WO2023132494A1 - 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법 - Google Patents

전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2023132494A1
WO2023132494A1 PCT/KR2022/019930 KR2022019930W WO2023132494A1 WO 2023132494 A1 WO2023132494 A1 WO 2023132494A1 KR 2022019930 W KR2022019930 W KR 2022019930W WO 2023132494 A1 WO2023132494 A1 WO 2023132494A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode plate
plate material
gripper
reel
track
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/019930
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
정찬기
박성진
박용택
Original Assignee
(주)대코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)대코 filed Critical (주)대코
Publication of WO2023132494A1 publication Critical patent/WO2023132494A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
    • B65H19/10—Changing the web roll in unwinding mechanisms or in connection with unwinding operations
    • B65H19/18—Attaching, e.g. pasting, the replacement web to the expiring web
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • 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 automatic reel replacement device for continuously supplying electrode plate materials by automatically replacing reels in a pair of unwinder devices equipped with reels on which electrode plate materials for secondary batteries are wound, and more particularly, A pair of gripper frames, each gripper, composed of a horizontal frame arranged horizontally and a vertical frame formed vertically upward from one end of the horizontal frame, spaced apart from each other at a predetermined interval so as to be located outside both ends of each gripper in the roll width direction.
  • a track drive unit that moves the track in an endless orbit in the forward or reverse direction.
  • Reel automatic replacement device for supplying electrode plate material including a gripper conveyor composed of grippers supplying the ends of the electrode plate material to the opposite space between the vertical frames of the gripper conveyors on both sides, and an automatic electrode plate material replacement method using the same will be.
  • electrodes used in secondary batteries capable of charging and discharging are produced by cutting electrode plate materials made of thin metal plates at regular intervals, and the electrode plate material is a reel in which thin metal plates are wound in a roll shape is mounted on an unwinder device. and the electrode plate material is unwound from the reel and supplied by the operation of the unwinder device.
  • the operation of the secondary battery production line is stopped due to the supply interruption of the electrode plate material in the process of replacing the exhausted reel. .registration), a plurality of reels on which electrode plate material is wound are provided, and when the electrode plate material of one reel is exhausted, the electrode plate material of the other reel is connected to continuously supply the electrode plate material.
  • the electrode plate material released from the plurality of reels is alternately supplied and connected to enable continuous supply of the electrode plate material, thereby minimizing the interruption of the secondary battery production process due to the supply interruption of the electrode plate material, thereby increasing the productivity of the secondary battery electrode. make it possible to improve
  • the length of the electrode plate material buffer for continuous supply of the electrode plate material must be sufficiently long for the time required for the reel replacement process, and the slide rail of the clamping unit must be sufficiently long to secure the buffer length. Since it must be formed, the advantage of improving space utilization due to the reduction in the number of unwinder devices is reduced, and there is a problem in that supply of electrode plate materials is stopped when a reel replacement operation is delayed.
  • the secondary battery electrode production system and roll replacement device do not completely automate the process of removing the exhausted reel from the unwinder device and mounting the new reel on the unwinder device, resulting in delay in the reel replacement process and
  • manpower is consumed due to the input of workers, and the need to develop an automatic reel replacement device for supplying electrode plate materials is emerging.
  • a plurality of reels wound with electrode plate material are alternately supplied through an unwinder device so that electrode plate material for producing secondary battery electrodes can be continuously supplied, and the electrode plate material is exhausted from the reel. It is an object of the present invention to provide an automatic replacement device for a reel that supplies an electrode plate material that is automatically replaced.
  • the process of removing the exhausted reel from the unwinder device and installing a new reel is automated through the automatic reel replacement device that supplies the electrode plate material, so that the electrode plate material due to the delay in reel replacement work is
  • the purpose is to prevent disruptions in continuous supply.
  • the process of removing the exhausted reel from the unwinder device and installing a new reel is automated through the automatic replacement device for the reel supplying the electrode plate material, thereby reducing manpower consumption due to worker input in the reel replacement process It aims to prevent the occurrence of
  • a pair of gripper conveyors disposed at a predetermined interval so as to face each other are mounted for each pair of unwinder devices that unwind and supply reels on which secondary battery electrode plate materials are wound, so that both sides of the unwinder
  • An automatic reel replacement device for continuously supplying electrode plate materials by alternately connecting the electrode plate materials released from the device comprising: a horizontal frame arranged horizontally with the ground, and formed vertically upward at one end of the horizontal frame It consists of a vertical frame, and is rotatably mounted between a pair of gripper frames spaced apart from each other at a certain interval so as to be located outside both ends of each gripper conveyor in the reel width direction, and gripper frames spaced apart along the reel width direction.
  • a plurality of conveying rollers mounted at positions including at least the upper and lower sides of the vertical frame and one of the horizontal frames, along the outer surface of the gripper frame, to change the direction of the electrode plate material released by the device from the horizontal frame to the vertical frame.
  • a track seated to form a closed curve shape a track drive unit that moves the track forward or backward in an endless orbit, mounted on the track and moved along the horizontal frame and vertical frame by the operation of the track drive unit, and a gripper conveyor configured with grippers for clamping electrode plate material ends and supplying the clamped electrode plate material ends to opposite spaces between vertical frames of gripper conveyors on both sides.
  • the track is made of a link chain to which a plurality of link bodies are connected, and drive shafts equipped with sprockets at both ends are connected to tracks mounted on a pair of gripper frames spaced apart from each other,
  • the driving unit When the driving unit is operated, the tracks of the gripper frames on both sides move endlessly at the same speed and direction.
  • the gripper connects a clamping body fixed to the tracks of each gripper frame with both ends spaced apart from each other, a clamping bar disposed parallel to the clamping body, and connecting the clamping body and the clamping bar to each other. It is composed of a clamping bar drive unit that approaches or separates from the clamping body, and clamping or releasing the end of the electrode plate material through the gripper is performed.
  • an extension frame is formed at the opposite end of the vertical frame to the horizontal frame connection part so that the gripper frame forms a ⁇ shape, and at least one conveying roller is mounted so as to face the protruding direction of the extension frame, As the gripper moves along the track seated on the extension frame by the operation of the driving unit, the cut end of the separated electrode plate material is discharged in a direction opposite to the connection part between the electrode plate materials 1.
  • the section including the connection between the vertical frame and the horizontal frame of the outer surface of the gripper frame is completely or partially closed to prevent shaking, sagging, or deviation of the track moving in an endless orbit. guide is installed.
  • a base material fixing device for fixing the connection part of the electrode plate material
  • a cutting device for cutting the electrode plate material connection part, the rear end of the electrode plate material of the exhausted reel
  • a taping device for fixing the front end of the electrode plate material of the supplied reel with tape
  • the upper and lower portions of the space between the gripper frames disposed opposite each gripper conveyor control the tension of the electrode plate material during cutting and connection fixation of the electrode plate material according to the supply of the electrode plate material or the replacement of the reel.
  • Each guide roller is disposed, and each guide roller is equipped with a guide roller driving unit that slides the guide roller in a direction approaching or away from the opposing gripper conveyor.
  • fixing pads of substrate fixing devices are disposed on the upper and lower portions of the space between the gripper frames disposed opposite to each gripper conveyor, and a fixing pad driving unit is mounted on each fixing pad, so that the gripper is disposed opposite to each other.
  • a fixing pad driving unit is mounted on each fixing pad, so that the gripper is disposed opposite to each other.
  • a plurality of substrate suction holes are formed on the surface of the fixed pad for fixing the electrode plate material, and the substrate suction holes are connected to a vacuum pump, and the negative pressure of the substrate suction holes formed by the operation of the vacuum pump causes the electrode plate material adsorbent fixation to the fixing pad surface.
  • the electrode plate material clamped to the gripper is removed by the operation of the gripper conveyor connected to the gripper.
  • the gripper is mounted on a track that moves in an endless orbit of the gripper conveyor, supplies the electrode plate material released from the reel to be connected by forward movement of the track, and returns the gripper to its original position by reverse movement of the track As the operation process is performed continuously, there is an effect of smoothly supplying the electrode plate material according to the automatic replacement of the exhausted reel and the automatic connection of the electrode plate material.
  • the gripper is mounted on the track of a gripper conveyor rotating in an endless orbit, and the electrode plate material end clamped by the gripper is configured to slide along the gripper frame, thereby suppressing the occurrence of shaking during movement of the gripper.
  • the electrode plate material end clamped by the gripper is configured to slide along the gripper frame, thereby suppressing the occurrence of shaking during movement of the gripper.
  • the end of the electrode plate material unwound from the unwinder device as a whole along the width direction of the reel through an approach operation between the clamping body and the clamping bar disposed to be parallel to each other, the end of the electrode plate material when the gripper is operated It has the effect of being accurately and firmly fixed.
  • an extension frame is formed at the top of the vertical frame, and after completing the connection of the electrode plate material released from the exhausted reel and the electrode plate material released from the reel to be supplied, the electrode plate material released from the exhausted reel is cut.
  • the electrode plate material released from the exhausted reel is cut.
  • the gripper of the gripper conveyor is mounted on a track that moves in an endless orbit
  • the clamping operation of the end of the electrode plate material unwound from the unwinder device through the gripper and the connection of the electrode plate material through the gripper are then cut.
  • the remnant discharge operation is continuously performed by forward or reverse operation of the same track and track drive unit, the automatic replacement of exhausted reel and the automatic connection of electrode plate material improve the continuous supply speed of electrode plate material, gripper conveyor equipment There is an effect that can achieve the miniaturization of.
  • the electrode plate material is prevented from being wrinkled or damaged when the substrate fixing device and the taping device are operated by adjusting the tension of the electrode plate material by the guide roller, and after completing the connection of the electrode plate material, the guide roller is returned to its original position.
  • the guide roller is returned to its original position.
  • FIG. 1 is a perspective view of an automatic reel replacement device for supplying an electrode plate material according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view of an automatic reel replacement device for supplying an electrode plate material according to an embodiment of the present invention and a view showing supply and transport directions of the electrode plate material.
  • FIG. 3 and 4 are diagrams illustrating a disposition relationship between a substrate fixing device, a cutting device, and a taping device mounted in a gripper conveyor according to an embodiment of the present invention.
  • 5A is a perspective view illustrating a connection structure of a gripper frame, a track, a track driving unit, a gripper, and a transfer roller constituting a gripper conveyor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a view showing the forward or backward movement of the gripper and the crawler rotation direction of the track by forward or reverse operation of the track driving unit according to an embodiment of the present invention.
  • 5C is a diagram showing a detailed structure of a linking part of a track made of a link chain according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing the structure and clamping operation of a gripper according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a disposition relationship between a gripper conveyor and a gripper in a step before clamping operation of an electrode plate material end through a gripper according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing the end of the electrode plate material clamped in the gripper by the endless rotation operation of the track from the horizontal frame to the bottom of the vertical frame along the gripper conveyor after the clamping of the end of the electrode plate material through the gripper according to an embodiment of the present invention is completed. It is a diagram showing the transfer process.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a detailed structure of a guide roller according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a detailed structure of a substrate fixing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a detailed structure of a cutting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a detailed structure of a taping device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a view showing the arrangement relationship between a guide roller, a substrate fixing device, and a taping device when an electrode plate material is fixed using a substrate fixing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view showing the arrangement relationship between a guide roller, a substrate fixing device, and a taping device when the tape of the cut portion of the electrode plate material is fixed by the taping device according to an embodiment of the present invention.
  • 15A to 15J are views illustrating detailed operations of a substrate fixing device, a cutting device, and a taping device when connecting electrode plate materials according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a view showing an operation of discharging the ends of scraps of electrode plate material sheared through the gripper according to an embodiment of the present invention.
  • an automatic reel replacement device for supplying electrode plate material includes a pair of coils equipped with a reel 2 on which a secondary battery electrode plate material 1 is wound.
  • the winder devices 10 are disposed oppositely, and the electrode plate material 1 is alternately unwound and supplied from the reel 2 mounted on each unwinder device 10, and one side of the unwinder device 10
  • the electrode plate material 1 unwinded from the reel 2 of the other unwinder device 10 is connected to the end of the electrode plate material 1 from the exhausted reel 2. will be replaced automatically.
  • reference numerals of the exhausted reel 2, the electrode plate material 1 unwound from the exhausted reel 2, and the unwinder device 10 equipped with the exhausted reel 2 are denoted by 2a, 1a, and 10a, respectively.
  • a reel 2 on which the electrode plate material 1 to be connected to the electrode plate material 1a of the exhausted reel 2a is wound, the electrode plate material 1 unwound from the reel 2 to be connected, and the reel to be connected are defined as 2b, 1b, and 10b, respectively.
  • an element disposed on the side of the unwinder device 10a A is added after the reference numeral, and elements disposed on the side of the unwinder device 10b are described by adding b to the reference numeral.
  • the direction classification according to a and b attached to the reference numerals is not an absolute direction classification, and when the reel 2 is replaced according to the exhaustion of the electrode plate material 1, a and b attached to the reference numeral are changed to each other should be understood as
  • the gripper conveyor 100 senses the end of the electrode plate material 1 released from the unwinder device 10, clamps it, and automatically supplies the unwinder device 10 to the opposite side between the unwinder devices 10. are installed in each
  • the gripper conveyor 100 includes a gripper frame 110 constituting a body of the gripper conveyor 100 and a track 120 seated along an outer surface of the gripper frame 110 to form a closed curve shape. ), a track driving unit 121 for rotating the track 120, mounted on the track 120 to clamp the end of the electrode plate material 1, and the clamped electrode plate material 1 to the unwinder device 10
  • a plurality of transfer rollers 115 that support the electrode plate material 1 by changing the direction of the electrode plate material 1 unwound by the gripper 140 and the unwinder device 10 for transferring and disposing the electrode plate material 1 consists of
  • a pair of gripper frames 110 are disposed facing each other at a predetermined interval along the width direction of the electrode plate materials 1a and 1b clamped on each gripper conveyor 100a and 100b,
  • the opposing gripper frames 110 are spaced apart at intervals greater than the width of the electrode plate material 1 so as to be parallel to each other, and are positioned outside both ends of the electrode plate materials 1a and 1b in the width direction, and a plurality of gripper frame supports. 130, the inner side of the gripper frame 110 is connected to the end, respectively, and the separation distance between the gripper frames 110 disposed opposite to each other is fixed.
  • Each gripper frame 110 is composed of a horizontal frame 111 arranged horizontally with the ground and a vertical frame 112 formed vertically upward from one end of the horizontal frame 111 to form an L shape.
  • a plurality of conveying rollers 115 are rotatably mounted between the gripper frames 110 disposed opposite to each other along the width direction of the electrode plate materials 1a and 1b, and the electrode plates unwind from the respective unwinder devices 10a and 10b.
  • the conveying roller 115 is at least the vertical frame ( 112) and the horizontal frame 111 are mounted at positions including one place.
  • the track 120 is seated along the outer surface of each gripper frame 110 to form a closed curve shape, and when the track driving unit 121 is operated, according to the driving direction of the track driving unit 121, the forward direction or A reverse endless track rotation motion is performed, and the gripper 140 is mounted outside the closed curve formed by the track 120 .
  • the gripper 140 is fixed on the track 120 of each gripper frame 110 in which both ends of the clamping body 141 constituting the main body of the gripper 140 are spaced apart, and the clamping body ( 141) is connected to the clamping body 141 through the clamping bar driving unit 143, so that when the clamping bar driving unit 143 is operated, the clamping bar 142 moves to the clamping body. (141) and approach or distance.
  • the clamping bar driving unit 143 is composed of a hydraulic or air cylinder, and when the clamping bar 142 approaches the clamping body 141, the ends of the electrode plate material 1b to be connected are the clamping bar 142 and the clamping body 141. Clamping is performed while being inserted between them, and when the clamping bar 142 is separated from the clamping body 141, the end of the electrode plate material 1b is released.
  • the gripper 140 mounted on the track 120 moves along the rotational direction of the track 120 while the end of the electrode plate material 1b clamped to the gripper 140. is advanced from the rear end of the horizontal frame 111 to a space opposite to each other between the vertical frames 112 of the gripper conveyors 100 on both sides, and placed close to the electrode plate material 1a released from the exhausted reel.
  • the electrode plate material 1b to be connected is unwound from the reel 2b by the operation of the unwinder device 10b, and the conveying speed of the end of the electrode plate material 1b by the gripper 140 is the unwinder device ( Formed at the same speed as the unwinding speed of the electrode plate material 1b from 10b), wrinkles of the electrode plate material 1b according to the occurrence of the relative speed between the unwinding speed of the unwinder device 10b and the conveying speed of the gripper 140 Or it will prevent damage due to tearing.
  • a drive shaft 122 is connected to the rotational axis of the track drive unit 121 composed of a motor, and sprockets 123 are mounted on both ends of the drive shaft 122, respectively, and each sprocket 123 is parallel.
  • the track 120 of each gripper frame 110 disposed opposite to form is connected to the inside of the closed curve, and when the track driving unit 121 is rotated, driving force is transmitted to both tracks 120 through the sprocket 123.
  • the sprockets 123 mounted on both ends of the drive shaft 122 rotate in the same direction, and each sprocket 123 is made of the same size and moves the tracks 120 on both sides of each gripper frame 110 disposed opposite to each other at the same speed. , and while forward or reverse endless track rotation of the track 120 occurs according to the rotation direction of the track driving unit 121, forward or A reverse operation is performed.
  • the track 120 may be composed of a link chain to which a plurality of link bodies 1201 are connected, one side of each link body 1201 along the outer edge of the link body 1201.
  • a pair of first link connection parts 1202 are formed, each protruding, and a second link connection part 1203 is formed at the center of the link body 1201 on the other side of each link body 1201 .
  • the second link connection part 1203 of a specific link body 1201 is connected to each other while being inserted between the first link connection part 1202 of another link body 1201 disposed adjacently, and a plurality of link bodies 1201 are connected. As it is, the track 120 of the closed curve shape is formed.
  • a pinhole is formed in the connection part of the first and second link connection parts 1202 and 1203 to pass through the first and second link connection parts 1202 and 1203, and the first link connection part 1202 of the link body 1201 disposed adjacent to each other And while the fastening pin is inserted into the pinhole of the second link connection part 1203, the second link connection part 1203 inserted into the first link connection part 1202 is fixed, and the link bodies 1201 are connected to each other.
  • a gap of a certain size is formed in the connection part between the first and second link connection parts 1202 and 1203 so that shock absorption can be achieved by flow generation between the link bodies 1201 while the track 120 moves in an endless orbit. do.
  • an extension frame 113 may be formed at the opposite end of the vertical frame 112 to the connection part of the horizontal frame 111, so that the gripper frame 110 may be configured to form a ⁇ shape, and at least one transfer roller 115 ) is mounted facing the protruding direction of the extension frame 113.
  • the gripper 140 can move along the track 120 seated along the outer surface of the extension frame 113, and the clamping state of the end of the electrode plate material 1b clamped by the gripper 140 is the electrode plate material 1a, In the connection process of 1b), the electrode plate material 1b is maintained even after the connection portion is cut, and the ends of the cut and separated electrode plate material 1b are fixed to the gripper 140 .
  • the gripper 140 moves forward along the rotational direction of the track 120 by the forward endless orbital rotation of the track 120, the scrap of the electrode plate material 1b is transferred to the opposite direction of the connection between the electrode plate materials 1, After the electrode plate material 1b is separated and discharged from the gripper 140 according to the operation of the clamping bar driving unit 143, the gripper 140 follows the track 120 by the reverse endless orbital rotation of the track 120. By moving backward and returning to the original position, damage to the electrode plate material 1 or supply disruption caused by interference between the electrode plate material 1b and the electrode plate material 1 is prevented.
  • the gripper 140 is configured to be mounted on the same track 120 that moves in an endless orbit, and the operation of supplying the electrode plate material 1b to be connected through the gripper 140 and discharging the scrap of the electrode plate material 1b is performed on the track ( 120), and the configuration of the automatic replacement device for the reel supplying the electrode plate material is the automatic replacement of the exhausted reel 2a and the automatic connection of the electrode plate materials 1a and 1b.
  • the continuous supply speed of the electrode plate material 1 is improved.
  • the scrap of the electrode plate material 1b is spaced apart and discharged through the crawler 140 and the track 120 motion structure, supplying the electrode plate material 1b and By unifying the remnant discharge structure of the plate material 1b, it is possible to achieve miniaturization of the equipment of the gripper conveyor 100.
  • a departure prevention guide 114 that covers all or part of the outer surface of the gripper frame 110 is provided in a section including a connection portion between the vertical frame 112 and the horizontal frame 111. It may be formed, and the departure prevention guide 114 is arranged to be spaced apart from the outer surface of the edge at a predetermined interval so that interference does not occur during the track 120's orbital motion.
  • the departure prevention guide 114 suppresses the sagging of the track 120 in the area of the horizontal frame 111 together with the track 120 composed of a link chain, so that the gripper 140 moves by the operation of the gripper conveyor 100 When the gripper 140 slides along the rotational direction of the 120, it prevents the gripper 140 from wobbling, and the track 120 between the horizontal frame 111, the vertical frame 112, and the extension frame 113 moves in the transfer direction of the track. (120) is prevented from occurring.
  • the guide roller 200 for adjusting the tension of the electrode plate material 1 and the exhausted A base material fixing device 300 for fixing the connection between the electrode plate material 1 in which the electrode plate material 1a and the electrode plate material 1b to be connected are connected to each other, and a cutting device 400 for cutting the electrode plate material 1 ), and a taping device 500 for fixing the rear end of the electrode plate material 1a and the front end of the electrode plate material 1b with tape.
  • the electrode plate material 1b unwound from the reel 2b mounted on the unwinder device 10b and supplied is opposite to the electrode plate material 1a unwound from the exhausted reel 2a, and then the cutting device 400 , and the front end of the electrode plate material 1b of the reel 2b to be connected with the rear end of the electrode plate material 1a of the exhausted reel 2a cut by the cutting device 400, the taping device 500 It is fixed with a tape through and the connection portion between the electrode plate materials 1a and 1b released from the reels 2a and 2b is fixed.
  • the cutting device 400 and the taping device 500 are disposed in the space between the gripper frames 110 disposed opposite to each gripper conveyor 100, and for efficient space arrangement, the cutting device 400 is placed on one side of the gripper conveyor 100 , and the taping device 500 is preferably mounted on the gripper conveyor 100 on the other side opposite to the gripper conveyor 100 on which the cutting device 400 is mounted.
  • the cutting device 400 is disposed close to the connection part of the electrode plate material 1, and as shown in FIG. 11, a blade for cutting the electrode plate material 1 approaches or is separated from the connection part of the electrode plate material 1.
  • the cutter driving unit 410 slides and moves in the direction of cutting the connection of the electrode plate material 1 by transversely moving the blade in the width direction of the electrode plate material 1 It is composed of a blade drive unit that
  • the taping device 500 includes a tape holder 510 on which a tape is mounted, a tape cutter 520 for cutting the tape released from the tape holder 510 into a predetermined length, and a tape cutter ( 520) transfers the tape conveyor 530 facing the connecting portion of the electrode plate material 1 and the tape conveyor 530 slides in a direction approaching or away from the connecting portion of the electrode plate material 1
  • a tape conveyor driving unit 540 that adhesively fixes the connecting portion of the electrode plate material 1 with the tape disposed on the tape conveyor 530 and returns the empty tape conveyor 530 to its original position.
  • a plurality of tape suction holes 531 are formed on the surface of the tape conveyor 530 along the length of the tape conveyor 530, and the tape suction holes 531 are connected to a vacuum pump and formed by operating the vacuum pump. Through the negative pressure of 531, the surface opposite to the adhesive surface of the tape is adsorbed and fixed to the surface of the tape conveyor 530.
  • the tape conveyor 530 approaches the cut portion of the electrode plate material 1 through the tape conveyor driving unit 540 to fix the cut connection between the electrode plate materials 1a and 1b, the tape conveyor 530 of the tape )
  • the surface adsorption and fixed state can be maintained, and upon completion of the tape adhesive fixation of the electrode plate material (1) connection part, the vacuum pump is stopped to release the negative pressure state of the tape suction port 531, or the tape suction port 531 ) through which air is discharged to form a positive pressure state, thereby facilitating separation between the tape and the surface of the tape conveyor 530.
  • the tape conveyor 530 from which the tape is separated is returned to its original position through the reverse operation of the tape conveyor driving unit 540 .
  • the tape adsorption holes 531 may be spaced apart at regular intervals, or may be arranged so that a specific pattern is constantly and repeatedly formed so that a uniform adsorption force acts over the entire surface of the cut tape.
  • the surface of the tape conveyor 530 may be made of a porous elastic material such as a sponge, and the tape conveyor driving unit 540 advances to the connection part of the electrode plate material 1 and the tape adsorbed on the surface of the tape conveyor 530. Damage to the connection portion of the electrode plate material 1 can be prevented by absorbing an impact generated at the connection portion between the tape conveyor 530 and the electrode plate material 1 during the bonding process.
  • the tape holder 510 may include a tape detection sensor for detecting the amount of tape used or the remaining amount of the tape by detecting the distance from the radial surface of the tape mounted on the tape holder 510, or a tape cutter from the tape holder 510 ( 520), either one selected from tape mounting sensors that detects whether or not the tape is mounted by detecting the conveying state of the tape supplied, or both sensors may be mounted.
  • the tape detection sensor or the tape installation sensor notifies when the tape is to be replaced or whether the tape is exhausted, thereby preventing a delay or interruption in the bonding process between the electrode plate materials 1a and 1b due to non-exchange of the tape.
  • a pair of substrate fixing devices 300 may be added to each gripper conveyor 100 disposed opposite to each other for fixing the connecting portion of the electrode plate material 1 in the process of cutting and tape fixing the electrode plate material 1. .
  • each substrate holding device 300 includes an electrode plate material 1 A fixing pad 310 fixing the connection part of the plate, and sliding each fixing pad 310 in a direction in which each fixing pad 310 approaches the electrode plate material 1 or is separated from the electrode plate material 1 A fixed pad driving unit 320 is mounted.
  • the fixing pads 310 of each substrate fixing device 300 are upper fixings located at the upper and lower parts of the connection part of the electrode plate material 1, respectively, so that the front and rear ends of the connection part of the electrode plate material 1 can be fixed or released. It consists of a pad 3101 and a lower fixing pad 3102, and the fixing pads 310a and 310b of the fixing devices 300a and 300b are disposed facing each other with the electrode plate material 1 interposed therebetween, and the upper fixing pad ( 3101a and 3101b and the lower fixing pads 3102a and 3102b fix or release the rear and front ends of the connection parts of the electrode plate materials 1a and 1b, respectively.
  • the cutting device 400 is disposed between the upper fixing pad 3101 and the lower fixing pad 3102, and the cutter drive unit 410 moves the upper fixing pad 3101 and the lower fixing pad 3102 between them. It slides in the direction of the connection part of the electrode plate materials 1a and 1b through the formed space, and cuts the connection part of the electrode plate materials 1a and 1b fixed by the upper fixing pads 3101a and 3101b and the lower fixing pads 3102a and 3102b. This is done
  • a plurality of substrate suction holes 311 are formed on the surface of the fixing pad 310, and a vacuum pump is connected to the substrate suction holes 311, and through negative pressure of the substrate suction holes 311 formed by the operation of the vacuum pump. It may be configured to adsorb and fix the electrode plate material 1 to the surface of the fixing pad 310 .
  • one surface of the electrode plate materials 1a and 1b is adsorbed and fixed through one of the upper fixing pads 3101a and 3101b disposed oppositely, or the lower fixing pad (
  • One surface of the electrode plate materials 1a and 1b can be adsorbed and fixed through one of the lower fixing pads 3102a and 3102b of 3102a and 3102b.
  • the upper fixing pad 3101a and 3101b and the lower fixing pads 3102a and 3102b have an upper fixing pad 3101 rising or a lower fixing pad 3102 lowering or upper and lower fixing pads 3101 and 3102 respectively.
  • a fixed pad elevation unit 330 enabling position control through elevation movement may be mounted.
  • the tape conveyor 530 In order to fix the connection part of the electrode plate materials 1a and 1b with tape through the fixed pad lifting unit 330, the tape conveyor 530 approaches the connection part of the electrode plate materials 1a and 1b, or the tape conveyor after completing the tape fixing When the 530 is separated, interference between the fixed pad 310 and the taping device 500 can be prevented by moving the upper fixing pad 3101 or the lower fixing pad 3102 up and down.
  • a tape conveyor lifting unit that lifts the tape conveyor 530 may be mounted on the tape conveyor 530, and when the cutting part of the electrode plate material 1 is fixedly connected by the taping device 500, the upper fixed pad 3101 By adjusting the position of the tape conveyor 530 to the height of the space formed by the elevation, descent or elevation of the lower fixing pad 3102, the space in which the taping device 500 and the substrate fixing device 300 are mounted is reduced. This enables the miniaturization of the gripper conveyor 100.
  • guide rollers 200 for adjusting the tension of the electrode plate material 1 during cutting, connection and fixation of the electrode plate material 1 are mounted on the upper and lower portions of the gripper conveyors 100a and 100b disposed opposite to each other.
  • the guide rollers 200a and 200b have guide rollers 200a and 200b in a direction approaching or away from the opposing tape conveyor 530.
  • a guide roller driving unit 210 that slides 200b) is mounted, and the tension applied to the electrode plate materials 1a and 1b can be adjusted according to the control of the sliding direction of the guide rollers 200a and 200b.
  • the automatic reel replacement device for supplying the electrode plate material of the present invention configured as above and the automatic electrode plate material replacement method using the same include the step of fixing the end of the electrode plate material, the step of facing the electrode plate material, the step of connecting the electrode plate material, and the reel replacement It consists of stages, and the details of the progress of each stage are as follows.
  • the sensor detects the end of the electrode plate material 1b that has started to be unwound from the new reel 2b by the rotation of the electrode plate material 1b in the supply direction of the unwinder device 10b.
  • the end of the electrode plate material 1b is detected, as shown in FIG. 7 , the end of the electrode plate material 1b is inserted into the space between the clamping body 141 of the gripper 140 and the clamping bar 142 .
  • the gripper 140 mounted on the track 120 moves forward while sliding in the direction of the gripper conveyor 100a disposed opposite to the gripper frame 110, and moves forward from the horizontal frame 111 to the vertical frame 112 )
  • the end of the electrode plate material 1b clamped on the gripper 140 moving to the upper end is disposed opposite to the connection part with the electrode plate material 1a.
  • the surface of the electrode plate material 1b is supported by the surface of the transfer roller 115 and moves from the horizontal frame 111 direction to the vertical frame 112 direction.
  • the conveying direction of the electrode plate material 1b is switched, and the conveying roller 115 is driven to rotate during the conveying of the electrode plate material 1b, thereby preventing damage to the electrode plate material 1b.
  • the gripper conveyors 100a and 100b fix the electrode plate materials 1a and 1b disposed in close proximity to each other with the substrate fixing devices 300a and 300b while the gripper conveyors 100a and 100b are stopped. let it
  • the guide roller driving unit 210 Through the guide roller driving unit 210, the guide rollers 200a and 200b of the gripper conveyors 100a and 100b on both sides approach the electrode plate materials 1a and 1b disposed oppositely to the electrode plate materials 1a and 1b, respectively.
  • the connection part is spread by applying tension, and as shown in FIG. 15A, the upper fixed pads 3101a and 3101b and the lower fixed pads 3102a and 3102b are moved by the operation of the fixed pad driving unit 320, and the electrode plate materials 1a and 1b ) is approached.
  • the process of cutting the electrode plate materials 1a and 1b proceeds, and as shown in FIG. 15B, the cutting device 400 slides to the connection part of the electrode plate materials 1a and 1b by the operation of the cutter driving unit 410.
  • the operation of the cutter driving unit 410 is stopped to stop the sliding movement of the cutting device 400.
  • the cutting device 400 stops, the blade is transversely moved in the width direction of the electrode plate material 1 through the operation of the blade driving unit to cut the connection between the electrode plate materials 1a and 1b. , When the cutting of the electrode plate material 1 is completed, the cutting device 400 moves backward through the reverse operation of the cutter driving unit 410 and returns to the original position.
  • the lower fixing pad 3102a and the upper fixing pad 3101b are moved backward to remove the electrode plate material 1a from the electrode plate material 1 connection part.
  • the cut rear end of the electrode plate material 1b and the cut end remnants of the electrode plate material 1b are separated from the connection portion of the electrode plate material 1.
  • the lower fixing pad 3102a After separating the rear end of the cut electrode plate material 1a from the lower fixing pad 3102a by stopping the vacuum pump connected to the lower fixing pad 3102a, as shown in FIGS. 15F and 15G , the lower fixing pad 3102a is When it moves forward and contacts the electrode plate material 1b, the vacuum pump connected to the lower fixing pad 3102a is operated, the vacuum pump connected to the lower fixing pad 3102b is stopped, and then the lower fixing pad 3102b is moved backward, The upper fixing pad 3101a and the lower fixing pad 3102b fix the rear end of the electrode plate material 1a and the front end of the electrode plate material 1b, respectively, and the cut parts of the electrode plate materials 1a and 1b are connected to each other. state will be maintained.
  • the vacuum pump connected to the upper fixed pad 3101b is stopped to separate the end remnants of the electrode plate material 1b from the upper fixed pad 3101b, and the track driving unit 121 operates to move the gripper 140 forward.
  • the end remnants of the electrode plate material 1b which remains clamped to the gripper 140, are spaced apart from the connecting portion of the electrode plate material 1 while moving along the track 120 seated on the extension frame 113.
  • the end of the tape fixed to the tape holder 510 is supplied to the tape cutter 520 to cut the tape to a certain length, and the surface opposite to the adhesive side of the cut tape is adsorbed on the tape conveyor 530.
  • the tape is transferred along the length direction of the tape conveyor 530 from the position of the tape cutter 520 to the opposite direction of the tape cutter 520 while adsorbed to the tape conveyor 530 by the operation of the vacuum pump connected to the sphere 531.
  • the tape disposed on the surface of the conveyor 530 is disposed to face the cut portion where the electrode plate materials 1a and 1b are connected to each other.
  • the transfer of the tape by the tape conveyor 530 is stopped, and the tape conveyor 530 is moved by the operation of the tape conveyor driving unit 540.
  • the electrode plate materials (1a, 1b) are tape-attached to the cut portion.
  • the upper fixed pad 3101b and the lower fixed pad 3102b in the direction in which the tape conveyor 530 is mounted can be moved up and down, respectively, by the operation of the fixed pad elevating unit 330.
  • the fixed pad elevating unit 330 of the upper fixing pad 3101a and the lower fixing pad 3102a fixing the electrode plate materials 1a and 1b maintains a stationary state.
  • the position of the tape conveyor 530 may be formed at a position higher or lower than the connection height of the cutting parts of the electrode plate materials 1a and 1b, and the upper fixed pad 3101b ) and the lower fixing pad 3102b, the height of the tape conveyor 530 can be controlled through the operation of the tape conveyor lifting unit to match the connection height of the cut parts of the electrode plate materials 1a and 1b.
  • the position of the gripper 140 for discharging the scraps is shown as a thick line and a broken line, respectively.
  • the vacuum pump connected to the upper fixing pad 3101a and the lower fixing pad 3102a is stopped to release and separate the fixed state of the electrode plate material 1 adsorbed and fixed from the fixing pad 310a.
  • the unwinder device 10b is operated to continuously supply the electrode plate material 1 .
  • the exhausted reel 2a is removed from the unwinder device 10a, and a new reel 2 is installed to prepare for supply and connection of the next electrode plate material 1, thereby automatically replacing the reel 2 is complete.
  • the automatic reel replacement device is described based on the exhausted reel 2a and the reel 2b to be connected so that the configuration and operation method of the automatic reel replacement device for supplying the electrode plate material can be easily understood.
  • the electrode plate material 1 is exhausted, by alternately unwinding and supplying the reel 2 from the unwinder device 10 disposed opposite to each other, the electrode plate material 1 according to the replacement of the reel 2 Due to the characteristics of the present invention in which continuous supply is made, the position of the exhausted reel 2a and the reel 2b to be connected are changed alternately.

Abstract

본 발명은 지면과 수평을 이루도록 배치되는 수평 프레임과, 수평 프레임의 일측 끝단에서 수직 상방으로 형성된 수직 프레임으로 구성되며, 각 그리퍼의 롤 폭 방향 양끝단 외측에 위치하도록 일정 간격 이격 배치되는 한 쌍의 그리퍼 프레임, 각 그리퍼 컨베이어의 릴 폭 방향 양끝단 외측에 위치하도록 일정 간격 이격 배치되는 한 쌍의 그리퍼 프레임, 릴 폭 방향을 따라 이격 배치된 그리퍼 프레임 사이에 회전 가능하도록 장착되며, 언와인더 장치에 의해 풀린 전극판 소재를 수평 프레임에서 수직 프레임으로 방향을 전환하도록 적어도 수직 프레임의 상하측 및 수평 프레임의 1개소를 포함하는 위치에 장착되는 복수의 이송 롤러, 그리퍼 프레임의 외측면을 따라 폐곡선 형상을 이루도록 안착되는 트랙, 트랙을 정방향 또는 역방향으로 무한궤도 운동시키는 트랙 구동 유닛, 트랙상에 장착되어 트랙 구동 유닛의 작동에 의해 수평 프레임과 수직 프레임을 따라 이동하며, 언와인더 장치에서 풀린 전극판 소재 끝단을 클램핑하여 클램핑된 전극판 소재 끝단을 양측 그리퍼 컨베이어의 수직 프레임간 대향 배치된 공간으로 공급하는 그리퍼로 구성된 그리퍼 컨베이어를 포함하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법에 관한 것이다.

Description

전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법
본 발명은 이차 전지 전극판 소재가 감긴 릴이 장착된 한 쌍의 언와인더 장치에서 릴을 자동으로 교체하여 전극판 소재를 연속 공급하는 릴의 자동 교체 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지면과 수평을 이루도록 배치되는 수평 프레임과, 수평 프레임의 일측 끝단에서 수직 상방으로 형성된 수직 프레임으로 구성되며, 각 그리퍼의 롤 폭 방향 양끝단 외측에 위치하도록 일정 간격 이격 배치되는 한 쌍의 그리퍼 프레임, 각 그리퍼 컨베이어의 릴 폭 방향 양끝단 외측에 위치하도록 일정 간격 이격 배치되는 한 쌍의 그리퍼 프레임, 릴 폭 방향을 따라 이격 배치된 그리퍼 프레임 사이에 회전 가능하도록 장착되며, 언와인더 장치에 의해 풀린 전극판 소재를 수평 프레임에서 수직 프레임으로 방향을 전환하도록 적어도 수직 프레임의 상하측 및 수평 프레임의 1개소를 포함하는 위치에 장착되는 복수의 이송 롤러, 그리퍼 프레임의 외측면을 따라 폐곡선 형상을 이루도록 안착되는 트랙, 트랙을 정방향 또는 역방향으로 무한궤도 운동시키는 트랙 구동 유닛, 트랙상에 장착되어 트랙 구동 유닛의 작동에 의해 수평 프레임과 수직 프레임을 따라 이동하며, 언와인더 장치에서 풀린 전극판 소재 끝단을 클램핑하여 클램핑된 전극판 소재 끝단을 양측 그리퍼 컨베이어의 수직 프레임간 대향 배치된 공간으로 공급하는 그리퍼로 구성된 그리퍼 컨베이어를 포함하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법에 관한 것이다.
일반적으로 충방전이 가능한 이차 전지에 사용되는 전극은 금속 박판으로 이루어진 전극판 소재를 일정 간격으로 절단하여 생산하게 되고, 전극판 소재는 금속 박판이 롤 형상으로 감겨진 릴이 언와인더 장치에 장착되며, 언와인더 장치의 작동에 의해 전극판 소재가 릴로부터 풀어져 공급된다.
릴에 감긴 전극판 소재가 소진되는 경우, 소진된 릴을 교체하는 과정에서 전극판 소재의 공급 중단에 따른 이차 전지 생산 라인의 가동이 중단되므로, 대한민국 등록특허공보 제10-1819729호 (2018.01.11.등록)에 게시된 이차 전지용 전극 생산 시스템과 같이 전극판 소재가 감긴 릴을 복수개 구비하여, 일측 릴의 전극판 소재가 소진되면 타측 릴의 전극판 소재를 연결하여 전극판 소재를 연속 공급한다.
이에 따라 복수의 릴로부터 풀린 전극판 소재가 교대로 공급 및 연결되면서 전극판 소재의 연속 공급이 가능하도록 함으로써, 전극판 소재 공급 중단에 따른 이차 전지 생산 공정 중단을 최소화 하여, 이차 전지용 전극의 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-2104914호 (2020.04.21.등록)에서는 릴에서 풀린 전극판 소재의 소진 시, 전극판 소재 끝단을 고정한 클램핑 유닛의 슬라이드 이동을 통해 전극판 소재의 인출 길이를 일시적으로 증가시켜, 릴 교체 과정에서 전극판 소재의 연속 공급이 이루어질 수 있도록 버퍼(buffer)를 형성하고, 전극판 소재의 버퍼 후단 절단 및 교체된 릴의 전극판 소재 시작점 끝단을 절단된 전극판 소재 버퍼 끝단에 연결함으로써, 복수의 언와인더 장치 설치에 따른 공간 활용도를 향상시킬 수 있는 롤 교체 장치를 제안하고 있다.
그러나 위와 같은 롤 교체 장치는 릴 교체 과정에 소요되는 시간 동안 전극판 소재의 연속 공급을 위한 전극판 소재 버퍼(buffer) 길이를 충분히 형성하여야 하며, 버퍼 길이 확보를 위해 클램핑 유닛의 슬라이드 레일이 충분히 길게 형성되어야 하기 때문에, 언와인더 장치 수량 축소에 따른 공간 활용성 향상 이점이 감소하게 되며, 릴 교체 작업 지연 발생시 전극판 소재의 공급 중단이 발생하는 문제가 있다.
특히, 상기 이차 전지용 전극 생산 시스템 및 롤 교체 장치는 언와인더 장치로부터 소진된 릴을 탈거하고, 새로운 릴을 언와인더 장치에 장착하는 과정의 완전 자동화가 이루어지지 않아, 릴 교체 과정의 지연 및 언와인더 장치의 릴 교체 과정에서 작업자 투입에 따른 인력 소모가 발생하는 문제가 있으며, 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 개발 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 실시 예에서는 이차 전지용 전극 생산을 위한 전극판 소재가 연속 공급될 수 있도록, 전극판 소재가 감긴 복수의 릴을 언와인더 장치를 통해 교대로 공급하고, 전극판 소재가 소진된 릴의 자동 교체가 이루어지는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에서는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 통해 언와인더 장치에서 소진된 릴을 탈거하고 새로운 릴을 장착하는 과정을 자동화 하여, 릴 교체 작업 지연에 따른 전극판 소재의 연속 공급에 차질이 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에서는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 통해 언와인더 장치에서 소진된 릴을 탈거하고 새로운 릴을 장착하는 과정을 자동화 하여, 릴 교체 과정에서 작업자 투입에 따른 인력 소모 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 이차 전지 전극판 소재가 감긴 릴을 풀어 공급하는 한 쌍의 언와인더 장치별로 서로 대향하도록 일정 간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 그리퍼 컨베이어가 각각 장착되어, 양측 언와인더 장치에서 각각 풀린 전극판 소재를 교대로 연결하여 연속 공급하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치에 있어서, 지면과 수평을 이루도록 배치되는 수평 프레임과, 수평 프레임의 일측 끝단에서 수직 상방으로 형성된 수직 프레임으로 구성되며, 각 그리퍼 컨베이어의 릴 폭 방향 양끝단 외측에 위치하도록 일정 간격 이격 배치되는 한 쌍의 그리퍼 프레임, 릴 폭 방향을 따라 이격 배치된 그리퍼 프레임 사이에 회전 가능하도록 장착되며, 언와인더 장치에 의해 풀린 전극판 소재를 수평 프레임에서 수직 프레임으로 방향을 전환하도록 적어도 수직 프레임의 상하측 및 수평 프레임의 1개소를 포함하는 위치에 장착되는 복수의 이송 롤러, 그리퍼 프레임의 외측면을 따라 폐곡선 형상을 이루도록 안착되는 트랙, 트랙을 정방향 또는 역방향으로 무한궤도 운동시키는 트랙 구동 유닛, 트랙상에 장착되어 트랙 구동 유닛의 작동에 의해 수평 프레임과 수직 프레임을 따라 이동하며, 언와인더 장치에서 풀린 전극판 소재 끝단을 클램핑하여 클램핑된 전극판 소재 끝단을 양측 그리퍼 컨베이어의 수직 프레임간 대향 배치된 공간으로 공급하는 그리퍼로 구성된 그리퍼 컨베이어를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 트랙은 다수의 링크 바디가 연결된 링크 체인으로 이루어지며, 양측 끝단에 스프라켓이 장착된 구동 샤프트가 이격 배치된 한 쌍의 그리퍼 프레임에 장착된 트랙에 각각 연결되어, 트랙 구동 유닛 가동 시 양측 그리퍼 프레임의 트랙이 동일 속도 및 방향으로 무한궤도 운동한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 그리퍼는 양측 끝단이 이격 배치된 각 그리퍼 프레임의 트랙에 각각 고정되는 클램핑 바디, 클램핑 바디와 평행을 이루도록 배치되는 클램핑 바, 클램핑 바디와 클램핑 바를 서로 연결하며, 클램핑 바를 클램핑 바디에 접근 또는 이격시키는 클램핑 바 구동 유닛, 로 구성되어, 그리퍼를 통한 전극판 소재 끝단의 클램핑 또는 고정 해제가 이루어진다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 수직 프레임의 수평 프레임 연결부 반대측 끝단에는 그리퍼 프레임이 ⊂자 형상을 이루도록 연장 프레임이 형성되고, 적어도 하나의 이송 롤러가 연장 프레임의 돌출된 방향을 향하도록 장착되되, 트랙 구동 유닛의 작동에 의해 그리퍼가 연장 프레임에 안착된 트랙을 따라 이동하면서 분리된 전극판 소재 절단된 끝단을 전극판 소재(1)간 연결부 반대측 방향으로 배출되도록 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 그리퍼 프레임의 외측면의 수직 프레임과 수평 프레임간 연결부를 포함하는 구간을 전부 또는 일부 폐쇄하여, 무한궤도 운동하는 트랙의 요동이나 처짐 현상 또는 이탈 발생을 방지하는 이탈 방지 가이드가 장착된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 각 그리퍼 컨베이어의 대항 배치된 그리퍼 프레임 사이 공간에는 전극판 소재의 연결부를 고정하는 기재 고정 장치, 전극판 소재 연결부를 절단하는 커팅 장치, 소진된 릴의 전극판 소재 후단과 공급된 릴의 전극판 소재 전단을 테이프로 고정하는 테이핑 장치가 부가된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 각 그리퍼 컨베이어의 대항 배치된 그리퍼 프레임 사이 공간의 상부와 하부에는 전극판 소재의 공급 또는 릴 교체에 따른 전극판 소재의 절단 및 연결 고정 중 전극판 소재의 텐션을 조절하는 가이드 롤러가 각각 배치되며, 각 가이드 롤러에는 가이드 롤러를 대향 배치된 그리퍼 컨베이어와 접근하거나 또는 이격되는 방향으로의 슬라이드 이동시키는 가이드 롤러 구동 유닛이 장착된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 각 그리퍼 컨베이어의 대항 배치된 그리퍼 프레임 사이 공간의 상부와 하부에는 기재 고정 장치의 고정 패드가 각각 배치되며, 각 고정 패드에는 고정 패드 구동 유닛이 장착되어, 대향 배치된 그리퍼 컨베이어와 접근하거나 또는 이격되는 방향으로 고정 패드를 슬라이드 이동시킴으로써, 전극판 소재의 연결부 전단 및 후단의 일측 또는 양측 표면의 고정이나 고정 해제가 이루어진다.
본 발명의 실시 예에 따르면 전극판 소재를 고정하는 고정 패드 표면에는 다수의 기재 흡착구가 형성되며, 기재 흡착구는 진공 펌프와 연결되어, 진공 펌프 작동에 의해 형성된 기재 흡착구의 음압에 의해 전극판 소재의 고정 패드 표면으로의 흡착 고정이 이루어진다.
본 발명의 실시 예에 따르면 소진된 릴의 전극판 소재 끝단으로 연결될 릴로부터 풀린 전극판 소재 끝단을 감지하여 그리퍼로 클램핑한 후, 그리퍼와 연결된 그리퍼 컨베이어의 작동에 의해 그리퍼에 클램핑된 전극판 소재를 수평 프레임으로부터 수직 프레임으로 이송하고, 전극판 소재의 이송 후 그리퍼 컨베이어의 역방향 작동에 의해 그리퍼를 원위치로 복귀시킴으로써, 소진된 릴과 연결될 릴에서 각각 풀린 전극판 소재간 연결부 근접 배치가 자동으로 이루어지는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 그리퍼가 그리퍼 컨베이어의 무한궤도 운동하는 트랙상에 장착되어, 트랙의 정방향 가동에 의해 연결될 릴로부터 풀린 전극판 소재를 공급하고, 트랙의 역방향 가동에 의해 그리퍼를 원위치로 복귀시키는 작동 과정이 연속적으로 이루어짐으로써, 소진된 릴의 자동 교체 및 전극판 소재 자동 연결에 따른 전극판 소재의 연속 공급이 원활하게 이루어지도록 하는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 그리퍼가 무한궤도 회전을 하는 그리퍼 컨베이어의 트랙상에 장착되고, 그리퍼에 의해 클램핑된 전극판 소재 끝단이 그리퍼 프레임을 따라 슬라이드 이동하도록 구성함으로써, 그리퍼 이동 중 요동 발생을 억제하여 전극판 소재 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 그리퍼 컨베이어의 트랙을 링크 체인으로 구성함으로써, 트랙의 처짐 현상이나 그리퍼의 이동 중 요동 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 그리퍼 프레임에 장착된 이탈 방지 가이드를 통해, 수평 프레임에서의 트랙의 처짐 발생이나 프레임의 트랙 이송 방향 전환부에서 트랙의 이탈 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 서로 평행을 이루도록 배치되는 클램핑 바디와 클램핑 바간 접근 동작을 통해 언와인더 장치에서 풀린 전극판 소재 끝단을 릴 폭방향을 따라 전체적으로 고정함으로써, 그리퍼 작동시 전극판 소재 끝단이 정확하고 견고하게 고정되는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 수직 프레임 상단에 연장 프레임을 형성하고, 소진된 릴에서 풀린 전극판 소재와 공급될 릴에서 풀린 전극판 소재의 연결 완료 후, 소진된 릴에서 풀린 전극판 소재의 절단된 자투리가 그리퍼를 통해 연장 프레임을 따라 연속 공급되는 전극판 소재로부터 이격되는 방향으로 배출됨으로써, 절단된 전극판 소재 끝단과의 간섭에 의한 연속 공급되는 전극판 소재의 표면 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 그리퍼 컨베이어의 그리퍼가 무한궤도 운동하는 트랙 상에 장착됨으로써, 그리퍼를 통한 언와인더 장치에서 풀린 전극판 소재 끝단의 클램핑 작동 및 그리퍼를 통한 전극판 소재의 연결 후 절단된 자투리 배출 작동이 동일한 트랙과 트랙 구동 유닛의 정방향 또는 역방향 가동에 의해 연속적으로 이루어짐으로써, 소진된 릴의 자동 교체 및 전극판 소재 자동 연결에 따른 전극판 소재의 연속 공급 속도를 향상시키고, 그리퍼 컨베이어 설비의 소형화를 이룰 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 가이드 롤러에 의한 전극판 소재의 텐션 조절을 통해 기재 고정 장치 및 테이핑 장치 작동시 전극판 소재의 구겨짐이나 손상 발생을 방지하고, 전극판 소재 연결 완료 후 가이드 롤러를 원위치 시켜 전극판 소재 재공급시 가이드 롤러와의 간섭 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치의 사시도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치의 정면도 및 전극판 소재의 공급 및 이송 방향을 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼 컨베이어 내에 장착되는 기재 고정 장치와 커팅 장치 및 테이핑 장치의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼 컨베이어를 구성하는 그리퍼 프레임, 트랙, 트랙 구동 유닛, 그리퍼, 및 이송 롤러의 연결 구조를 나타내는 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 트랙 구동 유닛의 정방향 또는 역방향 작동에 의한 트랙의 무한궤도 회전 방향 및 그리퍼의 전진 또는 후진 이동을 나타내는 도면이다.
도 5c는 본 발명의 실시 예에 따른 링크 체인으로 이루어진 트랙의 연결부 상세 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼의 구조 및 클램핑 작동을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼를 통한 전극판 소재 끝단의 클램핑 작동이 이루어지기 전 단계에서의 그리퍼 컨베이어와 그리퍼간 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼를 통한 전극판 소재 끝단의 클램핑 완료 후, 트랙의 무한궤도 회전 작동에 의해 그리퍼에 클램핑된 전극판 소재 끝단이 그리퍼 컨베이어를 따라 수평 프레임으로부터 수직 프레임 하부로 이송되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 가이드 롤러의 상세 구조를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 기재 고정 장치의 상세 구조를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 커팅 장치의 상세 구조를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 테이핑 장치의 상세 구조를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 기재 고정 장치를 통한 전극판 소재의 고정 시, 가이드 롤러와 기재 고정 장치 및 테이핑 장치의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 테이핑 장치에 의한 절단된 전극판 소재의 절단부 테이프 고정 시, 가이드 롤러와 기재 고정 장치 및 테이핑 장치의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 15a 내지 도 15j는 본 발명의 실시 예에 따른 전극판 소재 연결 시 기재 고정 장치와 커팅 장치 및 테이핑 장치의 상세 작동을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 그리퍼를 통한 전단된 전극판 소재 자투리 끝단의 배출 작동을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.
그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치는 도 1 및 도 2에서 도시하는 바와 같이 이차 전지 전극판 소재(1)가 감긴 릴(2)이 장착된 한 쌍의 언와인더 장치(10)가 대향 배치되고, 각 언와인더 장치(10)에 장착된 릴(2)로부터 전극판 소재(1)를 교대로 풀어 공급하게 되며, 일측 언와인더 장치(10)의 릴(2)이 소진되면 소진된 릴(2)로부터 전극판 소재(1) 끝단에 타측 언와인더 장치(10)의 릴(2)로부터 풀린 전극판 소재(1)를 연결함으로써 전극판 소재를 자동으로 교체하게 된다.
이하 소진된 릴(2)과, 소진된 릴(2)로부터 풀린 전극판 소재(1) 및 소진된 릴(2)이 장착된 언와인더 장치(10)의 도면 부호를 각각 2a, 1a, 10a로 정의하고, 소진된 릴(2a)의 전극판 소재(1a)에 연결될 전극판 소재(1)가 감긴 릴(2)과, 연결될 릴(2)로부터 풀린 전극판 소재(1) 및 연결될 릴(2)이 장착된 언와인더 장치(10)의 도면 부호를 각각 2b, 1b, 10b로 정의한다.
또한, 기타 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 구성하며, 언와인더 장치(10a,10b)에 대향하여 배치되는 장치 또는 유닛 요소중, 언와인더 장치(10a)측에 배치되는 요소는 도면 부호 뒤에 a를 부가하고, 언와인더 장치(10b)측에 배치되는 요소는 도면 부호에 b를 부가함으로써 설명하도록 한다.
이때, 상기 도면 부호 뒤에 붙은 a,b에 따른 방향 구분은 절대적인 방향 구분이 아니며, 전극판 소재(1)의 소진에 따라 릴(2) 교체가 이루어지면 도면 부호 뒤에 붙은 a와 b가 서로 변경되는 것으로 이해하여야 한다.
그리퍼 컨베이어(100)는 언와인더 장치(10)에서 풀린 전극판 소재(1) 끝단을 감지 후 클램핑하여, 언와인더 장치(10)간 대향면으로 자동 공급하도록 양측 언와인더 장치(10)에 각각 설치된다.
그리퍼 컨베이어(100)는 도 5a 및 도 5b에서 도시하는 바와 같이 그리퍼 컨베이어(100)의 본체를 이루는 그리퍼 프레임(110), 그리퍼 프레임(110)의 외측면을 따라 폐곡선 형상을 이루도록 안착되는 트랙(120), 트랙(120)을 회전시키는 트랙 구동 유닛(121), 트랙(120)상에 장착되어 전극판 소재(1) 끝단을 클램핑하고 클램핑된 전극판 소재(1)를 언와인더 장치(10)간 대향면으로 이송하여 배치시키는 그리퍼(140), 언와인더 장치(10)에 의해 풀린 전극판 소재(1)의 방향을 전환하고 전극판 소재(1)를 지지하는 복수의 이송 롤러(115)로 구성된다.
각 그리퍼 컨베이어(100a,100b)에는 한 쌍의 그리퍼 프레임(110)이 각 그리퍼 컨베이어(100a,100b)에 클램핑된 전극판 소재(1a,1b)의 폭 방향을 따라 일정 간격 이격도록 대향 배치되고, 대향 배치된 그리퍼 프레임(110)은 서로 평행을 이루도록 전극판 소재(1)의 폭보다 큰 간격으로 이격되어 전극판 소재(1a,1b) 폭 방향 양끝단 외측에 위치하게 되며, 복수의 그리퍼 프레임 지지대(130) 끝단에 그리퍼 프레임(110)의 내측이 각각 연결되면서 대향 배치된 그리퍼 프레임(110)간 이격 간격이 고정된다.
각 그리퍼 프레임(110)은 지면과 수평을 이루도록 배치되는 수평 프레임(111)과, 수평 프레임(111)의 일측 끝단에서 수직 상방으로 형성된 수직 프레임(112)으로 구성되어 L자 형상을 이루게 된다.
전극판 소재(1a,1b) 폭 방향을 따라 대향 배치된 그리퍼 프레임(110) 사이에는 복수의 이송 롤러(115)가 회전 가능하도록 장착되며, 각 언와인더 장치(10a,10b)에서 풀린 전극판 소재(1a,1b)가 수평 프레임(111)으로부터 수직 프레임(112)간 대향 배치부로 공급 방향이 전환될 때, 이송 롤러(115)에 의해 지지될 수 있도록 이송 롤러(115)는 적어도 수직 프레임(112)의 상하측 및 수평 프레임(111)의 1개소를 포함하는 위치에 장착된다.
각 그리퍼 프레임(110)의 외측면을 따라 트랙(120)이 폐곡선 형상을 이루도록 안착되고, 트랙 구동 유닛(121)의 가동 시 트랙 구동 유닛(121)의 구동 방향에 따라 트랙(120)의 정방향 또는 역방향 무한궤도 회전 운동이 이루어지며, 트랙(120)이 이루는 폐곡선 외측에는 그리퍼(140)가 장착된다.
그리퍼(140)는 도 6에서 도시하는 바와 같이 그리퍼(140) 본체를 이루는 클램핑 바디(141)의 양측 끝단이 이격 배치된 각 그리퍼 프레임(110)의 트랙(120)상에 고정되고, 클램핑 바디(141)와 평행을 이루도록 배치되는 클램핑 바(142)는 클램핑 바 구동 유닛(143)을 통해 클램핑 바디(141)와 연결되어, 클램핑 바 구동 유닛(143)의 작동 시 클램핑 바(142)가 클램핑 바디(141)와 접근 또는 이격된다.
클램핑 바 구동 유닛(143)은 유압 또는 에어 실린더로 구성되며, 클램핑 바(142)가 클램핑 바디(141)로 접근 시 연결될 전극판 소재(1b) 끝단이 클램핑 바(142)와 클램핑 바디(141) 사이에 끼워지면서 클램핑이 이루어지고, 클램핑 바(142)가 클램핑 바디(141)로부터 이격 시 전극판 소재(1b) 끝단의 고정 해제가 이루어진다.
트랙(120)의 정방향 무한궤도 회전 운동 시, 트랙(120)상에 장착된 그리퍼(140)가 트랙(120)의 회전 방향을 따라 이동하면서 그리퍼(140)에 클램핑된 전극판 소재(1b) 끝단을 수평 프레임(111) 후단으로부터 양측 그리퍼 컨베이어(100)의 수직 프레임(112)간 대향 배치된 공간으로 전진시켜 소진된 릴로부터 풀린 전극판 소재(1a)와 근접 배치시킨다.
이때, 연결될 전극판 소재(1b)는 언와인더 장치(10b)의 가동에 의해 릴(2b)로부터 풀리게 되며, 그리퍼(140)에 의한 전극판 소재(1b) 끝단 이송 속도는 언와인더 장치(10b)로부터 전극판 소재(1b)가 풀리는 속도와 동일하게 형성되어, 언와인더 장치(10b)의 풀림 속도와 그리퍼(140)의 이송 속도간 상대 속도 발생에 따른 전극판 소재(1b)의 구겨짐 또는 찢어짐에 따른 손상을 방지하게 된다.
모터로 구성되는 트랙 구동 유닛(121)의 회전축에는 구동 샤프트(122)가 연결되고, 구동 샤프트(122)의 양 끝단에는 스프라켓(sprocket,123)이 각각 장착되며, 각 스프라켓(123)은 평행을 이루도록 대향 배치된 각 그리퍼 프레임(110)의 트랙(120) 폐곡선 내측으로 연결되어, 트랙 구동 유닛(121)의 회전 구동 시 스프라켓(123)을 통해 양측 트랙(120)에 구동력을 전달하게 된다.
구동 샤프트(122) 양 끝단에 장착된 스프라켓(123)은 동일 방향으로 회전하게 되며, 각 스프라켓(123)은 동일한 규격으로 이루어져 대향 배치된 각 그리퍼 프레임(110)의 양측 트랙(120)을 동일 속도로 회전시키게 되며, 트랙 구동 유닛(121)의 회전 방향에 따라 트랙(120)의 정방향 또는 역방향 무한궤도 회전이 발생하면서, 그리퍼(140)의 수직 프레임(112)간 대향 배치된 공간으로의 전진 또는 후진 작동이 이루어지게 된다.
또한, 도 5c에서 도시하는 바와 같이 트랙(120)은 다수의 링크 바디(1201)가 연결된 링크 체인으로 구성될 수 있으며, 각 링크 바디(1201)의 일측에는 링크 바디(1201)의 외측 가장자리를 따라 각각 돌출된 한 쌍의 제1 링크 연결부(1202)가 형성되고, 각 링크 바디(1201)의 타측에는 링크 바디(1201)의 중앙부로 제2 링크 연결부(1203)가 형성된다.
특정 링크 바디(1201)의 제2 링크 연결부(1203)가 이웃하여 배치되는 다른 링크 바디(1201)의 제1 링크 연결부(1202) 사이에 끼워지면서 서로 연결되며, 다수의 링크 바디(1201)가 연결되면서 폐곡선 형상의 트랙(120)을 형성하게 된다.
제1,2 링크 연결부(1202,1203)의 연결부에는 제1,2 링크 연결부(1202,1203)를 관통하도록 핀홀이 형성되며, 이웃하여 배치된 링크 바디(1201)의 제1 링크 연결부(1202)와 제2 링크 연결부(1203)의 핀홀에 체결핀이 삽입되면서 제1 링크 연결부(1202)에 끼워진 제2 링크 연결부(1203)를 고정하여, 링크 바디(1201)를 서로 연결하게 된다.
이때, 제1,2 링크 연결부(1202,1203)간 연결부는 일정 크기의 간극이 형성되어, 트랙(120)의 무한궤도 이동 중 링크 바디(1201)간 유동 발생에 의한 충격 흡수가 이루어질 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 수직 프레임(112)의 수평 프레임(111) 연결부 반대측 끝단에는 연장 프레임(113)이 형성되어, 그리퍼 프레임(110)이 ⊂자 형상을 이루도록 구성될 수 있으며, 적어도 하나의 이송 롤러(115)가 연장 프레임(113)의 돌출된 방향을 향하도록 장착된다.
연장 프레임(113)의 외측면을 따라 안착된 트랙(120)을 따라 그리퍼(140) 이동할 수 있으며, 그리퍼(140)에 클램핑된 전극판 소재(1b) 끝단의 클램핑 상태는 전극판 소재(1a,1b)간 연결 과정에서 전극판 소재(1b)의 연결부 절단 후에도 유지되어, 절단되어 분리되는 전극판 소재(1b) 자투리 끝단이 그리퍼(140)에 고정된다.
트랙(120)의 정방향 무한궤도 회전 운동에 의해 그리퍼(140)가 트랙(120)의 회전 방향을 따라 전진하면서 전극판 소재(1b) 자투리를 전극판 소재(1)간 연결부 반대측 방향으로 이송하게 되며, 클램핑 바 구동 유닛(143) 작동에 따라 그리퍼(140)로부터 전극판 소재(1b) 자투리 분리 배출 후, 트랙(120)의 역방향 무한궤도 회전 운동에 의해 그리퍼(140)가 트랙(120)을 따라 후진하여 원위치로 복귀함으로써, 전극판 소재(1b) 자투리와 전극판 소재(1)간 간섭에 의한 전극판 소재(1) 손상이나 공급 차질 발생을 방지한다.
이때, 그리퍼(140)가 무한궤도 운동하는 동일 트랙(120)상에 장착되도록 구성되어, 그리퍼(140)를 통한 연결될 전극판 소재(1b) 공급 및 전극판 소재(1b) 자투리 배출 작동이 트랙(120)의 회전 가동에 의해 연속적으로 이루어지게 되며, 이와 같은 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 구성은 소진된 릴(2a)의 자동 교체 및 전극판 소재(1a,1b) 자동 연결에 따른 전극판 소재(1)의 연속 공급 속도를 향상시킨다.
그리고 별도의 장치나 유닛의 부가 없이, 그리퍼(140)와 트랙(120)의 무한궤도 운동 구조를 통해 전극판 소재(1b)의 자투리를 이격 배출하도록 구성하여, 전극판 소재(1b) 공급 및 전극판 소재(1b)의 자투리 배출 구조를 일원화 함으로써, 그리퍼 컨베이어(100) 설비의 소형화를 이룰 수 있도록 한다.
또한, 상기 그리퍼 프레임(110)의 외측면에는 수직 프레임(112)과 수평 프레임(111)간 연결부를 포함하는 구간에 그리퍼 프레임(110)의 외측면 전부 또는 일부 폐쇄하는 이탈 방지 가이드(114)가 형성될 수 있으며, 트랙(120)의 무한궤도 운동 시 간섭이 발생하지 않도록 이탈 방지 가이드(114)는 가장자리 외측 표면과 일정 간격 이격되도록 배치된다.
이탈 방지 가이드(114)는 링크 체인으로 구성된 트랙(120)과 더불어 수평 프레임(111) 영역에서의 트랙(120)의 처짐 현상을 억제하여, 그리퍼 컨베이어(100) 작동에 의해 그리퍼(140)가 트랙(120)의 회전 방향을 따라 슬라이드 이동할 때 그리퍼(140)의 요동 발생을 방지하고, 수평 프레임(111)과 수직 프레임(112) 및 연장 프레임(113)간 트랙(120) 이송 방향 전환부에서 트랙(120)의 이탈 발생을 방지한다.
도 3 및 도 4에서 도시하는 바와 같이 각 그리퍼 컨베이어(100a,100b)의 대항 배치된 그리퍼 프레임(110) 사이 공간에는 전극판 소재(1)의 텐션을 조절하는 가이드 롤러(200)와, 소진된 전극판 소재(1a) 및 연결될 전극판 소재(1b)가 서로 연결되는 전극판 소재(1)간 연결부를 고정하는 기재 고정 장치(300)와, 전극판 소재(1)를 절단하는 커팅 장치(400)와, 전극판 소재(1a) 후단 및 전극판 소재(1b) 전단을 테이프로 고정하는 테이핑 장치(500)가 부가될 수 있다.
언와인더 장치(10b)에 장착된 릴(2b)로부터 풀려 공급된 전극판 소재(1b)는 소진된 릴(2a)에서 풀린 전극판 소재(1a)와 대향 배치된 후, 커팅 장치(400)에 의해 함께 절단되며, 커팅 장치(400)에 의해 절단된 소진된 릴(2a)의 전극판 소재(1a) 후단과 연결될 릴(2b)의 전극판 소재(1b) 전단은 테이핑 장치(500)를 통해 테이프로 고정되어, 릴(2a,2b)로부터 풀린 전극판 소재(1a,1b)간 연결부가 고정된다.
커팅 장치(400)와 테이핑 장치(500)는 각 그리퍼 컨베이어(100)의 대항 배치된 그리퍼 프레임(110) 사이 공간에 배치되며, 효율적인 공간 배치를 위하여 커팅 장치(400)는 일측 그리퍼 컨베이어(100)에 장착되고, 테이핑 장치(500)는 커팅 장치(400)가 장착된 그리퍼 컨베이어(100)와 대향 배치된 타측 그리퍼 컨베이어(100)에 장착되는 것이 바람직하다.
커팅 장치(400)는 전극판 소재(1)의 연결부에 근접 배치되며, 도 11에서 도시하는 바와 같이 전극판 소재(1)를 절단하는 블레이드를 전극판 소재(1)의 연결부와 접근하거나 또는 이격되는 방향으로 슬라이드 이동시키는 커터 구동 유닛(410)과, 블레이드의 전극판 소재(1) 접근 시, 전극판 소재(1)의 폭 방향으로 블레이드를 횡이동시켜 전극판 소재(1)의 연결부를 절단하는 블레이드 구동 유닛으로 구성된다.
또한, 테이핑 장치(500)는 도 12에서 도시하는 바와 같이 테이프가 장착되는 테이프 홀더(510)와, 테이프 홀더(510)로부터 풀린 테이프를 일정 길이로 절단하는 테이프 커터(520)와, 테이프 커터(520)에서 절단된 테이프를 이송하여 전극판 소재(1) 연결부와 대향 배치하는 테이프 컨베이어(530) 및 테이프 컨베이어(530)를 전극판 소재(1)의 연결부와 접근하거나 또는 이격되는 방향으로 슬라이딩 이동시킴으로써, 테이프 컨베이어(530)에 배치된 테이프로 전극판 소재(1)의 연결부를 접착 고정하고, 빈 테이프 컨베이어(530)를 원위치시키는 테이프 컨베이어 구동 유닛(540)으로 구성된다.
상기 테이프 컨베이어(530) 표면에는 테이프 흡착구(531)가 테이프 컨베이어(530)의 길이 방향을 따라 다수 형성되며, 테이프 흡착구(531)는 진공 펌프로 연결되어 진공 펌프 작동에 의해 형성된 테이프 흡착구(531)의 음압을 통해 테이프 컨베이어(530) 표면으로의 테이프의 접착면 반대측 표면 흡착 고정이 이루어지게 된다.
이에 따라 전극판 소재(1a,1b)간 절단된 연결부를 고정하기 위해 테이프 컨베이어 구동 유닛(540)을 통해 테이프 컨베이어(530)가 전극판 소재(1) 절단부에 접근하는 동안 테이프의 테이프 컨베이어(530) 표면 흡착 고정 상태가 유지될 수 있으며, 전극판 소재(1) 연결부의 테이프 접착 고정 완료 시 진공 펌프의 작동을 중단하여 테이프 흡착구(531)의 음압 상태를 해제하거나, 또는 테이프 흡착구(531)를 통해 공기를 토출하여 양압 상태를 형성하여 테이프와 테이프 컨베이어(530) 표면간 분리를 용이하게 할 수 있다.
테이프에 의한 전극판 소재(1) 연결부의 고정이 완료되면 테이프 컨베이어 구동 유닛(540)의 역방향 작동을 통해 테이프가 분리된 테이프 컨베이어(530)를 원위치시킨다.
상기 테이프 흡착구(531)는 일정한 간격으로 이격되어 형성되거나, 또는 특정 패턴이 일정하게 반복 형성되도록 배열됨으로써, 절단된 테이프 전면에 걸쳐 균일한 흡착력이 작용하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 테이프 컨베이어(530) 표면은 스폰지와 같이 다공성의 탄성 재질로 이루어질 수 있으며, 테이프 컨베이어 구동 유닛(540)이 전극판 소재(1) 연결부로 전진하여 테이프 컨베이어(530) 표면에 흡착된 테이프 접착이 이루어지는 과정에서 테이프 컨베이어(530)와 전극판 소재(1) 연결부에 발생하는 충격을 흡수함으로써, 전극판 소재(1) 연결부 손상 발생을 방지할 수 있다.
또한, 테이프 홀더(510)에는 테이프 홀더(510)에 장착된 테이프 직경 방향 표면과의 거리를 감지하여 테이프의 사용량 또는 테이프의 잔여량을 감지하는 테이프 감지 센서나, 테이프 홀더(510)로부터 테이프 커터(520)로 공급되는 테이프의 이송 상태를 감지하여 테이프의 장착 여부를 감지하는 테이프 장착 센서 중 선택되는 어느 하나, 또는 두 가지 센서가 모두 장착될 수 있다.
테이프 감지 센서 또는 테이프 장착 센서는 테이프 교체 시기나 테이프 소진 여부를 알림으로써, 테이프 미교체에 따른 전극판 소재(1a,1b)간 접착 공정 지연이나 중단 발생을 방지할 수 있도록 한다.
또한, 대향 배치된 각 그리퍼 컨베이어(100)에는 전극판 소재(1)의 절단 및 테이프 고정 과정에서 전극판 소재(1)의 연결부를 고정하는 한 쌍의 기재 고정 장치(300)가 부가될 수 있다.
그리퍼 컨베이어(100a,100b)에 장착된 각 기재 고정 장치(300a,300b)는 서로 대향하도록 배치되며, 도 10 및 도 14에서 도시하는 바와 같이 각 기재 고정 장치(300)에는 전극판 소재(1)의 연결부를 고정하는 고정 패드(310)와, 각 고정 패드(310)를 전극판 소재(1)와 접근하거나 또는 전극판 소재(1)로부터 이격되는 방향으로 각 고정 패드(310)를 슬라이드 이동시키는 고정 패드 구동 유닛(320)이 장착된다.
각 기재 고정 장치(300)의 고정 패드(310)는 전극판 소재(1)의 연결부 전단과 후단을 고정하거나 고정 해제할 수 있도록 전극판 소재(1)의 연결부 상부와 하부에 각각 위치하는 상부 고정 패드(3101)와 하부 고정 패드(3102)로 이루어지며, 고정 장치(300a,300b)의 고정 패드(310a,310b)는 전극판 소재(1)를 사이에 두고 서로 대향 배치되어, 상부 고정 패드(3101a,3101b)와 하부 고정 패드(3102a,3102b)가 전극판 소재(1a,1b)의 연결부 후단 및 전단을 각각 고정하거나 고정 해제하게 된다.
상기 커팅 장치(400)는 상부 고정 패드(3101)와 하부 고정 패드(3102) 사이에 배치되며, 커터 구동 유닛(410)의 작동에 의해 상부 고정 패드(3101)와 하부 고정 패드(3102) 사이에 형성된 공간을 통해 전극판 소재(1a,1b) 연결부 방향으로 슬라이드 이동하여, 상부 고정 패드(3101a,3101b)와 하부 고정 패드(3102a,3102b)로 고정된 전극판 소재(1a,1b)의 연결부 절단이 이루어진다.
또한, 고정 패드(310) 표면에는 다수의 기재 흡착구(311)가 형성되고, 기재 흡착구(311)에는 진공 펌프가 연결되어, 진공 펌프 작동에 의해 형성된 기재 흡착구(311)의 음압을 통해 고정 패드(310) 표면으로의 전극판 소재(1) 흡착 고정이 이루어지도록 구성될 수 있다.
이에 따라 대향 배치된 상부 고정 패드(3101a,3101b) 중 어느 하나의 상부 고정 패드(3101a,3101b)를 통해 전극판 소재(1a,1b)의 일측 표면을 흡착 고정하거나, 대향 배치된 하부 고정 패드(3102a,3102b) 중 어느 하나의 하부 고정 패드(3102a,3102b)를 통해 전극판 소재(1a,1b)의 일측 표면을 흡착 고정할 수 있도록 한다.
고정 패드(310)별 전극판 소재(1) 흡착 구조를 통해 전극판 소재(1)의 연속 공급을 위해 절단된 전극판 소재(1a,1b)에서 전극판 소재(1a)의 후단 및 전극판 소재(1b)의 절단된 자투리 부분과 같이 연결이 이루어지지 않는 부위를 전극판 소재(1) 연결부로부터 분리하거나, 테이프에 의해 고정되는 전극판 소재(1a,1b)의 반대측 표면을 고정할 수 있도록 한다.
또한, 각각의 상부 고정 패드(3101a,3101b)와 하부 고정 패드(3102a,3102b)에는 상부 고정 패드(3101)의 상승이나 하부 고정 패드(3102)의 하강 또는 상부 및 하부 고정 패드(3101,3102) 승강 이동을 통한 위치 제어를 가능하도록 하는 고정 패드 승강 유닛(330)이 장착될 수 있다.
고정 패드 승강 유닛(330)을 통해 전극판 소재(1a,1b)의 연결부를 테이프로 고정하기 위해 테이프 컨베이어(530)를 전극판 소재(1a,1b) 연결부로 접근하거나, 테이프 고정 완료 후 테이프 컨베이어(530)의 이격 작동 시, 상부 고정 패드(3101) 또는 하부 고정 패드(3102)를 상하 방향으로 이동시킴으로써, 고정 패드(310)와 테이핑 장치(500)간 간섭 발생을 방지할 수 있다.
이때, 테이프 컨베이어(530)에는 테이프 컨베이어(530)를 승강시키는 테이프 컨베이어 승강 유닛이 장착될 수 있으며, 테이핑 장치(500)로 전극판 소재(1) 절단부를 고정 연결 시, 상부 고정 패드(3101)와 하부 고정 패드(3102)의 상승이나 하강 또는 승하강 이동에 의해 형성된 공간 높이로 테이프 컨베이어(530)의 위치를 조정함으로써, 테이핑 장치(500)와 기재 고정 장치(300)가 장착되는 공간을 축소시켜 그리퍼 컨베이어(100)의 소형화를 가능하게 한다.
또한, 대향 배치된 각 그리퍼 컨베이어(100a,100b)의 상부와 하부에는 전극판 소재(1)의 절단 및 연결 고정 중 전극판 소재(1)의 텐션을 조절하는 가이드 롤러(200)가 각각 장착될 수 있다.
도 9 및 도 14에서 도시하는 바와 같이 각 가이드 롤러(200a,200b)에는 대향 배치된 테이프 컨베이어(530)와 접근하거나, 또는 대향 배치된 테이프 컨베이어(530)로부터 이격되는 방향으로 가이드 롤러(200a,200b)를 슬라이드 이동시키는 가이드 롤러 구동 유닛(210)이 장착되며, 가이드 롤러(200a,200b)의 슬라이드 이동 방향 제어에 따라 전극판 소재(1a,1b)에 가해지는 텐션을 조절할 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법은 전극판 소재 끝단 고정 단계, 전극판 소재 대향 배치 단계, 전극판 소재 연결 단계, 릴 교체 단계로 이루어지며, 각 단계의 진행에 대한 상세한 내용은 다음과 같다.
전극판 소재 끝단 고정 단계에서는 언와인더 장치(10b)의 전극판 소재(1b) 공급 방향 회전에 의해, 새 릴(2b)에서 풀리기 시작한 전극판 소재(1b) 끝단을 센서로 감지한다.
전극판 소재(1b) 끝단 감지 시, 도 7에서 도시하는 바와 같이 전극판 소재(1b) 끝단이 그리퍼(140)의 클램핑 바디(141)와 클램핑 바(142) 사이의 공간으로 삽입된다.
도 8에서 도시하는 바와 같이 클램핑 바 구동 유닛(143)의 작동에 의해 클램핑 바(142)가 클램핑 바디(141)로 접근하면서 클램핑 바디(141)와 클램핑 바(142) 사이에 삽입된 전극판 소재(1b) 끝단의 클램핑이 이루어지며, 전극판 소재(1b) 끝단의 클램핑이 완료되면 트랙 구동 유닛(121)이 가동되어 트랙(120)의 정방향 회전이 발생하게 된다.
이에 따라 트랙(120)상에 장착된 그리퍼(140)가 그리퍼 프레임(110)을 따라 대향 배치된 그러퍼 컨베이어(100a) 방향으로 슬라이드 이동하면서 전진하게 되며, 수평 프레임(111)으로부터 수직 프레임(112) 상단부로 이동하는 그리퍼(140)에 클램핑된 전극판 소재(1b) 끝단이 전극판 소재(1a)와의 연결부 대향 배치가 이루어진다.
그리퍼(140)의 이동에 의한 전극판 소재(1b) 끝단 이송 시, 전극판 소재(1b) 표면이 이송 롤러(115) 표면에 의해 지지되면서 수평 프레임(111) 방향으로부터 수직 프레임(112) 방향으로 전극판 소재(1b)의 이송 방향이 전환되며, 전극판 소재(1b)의 이송 중 이송 롤러(115)의 피동 회전이 이루어지면서 전극판 소재(1b)의 손상 발생을 방지하게 된다.
전극판 소재 고정 단계에서는 그리퍼 컨베이어(100a,100b)의 작동 정지 상태에서 그리퍼 컨베이어(100a,100b)에 의해 근접 대향 배치된 전극판 소재(1a,1b)를 기재 고정 장치(300a,300b)로 고정시킨다.
가이드 롤러 구동 유닛(210)을 통해 양측 그리퍼 컨베이어(100a,100b)의 가이드 롤러(200a,200b)가 대향 배치된 전극판 소재(1a,1b)로 접근하면서 전극판 소재(1a,1b)에 각각 텐션을 가하여 연결부가 펼쳐지고, 도 15a에서 도시하는 바와 같이 고정 패드 구동 유닛(320)의 작동에 의해 상부 고정 패드(3101a,3101b)와 하부 고정 패드(3102a,3102b)가 전극판 소재(1a,1b)로 접근하게 된다.
상부 고정 패드(3101a)와 하부 고정 패드(3102a)가 전극판 소재(1a) 표면에 접촉하고, 상부 고정 패드(3101b)와 하부 고정 패드(3102b)가 전극판 소재(1b) 표면에 접촉하면 고정 패드 구동 유닛(320)의 작동을 정지하고, 진공 펌프를 작동시켜 각 고정 패드(310a,310b)의 기재 흡착구(311)에 음압을 형성함으로써, 전극판 소재(1a,1b)의 연결부 상하를 고정시킨다.
이후 전극판 소재(1a,1b) 절단 과정이 진행되며, 도 15b에서 도시하는 바와 같이 커터 구동 유닛(410)의 작동에 의해 커팅 장치(400)가 전극판 소재(1a,1b)의 연결부로 슬라이드 이동하여 접근하게 되고, 커팅 장치(400)의 블레이드가 전극판 소재(1a,1b) 연결부에 도달하면 커터 구동 유닛(410)의 작동을 정지하여 커팅 장치(400)의 슬라이드 이동을 정지시킨다.
도 15c에서 도시하는 바와 같이 커팅 장치(400)가 정지하면 블레이드 구동 유닛의 작동을 통해 블레이드를 전극판 소재(1) 폭 방향으로 횡이동시켜 전극판 소재(1a,1b)의 연결부를 절단하게 되며, 전극판 소재(1) 절단이 완료되면 커터 구동 유닛(410)의 역방향 작동을 통해 커팅 장치(400)를 후진하여 원위치로 복귀시킨다.
커팅 장치(400)의 복귀가 완료되면, 도 15d 및 15e에서 도시하는 바와 같이 하부 고정 패드(3102a)와 상부 고정 패드(3101b)를 후진하여 전극판 소재(1) 연결부로부터 전극판 소재(1a)의 절단된 후단 및 전극판 소재(1b)의 절단된 끝단 자투리를 전극판 소재(1) 연결부로부터 이격시킨다.
하부 고정 패드(3102a)에 연결된 진공 펌프를 정지시켜 절단된 전극판 소재(1a) 후단을 하부 고정 패드(3102a)로부터 분리한 이후, 도 15f 및 15g에서 도시하는 바와 같이 하부 고정 패드(3102a)가 전진하여 전극판 소재(1b)와 접촉하면, 하부 고정 패드(3102a)와 연결된 진공 펌프를 작동시키고, 하부 고정 패드(3102b)와 연결된 진공 펌프를 정지시킨 다음 하부 고정 패드(3102b)를 후진시켜, 상부 고정 패드(3101a)와 하부 고정 패드(3102b)로 절단된 전극판 소재(1a) 후단과 전극판 소재(1b) 전단을 각각 고정하게 되며, 전극판 소재(1a,1b)의 절단부가 서로 연결된 상태를 유지하게 된다.
이때, 상부 고정 패드(3101b)에 연결된 진공 펌프를 정지시켜 전극판 소재(1b) 끝단 자투리를 상부 고정 패드(3101b)로부터 분리하게 되며, 트랙 구동 유닛(121)이 가동하여 그리퍼(140)의 전진이 이루어져 그리퍼(140)에 클램핑된 상태를 유지하는 전극판 소재(1b) 끝단 자투리가 연장 프레임(113)상에 안착된 트랙(120)을 따라 이동하면서 전극판 소재(1) 연결부로부터 이격된다.
이를 통해 전극판 소재(1b)의 절단된 끝단 자투리와 연결이 완료된 전극판 소재(1)간 간섭 발생에 의해 전극판 소재(1)의 손상 발생을 방지하게 되며, 이후 클램핑 바 구동 유닛(143)의 역방향 작동에 의해 클램핑 바(142)가 클램핑 바디(141)로부터 이격되면서 클램핑 바디(141)와 클램핑 바(142) 사이에 클램핑된 전극판 소재(1b) 끝단 자투리가 고정 해제되면서 배출된다.
이어지는 테이프 접착 준비 과정에서는 테이프 홀더(510)에 고정된 테이프 끝단을 테이프 커터(520)로 공급하여 테이프를 일정 길이로 절단하고, 절단된 테이프의 접착면 반대측 표면이 테이프 컨베이어(530)의 테이프 흡착구(531)와 연결된 진공 펌프의 작동에 의해 테이프 컨베이어(530)에 흡착된 상태로 테이프 커터(520) 위치로부터 테이프 커터(520) 반대측 방향으로 테이프 컨베이어(530)의 길이 방향을 따라 이송되면서 테이프 컨베이어(530) 표면상에 배치된 테이프를 전극판 소재(1a,1b)가 서로 연결된 절단부와 대향 배치하도록 한다.
테이프와 전극판 소재(1a,1b) 절단부간 대향 배치가 완료되면 테이프 컨베이어(530)에 의한 테이프 이송이 정지되고, 테이프 컨베이어 구동 유닛(540)의 작동에 의해 테이프 컨베이어(530)가 전극판 소재(1a,1b) 방향으로 전진하여 전극판 소재(1a,1b) 절단부의 테이프 접착이 이루어진다.
이때, 도 15h에서 도시하는 바와 같이 고정 패드 승강 유닛(330)의 작동에 의해 테이프 컨베이어(530)가 장착된 방향의 상부 고정 패드(3101b)와 하부 고정 패드(3102b)가 각각 상승 및 하강 이동할 수 있으며, 전극판 소재(1a,1b)를 고정하는 상부 고정 패드(3101a)와 하부 고정 패드(3102a)의 고정 패드 승강 유닛(330)은 정지 상태를 유지한다.
또한, 그리퍼 컨베이어(100)내 배치 공간 효율성을 높이기 위하여 테이프 컨베이어(530)의 위치가 전극판 소재(1a,1b)의 절단부 연결 높이보다 높거나 낮은 위치에 형성될 수 있는데, 상부 고정 패드(3101b)와 하부 고정 패드(3102b)의 승하강 이동 시 테이프 컨베이어 승강 유닛의 작동을 통해 테이프 컨베이어(530)의 높이를 제어하여 전극판 소재(1a,1b)의 절단부 연결 높이와 일치시킬 수 있다.
도 15i 및 15j에서 도시하는 바와 같이 테이프 접착이 완료되면 테이프 흡착구(531)에 연결된 진공 펌프 정지 및 테이프 컨베이어(530)의 후진이 이루어지며, 테이프 컨베이어 승강 유닛의 역방향 작동에 의한 테이프 컨베이어(530)가 원위치로 복귀한다.
도 5b, 도 7 및 도 8에서는 언와인더 장치(10b)에서 풀린 전극판 소재(1b) 끝단을 클램핑하기 위한 그리퍼(140) 위치와, 전극판 소재(1) 연결 완료 후 전극판 소재(1b) 자투리를 배출하기 위한 그리퍼(140) 위치를 각각 굵은 선도와 파선으로 도시한다.
전극판 소재 고정 해제 과정에서는 상부 고정 패드(3101a)와 하부 고정 패드(3102a)에 연결된 진공 펌프를 정지하여 고정 패드(310a)로부터 흡착 고정된 전극판 소재(1)의 고정 상태를 해제하여 분리하고, 고정 패드(310a) 및 가이드 롤러(200b)을 후진시킨 다음, 언와인더 장치(10b)를 가동시켜 전극판 소재(1)의 연속 공급을 수행하게 된다.
릴 교체 단계에서는 언와인더 장치(10a)로부터 소진된 릴(2a)을 탈거하고, 새 릴(2)을 장착하여 차회 전극판 소재(1) 공급 및 연결을 준비함으로써 릴(2)의 자동 교체가 완료된다.
본 명세서 및 도면에서는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치의 구성 및 작동 방법을 쉽게 이해할 수 있도록 소진된 릴(2a)과 연결될 릴(2b)을 기준으로 릴의 자동 교체 장치에 대하여 설명하고 있으나, 전극판 소재(1) 소진 시, 양측에 대향 배치된 언와인더 장치(10)로부터 릴(2)을 교대로 풀어 공급함으로써, 릴(2)의 교체에 따른 전극판 소재(1)의 연속 공급이 이루어지는 본 발명의 특성상 소진된 릴(2a)과 연결될 릴(2b)의 위치 변경이 교대로 이루어지게 된다.
따라서 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치의 구성 및 작동 방향을 나타내도록 도면 부호 후단에 부가된 a와 b는 전극판 소재(1)의 소진에 따른 릴(2) 교체에 따라 서로 뒤바뀌게 되며, 이때 방향이 구분되어 기재되지 않은 커팅 장치(400)와 테이핑 장치(500)의 장착된 위치는 변경되지 않는 것으로 이해하여야 한다.
상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 이차 전지 전극판 소재(1)가 감긴 릴(2)을 풀어 공급하는 한 쌍의 언와인더 장치(10)별로 서로 대향하도록 일정 간격 이격되어 배치되는 한 쌍의 그리퍼 컨베이어(100)가 각각 장착되어, 양측 언와인더 장치(10)에서 각각 풀린 전극판 소재(1)를 교대로 연결하여 연속 공급하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치에 있어서,
    지면과 수평을 이루도록 배치되는 수평 프레임(111)과, 수평 프레임(111)의 일측 끝단에서 수직 상방으로 형성된 수직 프레임(112)으로 구성되며, 각 그리퍼 컨베이어(100)의 릴(2) 폭 방향 양끝단 외측에 위치하도록 일정 간격 이격 배치되는 한 쌍의 그리퍼 프레임(110);
    릴(2) 폭 방향을 따라 이격 배치된 그리퍼 프레임(110) 사이에 회전 가능하도록 장착되며, 언와인더 장치(10)에 의해 풀린 전극판 소재(1)를 수평 프레임(111)에서 수직 프레임(112)으로 방향을 전환하도록 적어도 수직 프레임(112)의 상하측 및 수평 프레임(111)의 1개소를 포함하는 위치에 장착되는 복수의 이송 롤러(115);
    그리퍼 프레임(110)의 외측면을 따라 폐곡선 형상을 이루도록 안착되는 트랙(120);
    트랙(120)을 정방향 또는 역방향으로 무한궤도 운동시키는 트랙 구동 유닛(121);
    트랙(120)상에 장착되어 트랙 구동 유닛(121)의 작동에 의해 수평 프레임(112)과 수직 프레임(111)을 따라 이동하며, 언와인더 장치(10)에서 풀린 전극판 소재(1) 끝단을 클램핑하여 클램핑된 전극판 소재(1) 끝단을 양측 그리퍼 컨베이어(100)의 수직 프레임(112)간 대향 배치된 공간으로 공급하는 그리퍼(140);
    로 구성된 그리퍼 컨베이어(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트랙(120)은 다수의 링크 바디(1201)가 연결된 링크 체인으로 이루어지며, 양측 끝단에 스프라켓(sprocket,123)이 장착된 구동 샤프트(122)가 이격 배치된 한 쌍의 그리퍼 프레임(110)에 장착된 트랙(120)에 각각 연결되어, 트랙 구동 유닛(121) 가동 시 양측 그리퍼 프레임(110)의 트랙(120)이 동일 속도 및 방향으로 무한궤도 운동하는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 그리퍼(140)는
    양측 끝단이 이격 배치된 각 그리퍼 프레임(110)의 트랙(120)에 각각 고정되는 클램핑 바디(141);
    클램핑 바디(141)와 평행을 이루도록 배치되는 클램핑 바(142);
    클램핑 바디(141)와 클램핑 바(142)를 서로 연결하며, 클램핑 바(142)를 클램핑 바디(141)에 접근 또는 이격시키는 클램핑 바 구동 유닛(143);
    으로 구성되어, 그리퍼(140)를 통한 전극판 소재(1) 끝단의 클램핑 또는 고정 해제가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수직 프레임(112)의 수평 프레임(111) 연결부 반대측 끝단에는 그리퍼 프레임(110)이 ⊂자 형상을 이루도록 연장 프레임(113)이 형성되고, 적어도 하나의 이송 롤러(115)가 연장 프레임(113)의 돌출된 방향을 향하도록 장착되되,
    트랙 구동 유닛(121)의 작동에 의해 그리퍼(140)가 연장 프레임(113)에 안착된 트랙(120)을 따라 이동하면서 분리된 전극판 소재(1) 절단된 끝단을 전극판 소재(1)간 연결부 반대측 방향으로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 그리퍼 프레임(110)의 외측면의 수직 프레임(112)과 수평 프레임(111)간 연결부를 포함하는 구간을 전부 또는 일부 폐쇄하여, 무한궤도 운동하는 트랙(120)의 요동이나 처짐 현상 또는 이탈 발생을 방지하는 이탈 방지 가이드(114)가 장착되는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 선택되는 어느 하나의 항에 있어서,
    각 그리퍼 컨베이어(100)의 대항 배치된 그리퍼 프레임(110) 사이 공간에는
    전극판 소재(1)의 연결부를 고정하는 기재 고정 장치(300);
    전극판 소재(1) 연결부를 절단하는 커팅 장치(400);
    소진된 릴(2a)의 전극판 소재(1a) 후단과 공급된 릴(2b)의 전극판 소재(1b) 전단을 테이프로 고정하는 테이핑 장치(500);
    가 부가되는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    각 그리퍼 컨베이어(100)의 대항 배치된 그리퍼 프레임(110) 사이 공간의 상부와 하부에는 전극판 소재(1)의 공급 또는 릴(2) 교체에 따른 전극판 소재(1)의 절단 및 연결 고정 중 전극판 소재(1)의 텐션을 조절하는 가이드 롤러(200)가 각각 배치되며, 각 가이드 롤러(200)에는 가이드 롤러(200)를 대향 배치된 그리퍼 컨베이어(100)와 접근하거나 또는 이격되는 방향으로의 슬라이드 이동시키는 가이드 롤러 구동 유닛(210)이 장착되는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    각 그리퍼 컨베이어(100)의 대항 배치된 그리퍼 프레임(110) 사이 공간의 상부와 하부에는 기재 고정 장치(300)의 고정 패드(310)가 각각 배치되며, 각 고정 패드(310)에는 고정 패드 구동 유닛(320)이 장착되어, 대향 배치된 그리퍼 컨베이어(100)와 접근하거나 또는 이격되는 방향으로 고정 패드(310)를 슬라이드 이동시킴으로써, 전극판 소재(1)의 연결부 전단 및 후단의 일측 또는 양측 표면의 고정이나 고정 해제가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    전극판 소재(1)를 고정하는 고정 패드(310) 표면에는 다수의 기재 흡착구(311)가 형성되며, 기재 흡착구(311)는 진공 펌프와 연결되어, 진공 펌프 작동에 의해 형성된 기재 흡착구(311)의 음압에 의해 전극판 소재(1)의 고정 패드(310) 표면으로의 흡착 고정이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치.
  10. 이차 전지 전극판 소재(1)가 감긴 릴(2)을 풀어 공급하고 서로 대향하게 배치된 한 쌍의 언와인더 장치(10)별로 장착되며, 소진된 릴(2a)로부터 풀린 전극판 소재(1a)와 새 릴(2b)로부터 풀린 전극판 소재(1b)를 서로 연결하여, 전극판 소재(1)를 연속 공급하는 그리퍼 컨베이어(100)를 포함하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법에 있어서,
    상기 그리퍼 컨베이어(100)는 지면과 수평을 이루도록 배치되는 수평 프레임(111) 및 수평 프레임(111)의 일측 끝단에서 수직 상방으로 형성된 수직 프레임(112)으로 구성되고, 각 그리퍼 컨베이어(100)의 릴(2) 폭 방향 양끝단 외측에 위치하도록 릴(2) 폭 방향을 따라 일정 간격 이격 배치된 한 쌍의 그리퍼 프레임(110)과, 이격 배치된 그리퍼 프레임(110) 사이에 회전 가능하도록 장착되며, 수평 프레임(111)에서 수직 프레임(112)으로의 전극판 소재(1) 방향 전환이 이루어지도록 적어도 수직 프레임(112)의 상하측 및 수평 프레임(111)의 1개소를 포함하는 위치에 장착되는 복수의 이송 롤러(115)와, 그리퍼 프레임(110)의 외측면을 따라 폐곡선 형상을 이루도록 안착되는 트랙(120)과, 트랙(120)을 정방향 또는 역방향으로 무한궤도 운동시키는 트랙 구동 유닛(121) 및, 트랙(120)상에 장착되어 트랙 구동 유닛(121)의 작동에 의해 수평 프레임(112)과 수직 프레임(111)을 따라 이동하며, 언와인더 장치(10)에서 풀린 전극판 소재(1) 끝단을 클램핑하는 그리퍼(140)로 구성되며,
    새 릴(2b)에서 풀린 전극판 소재(1b) 끝단을 그리퍼(140)로 클램핑하는 전극판 소재 끝단 고정 단계;
    트랙 구동 유닛(121)을 가동하여 전극판 소재(1b) 끝단이 고정된 그리퍼(140)가 트랙(120)을 따라 수평 프레임(111)으로부터 수직 프레임(112) 방향으로 이동하면서, 양측 그리퍼 컨베이어(100)의 수직 프레임(112)간 대향부에서 소진된 릴(2a)에서 풀린 전극판 소재(1a)와 전극판 소재(1b) 끝단간 근접 배치가 이루어지는 전극판 소재 대향 배치 단계;
    그리퍼(140)로부터 전극판 소재(1b) 끝단의 고정 해제 후, 소진된 릴(2a)의 전극판 소재(1a) 후단과 공급된 새 릴(2b)의 전극판 소재(1b) 전단을 서로 연결하는 전극판 소재 연결 단계;
    언와인더 장치(10)로부터 소진된 릴(2a)을 탈거하고, 새 릴(2)을 장착하는 릴 교체 단계;
    로 구성되어, 대향 배치된 양측 언와인더 장치(10)에서 소진된 릴(2a)의 자동 교체 공정이 그리퍼 컨베이어(100)에 의해 교대로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 트랙(120)은 다수의 링크 바디(1201)가 연결된 링크 체인으로 이루어지며, 양측 끝단에 스프라켓(123)이 장착된 구동 샤프트(122)가 이격 배치된 한 쌍의 그리퍼 프레임(110)에 장착된 트랙(120)에 각각 연결되어, 전극판 소재 대향 배치 단계에서 트랙 구동 유닛(121) 가동 시 양측 그리퍼 프레임(110)의 트랙(120)이 동일 속도 및 방향으로 무한궤도 운동하는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 그리퍼(140)는 양측 끝단이 이격 배치된 각 그리퍼 프레임(110)의 트랙(120)에 각각 고정되는 클램핑 바디(141)와, 클램핑 바디(141)와 평행을 이루도록 배치되는 클램핑 바(142)와, 클램핑 바디(141) 및 클램핑 바(142)를 서로 연결하며, 클램핑 바(142)를 클램핑 바디(141)에 접근 또는 이격시키는 클램핑 바 구동 유닛(143)으로 구성되어,
    전극판 소재 끝단 고정 단계에서 그리퍼(140)를 통한 전극판 소재(1b) 끝단의 클램핑이 이루어지고, 전극판 소재 연결 단계에서 그리퍼(140)로부터 전극판 소재(1b) 끝단의 고정 해제가 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 수직 프레임(112)의 수평 프레임(111) 연결부 반대측 끝단에는 그리퍼 프레임(110)이 ⊂자 형상을 이루도록 연장 프레임(113)이 형성되고, 적어도 하나의 이송 롤러(115)가 연장 프레임(113)의 돌출된 방향을 향하도록 장착되며,
    전극판 소재 연결 단계에서 소진된 릴(2a)의 전극판 소재(1a) 후단과 공급된 릴(2b)의 전극판 소재(1b) 전단 연결 후, 소진된 릴(2a)의 남은 전극판 소재(1a)의 절단된 끝단이 트랙 구동 유닛(121) 작동에 의해 그리퍼(140)가 연장 프레임(113)을 따라 전극판 소재(1a,1b)간 연결부 반대측 방향으로 이동하면서 배출되는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 선택되는 어느 하나의 항에 있어서,
    전극판 소재 연결 단계는 기재 고정 장치(300)를 통해 소진된 릴(2a)과 공급된 릴(2b)의 전극판 소재(1a,1b)간 연결부를 고정하는 과정과, 커팅 장치(400)를 통해 전극판 소재(1)를 절단하는 과정 및 테이핑 장치(500)를 통해 소진된 릴(2a)의 전극판 소재(1a) 후단과 공급된 릴(2b)의 전극판 소재(1b) 전단을 테이프로 고정하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    각 그리퍼 컨베이어(100)의 대항 배치된 그리퍼 프레임(110) 사이 공간의 상부와 하부에는 가이드 롤러(200)가 각각 배치되며, 각 가이드 롤러(200)에는 가이드 롤러(200)를 대향 배치된 그리퍼 컨베이어(100)와 접근하거나 또는 이격되는 방향으로의 슬라이드 이동시키는 가이드 롤러 구동 유닛(210)이 장착되어,
    전극판 소재 연결 단계에서 전극판 소재(1)의 공급 또는 릴(2) 교체에 따른 전극판 소재(1)의 절단 및 연결 고정 중 전극판 소재(1)의 텐션 조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법.
PCT/KR2022/019930 2022-01-10 2022-12-08 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법 WO2023132494A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2022-0003203 2022-01-10
KR1020220003203A KR102477823B1 (ko) 2022-01-10 2022-01-10 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023132494A1 true WO2023132494A1 (ko) 2023-07-13

Family

ID=84439600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/019930 WO2023132494A1 (ko) 2022-01-10 2022-12-08 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102477823B1 (ko)
WO (1) WO2023132494A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102628807B1 (ko) * 2023-08-14 2024-01-24 세종기술 주식회사 2차전지용 이형지가 없는 테이프 연결장치

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101479724B1 (ko) * 2013-11-25 2015-01-08 유일에너테크(주) 2차 전지 전극용 고속 생산 시스템
KR20170054829A (ko) * 2015-11-10 2017-05-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 권취 설비의 자재 교환 장치
KR101857396B1 (ko) * 2017-09-29 2018-05-11 정연길 2차 전지용 전극 생산 시스템
JP2020068773A (ja) * 2018-10-26 2020-05-07 炭プラスラボ株式会社 乳酸菌生産物質含有組成物、エクオール生成方法および乳酸菌生産物質含有組成物の製造方法
KR20210048957A (ko) * 2019-10-24 2021-05-04 삼성에스디아이 주식회사 2차 전지용 자재의 자동 교환 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101819729B1 (ko) 2016-10-20 2018-03-02 유일에너테크(주) 2차 전지용 전극 생산 시스템
KR102104914B1 (ko) 2018-10-15 2020-04-27 삼성전자주식회사 롤 교체 장치
KR20220122076A (ko) * 2021-02-26 2022-09-02 에스케이온 주식회사 공급소재 자동교체장치 및 자동교체방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101479724B1 (ko) * 2013-11-25 2015-01-08 유일에너테크(주) 2차 전지 전극용 고속 생산 시스템
KR20170054829A (ko) * 2015-11-10 2017-05-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 권취 설비의 자재 교환 장치
KR101857396B1 (ko) * 2017-09-29 2018-05-11 정연길 2차 전지용 전극 생산 시스템
JP2020068773A (ja) * 2018-10-26 2020-05-07 炭プラスラボ株式会社 乳酸菌生産物質含有組成物、エクオール生成方法および乳酸菌生産物質含有組成物の製造方法
KR20210048957A (ko) * 2019-10-24 2021-05-04 삼성에스디아이 주식회사 2차 전지용 자재의 자동 교환 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102477823B1 (ko) 2022-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020222529A1 (ko) 전지셀의 사이드 테이핑 장치
WO2023132494A1 (ko) 전극판 소재를 공급하는 릴의 자동 교체 장치 및 이를 이용한 전극판 소재 자동 교체 방법
WO2020045772A1 (ko) 2차 전지용 전극 생산 시스템
WO2020159293A1 (ko) 전극 적층 로더장치 및 이를 구비한 전극 적층 시스템
WO2020199288A1 (zh) 自助式智能移动设备贴膜机
WO2023132496A1 (ko) 전극판 소재 릴의 자동 교체 시스템 및 이를 이용한 전극판 소재 릴 자동 교체 방법
WO2023132495A1 (ko) 전극판 소재 공급 릴의 자동 교체를 위한 전극판 끝단 이음 장치 및 이를 이용한 전극판 끝단 이음 방법
WO2022039411A1 (ko) 이차 전지용 셀 스택 제조 장치
WO2022085807A1 (ko) 보호필름 부착장치
WO2020017684A1 (ko) 필름 타발 장치 및 방법
WO2020159295A1 (ko) 전극 적층 장치 및 이를 구비한 전극 적층 시스템
WO2018190472A1 (ko) 부품 실장기용 테이프 박리기 및 박리 방법
WO2022039413A1 (ko) 노칭 기능이 구비된 이차 전지용 셀 스택 제조 장치
WO2022014753A1 (ko) 이차전지 스텍킹 장비
WO2013042906A2 (ko) Fpc에 부재플레이트를 부착하기 위한 부재플레이트 부착장치 및 이에 이용되는 부재플레이트 분리 유닛과 프레스 유닛
WO2020256251A1 (ko) 대상체 공급 방법
KR102579466B1 (ko) 이차전지용 필름형 자재 자동 교환장치
WO2022260250A1 (ko) 마스크 포장 시스템
WO2021145556A1 (ko) 리와인딩 시스템
WO2022039414A1 (ko) 노칭 기능이 구비된 이차 전지용 셀 스택 제조 장치
WO2023195680A1 (ko) 배터리 셀의 필름 부착 장치
WO2024049133A1 (ko) 전극 기재의 절단 장치
WO2023003248A1 (ko) 전극 시트 노칭 장치 및 노칭 방법
WO2022014933A1 (ko) 테이프 제거 장치
CN106657482B (zh) 贴辅料设备

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22919031

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1