WO2014200135A1 - 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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WO2014200135A1
WO2014200135A1 PCT/KR2013/005478 KR2013005478W WO2014200135A1 WO 2014200135 A1 WO2014200135 A1 WO 2014200135A1 KR 2013005478 W KR2013005478 W KR 2013005478W WO 2014200135 A1 WO2014200135 A1 WO 2014200135A1
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WO
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cell
battery box
box
axis moving
holding
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PCT/KR2013/005478
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최은모
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(주)무진서비스
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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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/256—Carrying devices, e.g. belts
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for loading a cell in a battery box, and more preferably, in loading a cell into a battery box for embedding a plurality of cells, a battery box supplied by a conveyor belt to a box rotating device.
  • the cell holding device that holds the cell is moved to the X axis by the X axis moving device and moved to the X axis by the X axis moving device.
  • An apparatus and method for loading a cell in a battery box to enable the cell (pair) to be loaded sequentially by a cell indentation device.
  • a car battery box is formed of a plurality of cell interior compartments (usually six compartments) by partitions inside, and completes a product by inserting and loading a cell into the cell interior compartment.
  • the cell loading operation is usually performed by an automated system.
  • the battery box 1 is connected to the moving conveyors 3 and 4 in which the Y-axis moving conveyor 3 and the X-axis moving conveyor 4 are formed at the same time. Move the battery box 1 one space on the X-axis and one Y-axis, and then load the cells (2) in each of the three columns of the battery box arranged in three rows, arranged by the cell presser. do.
  • the above method is a work that can be performed only when the three rows of battery boxes 1 arranged on the moving conveyors 3 and 4 always adhere to the correct position, thus requiring a highly sensitive operation requiring precise setting. Not only is it difficult, but the arrangement is distorted due to vibration of the conveyor belt or other external shocks, and the defect rate is high.
  • the conventional apparatus has a structure that moves with the battery box 1 placed on the moving conveyors 3 and 4 without holding the battery box 1, so that even if only a vibration or a slight external impact of the conveyor belt is applied to the battery box 1 ) Has a fundamental problem of easily distorting the arrangement of the mass production.
  • the conventional cell loading device has a structure in which the battery boxes 1 are moved in a state arranged in three rows, and the loading of the cells 2 is also made in three battery boxes at the same time, resulting in a large volume of the device. Inevitably, this increases the area of the factory unnecessarily, which causes a decrease in productivity compared to the space occupied, and inevitably increases the plant and device maintenance costs, thereby lowering the competitiveness of the product.
  • the U.S. Patent discloses that when inserting a cell made into a group by carrying one battery box, the configuration of fixing the battery box is not perfect, so that the insertion of the group forming the cell is difficult, as well as the group inserted. Even when loading into the battery box, it is difficult to fix the battery box has been found a lot of problems in accurate loading.
  • the battery box has to be inserted into the interior of the cell compartment at the same time in the fixed state by moving the battery box, but because the fixed position of the battery box is not fixed correctly has a problem that the cell insertion is not smooth.
  • the battery boxes in order to load a cell, the battery boxes must be moved in three rows, thereby increasing the size of the device and taking up a large space. It is also intended to solve this problem by allowing a pair of cells to be sequentially loaded in the cell interior compartment of the battery box.
  • the conventional cell loading device must always maintain the correct position when loading the cell, the stable defects can not be moved to produce the defects
  • the present invention is to move the battery box to the holding state to adhere to the exact position, the conveyor belt Rather, it is intended to be able to solve the problem by being able to be located at the desired point quickly.
  • the Y-axis and the X-axis movement of the battery box are made by a conveyor belt that is slow and unstable.
  • the present invention provides a stepping motor in a state in which the battery box is firmly held by a rotation and Y-axis moving device. It is intended to be made quickly by the drive of the to be able to make up for the falling production speed.
  • the present invention solves the above problems in loading a cell in the battery box in a state in which one battery box is rotated by the rotation and holding by the Y-axis moving device and moved to the Y axis one by one while holding the cell at the same time
  • the cell holding device can move the cells one by one in the X-axis and load a pair of cells in each cell in sequence in one drive, enabling accurate and rapid cell loading, thereby minimizing product defect rate. It is done.
  • the battery box rotates in place, and moves only to the Y axis, and the X axis is moved by the cell holding device, thereby making the device slimmer and minimizing the installation space of the device. It is possible to reduce the production cost and maintenance costs to increase the production operation efficiency, and to increase the competitiveness of the product.
  • the present invention loads the cell but rotates only one battery box in place and moves only to the Y axis, and the cell holding device can slim the cell loading device by moving the cell to the X axis. Since the plant area can be minimized, the plant area can be remarkably reduced than that of the plant where the conventional cell loading apparatus is installed.
  • the present invention rotates and moves the Y-axis while holding the battery box can be accurately positioned the battery box, thereby having the effect of minimizing the defective rate of the product.
  • the Y-axis and X-axis movement of the battery box are made by a slow and unstable conveyor belt
  • the present invention uses a pneumatic cylinder to rotate and move the Y-axis
  • the cell is a cell Since the X-axis movement is performed by the holding device, it is possible to move the battery box quickly and to load the cells quickly, so that only one pair of cells is loaded at a time, compared to conventionally loading three pairs of cells at once. It is a very useful invention that can greatly improve the productivity of the product and reduce the cost.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a method for loading a cell in a battery box in a conventional cell loading device.
  • Figure 2-A An exploded perspective view for showing the overall configuration of the cell loading device of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view for showing the configuration of the X-axis moving apparatus in the present invention.
  • FIG. 6-5 is a reference diagram for showing FIG. 5 from the rear.
  • FIG. 7-5 is a perspective view for showing the coupled state of FIG.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing the configuration of the box rotating device and the Y-axis moving device in the present invention.
  • 9 to 8 are perspective views for showing the combined state of FIG.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing the configuration of the box rotating apparatus in the present invention.
  • FIG. 12-11 is a perspective view for showing the coupled state of FIG.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing the configuration of the Y-axis moving apparatus in the present invention.
  • 15-14 is a cross-sectional view of the engaged state.
  • Figure 16 is an exploded perspective view showing the configuration of the box holding device in the present invention.
  • FIG 17 is an exploded perspective view showing the configuration of the cell holding device in the present invention.
  • 18-17 is a perspective view for showing the coupled state of FIG.
  • FIG. 19 is a schematic view showing a method for loading a cell in a battery box in the cell loading apparatus of the present invention.
  • a configuration for accurately loading a pair of cells into each cell compartment of a battery box can be divided into two types, each of which is vertically supported on both sides of one side of the fixing base 11 and one side of the fixing base 11.
  • a pair of supports 10 formed, an X-axis moving device 60 coupled to the pair of supports 10 to move up and down and X-axis, and coupled to the X-axis moving device 60 and a plurality of cells
  • a Y-axis moving device 40 having a device 50 and a cell indentation device 90 formed above the cell holding device 70 to push the cell 2 downward to press the cell 2 into the battery box 1.
  • a configuration for accurately loading a pair of cells into each cell compartment of a battery box can be divided into two types, each of which is vertically supported on both sides of one side of the fixing base 11 and one side of the fixing base 11.
  • a pair of supports 10 formed, an X-axis moving device 60 coupled to the pair of supports 10 and movable up and down and X-axis, and coupled to the X-axis moving device 60 and a plurality of cells
  • a Y-axis moving device 40 having a device 50 and a cell indentation device 90 formed above the cell holding device 70 to push the cell 2 downward to press the cell 2 into the battery box 1. It is configured to include).
  • the X-axis moving device 60 is formed inside the pair of supports 10 having the guide rails 10a and coupled with the upper support plate 12 to support the spiral shaft rod 15 to hold the weight balance.
  • a motor 63 mounted on one side, a spiral shaft 64 that rotates in response to the rotational force of the motor, a spiral shaft support 65 for supporting an end of the spiral shaft 64, and the support plate.
  • a fixed plate 61 coupled to the 12 and having a plurality of guides 66 so as to be movable in a slide; Cradle 62 formed to protrude horizontally on the side, and the spiral shaft insertion hole 64a which is formed on one side of the cradle 62 and screwed with the spiral shaft 64 to move the cradle 62 to the X-axis It is composed of
  • a lower portion of the X-axis moving device 60 is installed horizontally to support the ground 11 is formed, and one side of the support 11 is formed with a pair of support 10 is fixed vertically.
  • the cylinders 13 and 14 are mounted on both sides, and the support plates 12 mounted on the pair of the supports 10 are moved up and down, and both cylinders 13 ( 14) In the center is mounted so that the spiral shaft bar 15 is coupled to the support plate 12 so as not to flow left and right.
  • the spiral shaft bar 15 is configured to rotate by receiving power from the motor 16.
  • the pair of supports 10 and the support plate 12 is formed in the guide rail (10a) formed to protrude in front of the pair of support (10) so as to slide up and down concave behind the support plate 12 (12a) yarns are inserted and configured.
  • the guide rails 12b formed at the upper and lower front sides of the support plate 12 may be inserted into a plurality of guides 66 formed at the rear of the fixing plate 61 of the X-axis moving apparatus 60 to move in the X axis.
  • the X-axis moving device 60 has a cradle 62 is formed to protrude on both sides of the fixed plate 61.
  • the holder 62 is configured to fix the cell holding device 70 for holding a plurality of cells.
  • one side of the fixing plate 61 is formed with a spiral shaft 64 is rotated by receiving the power of the motor 63, the spiral shaft support 65 is screwed to the end of the spiral shaft (64).
  • the spiral shaft support member 65 screwed to the spiral shaft 64 is configured to move the fixing plate 61 to the X axis while moving along the thread.
  • the fixing plate 61 is configured to be coupled to the guide rail 12b to be slidable.
  • the box rotating device 30 is composed of a rotary shaft 31 and the rotary drive unit 20, the lower portion of the rotary shaft 31 is formed with a circular gear 32 to receive the rotational force of the rotary drive unit 20 And, the coupling member 33 is formed on the upper portion is configured to be coupled to the Y-axis moving device (40).
  • a rotating shaft 31 having a circular gear 32 mounted thereon is formed below the box rotating device 30, and a stopper 44a is formed on an upper portion of the coupling member 33 by the conveyor belt device 41.
  • the battery box 1 entering the Y-axis moving device 40 is stopped and then the battery box 1 is held by the box holding device 50.
  • the held battery box 1 is rotated at a right angle.
  • the conveyor belt device 41 is connected to a plurality of rotary gears 42 and rotates as well as finishes with side plates 43 on both sides.
  • the rotary shaft 31 and the Y-axis moving device 40 is connected to each other by the coupling member (33).
  • the horizontal support rods 44 penetrate both sides in front and rear of the Y-axis moving apparatus 40, respectively.
  • the horizontal support bar 44 is connected to the fixing support 50 for fixing the battery box 1 seated by the conveyor belt device 41 of the Y-axis moving device 40 on both sides to be fixed.
  • the rotation driving unit 20 is a lower plate 20b which is fixed to the holder 11, the upper plate 20a formed to be spaced apart from the lower plate, and the inside of the upper plate 20a and the lower plate 20b Cylinders for reciprocally driving the support rods 24 and 25 formed to face each other, the horizontal gears 22 and 23 connected to the support rods 24 and 25, and the horizontal gears 22 and 23, respectively. (26) and (27) and the horizontal gears (22) and (23) are engaged with the circular gear (32) of the rotary shaft (31) inserted through the insertion hole (21) drilled in the upper plate (20a). Is rotated).
  • the rotary gear 32 inserted into the insertion hole 21 is inserted into the rotary gear 32 mounted on the lower portion of the rotary shaft 31, the rotary gear 32 inserted into the insertion hole 21 and Horizontal gears 22 and 23 meshing and moving horizontally are horizontally engaged with both sides of the rotary gear 32, and one side of the horizontal gears 22 and 23 is fixed to the rotation driving unit 20. And the other side is connected to the piston rods 28 and 29 of the cylinders 26 and 27 supported by the rotation driving unit 20 so as to operate the horizontal gears by the operation of the cylinders 26 and 27. 22) and 23 are configured to rotate the gears 32 engaged with them horizontally in a forward and reverse direction.
  • the Y-axis moving device 40 is a coupling member 33 coupled to the upper rotary shaft 31 of the box rotating device 30, a pair of side plates 43 coupled by the coupling member 33, Conveyor belt device 41 formed on the inner side of the side plate 43 and having a plurality of rotary gears (42).
  • the motor 34 for driving the conveyor belt device 41, the horizontal support rod 44 protruding to both sides of the conveyor belt device 41, and the horizontal support rod 44 are coupled to the battery box 1. It consists of a box holding device 50 for holding the.
  • the box holding device (50) is a pair of support plates (52) coupled in a supported state on the horizontal support rod (44) of the Y-axis moving device (40), and a spiral shaft coupled to the support plate (52) to be rotatable. 53d, a motor 53a for providing rotational force to the spiral shaft 53d, and screwed to the spiral shaft 53d by a spiral shaft coupling hole 54a to slide along the rail 53e. Reciprocatingly coupled to the slide plate 54, the stepping motor 54b formed on the slide plate 54, and the stepping motor 54b, and reciprocating horizontally by driving the stepping motor 54b.
  • the holding plate 51 may be in close contact with one side of the battery box 1 and may hold the battery box 1.
  • the box holding device 50 is fixed to both sides of the Y-axis moving device 40 to move left and right.
  • the box holding device 50 includes a holding plate 51 for contacting and fixing the battery box 1, and a support plate 52 is formed in an elbow shape at the bottom to support the holding plate 51.
  • the horizontal support rod 44 mounted in front and rear of the Y-axis moving device 40 is perforated by a screw hole 53 into which a screw can be inserted.
  • the slide plate 54 is mounted on the central portion, and the cover 55 is mounted on the outer side.
  • the cell holding device 70 includes a support plate 71 and 72 mounted on the holder 62 of the X-axis moving apparatus 60, and a connecting rod 75 connecting the support plate 71 and the support plate 72. And a plurality of pressing plates 73 fitted to the connecting rod 75 and having a space holder 74 on one side thereof, a cylinder 76 coupled to the support plate 71, and the cylinder 76. Is coupled to the end of the piston rod 77 is composed of a pull plate (73a) for pulling the pressing plate 73 to one side by the operation of the cylinder 76.
  • the cell holding device 70 has a plurality of pressing plates 73 coupled to the spacing holder 74 in the supporting plates 71 and 72 formed on both sides thereof to be inserted by the connecting rod 75. Then, the cylinder 76 is fixed to both sides of the support 71 and 72 in order to press and separate the pressing plate 73 left and right, and then the piston rod 77 at the end side of the front pressing plate 73. Connect with and configure.
  • the cell holding device 70 inserts a pair of cells into the cell interior compartment 81 of the battery box 1.
  • the pressing plates 73 of the () are opened, and the pressing plates 73 that are opened to press the cells of the one phase into the battery box 1 are inserted by the operation of the cylinders 26 and 27. 73 are compressed by being moved backward along the supporting rods 24 and 25, and then the X-axis moving apparatus 60 and the cell are operated by the operation of the compression cylinders 13 and 14 mounted on the pair of supports 10.
  • the holding device 70 is configured to insert a cell into the battery box 1 while downward.
  • the cell pressing device 90 configured at the top of the cell holding device 70 is pressed downward while pressing the cells to form a space. Configure to not.
  • the step of entering the battery box (1) to the Y-axis moving device with a time difference and the step of stopping the battery box entered into the Y-axis moving device by the stopper 44a and then holding the box holding device (50) And rotating the held battery box 1 at a right angle by the box rotating device 30, placing the cell holding device 70 on the battery box 1, and pushing the cell indentation device 90.
  • the battery box 1 In order to insert and load a cell into a plurality of cell internal compartments formed in the battery box 1, the battery box 1 is mounted at a lower portion of the cell holding device 70 and the cell press-fit device 90 at intervals.
  • Y-axis moving device 40 is moved by a mobile conveyor belt (not shown).
  • the battery box 1 moved as described above is seated one by one on the conveyor belt device 41 of the Y-axis moving device 40 coupled to the pair of supports 10. That is, when the cell insertion and loading described later in the battery box 1 are completed, the next battery box 1 is moved with a time difference to be seated.
  • the battery box 1 fixed to the conveyor belt device 41 of the Y-axis moving device 40 and fixed to the box holding device 50 also rotates.
  • the rotation angle is configured to rotate 90 degrees.
  • the Y-axis moving device 40 After the Y-axis moving device 40 rotates 90 degrees as described above, the Y-axis moving device 40 inserts a pair of cells into the cell built-in compartment 81 inside the battery box 1 one by one so as to load it correctly.
  • the battery box 1 In order to move the conveyor belt device 41 of the Y-axis moving device 40 in front of the Y-axis, the battery box 1 is fixed by the box holding device 50. In this case, when the conveyor belt device 41 moves, the box holding device 50 fixes the battery box 1 at both sides and is separated. After the movement is completed again, the battery box 1 is fixed by moving forward. At this time, the movement of the box holding device 50 is fixed and separated while moving forward and backward along the threads of the horizontal support rod 44 formed on both sides of the Y-axis moving device 40.
  • the pair of cells mounted in the cell holding device 70 is inserted into the cell interior compartment formed at the front side of the battery box 1 by lowering the combined X-axis moving device 60, and after the insertion is completed, cell holding.
  • the cell press-fitting device 90 formed on the top of the device 70 is operated to lower the straw 91 to load the cell inserted into the cell interior compartment 81 of the battery box 1 so that there is no space.
  • the cell holding device 70 is also returned to its original state. That is, the piston rod 77 of the cylinder 76, which has been pressing the pressure plate plates 73 of the cell holding device 70, moves to the rear to separate and maintain the preparation state for the next work.
  • the conveyor belt device 41 of the Y-axis moving device 40 is again Y-axis. Move the battery box 1 to the center and fix it.
  • the action of the box holding device 500 is the same as the above-described action, and as described above, the cell holding device 70 compresses the pressing plates 73 and at the same time X coupled to the upper portion of the pair of supports 10.
  • the shaft shifting device 60 operates under the X axis by the operation of the cylinders 13 and 14 and inserts a pair of cells into the cell interior compartment 81 formed in the inner center of the battery box 1.
  • the pusher 91 of the cell press-fitting device 90 formed on the top of the device 70 moves downward to compress the pair of cells.
  • the Kenvey belt 41 of the Y-axis moving device 40 moves to the rear of the Y-axis so that the box holding device 50 fixes the battery box 1, as described above.
  • the holding device 70 compresses the pressing plates 73 and simultaneously moves the pair of cells to the lower part of the X axis by moving the X axis moving device 60 coupled to the upper part of the pair of supports 10 to the lower cylinder by operating the cylinder. It inserts into the cell interior compartment 81 formed in the back inside of (1). Then, again, the push rod 91 of the cell pressing device 90 formed on the upper part of the cell holding device 70 moves downward to compress the pair of cells.
  • the conveyor belt device 41 of the Y-axis moving device 40 moves to the center of the X-axis again and is fixed by the box holding device 50.
  • the cylinders 26 and 27 of the rotation driving unit 20 are operated backward, the horizontal gears 22 and 23 are pulled back, and the rotary gear 32 formed at the lower portion of the rotation shaft 31 rotates in the reverse position.
  • the battery box 1 moves forward.
  • the cells can be inserted simply and accurately inside the battery box 1.
  • the present invention is to move the battery box to the holding state to hold the exact position, it is possible to place the desired position faster than the conveyor belt to lower the defective rate and increase the production speed.

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Abstract

본 발명은 지면을 지지하는 고정대(11)와, 상기 고정대(11)의 일측부 양측에 각각 수직으로 형성되는 한쌍의 지지대(10)와, 상기 한쌍의 지지대(10)에 결합되어 승하강과 X축으로 이동가능한 X축이동장치(60)와, 상기 X축이동장치(60)에 결합되고 다수 개의 셀을 홀딩하는 셀홀딩장치(70)와, 상기 고정대(11) 상부에 안착되되 회전구동부(20)를 구비하는 박스회전장치(30)와, 상기 박스회전장치(30)의 상부측에 형성된 박스홀딩장치(50)를 구비하는 Y축이동장치(40)와, 상기 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성되어 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)로 압입하기 위한 셀압입장치(90)를 포함하여 구성되는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 셀을 로딩하되 하나의 배터리박스만을 제자리에서 회전시키고 Y축으로만 이동시키며, 또 셀홀딩장치는 셀을 X축으로 이동하게 함으로서 셀 로딩장치를 슬림화할 수 있고, 셀 로딩공간은 최소화할 수 있어 공장 면적을 종래 셀로딩장치가 설치된 공장의 면적보다 현저하게 줄일 수 있는 효과를 갖는다. 또 본 발명은 배터리박스를 홀딩한 상태로 회전 및 Y축 이동시키므로 정확하게 배터리박스를 위치시킬 수 있으며, 이로 인해 제품의 불량률을 최소화할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법
본 발명은 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 다수개의 셀을 내장하기 위한 배터리박스에 셀을 로딩함에 있어 컨베이어벨트에 의해 공급된 배터리박스를 박스회전장치에 안착시켜 회전시키고 Y축이동장치에 의해 배터리박스를 Y축으로 한 칸씩 이동시킴과 더불어 셀을 홀딩하고 있는 셀홀딩장치는 X축이동장치에 의해 X축으로 한 칸씩 이동시키면서 배터리박스의 각 칸에 셀압입장치에 의해 순차적으로 셀(한 쌍)을 로딩할 수 있도록 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 배터리 박스는 내부의 칸막이에 의해 다수 개의 셀 내장칸(대개 6칸)이 형성되고, 상기 셀 내장칸에 셀을 삽입하여 로딩함으로서 제품을 완성하게 된다. 이러한 셀 로딩작업은 보통 자동화시스템으로 이루어지는데, 종래의 셀 내장방법은 배터리박스(1)를 Y축 이동 컨베이어(3)와 X축 이동 컨베이어(4)가 한꺼번에 형성된 이동 컨베이어(3,4)에 의해 배터리박스(1)를 X축과 Y축으로 각각 한 칸씩 이동시킨 다음, 셀압입장치에 의해 세 개 나란히 나열, 즉 3열로 배열된 배터리 박스의 각 세 칸에 셀(2)을 한꺼번에 로딩하게 된다.
즉 도 1에 도시된 바와 같이, 이동 컨베이어(3,4) 위에 놓여 있는 세 개의 배터리박스(1)에 셀, A와 A', B와 B', C와 C'를 한꺼번에 로딩하는 구조로, 배터리박스(1)를 Y축과 X축 으로 이동시키면서 이와 같은 작업을 반복하는 구성이다.
그러나 상기와 같은 방법은 이동 컨베이어(3,4) 위에 배열된 3열의 배터리박스(1)가 항상 정확한 위치를 고수해야만 가능한 작업으로, 따라서 정확한 셋팅을 필요로 하는 고도의 민감한 작동을 요구하므로 제작이 곤란할 뿐만 아니라 컨베이어벨트의 진동이나 기타 외부적 충격 등에 의해 상기 배열이 틀어지는 경우가 왕왕 발생하여 불량률이 높은 단점을 갖는다. 더구나 종래의 장치는 이들 배터리박스(1)를 홀딩하지 않고 이동 컨베이어(3,4) 위에 놓아둔 상태로 이동하는 구조를 갖는 것이어서 컨베이어벨트의 진동이나 약간의 외부 충격만 가해져도 위 배터리박스(1) 들의 배열상태가 쉽게 틀어져 많은 불량품을 양산하게 되는 근본적 문제점을 갖고 있는 것이다.
또한 무엇보다 종래의 셀 로딩장치는 배터리박스(1)가 3열로 배치된 상태로 이동되는 구조이고, 또한 셀(2)의 로딩도 세 개의 배터리박스에 동시에 한꺼번에 이루어지는 구조여서 결과적으로 장치의 부피가 커질 수밖에 없으며, 이는 불필요하게 공장의 면적을 넓히게 되어 차지하는 공간 대비 생산성을 떨어뜨리는 원인이 되고, 필연적으로 공장 및 장치 유지비를 상승시켜 제품의 경쟁력을 떨어뜨리는 문제점을 갖는 것이다.
이와 같은 종래의 기술로는 미국특허 제6324751호의 "배터리 플레이트의 그룹을 위한 프레임과 하중 재하 장치"가 개시되기도 하였으나, 상기 구성은 "배터리 그룹을 그리핑 하고 유지하기 위해 다수의 관련된 이동성 벽체와 중지를 포함하는 압축 프레임을 구성하고, 벽체는 배터리 박스에 있는 각각의 셀로 돌출하기 위한 가이드 경골을 운반하고, 그들이 푸셔에 의해 누름 조작된 것처럼 셀 안으로 그룹을 안내하도록 구성한다. 따라서 해제된 위치에 있을 때, 벽이 움직일 수 있는 특징은 그룹이 프레임 안으로 로드되도록 허용하는 구성이다.
상기와 같이 개시된 미국특허는 하나의 배터리 박스를 운반하여 내부에 그룹으로 만든 셀을 삽입하는데 있어서, 배터리박스를 고정하는 구성이 완벽하지 못하여 셀을 형성한 그룹의 삽입이 어려움은 물론 그룹이 삽입된 배터리박스의 내부로 로딩할 때에도, 배터리박스의 견고한 고정이 곤란하여 정확한 로딩에 문제점이 많이 발견되었던 것이다.
그뿐만 아니라 배터리박스가 수평이동하여 고정된 상태에서 셀 내장칸의 내부로 셀을 한꺼번에 삽입하여야 하지만, 배터리박스의 고정위치가 정확하게 고정되어 있지 않아 셀 삽입이 원활하지 못한 문제점을 갖는 것이다.
[선행기술문헌]
1. 미국특허 : 제 006324751호
2. 미국특허 : 제 006710559호
상기와 같이 종래의 셀 로딩장치는 셀을 로딩하기 위해서는 배터리 박스가 3열로 이동하여야 하므로 장치가 커지고 공간을 넓게 차지하는 등의 문제점을 본 발명은 배터리박스의 이동을 3열이 아닌 하나의 배터리박스만 이동하게 하고, 또 배터리박스의 셀 내장칸에 한 쌍의 셀이 순차적으로 로딩하도록 함으로써 이를 해결할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
또 종래의 셀 로딩장치가 항상 셀 로딩시 정위치를 유지하여야 하는데 안정적으로 이동되지 못해 불량품을 양산하던 단점을 본 발명은 배터리박스를 홀딩상태로 이동시켜 정확한 위치를 고수할 수 있도록 하고, 컨베이어벨트 보다는 신속하게 원하는 지점에 위치시킬 수 있도록 하여 이를 해결할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
또한 종래 셀 로딩장치의 경우 배터리박스의 Y축과 X축 이동이 속도가 늦고 불안정한 컨베이어벨트에 의해 이루어지는 단점을 본 발명은 배터리박스를 회전 및 Y축 이동장치에 의해 견고하게 홀딩한 상태로 스텝핑모터의 구동에 의해 신속하게 이루어지도록 하여 생산속도가 떨어지는 것을 만회할 수 있도록 함을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결한 본 발명은 배터리박스에 셀을 로딩함에 있어 하나의 배터리박스를 회전 및 Y축 이동장치에 의해 홀딩한 상태로 회전시키고 한 칸씩 Y축으로 이동시킴과 동시에 셀을 홀딩하고 있는 셀홀딩장치는 X축으로 한 칸씩 이동하면서 한번의 구동에 한 쌍의 셀을 각각의 셀 내장칸에 순차적으로 로딩하도록 함으로써 정확하면서도 신속한 셀의 로딩이 가능하게 되어 제품의 불량률을 최소화함을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 배터리박스가 제자리에서 회전하고, Y축으로만 이동하며, X축 이동은 셀홀딩장치에 의해 이루어지므로 장치의 슬림화가 가능하게 되어 장치의 설치공간을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 제작비용 및 유지비용의 절감을 가능하게 함으로써 생산운용효율을 높이고, 제품의 경쟁력을 높일 수 있게 함을 특징으로 한다.
이처럼 본 발명은 셀을 로딩하되 하나의 배터리박스만을 제자리에서 회전시키고 Y축으로만 이동시키며, 또 셀홀딩장치는 셀을 X축으로 이동하게 함으로서 셀 로딩장치를 슬림화할 수 있고, 셀 로딩공간은 최소화할 수 있어 공장 면적을 종래 셀로딩장치가 설치된 공장의 면적보다 현저하게 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
또 본 발명은 배터리박스를 홀딩한 상태로 회전 및 Y축 이동시키므로 정확하게 배터리박스를 위치시킬 수 있으며, 이로 인해 제품의 불량률을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 종래 셀 로딩장치의 경우 배터리박스의 Y축과 X축 이동이 속도가 늦고 불안정한 컨베이어벨트에 의해 이루어지는 반면, 본 발명은 배터리박스는 공압실린더를 사용하여 회전 및 Y축으로 이동되며, 셀은 셀홀딩장치에 의해 X축 이동이 이루어지므로 신속한 배터리박스의 이동과 신속한 셀의 로딩이 가능하게 되어 1번에 한 쌍의 셀만 로딩되는 방식이어서 종래 한번에 3쌍의 셀을 동시에 로딩하는 것에 비해 시간적으로도 크게 뒤지지 않아 제품의 생산성 향상 및 비용의 절감이 가능한 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1 - 종래 셀 로딩장치에 있어서 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 방 법을 개략적으로 도시한 구성도.
도 2 - 본 발명 셀 로딩장치의 전체 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 3 - 도 2의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 4 - 도 3의 측면도.
도 5 - 본 발명에 있어서 X축 이동장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 6 - 도 5를 후방에서 보이기 위한 참고도.
도 7 - 도 5의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 8 - 본 발명에 있어서 박스 회전장치 및 Y축 이동장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 9 - 도 8의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 10 - 도 9의 단면도.
도 11 - 본 발명에 있어서 박스 회전장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 12 - 도 11의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 13 - 도 12의 단면도.
도 14 - 본 발명에 있어서 Y축 이동장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 15 - 도 14의 결합상태의 단면도.
도 16 - 본 발명에 있어서 박스 홀딩장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 17 - 본 발명에 있어서 셀홀딩장치의 구성을 보이기 위한 분리사시도.
도 18 - 도 17의 결합상태를 보이기 위한 사시도.
도 19 - 본 발명 셀 로딩장치에 있어서 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 구성도.
도 20 - 본 발명 셀 로딩장치에 있어서 배터리박스를 홀딩하고, 셀홀딩장치 의 승하강방법을 보이기 위한 사용상태 참고도.
도 21 - 본 발명 셀 로딩장치에 있어서 배터리박스에 셀을 압입하는 방법을 보이기 위한 사용상태 참고도.
본 발명은 배터리박스의 셀 내장칸에 한쌍의 셀을 각 칸마다 정확하게 로딩하기 위한 구성을 크게 나누어 보면, 지면을 지지하는 고정대(11)와, 상기 고정대(11)의 일측부 양측에 각각 수직으로 형성되는 한쌍의 지지대(10)와, 상기 한쌍의 지지대(10)에 결합되어 승하강과 X축으로 이동가능한 X축 이동장치(60)와, 상기 X축이동장치(60)에 결합되고 다수 개의 셀을 홀딩하는 셀홀딩장치(70)와, 상기 고정대(11) 상부에 안착되되 회전구동부(20)를 구비하는 박스회전장치(30)와, 상기 박스회전장치(30)의 상부측에 형성된 박스홀딩장치(50)를 구비하는 Y축이동장치(40)와, 상기 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성되어 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)로 압입하기 위한 셀압입장치(90)로 이루어진다.
이하, 본 발명에 따른 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 배터리박스의 셀 내장칸에 한쌍의 셀을 각 칸마다 정확하게 로딩하기 위한 구성을 크게 나누어 보면, 지면을 지지하는 고정대(11)와, 상기 고정대(11)의 일측부 양측에 각각 수직으로 형성되는 한쌍의 지지대(10)와, 상기 한쌍의 지지대(10)에 결합되어 승하강과 X축으로 이동가능한 X축이동장치(60)와, 상기 X축이동장치(60)에 결합되고 다수 개의 셀을 홀딩하는 셀홀딩장치(70)와, 상기 고정대(11) 상부에 안착되되 회전구동부(20)를 구비하는 박스회전장치(30)와, 상기 박스회전장치(30)의 상부측에 형성된 박스홀딩장치(50)를 구비하는 Y축이동장치(40)와, 상기 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성되어 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)로 압입하기 위한 셀압입장치(90)를 포함하여 구성된다.
상기 X축이동장치(60)는 가이드레일(10a)을 구비하는 한쌍의 지지대(10) 안쪽에 형성되어 상부 지지판(12)과 결합되되 나선축봉(15)를 보조하여 웨이트밸런스를 잡아주기위한 실린더(13)(14)와, 상기 실린더(13)(14) 중앙에 형성되어 지지판(12)을 승하강 시키기 위한 나선축봉(15)과, 상기 나선축봉(15)에 회전력을 제공하기 위한 모터(16)와, 상기 가이드레일(10a)을 따라 상하로 슬라이드 이동가능한 안내구(12a)를 일측면에 구비하고, 타측면에는 가이드레일(12b)을 구비하는 지지판(12)과, 상기 지지판(12) 일측에 장착되는 모터(63)와, 상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 나선축(64)과, 상기 나선축(64)의 끝단을 지지하기 위한 나선축 지지구(65)와, 상기 지지판(12)에 결합되되 슬라이드 이동가능토록 다수개의 안내구(66)를 구비하는 고정판(61)과, 상기 고정판(61)의 양측에 수평으로 돌출되도록 형성된 거치대(62)와, 상기 거치대(62)의 일측에 형성되며 나선축(64)과 나사결합되어 거치대(62)를 X축으로 이동가능하게 하는 나선축 삽입공(64a)으로 구성된다.
상기 X축이동장치(60)의 하부에는 수평으로 설치되어 지면을 지탱하기 위한 고정대(11)가 형성되고, 상기 고정대(11)의 일측에는 수직으로 고정되는 한쌍의 지지대(10)가 형성된다. 상기 한쌍의 지지대(10) 내부측에는 실린더(13)(14)를 양측에 장착하여 한쌍의 지지대(10) 상부에 장착되는 지지판(12)을 상하로 이동하도록 구성하고, 양측의 실린더(13)(14) 중앙에는 나선축봉(15)을 장착하여 지지판(12)과 결합시켜서 좌,우로 유동되지 못하도록 구성한다. 상기 나선축봉(15)의 하부에는 모터(16)의 동력을 전달받아 회전하도록 구성한다. 그리고 상기 한쌍의 지지대(10)와 지지판(12)은 상하로 슬라이드 이동할 수 있도록 한쌍의 지지대(10)의 전방에 돌출되도록 형성된 가이드레일(10a)에 지지판(12)의 후방에 오목하게 형성된 안내구(12a)사 삽입되어 구성된다.
그리고 상기 지지판(12)의 전방측 상부와 하부에 형성된 가이드레일(12b)에 X축이동장치(60)의 고정판(61) 후방에 형성된 다수개의 안내구(66)를 삽입하여 X축으로 이동할 수 있도록 한다. 상기 X축이동장치(60)는 고정판(61)의 양측에 돌출되도록 거치대(62)가 형성된다. 상기 거치대(62)에는 다수 개의 셀을 홀딩하는 셀홀딩장치(70)를 고정하기 위한 구성이다. 또한, 상기 고정판(61)의 일측에는 모터(63)의 동력을 전달받아 회전하는 나선축(64)가 형성되고, 나선축(64)의 단부에는 나선축 지지구(65)이 나사결합된다.
따라서 나선축(64)가 회전하게 되면 나선축(64)에 나사식으로 결합된 나선축 지지구(65)는 나사산을 따라 이동하면서 고정판(61)을 X축으로 이동하게 되는 구성이다. 이때 상기 고정판(61)은 가이드레일(12b)에 슬라이딩 가능토록 결합되는 구성을 갖는다.
상기 박스회전장치(30)는 회전축(31)과 회전구동부(20)로 이루어지되, 상기 회전축(31)의 하부에는 원형기어(32)가 형성되어 회전구동부(20)의 회전력을 전달받을 수 있도록 하고, 상부에는 결합부재(33)이 형성되어 Y축이동장치(40)와 결합되도록 구성된다.
상기 박스회전장치(30)의 하부에는 원형기어(32)가 장착된 회전축(31)이 형성되고, 상기 결합부재(33)의 상부에는 스톱퍼(44a)가 형성되어 컨베이어벨트장치(41)에 의해 Y축이동장치(40)로 진입되는 배터리박스(1)를 정지시킨 다음 박스홀딩장치(50)로 배터리박스(1)를 홀딩하게 된다. 상기 홀딩된 배터리박스(1)는 직각으로 회전시키게 된다.
컨베이어벨트장치(41)는 다수개의 회전기어(42)와 연결되어 회전됨은 물론 양측에는 측판(43)으로 마감하여 구성한다. 이때 회전축(31)과 Y축이동장치(40)는 결합부재(33)에 의해 서로 연결된다. 뿐만 아니라 Y축이동장치(40)의 전후방에 각각 수평지지봉(44)이 양측으로 관통하여 구성된다. 상기 수평지지봉(44)은 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)로 안착되는 배터리박스(1)를 양측에서 고정하는 고정 지지대(50)와 연결하여 고정할 수 있도록 한다.
상기 회전구동부(20)는 고정대(11)에 고정되는 하판(20b)과, 상기 하판과 일정간격 이격되게 형성되는 상판(20a)과, 상기 상판(20a)과 하판(20b) 사이의 내부에 서로 대향하여 간격을 두고 형성된 지지봉(24)(25)과, 상기 지지봉(24)(25)에 연결되는 수평기어(22)(23)와, 상기 수평기어(22)(23)를 왕복 구동하는 실린더(26)(27)와, 상기 수평기어(22)(23)는 상판(20a)에 천공된 삽입공(21)을 통해 삽입된 회전축(31)의 원형기어(32)에 치합되어 회전축(31)을 회전시킬 수 있도록 구성된다.
상기 회전구동부(20)의 상부에는 회전축(31)의 하부에 장착된 회전기어(32)가 삽입되는 삽압공(21)이 천공되어 있고, 삽입공(21)으로 삽입된 회전기어(32)와 맞물려 수평이동하는 수평기어(22)(23)가 회전기어(32)의 양측에 수평으로 맞물려 장착되고, 수평기어(22)(23)의 일측은 회전구동부(20)에 고정되는 지지봉(24)(25)에 연결되고, 타측은 회전구동부(20)에 지지되는 실린더(26)(27)의 피스톤로드(28)(29)과 연결되어 실린더(26)(27)의 작동에 의해 수평기어(22)(23)가 수평으로 이동하면서 이와 맞물린 회전기어(32)를 정, 역회전시키도록 구성한다.
상기 Y축이동장치(40)는 박스회전장치(30)의 상부 회전축(31)에 결합되는 결합부재(33)와, 상기 결합부재(33)에 의해 결합되는 한 쌍의 측판(43)과, 상기 측판(43)의 내측에 형성되고 다수개의 회전기어(42)를 구비하는 컨베이어벨트장치(41)와. 상기 컨베이어벨트장치(41)를 구동하기 위한 모터(34)와, 상기 컨베이어벨트장치(41)의 양측으로 돌출되는 수평지지봉(44)과, 상기 수평지지봉(44)에 결합되어 배터리박스(1)를 홀딩하는 박스홀딩장치(50)로 구성된다.
상기 박스홀딩장치(50)는 Y축이동장치(40)의 수평지지봉(44)에 지지된 상태로 결합되는 한 쌍의 받침판(52)과, 상기 받침판(52)에 회전가능토록 결합되는 나선축(53d)와, 상기 나선축(53d)에 회전력을 제공하기 위한 모터(53a)와, 상기 나선축(53d)에 나선축결합공(54a)에 의해 나사결합되어 레일(53e)을 따라 슬라이드 이동가능한 슬라이드판(54)과, 상기 슬라이드판(54)에 형성되는 스텝핑모터(54b)와, 상기 스텝핑모터(54b)에 왕복가능토록 결합되며, 스텝핑모터(54b)의 구동에 의해 수평으로 왕복하면서 배터리박스(1)의 일측면에 밀착되어 배터리박스(1)를 홀딩한 상태를 유지할 수 있는 홀딩판(51)으로 구성된다.
상기 박스홀딩장치(50)는 Y축이동장치(40)의 양측에 고정되어 좌,우로 이동할 수 있도록 한다. 그리고 박스홀딩장치(50)에는 배터리박스(1)와 접촉하여 고정시키는 홀딩판(51)가 구성되고, 또 상기 홀딩판(51)를 지지하기 위하여 하부에는 받침판(52)이 엘보형으로 형성되고, 엘보형의 받침판(52) 양측에는 Y축이동장치(40)의 전후방에 장착된 수평지지봉(44)를 나사식으로 삽입하여 삽입할 수 있는 나사공(53)에 천공되어 있다. 또한 중앙부에는 슬라이드판(54)가 장착되고, 외부 측면에는 커버(55)가 장착된다.
상기 셀홀딩장치(70)는 X축이동장치(60)의 거치대(62)에 장착되는 지지판(71)(72)과, 상기 지지판(71)과 지지판(72)을 연결하는 연결봉(75)과, 상기 연결봉(75)에 끼워져 슬라이드되며 일측면에 간격유지대(74)를 구비하는 다수개의 압착판(73)과, 상기 지지판(71)에 결합되는 실린더(76)와, 상기 실린더(76)의 피스톤로드(77) 끝단에 결합되어 실린더(76)의 작동에 의해 압착판(73)들을 일측으로 당기기 위한 견인판(73a)으로 구성된다.
상기 셀홀딩장치(70)는 양측에 형성되는 지지판(71)(72) 내부에 다수개의 압착판(73)이 간격유지대(74)에 결합하여 연결봉(75)에 의해 삽입 구성된다. 그리고 상기 압착판(73)을 좌, 우로 압착 및 분리하기 위하여 지지대(71)(72)의 양측에 실린더(76)를 고정시킨 후, 전방의 압착판(73)의 단부측에는 피스톤로드(77)과 연결하여 구성한다.
즉 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41) 상부에 배터리박스(1)가 진입하면 배터리박스(1)의 셀 내장칸(81)으로 한쌍의 셀을 삽입하기 위하여 셀홀딩장치(70)의 압착판(73)들이 벌어져 있다가, 한상의 셀을 압착하여 배터리박스(1)의 내부로 삽입하기 위해서는 벌어져 있던 압착판(73)들이 실린더(26)(27) 작동에 의하여 압착판(73)들을 지지봉(24)(25)을 따라 후방으로 이동되면서 압착한 후, 한쌍의 지지대(10)에 장착된 압축실린더(13)(14)의 작동에 의하여 X축이동장치(60) 및 셀홀딩장치(70)가 하향하면서 배터리박스(1) 내부에 셀을 삽입하는 구성이다.
그리고 상기 배터리박스(1) 내부에 상기 작용에 의해 단계적으로 한쌍의 셀 삽입이 완료되면, 셀홀딩장치(70)의 상부에 구성된 셀압입장치(90)가 하향하면서 셀을 압착하여 공간이 형성되지 않도록 구성한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 방법에 대한 작동 실시 예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 배터리박스(1)를 시간차를 두고 Y축이동장치로 진입시키는 단계와, 상기 Y축이동장치로 진입한 배터리박스를 스톱퍼(44a)에 의해 멈춘 다음 박스홀딩장치(50)로 홀딩하는 단계와, 상기 홀딩된 배터리박스(1)를 박스회전장치(30)에 의해 직각으로 회전시키는 단계와, 상기 배터리박스(1) 위에 셀홀딩장치(70)를 위치시키고 셀압입장치(90)의 밀대를 구동시켜 한쌍의 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)의 첫번째 셀 내장칸에 압입하는 단계와, 상기 첫번째 셀 내장칸에 셀(2)의 압입이 완료되면 Y축이동장치(40)를 구동시켜 배터리박스(1)를 Y축으로 한 칸 이동하는 단계와, 다음 X축이동장치(60)를 X축으로 이동시켜 두번째 셀 내장칸에 역시 한쌍의 셀(2)을 압입하는 단계와, 다시 동일한 방법으로 Y축이동장치(40)와 X축이동장치(60)를 이동시켜 마지막 셀 내장칸에 셀을 압입하는 단계와, 상기 모든 셀이 로딩된 배터리박스(1)를 박스회전장치(30)에 의해 다시 직각으로 회전시켜 배출하는 단계로 이루어진다.
상기 배터리박스(1) 내부에 형성된 다수개의 셀 내장칸에 셀을 삽입하여 로딩하기 위해서는 제작된 배터리박스(1)들을 간격을 두고 셀홀딩장치(70) 및 셀압입장치(90)의 하부에 장착된 Y축이동장치(40)로 이동컨베이벨트(미도시)를 타고 이동한다. 이처럼 이동된 배터리박스(1)는 한쌍의 지지대(10)에 결합된 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)에 하나씩 안착하게 된다. 즉, 배터리박스(1)에 후술하는 셀삽입 및 로딩이 완료되면 다음 배터리박스(1)가 안착될 수 있도록 시간차를 두고 이동된다.
상기 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)에 배터리박스(1)가 안착이 되면 고정대(11) 상부에 장착된 회전구동부(20)의 일측에서 실린더(26)(27)가 작동하게 된다.
상기 실린더(26)(27)가 전방으로 이동하여 밀어주게 되면 실린더(26)(27)의 피스톤로드(28)(29)과 연결된 수평기어(22)(23)가 전진하면서 박스회전장치(30)에 형성된 회전기어(32)를 회전시키고, 회전기어(32)는 회전축(31)의 상부에 결합된 Y축이동장치(40)를 회전시킨다.
따라서 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)에 안착되어 박스홀딩장치(50)에 고정된 배터리박스(1)도 회전하게 된다. 이때 회전각도는 90도 회전하도록 구성한다.
상기 같이 Y축이동장치(40)가 90도 회전한 뒤에는 Y축이동장치(40)는 배터리박스(1) 내부의 셀 내장칸(81)에 한쌍의 셀을 하나씩 정확하게 삽입하여 로딩할 수 있도록 하기 위하여, Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)를 Y축전방으로 이동하여 박스홀딩장치(50)에 의해 배터리박스(1)는 고정된다. 이때 박스홀딩장치(50)는 컨베이어벨트장치(41)가 이동하게 되면 배터리박스(1)를 양측에서 고정하고 있다가 분리된다. 그리고 다시 이동이 완료된 후에는 전방으로 이동하여 배터리박스(1)를 고정한다. 이때 박스홀딩장치(50)의 이동은 Y축이동장치(40)의 양측에 형성된 수평지지봉(44)의 나사산을 따라 전,후 이동하면서 배터리박스(90)를 고정 및 분리한다.
상기와 같이 전방으로 이동되어 박스홀딩장치(50)에 배터리박스(1)가 고정되면, 한쌍의 지지대(10) 상부에 결합된 셀홀딩장치(70)의 실린더(76)작동에 의해 피스톤로드(77)가 전방으로 이동하여 압착판(73)들을 내측으로 이동하여 압착시킴과 동시에, 한쌍의 지지대(10)의 내측에 형성된 실린더(13)(14)도 작동하여 한쌍의 지지대(10) 상부에 결합된 X축이동장치(60)를 하향하여 배터리박스(1)의 전방측에 형성된 셀 내장칸에 셀홀딩장치(70)에 장착된 한쌍의 셀을 삽입하고, 또 삽입이 완료된 후에는 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성된 셀압입장치(90)가 작동하여 밀대(91)를 하향시켜서 배터리박스(1)의 셀 내장칸(81)에 삽입된 셀에 공간이 없도록 로딩한다.
상기 로딩이 완료된 후에는 셀홀딩장치(70)도 원래의 상태로 복귀하게 된다. 즉, 셀홀딩장치(70)의 압차판(73)들을 압착하고 있던 실린더(76)의 피스톤로드(77)가 후방으로 이동하면서 분리하여 다음작업의 준비상태를 유지하게 된다.
상기와 같이 배터리박스(1)의 내부 전방에 형성된 셀 내장칸(81)에 한쌍의 셀을 삽입하여 로딩이 완료된 후에는, 다시 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)가 Y축중앙으로 배터리박스(1)를 이동하여 고정한다. 이때 박스홀딩장치(500의 작용은 전술한 작용과 동일하다. 그리고 전술한 바와 같이, 셀홀딩장치(70)가 압착판(73)들을 압착함과 동시에 한쌍의 지지대(10) 상부에 결합된 X축이동장치(60)는 실린더(13)(14) 작동에 의하여 X축 하부로 작동하면서 한쌍의 셀을 배터리박스(1)의 내부 중앙에 형성된 셀 내장칸(81)에 삽입하고 나면, 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성된 셀압입장치(90)의 밀대(91)가 하부로 이동하여 한쌍의 셀을 압착한다.
상기 작업이 완료되면 다시 Y축이동장치(40)의 켄베이어벨트(41)는 Y축후방으로 이동하여 박스홀딩장치(50)가 배터리박스(1)를 고정하면, 전술한 작용과 같이, 셀홀딩장치(70)가 압착판(73)들을 압착함과 동시에 한쌍의 지지대(10) 상부에 결합된 X축이동장치(60)를 실린더 작동에 의하여 X축 하부로 이동하면서 한쌍의 셀을 배터리박스(1)의 내부 후방에 형성된 셀 내장칸(81)에 삽입한다. 그러면 다시, 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성된 셀압입장치(90)의 밀대(91)가 하부로 이동하여 한쌍의 셀을 압착한다.
상기와 같이 배터리박스(1)에 셀을 삽입하여 로딩한 후에는 Y축이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)는 다시 X축 중앙으로 이동하여 박스홀딩장치(50)에 의하여 고정된 후, 회전구동부(20)의 실린더(26)(27)가 후방으로 작동하면서 수평기어(22)(23)를 당겨주게 되면 회전축(31)의 하부에 형성된 회전기어(32)가 역회전하여 원 위치됨과 동시에 배터리박스(1)를 전방으로 이동한다.
이때 이동컨베이어벨트를 타고 이동되어온 또 다른 배터리박스(1)가 Y축 이동장치(40)의 컨베이어벨트장치(41)에 안착하여 전술한 작동을 반복하면서 배터리박스(1) 내에 셀을 삽입하여 로딩한 후 이동한다.
이러한 작업을 반복하여 배터리박스(1)의 내부에 셀을 간단하고 정확하게 삽입할 수 있는 것이다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명이 비록 한정된 실시 예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.
배터리박스의 이동을 3열이 아닌 하나의 배터리박스만 이동하게 하고, 또 배터리박스의 셀 내장칸에 한 쌍의 셀이 순차적으로 로딩하도록 함으로써 본 발명 장치의 설치공간을 최소화할 수 있다.
또 본 발명은 배터리박스를 홀딩상태로 이동시켜 정확한 위치를 고수할 수 있도록 하고, 컨베이어벨트 보다는 신속하게 원하는 지점에 위치시킬 수 있도록 하여 불량률을 낮추고 생산속도를 높일 수 있는 것이다.

Claims (8)

  1. 지면을 지지하는 고정대(11)와,
    상기 고정대(11)의 일측부 양측에 각각 수직으로 형성되는 한쌍의 지지대(10)와,
    상기 한쌍의 지지대(10)에 결합되어 승하강과 X축으로 이동가능한 X축이동장치(60)와,
    상기 X축이동장치(60)에 결합되고 다수 개의 셀을 홀딩하는 셀홀딩장치(70)와,
    상기 고정대(11) 상부에 안착되되 회전구동부(20)를 구비하는 박스회전장치(30)와,
    상기 박스회전장치(30)의 상부측에 형성된 박스홀딩장치(50)를 구비하는 Y축이동장치(40)와,
    상기 셀홀딩장치(70)의 상부에 형성되어 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)로 압입하기 위한 셀압입장치(90)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서 상기 X축이동장치(60)는,
    가이드레일(10a)을 구비하는 한쌍의 지지대(10) 안쪽에 형성되어 상부 지지판(12)과 결합되되 나선축봉(15)를 보조하여 웨이트밸런스를 잡아주기위한 실린더(13)(14)와,
    상기 실린더(13)(14) 중앙에 형성되어 지지판(12)을 승하강 시키기 위한 나선축봉(15)과,
    상기 나선축봉(15)에 회전력을 제공하기 위한 모터(16)와,
    상기 가이드레일(10a)을 따라 상하로 슬라이드 이동가능한 안내구(12a)를 일측면에 구비하고, 타측면에는 가이드레일(12b)을 구비하는 지지판(12)과,
    상기 지지판(12) 일측에 장착되는 모터(63)와,
    상기 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 나선축(64)과,
    상기 나선축(64)의 끝단을 지지하기 위한 나선축 지지구(65)와,
    상기 지지판(12)에 결합되되 슬라이드 이동가능토록 다수개의 안내구(66)를 구비하는 고정판(61)과,
    상기 고정판(61)의 양측에 수평으로 돌출되도록 형성된 거치대(62)와,
    상기 거치대(62)의 일측에 형성되며 나선축(64)과 나사결합되어 거치대(62)를 X축으로 이동가능하게 하는 나선축 삽입공(64a)으로 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 박스회전장치(30)는,
    회전축(31)과 회전구동부(20)로 이루어지되, 상기 회전축(31)의 하부에는 원형기어(32)가 형성되어 회전구동부(20)의 회전력을 전달받을 수 있도록 하고, 상부에는 결합부재(33)이 형성되어 Y축이동장치(40)와 결합되도록 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 회전구동부(20)는,
    고정대(11)에 고정되는 하판(20b)과, 상기 하판과 일정간격 이격되게 형성되는 상판(20a)과, 상기 상판(20a)과 하판(20b) 사이의 내부에 서로 대향하여 간격을 두고 형성된 지지봉(24)(25)과, 상기 지지봉(24)(25)에 연결되는 수평기어(22)(23)와, 상기 수평기어(22)(23)를 왕복 구동하는 실린더(26)(27)와, 상기 수평기어(22)(23)는 상판(20a)에 천공된 삽입공(21)을 통해 삽입된 회전축(31)의 원형기어(32)에 치합되어 회전축(31)을 회전시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 Y축이동장치(40)는 박스회전장치(30)의 상부 회전축(31)에 결합되는 결합부재(33)와, 상기 결합부재(33)에 의해 결합되는 한 쌍의 측판(43)과, 상기 측판(43)의 내측에 형성되고 다수개의 회전기어(42)를 구비하는 컨베이어벨트장치(41)와. 상기 컨베이어벨트장치(41)를 구동하기 위한 모터(34)와, 상기 컨베이어벨트장치(41)의 양측으로 돌출되는 수평지지봉(44)과, 상기 수평지지봉(44)에 결합되어 배터리박스(1)를 홀딩하는 박스홀딩장치(50)로 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 박스홀딩장치(50)는
    Y축이동장치(40)의 수평지지봉(44)에 지지된 상태로 결합되는 한 쌍의 받침판(52)과, 상기 받침판(52)에 회전가능토록 결합되는 나선축(53d)와, 상기 나선축(53d)에 회전력을 제공하기 위한 모터(53a)와, 상기 나선축(53d)에 나선축결합공(54a)에 의해 나사결합되어 레일(53e)을 따라 슬라이드 이동가능한 슬라이드판(54)과, 상기 슬라이드판(54)에 형성되는 스텝핑모터(54b)와, 상기 스텝핑모터(54b)에 왕복가능토록 결합되며, 스텝핑모터(54b)의 구동에 의해 수평으로 왕복하면서 배터리박스(1)의 일측면에 밀착되어 배터리박스(1)를 홀딩한 상태를 유지할 수 있는 홀딩판(51)으로 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 셀홀딩장치(70)는
    X축이동장치(60)의 거치대(62)에 장착되는 지지판(71)(72)과,
    상기 지지판(71)과 지지판(72)을 연결하는 연결봉(75)과,
    상기 연결봉(75)에 끼워져 슬라이드되며 일측면에 간격유지대(74)를 구비하는 다수개의 압착판(73)과,
    상기 지지판(71)에 결합되는 실린더(76)와,
    상기 실린더(76)의 피스톤로드(77) 끝단에 결합되어 실린더(76)의 작동에 의해 압착판(73)들을 일측으로 당기기 위한 견인판(73a)으로 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 장치.
  8. 배터리박스(1)를 시간차를 두고 Y축이동장치로 진입시키는 단계와,
    상기 Y축이동장치로 진입한 배터리박스를 스톱퍼(44a)에 의해 멈춘 다음 박스홀딩장치(50)로 홀딩하는 단계와,
    상기 홀딩된 배터리박스(1)를 박스회전장치(30)에 의해 직각으로 회전시키는 단계와,
    상기 배터리박스(1) 위에 셀홀딩장치(70)를 위치시키고 셀압입장치(90)의 밀대를 구동시켜 한쌍의 셀(2)을 아래로 밀어 배터리박스(1)의 첫번째 셀 내장칸에 압입하는 단계와,
    상기 첫번째 셀 내장칸에 셀(2)의 압입이 완료되면 Y축이동장치(40)를 구동시켜 배터리박스(1)를 Y축으로 한 칸 이동하는 단계와,
    다음 X축이동장치(60)를 X축으로 이동시켜 두번째 셀 내장칸에 역시 한쌍의 셀(2)을 압입하는 단계와,
    다시 동일한 방법으로 Y축이동장치(40)와 X축이동장치(60)를 이동시켜 마지막 셀 내장칸에 셀을 압입하는 단계와,
    상기 모든 셀이 로딩된 배터리박스(1)를 박스회전장치(30)에 의해 다시 직각으로 회전시켜 배출하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 배터리박스 내에 셀을 로딩하기 위한 방법.
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