 서포터(73a)와, 어퍼 서포터(73a)의 하부에 결합된 로어 서포터(73b)를 포함할 수 있다.

서포터(73)는 슬라이딩 서포터(73c)를 더 포함할 수 있다. 슬라이딩 서포터(73c)는 로어 서포터(73b)에 연결될 수 있다.

테이프 그리퍼(71)와 전극 그리퍼(72)는 어퍼 서포터(73a)에 배치될 수 있다.

준비 유닛(7)은 전극 서포트 롤(74)을 더 포함할 수 있다.

전극 서포트 롤(74)은 테이프 그리퍼(71) 하측에 위치되게 서포터(72)에 배치되어 보빈(82)에서 풀린 전극(84)을 안내할 수 있다. 보빈(82)에서 풀린 전극(84)은 전극 서포트 롤(74)에 의해 굽은 형상이나 절곡된 형상으로 변형될 수 있다.

전극 서포트 롤(74)은 로어 서포터(73b)에 회전 가능하게 배치될 수 있다.

테이프 그리퍼(71)과, 전극 그리퍼(72)와 서포터(73)와, 전극 서포터 롤(74)는 하나의 준비 모듈(75)를 구성할 수 있다.

준비 유닛(7)은 서포터 진퇴기구(76)를 더 포함할 수 있다. 서포터 진퇴기구(76)는 준비 모듈(75)을 진퇴시킬 수 있다. 서포터 진퇴기구(76)는 서포터(73)를 전후 방향(X)으로 이동시킬 수 있다.

서포터 진퇴기구(76)의 예는 가이드 플레이트(77)와, 액추에이터(78)을 포함할 수 있다.

가이드 플레이트(77)는 서포터(73)의 전후 방향(X) 진퇴를 안내할 수 있다. 서포터(73) 특히 슬라이딩 서포터(73c)는 가이드 플레이트(77)의 상측에 전후 방향(X)으로 슬라이드 되게 배치될 수 있다.

가이드 플레이트(77)에는 서포터(73)의 전후 방향(X) 슬라이딩을 안내하는 가이드 레일(77a)이 배치될 수 있다.

서포터(73) 특히 슬라이딩 서포터(73c)는 가이드 레일(77a)을 따라 전후 방향(X)으로 슬라이드 이동될 수 있다.

액추에이터(77)은 가이드 플레이트(77)에 배치될 수 있고, 서포터(73)를 전후 방향(X)으로 이동시킬 수 있다. 액추에이터(77)의 일 예는 서포터(73) 특히, 슬라이딩 서포터(73c)에 연결된 리니어 모터나 실린더 등의 직선 왕복기구로 구성될 수 있다. 액추에이터(77)의 다른 예는 서포터(73) 특히, 슬라이딩 서포터(73c)에 연결된 기어들과, 기어들 중 어느 하나를 회전시키는 회전 모터를 포함하는 것도 가능하다.

준비 유닛(7)은 승강기구(79) 및 승강기구 진퇴기구(80)를 포함할 수 있다.

승강기구(79)는 서포터 진퇴기구(76)를 승강시킬 수 있다. 승강기구의 일 예는 서포터 진퇴기구(76)를 승강시키는 호이스트 기구일 수 있다. 호이스트 기구의 일 예는 승강기구(78)가 매달릴 수 있는 호이스트(78a)와, 호이스트(78a)를 승강시키는 모터 등의 액추에이터(78b)를 포함할 수 있다. 호이스트 기구의 다른 예는 승강기구(78)가 매달릴 수 있는 승강 봉와, 승강 봉을 승강시키는 모터 등의 액추에이터(78b)를 포함할 수 있다.

승강기구(78)는 서포터 진퇴기구(76)의 승강은 안내하는 승강 가이드 봉(78c)을 포함할 수 있다. 승강 가이드 봉(78)은 액추에이터(78b)에서 하측 방향으로 연장될 수 될 수 있다.

승강기구 진퇴기구(79)는 승강기구(78)를 전후 방향(X)으로 이동시킬 수 있다.

승강기구 진퇴기구(79)는 승강기구(78)를 진퇴시키는 리니어 모터 등을 구성될 수 있고, 승강기구(79) 중 액추에이터(78b)에 연결되어 액추에이터를 전후 방향(X)으로 진퇴시킬 수 있다.

승강기구 진퇴기구(79)는 도 3에 도시된 센터 프레임(16)을 따라 이동되면서, 승강기구(79)를 전후 방향(X)으로 이동시킬 수 있다.

전극 스플라이싱 장치는 트랜스퍼 유닛(6)과 준비 유닛(7)을 고정하거나 록킹시킬 수 있는 커넥팅 부재를 더 포함할 수 있다. 커넥팅 부재가 설치될 경우, 트랜스퍼 유닛(6)과 준비 유닛(7)은 중앙영역(C)에서 일체로 이동될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 전극 스플라이싱 장치의 동작을 설명한다.

도 6은 본 실시예에 따른 트랜스퍼 유닛과 준비유닛이 중앙 영역에 위치할 때의 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 트랜스퍼 유닛과 준비유닛이 중앙 영역에서 전후 방향으로 이동되었을 때의 평면도이며, 도 8은 도 7에 도시된 제1 좌측 척 유닛이 좌측 영역에서 중앙 영역으로 이동되었을 때의 평면도이고, 도 9는 본 실시예에 따른 자동 연결 시퀀스가 진행될 때의 평면도이며, 도 10은 도 9에 도시된 제1 좌측 척 유닛이 좌측 영역으로 이동되었을 때의 평면도이고, 도 11은 도 10에 도시된 제2 좌측 척 유닛이 좌측 영역에서 중앙 영역으로 이동되고 제2 좌측 척 유닛의 보빈이 트랜스퍼 유닛 유닛으로 배출될 때의 평면도이며, 도 12는 도 11에 도시된 트랜스퍼 유닛이 신규 공급롤을 제2 좌측 척 유닛으로 투입하기 위해 전후 방향으로 이동될 때의 평면도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 트랜스퍼 유닛(6)과 준비 유닛(7)은 중앙 영역(C)에서 전후 방향(X)으로 이동될 수 있다.

도 6 및 도 7에 도시된 제1 좌측 척 유닛(2)과, 제1우측 척 유닛(4)는 전극(84)이 주행하지 않고 대기 중인 한 쌍의 대기 척 유닛일 수 있다. 도 6에 도시된 한 쌍의 대기 척 유닛(2)(4) 각각은 척 바디(22)가 전극롤의 보빈(82)을 회전시키지 않는다. 대기 척 유닛은 척 바디(22)의 회전축 구동기구(22b)가 정지인 척 유닛으로 정의될 수 있다.

그리고, 제2 좌측 척 유닛(3)과 제2 우측 척 유닛(5)는 전극(84)이 주행 중인 한 쌍의 주행 척 유닛일 수 있다. 도 6에 도시된 한 쌍의 주행 척 유닛(3)(5) 각각은 척 바디(22)가 전극롤의 보빈(82)을 회전시켜 보빈(82)에 감긴 전극(84)을 전후 방향(X)으로 주행시킬 수 있다. 주행 척 유닛은 척 바디(22)의 회전축 구동기구(22b)가 구동인 척 유닛으로 정의될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 주행 척 유닛(3)(5)이 전극(84)을 주행시키는 도중에 트랜스퍼 유닛(6)과, 준비 유닛(7)는 도 7에 도시된 바와 같이, 중앙영역(C)에서 전진될 수 있다.

트랜스퍼 유닛(6)과 준비 유닛(7)이 도 7에 도시된 바와 같이, 전진된 후, 한 쌍의 대기 척 유닛(2)(3) 중 제1 좌측 척 유닛(2)은 도 8에 도시된 바와 같이, 중앙 영역(C)으로 이동될 수 있다.

제1 좌측 척 유닛(2)은 중앙 영역(C)으로 이동된 후, 제1 좌측 척 유닛(2)과 준비 유닛(7)은 도 9에 도시된 바와 같이 배치된 상태에서 자동 연결 시퀸스(Sequence)를 진행할 수 있다.

이하, 자동 연결 시퀸스에 대해서는 도 13 내지 도 18을 참조하여 상세히 설명한다.

전극 스플라이싱 장치는 자동 연결 시퀸스 이후에 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 좌측 척 유닛(2)을 다시 좌측 영역(L)으로 복귀시켜 제1 좌측 척 유닛(2)이 제2 좌측 척 유닛(3)를 마주보게 한다.

이후, 작업자나 로봇 등은 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 좌측 척 유닛(2)의 전극(84)와, 제2 좌측 척 유닛(3)의 전극(84)를 스플라이싱 공정을 진행하고, 제1 좌측 척 유닛(2)은 척 바디(22)에 배치된 회전축 구동기구(22b)을 구동하여, 제1 좌측 척 유닛(2)의 전극(84)을 주행한다. 전극(84)의 주행시 제1 좌측 척 유닛(2)은 주행 척 유닛이 될 수 있다.

그리고, 전극 스플라이싱 장치는 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 좌측 척 유닛(3)을 중앙영역(C)으로 이동하고, 제2 좌측 척 유닛(3)은 트랜스퍼 유닛(6)의 하측에 배치된다.

이후, 트랜스퍼 유닛(6)은 제2 좌측 척 유닛(3)에 배치된 보빈(82)를 상승시킬 수 있고, 트랜스퍼 유닛(6)은 보빈 수거부로 이동되어, 보빈(82)를 보빈 수거할 수 있다.

제2 좌측 척 유닛(3)에 배치되어 있던 보빈(82)을 보빈 수거부로 이동시킬 수, 트랜스퍼 유닛(6)은 전극롤 공급부에서 신규 공급롤을 들어 올릴 수 있고, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 좌측 척 유닛(3)에 신규 공급롤을 투입하기 위해 중앙 영역(C)에서 이동할 수 있다.

트랜스퍼 유닛(6)이 제2 좌측 척 유닛(3)으로 신규 공급롤을 투입 완료하면, 제2 좌측 척 유닛(3)은 좌측 영역(L)으로 이동될 수 있고, 제2 좌측 척 유닛(3)은 대기 척 유닛이 될 수 있다.

상기와 유사한 동작으로, 제1 우측 척 유닛(4)의 전극(84)와, 제2 우측 척 유닛(5)의 전극(84)의 접합할 수 있고, 제1우측 척 유닛(4)이 대기 척 유닛에서 주행 적 유닛으로 전환되고, 제2우측 척 유닛(5)에 신규 공급롤을 투입할 수 있고, 제2우측 척 유닛(5)이 주행 적 유닛에서 대기 척 유닛으로 전환될 수 있다.

도 13 내지 도 18는 전극 스플라이싱 장치의 자동 연결 시퀸스가 도시된 도이다.

도 13은 본 실시예에 따른 척 유닛과 트랜스퍼 유닛이 중앙 영역에서 일렬로 배치될 때의 도이고, 도 14는 도 13에 도시된 스플라이싱 유닛이 상승되었을 때의 도이며, 도 15는 도 14에 도시된 준비 모듈이 전극롤의 전극에 접근하여 테이프를 분리하고, 전극을 그립할 때의 도이고, 도 16은 도 15에 도시된 준비 유닛이 전후 방향으로 피딩할 때의 도이며, 도 17은 도 16에 도시된 스플라이싱 유닛이 하강되었을 때의 도이고, 도 18은 도 17에 도시된 준비 모듈이 상하 방향으로 상승되었을 때의 도이다.

이하, 설명의 편의를 위해, 제1 좌측 척 유닛(2), 제2 좌측 척 유닛(3)과, 제1 우측척 유닛(4)과, 제2 우측척 유닛(5)에 대해, 척 유닛(2)으로 칭하고, 신규 전극롤을 전극롤(8)로 칭하여 설명한다.

척 유닛(2)은 전극롤(8)의 보빈(82)을 배치한 상태에서 중앙 영역(C)으로 이동될 수 있고, 척 유닛(2)은 중앙 영역(C)으로 이동 완료되었을 때, 도 13에 도시된 바와 같이, 준비 유닛(7) 특히 준비 모듈(75)과 일렬로 배치될 수 있다.

이 경우, 스플라이싱 유닛(29)은 전극롤(8)과 준비 모듈(75)의 사이에 위치될 수 있고, 전극롤(8)과 준비 모듈(75) 각각과 전후 방향(X)으로 이격될 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 척 유닛(2)의 이동이 완료되면, 스플라이싱 유닛(29)은 도 14에 도시된 바와 같이, 설정 높이만큼 상승될 수 있다.

스플라이싱 유닛(29)의 상승이 완료되면, 준비 유닛(7)은 도 15에 도시된 바와 같이, 준비 모듈(75)을 전극롤(8)로 이동시킬 수 있고, 전극롤(8)에서 테이프(88)를 떼어 내고, 전극(84)을 그리핑할 수 있다.

그런 다음, 준비 유닛(8)은 도 16에 도시된 바와 같이, 준비 모듈(75)을 보빈(82)과 멀어지는 방향으로 설정 거리만큼 이동시킬 수 있고, 이때, 전극(84)는 대략 사선 방향으로 설정 길이만큼 풀릴 수 있다.

준비 모듈(75)이 설정 거리만큼 이동되면, 스플라이싱 유닛(29)은 도 17에 도시된 바와 같이, 설정 높이만큼 하강될 수 있고, 스플라이싱 유닛(29)이 설정 높이만큼 하강되면, 전극(84)은 롤러(24)에 의해 굽은 형상이나 절곡된 형상으로 꺽일 수 있다.

스플라이싱 유닛(29)이 도 17에 도시된 바와 같이, 설정 높이만큼 하강되면, 준비 유닛(7)은 준비 모듈(75)을 스플라이싱 유닛(29)으로 이동시킬 수 있고, 준비 모듈(75)에 그리핑되었던 전극(84)은 스플라이싱 유닛(29)의 흡착 패드(26)에 흡착될 수 있다.

전극(84)이 스플라이싱 유닛(29)의 흡착 패드(26)에 흡착되면, 자동 연결 시퀸스는 종료될 수 있고, 이후, 척 유닛(2)은 도 10에 도시된 바와 같이, 복귀될 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 프레임 2: 제1 좌측 척 유닛
3: 제2 좌측 척 유닛 4: 제1 우측 척 유닛
5: 제2 우측 척 유닛 6: 트랜스퍼 유닛
7: 준비 유닛 71: 테이프 그리퍼
72: 전극 그리퍼 73: 서포터
8: 전극롤 82: 보빈
84: 전극 86: 전극의 일단부
88: 테이프 C: 중앙영역
L: 좌측영역 R: 우측영역

Claims

좌측영역과 우측영역의 사이에 중앙영역이 위치하는 프레임;
상기 좌측영역과 중앙영역으로 이동되게 배치되고, 전후 방향으로 서로 이격되는 제1 좌측 척 유닛 및 제2 좌측 척 유닛;
상기 우측영역과 중앙영역으로 이동되게 배치되고, 전후 방향으로 서로 이격되는 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛;
상기 중앙영역으로 이동된 척 유닛으로 보빈에 전극이 감긴 전극롤을 이동시키는 트랜스퍼 유닛; 및
상기 중앙영역에 전후 방향으로 이동되게 배치된 준비 유닛을 포함하고,
상기 전극롤은 상기 전극의 일단부가 상기 전극의 일단부 이외에 테이프로 고정되고,
상기 준비 유닛은
상기 중앙영역에 위치한 전극롤의 전극에서 테이프를 떼어내는 테이프 그리퍼;
상기 테이프가 분리된 전극를 잡는 전극 그리퍼 및
상기 테이프 그리퍼 및 전극 그리퍼가 지지되는 서포터를 포함하는 전극 스플라이싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임은
좌측 프레임;
상기 좌측 프레임과 좌우 방향으로 이격된 우측 프레임 및
상기 좌측 프레임과 우측 프레임의 사이에 위치되는 한 쌍의 중앙 프레임을 포함하고,
상기 좌측영역은 한 쌍의 중앙 프레임 중 좌측 프레임에 더 근접한 제1 중앙 프레임과, 좌측 프레임 사이에 형성되고,
상기 우측영역은 한 쌍의 중앙 프레임 중 우측 프레임에 더 근접한 제2 중앙 프레임과, 우측 프레임 사이에 형성되며,
상기 중앙영역은 상기 한 쌍의 중앙 프레임 사이에 형성된 전극 스플라이싱 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 한 쌍의 중앙 프레임의 전후 방향 길이는 상기 좌측 프레임의 전후 방향 길이 및 우측 프레임의 전후 방향 길이 보다 긴 전극 스플라이싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 준비 유닛은
상기 테이프 그리퍼 하측에 배치되어 상기 전극을 지지하는 전극 서포트 롤을 더 포함하는 전극 스플라이싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 준비 유닛은
상기 서포터를 전후 방향으로 이동시키는 서포터 진퇴기구를 더 포함하는 전극 스플라이싱 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 준비 유닛은
상기 서포터 진퇴기구를 승강시키는 승강기구 및
상기 승강기구를 전후 방향으로 이동시키는 승강기구 진퇴기구를 더 포함하는 전극 스플라이싱 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 좌측 척 유닛 및 제2 좌측 척 유닛과 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛은
상기 보빈이 착탈되고 상기 보빈을 회전키는 척 바디;
상기 보빈에서 풀린 전극을 안내하는 롤러; 및
상기 보빈에서 풀리고 상기 롤러에 안내된 전극을 흡착하는 흡착패드를 포함하는 전극 스플라이싱 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 좌측 척 유닛 및 제2 좌측 척 유닛과 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛은
상기 흡착패드에 흡착된 전극을 잘라내는 커터를 더 포함하는 전극 스플라이싱 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 좌측 척 유닛 및 제2 좌측 척 유닛과 제1 우측 척 유닛 및 제2 우측 척 유닛은
상기 흡착패드를 인접한 타 척 유닛의 흡착 패드로 이동시키는 흡착패드 무빙기구를 더 포함하는 전극 스플라이싱 장치.