KR-20260061312-A - Winding chuck type edge curling prevention device of copper foil inspection machine

KR20260061312AKR 20260061312 AKR20260061312 AKR 20260061312AKR-20260061312-A

Abstract

엣지 컬링으로 인한 배터리 셀 분리막 검사의 신뢰성 저하를 해소할 수 있는 분리막 검사 장치이다. 극판 검사 장치로서, 필름 시트 형상 또는 금속 박막을 고정하고 회전하는 와인딩 척; 상기 와인딩 척의 원주 상의 한 부분에 검사 대상물의 한쪽을 고정하기 위한 제1그리퍼, 상기 제1그리퍼와 일정 간격을 두고 검사 대상물의 다른 쪽을 고정하기 위한 제2그리퍼; 상기 제2그리퍼를 직선 왕복운동하기 위한 구동모터를 포함하는 가이드 레일; 상기 검사 대상물을 록킹하고 언록킹하기 위하여 상기 와인딩 척의 근접 위치에 설치되는 홀더봉을 구비하는 홀더; 를 포함한다. 따라서, 극판 검사에서 발생하는 엣지 컬링을 원형 지그 타입을 사용함으로써극판 가장자리에 발생하는 엣지 컬링(EC)을 곧게 펴서 측정하여 절단면 버어 상태를 정밀하게 측정할 수 있는 시스템을 제공한다.

Inventors

심상헌

Assignees

주토스주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241026

Claims (15)

극판 검사 장치로서, 필름 시트 형상 또는 금속 박막을 고정하고 회전하는 와인딩 척; 상기 와인딩 척의 원주 상의 한 부분에 검사 대상물의 한쪽을 고정하기 위한 제1그리퍼, 상기 제1그리퍼와 일정 간격을 두고 검사 대상물의 다른 쪽을 고정하기 위한 제2그리퍼; 상기 제2그리퍼를 직선 왕복운동하기 위한 구동모터를 포함하는 가이드 레일; 상기 검사 대상물을 록킹하고 언록킹하기 위하여 상기 와인딩 척의 근접 위치에 설치되는 홀더봉을 구비하는 홀더; 를 포함하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1그리퍼 및 상기 제2그리퍼는, 한쌍의 이동조오 및 고정조오를 구비하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 이동조오와 고정조오가 맞물리는 각각의 안쪽 표면에는 검사 대상물의 그리핑 효율을 높이기 위한 마찰계수가 높은 보강재를 포함하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 와인딩 척은 와인딩 포러스 척이며, 디스크 형태의 구동 휠과 저속 제어 기어드 모터를 포함하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제4항에 있어서, 상기 구동 휠을 구동하는 샤프트, 타이밍 벨트 및 타이밍 풀리를 포함하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제4항에 있어서, 상기 구동 휠은 그 바깥둘레 면에 높은 마찰 계수를 가진 마찰층을 포함하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1그리퍼는 구동 휠의 회전에 따라 정속 회전하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1그리퍼 및 제2그리퍼는 검사 대상물을 그리핑하기 위한 이동조오와 고정조오를 각각 구비하고, 상기 이동조오를 승하강하는 컬럼을 포함하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1그리퍼 및 제2그리퍼의 이동조오를 열림과 닫힘 상태로 동작하는 구동기를 포함하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제9항에 있어서, 상기 구동기는 래크 피니언 타입인 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제2항에 있어서, 상기 이동조오와 고정조오는, 상기 검사 대상물이 인입하는 부분은 수직면을 이루는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제2항에 있어서, 상기 이동조오 및 고정조오의 끝면은, 일부분이 경사 절단된 경사면을 이루는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 이동조오 및 고정조오의 끝면은, 일부분이 둥글게 라운딩 절단된 곡면을 이루는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 이동조오 및 고정조오와 작동체가 만나 이루는 코너에 호 형상의 코너필러를 더 포함하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1그리퍼의 고정조오는 횡방향으로 요철면을 형성하는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치.

Description

극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치{Winding chuck type edge curling prevention device of copper foil inspection machine} 본 발명은 분리막 검사 장치의 개선에 관한 것으로, 특히 엣지 컬링으로 인한 검사의 신뢰성 저하를 해소할 수 있는 극판 검사기의 와인딩 척 타입 엣지 컬링 방지 장치에 관한 것이다. 여기에서는 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art). 최근 배터리 셀은 스마트폰이나 소형의 전기/전자제품 등 각종 IT기기의 다양화에 따른 수요는 물론이고, 산업기계 및 산업장비에 이르기까지 그 응용범위가 확산하고 있다. 특히, AGV(Automatic Guided Vehicle), 전기 스쿠터, 드론, HEV/BEV/FCEV, 군사용/의료용/태양광용 로봇 등에 광범위하게 적용되고 있다. 배터리 구성의 중요 요소인 분리막은 롤 형태로 공장 출하되어, 적용할 제품 스펙 별로 커팅기에서 대량 절단된다. 본 발명 분야는 절단된 분리막 소재의 커팅면을 정밀하게 검사하는 검사 장치이다. 분리막의 절단면 검사는 안정성을 위하여 배터리 셀 제조공정에서 필수사항이다. 이는 절단면의 정도가 제품의 품질을 좌우한다. 들쭉날쭉한 절단면을 가진 분리막을 제품에 적용하는 것은, 스파크 발생의 원인이 되고 발화재가 되어 재산상 손실은 물론, 인명 사상의 요인이 되기 때문이다. 업계에서는 IT기기의 화재 발생의 주요 원인으로써 분리막 엣지 불량을 들고 있다. 절단 공정에서, 필연적으로 절단면에 버어가 발생한다. 최근에는 카메라를 장착한 검사기의 디스플레이에서 확대된 엣지의 버어 상태를 관찰하는 방식이 이용되고 있다. 검사할 분리막의 엣지는 물질 자체의 응력으로 인한 비틀림[구부러짐, 휨]이 허용되어서는 안된다. 시편의 비틀림은 분리막 엣지 검사에서 매우 중요하게 다루어져야 할 검사 항목의 하나이다. 2차 전지 등에는 얇은 필름 형태의 분리막이 필요하다. 일반적으로 박막은 굽힘 강성이 작기 때문에 외부 자극을 받으면 불안정성을 보이고 양쪽 두 개 지점이 고정된 상태에서는 복잡한 형태의 주름이 생긴다. 이 주름은 얇은 필름의 종횡비에 따라 달라지며, 특히 가장자리 비틀림/꼬임(curling)은 절단 시에 발생하는 버어(Burr)를 검사하는 과정에 검사 장애요소로 작용한다. 도 1은 종래 박막 분리막 검사 시 평평한 상태로 세팅하여 검사할 때의 엣지 컬링을 설명하기 위한 사진이다. 검사 대상물(10)의 절단면을 검사하기 위해서는 검사대에 세팅하는 공정이 필요하다. 도 1은 평평한 상태의 지그(20)에 세팅하여 검사하는 상태를 나타낸 사진이고, 이때 발생하는 가장자리 엣지 컬링(EC)을 나타낸 것이다. 이때 검사 대상물(10)은 길이 방향의 양 끝단에서 팽팽하게 일정 장력으로 고정하여야 한다. 동시에, 검사 장비인 카메라에서 절단면의 엣지 상태를 촬영하여야 하는데, 원활한 검사촬영을 위하여 검사 대상물(10)의 종방향 끝단은 지그(20)의 가장자리로부터 횡방향으로 미세한 일정 길이로 돌출하여 세팅되어야 한다. 이때 필연적으로 박막인 검사 대상물(10)의 가장자리에 주름이 접히듯이 비틀림 현상[주름 현상: 엣지 컬링(EC)]이 발생한다. 도 1은 종래 박막 분리막 검사 시 평평한 상태로 세팅하여 검사할 때의 엣지 컬링을 설명하기 위한 사진이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 분리막 검사 개념을 설명하기 위한 곡면형 검사 장치의 일부 사진이다. 도 4는 본 발명의 구조 전체를 나타낸 사시도이다. 도 5는 본 발명의 주요 구조를 나타낸 배면도이다. 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 주요 구성요소인 제1, 제2그리퍼 부위를 나타낸 사시도, 도6c는 제1그리퍼를 일부 확대하여 나타낸 사시도, 도 6d는 제1그리퍼를 확대하여 나타낸 정면도이다. 도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 그리퍼의 중요 부위[조오]를 확대하여 나타낸 단면도로써, 도 7a는 그리퍼의 제1실시예, 도 7b는 도 7a의 ‘A’ 부분 확대 단면도, 도 7c는 그리퍼의 제1변형예, 도 7d는 그리퍼의 제2변형예, 도 7e는 검사 대상물이 그리퍼에 세팅되는 상태를 나타낸 단면도, 도 7f는 도 7e의 ‘A’ 부분 확대 단면도, 도 7g는 검사 대상물이 그리퍼에 그립된 상태를 나타낸 확대 단면도이다. 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 검사 장치의 순차적인 진행상태를 나타내는 사시도로써, 도 8a는 본 발명의 그리퍼에 의하여 검사 대상물의 양단이 고정된 상태, 도 8b는 본 발명의 와인딩 수단 및 이송수단에 의하여 검사 대상물이 와인딩 척에 와인딩 중인 상태, 도 8c는 본 발명의 클램프 수단에 의하여 검사 대상물의 끝단이 클램핑되고 제2그리퍼는 후퇴하는 상태를 각각 나타낸다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에서 사용하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 이러한 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 본 발명에서 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘설치’, ‘구동’ 등의 단어가 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 설치, 구동되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 발명의 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 명세서에서 사용하는 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 이 출원 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 분리막 검사 개념을 설명하기 위한 곡면형 검사 장치의 일부 사진이다. 이 경우 검사 대상물(10)은 곡면형 지그(30)에 회전접촉함으로써 엣지 컬링이 해소되어 절단면이 카메라 초점에 대응하는 평평한 면(B)을 유지한다. 도 3에서와 같이 곡면형 지그(30)에서는 검사 대상물(10)의 표면과 지그(20)의 표면이 닿는 부분이 곡면으로 되어 있기 때문에 검사 대상물(10)의 응력 분산으로 인하여 가장자리가 평평하게 펴지게 된다. 이러한 곡면형 지그(30)의 개념을 이용하여 본 발명의 상세를 설명하고자 한다. 도 4는 본 발명의 구조 전체를 나타낸 사시도이다. 부호 100은 본 발명의 와인딩 척이다. 이 와인딩 척(100)은 주로 필름 시트 형상 또는 금속 박막의 검사를 위하여 고정하는 도구로써, 물체에 음압을 가하여 물체를 흡수시키고 의도한 부분에 고정시키는 진공척의 하나인 와인딩 포러스 척(winding forous chuck)을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 와인딩 척(100)은 디스크 형태의 구동 휠(140)과 이 구동 휠(140)을 구동하는 샤프트(142), 타이밍 벨트(102), 타이밍 풀리(104)를 구비한다. 또 구동 휠(140)은 저속 제어 기어드 모터(106)를 포함한다. 상기 구동 휠(140)의 바깥둘레 면에는 검사 대상물(10)과의 마찰력 강화를 위한 높은 마찰 계수를 가진 재료의 마찰면재(144)를 구비하거나 코팅되는 것이 바람직하다. 와인딩 척(100)의 원주 상의 어느 한 부분에는 검사 대상물(10)의 한쪽을 고정하기 위한 제1그리퍼(130)를 장착하고 있다. 미설명 부호 120, 122는 상기 구동기(106)나 기타 부품을 지지하는 브라켓, 132, 134는 제1그리퍼(130)를 구동 휠(140)에 고정하는 브라켓이다. 부호 200은 제2그리퍼(230)를 평면 상에서 직선운동하는 가이드 레일이다. 이 가이드 레일(200)은 구동모터(232)에 의하여 구동되는 제2그리퍼(230)를 장착하고 있다. 미설명 부호 250은 제2그리퍼(230)의 이동에 따라 연동하는 전기 신호선 등을 안정적으로 보호하는 체인이다. 검사 대상물(10)의 끝단을 검사하기 위하여, 와인딩 척(100)에 근접하여 홀더봉(410)을 구비하는 홀더(400)가 장착된다. 이 홀더(400)는 홀더봉(410)의 단속적 반복 운동에 의하여 검사 대상물(10)을 록킹하고 언록킹을 반복한다. 이는 제2그리퍼(230)가 계속하여 그리핑하고 있을 경우 검사 대상물(10) 전체를 검사할 수 없기 때문에 홀더(400)가 제2그리