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KR20210031148A - Picking-up And Placing Apparatus And Method for Manufacturing Cell Stack of Secondary Battery - Google Patents

Picking-up And Placing Apparatus And Method for Manufacturing Cell Stack of Secondary Battery Download PDF

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Publication number
KR20210031148A
KR20210031148A KR1020190112728A KR20190112728A KR20210031148A KR 20210031148 A KR20210031148 A KR 20210031148A KR 1020190112728 A KR1020190112728 A KR 1020190112728A KR 20190112728 A KR20190112728 A KR 20190112728A KR 20210031148 A KR20210031148 A KR 20210031148A
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KR
South Korea
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electrode
picker
vacuum
unit
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020190112728A
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강전영
김영곤
김경호
나성수
김인곤
허성빈
이정구
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주식회사 디에이테크놀로지
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Abstract

The present invention relates to an electrode picking-up and placing apparatus for manufacturing a secondary battery cell, which presses and supports the entire surface of an electrode with respect to an upper surface of a worktable when the electrode is vacuum-adsorbed with a plurality of picker nozzles to be transferred to the worktable, so that the worktable stretches and flattens a curled electrode to significantly reduce a vacuum adsorption time and to a method thereof. According to the present invention, the electrode picking-up and placing apparatus comprises: a picker unit including a picker mount block installed to be horizontally moved from a first process position for manufacturing a cell stack to a second process position, a picker head installed in the picker mount block to move up and down by a linear motion device for lifting and lowering motion, and a plurality of picker nozzles installed at intervals on the picker head to fix an electrode by vacuum pressure; a worktable installed at the second process position and having a suction plate vacuum-adsorbing and fixing the electrode transferred from the picker unit; and an electrode pressing member installed on a lower side of the picker head of the picker unit to press and support the entire surface of the electrode downward with respect to the worktable when the picker unit transfers the electrode onto the worktable.

Description

이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치 및 방법{Picking-up And Placing Apparatus And Method for Manufacturing Cell Stack of Secondary Battery}Electrode pick and place device and method for manufacturing secondary battery cell {Picking-up And Placing Apparatus And Method for Manufacturing Cell Stack of Secondary Battery}

본 발명은 이차전지의 셀 스택을 제조하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극(양극 및 음극)을 공급부에서 진공 흡착하여 작업테이블 상으로 이송한 후 작업테이블에 전달하는 이차전지 셀 스택 제조용 전극 픽앤플레이스 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for manufacturing a cell stack of a secondary battery, and more particularly, for manufacturing a secondary battery cell stack in which electrodes (positive and negative electrodes) are vacuum-adsorbed from a supply and transferred to a work table and then transferred to a work table. It relates to an electrode pick and place apparatus and method.

일반적으로 화학전지는 양극판과 음극판의 전극 한쌍과 전해질로 구성되어 있는 전지로서 상기 전극과 전해질을 구성하는 물질에 따라 저장할 수 있는 에너지의 양이 달라진다. 이러한 화학전지는 충전반응이 매우 느려서 1회 방전 용도로만 쓰이는 1차전지와, 반복적인 충방전을 통해 재사용이 가능한 2차전지로 구분되며, 최근 들어서는 충방전이 가능한 장점으로 인해 2차전지의 사용이 늘고 있는 추세에 있다. In general, a chemical cell is a cell composed of a pair of electrodes of a positive electrode plate and a negative electrode plate, and an electrolyte, and the amount of energy that can be stored varies depending on the material constituting the electrode and the electrolyte. These chemical batteries are classified into primary batteries that are used only for one-time discharge because the charging reaction is very slow, and secondary batteries that can be reused through repetitive charging and discharging. There is a growing trend.

즉, 상기 2차전지는 그 장점으로 인해 산업 전반에 걸친 다양한 기술분야에 적용되고 있으며, 일예로 와이어리스 모바일 기기와 같은 첨단전자기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린 및 디젤 내연기관의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 주목받고 있다.That is, the secondary battery is applied to various technical fields throughout the industry due to its advantages, and for example, it is widely used as an energy source for advanced electronic devices such as wireless mobile devices, as well as conventional gasoline using fossil fuels. It is also attracting attention as an energy source such as a hybrid electric vehicle, which has been proposed as a solution to the air pollution of diesel internal combustion engines.

이러한 2차 전지는 양극판, 분리막, 음극판을 순차적으로 적층하여 만들어진 셀 스택을 전해질 용액에 담구고 밀봉한 형태로 이루어진다. Such a secondary battery is formed by immersing and sealing a cell stack made by sequentially stacking a positive electrode plate, a separator, and a negative electrode plate in an electrolyte solution.

한편 2차 전지의 셀 스택을 제조하는 과정에서는 전극을 픽앤플레이스 장치를 이용하여 소정의 작업을 수행하는 작업테이블 상으로 순차적으로 이송하여 정해진 작업을 수행하게 되는데, 도 1에 도시한 것과 같이 종래의 픽앤플레이스 장치는 상하 및 수평 방향으로 운동하도록 구성된 픽커유닛(10)에 진공압을 발생시키는 복수의 픽커노즐(12)이 일정한 간격을 두고 구성되어, 어느 한 공정 위치에서 픽커유닛(10)의 픽커노즐(12)이 얇은 판상의 전극(E)을 진공 흡착한 다음, 다른 한 공정 위치로 이동하여 대기하고 있던 작업테이블(20)의 흡착플레이트(22) 상에 안착시켜 전달하면, 흡착플레이트(22)가 전극(E)을 진공 흡착하여 정해진 작업(예를 들어 비전 검사 및 얼라인먼트, 또는 스택킹 등)을 수행하게 된다. Meanwhile, in the process of manufacturing the cell stack of the secondary battery, the electrodes are sequentially transferred onto a worktable that performs a predetermined operation using a pick-and-place device to perform a predetermined operation. The pick-and-place device includes a plurality of picker nozzles 12 that generate vacuum pressure in the picker unit 10 configured to move in the vertical and horizontal directions at regular intervals. After the nozzle 12 vacuum-sucks the thin plate-shaped electrode E, it moves to another process position and is placed on the suction plate 22 of the working table 20, which has been waiting, and transferred, the suction plate 22 ) Vacuum adsorption of the electrode E to perform a predetermined operation (for example, vision inspection and alignment, or stacking).

그런데, 도 2에 도시한 것과 같이, 일반적인 픽앤플레이스 장치는 복수개의 픽커노즐(12)이 소정의 간격을 두고 배치되고 얇은 필름으로 된 판상의 전극(E)을 진공 흡착 방식으로 고정하기 때문에 픽커노즐(12)이 전극(E)을 진공 흡착할 때 전극(E)이 울퉁불퉁한 컬(curl) 상태가 된다. 이러한 컬 현상은 전극(E)의 크기가 클수록 심하게 나타난다.However, as shown in FIG. 2, in a general pick and place device, a plurality of picker nozzles 12 are arranged at predetermined intervals and a plate-shaped electrode E made of a thin film is fixed by a vacuum adsorption method. (12) When the electrode E is vacuum-adsorbed, the electrode E becomes uneven and curled. This curling phenomenon appears more severe as the size of the electrode E increases.

따라서 전극(E)을 작업테이블(20)에 안착시킨 후에 전극(E)을 진공 흡착할 때 전극(E)이 완전히 펴지면서 전체적으로 균일하게 진공 흡착되기까지 시간이 많이 걸리게 되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. Therefore, when the electrode (E) is vacuum-adsorbed after the electrode (E) is seated on the work table (20), it takes a long time for the electrode (E) to be completely unfolded and uniformly vacuum-adsorbed, thereby reducing productivity. have.

등록특허 제10-1140447호(2012.04.19. 등록)Registered Patent No. 10-1140447 (registered on April 19, 2012) 등록특허 제10-1380133호(2014.03.26. 등록)Registered Patent No. 10-1380133 (registered on March 26, 2014) 등록특허 제10-1220981호(2013.01.04. 등록)Registered Patent No. 10-1220981 (registered on Jan. 4, 2013) 공개특허 10-2019-0025404호(2019.03.11. 공개)Patent Publication No. 10-2019-0025404 (published on Mar 11, 2019)

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 픽커노즐로 전극을 진공 흡착하여 이송한 후 작업테이블에 전달할 때, 전극의 전체면을 작업테이블의 상부면에 대해 가압하면서 지지함으로써 작업테이블이 컬(curl)이 발생한 전극을 평평하게 펴면서 진공 흡착하는 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치 및 방법을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problem, and an object of the present invention is to pressurize the entire surface of the electrode against the upper surface of the work table when transferring the electrode by vacuum adsorption with a plurality of picker nozzles and then transferring it to the work table. It is to provide an electrode pick-and-place apparatus and method for manufacturing a secondary battery cell capable of significantly shortening the vacuum adsorption time while flattening the electrode in which the curl has occurred by the working table by supporting it.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치는 셀 스택 제조를 위한 제1공정 위치에서 제2공정 위치로 수평 이동이 가능하게 설치된 픽커마운트블록, 상기 픽커마운트블록에 승강 운동용 선형운동장치에 의해 상하로 이동 가능하게 설치되는 픽커헤드 및, 상기 픽커헤드에 간격을 두고 설치되어 진공압에 의해 전극을 고정하는 복수의 픽커노즐을 포함하는 픽커유닛; 상기 제2공정 위치에 설치되며, 상기 픽커유닛으로부터 전달되는 전극을 진공 흡착하여 고정하는 흡착플레이트를 구비하는 작업테이블; 및, 상기 픽커유닛의 픽커헤드의 하측에 설치되어, 상기 픽커유닛이 작업테이블 상으로 전극을 전달할 때 전극 전체면을 작업테이블에 대해 하측으로 가압하여 지지하는 전극가압부재;를 포함한다. The electrode pick-and-place device for manufacturing a secondary battery cell according to the present invention for achieving the above object is a picker mount block installed to be horizontally moved from a first process position for a cell stack to a second process position, and the picker mount block. A picker unit including a picker head installed to be movable vertically by a linear motion device for lifting and lowering, and a plurality of picker nozzles installed at intervals between the picker heads and fixing electrodes by vacuum pressure; A working table installed at the second process position and having an adsorption plate for vacuum adsorption and fixation of the electrode transferred from the picker unit; And an electrode pressing member installed below the picker head of the picker unit and supporting the entire electrode by pressing the entire electrode downward against the work table when the picker unit transfers the electrode onto the work table.

상기 전극가압부재는, 상기 픽커노즐이 관통하는 복수의 관통공이 상하로 개방되게 형성되고, 상기 픽커헤드의 하측에서 상기 픽커마운트블록에 고정되게 설치되어 픽커헤드 및 픽커노즐이 상측으로 이동하게 되면 하부면이 전극과 밀착되면서 전극을 하측으로 가압할 수 있다. The electrode pressing member is formed such that a plurality of through holes through which the picker nozzle passes are opened up and down, and is fixedly installed to the picker mount block from the lower side of the picker head, so that when the picker head and the picker nozzle move upward, the lower portion As the surface is in close contact with the electrode, it is possible to press the electrode downward.

상기 전극가압부재의 하부면에는 유연한 수지 재질로 된 가압패드가 코팅될 수 있다. A pressure pad made of a flexible resin material may be coated on the lower surface of the electrode pressing member.

상기 작업테이블은, 제2공정 위치에 설치되는 테이블본체; 상기 테이블본체의 상단부에 상하로 이동 가능하게 설치되며, 공기를 흡입하는 복수의 진공홀이 형성되어, 상기 픽커유닛으로부터 전달되는 전극을 진공 흡착하여 고정하는 흡착플레이트; 상기 흡착플레이트의 진공홀을 통해 공기를 흡입하는 진공발생유닛; 상기 픽커유닛이 전극을 흡착플레이트로 전달할 때 상기 흡착플레이트를 테이블본체에 대해 일정 거리만큼 상하로 이동시키는 테이블 승강유닛; 을 포함할 수 있다. The work table includes: a table body installed at a second process position; An adsorption plate installed at an upper end of the table body so as to be movable up and down, a plurality of vacuum holes for sucking air, and vacuum adsorption and fixation of the electrode transferred from the picker unit; A vacuum generating unit that sucks air through the vacuum hole of the suction plate; A table lifting unit for moving the suction plate up and down by a predetermined distance with respect to the table body when the picker unit transfers the electrode to the suction plate; It may include.

상술한 것과 같은 본 발명에 따른 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치를 이용한 전극 픽앤플레이스 방법은, The electrode pick and place method using the electrode pick and place device for manufacturing a secondary battery cell according to the present invention as described above,

(S1) 제1공정 위치에서 픽커유닛의 픽커노즐이 전극을 진공 흡착하는 단계;(S1) vacuum adsorption of the electrode by the picker nozzle of the picker unit at the first process position;

(S2) 픽커유닛의 픽커헤드를 일정 거리 상승시켜 픽커노즐에 흡착된 전극을 전극가압부재의 하부면에 연접하게 하는 단계;(S2) raising the picker head of the picker unit by a predetermined distance so that the electrode adsorbed on the picker nozzle is connected to the lower surface of the electrode pressing member;

(S3) 픽커유닛이 제2공정 위치로 이동하는 단계;(S3) moving the picker unit to the second process position;

(S4) 상기 제2공정 위치에서 픽커유닛의 픽커마운트블록이 하강하여 전극을 작업테이블의 흡착플레이트 상에 안착시키고, 전극가압부재와 흡착플레이트 사이에서 전극이 전극가압부재의 하부면과 흡착플레이트의 상부면에 대해 가압되면서 지지되도록 하는 단계; 및,(S4) At the second process position, the picker mount block of the picker unit descends to place the electrode on the adsorption plate of the work table, and between the electrode pressurization member and the adsorption plate, the electrode moves between the lower surface of the electrode pressurization member and the adsorption plate. A step of being supported while being pressed against the upper surface; And,

(S5) 상기 픽커유닛의 픽커노즐의 진공압을 파기하고, 작업테이블의 흡착플레이트에서 진공압을 발생시켜 흡착플레이트에 전극을 진공 흡착하여 고정하는 단계; (S5) removing the vacuum pressure of the picker nozzle of the picker unit, generating a vacuum pressure at the suction plate of the work table, and vacuum suctioning and fixing the electrode on the suction plate;

를 포함할 수 있다. It may include.

상기 (S4) 단계에서는 픽커유닛의 픽커마운트블록을 하측으로 일정 거리 이동시킴과 동시에 작업테이블 상단의 흡착플레이트를 테이블본체에 대해 일정 거리만큼 상측으로 이동시켜 전극가압부재와 흡착플레이트 사이에서 전극이 가압되면서 지지되도록 하는 것이 바람직하다. In the step (S4), the picker mount block of the picker unit is moved downward by a certain distance, and at the same time, the suction plate at the top of the work table is moved upward by a certain distance to the table body to pressurize the electrode between the electrode pressing member and the suction plate. It is desirable to be supported while being supported.

본 발명에 따르면, 픽커유닛이 작업테이블의 흡착플레이트에 전극을 내려 놓을 때 전극이 전극가압부재와 흡착플레이트 사이에 밀착되면서 하측으로 가압되어 지지되므로, 흡착플레이트가 전극을 평평하게 펴면서 전체면을 균일하게 진공 흡착하는데까지 걸리는 시간을 대폭 단축시킬 수 있다. According to the present invention, when the picker unit puts the electrode on the suction plate of the work table, the electrode is pressed and supported downward while being in close contact between the electrode pressing member and the suction plate, so that the suction plate flattens the electrode and makes the entire surface uniform. The time required to vacuum adsorption can be significantly shortened.

또한 픽커유닛이 작업테이블 상으로 전극을 전달할 때, 작업테이블의 흡착플레이트가 픽커유닛과 동시에 일정 거리만큼 상승하여 전극을 전달받으므로 픽커유닛에서 작업테이블로 전극을 전달하는데 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있는 이점도 있다.In addition, when the picker unit transfers the electrode onto the work table, the suction plate of the work table rises by a certain distance at the same time as the picker unit to receive the electrode, which further shortens the time required to transfer the electrode from the picker unit to the work table. There are also advantages to be able to.

도 1은 종래의 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래의 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치의 작동례를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치를 나타낸 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 전극 픽앤플레이스 장치의 구성 및 작동례를 나타낸 정면도이다.
도 5는 도 3에 도시된 전극 픽앤플레이스 장치의 작동례를 순차적으로 나타낸 도면으로, 픽커유닛이 제1공정 위치에서 전극을 픽업하는 작동례를 나타낸다.
도 6은 도 3에 도시된 전극 픽앤플레이스 장치의 작동례를 순차적으로 나타낸 도면으로, 픽커유닛이 제2공정 위치에서 전극을 작업테이블에 내려놓는 작동례를 나타낸다. 1 is a perspective view showing a conventional electrode pick and place device for manufacturing a secondary battery cell.
2 is a view showing an operation example of a conventional electrode pick-and-place device for manufacturing a secondary battery cell.
3 is a perspective view showing an electrode pick and place device for manufacturing a secondary battery cell according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are front views showing a configuration and operation example of the electrode pick and place device shown in FIG. 3.
FIG. 5 is a diagram sequentially illustrating an operation example of the electrode pick-and-place device illustrated in FIG. 3, and shows an operation example in which the picker unit picks up an electrode at a first process position.
FIG. 6 is a diagram sequentially showing an operation example of the electrode pick and place device shown in FIG. 3, and shows an operation example in which the picker unit lowers the electrode on the work table at the second process position.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.The embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only preferred examples of the disclosed invention, and there may be various modified examples that can replace the embodiments and drawings of the present specification at the time of filing of the present application.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치 및 방법을 후술된 실시예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, an electrode pick-and-place apparatus and method for manufacturing a secondary battery cell according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치를 나타낸 도면들로, 본 발명의 전극 픽앤플레이스 장치는 전극(E)을 이송하는 픽커유닛(100)과, 상기 픽커유닛(100)으로부터 전극(E)을 전달받아 전극(E)에 대한 지정된 작업을 수행하게 되는 작업테이블(200), 상기 픽커유닛(100)이 작업테이블(200) 상으로 전극(E)을 전달할 때 전극(E)을 작업테이블(200)의 상부면에 대해 하측으로 가압하여 지지하게 되는 전극가압부재(300)를 포함하다. 3 to 6 are views showing an electrode pick-and-place device for manufacturing a secondary battery cell according to an embodiment of the present invention. The electrode pick-and-place device of the present invention includes a picker unit 100 for transferring an electrode (E), A work table 200 that receives the electrode E from the picker unit 100 and performs a designated operation on the electrode E, and the picker unit 100 moves the electrode E onto the work table 200. It includes an electrode pressing member 300 that presses the electrode E downwardly against the upper surface of the work table 200 to support it when transmitting the signal.

상기 픽커유닛(100)은 셀 스택 제조장치의 어느 한 공정 위치(제1공정 위치)에서 다른 한 공정 위치(제2공정 위치)로 수평 이동이 가능하게 설치된 픽커마운트블록(110)과, 상기 픽커마운트블록(110)에 승강 운동용 선형운동장치에 의해 상하로 이동 가능하게 설치되는 픽커헤드(120) 및, 상기 픽커헤드(120)에 간격을 두고 설치되어 진공압에 의해 전극(E)을 고정하는 복수의 픽커노즐(130)을 포함한다. The picker unit 100 includes a picker mount block 110 installed to be horizontally moved from one process position (first process position) to another process position (second process position) of the cell stack manufacturing apparatus, and the picker A picker head 120 installed to be movable up and down by a linear motion device for lifting and lowering on the mount block 110, and the picker head 120 are installed at intervals to fix the electrode E by vacuum pressure It includes a plurality of picker nozzles (130).

상기 픽커마운트블록(110)은 셀 스택 제조장치의 제1공정 위치와 제2공정 위치의 상부를 가로지르는 프레임(미도시)에 구성되는 공지의 선형운동장치(미도시)에 연결되어 수평 이동 및 상하 이동한다. 상기 선형운동장치는 리니어모터 시스템, 서버모터와 볼스크류를 적용한 선형운동시스템, 서버모터와 풀리 및 벨트를 적용한 선형운동시스템, 공압실린더 시스템 등 공지의 선형운동장치를 이용하여 구성할 수 있다. The picker mount block 110 is connected to a known linear motion device (not shown) configured in a frame (not shown) that crosses the top of the first process position and the second process position of the cell stack manufacturing apparatus to move horizontally and It moves up and down. The linear motion device may be configured using a known linear motion device such as a linear motor system, a linear motion system applying a server motor and a ball screw, a linear motion system applying a server motor, a pulley and a belt, and a pneumatic cylinder system.

상기 픽커헤드(120)는 대략 직사각형의 평판 형태로 되어 승강 운동용 선형운동장치에 의해 상기 픽커마운트블록(110)에 상하로 이동 가능하게 설치된다. 여기서 상기 승강 운동용 선형운동장치는, 상기 픽커마운트블록(110)의 양측부에 상하로 연장되게 설치되는 한 쌍의 LM가이드(118)와, 상기 픽커마운트블록(110)의 중심부에 상하로 연장되게 설치되는 볼스크류(115)와, 상기 볼스크류(115)에 볼스크류(115)의 회전에 의해 볼스크류의 축방향, 즉 상하방향으로 이동하는 너트부(116)와, 상기 볼스크류(115)를 정해진 회전양만큼 회전시키는 서보모터(117)를 포함한다. The picker head 120 has a substantially rectangular flat plate shape and is installed to be movable up and down on the picker mount block 110 by a linear motion device for lifting and lowering. Here, the linear exercise device for lifting motion includes a pair of LM guides 118 installed to extend vertically on both sides of the picker mount block 110, and extend vertically in the center of the picker mount block 110. A ball screw 115 to be installed, a nut part 116 moving in the axial direction of the ball screw, that is, in the vertical direction by the rotation of the ball screw 115 on the ball screw 115, and the ball screw 115 It includes a servo motor 117 that rotates by a predetermined amount of rotation.

이 실시예에서 상기 승강 운동용 선형운동장치는 서버모터(117)와 볼스크류(115)를 포함하는 선형운동시스템을 적용하고 있지만, 이와 다르게 리니어모터 시스템, 서버모터와 풀리 및 벨트를 적용한 선형운동시스템, 공압실린더 시스템 등 다양한 공지의 선형운동장치를 이용하여 구성할 수 있다. In this embodiment, the linear motion device for lifting motion is a linear motion system including a server motor 117 and a ball screw 115, but differently, a linear motion system using a linear motor system, a server motor, a pulley, and a belt. , It can be configured using various known linear motion devices such as a pneumatic cylinder system.

상기 픽커헤드(120)에는 전극(E)을 진공 흡착하기 위한 복수의 픽커노즐(130)이 일정한 간격으로 배열된다. 상기 픽커노즐(130)은 도면에 도시하지 않은 진공펌프와 같은 진공발생수단에 유연한 호스 등으로 연결되어 진공압을 발생시킴으로써 전극(E)을 흡착하여 고정한다. 상기 픽커노즐(130)의 하단에는 실리콘 또는 고무와 같은 유연한 소재의 흡착패드(131)가 구비되어 전극(E)의 진공 흡착을 원활하게 함과 더불어 전극(E)의 손상을 방지한다. A plurality of picker nozzles 130 for vacuum adsorption of the electrode E are arranged in the picker head 120 at regular intervals. The picker nozzle 130 is connected to a vacuum generating means such as a vacuum pump not shown in the drawing by a flexible hose, etc. to generate a vacuum pressure, thereby adsorbing and fixing the electrode E. An adsorption pad 131 made of a flexible material such as silicone or rubber is provided at the bottom of the picker nozzle 130 to facilitate vacuum adsorption of the electrode E and prevent damage to the electrode E.

상기 픽커유닛(100)의 픽커헤드(120) 하측에는 상기 전극가압부재(300)가 설치된다. 상기 전극가압부재(300)는 픽커헤드(120)에 형성된 관통공(122)를 관통하는 복수의 고정샤프트(320)에 의해 픽커마운트블록(110)에 고정된다. 상기 전극가압부재(300)는 사각형의 평판 형태로 되어 상기 픽커헤드(120)의 하측에서 픽커마운트블록(110)에 고정되며, 픽커노즐(130)이 관통하는 복수의 관통공(301)이 상하로 개방되게 형성되어 있다. 따라서 픽커헤드(120)가 픽커마운트블록(110)에 대해 상승 또는 하강하게 되면, 픽커노즐(130)이 상기 전극가압부재(300)의 관통공(301)을 통해서 픽커헤드(120)와 함께 상승 또는 하강하게 된다. 이와 같이 전극가압부재(300)와 픽커헤드(120) 및 픽커노즐(130) 간의 상대 이동이 발생하여, 픽커노즐(130)이 전극(E)을 흡착한 상태에서 상승하게 되면, 전극(E)이 전극가압부재(300)의 하부면에 연접하면서 전극(E)이 전극가압부재(300) 및 작업테이블(200)에 의해 가압될 수 있는 상태가 된다. The electrode pressing member 300 is installed under the picker head 120 of the picker unit 100. The electrode pressing member 300 is fixed to the picker mount block 110 by a plurality of fixing shafts 320 penetrating through a through hole 122 formed in the picker head 120. The electrode pressing member 300 has a rectangular flat plate shape and is fixed to the picker mount block 110 from the lower side of the picker head 120, and a plurality of through holes 301 through which the picker nozzle 130 passes are vertically arranged. It is formed to be open. Therefore, when the picker head 120 rises or falls with respect to the picker mount block 110, the picker nozzle 130 rises together with the picker head 120 through the through hole 301 of the electrode pressing member 300. Or it goes down. In this way, when the relative movement between the electrode pressing member 300 and the picker head 120 and the picker nozzle 130 occurs, and the picker nozzle 130 rises while adsorbing the electrode E, the electrode E The electrode E is in a state in which the electrode E can be pressed by the electrode pressing member 300 and the work table 200 while being connected to the lower surface of the electrode pressing member 300.

상기 전극가압부재(300)가 전극(E)을 작업테이블(200)에 대해 가압할 때 전극(E)을 균일한 압력으로 지지하고 전극(E)의 손상을 방지할 수 있도록 하기 위하여 전극가압부재(300)의 하부면에 실리콘 또는 고무, 우레탄과 같은 유연하고 탄성력이 있는 수지 재질의 가압패드(310)가 코팅될 수 있다. When the electrode pressurizing member 300 presses the electrode E against the work table 200, the electrode pressurizing member supports the electrode E with a uniform pressure and prevents damage to the electrode E. A pressure pad 310 made of a flexible and elastic resin such as silicone, rubber, or urethane may be coated on the lower surface of the 300.

상기 작업테이블(200)은 픽커유닛(100)으로부터 전극(E)을 전달받아 전극(E)에 대한 지정된 작업을 수행할 수 있도록 구성된 것으로, 예를 들어 전극(E)의 비전 검사 및 정렬(alignment), 또는 세퍼레이터와 전극의 스택 작업 등을 수행할 수 있도록 구성된다. The work table 200 is configured to receive the electrode E from the picker unit 100 and perform a designated operation on the electrode E, for example, vision inspection and alignment of the electrode E. ), or a stack of separators and electrodes.

이 실시예에서 상기 작업테이블(200)은, 상기 제2공정 위치에 설치되는 테이블본체(210)와, 상기 테이블본체(210)의 상단부에 설치되어 전극(E)을 진공 흡착하여 고정하는 흡착플레이트(220), 상기 흡착플레이트의 진공홀을 통해 공기를 흡입하는 진공발생유닛, 및 상기 픽커유닛(100)이 전극(E)을 흡착플레이트(220)로 전달할 때 상기 흡착플레이트(220)를 테이블본체(210)에 대해 일정 거리만큼 상하로 이동시키는 테이블 승강유닛을 포함한다. In this embodiment, the work table 200 includes a table body 210 installed at the second process position, and an adsorption plate installed at an upper end of the table body 210 to vacuum-adsorb and fix the electrode E. (220), a vacuum generating unit that sucks air through the vacuum hole of the adsorption plate, and when the picker unit 100 transfers the electrode (E) to the adsorption plate 220, the suction plate 220 is transferred to the table body. It includes a table lifting unit that moves up and down by a predetermined distance with respect to (210).

상기 흡착플레이트(220)는 직사각형의 평판 형태를 갖도록 되어 상기 테이블본체(210)의 상단에 상하로 이동 가능하게 설치되며, 공기를 흡입하는 복수의 진공홀(221)이 형성되어 상기 픽커유닛(100)으로부터 전달되는 전극(E)을 진공 흡착하여 고정한다. 상기 흡착플레이트(220)는 상기 테이블 승강유닛에 의해 상하로 일정 거리 왕복 이동하게 되는데, 상기 테이블 승강유닛은 전술한 승강 운동용 선형운동장치와 같은 서보모터와 볼스크류를 적용한 선형운동장치, 또는 리니어모터 시스템, 공압실린더 시스템 등을 적용할 수 있다. 이 실시예에서 테이블 승강유닛은 상하 방향으로 스크록크(stroke)를 발생시키는 공압실린더(231)와, 상기 공압실린더(231)와 흡착플레이트(220)를 연결하며 공압실린더(231)에 의해 상하로 이동하는 피스톤블록(232)을 포함한다. The adsorption plate 220 has a rectangular flat plate shape and is installed to be movable up and down on the top of the table body 210, and a plurality of vacuum holes 221 for inhaling air are formed so that the picker unit 100 The electrode (E) transferred from) is vacuum-adsorbed and fixed. The suction plate 220 is reciprocated up and down a certain distance by the table lifting unit, and the table lifting unit is a linear motion device using a servo motor and a ball screw, such as the linear motion device for lifting motion described above, or a linear motion device. Motor system, pneumatic cylinder system, etc. can be applied. In this embodiment, the table lifting unit connects the pneumatic cylinder 231 generating a stroke in the vertical direction, the pneumatic cylinder 231 and the adsorption plate 220, and moves up and down by the pneumatic cylinder 231. It includes a moving piston block (232).

이러한 구성으로 이루어진 전극 픽앤플레이스 장치를 이용한 전극 픽앤플레이스 방법을 설명하면 다음과 같다. An electrode pick-and-place method using an electrode pick-and-place device having such a configuration will be described as follows.

먼저 도 5에 도시한 것과 같이, 픽커유닛(100)의 픽커마운트블록(110)이 셀 제조 장치의 제1공정 위치에서 일정 거리만큼 하강하여, 픽커노즐(130) 하단의 흡착패드(131)가 전극(E)과 연접하게 되고, 픽커노즐(130)을 통해 진공압이 발생하여 전극(E)을 진공 흡착하여 고정한다. 여기서 상기 제1공정 위치는 복수의 전극(E)이 적재되어 있는 전극 스택부(1)의 매거진(magazine)이 설치된 공정 위치일 수 있다.First, as shown in FIG. 5, the picker mount block 110 of the picker unit 100 is lowered by a predetermined distance from the first process position of the cell manufacturing apparatus, so that the adsorption pad 131 at the bottom of the picker nozzle 130 is It is connected to the electrode (E), a vacuum pressure is generated through the picker nozzle (130), the electrode (E) is vacuum-adsorbed and fixed. Here, the first process position may be a process position in which a magazine of the electrode stack unit 1 in which a plurality of electrodes E is loaded is installed.

상기 픽커노즐(130) 하단의 흡착패드(131)에 전극(E)이 진공 흡착되어 고정되면, 상기 픽커유닛(100)의 승강 운동용 선형운동장치의 서보모터(117) 및 볼스크류(115)가 동작하여 픽커헤드(120)가 픽커마운트블록(110)에 대해 일정 거리만큼 상승하게 된다. 이 때 픽커헤드(120)는 픽커노즐(130)의 하단에 흡착되어 있는 전극(E)이 전극가압부재(300)의 하부면에 연접하는 위치까지 상승한다. 이 상태에서 전극(E)은 간격을 두고 배열되어 있는 복수의 픽커노즐(130)에 진공 흡착되어 있으므로 약간 울퉁불퉁한 컬(curl) 상태가 될 수 있다. When the electrode (E) is vacuum-adsorbed and fixed to the suction pad 131 at the bottom of the picker nozzle 130, the servo motor 117 and the ball screw 115 of the linear motion device for lifting movement of the picker unit 100 Is operated so that the picker head 120 is raised by a predetermined distance with respect to the picker mount block 110. At this time, the picker head 120 rises to a position where the electrode E adsorbed to the lower end of the picker nozzle 130 is in contact with the lower surface of the electrode pressing member 300. In this state, since the electrode E is vacuum-adsorbed by the plurality of picker nozzles 130 arranged at intervals, it may become a slightly uneven curl state.

이어서 도 6에 도시한 것과 같이, 픽커유닛(100)의 픽커마운트블록(110)이 선형운동장치(미도시)에 의해 수평 이동하여 제2공정 위치로 이동한다. 여기서 제2공정 위치는 전극(E)의 위치를 검출하고 정렬하기 위한 비전 검사(vision inspection) 및 정렬(alignment) 작업을 수행하는 공정 위치일 수 있다. Subsequently, as shown in FIG. 6, the picker mount block 110 of the picker unit 100 is horizontally moved by a linear motion device (not shown) to move to the second process position. Here, the second process location may be a process location where vision inspection and alignment are performed for detecting and aligning the location of the electrode E.

픽커유닛(100)이 제2공정 위치에서 작업테이블(200) 상에 정렬되면, 픽커유닛(100)의 픽커마운트블록(110)이 일정 거리 만큼 하강하여 전극(E)을 작업테이블(200)의 흡착플레이트(220) 상에 위치시킨다. 이와 동시에 작업테이블(200)의 흡착플레이트(220)가 일정 거리만큼 상승하게 된다. When the picker unit 100 is aligned on the work table 200 at the second process position, the picker mount block 110 of the picker unit 100 is lowered by a certain distance to move the electrode E to the work table 200. It is placed on the adsorption plate 220. At the same time, the suction plate 220 of the work table 200 is raised by a predetermined distance.

이 때 상기 전극(E)은 전극가압부재(300)와 흡착플레이트(220) 사이에서 전극가압부재(300)의 하부면과 흡착플레이트(220) 상부면에 밀착되어 가압된다. At this time, the electrode E is pressed between the electrode pressing member 300 and the adsorption plate 220 in close contact with the lower surface of the electrode pressing member 300 and the upper surface of the adsorption plate 220.

이어서 픽커유닛(100)의 픽커노즐(130)의 진공압이 파기되어 전극(E)이 픽커노즐(130)에서 분리된다. 그리고 작업테이블(200)의 흡착플레이트(220)에서는 진공압이 생성되어 전극(E)을 흡착하여 고정한다. Subsequently, the vacuum pressure of the picker nozzle 130 of the picker unit 100 is destroyed so that the electrode E is separated from the picker nozzle 130. In addition, a vacuum pressure is generated in the suction plate 220 of the work table 200 to adsorb and fix the electrode E.

이와 같이 흡착플레이트(220)에서 진공압을 발생시켜 전극(E)을 진공 흡착할 때, 전극(E)의 전면(全面)이 전극가압부재(300)에 의해 하측으로 가압되어 지지되므로 전극(E)이 매우 빠른 시간 내에 편평하게 펴지면서 흡착플레이트(220) 상에 진공 흡착될 수 있게 된다. When the electrode E is vacuum-adsorbed by generating a vacuum pressure in the adsorption plate 220 as described above, the entire surface of the electrode E is pressed downward by the electrode pressing member 300 and supported, so that the electrode E ) Can be vacuum-adsorbed on the adsorption plate 220 while being flattened within a very short time.

상기 흡착플레이트(220) 상에 전극(E)이 완전히 진공 흡착되면, 흡착플레이트(220)는 하강하고, 상기 픽커유닛(100)은 상승한 후 수평 이동하여 제1공정 위치로 복귀하여 다음 작업을 연속하여 진행한다. When the electrode (E) is completely vacuum-adsorbed on the adsorption plate 220, the adsorption plate 220 descends, and the picker unit 100 moves horizontally after rising to return to the first process position to continue the next operation. To proceed.

전술한 것과 같이 본 발명의 전극 픽앤플레이스 장치는 픽커유닛(100)이 작업테이블(200)의 흡착플레이트(220)에 전극(E)을 내려 놓을 때 전극(E)이 전극가압부재(300)와 흡착플레이트(220) 사이에 밀착되면서 하측으로 가압되어 지지되므로, 흡착플레이트(220)가 전극(E)을 평평하게 펴면서 전체면을 균일하게 진공 흡착하는데까지 걸리는 시간을 대폭 단축시킬 수 있다. As described above, in the electrode pick-and-place device of the present invention, when the picker unit 100 puts the electrode E on the suction plate 220 of the work table 200, the electrode E is connected to the electrode pressing member 300. Since the adsorption plate 220 is in close contact with each other and is supported by being pressed downward, the time taken for the adsorption plate 220 to uniformly vacuum adsorption of the entire surface while spreading the electrode E flat can be significantly reduced.

또한 픽커유닛(100)이 작업테이블(200) 상으로 전극(E)을 전달할 때, 작업테이블(200)의 흡착플레이트(220)가 픽커유닛(100)과 동시에 일정 거리만큼 상승하여 전극(E)을 전달받으므로 픽커유닛(100)에서 작업테이블(200)로 전극(E)을 전달하는데 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있는 이점도 있다.In addition, when the picker unit 100 transfers the electrode E onto the work table 200, the adsorption plate 220 of the work table 200 rises at the same time as the picker unit 100 by a certain distance, and the electrode E There is also an advantage in that the time required to transfer the electrode E from the picker unit 100 to the work table 200 can be further shortened.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to examples, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various substitutions, additions, and modifications within the scope not departing from the technical idea described above. It is natural, and it should be understood that such modified embodiments also belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.

E : 전극 100 : 픽커유닛
110 : 픽커마운트블록 120 : 픽커헤드
130 : 픽커노즐 131 : 흡착패드
200 : 작업테이블 210 : 테이블본체
220 : 흡착플레이트 221 : 진공홀
231 : 공압실린더 232 : 피스톤블록
300 : 전극가압부재 301 : 관통공
310 : 가압패드 320 : 고정샤프트E: electrode 100: picker unit
110: picker mount block 120: picker head
130: picker nozzle 131: adsorption pad
200: work table 210: table body
220: adsorption plate 221: vacuum hole
231: pneumatic cylinder 232: piston block
300: electrode pressing member 301: through hole
310: pressure pad 320: fixed shaft

Claims (6)

셀 스택 제조를 위한 제1공정 위치에서 제2공정 위치로 수평 이동이 가능하게 설치된 픽커마운트블록, 상기 픽커마운트블록에 승강 운동용 선형운동장치에 의해 상하로 이동 가능하게 설치되는 픽커헤드 및, 상기 픽커헤드에 간격을 두고 설치되어 진공압에 의해 전극을 고정하는 복수의 픽커노즐을 포함하는 픽커유닛;
상기 제2공정 위치에 설치되며, 상기 픽커유닛으로부터 전달되는 전극을 진공 흡착하여 고정하는 흡착플레이트를 구비하는 작업테이블; 및,
상기 픽커유닛의 픽커헤드의 하측에 설치되어, 상기 픽커유닛이 작업테이블 상으로 전극을 전달할 때 전극 전체면을 작업테이블에 대해 하측으로 가압하여 지지하는 전극가압부재;
를 포함하는 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치.A picker mount block installed to be horizontally moved from a first process position for cell stack manufacturing to a second process position, a picker head installed to be movable up and down by a linear motion device for lifting movement on the picker mount block, and the A picker unit including a plurality of picker nozzles installed at intervals on the picker head and fixing electrodes by vacuum pressure;
A work table installed at the second process position and having an adsorption plate for vacuum adsorption and fixation of the electrode transferred from the picker unit; And,
An electrode pressing member installed under the picker head of the picker unit and supporting the entire electrode by pressing the entire electrode downward against the work table when the picker unit transfers the electrode onto the work table;
Electrode pick and place device for manufacturing a secondary battery cell comprising a. 제1항에 있어서,
상기 전극가압부재는, 상기 픽커노즐이 관통하는 복수의 관통공이 상하로 개방되게 형성되고, 상기 픽커헤드의 하측에서 상기 픽커마운트블록에 고정되게 설치되어 픽커헤드 및 픽커노즐이 상측으로 이동하게 되면 하부면이 전극과 밀착되면서 전극을 하측으로 가압하도록 된 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치.The method of claim 1,
The electrode pressing member is formed such that a plurality of through holes through which the picker nozzle passes are opened up and down, and is fixedly installed to the picker mount block from the lower side of the picker head, so that when the picker head and the picker nozzle move upward, the lower portion An electrode pick-and-place device for manufacturing a secondary battery cell in which the surface is in close contact with the electrode and the electrode is pressed downward. 제2항에 있어서, 상기 전극가압부재의 하부면에 유연한 수지 재질로 된 가압패드가 코팅된 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치.The electrode pick and place device for manufacturing a secondary battery cell according to claim 2, wherein a pressure pad made of a flexible resin material is coated on a lower surface of the electrode pressure member. 제1항에 있어서, 상기 작업테이블은,
제2공정 위치에 설치되는 테이블본체;
상기 테이블본체의 상단부에 상하로 이동 가능하게 설치되며, 공기를 흡입하는 복수의 진공홀이 형성되어, 상기 픽커유닛으로부터 전달되는 전극을 진공 흡착하여 고정하는 흡착플레이트;
상기 흡착플레이트의 진공홀을 통해 공기를 흡입하는 진공발생유닛;
상기 픽커유닛이 전극을 흡착플레이트로 전달할 때 상기 흡착플레이트를 테이블본체에 대해 일정 거리만큼 상하로 이동시키는 테이블 승강유닛;
을 포함하는 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치.The method of claim 1, wherein the work table,
A table body installed at the second process position;
An adsorption plate installed at an upper end of the table body so as to be movable up and down, a plurality of vacuum holes for sucking air, and vacuum adsorption and fixation of the electrode transferred from the picker unit;
A vacuum generating unit that sucks air through the vacuum hole of the suction plate;
A table lifting unit for moving the suction plate up and down by a predetermined distance with respect to the table body when the picker unit transfers the electrode to the suction plate;
Electrode pick and place device for manufacturing a secondary battery cell comprising a. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 장치를 이용한 전극 픽앤플레이스 방법으로서,
(S1) 제1공정 위치에서 픽커유닛의 픽커노즐이 전극을 진공 흡착하는 단계;
(S2) 픽커유닛의 픽커헤드를 일정 거리 상승시켜 픽커노즐에 흡착된 전극을 전극가압부재의 하부면에 연접하게 하는 단계;
(S3) 픽커유닛이 제2공정 위치로 이동하는 단계;
(S4) 상기 제2공정 위치에서 픽커유닛의 픽커마운트블록이 하강하여 전극을 작업테이블의 흡착플레이트 상에 안착시키고, 전극가압부재와 흡착플레이트 사이에서 전극이 전극가압부재의 하부면과 흡착플레이트의 상부면에 대해 가압되면서 지지되도록 하는 단계; 및,
(S5) 상기 픽커유닛의 픽커노즐의 진공압을 파기하고, 작업테이블의 흡착플레이트에서 진공압을 발생시켜 흡착플레이트에 전극을 진공 흡착하여 고정하는 단계;
를 포함하는 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 방법.As an electrode pick-and-place method using the electrode pick-and-place device for manufacturing a secondary battery cell according to any one of claims 1 to 4,
(S1) vacuum adsorption of the electrode by the picker nozzle of the picker unit at the first process position;
(S2) raising the picker head of the picker unit by a predetermined distance so that the electrode adsorbed on the picker nozzle is connected to the lower surface of the electrode pressing member;
(S3) moving the picker unit to the second process position;
(S4) At the second process position, the picker mount block of the picker unit is lowered to place the electrode on the suction plate of the work table, and between the electrode pressing member and the suction plate, the electrode is placed between the lower surface of the electrode pressing member and the suction plate. A step of being supported while being pressed against the upper surface; And,
(S5) removing the vacuum pressure of the picker nozzle of the picker unit, generating a vacuum pressure at the suction plate of the work table, and vacuum suctioning and fixing the electrode on the suction plate;
Electrode pick and place method for manufacturing a secondary battery cell comprising a. 제5항에 있어서, 상기 (S4) 단계에서는 픽커유닛의 픽커마운트블록을 하측으로 일정 거리 이동시킴과 동시에 작업테이블 상단의 흡착플레이트를 테이블본체에 대해 일정 거리만큼 상측으로 이동시켜 전극가압부재와 흡착플레이트 사이에서 전극이 가압되면서 지지되도록 하는 이차전지 셀 제조용 전극 픽앤플레이스 방법.
The method of claim 5, wherein in the step (S4), the picker mount block of the picker unit is moved downward by a certain distance and at the same time, the suction plate on the upper part of the work table is moved upward by a certain distance to the table body to be adsorbed with the electrode pressing member. An electrode pick-and-place method for manufacturing a secondary battery cell in which the electrode is supported while being pressed between the plates.
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