KR102625484B1

KR102625484B1 - 테이프 부착장치

Info

Publication number: KR102625484B1
Application number: KR1020210107142A
Authority: KR
Inventors: 오성준; 최철규; 최재선; 김래욱
Original assignee: (주)휴민로보틱스
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2024-01-16
Also published as: KR20230025088A

Abstract

본 발명의 테이프 부착장치는 테이프 공급롤러(20)와, 테이프 공급롤러(20)로 부터 배출된 테이프(T)의 이송을 안내하는 복수개의 가이드 롤러(30)와, 테이프 흡착판(50)을 갖는 테이프 공급유닛(100)과; 하부 플레이트(210)와, 이동 플레이트(220a)와, 이동블럭(224) 및 구동원(225)를 갖는 테이프 이송유닛(200)과; 하부 플레이트(210)와, 상부 플레이트(220) 및 한 쌍의 실린더(230)를 갖는 테이프 그립퍼(250)와; 캐비넷(310)의 내부 타측에 배치된 레이저 헤드 모듈(350)을 갖는 레이저 커팅유닛(300)과; 가이드 블럭(416)의 내측에 배치된 적어도 한 개의 캠 팔로워(418)의 회동에 따라 회동되는 회동 블럭(420)과, 수평 플레이트(440)와 연결되며 일측에 테이프 부착롤러(445)가 배치된 한 쌍의 테이프 흡착 플레이트(450)와, 상기 한 쌍의 테이프 흡착 플레이트(450)를 전,후 방향으로 구동시키는 구동원(460)을 갖는 테이프 부착유닛(400)로 구성되게 된다.

Description

테이프 부착장치{Tape attaching apparatus}

본 발명은 테이프 부착장치에 관한 것으로, 특히 이차전지의 사이드에 테이프를 자동으로 부착시키는 테이프 부착장치에 관한 것이다.

일반적으로, 리튬 이차전지는 각형전지, 폴리머전지 및 원통형 전지로 크게 3가지 종류로 대별된다.

상기 폴리머전지는 전극적층체를 알루미늄 박막(통상, 파우치라고도 함)으로 감싸고 있기 때문에 그 두께를 박막화하고 경량화시킬 수 있으므로 사용량이 증가 추세에 있다. 이러한 파우치형 전지셀의 외주면의 밀봉 잉여부들은 전지의 크기 증가를 유발하게 되므로 전극조립체 수납부의 측부면에 밀착시키게 된다. 그리고, 밀봉 잉여부들에 접착제를 도포하여 고정시키거나, 밀봉 잉여부들에 테이프를 부착하여 고정시키게 된다. 이와 같이, 종래의 전지셀에서 밀봉 잉여부들을 고정하기 위해 접착제를 사용하는 경우에 밀봉 잉여부들이 전극조립체 수납부의 측면으로부터 절곡 이전의 상태로 복원되는 경우가 발생되고 밀착 상태의 구조적 안정성이 우수하지 못하다는 문제점이 있다.

이러한 전지셀의 사이드 테이프 장치에 관련된 기술이 한국공개특허공보 제10-2020-0127297호(특허문헌 1)에 공지되어 있다. 특허문헌 1은 실링부가 측방향을 향하도록 전지셀이 로딩되는 전지셀 공급부; 접착 테이프가 권취된 테이프 롤이 거치되되, 상기 테이프 롤의 회전축이 수평으로 거치되는 롤 거치대를 포함하는 테이프 공급부; 상기 접착 테이프의 끝단을 파지하는 그립 및, 상기 그립을 상기 실링부의 길이 방향으로 이동시키는 그립 이동유닛을 포함하는 테이프 권출부; 상하방향으로 이동하여 권출된 상기 접착 테이프를 절단하는 커터를 포함하는 테이프 컷팅부; 및 제1 지지부재와, 상기 제1 지지부재에 구비되고 절단된 상기 접착 테이프의 비접착면을 흡착하는 흡착유닛과, 상기 제1 지지부재를 회전시켜 절단된 상기 접착 테이프의 상기 접착면이 상기 실링부와 마주하도록 하는 회동유닛 및, 상기 제1 지지부재를 상기 실링부를 향하여 가압하는 제1 가압유닛을 포함하는 제1 접착부를 포함하여, 절단된 상기 접착 테이프를, 그 길이 방향이 상기 실링부의 길이 방향을 나란하도록 접착하게 구성되어 있다.

그러나, 특허문헌 1은 칼날에 의한 테이프 커팅을 수행하게 되므로 테이프 커팅이 정확하지 않고 이로 인해 배출된 테이프의 부착도 용이하지 않은 단점을 내포하고 있다.

: 한국공개특허공보 제10-2020-0127297호

본 발명의 목적은 테이프 공급롤러를 원터치 방식으로 고정할 수 있고, 레이저 커팅유닛을 적용하여 테이프를 소정 크기로 정확하게 절단하여 이차전지의 사이드에 부착할 수 있는 테이프 부착장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 레이저 커팅유닛을 적용하여 테이프를 비접촉식으로 테이프를 절단하여 테이프 접착액 오염, 칼날의 무뎌짐에 따른 커팅 불량원인을 제거할 수 있는 테이프 부착장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 절단된 테이프를 테이프 그립퍼를 구비한 테이프 이송유닛을 이용하여 소정위치로 이송한 후, 테이프 흡착 플레이트를 소정방향으로 회전시키는 테이프 부착유닛을 이용하여 이차전지의 사이드에 용이하게 테이프를 부착할 수 있는 테이프 부착장치를 제공함에 있다.

본 발명의 테이프 부착장치는, 베이스 플레이트의 일측에 배치된 한 쌍의 수직 플레이트의 내측에 배치된 회전축에 끼워지는 테이프 공급롤러와, 상기 베이스 플레이트의 타측에 배치된 한 쌍의 측면 브라켓에 배치되며 테이프 공급롤러로 부터 배출된 테이프의 이송을 안내하는 복수개의 가이드 롤러와, 상기 측면 브라켓의 상부에 배치되며 테이프를 흡착하도록 복수개의 관통홀이 형성된 테이프 흡착판을 갖는 테이프 공급유닛과; 상기 한 쌍의 측면 브라켓에 배치된 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트의 양측에 간격을 두고 배치된 가이드 레일과 연결된 가이드 블럭에 안착된 이동 플레이트와, 상기 하부 플레이트의 중앙에 배치된 고정블럭에 끼워진 샤프트를 따라 이동하는 이동 블럭과, 상기 샤프트에 연결되는 구동원을 갖는 테이프 이송유닛과; 상기 한 쌍의 측면 브라켓에 배치된 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트의 상부에 배치되고 하부에 가이드 패드가 부착된 상부 플레이트와, 상기 상부 플레이트의 양측에 간격을 두고 배치된 한 쌍의 실린더를 갖는 테이프 그립퍼와; 상기 테이프 이송유닛의 상부에 배치된 캐비넷의 내부 일측에 배치된 레이저 공급원과, 상기 레이저 공급원의 일측에 배치된 빔 익스팬더와, 상기 레이저 공급원으로부터 발생된 레이저의 이동 경로상에 배치되는 복수개의 미러 모듈과, 상기 캐비넷의 내부 타측에 배치되며 포커스 모듈을 갖는 레이저 헤드 모듈과, 상기 레이저 헤드 모듈의 출력측정영역측에 배치되며 레이저의 최종단 출력을 확인하는 레이저 파워미터와, 상기 레이저 공급원과 복수개의 미러모듈 및 포커스 모듈에 연결되어 레이저 구동부, 미러 조정부, 포커스 모듈 구동부를 제어하는 제어부를 갖는 레이저 커팅유닛과; 상기 베이스 플레이트의 타측에 간격을 두고 배치된 한 쌍의 엘엠 레일에 각각 연결된 복수개의 엘엠 가이드에 안착된 지지 브라켓과, 상기 지지 브라켓의 하부에 배치되고 지지 브라켓을 전,후 방향으로 이동시키는 구동원과, 상기 지지 브라켓의 양측에 배치된 지지 플레이트와 회동축에 의해 연결되며 가이드 블럭의 내측에 배치된 적어도 한 개의 캠 팔로워의 회동에 따라 회동되는 회동 블럭과, 상기 회동 블럭의 상부에 배치된 가이드 플레이트의 한 쌍의 엘엠레일에 안착된 복수개의 엘엠 가이드와 연결된 이동 플레이트와, 상기 이동 플레이트의 일측에 배치된 수직 플레이트와 연결된 수평 플레이트와, 상기 수평 플레이트와 연결되며 일측에 테이프 부착롤러가 배치된 한 쌍의 테이프 흡착 플레이트와, 상기 한 쌍의 테이프 흡착 플레이트를 전,후 방향으로 구동시키는 구동원을 갖는 테이프 부착유닛로 구성된다.

본 발명의 테이프 부착장치는 테이프 공급유닛의 텐션을 일정하게 유지하고, 테이프를 소정크기로 레이저 커팅유닛을 이용하여 정확하게 절단 후, 이를 테이프 이송유닛으로 소정위치로 이송하고 테이프 흡착 플레이트를 소정방향으로 회전시키는 테이프 부착유닛을 이용하게 되므로 이차전지의 사이드에 용이하게 테이프를 부착할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 테이프 부착장치는 테이프 흡착 플레이트에 각각 롤러를 적용하게 되므로 보다 용이하게 이차전지의 사이드에 용이하게 테이프를 부착할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 테이프 부착장치는 레이저 커팅 유닛을 적용하여 테이프를 비접촉식으로 절단하게 되므로 테이프 접착액 오염, 칼날의 무뎌짐에 따른 커팅 불량 원인을 제거할 수 있고, 레이저 헤드 모듈의 일측에 석션 유닛을 배치하게 되므로 레이저 가공시 발생되는 냄새와 연기도 제거할 수 있으며, 상기 레이저 커팅유닛의 캐비넷의 상부나 측면 일측에 퓸(fume)을 배출하기 위한 환풍구도 배치되므로 캐비넷 내부의 오염도 줄일 수 있는 이점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 테이프 부착장치를 서로 다른 방향에서 본 개략적인 사시도,
도 3은 본 발명의 테이프 공급유닛을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 요부인 테이프 공급유닛의 테이프 텐션 조정장치를 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 요부인 테이프 이송유닛을 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 요부인 레이저 커팅유닛을 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 레이저 커팅유닛의 레이저 헤드 모듈과 구동원의 연결관계를 나타낸 사시도,
도 8은 본 발명의 테이프 부착유닛을 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명의 테이프 부착유닛의 가이드 블럭과 캠 팔로워의 연결관계를 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명의 테이프 부착유닛의 다른 예를 나타낸 사시도,
도 11은 본 발명의 테이프 부착장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 테이프 부착장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 테이프 부착장치(500)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 테이프 공급유닛(100)과, 테이프 이송유닛(200)과, 테이프 그립퍼(250)와, 레이저 커팅유닛(300) 및 테이프 부착유닛(400)으로 크게 이루어지게 된다.

상기 테이프 공급유닛(100)은 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트(10)의 일측에 배치된 한 쌍의 수직 플레이트(12)의 내측에 배치된 회전축(22)에 끼워지는 테이프 공급롤러(20)와, 상기 베이스 플레이트(10)의 타측에 배치된 한 쌍의 측면 브라켓(40)에 배치되며 테이프 공급롤러(20)로 부터 배출된 테이프(T)의 이송을 안내하는 복수개의 가이드 롤러(30)와, 상기 측면 브라켓(40)의 상부에 배치되며 테이프(T)를 흡착하도록 복수개의 관통홀(52)이 형성된 테이프 흡착판(50)으로 구성된다. 상기 테이프 흡착판(50)은 도시되지 않은 진공원으로 테이프(T)를 진공 흡착하게 된다.

상기 한 쌍의 수직 플레이트(12)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 그 외측에 테이프 텐션 조정장치(60)가 각각 배치된다. 그리고, 상기 테이프 텐션 조정장치(60)는 간격을 두고 배치된 서로 다른 크기의 제1 및 제2 풀리(62,64)와, 상기 제1 및 제2 풀리(62,64)에 감겨진 벨트(66)와, 상기 벨트(66)의 일측에 배치되며 벨트(66)의 텐션을 조정하는 텐셔너(68)를 포함하게 된다. 상기 텐셔너(68)는 사용자에 의해 소정의 상태로 테이프 공급롤러(20)로 부터 배출되는 테이프(T)의 텐션을 조절할 수 있게 구성된다(즉, 텐셔너(68)를 내측으로 가압하게 되면 테이프(T)의 텐션이 높게 되고, 반대방향으로 가압하게 되면 테이프(T)의 텐션이 낮게 유지되게 된다). 또한, 상기 한 쌍의 수직 플레이트(12)는 하부에 간격을 두고 배치된 엘엠 레일(72)에 각각 안착된 엘엠 블럭(74)과 연결되고, 구동원(78)의 동작에 의해 엘엠 레일(72)을 따라 좌,우방향으로 이동되게 구성된다. 상기 구동원(78)은 서보 모터를 적용하는 것을 일예로 나타내지만, 사용자의 요구에 따라 다른 종류의 구동원을 적용할 수도 있다.

그리고, 상기 한 쌍의 수직 플레이트(12)의 내측에 배치된 회전축(22)은 다양한 크기의 테이프 공급롤러(20)를 고정하기 위하여 일측이 회전축(22)에 연결된 체결노브(65)와 연결되게 구성된다.

상기 한 쌍의 측면 브라켓(40)의 일측에는 팬(42)이 배치되고, 타측에는 집진기 호스 연결구멍(44)이 배치된다.

상기 테이프 공급롤러(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 테이프 공급롤러 안착부(80)에 안착되며, 상기 테이프 공급롤러 안착부(80)는 하부에 수직으로 배치된 가이드 레일(82)에 끼워진 가이드 블럭(84)과 연결되고, 구동원(85)의 동작에 따라 상,하 방향으로 이동되게 구성된다. 여기서, 상기 테이프 공급롤러 안착부(80)는 반원기둥 형태로 구성되어 테이프 공급롤러(20)를 용이하게 안착시킬 수 있게 구성된다. 이와 같이, 테이프 공급롤러 안착부(80)를 적용하게 되므로 사용자가 다양한 크기의 테이프 공급롤러(20)의 교체를 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.

상기 테이프 이송유닛(200)은 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 측면 브라켓(40)에 배치된 하부 플레이트(210)와, 상기 하부 플레이트(210)의 양측에 간격을 두고 배치된 가이드 레일(212)과 연결된 가이드 블럭(214)에 안착된 이동 플레이트(220a)와, 상기 하부 플레이트(210)의 중앙에 배치된 고정블럭(202)에 끼워진 샤프트(204)를 따라 이동하는 이동 블럭(224)과, 상기 샤프트(204)에 연결되는 구동원(225)을 구비하는 테이프 그립퍼(250)로 구성된다.

상기 샤프트(204)와 구동원(225)의 축(도시되지 않음)은 각각 풀리(215,217)에 끼워지게 되고, 상기 풀리(215,217)에는 벨트(219)가 끼워지게 되며, 상기 구동원(225)의 축(도시되지 않음)은 풀리(217)에 끼워지게 구성된다. 여기서, 상기 구동원(225)은 서보 모터를 적용하는 것을 일예로 나타내고 아울러, 풀리와 벨트 등을 적용하였지만 사용자의 요구에 따라 구동원을 축에 직접 연결하여 구성할 수도 있다.

상기 이동 플레이트(220a)는 구동원(225)을 동작시키게 되면, 이동 블럭(224)이 샤프트(204)를 따라서 이동하게 되고, 이때 이동 플레이트(220a)의 양측에 배치된 가이드 블럭(214)도 가이드 레일(212)을 따라서 이동하게 되므로 이동 플레이트(220a)의 양측에 배치된 테이프 그립퍼(250)를 소정 방향으로 이동시킬 수 있게 된다.

상기 테이프 그립퍼(250)는 도 5에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 측면 브라켓(400에 배치된 하부 플레이트(210)와, 상기 하부 플레이트(210)의 상부에 배치되고 하부에 가이드 패드(220b)가 세로방향으로 부착된 상부 플레이트(220)와, 상기 상부 플레이트(220)의 양측에 간격을 두고 배치된 한 쌍의 실린더(230)를 구비하게 된다. 그리고, 상기 테이프 그립퍼(250)는 실린더(230)를 동작시킴에 의해 상부 플레이트(220)가 하부 플레이트(210)측으로 상,하 이동함에 테이프(T)를 그립할 수도 있고 해제할 수도 있게 구성된다. 상기 가이드 패드(220b)는 테이프(T)의 그립시 테이프(T)에 손상을 주지 않는 폴리머 재질로 이루어진 것을 적용하는 것이 바람직하다. 여기서, 실린더(230)는 공압을 이용하는 것을 일예로 나타냈지만, 사용자의 요구에 따라 다른 종류의 직선 이송기구를 적용할 수도 있다. 도 5에서, 미설명 부호 222는 실린더(230)를 지지하기 위한 수직 플레이트이다.

참고로, 상기 테이프 그립퍼(250)는 테이프(T)의 전체를 그립(파지)하기 위하여 상부 플레이트(220)와 하부 플레이트(210)가 그립퍼의 역할을 수행하도록 구성하였지만, 사용자의 요구에 따라 상부 플레이트(220)의 양측에 간격을 두고 별도의 그립퍼(도시되지 않음)를 배치하여 테이프(T)의 일부를 그립하게 구성할 수도 있다.

상기 레이저 커팅유닛(300)은 도 1, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 테이프 이송유닛(200)의 상부에 배치된 캐비넷(310)의 내부 일측에 배치된 레이저 공급원(320)과, 상기 레이저 공급원(320)의 일측에 배치된 빔 익스팬더(331)와, 상기 레이저 공급원(320)으로부터 발생된 레이저의 이동 경로상에 배치되는 복수개의 미러 모듈(330)과, 상기 캐비넷(310)의 내부 타측에 배치되며 포커스 모듈(332)을 갖는 레이저 헤드 모듈(350)과, 레이저 헤드 모듈(350)의 출력측정영역(OMA)측에 배치되며 레이저의 최종단 출력을 확인하는 레이저 파워미터(390)와, 상기 레이저 공급원(320)과 복수개의 미러 모듈(330) 및 포커스 모듈(332)에 연결되어 레이저 구동부(320a), 미러 조정부(330a), 포커스 모듈 구동부(332a)를 제어하는 제어부(395)로 구성된다.

상기 레이저 공급원(320)의 상부에는 레이저 공급원(320)의 내부로부터 발생되는 열을 외부로 배출하기 위하여 복수개의 송풍팬(322)이 배치된다.

상기 복수개의 미러 모듈(330)은 레이저 이동경로를 따라 배치하게 되며, 사용자의 요구에 따라 그 개수를 조절할 수도 있다. 상기 복수개의 미러 모듈(330)은 미러 조정부(330a)에 배치되고 제어부(395)에 의해 미러 조정부(330a)를 조정할 수 있게 구성된다(즉, 미러 조정부(330a)는 X-Y방향 또는 X-Y-Z방향으로 조정할 수 있게 구성된다).

상기 포커스 모듈(332)은 복수개의 포커스 렌즈로 이루어지는 것으로, 포커스 모듈 구동부(332a)를 제어부(395)에 의해 소정방향(상,하 방향)으로 이동시키면서 포커스를 조정할 수 있게 구성된다.

상기 레이저 커팅유닛(300)을 적용한 이유는 레이저를 이용하게 되면 일반적인 종래의 칼(칼날)을 적용하여 테이프를 절단하는 것에 비하여 비접촉식으로 테이프를 절단하게 되므로 테이프 접착액 오염, 칼날의 무뎌짐에 따른 커팅 불량원인을 제거할 수 있고, 아울러 절단 택타임도 줄일 수 있는 이점이 있다. 일예로, 택타임은 커팅 속도를 1초당 300mm 정도 수행하게 되므로 종래에 비하여 훨씬 줄일 수 있게 된다.

상기 레이저 커팅유닛(300)의 레이저 헤드 모듈(350)은 절곡 플레이트(360)에 배치된다. 상기 절곡 플레이트(360)는 역 "L"자 형태로 구성할 수도 있고, 2개의 플레이트(도시되지 않음)를 연설하여 구성할 수도 있다.

상기 절곡 플레이트(360)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 일측이 직육면체 형태의 캐비넷(310)의 하부에 배치된 엘엠 레일(362)에 연결된 엘엠 가이드(364)와 연결되고, 타측이 구동원(370)의 축(372)에 끼워진 풀리(374)와 상기 풀리(374)에 대향측에 배치된 풀리(376)에 끼워진 벨트(378)에 연결되게 된다. 따라서, 상기 레이저 헤드 모듈(350)은 엘엠 레일(362)을 따라 좌,우방향으로 이동할 수 있게 구성된다. 여기서, 상기 레이저 헤드 모듈(350)은 커팅영역(CA: Cutting area)과 출력측정영역(OMA: Output measuring area)의 사이를 이동하게 되며, 레이저의 최종단 출력을 확인하기 위하여 출력측정영역(OMA)측에 레이저 파워미터(390)를 배치하여 수시로 또는 예정된 시간마다 레이저 출력을 확인하게 된다.

상기 레이저 헤드 모듈(350)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 노즐(331)과, 상기 노즐(331)의 상부 일측에 배치된 포커스 모듈(332) 및 상기 포커스 모듈(332)의 상부에 배치된 포커스 모듈 구동부(332a)로 구성된다.

상기 레이저 헤드 모듈(350)의 측면 일측에는 절곡된 브라켓(382)이 배치되고, 상기 절곡된 브라켓(382)의 일측에는 석션 유닛(380)이 배치된다. 상기 석션 유닛(380)은 레이저 커팅시 발생하는 퓸에 의해 미러 모듈(330)이나 포커스 모듈(332)의 오염으로 인한 레이저 출력 저하를 해결하는 역할을 수행하는 것으로, 레이저 커팅시 발생되는 냄새와 연기를 흡인하여 도시되지 않은 필터와 연결 파이프를 거쳐서 외부로 배출하게 된다. 또한, 레이저 커팅유닛(300)의 캐비넷(310)의 상부에는 도 6 및 도 11에 도시된 바와 같이, 캐비넷(310)의 내측으로 배치된 집진기 호스(384a)와 연결된 집진기 호스 연결부(384)와, 상기 집진기 호스 연결부(384)와 간격을 두고 배치된 집진기 환풍구(385)가 배치된다.

상기 테이프 부착유닛(400)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 지지 브라켓(410)과, 구동원(415)과, 회동 블럭(420)과, 이동 플레이트(430)와, 수평 플레이트(440)와, 한 쌍의 테이프 흡착 플레이트(450) 및 구동원(460)으로 구성된다.

상기 지지 브라켓(410)은 베이스 플레이트(10)의 타측에 간격을 두고 배치된 한 쌍의 엘엠 레일(402)에 각각 연결된 복수개의 엘엠 가이드(404)에 안착되게 된다. 그리고, 상기 지지 브라켓(410)은 도 8에 도시된 바와 같이, 상부가 개방되고 측면이 일부 개방된 직육면체 형태로 구성된다. 상기 지지 브라켓(410)은 내부 양측에 간격을 두고 배치된 한 쌍의 보조 가이드 레일(472)에 연결된 보조 가이드 블럭(474)과 연결되고, 상기 한 쌍의 보조 가이드 레일(472)의 사이에 배치된 샤프트(476)는 구동원(470)과 연결되어 구동원(470)의 동작에 상응하여 지지 브라켓(410)을 상,하방향으로 이동하게 구성된다.

상기 구동원(415)은 지지 브라켓(410)의 하부에 배치되고, 지지 브라켓(410)을 전,후 방향으로 이동시키는 역할을 수행하게 된다. 상기 구동원(415)은 지지 브라켓(410)의 하부에 배치된 이동 블럭(417)에 축(419)이 끼워지게 구성되므로 구동원(415)을 동작시키게 되면 이동 블럭(417)이 축(419)을 따라서 이동하면서 지지 브라켓(410)을 전,후 방향으로 이동시키게 된다.

상기 회동 블럭(420)은 지지 브라켓(410)의 양측에 배치된 지지 플레이트(412)와 회동축(414)에 의해 연결되며, 가이드 블럭(416)의 내측에 배치된 캠 팔로워(418)의 회동에 따라 회동되게 구성된다. 그리고, 상기 회동 블럭(420)의 내측에 배치된 캠 팔로워(418)는 회동축(414)과 연결되며, 상기 회동 블럭(420)의 하부에 배치된 실린더(425)는 가이드 블럭(416)과 캠 팔로워(418)를 상,하방향으로 동작시키게 구성된다(즉, 실린더(425)를 동작시키게 되면, 가이드 블럭(416)이 이동하게 되고 아울러, 가이드 블럭(416)의 내측에 배치된 캠 팔로워(418)가 회동축(414)을 기준으로 회동하게 되면 회동 블럭(420)도 회동하게 구성된다).

상기 이동 플레이트(430)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 회동 블럭(420)의 상부에 배치된 가이드 플레이트(422)의 한 쌍의 엘엠레일(424)에 안착된 복수개의 엘엠 가이드(426)와 연결되게 된다. 그리고, 상기 이동 플레이트(430)는 하부에 배치된 이동 블럭(452)과 연결되고, 상기 이동 블럭(452)은 축(454)에 끼워지게 되고, 상기 축(454)은 복수개의 풀리(462)에 끼워진 벨트(464)에 의해 구동원(460)의 축(도시되지 않음)과 연결되게 구성된다.

상기 이동 플레이트(430)는 구동원(460)을 동작시키게 되면, 구동원(460)의 축(도시되지 않음)과 이격된 축(454)에 끼워진 벨트(464)가 회전하게 되면서 축(454)에 연결된 이동 블럭(452)을 소정 방향으로 이동시키면 테이프 흡착 플레이트(450)도 소정 방향으로 이동하여 예정된 위치에 배치된 이차전지의 사이드에 테이프(T)를 부착하게 된다. 상기 테이프 흡착 플레이트(450)의 이동시, 테이프 흡착 플레이트(450)에 부착된 테이프(T)는 테이프 흡착 플레이트(450)에 각각 부착된 테이프 부착 롤러(445)에 의해 소정의 텐션을 유지한 상태에서 안정적으로 회동하면서 이차전지의 사이드에 테이프(T)를 부착시키게 된다. 참고로, 상기 이차전지는 테이프 흡착 플레이트(450)의 전방에 고정되게 배치되게 된다.

상기 수평 플레이트(440)는 이동 플레이트(430)의 일측에 배치된 수직 플레이트(432)와 연결되고, 상기 한 쌍의 테이프 흡착 플레이트(450)는 수평 플레이트(440)와 연결되며 일측에 테이프 부착롤러(445)가 배치된다. 그리고, 상기 구동원(460)은 전술한 바와 같이, 이동 플레이트(430)을 이동시킴에 의해 한 쌍의 테이프 흡착 플레이트(450)도 전,후 방향으로 구동시키는 역할을 수행하게 된다.

한편, 도 10은 테이프 부착유닛(400)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 전술한 실시예와 차이점은 복수개의 캠 팔로워(418)을 적용한 것이다(즉, 전술한 실시예는 한 개의 캠 팔로워(418)를 적용하게 되지만, 다른 실시예에서는 복수개의 캠 팔로워(418)를 적용하게 된다). 그리고, 테이프 흡착 플레이트(450)는 전술한 실시예와 유사하므로 도 10에서는 배제하고 복수개의 캠 팔로워(418)를 적용한 요부만을 나타내었다.

상기 캠 팔로워(418)를 복수개를 적용하게 되므로 회동축(414)의 회동을 전술한 실시예에 비하여 원활하게 수행할 수 있고, 캠 팔로워(418)과 연관된 구성요소인 실린더(425)와 이와 관련된 구성요소 들도 복수개 적용하게 된다. 상기 테이프 부착유닛(400)의 다른 실시예의 동작과정은 전술한 실시예와 유사하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 테이프 부착장치의 동작관계에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 사용자가 소정 크기의 테이프 공급롤러(20)를 테이프 공급롤러 안착부(80)에 안착시키고, 구동원(78)을 동작시켜 상기 테이프 공급롤러(20)가 회전축(22)에 고정되게 한다. 그리고, 테이프 텐션 조정장치(60)를 이용하여 테이프(T)의 텐션을 조절하게 된다(즉, 사용자가 테이프 텐션 조정장치(60)의 텐셔너(68)를 내측으로 가압하여 테이프(T)에 소정 텐션을 유지하게 된다). 이와 같은 상태에서, 테이프(T)를 복수개의 가이드 롤러(30)를 거쳐서 테이프 흡착판(50)에 고정하게 된다. 상기 테이프 흡착판(50)은 테이프 공급롤러(20)로부터 복수개의 가이드 롤러(30)를 거쳐서 이동된 테이프(T)를 진공 흡착하여 고정하게 된다. 그리고, 테이프 텐션 조정장치(60)를 이용하여 다시 테이프(T)의 텐션을 소정상태로 정확하게 유지시키고, 체결노브(65)를 이용하여 체결하게 된다.

상기 테이프(T)가 테이프 흡착판(50)에 고정되게 되면, 테이프 이송유닛(200)의 구동원(225)을 동작시켜 이동 플레이트(220a)를 소정위치로 이동시킨 후, 실린더(230)을 작동시켜 테이프 그립퍼(250)에 의해 테이프(T)를 그립하고 소정위치로 이송하게 된다. 즉, 상기 이동 플레이트(220a)는 구동원(225)을 동작시키게 되면, 이동 블럭(224)이 샤프트(204)를 따라서 이동하게 되고, 이때 이동 플레이트(220a)의 양측에 배치된 가이드 블럭(214)도 가이드 레일(212)을 따라서 이동하게 되므로 이동 플레이트(220a)의 상부에 배치된 테이프 그립퍼(250)를 소정 방향으로 이동시킬 수 있고, 상기 테이프 그립퍼(250)는 실린더(230)를 동작시킴에 의해 테이프(T)를 그립하고 소정위치로 이송(이동)하게 된다.

상기 테이프 그립퍼(250)가 테이프(T)를 소정위치로 이송하게 되면, 테이프 부착유닛(400)이 상승하여 테이프(T)를 흡착하게 된다. 여기서, 상기 테이프 부착유닛(400)은 테이프 흡착판(50)의 하부측에 위치하게 된다. 이와 같은 상태에서, 레이저 커팅유닛(300)을 이용하여 테이프(T)를 소정의 크기로 절단하게 된다. 즉, 레이저 커팅유닛(300)의 레이저 공급원(320)을 동작시키게 되면, 레이저가 빔 익스팬더(331)를 거쳐서 복수개의 미러 모듈(330)을 경유하여 레이저 헤드 모듈(350)측으로 안내되고, 레이저 헤드 모듈(350)이 구동원(370)의 동작에 의해 엘엠 레일(362)를 따라 좌,우로 이동하면서 테이프(T)를 소정의 크기로 절단하게 된다.

상기 테이프(T)의 레이저 커팅시, 레이저 헤드 모듈(350)은 커팅영역(CA)과 출력측정영역(OMA)의 사이를 이동하게 되며, 출력측정영역(OMA)측에 배치된 레이저 파워미터(390)측으로 이동하여 레이저 최종단 출력을 확인하면서 테이프(T)의 커팅작업을 수행하게 되므로 테이프(T)를 정확하게 커팅할 수 있게 된다.

그리고, 레이저 헤드 모듈(350)의 측면 일측에 배치된 석션유닛(380)이 레이저 커팅시 발생하는 퓸(냄새 및 연기 등)을 흡인하여 레이저 헤드 모듈(350)측으로 퓸이 침투되지 못하게 하므로 미러 모듈(330)이나 포커스 모듈(332)의 오염으로 인한 레이저 출력 저하를 방지할 수 있다. 게다가, 레이저 커팅시 발생하는 퓸이 석션유닛(380)의 외부로 배출되는 경우에도 캐비넷(310)의 내부에 배치된 집진기 호스 연결부(384a)와 집진기 환풍구(385)를 이용하여 퓸을 외부로 배출하게 되므로 레이저 출력이 저하되는 일은 거의 발생하지 않게 된다.

상기 테이프(T)가 레이저 커팅유닛(300)에 의해 소정 크기로 절단되면, 테이프 부착유닛(400)이 하강시키게 된다. 상기 테이프 부착유닛(400)의 승,하강 동작은 지지 브라켓(410)을 승,하강시킴에 의해 가능하므로 구동원(470)과 연결된 샤프트(476)가 구동원(470)의 동작에 상응하여 지지 브라켓(410)을 상,하방향으로 이동하게 함으로써 테이프 부착유닛(40)도 승,하강시킬 수 있게 된다.

상기 테이프 부착유닛(400)의 하강이 완료되면, 테이프 흡착 플레이트(450)를 90도 회전시키게 된다(참고로, 상기 테이프 흡착 플레이트(450)는 실린더(425)를 동작시키게 되면, 이동 블럭(452)이 이동하면서 이동 블럭(452)의 내측에 배치된 캠 팔로워(418)를 회동시키면서 회동축(414)을 중심으로 회동 블럭(420)을 밀게 되므로 테이프 흡착 플레이트(450)가 상부 방향으로 배치된 상태로 된다. 여기서, 테이프(T) 흡착시, 테이프 부착유닛(400)의 상태는 테이프 흡착 플레이트(450)가 상부 방향으로 배치된 상태로 이해하기 바란다).

상기 테이프 흡착 플레이트(450)가 상부 방향으로 배치된 상태에서, 실린더(425)를 다른 방향으로 동작시키게 되면, 이동 블럭(452)이 이동하면서 이동 블럭(452)의 내측에 배치된 캠 팔로워(418)를 회동시키면서 회동축(414)을 중심으로 회동 블럭(420)을 반대 방향으로 밀게 되므로 테이프 흡착 플레이트(450)가 도 8에 도시된 상태로 이동되게 된다.

테이프 부착유닛(400)의 테이프 흡착 플레이트(450)가 도 8에 도시된 상태로 되면, 테이프 부착롤러(445)를 전진시켜 이차전지의 사이드에 테이프(T)를 부착하게 된다.

테이프 흡착 플레이트(450)는 구동원(460)을 동작시키게 되면, 구동원(460)의 축(도시되지 않음)과 이격된 축(454)에 끼워진 벨트(464)가 회전하게 되면서 축(454)에 연결된 이동 블럭(452)을 소정 방향으로 이동시키면 이동 플레이트(430)가 이동하면서 테이프 흡착 플레이트(450)를 이동시키게 된다. 이때, 테이프 흡착 플레이트(450)의 하부에 각각 배치된 테이프 부착롤러(445)가 회전하면서 예정된 위치에 배치된 이차전지의 사이드에 테이프(T)를 부착하게 된다. 상기 테이프 흡착 플레이트(450)의 이동시, 테이프 흡착 플레이트(450)에 부착된 테이프(T)는 테이프 흡착 플레이트(450)에 각각 부착된 테이프 부착 롤러(445)에 의해 소정의 텐션을 유지한 상태에서 안정적으로 회동하면서 이차전지의 사이드에 테이프(T)를 부착시키게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 테이프 부착장치는 테이프 흡착판이 배치된 소정 위치로 테이프를 배치한 후 레이저 커팅유닛으로 정확하게 원하는 크기의 테이프로 절단하고 테이프 이송유닛을 이용하여 원하는 위치로 이송한 후 테이프 부착유닛으로 이차전지의 사이드에 테이프를 정확하게 부착할 수 있게 된다.

본 발명의 테이프 부착장치는 이차전지에 테이프를 부착하는 이차전지 제조분야에 널리 적용될 수 있다.

10: 베이스 플레이트 20: 테이프 공급롤러
30: 가이드 롤러 60: 테이프 텐션 조정장치
100: 테이프 공급유닛 200: 테이프 이송유닛
250: 테이프 그립퍼 300: 레이저 커팅유닛
350: 레이저 헤드 모듈 400: 테이프 부착유닛
416: 가이드 블럭 418: 캠 팔로워
445: 테이프 부착롤러 450: 테이프 흡착 플레이트

Claims

베이스 플레이트(10)의 일측에 배치된 한 쌍의 수직 플레이트(12)의 내측에 배치된 회전축(22)에 끼워지는 테이프 공급롤러(20)와, 상기 베이스 플레이트(10)의 타측에 배치된 한 쌍의 측면 브라켓(40)에 배치되며 테이프 공급롤러(20)로 부터 배출된 테이프(T)의 이송을 안내하는 복수개의 가이드 롤러(30)와, 상기 측면 브라켓(40)의 상부에 배치되며 테이프(T)를 흡착하도록 복수개의 관통홀(52)이 형성된 테이프 흡착판(50)을 갖는 테이프 공급유닛(100)과;
상기 한 쌍의 측면 브라켓(40)에 배치된 하부 플레이트(210)와, 상기 하부 플레이트(210)의 양측에 간격을 두고 배치된 가이드 레일(212)과 연결된 가이드 블럭(214)에 안착된 이동 플레이트(220a)와, 상기 하부 플레이트(210)의 중앙에 배치된 고정블럭(202)에 끼워진 샤프트(204)를 따라 이동하는 이동 블럭(224)과, 상기 샤프트(204)에 연결되는 구동원(225)을 갖는 테이프 이송유닛(200)과;
상기 한 쌍의 측면 브라켓(40)에 배치된 하부 플레이트(210)와, 상기 하부 플레이트(210)의 상부에 배치되고 하부에 가이드 패드(220b)가 부착된 상부 플레이트(220)와, 상기 상부 플레이트(220)의 양측에 간격을 두고 배치된 한 쌍의 실린더(230)를 갖는 테이프 그립퍼(250)와;
상기 테이프 이송유닛(200)의 상부에 배치된 캐비넷(310)의 내부 일측에 배 치된 레이저 공급원(320)과, 상기 레이저 공급원(320)의 일측에 배치된 빔 익스팬더(331)와, 상기 레이저 공급원(320)으로부터 발생된 레이저의 이동 경로상에 배치되는 복수개의 미러 모듈(330)과, 상기 캐비넷(310)의 내부 타측에 배치되며 포커스 모듈(332)을 갖는 레이저 헤드 모듈(350)과, 상기 레이저 헤드 모듈(350)의 출력측정영역(OMA)측에 배치되며 레이저의 최종단 출력을 확인하는 레이저 파워미터(390)와, 상기 레이저 공급원(320)과 복수개의 미러모듈(330) 및 포커스 모듈(332)에 연결되어 레이저 구동부(320a), 미러 조정부(330a), 포커스 모듈 구동부(332a)를 제어하는 제어부(395)를 갖는 레이저 커팅유닛(300)과;
상기 베이스 플레이트(10)의 타측에 간격을 두고 배치된 한 쌍의 엘엠 레일(402)에 각각 연결된 복수개의 엘엠 가이드(404)에 안착된 지지 브라켓(410)과, 상기 지지 브라켓(410)의 하부에 배치되고 지지 브라켓(410)을 전,후 방향으로 이동시키는 구동원(415)과, 상기 지지 브라켓(410)의 양측에 배치된 지지 플레이트(412)와 회동축(414)에 의해 연결되며 가이드 블럭(416)의 내측에 배치된 적어도 한 개의 캠 팔로워(418)의 회동에 따라 회동되는 회동 블럭(420)과, 상기 회동 블럭(420)의 상부에 배치된 가이드 플레이트(422)의 한 쌍의 엘엠레일(424)에 안착된 복수개의 엘엠 가이드(426)와 연결된 이동 플레이트(430)와, 상기 이동 플레이트(430)의 일측에 배치된 수직 플레이트(432)와 연결된 수평 플레이트(440)와, 상기 수평 플레이트(440)와 연결되며 일측에 테이프 부착롤러(445)가 배치된 한 쌍의 테이프 흡착 플레이트(450)와, 상기 한 쌍의 테이프 흡착 플레이트(450)를 전,후 방향으로 구동시키는 구동원(460)을 갖는 테이프 부착유닛(400)을 포함하는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 수직 플레이트(12)는 외측에 테이프 텐션 조정장치(60)가 각각 배치되고, 상기 테이프 텐션 조정장치(60)는 간격을 두고 배치된 서로 다른 크기의 제1 및 제2 풀리(62,64)와, 상기 제1 및 제2 풀리(62,64)에 감겨진 벨트(66)와, 상기 벨트(66)의 일측에 배치되며 벨트(66)의 텐션을 조정하는 텐셔너(68)를 포함하고,
상기 한 쌍의 수직 플레이트(12)는 하부에 간격을 두고 배치된 엘엠 레일(72)에 각각 안착된 엘엠 블럭(74)과 연결되고, 구동원(78)의 동작에 의해 엘엠 레일(72)을 따라 좌,우방향으로 이동되게 구성되는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 수직 플레이트(12)의 내측에 배치된 회전축(22)은 다양한 크기의 테이프 공급롤러(20)를 고정하기 위하여 일측이 회전축(22)에 연결된 체결노브(65)와 연결되는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.
제1항에 있어서,
상기 테이프 공급롤러(20)는 테이프 공급롤러 안착부(80)에 안착되며, 상기 테이프 공급롤러 안착부(80)는 하부에 수직으로 배치된 가이드 레일(82)에 끼워진 가이드 블럭(84)과 연결되고, 구동원(85)의 동작에 따라 상,하 방향으로 이동되게 구성되는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저 헤드 모듈(350)은 노즐(331)과, 상기 노즐(331)의 상부 일측에 배치된 포커스 모듈(332)과, 상기 포커스 모듈(332)의 상부에 배치된 포커스 모듈 구동부(332a)를 포함하고,
상기 레이저 헤드 모듈(350)은 절곡 플레이트(360)에 배치되며, 상기 절곡 플레이트(360)는 일측이 캐비넷(310)의 하부에 배치된 엘엠 레일(362)에 연결된 엘엠 가이드(364)와 연결되고, 타측이 구동원(370)의 축(372)에 끼워진 풀리(374)와 상기 풀리(374)에 대향측에 배치된 풀리(376)에 끼워진 벨트(378)에 연결되어 상기 레이저 헤드 모듈(350)은 엘엠 레일(362)을 따라 좌,우방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저 헤드 모듈(350)의 측면 일측에는 절곡된 브라켓(382)이 배치되고, 상기 절곡된 브라켓(382)의 일측에는 레이저 커팅시 발생되는 냄새와 연기를 흡입하기 위한 석션 유닛(380)이 배치되는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.
제1항에 있어서,
상기 레이저 커팅유닛(300)의 캐비넷(310)의 상부에는 캐비넷(310)의 내측으로 배치된 집진기 호스(384a)와 연결된 집진기 호스 연결부(384)와, 상기 집진기 호스 연결부(384)와 간격을 두고 배치된 집진기 환풍구(385)가 배치되는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.
제1항에 있어서,
상기 이동 플레이트(430)는 하부에 배치된 이동 블럭(452)과 연결되고, 상기 이동 블럭(452)은 축(454)에 끼워지게 되고, 상기 축(454)은 복수개의 풀리(462)에 끼워진 벨트(464)에 의해 구동원(460)의 축과 연결되게 구성되는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.
제1항에 있어서,
상기 회동 블럭(420)의 내측에 배치된 적어도 한 개의 캠 팔로워(418)는 회동축(414)과 연결되며, 상기 회동 블럭(420)의 하부에 배치된 실린더(425)는 가이드 블럭(416)과 캠 팔로워(418)를 상,하방향으로 동작시키게 구성되는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.
제1항에 있어서,
상기 지지 브라켓(410)은 내부 양측에 간격을 두고 배치된 한 쌍의 보조 가이드 레일(472)에 연결된 보조 가이드 블럭(474)과 연결되고, 상기 한 쌍의 보조 가이드 레일(472)의 사이에 배치된 샤프트(476)는 구동원(470)과 연결되어 구동원의 동작에 상응하여 지지 브라켓(410)을 상,하방향으로 이동하게 구성되는 것을 특징으로 하는 테이프 부착장치.