KR101849421B1 - 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부에 안착 공간이 형성되는 캐리어; 상기 캐리어의 상부에 배터리 셀을 안착시키는 제1 이송 유닛; 상기 캐리어의 양 측면 상으로 이형지에 부착된 절연 테이프를 공급하는 절연 테이프 공급 유닛; 상기 공급된 절연 테이프를 이형지와 분리하는 절연 테이프 박리 유닛; 상기 박리된 절연 테이프의 일부를 상기 캐리어에 안착된 배터리 셀의 상부에 가접시키는 절연 테이프 가접 유닛; 상기 절연 테이프가 가접된 배터리 셀을 지그의 상부로 이송하는 제2 이송 유닛; 및 상기 지그의 측면 상에 설치되어 상기 배터리 셀에 상기 절연 테이프를 부착시키는 절연 테이프 부착 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 배터리 셀에 절연 테이프를 부착하는 것을 작업자의 수작업이 아닌 자동 부착 장치에 의해 수행함으로써, 작업 시간을 단축시켜 작업 능률을 향상시킴과 동시에 배터리 셀에 부착되는 절연 테이프의 부착 불량을 방지하는 효과가 있다.

Description

배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치 {INSULATIING TAPE AUTOMATIC ATTACHING MACHINES OF BATTERY CELL}

본 발명은 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 셀에 절연 테이프를 부착하는 것을 작업자의 수작업이 아닌 자동 부착 장치에 의해 수행함으로써, 작업 시간을 단축시켜 작업 능률을 향상시킴과 동시에 배터리 셀에 부착되는 절연 테이프의 부착 불량을 방지하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치에 관한 것이다.

근래 전기자동차용 전원으로까지 그 사용범위가 확대되고 있는 이차 배터리는, 보다 경제적이며 고출력을 낼 수 있도록 그 기술이 진보하고 있다. 이러한 이차 배터리에는 니켈 카드뮴 배터리, 니켈 수소 배터리, 리튬 배터리, 리튬 이온 이차 배터리 등 많은 종류가 있다.

상기한 이차 배터리 중 파우치형 이차 배터리는, 양극탭이 연결되어 있는 양극판, 음극탭이 연결되어 있는 음극판, 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 양극판과 음극판을 이격시키는 세퍼레이터, 상기 양극판과 음극판 및 세퍼레이터를 수용하고 외부에 대해 밀폐되는 알루미늄 파우치와 및 상기 파우치에 충진되는 전해질(electrolyte)로 이루어진다.

도 1에 상기한 파우치형 이차 배터리(11)를 도시하였다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 파우치형 이차 배터리(11)는 대략 사각 판의 형태를 취하며 그 상단부에 전극탭(15)을 갖는다. 상기 전극탭(15)은 버스바를 통해 다른 이차 배터리(11)와 연결된다. 상기 이차 배터리(11)에 있어서 전극 조립체 및 전해질을 밀폐 수용하는 파우치(13)는 그 테두리부가 융착되어 내부의 전해질이 누출되지 않도록 설계된다. 도면부호 13a가 융착부이다.

한편, 상기한 구조를 갖는 이차 배터리(11)를 이용해 배터리 모듈을 구성하기 위해서는, 각각의 이차 배터리(11)를 배터리 팩(미도시) 내부에 다단 적재한 후, 버스바(bus-bar)를 이용해 전극탭(15)을 연결한다. 상기 팩은 다단으로 적층된 이차 배터리(11)를 수용하는 스테인레스로 제작된 박스형 케이스이다.

그런데 상기한 배터리 모듈은, 이차 배터리의 전기가 팩으로 누설되어 전기적 쇼트를 발생시킬 수 있다는 문제를 갖는다. 이차 배터리에서 발생하는 전기가 전극탭(15)을 통해 정상적인 공급라인을 거쳐 공급되어야 하지만, 융착부(13a)의 실링 불량이나 전해액 누설 또는 파우치 소재의 불량 등의 이유로, 이차 배터리(11)의 전기가 알루미늄 파우치(13)로부터 배터리 팩으로 흐를 수 있는 것이다. 실제로 상기한 쇼트의 원인으로 배터리 모듈의 화재가 종종 발생하고 있다.

상기한 쇼트의 발생을 차단하기 위해서는, 이차 배터리(11)와 배터리 팩의 내벽 면을 상호 간에 절연시키면 된다. 이차 배터리(11)와 배터리 팩이 절연되면, 비록 실링이 불량하거나 전해액 누설 또는 파우치의 소재가 불량하더라도, 일단 쇼트가 발생하지 않으므로 화재를 예방할 수 있다.

종래에 상기 이차전지(11)를 절연하기 위한 절연수단으로서 절연 테이프가 사용되어 왔다.

도 2에 절연 테이프(17)가 적용된 이차 배터리(11)를 도시하였다.

도시한 바와 같이, 이차 배터리(11)의 양측 융착부(13a)에 절연 테이프(17)가 부착되어 있다. 상기 절연테이프(17)는 이차 배터리(11) 양측부의 융착부(13a)를 완전히 감싸 이차 배터리(11)를 배터리 팩으로부터 절연시킨다. 상기 절연 테이프(17)는 일정 폭을 가지며 절연성이 있는 접착식 테이프이다.

상기한 절연 테이프(17)를 융착부(13a)에 접착시키기 위한 방법으로, 종래에는 작업자가 절연 테이프(17)를 손으로 직접 적정 길이만큼 잘라 융착부(13a)에 대고 접착시키는 방식을 취해왔다.

상기와 같이 절연 테이프(17)의 테이핑을 수작업으로 진행하므로, 작업에 시간이 매우 많이 소요됨은 물론 작업 피로가 매우 심하고, 특히 절연 테이프(17)의 접착이 불량할 수 있게 되는 문제점이 있었다. 또한, 절연 테이프(17)를 융착부(13a)의 길이만큼 정확히 자르지 못하고 가령 짧게 자를 경우, 절연 테이프(17)가 융착부(13a)를 완전히 커버하지 못하여 테이핑을 다시 해야 한다. 반대로 절연 테이프(17)를 너무 길게 자르면 접착 후 남는 부분을 잘라내야 한다. 따라서, 절연 테이프(17)의 낭비는 물론 작업공정이 늘어나게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배터리 셀에 절연 테이프를 부착하는 것을 작업자의 수작업이 아닌 자동 부착 장치에 의해 수행함으로써, 작업 시간을 단축시켜 작업 능률을 향상시킴과 동시에 배터리 셀에 부착되는 절연 테이프의 부착 불량을 방지하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 상부에 안착 공간이 형성되는 캐리어; 상기 캐리어의 상부에 배터리 셀을 안착시키는 제1 이송 유닛; 상기 캐리어의 양 측면 상으로 이형지에 부착된 절연 테이프를 공급하는 절연 테이프 공급 유닛; 상기 공급된 절연 테이프를 이형지와 분리하는 절연 테이프 박리 유닛; 상기 박리된 절연 테이프의 일부를 상기 캐리어에 안착된 배터리 셀의 상부에 가접시키는 절연 테이프 가접 유닛; 상기 절연 테이프가 가접된 배터리 셀을 지그의 상부로 이송하는 제2 이송 유닛; 및 상기 지그의 측면 상에 설치되어 상기 배터리 셀에 상기 절연 테이프를 부착시키는 절연 테이프 부착 유닛;에 의해 달성된다.

이때, 상기 캐리어에 안착된 배터리 셀을 상기 캐리어의 중앙 측에 정렬시키는 위치 정렬 유닛을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 위치 정렬 유닛은 상기 캐리어의 상부 중앙 측에 승강 가능하도록 설치되는 승강 부재; 및 상기 승강 부재의 하단 양측에 각각 설치되되, 상기 캐리어의 상부 외 측에서 중앙 측으로 슬라이드 이동되어 상기 배터리 셀의 양 측면과 접촉되는 그립퍼;를 포함할 수 있다.

한편, 상기 제1 이송 유닛은 상기 캐리어의 외부에서 상기 캐리어의 상부로 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제1 수평 이동 부재; 상기 제1 수평 이동 부재에 수직 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 제1 수직 이동 부재; 및 상기 제1 수직 이동 부재의 하부에 설치되어 상기 배터리 셀을 흡착하여 고정시키는 제1 흡착 부재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 절연 테이프 공급 유닛은 복수 개의 절연 테이프가 상호 이격된 형태로 상기 이형지에 부착되어 권취된 절연 테이프 롤을 회전에 의해 공급하는 피딩 롤러; 상기 캐리어의 측면 상에 회전 가능하도록 설치되어 공급되는 상기 절연 테이프 롤이 상기 캐리어의 측면을 경유하도록 하는 복수 개의 가이드 롤러; 및 상기 절연 테이프가 박리된 이형지를 회전에 의해 권취하여 회수하는 와인딩 롤러;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 절연 테이프 박리 유닛은 상기 피딩 롤러와 상기 가이드 롤러의 사이에 상기 캐리어 측으로 왕복 이동 가능하도록 설치되어 공급되는 상기 절연 테이프 롤을 상기 캐리어 측으로 밀어주거나 당겨주는 박리 가이드; 및 상기 피딩 롤러와 상기 박리 가이드의 사이에 설치되어 상기 절연 테이프 롤을 클램핑하는 클램핑 부재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 절연 테이프 가접 유닛은 상기 절연 테이프 박리 유닛에 의해 상기 이형지와 분리된 상기 절연 테이프를 흡착하는 절연 테이프 흡착 부재; 상기 절연 테이프 흡착 부재를 상기 캐리어의 상부 측으로 이동시키는 절연 테이프 이동 부재; 및 상기 절연 테이프 이동 부재를 승강시켜 상기 흡착된 절연 테이프를 상기 배터리 셀의 상부에 가접하는 절연 테이프 가접 부재;를 포함할 수 있다.

한편, 상기 제2 이송 유닛은 상기 캐리어의 상부에서 상기 지그의 상부로 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제2 수평 이동 부재; 상기 제2 수평 이동 부재에 수직 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 제2 수직 이동 부재; 및 상기 제2 수직 이동 부재의 하부에 설치되어 상기 캐리어에 안착된 배터리 셀을 흡착하여 고정시키는 제2 흡착 부재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 절연 테이프 부착 유닛은 상기 지그의 양 측면 상에 승강 가능하도록 설치되는 승강 부재; 상기 승강 부재에 설치되어 상기 지그의 중앙 측으로 슬라이드 이동 가능하도록 설치되는 슬라이드 부재; 및 상기 슬라이드 부재에 설치되어 상기 승강 부재 및 슬라이드 부재의 작동에 의해 롤링되어 상기 지그의 상부에 안착된 배터리 셀의 상부 면 및 측면과 접촉되는 부착 롤러;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 지그의 측면 상에서 상기 지그의 내부 측으로 이동되어 상기 지그의 상부에 안착된 상기 배터리 셀을 클램핑하여 고정하는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 절연 테이프가 부착된 배터리 셀을 상기 지그의 외부로 이송시키는 제3 이송 유닛을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제3 이송 유닛은 상기 지그의 상부에서 상기 지그의 외부로 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제3 수평 이동 부재; 상기 제3 수평 이동 부재에 수직 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 제3 수직 이동 부재; 및 상기 제3 수직 이동 부재의 하부에 설치되어 상기 지그에 안착된 배터리 셀을 흡착하여 고정시키는 제3 흡착 부재;를 포함할 수 있다.

이에 의해, 배터리 셀에 절연 테이프를 부착하는 것을 작업자의 수작업이 아닌 자동 부착 장치에 의해 수행함으로써, 작업 시간을 단축시켜 작업 능률을 향상시킴과 동시에 배터리 셀에 부착되는 절연 테이프의 부착 불량을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 이차 배터리를 도시한 도면이다.
도 2는 일반적인 이차 배터리에 절연 테이프가 부착된 것을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치의 대략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치의 부분 측면도이다.
도 5 및 6은 본 발명에 따른 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치의 절연 테이프 공급 유닛, 절연 테이프 박리 유닛 및 절연 테이프 가접 유닛을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치의 절연 테이프 부착 유닛을 도시한 도면이다.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치에 관하여 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상부에 안착 공간이 형성되는 캐리어(140), 캐리어(140)의 상부에 배터리 셀(100)을 안착시키는 제1 이송 유닛(200), 캐리어(140)의 양 측면 상으로 이형지(도 5의 111)에 부착된 절연 테이프(도 5의 110)를 공급하는 절연 테이프 공급 유닛(400), 공급된 절연 테이프(110)를 이형지(111)와 분리하는 절연 테이프 박리 유닛(500), 박리된 절연 테이프(110)의 일부를 캐리어(140)에 안착된 배터리 셀(100)의 상부에 가접시키는 절연 테이프 가접 유닛(600), 절연 테이프(110)가 가접된 배터리 셀(100)을 지그(도 4의 160)의 상부로 이송하는 제2 이송 유닛(700) 및 지그(160)의 측면 상에 설치되어 배터리 셀(100)에 절연 테이프(110)를 부착시키는 절연 테이프 부착 유닛(800)을 포함한다.

먼저, 캐리어(140)는 상부에 안착 공간이 형성되는 사각 형상의 부재로서, 메인 프레임(120)의 상부에 형성된 레일(150)에 설치되어 레일(150)을 따라 왕복 이송된다. 이때, 레일(150)은 메인 프레임(120)의 일측에서부터 절연 테이프 가접 유닛(600)이 형성된 지점까지 연장되어 캐리어(140)를 절연 테이프 가접 유닛(600)까지 왕복 이송시키게 된다. 상기한 캐리어(140)의 상부 안착 공간에는 제1 이송 유닛(200)에 의해 배터리 셀(100)이 이송되어 안착된다.

상기와 같이 배터리 셀(100)을 캐리어(140)의 상부로 이송시키는 제1 이송 유닛(200)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 캐리어(140)의 외부에서 캐리어(140)의 상부로 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제1 수평 이동 부재(210), 제1 수평 이동 부재(210)에 수직 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 제1 수직 이동 부재(220) 및 제1 수직 이동 부재(220)의 하부에 설치되어 배터리 셀(100)을 흡착하여 고정시키는 제1 흡착 부재(230)을 포함한다.

제1 수평 이동 부재(210)는 메인 프레임(120)의 상부에 이격하여 배치되는 이송 프레임(130)의 하단 레일 부재에 설치되는 구동 부재로서, 스텝 모터 등으로 마련되어 상기 레일 부재를 따라 수평 방향으로 왕복 이동된다.

그리고 제1 수직 이동 부재(220)는 제1 수평 이동 부재(210)의 하부에서 수평 방향으로 연장 형성되는 연결 부재의 일 단부에 설치되어 수직 방향으로 이동되는 구동 부재로서, 실린더 등으로 마련되어 그 로드가 수직 방향으로 이동된다.

상기한 제1 수직 이동 부재(220)의 실린더 로드 단부에 제1 흡착 부재(230)가 설치된다. 제1 흡착 부재(230)는 하부로 복수 개의 흡착 홀이 형성되어 있어 상기 흡착 홀이 주변 공기를 흡입함에 의해 배터리 셀(100)을 흡착하여 고정시킨다.

상기와 같이 구성되는 제1 이송 유닛(200)은 메인 프레임(120)의 외부에서 제1 흡착 부재(230)에 의해 배터리 셀(100)을 흡착하여 고정하고, 제1 수평 이동 부재(210) 및 제1 수직 이동 부재(220)의 작동에 의해 배터리 셀(100)의 캐리어(140)의 상부 안착 공간에 안착시키게 된다.

한편, 본 발명은 캐리어(140)에 안착된 배터리 셀(100)을 캐리어(140)의 중앙 측에 정렬시키는 위치 정렬 유닛(300)을 더 포함한다.

위치 정렬 유닛(300)은 캐리어(140)의 상부 중앙 측에 승강 가능하도록 설치되는 승강 부재(310) 및 승강 부재(310)의 하단 양측에 각각 설치되되 캐리어(140)의 상부 외측에서 중앙 측으로 슬라이드 이동되어 배터리 셀(100)의 양 측면과 접촉되는 그립퍼(320)를 포함한다.

상기한 승강 부재(310)는 제1 수평 이동 부재(210)의 하부에 연결된 연결 부재의 타 단부에 설치되어 수직 방향으로 이동되는 구동 부재로서, 실린더 등으로 마련되어 그 로드가 수직 방향으로 이동된다.

그리고 그립퍼(320)는 승강 부재(310)의 하단 양측에 설치되어 수평 방향으로 이동됨에 의해 배터리 셀(100)의 양 측면과 접촉하게 된다.

승강 부재(310)가 캐리어(140)의 정 중앙 상부에 위치되고, 그립퍼(320)가 승강 부재(310)의 하부에서 양측으로 균일하게 이동되므로, 그립퍼(320)와 배터리 셀(100)의 접촉에 의해 배터리 셀(100)이 캐리어(140)의 중앙에 정렬하게 된다.

상기한 위치 정렬 유닛(300)은 제1 수평 이동 부재(210)에 연결 부재에 의해 연결되어 있으므로 제1 수평 이동 부재(210)를 따라 수평 이동되고, 이에 따라 이송된 캐리어(140)의 상부에 위치될 수 있게 된다.

한편, 절연 테이프 공급 유닛(400)은, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 복수 개의 절연 테이프(110)가 상호 이격된 형태로 이형지(111)에 부착되어 권취된 절연 테이프 롤을 회전에 의해 공급하는 피딩 롤러(410), 캐리어(140)의 측면 상에 회전 가능하도록 설치되어 공급되는 절연 테이프 롤이 캐리어(140)의 측면을 경유하도록 하는 복수 개의 가이드 롤러(420) 및 절연 테이프(110)가 박리된 이형지(111)를 회전에 의해 권취하여 회수하는 와인딩 롤러(430)를 포함한다.

피딩 롤러(410)는 소정 직경을 갖는 원통 형상의 롤러로서, 이송되어온 캐리어(140)의 상부 측면 쪽에 배치된다. 이때, 피딩 롤러(410)에는 상기 절연 테이프 롤이 감겨있어, 피딩 롤러(410)의 회전에 의해 감겨있는 상기 절연 테이프 롤을 풀어주게 된다.

그리고 와인딩 롤러(430)는 피딩 롤러(410)의 하부에 배치되어 피딩 롤러(410)에 의해 풀어지는 상기 절연 테이프 롤을 감아줌으로써 상기 절연 테이프 롤의 이형지(111)을 회수하게 된다.

여기서, 복수 개의 가이드 롤(420)이 상기 절연 테이프 롤의 이송 경로 상에 배치되어 상기 절연 테이프 롤이 이송되어온 캐리어(140)의 측면을 경유하도록 한다.

상기와 같이 캐리어(140)의 측면을 경유하는 상기 절연 테이프 롤은 절연 테이프 박리 유닛(500)에 의해 절연 테이프(110)와 이형지(111)가 분리된다.

절연 테이프 박리 유닛(500)은 피딩 롤러(410)와 가이드 롤러(420)의 사이에 캐리어(140) 측으로 왕복 이동 가능하도록 설치되어 공급되는 상기 절연 테이프 롤을 캐리어 측으로 밀어주거나 당겨주는 박리 가이드(510) 및 피딩 롤러(410)와 박리 가이드(510)의 사이에 설치되어 상기 절연 테이프 롤을 클랩핑하는 클램핑 부재(520)를 포함한다.

박리 가이드(510)은 소정 두께를 갖는 사각 형상의 플레이트로서, 일 변이 상기 절연 테이프 롤을 캐리어(140) 측으로 밀어주어 상기 절연 테이프 롤을 팽팽하게 유지시킨다.

그리고 클램핑 부재(520)는 상기 절연 테이프 롤의 상부에 승강 가능하도록 설치되어 하강에 의해 이송되는 상기 절연 테이프 롤을 클램핑하거나 클램핑 해제하게 된다.

상기와 같이 구성되는 절연 테이프 박리 유닛(500)의 작동을 도 6을 참조하여 살펴보면, 도 5의 상태에서 클램핑 부재(520)가 도 6과 같이 하강하여 상기 절연 테이프 롤을 클램핑하고, 박리 가이드(510)가 피딩 롤러(410) 측으로 이동됨에 의해 절연 테이프(110)가 이형지(111)와 분리된다.

이를 다시 설명하면, 클램핑 부재(520)에 작동에 의해 상기 절연 테이프 롤의 이송이 중지되지만, 와인딩 롤러(430)는 계속 회전을 하고 있어 상기 절연 테이프 롤이 팽팽하게 유지된다. 이때, 박리 가이드(510)가 피딩 롤러(410) 측으로 이동되면, 이형지(111)가 박리 가이드(510)의 하부 측으로 이동되며 장력을 유지하게 되므로, 이에 의해 절연 테이프(110)가 이형지(111)와 분리되게 된다. 여기서, 박리 가이드(510)의 인근에 복수 개의 에어 블로워(미도시)를 설치하여 상부 측으로 공기를 공급함에 의해 절연 테이프(110)와 이형지(111)가 분리되는 것을 용이하게 할 수도 있다.

한편, 절연 테이프 가접 유닛(600)은 절연 테이프 박리 유닛(500)에 의해 이형지(111)와 분리된 절연 테이프(110)를 흡착하는 절연 테이프 흡착 부재(610), 절연 테이프 흡착 부재(610)를 캐리어(140)의 상부 측으로 이동시키는 절연 테이프 이동 부재(620) 및 절연 테이프 이동 부재(620)를 승강시켜 흡착된 절연 테이프(110)를 배터리 셀(100)의 상부에 가접하는 절연 테이프 가접 부재(630)을 포함한다.

절연 테이프 흡착 부재(610)는 하부 면이 절연 테이프(110)에 대응되는 형상을 형성되어 박리된 절연 테이프(110)의 상부에 배치된다. 이때, 절연 테이프 흡착 부재(610)의 하부 면에는 복수 개의 흡착 홀이 형성되어 상기 흡착 홀에 의해 절연 테이프(110)를 흡착하여 고정시키게 된다.

그리고 절연 테이프 가접 부재(630)는 절연 테이프 흡착 부재(610)의 상부에 연결 설치되어 절연 테이프 흡착 부재(610)를 승강 이동시키게 되고, 절연 테이프 이동 부재(620)는 절연 테이프 가접 부재(630)에 연결되어 절연 테이프 흡착 부재(610) 및 절연 테이프 가접 부재(630)를 동시에 수평 방향으로 이동시키게 된다.

상기와 같이 구성되는 절연 테이프 가접 유닛(600)은 절연 테이프 흡착 부재(610)가 절연 테이프(110)를 흡착하여 고정하면, 절연 테이프 이동 부재(620)에 의해 절연 테이프 흡착 부재(610)를 캐리어(140)에 안착된 배터리 셀(100)의 상부 측면 측으로 이동시킨다. 그 후, 절연 테이프 가접 부재(630)가 하강되어 절연 테이프 흡착 부재(610)에 흡착된 절연 테이프(110)를 배터리 셀(100)의 상부 측면에 가접하게 되는 것이다.

상술한 바와 같은 절연 테이프 공급 유닛(400), 절연 테이프 박리 유닛(500) 및 절연 테이프 가접 유닛(600)은 캐리어(140)의 양측에 각각 배치되어 상기한 일련의 과정을 통해 캐리어(140)에 안착된 배터리 셀(100)의 양측에 절연 테이프(110)를 가접하게 된다.

또한, 제2 이송 유닛(700)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 캐리어(140)의 상부에서 지그(160)의 상부로 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제2 수평 이동 부재(710), 제2 수평 이동 부재(710)에 수직 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 제2 수직 이동 부재(720) 및 제2 수직 이동 부재(720)의 하부에 설치되어 캐리어(140)에 안착된 배터리 셀(100)을 흡착하여 고정시키는 제2 흡착 부재(730)를 포함한다.

제2 수평 이동 부재(710)는 메인 프레임(120)의 상부에 이격하여 배치되는 이송 프레임(130)의 하단 레일 부재에 설치되는 구동 부재로서, 스텝 모터 등으로 마련되어 상기 레일 부재를 따라 수평 방향으로 왕복 이동된다.

그리고 제2 수직 이동 부재(720)는 제2 수직 이동 부재(710)의 하부에서 수평 방향으로 연장 형성되는 연결 부재의 일 단부에 설치되어 수직 방향으로 이동되는 구동 부재로서, 실린더 등으로 마련되어 그 로드가 수직 방향으로 이동된다.

상기한 제2 수직 이동 부재(720)의 실린더 로드 단부에 제2 흡착 부재(730)가 설치된다. 제2 흡착 부재(730)는 하부로 복수 개의 흡착 홀이 형성되어 있어 상기 흡착 홀이 주변 공기를 흡입함에 의해 배터리 셀(100)을 흡착하여 고정시킨다.

상기와 같이 구성되는 제2 이송 유닛(700)은 절연 테이프(110)가 가접된 배터리 셀(100)을 제2 흡착 부재(730)에 의해 고정하고, 제2 수평 이동 부재(710) 및 제2 수직 이동 부재(720)의 작동에 의해 절연 테이프(110)가 가접된 배터리 셀(100)을 지그(160)의 상부로 이송시키게 된다.

상기와 같이 지그(160)의 상부로 이송된 배터리 셀(100)은 절연 테이프 부착 유닛(800)에 의해 가접된 절연 테이프(110)가 배터리 셀(100)의 측면에 부착된다.

절연 테이프 부착 유닛(800)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 지그(160)의 양 측면 상에 승강 가능하도록 설치되는 승강 부재(810), 승강 부재(810)에 설치되어 지그(160)의 중앙 측으로 슬라이드 이동 가능하도록 설치되는 슬라이드 부재(820) 및 슬라이드 부재(820)에 설치되어 배터리 셀(100)의 상부 면 및 측면과 접촉되는 부착 롤러(830)을 포함한다.

승강 부재(810)는 메인 프레임(120)의 상부에 로드가 상부를 향하도록 설치되는 실린더로 마련되어, 상기 실린더 로드가 슬라이드 부재(820)에 직접 또는 간접적으로 연결된다.

그리고 슬라이드 부재(820)는 상기 승강 부재(810)와 연결되어 수평 방향으로 이동되는 구동 부재로서, 지그(160)의 외측으로부터 지그(160)의 중앙 측으로 슬라이드 이동된다. 이때, 슬라이드 부재(820)의 지그(160) 측 방향에는 부착 롤러(830)가 회전 가능하도록 설치된다.

상기와 같이 구성되는 절연 테이프 부착 유닛(800)은 승강 부재(810)에 의해 부착 롤러(830)가 지그(160)의 상부에 안착된 배터리 셀(100)의 상부 면 인근으로 이동된 후, 슬라이드 부재(820)에 의해 부착 롤러(830)가 지그(160)의 중앙 측으로 이동된다. 이때, 부착 롤러(830)의 외주 면이 배터리 셀(100)의 상부 면에 접촉되어 롤링됨으로써, 가접된 절연 테이프(110)를 배터리 셀(100)의 상부 면에 완벽하게 부착시키게 된다.

그 후, 승강 부재(810)의 작동에 의해 부착 롤러(830)가 하강하며 배터리 셀(100)의 측면과 접촉됨으로써, 절연 테이프(110)를 배터리 셀(100)의 측면에도 부착시키게 된다.

여기서, 지그(160)의 측면 상에 설치되어 지그(160)의 측면 상에서 지그(160)의 내부 측으로 이동되어 지그(160)의 상부에 안착된 배터리 셀(100)을 클램핑하여 고정하는 고정 부재(미도시)가 더 설치될 수 있다. 상기한 고정 부재(미도시)는 배터리 셀(100)을 클램핑하여 고정함으로써, 배터리 셀(100)의 측면에 절연 테이프(110)를 부착할 때, 배터리 셀(100)이 움직이지 않도록 하여 절연 테이프(110)를 보다 정확하게 부착할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명은 절연 테이프(110)가 부착된 배터리 셀(100)을 지그(160)의 외부로 이송시키는 제3 이송 유닛(900)을 더 포함한다.

제3 이송 유닛(900)은 지그(160)의 상부에서 지그(160)의 외부로 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제3 수평 이동 부재(910), 제3 수평 이동 부재(910)에 수직 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 제3 수직 이동 부재(920) 및 제3 수직 이동 부재(920)의 하부에 설치되어 지그(160)에 안착된 배터리 셀(100)을 흡착하여 고정시키는 제3 흡착 부재(930)를 포함한다.

여기서, 제3 수평 이동 부재(910)는 메인 프레임(120)의 상부에 이격하여 배치되는 이송 프레임(130)의 하단 레일 부재에 설치되는 구동 부재로서, 스텝 모터 등으로 마련되어 상기 레일 부재를 따라 수평 방향으로 왕복 이동된다. 이때, 제3 수평 이동 부재(910)는 제2 수평 이동 부재(710)와 동일한 구성 요소일 수 있다.즉, 제2 이송 유닛(700)과 제3 이송 유닛(900)은 하나의 구동부에 의해 수평 방향으로 이동되는 것이다. 본 실시 예에서는 상기한 제3 수평 이동 부재(910)가 제2 수평 이동 부재(710)와 동일한 구성 요소로 설명하고 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고, 별도의 구성으로 마련될 수도 있다.

그리고 제3 수직 이동 부재(920)는 제3 수직 이동 부재(910)의 하부에서 수평 방향으로 연장 형성되는 연결 부재의 타 단부에 설치되어 수직 방향으로 이동되는 구동 부재로서, 실린더 등으로 마련되어 그 로드가 수직 방향으로 이동된다.

상기한 제3 수직 이동 부재(920)의 실린더 로드 단부에 제3 흡착 부재(930)가 설치된다. 제3 흡착 부재(930)는 하부로 복수 개의 흡착 홀이 형성되어 있어 상기 흡착 홀이 주변 공기를 흡입함에 의해 배터리 셀(100)을 흡착하여 고정시킨다.

상기와 같이 구성되는 제3 이송 유닛(900)은 절연 테이프(110)가 부착된 배터리 셀(100)을 제3 흡착 부재(930)에 의해 고정하고, 제3 수평 이동 부재(910) 및 제3 수직 이동 부재(920)의 작동에 의해 절연 테이프(110)가 부착된 배터리 셀(100)을 지그(160)의 외부로 이송시켜 배터리 셀(100)에 절연 테이프(110)를 부착하는 작업을 완료하게 된다.

상기와 같이 구성되어 작동되는 본 발명에 따른 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치는 배터리 셀(100)에 절연 테이프(110)를 부착하는 것을 작업자의 수작업이 아닌 자동 부착 장치에 의해 수행함으로써, 작업 시간을 단축시켜 작업 능률을 향상시킴과 동시에 배터리 셀(100)에 부착되는 절연 테이프(110)의 부착 불량을 방지하는 효과가 있다.

이상으로 본 발명에 따른 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치에 대한 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였다.

전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

11 : 이차 배터리 13 : 파우치
13a : 융착부 15 : 전극탭
17 : 절연 테이프 100 : 배터리 셀
110 : 절연 테이프 120 : 메인 프레임
130 : 이송 프레임 140 : 캐리어
150 : 레일 160 : 지그
200 : 제1 이송 유닛 210 : 제1 수평 이동 부재
220 : 제1 수직 이동 부재 230 : 제1 흡착 부재
300 : 위치 정렬 유닛 310 : 승강 부재
320 : 그립퍼 400 : 절연 테이프 공급 유닛
410 : 피딩 롤러 420 : 가이드 롤러
430 : 와인딩 롤러 500 : 절연 테이프 박리 유닛
510 : 박리 가이드 520 : 클램핑 부재
600 : 절연 테이프 가접 유닛 610 : 절연 테이프 흡착 부재
620 : 절연 테이프 이동 부재 630 : 절연 테이프 가접 부재
700 : 제2 이송 유닛 710 : 제2 수평 이동 부재
720 : 제2 수직 이동 부재 730 : 제2 흡착 부재
800 : 절연 테이프 부착 유닛 810 : 승강 부재
820 : 슬라이드 부재 830 : 부착 롤러
900 : 제3 이송 유닛 910 : 제3 수평 이동 부재
920 : 제3 수직 이동 부재 930 : 제3 흡착 부재

Claims (13)

1. 메인 프레임의 상부에 형성된 레일에 설치되어 상기 레일을 따라 왕복 이송되며, 상부에 안착 공간이 형성되는 캐리어;
   상기 캐리어의 상부에 배터리 셀을 안착시키는 제1 이송 유닛;
   상기 캐리어의 양 측면 상으로 이형지에 부착된 절연 테이프를 공급하는 절연 테이프 공급 유닛;
   상기 공급된 절연 테이프를 이형지와 분리하는 절연 테이프 박리 유닛;
   상기 박리된 절연 테이프의 일부를 상기 캐리어에 안착된 배터리 셀의 상부에 가접시키는 절연 테이프 가접 유닛;
   상기 절연 테이프가 가접된 배터리 셀을 지그의 상부로 이송하는 제2 이송 유닛; 및
   상기 지그의 측면 상에 설치되어 상기 배터리 셀에 상기 절연 테이프를 부착시키는 절연 테이프 부착 유닛;을 포함하고,
   상기 제1 이송 유닛은,
   상기 메인 프레임의 상부에 이격하여 배치되는 이송 프레임의 하단 레일 부재에 설치되는 구동 부재로서, 상기 캐리어의 외부에서 상기 캐리어의 상부로 상기 레일 부재를 따라 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제1 수평 이동 부재;
   상기 제1 수평 이동 부재의 하부에서 수평 방향으로 연장 형성되는 연결 부재의 일 단부에 설치되어 수직 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 제1 수직 이동 부재; 및
   상기 제1 수직 이동 부재의 하부에 설치되어 하부에 형성된 복수 개의 흡착 홀로 주변 공기를 흡입함에 의해 배터리 셀을 흡착하여 고정시키는 제1 흡착 부재;를 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 캐리어에 안착된 배터리 셀을 상기 캐리어의 중앙 측에 정렬시키는 위치 정렬 유닛을 더 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 위치 정렬 유닛은,
   상기 캐리어의 상부 중앙 측에 승강 가능하도록 설치되는 승강 부재; 및
   상기 승강 부재의 하단 양측에 각각 설치되되, 상기 캐리어의 상부 외 측에서 중앙 측으로 슬라이드 이동되어 상기 배터리 셀의 양 측면과 접촉되는 그립퍼;를 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 절연 테이프 공급 유닛은,
   복수 개의 절연 테이프가 상호 이격된 형태로 상기 이형지에 부착되어 권취된 절연 테이프 롤을 회전에 의해 공급하는 피딩 롤러;
   상기 캐리어의 측면 상에 회전 가능하도록 설치되어 공급되는 상기 절연 테이프 롤이 상기 캐리어의 측면을 경유하도록 하는 복수 개의 가이드 롤러; 및
   상기 절연 테이프가 박리된 이형지를 회전에 의해 권취하여 회수하는 와인딩 롤러;를 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 절연 테이프 박리 유닛은,
   상기 피딩 롤러와 상기 가이드 롤러의 사이에 상기 캐리어 측으로 왕복 이동 가능하도록 설치되어 공급되는 상기 절연 테이프 롤을 상기 캐리어 측으로 밀어주거나 당겨주는 박리 가이드; 및
   상기 피딩 롤러와 상기 박리 가이드의 사이에 설치되어 상기 절연 테이프 롤을 클램핑하는 클램핑 부재;를 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 절연 테이프 가접 유닛은,
   상기 절연 테이프 박리 유닛에 의해 상기 이형지와 분리된 상기 절연 테이프를 흡착하는 절연 테이프 흡착 부재;
   상기 절연 테이프 흡착 부재를 상기 캐리어의 상부 측으로 이동시키는 절연 테이프 이동 부재; 및
   상기 절연 테이프 이동 부재를 승강시켜 상기 흡착된 절연 테이프를 상기 배터리 셀의 상부에 가접하는 절연 테이프 가접 부재;를 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 제2 이송 유닛은,
   상기 캐리어의 상부에서 상기 지그의 상부로 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제2 수평 이동 부재;
   상기 제2 수평 이동 부재에 수직 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 제2 수직 이동 부재; 및
   상기 제2 수직 이동 부재의 하부에 설치되어 상기 캐리어에 안착된 배터리 셀을 흡착하여 고정시키는 제2 흡착 부재;를 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 절연 테이프 부착 유닛은,
   상기 지그의 양 측면 상에 승강 가능하도록 설치되는 승강 부재;
   상기 승강 부재에 설치되어 상기 지그의 중앙 측으로 슬라이드 이동 가능하도록 설치되는 슬라이드 부재; 및
   상기 슬라이드 부재에 설치되어 상기 승강 부재 및 슬라이드 부재의 작동에 의해 롤링되어 상기 지그의 상부에 안착된 배터리 셀의 상부 면 및 측면과 접촉되는 부착 롤러;를 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 지그의 측면 상에서 상기 지그의 내부 측으로 이동되어 상기 지그의 상부에 안착된 상기 배터리 셀을 클램핑하여 고정하는 고정 부재를 더 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 절연 테이프가 부착된 배터리 셀을 상기 지그의 외부로 이송시키는 제3 이송 유닛을 더 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 제3 이송 유닛은,
    상기 지그의 상부에서 상기 지그의 외부로 수평 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제3 수평 이동 부재;
    상기 제3 수평 이동 부재에 수직 방향으로 이동 가능하도록 설치되는 제3 수직 이동 부재; 및
    상기 제3 수직 이동 부재의 하부에 설치되어 상기 지그에 안착된 배터리 셀을 흡착하여 고정시키는 제3 흡착 부재;를 포함하는 배터리 셀의 절연 테이프 자동 부착 장치.
    
13. 삭제

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