WO2014014196A1 - 이차 전지용 극판 스태킹 장치 - Google Patents

이차 전지용 극판 스태킹 장치 Download PDF

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WO2014014196A1
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pole plate
plate
conveyor
conveyor belt
pole
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PCT/KR2013/004509
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김종성
고강호
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(주)엠플러스
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
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    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • Such a positive electrode plate and a negative electrode plate can be made using stamping equipment. That is, while releasing the positive or negative electrode wound in a roll form at a constant speed to generate a grid for the electrode (grid), cut to a certain size and then loaded in a magazine.
  • Such pole plate manufacturing process may include a pole plate cleaning process and a pole plate inspection process.
  • the inspection process is included, the pole plate made in a certain shape is placed on the upper part of the conveyor and transferred to the inspection process, and the inspection process is performed by the inspection apparatus installed on the upper plate. At the end of the inspection process, the defective product is removed and the good is transferred to the loading part. In order to remove the defective or load the good, it is highly desirable to attach it to the lower surface of the conveyor. Therefore, the part described in this invention is a conveyance conveyor part and a loading part which transfer to a loading part, and all process parts until an inspection process are abbreviate
  • omitted is a conveyance conveyor part and a loading part which transfer to a loading part
  • the stacking magazine 30 having a loading part for accommodating the pole plate 2 to be loaded is provided at the lower side of the front end side of the conveyor plate 22.
  • the stacking magazine 30 may be configured in the form of a hexahedron box with an upper end open so that the pole plates 2 may be stacked from above.
  • the stacking magazine 30 is provided with a stacking support which is elevated in correspondence with the stacking height of the pole plate 2, which stacking magazine 30 is positioned in position by guide means (for example, LM guide) not shown. ), And the lifting operation of the loading support may be configured to be performed by the servomotor 63.
  • the spring When the spring is elastically restored to its original state by the elastic force it may be configured to raise the push rod 44 and the push bar 42 and the push rod bracket 46 supporting them.
  • a support jaw is provided on the guide bush, and a support jaw protruding to the outer circumferential surface of the push rod 44 combines the spring with the outer circumferential surface of the push rod 44 and at the same time, the support jaw of the guide bush and the outer circumferential surface of the push rod 44. If both ends of the spring are disposed between the supporting jaws of the spring, when the push rod 44 and the push bar 42 are lowered, the spring may be compressed to maintain the elastic restoring force.
  • the means for raising the push bar 42 which is lowered to push the pole plate 2 back to the original position in addition to the spring can be adopted as a return means.
  • the pole plate 2 is attached to the bottom surface of the conveyor belt 26 moving from the bottom surface of the conveyor plate 22, and the pole plate 2, which is sucked and moved by the conveyor belt 26, is stacked on the top of the stacking magazine 30. It is preferable to have an air blowing unit which blows air between the pole plate 2 and the conveyor belt 26 when it is stopped at the position and the vacuum is released, so that the pole plate 2 is smoothly separated from the surface of the conveyor belt 26.
  • the air blowing means may comprise an air blowing nozzle disposed at an adjacent position between the surface of the conveyor belt 26 and the pole plate 2.
  • the present invention further includes a pole plate array unit provided at the periphery of the stacking magazine 30 and having an array pusher 34 for pushing the ends of the pole plates 2 to align.
  • an air blowing means for blowing air between two pole plates 2 facing each other when the pole plates 2 are aligned by the array pusher 34.
  • the pole plate array unit that is, the pole plate alignment mechanism
  • the pole plate 2 is closely contacted by the frictional force or static electricity between the pole plate 2 and the pole plate 2. The edges of the) can be damaged, so you can add an air blow function to the pole plate array unit in this case.
  • the air blowing means includes an air blowing nozzle in each array pusher 34 provided in four directions (front and rear directions) of the stacking magazine 30 having a hexahedral box structure, and the air blow nozzle is not shown.
  • Air via a flexible hose, connector, or the like to a supplied air supply device (which may be a compressor, etc.), so that the air flows through the front of each array pusher 34 (i.e., the surface facing the periphery of the pole plate 2).
  • a supplied air supply device which may be a compressor, etc.
  • An air supply path is formed in each of the array pushers 34 and includes a plurality of air blowing holes communicating with an air supply path and the front surface of the array pusher 34.
  • the air supply path of the array pusher 34 includes: It is also possible to configure one air supply device to supply air to the circumferential position of the pole plate 2 by connecting a flexible hose and a connector through the medium.
  • the conveyor belt 26 passes through the endless orbit cyclically to the bottom, top, front and rear ends of the conveyor plate 22 by the rotation of the drive motor 20 and the drive roller 27.
  • the pole plate 2 is moved along the transfer line in a state in which the pole plate 2 is in close contact with the bottom surface of the conveyor plate 22 by vacuum suction force at 26 and the pole plate 2 reaches the upper position of the stacking magazine 30.
  • the driving motor 20 is stopped, the pole plate 2 is stopped on the stacking magazine 30.
  • the suction of the pole plate 2 by the vacuum is stopped and the push rod 44, which is a main part of the pole plate drop unit, is stopped.
  • the push bar 42 is lowered to push the pole plate 2 downward to separate it from the surface of the conveyor belt 26 so as to be loaded into the stacking portion inside the stacking magazine 30.
  • the suction is stopped and the pressure is compared with the positive pressure (negative vacuum suction force) using air.
  • the pole plate 2 when the pole plate 2 reaches the stacking tray 30 by circulating the conveyor belt 26 by the drive motor 20 to transfer the pole plate 2, the pole plate 2 is stopped. Then, the pole plate 2 is dropped and loaded into the stacking magazine 30 in the stationary state of the pole plate 2.
  • the process of dropping and loading the electrode plate 2 under the stacking magazine 30 in the stationary state of the electrode plate 2 is a method of repeatedly carrying, stopping, and loading the series of electrode plates 2, and the electrode plate ( By stopping the conveyor belt 26 on which 2) is adsorbed, no external force acts on the pole plate 2 at the time of loading the pole plate 2, thereby minimizing damage to the pole plate 2.
  • Particles due to damage to the electrode plate 2, which may occur during loading of the electrode plate 2, have a function of reducing the life and performance of the electrode plate 2. It is effective in stabilizing the life and performance of 2).
  • the pole plates 2 are provided. Air blow function that can blow air to the periphery of the pole plate 2 in consideration of the case where the edge of the pole plate 2 may be damaged due to the friction between the pole plate and the pole plate 2 or static electricity or the like.
  • the electrode plate 2 is to be loaded onto the already mounted electrode plate 2
  • the air is blown to the position of the circumference of the electrode plate 2, whereby an air layer is formed between the electrode plate 2 and the electrode plate 2 to form an electrode plate.
  • the pole plate (2) is separated, so that the alignment is possible even with a very small force when the alignment has the effect of preventing the pole plate (2) damage.
  • the pole plate 2 and the pole plate 2 constituting the secondary battery enter the conveyor with a constant pitch maintained.
  • the pole plate 2 is moved under vacuum suction to the lower portion of the conveyor belt 26 for transport.
  • the loading height of the pole plate 2 is kept constant by the lifting mechanism for adjusting the pole plate 2 height.
  • the pole plate (2) loading method according to the present invention is the pole plate (2) It is effective in stabilizing the life and performance of the system.
  • the conveyor belt and the electrode plate are stopped by the transfer drive unit, and the electrode plate is dropped by the stacking magazine under the stop state of the electrode plate.

Abstract

본 발명은 이차 전지용 극판 스태킹 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 구성은 이차 전지용 극판(2)을 진공 흡인력에 의해 이송 라인을 따라 이동시키는 이송부와; 상기 이송부를 따라 이동되어온 상기 극판(2)을 다층으로 스택하는 적재부가 구비되어 상기 이송부의 하부에 배치된 스태킹 메거진(30)과; 상기 이송부를 따라 상기 극판(2)을 이송시키고 상기 극판(2)이 상기 스태킹 메거진(30)으로 이송될 때에는 상기 극판(2)을 정지시키는 이송, 정지 동작을 반복하는 이송 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이차 전지용 극판 스태킹 장치
본 발명은 이차 전지용 극판 스태킹 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차 전지용 극판 이송용 컨베이어 벨트가 이송, 정지 동작을 반복적으로 수행하여 극판이 정지된 순간에 이송용 컨베이어 벨트로부터 분리되어 스태킹 메거진에 적재되도록 구성한 것으로, 극판을 이송하는 컨베이어 벨트를 정지시킴으로써 극판에 전혀 외력이 작용하지 않도록 할 수 있으므로, 극판 손상을 최소화할 수 있는 이차 전지용 극판 스태킹 장치에 관한 것이다.
이차 전지는 복수개의 양극판 위에 세퍼레이터를 적층하고, 세퍼레이터 위에 음극판을 적층하고, 음극판 위의 세퍼레이터 상면에 다시 양극판을 적층하고 재차 세퍼레이터와 음극판을 순차적으로 적층하는 방식에 의해 이차 전지를 만든다. 한편, 이차 전지를 만들기 위해 적층되는 각 극판의 양면에는 극성을 결정하는 활물질이 코팅되어 있다. 즉, 양극판의 양면에는 양극 활물질이 코팅되어 있고, 음극판의 양면에는 음극 활물질이 코팅되어 있다.
따라서, 양극판과 음극판 사이에 세퍼레이터를 개재시켜 복수개의 양극판과 음극판(이하, 양극판과 음극판을 이해의 편의상 극판으로 통일하여 칭함)이 적층된 소정 면적의 전극 조립체를 제조하고, 이러한 전극 조립체를 케이스(case)에 수용하여 케이스의 일측 개방부를 통해 케이스 내부에 전해액을 주입한 전지 셀(cell)을 만들고, 이러한 이차 전지의 전지 셀(cell)에 충방전을 완료한 다음, 전지 셀(cell)의 일측 개방부를 밀봉함으로써 이차 전지의 제조를 완료하게 된다.
이와 같은 양극판과 음극판은 스탬핑(stamping) 장비를 사용하여 만들 수 있다. 즉, 롤 형태로 감겨 있는 양극 또는 음극 전극을 일정한 속도로 풀어 주면서 전극용 그리드(grid)를 생성하고 일정한 크기로 자른 다음에 메거진에 적재를 하게 된다. 이러한 극판 제조 과정중에는 극판 크리닝 공정과 극판 검사공정이 포함될 수도 있다. 검사공정이 포함되어 있을 경우, 일정한 형태로 만들어진 극판은 컨베이어의 상부에 얹혀서 검사공정으로 이송하게 되며, 극판 상부에 설치된 검사장치에 의하여 검사과정을 거치게 된다. 검사과정이 끝나면 불량품은 제거되고 양품은 적재부로 이송되는데, 불량품을 제거하거나 양품을 적재하기 위해서는 컨베이어의 하면에 부착시켜 이송하는 것이 매우 바람직하다. 따라서 본 발명에서 설명하는 부분은 적재부로 이송하는 이송 컨베이어 부분과 적재부분이며, 검사공정까지의 모든 공정 부분은 생략되어 있다.
이때, 이송 라인을 따라 극판을 이송하면서 스태킹 메거진으로 낙하시키는 경우, 극판이 스태킹 메거진의 직하방으로 낙하하기 보다는 극판의 전단부측보다 후단부측이 상대적으로 더 들려져서 경사진 상태에서 극판이 전진하면서 스태킹 메거진으로 낙하하여 적재된다.
한편, 이송 라인(즉, 컨베이어 벨트)을 따라 극판을 이송하면서 스태킹 메거진으로 낙하시키는 경우에는 극판을 이송 라인의 전진 방향으로 밀어주는 힘이 남아 있어서, 극판이 스태킹 메거진의 직하방으로 낙하하기 보다는 극판의 전단부측보다 후단부측이 상대적으로 더 들려져 경사진 상태에서 극판이 전진하고, 이처럼 극판을 밀어주는 힘이 소진되면 극판이 자중에 의해 스태킹 메거진으로 낙하하여 적재되는 것이다.
그런데, 이처럼 극판이 뒤쪽은 약간 들리고 앞쪽은 약간 내려간 상태에서 이송 방향을 따라 전진하면서 낙하하는 과정에서 극판을 전진하는 방향으로 밀어주는 힘이 적절하게 감쇄되지 않아서 극판의 끝단이 무리한 힘으로 스태킹 메거진에 충돌하는 경우가 빈번하게 발생되고, 이처럼 극판이 전진 및 하강하면서 극판의 끝단이 스태킹 메거진(정확하게는 스태킹 메거진의 내벽면)에 무리한 힘으로 부딪히면, 극판의 양면에 코팅되어 있는 활물질이 깨지는 현상(구체적으로, 활물질의 전체면 중에서 스태킹 메거진에 부딪히는 단부측의 일부 활물질이 깨지는 현상)이 초래되며, 이처럼 극판 적재 과정에서 활물질이 깨져서 파손되어 버리면, 극판 자체의 특성 저하를 초래할 수 있고, 이로 인하여 결과적으로 이차 전지의 성능에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 비단 극판의 끝단이 스태킹 메거진에 무리한 힘으로 부딪히면, 극판의 활물질이 깨져 버리는 현상뿐만 아니라 이외에도 여러 가지 좋지 않은 영향이 생길 수 있으므로, 극판 이송 적재 과정 중에 극판의 끝단 부분이 스태킹 메거진에 무리하게 충돌하는 현상을 미연에 방지할 수 있는 적절한 완충 적재 가이드 수단이 요구되고 있는 실정이다.
고속 노칭 장비에서는 극판의 이송 속도가 매우 빠르기 때문에, 이동하는 도중에 극판을 적재하게 되면 스태킹 메가진 벽에 부딪치게 되어 극판의 모서리가 심하게 손상된다.
따라서, 극판에 손상이 없게 적재하기 위해서는 극판의 속도를 줄여주어야 하는데, 종래에는 이처럼 극판의 속도를 적절히 줄여주는 수단이 미비하여, 생산 속도 향상에 있어서 극판 손상 문제가 최대의 걸림돌로 작용하고 있는 실정이며, 극판 적재중에 생길 수 있는 극판 손상에 의한 파티클은 극판의 수명이나 성능을 저하시키는 작용을 하기 때문에 여러모로 좋지 않다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 이차 전지용 극판 이송용 컨베이어 벨트가 이송, 정지 동작을 반복적으로 수행하여 극판이 정지된 순간 극판 낙하기구에 의하여 극판이 이송용 컨베이어 벨트로부터 분리되어 극판 스태킹 메거진에 적재되도록 구성하여, 극판을 이송하는 컨베이어 벨트를 정지시킴으로써 극판에 전혀 외력이 작용하지 않도록 할 수 있으므로, 극판 손상을 최소화할 수 있고, 극판 적재 과정에서 외력으로 인한 극판의 손상을 방지함으로써 생산 속도 향상에 크게 기여할 수 있으며, 극판 손상에 의한 파티클 등이 생기지 않아서 극판의 수명을 늘려주고 극판의 고성능을 보장할 수 있는데 크게 기여할 수 있는 새로운 이차 전지용 극판 스태킹 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의하면, 극판(2)을 이송 라인을 따라 이동시키는 이송부와, 상기 이송부를 따라 이동되어온 상기 극판(2)을 다층으로 적재하는 적재부가 구비되며 상기 적재부의 상단부측은 상기 이송부의 하부에 배치된 스태킹 메거진(30)를 포함하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치에 있어서, 상기 극판(2)을 진공 흡인력에 의해 흡착된 상태로 상기 이송부를 따라 이송되도록 하는 진공 유닛과; 상기 이송부를 따라 상기 극판(2)을 이송시키고 상기 극판(2)이 상기 스태킹 메거진(30)으로 이송될 때에는 상기 극판(2)을 정지시키는 이송, 정지 동작을 반복하는 이송 구동 유닛을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치가 제공된다.
본 발명은 컨베이어 벨트로 극판을 진공 흡착하여 이동시키다가 스태킹 메거진 위에 극판이 들어오면, 컨베이어 벨트와 극판을 이송 구동 유닛(정확하게는 구동 모터(20))에 의해 정지시키고, 이러한 극판의 정지 상태에서 극판을 스태킹 메거진(30) 아래로 낙하시켜 적재는 일련의 극판 이송, 정지, 적재를 반복적으로 수행하는 구조를 가진 것으로서, 본 발명에 의하면 극판이 흡착된 컨베이어 벨트를 정지시킴으로 인하여 극판 적재시 극판에 전혀 외력이 작용하지 않게 되므로, 극판의 손상을 최소화할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 이처럼 극판에 외력이 전혀 작용하지 않음으로 인하여 장비의 생산속도 향상에 최대의 걸림돌이었던 적재에서의 극판 손상 문제가 없기 때문에, 극판의 생산속도를 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 극판의 적재중에 생길 수 있는 극판 손상에 의한 파티클은 극판의 수명이나 성능을 저하시키는 작용을 하는데, 본 발명에서 채용하는 극판 적재 방식은 극판의 수명이나 성능을 안정화하는데 많은 효과가 있다.
고속 노칭 장비와 같이 극판을 이송시키면서 극판에 대한 필요한 작업을 수행하고 극판을 적재하는 경우, 극판의 뒤쪽은 약간 들리고 앞쪽은 약간 내려간 상태에서 이송 방향을 따라 전진하면서 낙하하는 것이 일반적이며, 이러한 극판의 경사진 상태로 전진 낙하하는 과정에서 극판을 전진하는 방향으로 밀어주는 힘이 적절하게 감쇄되지 않아서 극판의 끝단이 무리한 힘으로 스태킹 메거진에 충돌하는 경우가 빈번하게 발생되고, 이처럼 극판이 전진 및 하강하면서 극판의 끝단이 스태킹 메거진(정확하게는 스태킹 메거진의 내벽면)에 무리한 힘으로 부딪히면, 극판의 양면에 코팅되어 있는 활물질이 깨지는 현상이 초래되어, 결과적으로 극판 자체의 특성 저하를 초래하고, 이차 전지의 성능에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.
그런데, 본 발명은 컨베이어 벨트로 극판을 진공 흡착하여 이동시키다가 스태킹 메거진 위에 극판이 들어오면 극판을 정지시킨 상태에서 스태킹 메거진로 극판을 하강시켜 적재하도록 구성되어 있기 때문에, 극판 적재시 극판에 전혀 외력이 작용하지 않게 되어서 극판의 손상(활물질이 깨지는 등의 소손)을 최소화할 수 있는 것이며, 이러한 점이 본 발명이 가지는 주요 장점 중의 하나이다.
또한, 본 발명은 스태킹 메거진에 구비된 복수개의 어레이 푸셔(34)에 의해 극판의 둘레부를 밀어서 스태킹 메거진 내부에 복수개의 극판을 정렬할 때에 극판과 극판 사이의 마찰력이나 정전기 등에 의하여 밀착되어 극판의 모서리가 손상될 수 있는 경우를 감안하여 극판의 둘레부 위치로 에어를 불어줄 수 있는 에어 블로우 기능을 추가로 구비함으로써, 극판이 이미 적재된 극판 위로 적재되려 할 때에 극판 둘레부 위치로 에어를 불어주면, 극판과 극판 사이에 공기층이 형성되어 극판과 극판이 분리되어서, 정렬시 아주 작은 힘으로도 정렬이 가능하므로 극판 손상이 예방되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 극판을 컨베이어 벨트 표면에서 밀어서 하강시키는 푸시 바아를 컨베이어 플레이트의 길이 방향(즉, 극판의 이송 방향)과 나란한 길다란 플레이트 형상으로 구성하여 최대한 넓은 평면을 확보하도록 구성하면서 동시에 푸시 바아의 밑면(즉, 극판과 접촉되는 면)에는 진공 형성 방지홈이 형성되어 있어서, 극판 낙하기구의 푸시 바아가 극판을 아래로 눌러서 컨베이어 벨트에서 분리할 때에 충분한 넓은 면적으로 극판에 접촉되면서 극판에 전달되는 압력이 낮아지므로 극판 손상 측면에서 유리한 효과를 가질 뿐만 아니라 푸시 바아를 이용하여 극판을 누를 때 순간적으로 두 접촉면 사이에 진공상태가 형성되어 분리가 쉽게 되지 않게 되는 상호 작용을 확실하게 방지하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 의한 이차 전지용 극판 스태킹 장치의 구조를 보여주는 사시도
도 2는 도 1의 주요부의 확대된 사시도
도 3은 도 1의 일측면도
도 4는 도 1의 정면도
본 발명은 극판(2)을 이송 라인을 따라 이동시키는 이송부와, 상기 이송부를 따라 이동되어온 상기 극판(2)을 다층으로 적재하는 적재부가 구비되며 상기 적재부의 상단부측은 상기 이송부의 하부에 배치된 스태킹 메거진(30)를 포함하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치에 있어서, 상기 극판(2)을 진공 흡인력에 의해 흡착된 상태로 상기 이송부를 따라 이송되도록 하는 진공 유닛과; 상기 이송부를 따라 상기 극판(2)을 이송시키고 상기 극판(2)이 상기 스태킹 메거진(30)으로 이송될 때에는 상기 극판(2)을 정지시키는 이송, 정지 동작을 반복하는 이송 구동 유닛을 포함하고, 상기 이송부는, 상기 극판(2)의 이송 라인을 따라 길게 이어진 컨베이어 플레이트(22)와, 상기 컨베이어 플레이트(22)의 상면과 저면으로 무한궤도식으로 순환하며 표면에는 상기 컨베이어 플레이트(22)에 연결된 상기 진공 유닛과 연통되는 진공 흡착홀(26h)이 형성된 컨베이어 벨트(26)를 포함하며, 상기 컨베이어 플레이트(22)의 저면에서 이동하는 상기 컨베이어 벨트(26) 저면에 상기 극판(2)이 부착되어 이송되도록 구성되고, 상기 컨베이어 벨트(26)에 흡착되어 이동된 상기 극판(2)이 스태킹 메거진(30)의 상부 위치에 정지되어 진공 해제시 상기 극판(2)을 하부로 푸시하는 극판 낙하 유닛을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의한 이차 전지용 극판 스태킹 장치는 극판(2)을 이송 라인을 따라 이동시키는 이송부와, 내부에 다층으로 적재될 극판(2)을 수용하는 적재부가 구비되며 이 적재부의 상단부측은 이송부의 하부에 배치된 스태킹 메거진(30)과, 상기 극판(2)을 진공 흡인력에 의해 흡착된 상태로 이송부를 따라 이송되도록 하는 진공 유닛과, 상기 이송부를 따라 극판(2)을 이송시키고 극판(2)이 스태킹 메거진(30)으로 이송될 때에는 극판(2)을 정지시키는 이송, 정지 동작을 반복하는 이송 구동 유닛을 포함한다.
상기 이송부는 극판(2)의 이송 라인을 따라 길게 이어진 컨베이어 플레이트(22)와, 이러한 컨베이어 플레이트(22)의 상면과 저면으로 무한궤도식으로 순환하며 표면에는 컨베이어 플레이트(22)에 연결된 진공 유닛과 연통되는 진공 흡착홀(26h)이 형성된 컨베이어 벨트(26)로 구성될 수 있다.
상기 컨베이어 플레이트(22)는 직사각판 형상으로 구성된 것으로, 상하 방향으로 직립 배치된 서포트 프레임에 가이드 수단(예를 들어, LM 가이드)에 의해 메인 바디(10)에 장착된 구조를 취할 수 있다. 이때, 상기 메인 바디(10)에 서포트 프레임이 장착되고, 이 서포트 프레임에 상기 가이드 수단을 매개로 컨베이어 플레이트(22)가 승강 가능하게 장착되어 수평하게 배치된 구조를 취할 수도 있다. 또한, 컨베이어 플레이트(22)는 실린더의 실린더 로드에 브라켓 등을 매개로 연결되고, 상기 실린더는 메인 바디(10)에 장착되어, 상기 실린더의 실린더 로드가 신축 작동됨에 따라 컨베이어 플레이트(22)가 가이드 수단을 따라 서포트 프레임에서 상하 방향으로 승강되도록 구성될 수 있다. 상기 컨베이어 플레이트(22)의 승강 구조는 선택 사항으로 할 수 있다는 점을 이해해야 할 것이다.
상기 컨베이어 플레이트(22)의 저면에는 길이 방향으로 연장된 벨트 가이드홈이 구비될 수 있다. 컨베이어 플레이트(22)의 길이 방향과 직교하는 너비 방향을 따라 일정 간격으로 복수개의 벨트 가이드홈이 나란하게 복수열로 구비되어 있다. 본 발명에서는 벨트 가이드홈이 컨베이어 플레이트(22)의 저면에 너비 방향으로 세 열로 구비될 수 있다. 가운데의 미들 벨트 가이드홈 양쪽 위치에 두 개의 사이드 벨트 가이드홈이 형성되는데, 이러한 미들 벨트 가이드홈과 사이드 벨트 가이드홈은 서로 나란한 한 쌍의 벨트 가이드턱에 의해 오목하게 형성된 구조이다. 상기 한 쌍의 벨트 가이드턱은 컨베이어 벨트(26)가 무한궤도식 회전 구동을 할 때에 컨베이어 벨트(26)의 양쪽 단부를 받쳐주어 컨베이어 벨트(26)가 이송 라인 궤도에서 이탈되는 것을 방지하는 기능을 하게 된다.
또한, 상기 컨베이어 플레이트(22)는 내부에 중공부가 구비되어 있다. 즉, 컨베이어 플레이트(22)의 내부에는 빈 공간인 중공부가 구비되어 있어서, 진공 장치가 슬리브와 같은 관체를 매개로 컨베이어 플레이트(22) 내부의 중공부와 연결되어 있으며, 이러한 컨베이어 플레이트(22) 내부의 중공부는 진공 장치에 의한 진공 흡인력을 전달하는 통로가 되는 것이라 할 수 있다.
상기와 같이, 컨베이어 플레이트(22)는 내부의 중공부에 의해 상면부와 바닥부가 있는 직사각 중공 케이스 구조를 가진 것이라 할 수 있는데, 이러한 컨베이어 플레이트(22)의 바닥부에는 진공홀이 형성되어 있다. 본 발명에서는 각각의 벨트 가이드홈마다 길이 방향으로 연장된 오목홈이 형성되고, 이 오목홈은 컨베이어 플레이트(22)의 길이 방향과 직교하는 너비 방향을 따라 일정 간격으로 복수개의 열로 형성(본 발명에서는 오목홈이 세 개의 열로 형성)되어 있으며, 이러한 각 열의 오목홈에 상기 진공홀이 형성되어 있어서, 상기 컨베이어 플레이트(22)의 내부 중공부에 연통된 진공 장치가 공기를 빨아들이는 진공 작동을 하게 되면, 상기 컨베이어 플레이트(22)의 저면으로 관통된 진공홀을 통해 상측 방향으로 진공 흡인력이 작용할 수 있다. 또한, 상기 컨베이어 플레이트(22)의 내부 공간부는 격벽에 의해 분할되도록 구성되고, 이러한 격벽에 의한 분할 공간부에는 개별적으로 각각 진공 장치에 연결되고, 특히 컨베이어 플레이트(22)의 분할 공간부 중에서 스태킹 메거진(30)의 직상부에 배치되는 분할 공간부에는 컨베이어 플레이트(22)의 다른 분할 공간부와는 다른 독립적인 진공 장치가 연결되어, 상기 컨베이어 벨트(26)에 흡착되어 이송되는 극판(2)이 스태킹 메거진(30) 위에 도달하면 상기 스태킹 메거진(30)의 직상부에 배치되는 분할 공간부에 연결된 진공 장치만을 독립적으로 가동 중단하여 진공을 해제함으로써, 컨베이어 벨트(26)에 의해 이송중인 극판(2)을 그대로 진공으로 흡착하고 스태킹 메거진(30) 위에 도달한 극판(2)에만 진공을 해제하도록 할 수 있다.
상기 컨베이어 플레이트(22)의 저면에서 이동하는 컨베이어 벨트(26) 저면에 극판(2)이 부착되어 이송되도록 구성된다. 컨베이어 벨트(26)는 컨베이어 플레이트(22)의 저면과 상면, 전단부와 후단부를 지나가는 무한궤도식 순환을 하게 된다. 컨베이어 벨트(26)의 무한궤도 순환이 되도록 가이드하는 것은 구동 롤러(27)와, 이 구동 롤러(27)의 회전력에 의해 컨베이어 벨트(26)가 무한궤도식으로 순환할 수 있도록 구동 롤러(27)를 회전시키는 구동 모터(20)를 포함할 수 있다.
상기 컨베이어 플레이트(22)에는 롤러 브라켓(27a)을 매개로 복수개의 롤러가 장착될 수 있다. 컨베이어 벨트(26)의 내측면이 접촉된 상태로 경유하여 지나가는 이너 롤러가 구비되고, 컨베이어 벨트(26)의 외측면이 접촉된 상태로 경유하여 지나가는 아웃터 롤러가 구비될 수 있다. 또한, 구동 모터(20)의 모터축에 축결합되어 회전하면서 컨베이어 벨트(26)의 무한궤도 순환이 이루어지도록 회전력을 가하는 구동 롤러(27)가 구비된다.
상기 구동 롤러(27)는 컨베이어 플레이트(22)의 전단부에 롤러 브라켓(27a)을 매개로 장착될 수 있다. 컨베이어 플레이트(22)의 전단부에는 좌우 양쪽 위치에 한 쌍의 롤러 브라켓(27a)이 장착되고, 이 롤러 브라켓(27a)에는 구동 롤러(27)의 롤러축이 회전 가능하게 결합된 구조를 취할 수 있다.
본 발명에서는 구동 롤러(27)의 롤러축에 동력전달 가능하게 연결된 구동 모터(20)의 모터축이 회전하면 구동 롤러(27)가 회전하면서 컨베이어 벨트(26)를 무한궤도식으로 순환될 수 있도록 한다. 즉, 컨베이어 벨트(26)는 미들 컨베이어 벨트(26)와 양쪽 두 개의 사이드 컨베이어 벨트(26)로 구성되고, 미들 컨베이어 벨트(26)는 구동 롤러(27)의 미들 벨트 롤링부를 경유하도록 결합되고, 두 개의 사이드 컨베이어 벨트(26)는 구동 롤러(27)의 두 개의 사이드 벨트 롤링부를 경유하도록 결합되어 있어서, 세 개의 컨베이어 벨트(26)가 구동 롤러(27)의 회전에 의해 동시에 회전될 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 본 발명의 몸체부인 메인 바디(10)에 브라켓 등을 매개로 상기 구동 모터(20)가 장착되고, 구동 모터(20)의 모터축은 구동 풀리(20a)와 벨트(20b) 및 종동 풀리(27a)(구동 롤러(27)의 롤러축에 축결합됨)를 매개로 구동 롤러(27)에 동력 전달 가능하게 연결된 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 컨베이어 벨트(26)에는 내외측으로 관통된 복수개의 진공 흡착홀(26h)이 일정 간격으로 형성되어 있어서, 컨베이어 벨트(26)가 무한궤도식 순환을 할 때에 컨베이어 플레이트(22)의 진공홀과 컨베이어 벨트(26)의 진공 흡착홀(26h)이 서로 연통될 수 있게 된다.
따라서, 상기 컨베이어 플레이트(22) 내부의 중공부에 연통된 진공 장치에서 공기를 흡인하는 진공력이 작용하면, 컨베이어 플레이트(22)의 저면으로 관통된 진공홀을 통해서 상측으로 진공 흡인력이 작용하고, 상기 컨베이어 플레이트(22)의 저면으로 지나가는 컨베이어 벨트(26) 부분에 상측으로 빨아들이는 진공 흡인력이 작용하며, 컨베이어 벨트(26)에도 관통되어 있는 진공 흡착홀(26h)을 통해 컨베이어 벨트(26)의 아래 위치에도 진공 흡인력이 작용하게 되므로, 상기 컨베이어 플레이트(22) 저면으로 지나가는 컨베이어 벨트(26)의 아래면에 사각판 형태의 극판(2)이 진공 흡인력에 의해 안정적으로 흡착되고, 컨베이어 벨트(26)에 진공 흡인력에 의해 흡착된 극판(2)이 이송부의 이송 라인을 따라 이동할 수 있게 된다. 본 발명에서는 극판(2)이 컨베이어 플레이트(22)의 후단부(극판(2)의 진입단이라 할 수 있음) 위치에 연결되도록 배치된 다른 이송부(미도시된 컨베이어 벨트 등이 될 수 있음)로부터 수평 상태로 투입되면, 상기 컨베이어 플레이트(22)의 아래로 지나가는 컨베이어 벨트(26)의 저면에 극판(2)이 진공 흡인력에 의해 흡착된 상태로 이송부의 이송 라인을 따라 이동되도록 할 수 있다.
상기 컨베이어 플레이트(22)의 전단부측 하부에는 적재될 극판(2)을 수용하는 적재부가 내부에 구비된 스태킹 메거진(30)이 구비된다. 이 스태킹 메거진(30)는 극판(2)이 위에서부터 적층될 수 있도록 상단부가 개방된 육면체 박스 형상으로 구성될 수 있다. 스태킹 메거진(30)에는 극판(2)의 적재 높이에 대응하여 승강되는 적재 지지대가 구비되는데, 이 적재 지지대는 미도시된 가이드 수단(예를 들어, LM 가이드)에 의해 정위치에서 스태킹 메거진(30)에 대해 승강될 수 있고, 적재 지지대의 승강 작동은 서보모터(63)에 의해 수행되도록 구성될 수 있다. 즉, 서보모터의 모터축에 볼스크류(64)가 구동적으로 연결되고, 이 볼스크류(64)에는 적재 지지대(65)가 브라켓 등을 매개로 연결되어, 서보모터(63)의 모터축 회전에 의해 볼스크류(64)가 회전하면, 적재 지지대(65)가 정밀한 높이로 승강되도록 구성할 수 있다. 서보모터(63)의 모터축에 볼스크류(64)가 축결합되고, 볼스크류(64)에는 볼스크류 너트가 나사식으로 결합되고, 볼스크류 너트는 브라켓 등을 매개로 적재 지지대(65)에 연결되어, 서보모터(63)의 구동에 의해 적재 지지대(65)가 스태킹 메거진(30)의 내부에서 정밀한 높이로 승강되도록 구성할 수 있다. 상기와 같은 서보모터(63) 등의 승강 유닛을 극판 적재 높이 조절용 승강 기구(62)라 할 수 있겠다.
한편, 상기 스태킹 메거진(30)에 적재되는 극판(2)의 높이는 센서에 의해 감지하여 극판(2)의 적재 높이에 따라 적재 지지대가 스태킹 메거진(30)에서 승강될 수 있다. 본 발명에서는 스태킹 메거진(30)의 좌우 양쪽 위치에 두 개의 마주하는 광센서(34)를 설치하여, 극판(2)의 높이가 두 개의 광센서(34)에서 상호 교환하는 광신호의 높이에 맞은 상태가 되어 두 개의 마주하는 광센서(34) 사이의 광신호가 차단되면, 상기 적재 지지대가 하강하여 극판(2)을 아래에서부터 순차적으로 스태킹 메거진(30) 내부의 적재부에 적재되도록 구성할 수 있다. 즉, 광센서(34)가 극판(2)의 적재 높이 조절 기능을 하도록 극판(2)의 적재 높이를 감지하는 것이다.
본 발명은 컨베이어 벨트(26)에 흡착되어 이동된 극판(2)이 스태킹 메거진(30)의 상부 위치에 정지되어 진공이 해제될 때에 극판(2)을 하부로 푸시하는 극판 낙하 유닛을 포함한다. 본 발명에서 극판 낙하 유닛은 푸시 로드(44), 푸시 바아(42), 캠(50), 승강 구동 유닛 등을 포함할 수 있다.
상기 컨베이어 플레이트(22)의 상면에서 저면으로 관통되도록 푸시 로드(44)가 결합되고, 이 푸시 로드(44)는 승강 구동 유닛에 의해 컨베이어 플레이트(22)에 대해 상대 승강되도록 구성된다. 또한, 푸시 로드(44)의 하단부에는 컨베이어 벨트(26)의 하부에 배치되도록 푸시 바아(42)가 구비되어 있다. 본 발명에서는 두 개의 컨베이어 벨트(26) 사이에 배치되도록 푸시 로드(44)가 구비되고, 이 푸시 로드(44)의 하단부에 푸시 바아(42)가 구비되어 컨베이어 플레이트(22)의 저면과 푸시 바아(42)가 나라한 수평 방향으로 배치된 구조를 취하고 있다. 상기 푸시 로드(44)와 푸시 바아(42)는 두 쌍으로 배치되어 있다.
상기 컨베이어 플레이트(22)는 브라켓과 승강 가이더(LM 가이드) 등의 지지수단을 매개로 스태킹 장치의 메인 바디(10)에 연결되고, 컨베이어 플레이트(22)에는 푸시 로드 브라켓(46)이 구비되고, 푸시 로드 브라켓(46)에 두 쌍으로 배치된 푸시 로드(44)가 결합되어, 두 쌍의 푸시 바아(42)가 컨베이어 벨트(26)의 하부 위치에서 나란하게 배치된 구조를 취할 수 있다.
상기 푸시 로드(44)와 푸시 바아(42)를 승강 작동하기 위한 승강 구동 유닛은 캠(50)을 채용하여 구비할 수 있다. 상기 컨베이어 플레이트(22)에 브라켓 등에 의해 승강 구동 모터(52)가 장착되고, 승강 구동 모터(52)의 모터축에 캠(50)이 장착(물론, 캠(50)은 그 회전 중심부가 편심되도록 승강 구동 모터(52)의 모터축에 결합됨)되며, 상기 한 쌍의 푸시 로드(44)와 이에 장착된 푸시 바아(42)를 지지하는 푸시 로드 브라켓(46)에는 베어링과 같이 상대 회전되는 구조의 캠팔로워(54)가 구비될 수 있어서, 상기 승강 구동 모터(52)의 회전에 의해 캠(50)이 회전하면, 캠팔로워(54)가 캠(50)의 캠면을 따라 슬라이드됨과 동시에 캠(50)이 푸시 로드 브라켓(46)과 이에 지지된 푸시 로드(44) 및 푸시 바아(42)를 하강시켜서 컨베이어 벨트(26) 표면으로부터 극판(2)을 아래로 밀어서 스태킹 메거진(30)로 하강 적재되도록 한다. 물론, 푸시 로드(44) 하강시에는 극판(2)의 진공 흡착력은 이미 해제되어 있는 상태이다.
한편, 상기 캠(50)이 승강 구동 모터(52)의 모터축에 의해 원래 위치로 회전되면 캠팔로워(54)와 푸시 로드 브라켓(46)과 푸시 로드(44) 및 푸시 바아(42)는 복귀수단에 의해 원위치로 상승하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 푸시 로드(44)가 상대 승강 가능하게 지지된 가이드 부시에 복쉬수단으로 스프링을 구비하고, 이 스프링의 양단부는 각각 푸시 로드(44)와 가이드 부시에 연결하여, 푸시 로드 브라켓(46)과 푸시 로드(44) 및 푸시 바아(42)가 하강한 상태에서는 스프링이 압축되어 있다가 캠(50)이 원위치로 회전하여 푸시 로드(44)와 푸시 바아(42)를 하강하는 힘이 해제될 때에 스프링이 탄성력에 의해 원래대로 탄성 복원하여 푸시 로드(44)와 푸시 바아(42) 및 이들을 지지하는 푸시 로드 브라켓(46)을 원위치로 상승되도록 구성할 수 있을 것이다. 가이드 부시에 지지턱을 구비하고, 푸시 로드(44) 외주면으로 돌출된 지지턱을 구비하여, 스프링을 푸시 로드(44)의 외주면에 결합함과 동시에 가이드 부시의 지지턱과 푸시 로드(44) 외주면의 지지턱 사이에 스프링의 양단부가 개재되도록 배치하면, 푸시 로드(44)와 푸시 바아(42)가 하강할 때에 스프링이 압축되어 탄성 복원력을 보유한 상태가 되도록 할 수 있을 것이다. 물론, 상기 스프링 이외에 극판(2)을 밀어주도록 하강한 푸시 바아(42)를 다시 원위치로 상승시키는 수단이면 모두 복귀수단으로 채용할 수 있음은 당연하다.
상기 컨베이어 플레이트(22)의 저면에서 이동하는 컨베이어 벨트(26) 저면에 극판(2)이 부착되어 이송되는데, 컨베이어 벨트(26)에 흡착되어 이동된 극판(2)이 스태킹 메거진(30)의 상부 위치에 정지되어 진공이 해제될 때에 극판(2)과 컨베이어 벨트(26) 사이로 에어를 블로잉하여 극판(2)이 컨베이어 벨트(26)의 표면에서 원활하게 분리되도록 하는 에어 블로잉 유닛을 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 에어 블로잉 수단은 컨베이어 벨트(26) 표면과 극판(2) 사이의 인접된 위치에 배치된 에어 블로잉 노즐을 포함할 수 있다. 컨베이어 플레이트(22)에 에어 블로잉 노즐을 설치하고, 에어 블로잉 노즐은 미도시된 에어 공급장치에 호스와 같은 플렉시블 관체 등을 매개로 연결하여 컨베이어 벨트(26) 표면과 극판(2) 사이에 에어 블로잉 노즐을 통하여 에어를 분사하여 극판(2)을 에어가 밀어주는 힘에 의해 컨베이어 벨트(26) 아래로 분리시키도록 구성할 수 있다. 한편, 상기 극판(2)이 스태킹 메거진(30)으로 낙하할 때에는 극판(2)이 낙하할 때 스태킹 메거진(30)의 정확한 위치로 극판(2)이 안착하는 것을 도와주기 위한 가이드를 추가적으로 부착할 수도 있다. 극판(2) 가이드는 극판(2)의 둘레부에 배치되도록 스태킹 메거진(30)의 적재부 상부측 투입구에 구비된 복수개의 가이드 바아 등으로 구성될 수 있다.
이때, 상기 극판 낙하 유닛은 컨베이어 벨트(26)의 표면에서 극판(2)을 밀어서 낙하시키는 푸시 바아(42)를 포함하는데, 푸시 바아(42)의 극판(2)과 마주하는 면은 극판(2)의 표면에 면접촉되어 푸시되도록 하는 일정 면적의 평탄면으로 구성된다. 극판 낙하 유닛의 푸시 바아(42)의 형상은 넓은 평면일수록 극판(2)에 전달되는 압력이 낮아지므로 극판(2) 손상 측면에서 유리한데, 이를 감안하여 푸시 바아(42)를 컨베이어 플레이트(22)의 길이 방향(즉, 극판(2)의 이송 방향)과 나란한 길다란 플레이트 형상으로 구성하여 최대한 넓은 평면을 확보하도록 구성한 것이다. 푸시 바아(42)의 평탄면이 극판(2)에 넓은 면적으로 접촉하는 평면이 된다.
또한, 푸시 바아(42)를 이용하여 극판(2)을 누를 때 순간적으로 두 접촉면(즉, 푸시 바아(42)의 평탄면과 극판(2)의 표면) 사이에 진공상태가 형성되어 분리가 쉽게 되지 않게 되는 상호 작용을 방지하기 위하여 푸시 바아(42)의 밑면에는 진공 형성 방지홈이 형성되어 있다. 본 발명에서 진공 형성 방지홈은 상대적으로 넓은 면적(대략 사각형 면적)으로 이루어진 복수개의 제1진공 형성 방지홈과, 이 제1진공 형성 방지홈에 이어지면서 푸시 바아(42)의 측면부로 연통된 제2진공 형성 방지홈으로 구성될 수 있다.
따라서, 푸시 바아(42)를 이용하여 극판(2)을 누를 때 순간적으로 푸시 바아(42)의 평탄면과 극판(2)의 표면 사이에 진공상태가 형성되려 하여도, 푸시 바아(42)의 평탄면(즉, 극판(2)과 접촉되는 면)에 형성된 진공 형성 방지홈을 통해 외기가 들어와서 진공이 형성되지 않으므로, 푸시 바아(42)로 극판(2)을 눌러서 컨베이어 벨트(26) 표면에서 분리하려는 순간에 푸시 바아(42)와 극판(2) 사이의 두 접촉면에 생기는 진공으로 인하여 극판(2)이 푸시 바아(42) 표면에서 제대로 분리되지 못하는 현상은 확실히 방지될 수 있다.
본 발명은 스태킹 메거진(30)의 둘레부에 구비되며 극판(2)의 단부를 밀어서 정렬하는 어레이 푸셔(34)를 구비한 극판 어레이 유닛을 더 포함한다.
본 발명에서 극판 어레이 유닛은 스태킹 메거진(30)의 네 군데 둘레부에 각각 상대 전후진 가능하게 배치된 복수개의 어레이 푸셔(34)와, 이 어레이 푸셔(34)를 극판(2)의 단부 방향으로 전진되도록 하는 푸시 작동 장치(54)를 포함한다. 이때, 어레이 푸셔(34)를 전후진되도록 하는 푸시 작동 장치(54)는 실린더로 구성될 수 있다. 즉, 스태킹 메거진(30)의 상부측 네 둘레부에 각각 구비된 어레이 푸셔(34)마다 실린더의 실린더 로드가 연결되어, 실린더의 작동에 의해 실린더 로드가 전진하면 개별 어레이 푸셔(34)가 동시에 전진(동기화 전진)하여 극판(2)의 네 군데 둘레부를 부드럽게 밀어주어서 극판(2)이 가지런히 상하 방향으로 정렬된 상태로 적재될 수 있도록 한다. 바람직하게, 극판(2)이 스태킹 메거진(30)에 적재될 때마다 곧바로 개별 어레이 푸셔(34)들이 전진하여 극판(2)을 정렬되도록 한다. 즉, 극판(2) 한장이 스태킹 메거진(30)에 투입될 때마다 곧바로 어레이 푸셔(34)들을 전진시켜 극판(2)을 정렬하는 것이 여러모로 좋다. 바람직하게, 어레이 푸셔(34)는 극판(2)의 단부와 마주하는 면에 스폰지나 부드러운 고무와 같은 소프트한 재질의 완충패드가 구비되어, 어레이 푸셔(34)에 의해 극판(2)의 단부를 밀어서 정렬할 때에 극판(2)에 완충패드가 직접 접촉되도록 함으로써, 극판(2) 정렬 작업이 보다 부드럽게 이루어지도록 한다.
이때, 상기 어레이 푸셔(34)에 의해 극판(2)을 정렬할 때에 서로 마주하는 두 개의 극판(2) 사이에 에어를 불어주는 에어 블로잉 수단을 더 구비하는 것이 보다 바람직하다. 극판 어레이 유닛(즉, 극판 정렬기구)에 의하여 극판(2)을 스태킹 메거진(30) 내부에 정렬할 때에 극판(2)과 극판(2) 사이의 마찰력이나 정전기 등에 의하여 밀착될 경우에는 극판(2)의 모서리가 손상될 수 있으므로 이러한 경우를 대비하여 극판 어레이 유닛에 에어 블로우 기능을 추가할 수 있다.
본 발명에 의하면, 에어 블로잉 수단은 육면체 박스 구조를 가진 스태킹 메거진(30)의 네 방향(전후 좌우 방향)에 설치된 각각의 어레이 푸셔(34)에 에어 블로잉 노즐을 구비하고, 에어 블로이 노즐은 미도시된 에어 공급장치(콤프레서 등이 될 수 있음)에 플렉시블 호스와 커넥터 등을 매개로 연결하여, 각 어레이 푸셔(34)의 전면(즉, 극판(2)의 둘레부와 마주하는 면)을 통하여 에어를 불어주도록 구성할 수 있다. 각 어레이 푸셔(34) 내부에 에어 공급로를 형성하고, 에어 공급로와 어레이 푸셔(34)의 전면과 연통되는 복수개의 에어 블로잉홀을 구비하며, 상기 어레이 푸셔(34)의 에어 공급로에는 상기한 에어 공급장치를 플렉시블 호스와 커넥터 등을 매개로 연결하여 극판(2)의 둘레부 위치로 에어를 공급되도록 구성하는 것도 가능하다.
이하, 상기한 구성의 본 발명에 의하여 이송되어 오는 극판(2)을 안정적으로 스태킹 메거진(30)에 적재하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 컨베이어 벨트(26)가 구동 모터(20)와 구동 롤러(27)의 회전에 의해 컨베이어 플레이트(22)의 저면과 상부와 전단부 및 후단부측으로 무한궤도 순환식으로 지나가는데, 상기 컨베이어 벨트(26)에서 컨베이어 플레이트(22)의 저면으로 지나가는 부분에 극판(2)을 진공 흡인력에 의해 밀착시킨 상태에서 이송 라인을 따라 옮겨 오다가 극판(2)이 스태킹 메거진(30)의 상부 위치에 도달하면 구동 모터(20)의 작동이 정지되어 극판(2)이 스태킹 메거진(30) 위에 정지된다.
컨베이어 벨트(26) 표면에 진공 흡착력으로 이송되어온 극판(2)이 스태킹 메거진(30) 위에 정지되면, 진공에 의한 극판(2)의 석션을 중단하고 극판 낙하 유닛의 주요부인 푸시 로드(44)와 푸시 바아(42)가 하강하여 극판(2)을 아래로 밀어서 컨베이어 벨트(26) 표면에서 분리하여 스태킹 메거진(30) 내부의 적재부로 적재되도록 한다. 이때, 극판(2) 낙하시 석션(진공 흡착)에 의하여 극판(2)이 컨베이어 벨트(26) 표면에 흡착되어 있으면 안되므로, 석션을 중단하고 에어를 이용하여 양압(음압인 진공 흡착력과 대비되는 압력임)을 걸어주어 극판(2)이 컨베이어 벨트(26) 표면에서 쉽게 분리되도록 한다. 에어를 이용하여 양압을 걸어주는 것은 상기 컨베이어 벨트(26) 표면과 극판(2) 사이의 인접 위치에 배치된 에어 블로잉 유닛으로 수행할 수 있다. 한편, 상기와 같이, 극판(2) 가이드를 추가적으로 부착하여, 극판(2)이 낙하할 때 스태킹 메거진(30)의 정확한 위치로 안착하는 것을 도와주도록 할 수 있다.
본 발명은 컨베이어 벨트(26)로 극판(2)을 진공 흡착하여 이동시키다가 스태킹 메거진(30) 위에 극판(2)이 들어오면, 컨베이어 벨트(26)와 극판(2)을 이송 구동 유닛에 의해 정지시킨다. 본 발명에서 이송 구동 유닛을 구동 모터(20)로 구성되어, 구동 모터(20)에 의해 컨베이어 벨트(26)와 극판(2)의 이송, 정지를 반복하게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 상기 구동 모터(20)에 의해 컨베이어 벨트(26)를 순환시켜서 극판(2)을 이송하다고 스태킹 트레이(30) 위에 극판(2)이 도달하면, 극판(2)을 정지시키고, 극판(2)의 정지 상태에서 스태킹 메거진(30)으로 극판(2)을 낙하시켜 적재한다. 이러한 극판(2)의 정지 상태에서 극판(2)을 스태킹 메거진(30) 아래로 낙하시켜 적재하는 과정은 일련의 극판(2)의 이송, 정지, 적재를 반복적으로 수행하는 방식으로서, 상기 극판(2)이 흡착된 컨베이어 벨트(26)를 정지시킴으로 인하여 극판(2) 적재시에 극판(2)에 전혀 외력이 작용하지 않게 되므로, 극판(2)의 손상을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 이처럼 극판(2)의 적재시에 극판(2)에 외력이 전혀 작용하지 않음으로 인하여 장비의 생산속도 향상에 최대의 걸림돌이었던 적재에서의 극판(2) 손상 문제가 없기 때문에, 극판(2)의 생산속도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 극판(2)의 적재중에 생길 수 있는 극판(2) 손상에 의한 파티클은 극판(2)의 수명이나 성능을 저하시키는 작용을 하는데, 본 발명에서 채용하는 극판(2) 적재 방식은 극판(2)의 수명이나 성능을 안정화하는데 많은 효과가 있다.
본 발명은 극판(2)을 이송하다가 스태킹 메거진(30) 위에서는 극판(2)이 정지된 상태로 극판(2)의 적재가 이루어지는 것이어서, 극판(2)의 끝단이 과도한 충격력으로 스태킹 메거진(30)에 부딪혀서 극판(2) 표면에 코팅된 활물질이 깨지는 현상을 미연에 방지할 수 있는 것이며, 이처럼 극판(2) 적재 과정에서 활물질이 깨지는 등의 소손이 발생될 여지를 근절함으로써 극판(2) 자체의 성능 저하를 방지하고, 나아가, 이차 전지 자체의 고품질을 보장할 수 있는 장점을 제공하게 된다.
또한, 본 발명은 스태킹 메거진(30)에 구비된 복수개의 어레이 푸셔(34)에 의해 극판(2)의 둘레부를 밀어서 스태킹 메거진(30) 내부에 복수개의 극판(2)을 정렬할 때에 극판(2)과 극판(2) 사이의 마찰력이나 정전기 등에 의하여 밀착되어 극판(2)의 모서리가 손상될 수 있는 경우를 감안하여 극판(2)의 둘레부 위치로 에어를 불어줄 수 있는 에어 블로우 기능을 추가로 구비함으로써, 극판(2)이 이미 적재된 극판(2) 위로 적재되려 할 때에 극판(2) 둘레부 위치로 에어를 불어주면, 극판(2)과 극판(2) 사이에 공기층이 형성되어 극판(2)과 극판(2)이 분리되어서, 정렬시 아주 작은 힘으로도 정렬이 가능하므로 극판(2) 손상이 예방되는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 극판(2)을 컨베이어 벨트(26) 표면에서 밀어서 하강시키는 푸시 바아(42)를 컨베이어 플레이트(22)의 길이 방향(즉, 극판(2)의 이송 방향)과 나란한 길다란 플레이트 형상으로 구성하여 최대한 넓은 평면을 확보하도록 구성하면서 동시에 푸시 바아(42)의 밑면(즉, 극판(2)과 접촉되는 면)에는 진공 형성 방지홈이 형성되어 있어서, 극판(2) 낙하기구의 푸시 바아(42)의 형상이 충분히 넓은 평면이라서 극판(2)에 전달되는 압력이 낮아지므로 극판(2) 손상 측면에서 유리한 효과를 가질 뿐만 아니라 푸시 바아(42)를 이용하여 극판(2)을 누를 때 순간적으로 두 접촉면 사이에 진공상태가 형성되어 분리가 쉽게 되지 않게 되는 상호 작용을 확실하게 방지하는 효과도 있다.
상기한 구성을 가진 본 발명에 의한 극판 적재 과정을 요약하여 설명하면 다음과 같다.
1. 이차 전지를 구성하는 극판(2)과 극판(2)은 일정 피치가 유지된 상태로 컨베이어에 진입된다.
2. 극판 이송용 컨베이어 벨트(26)는 구동 모터(20)에 의하여 이송, 정지 동작을 반복적으로 수행한다.
3. 극판(2)은 이송용 컨베이어 벨트(26)의 하부에 진공 흡착되어 이동된다.
4. 컨베이어 플레이트(22)에는 석션홈과 진공홀이 구비되고 컨베이어 벨트(26)에도 진공 흡착홀(26h)이 뚫려 있어서 극판(2)이 진공 흡착된다.
5. 극판(2)이 정지된 순간(즉, 스태킹 메거진(30) 위에 정지된 순간) 극판 낙하 유닛에 의해 극판(2)이 벨트로부터 분리되어 스태킹 메거진(30)으로 떨어진다. 극판 낙하 유닛과 컨베이어 벨트(26)의 순환 회전을 유도하는 이송 구동 유닛은 동기화되어 있어서, 컨베이어 벨트(26)가 정지된 순간 극판(2)을 밀어 아래로 떨어뜨리게 된다.
6. 스태킹 메거진(30)으로 떨어진 극판(2)은 극판 어레이 유닛(즉, 극판 정렬 기구)에 의하여 정렬된다.
7. 극판(2)의 적재 높이는 극판(2) 적재 높이 조절용 승강기구에 의하여 일정하게 유지된다.
한편, 상기와 같은 구동 메카니즘을 가진 본 발명의 특징 및 장점을 요약하면 다음과 같다.
1. 고속 노칭 장비에서는 극판(2)의 이송 속도가 매우 빠르기 때문에 이동하는 도중에 극판(2)을 적재하게 되면 메가진 벽에 부딪치게 되어 극판(2)의 모서리가 심하게 손상되므로, 극판(2)에 손상이 없게 적재하기 위해서는 극판(2)의 속도를 줄여주어야 하는데, 본 발명은 극판(2)이 흡착된 컨베이어 벨트(26)를 정지시킴으로 극판(2)의 적재시 등에 극판(2)에 전혀 외력이 작용하지 않아 극판(2) 손상을 최소화할 수 있다.
2. 상기와 같은 극판(2)의 이송, 정지, 적재의 반복적 수행으로 통하여 극판(2)의 손상 방지로 인하여 장비의 생산속도 향상에 최대의 걸림돌이었던 적재에서의 극판(2) 손상 문제가 없으므로 극판(2)의 생산속도를 향상시킬 수 있다.
3. 극판(2) 적재중에 생길 수 있는 극판(2) 손상에 의한 파티클은 극판(2)의 수명이나 성능을 저하시키는 작용을 하는데, 본 발명에 의한 극판(2) 적재방식은 극판(2)의 수명이나 성능을 안정화하는데 많은 효과가 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 컨베이어 벨트로 극판을 진공 흡착하여 이동시키다가 스태킹 메거진 위에 극판이 들어오면, 컨베이어 벨트와 극판을 이송 구동 유닛에 의해 정지시키고, 이러한 극판의 정지 상태에서 극판을 스태킹 메거진 아래로 낙하시켜 적재는 일련의 극판 이송, 정지, 적재를 반복적으로 수행하는 구조를 가진 것으로서, 극판이 흡착된 컨베이어 벨트를 정지시킴으로 인하여 극판 적재시 극판에 전혀 외력이 작용하지 않게 되므로, 극판의 손상을 최소화할 수 있는 장점을 가진 이차 전지용 극판 스태킹 장치에 유용하게 이용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 이차 전지용 극판(2)을 진공 흡인력에 의해 이송 라인을 따라 이동시키는 이송부와;
    상기 이송부를 따라 이동되어온 상기 극판(2)을 다층으로 스택하는 적재부가 구비되어 상기 이송부의 하부에 배치된 스태킹 메거진(30)과;
    상기 이송부를 따라 상기 극판(2)을 이송시키고 상기 극판(2)이 상기 스태킹 메거진(30)으로 이송될 때에는 상기 극판(2)을 정지시키는 이송, 정지 동작을 반복하는 이송 구동 유닛;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이송부는, 상기 극판(2)의 이송 라인을 따라 길게 이어진 컨베이어 플레이트(22)와, 상기 컨베이어 플레이트(22)의 상면과 저면으로 무한궤도식으로 순환하며 표면에는 상기 컨베이어 플레이트(22)에 연결된 상기 진공 유닛과 연통되는 진공 흡착홀(26h)이 형성된 컨베이어 벨트(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨베이어 플레이트(22)의 저면에서 이동하는 상기 컨베이어 벨트(26) 저면에 상기 극판(2)이 부착되어 이송되도록 구성되고, 상기 컨베이어 벨트(26)에 흡착되어 이동된 상기 극판(2)이 스태킹 메거진(30)의 상부 위치에 정지되어 진공 해제시 상기 극판(2)을 하부로 푸시하는 극판 낙하 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 컨베이어 플레이트(22)의 저면에서 이동하는 상기 컨베이어 벨트(26) 저면에 상기 극판(2)이 부착되어 이송되도록 구성되고, 상기 컨베이어 벨트(26)에 흡착되어 이동된 상기 극판(2)이 스태킹 메거진(30)의 상부 위치에 정지되어 진공이 해제시 상기 극판(2)과 상기 컨베이어 벨트(26) 사이로 에어를 블로잉하여 상기 극판(2)이 상기 컨베이어 벨트(26)의 표면에서 원활하게 분리되도록 하는 에어 블로잉 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 극판 낙하 유닛은, 상기 컨베이어 벨트(26)의 표면에서 상기 극판(2)을 밀어서 낙하시키는 푸시 바아(42)를 포함하며, 상기 푸시 바아(42)의 상기 극판(2)과 마주하는 면은 상기 극판(2)의 표면에 면접촉되어 푸시되도록 하는 일정 면적의 평탄면으로 구성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 푸시 바아(42)의 상기 극판(2)과 마주하는 면에는 진공 방지홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스태킹 메거진(30)의 둘레부에 구비되며 상기 극판(2)의 단부를 밀어서 정렬하는 어레이 푸셔(34)를 구비한 극판 어레이 유닛과, 상기 어레이 푸셔(34)에 의해 상기 극판(2)을 정렬할 때에 서로 마주하는 두 개의 극판(2) 사이에 에어를 불어주는 에어 블로잉 수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 극판 스태킹 장치.
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