二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置制造方法
【專利摘要】提供一種二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置，其可快速地且精確地更換用于二次電池的材料而無需使所述設備的操作停止。所述裝置包括：旋轉和互換部分，包括結合到卷筒形供應材料的第一旋轉軸、沿著長度方向安裝且結合到卷筒形待命材料的第二旋轉軸、安裝在第一和第二旋轉軸之間且使第一和第二旋轉軸的位置彼此互換的互換軸；離合器連接和旋轉驅動部分，結合到旋轉和互換部分、使第一或第二旋轉軸旋轉以允許供應材料被供應到所述設備；切割和吸附部分，布置在旋轉和互換部分的一側、在供應材料的供應完成之前切割并吸附供應材料的端部，其中，當使第一和第二旋轉軸的位置彼此互換時，切割和吸附部分將供應材料的所述端部連接到待命材料的端部。
【專利說明】二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置
[0001]本申請要求于2013年2月25日提交的第10-2013-0019800號韓國專利申請的優(yōu)先權和權益，該韓國專利申請的全部內容通過引用被包含于此。
【技術領域】
[0002]本發(fā)明的多個方面涉及一種用于自動更換用于二次電池卷繞設備的材料的裝置?！颈尘凹夹g】
[0003]一般來說，鋰離子二次電池的制造方法包括:通過堆疊第一隔板、負電極板、第二隔板和正電極板而設置電極組件；對堆疊的結構進行多次卷繞；將電極組件密封在殼體中；將電解質溶液注入到殼體中。
[0004]這里，隔板以卷繞的卷筒的形式供應。然而，考慮到隔板的材料特性，在增加卷筒的直徑方面會受到限制。因此，在卷繞期間需要頻繁地更換卷筒，這是不方便的。
[0005]因此，在鋰離子二次電池的制造過程中，具體地說，在設置電極組件的過程中，頻繁的卷筒更換會延長二次電池卷繞設備的操作暫停的時間，從而降低了鋰離子二次電池的可制造性。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的多個方面提供一種二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置，該材料自動更換裝置可快速地且精確地更換用于二次電池的材料，而無需使二次電池卷繞設備的操作停止。
[0007]本發(fā)明的其他方面提供一種二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置，該材料自動更換裝置具有簡化的結構和減小的安裝體積，且可通過最小化部件的數(shù)量而降低制造成本。
[0008]根據本發(fā)明的一方面，提供一種二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置，所述材料自動更換裝置包括:旋轉和互換部分，包括結合到卷筒形供應材料的第一旋轉軸、沿著第一旋轉軸的長度方向安裝且結合到卷筒形待命材料的第二旋轉軸、以及安裝在第一旋轉軸和第二旋轉軸之間且使第一旋轉軸的位置和第二旋轉軸的位置彼此互換的互換軸；離合器連接和旋轉驅動部分，以離合器連接的方式結合到旋轉和互換部分并且使第一旋轉軸或第二旋轉軸旋轉以允許供應材料被供應到二次電池卷繞設備；切割和吸附部分，布置在旋轉和互換部分的一側、在供應材料的供應完成之前切割供應材料的端部并吸附供應材料的所述端部，其中，當通過旋轉和互換部分使第一旋轉軸的位置和第二旋轉軸的位置彼此互換時，切割和吸附部分將供應材料的所述端部連接到待命材料的端部。
[0009]互換缸可結合到互換軸的一端，以使第一旋轉軸的位置和第二旋轉軸的位置關于互換軸彼此互換，軸承可結合到互換軸的另一端。
[0010]互換缸可以是180°旋轉的缸。
[0011]第一軸承可置于第一旋轉軸的一端以結合到互換軸的一側，第一結合部分可設置在第一旋轉軸的另一端，從而以離合器連接的方式連接到離合器連接和旋轉驅動部分或者與離合器連接和旋轉驅動部分脫離連接，第二軸承可置于第二旋轉軸的一端以結合到互換軸的另一側，第二結合部分可設置在第二旋轉軸的另一端，從而以離合器連接的方式連接到離合器連接和旋轉驅動部分或者與離合器連接和旋轉驅動部分脫離連接。
[0012]第一止動缸可結合到互換軸的一側以使第一旋轉軸停止旋轉，第二止動缸可結合到互換軸的另一側以使第二旋轉軸停止旋轉。
[0013]第一滾子和第一吸附部分可沿著平行于第一旋轉軸的方向結合到互換軸的一側，以當自動更換材料時允許供應材料的所述端部被吸附到第一滾子和第一吸附部分，第二滾子和第二吸附部分可沿著平行于第二旋轉軸的方向結合到互換軸的另一側，以允許待命材料的所述端部被吸附到第二滾子和第二吸附部分。
[0014]切割和吸附部分可包括:切割缸，允許供應材料的所述端部與第一滾子或第二滾子緊密接觸，并切割供應材料的所述端部；吸附缸，吸附將與第一吸附部分分離的供應材料的被切割的端部。
[0015]雙面膠帶可附著到待命材料的布置在第二吸附部分上的所述端部。
[0016]當在供應材料的所述端部被吸附之后通過旋轉和互換部分的操作使第一旋轉軸的位置和第二旋轉軸的位置彼此互換時，切割和吸附部分的吸附缸將供應材料的所述端部壓到布置在第二吸附部分上的雙面膠帶，從而將供應材料和待命材料彼此連接。
[0017]離合器連接和旋轉驅動部分可包括:離合器缸；離合器軸，結合到離合器缸；結合部分，安裝在離合器軸的端部，以連接到第一旋轉軸或第二旋轉軸或者與第一旋轉軸或第二旋轉軸脫離連接；旋轉驅動電機，安裝在離合器缸的一側；旋轉驅動軸，結合到旋轉驅動電機，并且離合器軸穿過所述旋轉驅動軸。
[0018]當自動更換材料時，離合器連接和旋轉驅動部分可停止操作。
[0019]所述材料自動更換裝置還可包括:周向位置校正部分，校正供應材料的周向位置。
[0020]周向位置校正部分可包括:校正電機；滾珠絲杠，結合到校正電機；可變基座，結合到滾珠絲杠；第一連接帶，連接可變基座的一端和互換軸的一端；第二連接帶，連接可變基座的另一端和互換軸的另一端。
[0021 ] 當校正電機操作時，可變基座以及第一連接帶和第二連接帶可水平運動。
[0022]固定基座可設置在可變基座的一側，以固定第一連接帶和第二連接帶。
[0023]如上所述，在根據本發(fā)明的二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置中，可快速地且精確地更換用于二次電池的材料，而無需使二次電池卷繞設備的操作停止。
[0024]另外，根據本發(fā)明，二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置具有簡化的結構和減小的安裝體積，且可通過最小化部件的數(shù)量而降低制造成本。
[0025]本發(fā)明的其他方面和/或優(yōu)點將在下面的描述中進行部分闡述，部分將從描述中顯而易見，或者可通過實施本發(fā)明而了解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，在附圖中:
[0027]圖1是示出制造二次電池的方法的示意圖；[0028]圖2A和圖2B分別是示出根據本發(fā)明的實施例的二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置的側視圖和主視圖；
[0029]圖3A至圖3H分別是示出在圖2A和圖2B中示出的材料自動更換裝置的操作的主視圖。
【具體實施方式】
[0030]在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0031]然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式實施，且不應該被解釋為限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例以使本公開將是徹底的和完全的，并將本發(fā)明的范圍充分地傳達給本領域的技術人員，本發(fā)明將僅由權利要求限定。
[0032]在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區(qū)域的厚度。相同的標號始終指示相同的元件。如在此使用的，術語“和/或”包括一個或多個相關列舉項的任意組合及所有組合。
[0033]在此使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，并不意在成為本發(fā)明的限制。如在此使用的，除非上下文另外清楚地指示，否則單數(shù)形式也意在包括復數(shù)形式。將進一步理解到，當在該本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，說明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除存在或附加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。
[0034]將理解到，雖然在此可使用術語“第一”、“第二”等來描述不同的構件、元件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些構件、元件、區(qū)域、層和/或部分不應該受這些術語限制。這些術語僅僅用于將一個構件、元件、區(qū)域、層和/或部分與另一構件、元件、區(qū)域、層和/或部分區(qū)分開。因此，例如，在不脫離本發(fā)明的教導的情況下，下面討論的第一構件、元件、區(qū)域、層和/或部分可被稱為第二構件、元件、區(qū)域、層和/或部分。
[0035]還將理解到，在此使用的術語“供應材料”和/或“待命材料”可指二次電池的制造所需要的隔板或隔膜。此外，當在本說明書中使用時，術語“供應材料”可指為二次電池的卷繞過程實際供應的材料，術語“待命材料”可指在“供應材料”正被供應時等待的材料。另外，將理解到，在此使用的術語“供應材料”和/或“待命材料”通?？芍傅幌抻诟舭寤蚋裟ぃ强芍付坞姵氐闹圃焖枰恼姌O板和/或負電極板。
[0036]圖1是示出制造二次電池的方法的示意圖。
[0037]如圖1所示，為了制造二次電池，需要提供第一隔板11、第二隔板12、負電極板13和正電極板14。更詳細地說，第一隔板11從第一隔板卷筒Ila供應，其中，第一隔板11在第一隔板卷筒Ila上卷繞多次，第二隔板12從第二隔板卷筒12a供應，其中，第二隔板12在第二隔板卷筒12a上卷繞多次，負電極板13從負電極板卷筒13a供應，其中，負電極板13在負電極板卷筒13a上卷繞多次，正電極板14從正電極板卷筒14a供應，其中，正電極板14在正電極板卷筒14a上卷繞多次。
[0038]另外，負電極板13布置在第一隔板11和第二隔板12之間，正電極板14布置在第二隔板12上。也就是說，設置堆疊的結構，所述堆疊的結構具有第一隔板11、負電極板13、第二隔板12和正電極板14。所述堆疊的結構通過心軸構件15沿著一個方向旋轉，從而獲得果凍卷類型的電極組件。
[0039]在根據本發(fā)明的實施例的二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置中，第一隔板11、第二隔板12、負電極板13和/或正電極板14可以以不間斷的方式供應，現(xiàn)在將對其進行詳細的描述。
[0040]如圖2A和圖2B所示，二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置100包括旋轉和互換部分110、離合器連接和旋轉驅動部分120、切割和吸附部分130以及周向位置校正部分140。
[0041]旋轉和互換部分110包括第一旋轉軸111、第二旋轉軸112、互換軸113、互換缸114、第一止動缸115a、第二止動缸115b、第一滾子116a、第二滾子117a、第一吸附部分116b和第二吸附部分117b。
[0042]軸承Illa結合到第一旋轉軸111的一端，并結合到互換軸113的一側。因此，第一旋轉軸111可在第一旋轉軸111支撐到互換軸113的狀態(tài)下旋轉。另外，結合部分Illb以離合器連接的方式結合到第一旋轉軸111的另一端。另外，卷筒形供應材料101結合到第一旋轉軸111。
[0043]軸承112a也結合到第二旋轉軸112的一端，并結合到互換軸113的另一側。因此，第二旋轉軸112可在第二旋轉軸112支撐到互換軸113的狀態(tài)下旋轉。另外，結合部分112b以離合器連接的方式結合到第二旋轉軸112的另一端。另外，卷筒形待命材料102結合到第二旋轉軸112。這里，第一旋轉軸111和第二旋轉軸112沿著材料自動更換裝置100的長度方向水平布置，且可關于互換軸113彼此獨立地旋轉。
[0044]互換軸113沿著與第一旋轉軸111和第二旋轉軸112大致垂直的方向安裝。也就是說，第一旋轉軸111、第二旋轉軸112和互換軸113大致成十字形(“ + ”)。另外，由于軸承113a設置在互換軸113的下側，所以互換軸113可旋轉地結合到第一連接帶144 (稍后將描述)。因此，互換軸113可在互換軸113支撐到第一連接帶144的狀態(tài)下旋轉。
[0045]互換缸114安裝在互換軸113的上側?；Q缸114固定到第二連接帶145 (稍后將描述)。因此，互換軸113可通過互換缸114旋轉預定角度。在示例性實施例中，互換缸114可以是180°旋轉的缸。因此，互換軸113可通過互換缸114旋轉大約180°。換句話說，第一旋轉軸111和第二旋轉軸112可通過互換缸114關于互換軸113彼此互換。換句話說，第一旋轉軸111的位置和第二旋轉軸112的位置可通過互換缸114關于互換軸113彼此互換。因此，結合到第一旋轉軸111的供應材料101的位置和結合到第二旋轉軸112的待命材料102的位置可彼此互換。
[0046]第一止動缸115a結合到互換軸113的一側，用于使第一旋轉軸111停止旋轉。也就是說，在材料自動轉換操作期間，第一止動缸115a與第一旋轉軸111緊密接觸，以防止第一旋轉軸111沿著任意方向旋轉。
[0047]第二止動缸115b結合到互換軸113的另一側，用于使第二旋轉軸112停止旋轉。也就是說，在材料自動轉換操作期間，第二止動缸115b與第二旋轉軸112緊密接觸，以防止第二旋轉軸112沿著任意方向旋轉。
[0048]第一滾子116a和第一吸附部分116b結合到互換軸113的一側。更詳細地說，第一滾子116a和第一吸附部分116b與第一旋轉軸111大致平行地布置。另外，第一滾子116a和第一吸附部分116b的長度大致等于供應材料101的寬度。這里，多個真空孔形成在第一吸附部分116b中，從而在材料自動轉換操作期間允許供應材料101的端部被暫時吸附。
[0049]第二滾子117a和第二吸附部分117b結合到互換軸113的另一側。更詳細地說，第二滾子117a和第二吸附部分117b與第二旋轉軸112大致平行地布置。另外，第二滾子117a和第二吸附部分117b的長度大致等于待命材料102的寬度。這里，多個真空孔形成在第二吸附部分117b中，從而在材料自動轉換操作期間允許待命材料102的端部被暫時吸附。
[0050]按照這樣的方式，在旋轉和互換部分110中，卷筒形供應材料101結合到第一旋轉軸111，卷筒形待命材料102結合到第二旋轉軸112，供應材料101的位置和待命材料102的位置通過位于第一旋轉軸111和第二旋轉軸112之間的互換軸113而彼此互換(如圖2A的雙向箭頭所示)。
[0051]離合器連接和旋轉驅動部分120包括離合器缸121、離合器軸121a、結合部分121b、旋轉驅動電機122和旋轉驅動軸123。這里，離合器缸121和旋轉驅動電機122結合到支撐板151。
[0052]離合器缸121基于氣壓和/或油壓形式，并結合到支撐板151 (如上面描述的)。
[0053]離合器軸121a的一端結合到離合器缸121，離合器軸121a的另一端穿過旋轉驅動軸123，然后朝著第一旋轉軸111延伸。
[0054]結合部分121b結合到離合器軸121a的另一端。結合部分121b可結合到第一旋轉軸111的結合部分Illb或第二旋轉軸112的結合部分112b。也就是說，離合器缸121可使離合器軸121a水平運動預定距離。因此，離合器軸121a的結合部分121b可連接到第一旋轉軸111的結合部分Illb或第二旋轉軸112的結合部分112b，或者可與第一旋轉軸111的結合部分Illb或第二旋轉軸112的結合部分112b脫離連接。
[0055]如上所述，旋轉驅動電機122布置在離合器缸121的一側并結合到支撐板151。另夕卜，旋轉齒輪122a安裝在旋轉驅動電機122中。
[0056]如上所述，旋轉驅動軸123被構造成允許離合器軸121a穿過旋轉驅動軸123，然后穿過可變基座143和固定基座152。更詳細地說，旋轉驅動軸123包括旋轉齒輪123a，旋轉齒輪123a結合到旋轉驅動電機122的旋轉齒輪122a。另外，軸承123b和123b’設置在旋轉驅動軸123的一端和另一端。設置在旋轉驅動軸123的一端的軸承123b結合到安裝在可變基座143的一側的接觸板143a，設置在旋轉驅動軸123的另一端的軸承123b’結合到安裝在可變基座143的另一側的法蘭143b。這里，法蘭143b結合到固定基座152。
[0057]另外，離合器軸121a的結合部分121b布置在旋轉驅動軸123的端部。因此，當旋轉驅動軸123高速旋轉時，離合器軸121a的結合部分121b也高速旋轉。
[0058]按照這樣的方式，離合器連接和旋轉驅動部分120通過離合器連接方法結合到旋轉和互換部分110，具體地說，結合到第一旋轉軸111,從而使第一旋轉軸111高速旋轉。因此，結合到第一旋轉軸111的供應材料101被供應到二次電池卷繞設備。
[0059]切割和吸附部分130安裝為與旋轉和互換部分110及離合器連接和旋轉驅動部分120隔開。更詳細地說，切割和吸附部分130安裝在第一滾子116a和第一吸附部分116b的前部。切割和吸附部分130包括切割缸131和吸附缸132。
[0060]切割缸131包括切割缸主體131a、切割缸桿131b、切割缸上升邊緣131c、上升邊緣桿131d、切割器131e、上升邊緣桿彈簧131f和上升邊緣桿襯墊131g。
[0061]切割缸主體131a基于氣壓和/或油壓形式，切割缸桿131b結合到切割缸主體131a，以使切割缸桿131b水平運動預定距離。另外，切割缸上升邊緣131c結合到切割缸桿131b，切割供應材料101的端部的切割器131e結合到切割缸上升邊緣131c。另外，上升邊緣桿131d結合到切割缸上升邊緣131c，上升邊緣桿彈簧131f結合到上升邊緣桿131d。上升邊緣桿131d可從切割缸上升邊緣131c靈活地水平運動預定距離，由此壓縮或釋放上升邊緣桿彈簧131f。另外，上升邊緣桿襯墊131g結合到上升邊緣桿131d，且在切割和吸附供應材料101的端部的過程中上升邊緣桿襯墊131g暫時使供應材料101的端部緊密接觸第一滾子116a。
[0062]吸附缸132包括吸附缸主體132a、吸附缸桿132b和吸附缸襯墊132c。吸附缸主體132a基于氣壓和/或油壓形式，吸附缸桿132b被構造成從吸附缸主體132a水平運動預定距離。另外，吸附缸襯墊132c結合到吸附缸桿132b，且在切割和吸附供應材料101的端部的過程中吸附缸襯墊132c暫時使供應材料101的端部緊密接觸第一吸附部分116b。切割缸131固定到吸附缸132的吸附缸襯墊132c，以與吸附缸襯墊132c —起運動。
[0063]另外，在使供應材料101的位置和待命材料102的位置互換的過程中，吸附缸襯墊132c暫時吸附供應材料101的端部。此外，吸附缸襯墊132c通過雙面膠帶將供應材料101的端部連接到待命材料102的端部，稍后將對其進行更加詳細的描述。
[0064]按照這樣的方式，切割和吸附部分130布置在旋轉和互換部分110的一側，且在供應材料101的供應完成之前切割和吸附部分130切割和吸附供應材料101的端部。另外，如果第一旋轉軸111的位置和第二旋轉軸112的位置通過旋轉和互換部分110而彼此互換，則切割和吸附部分130將供應材料101的端部連接到待命材料102的端部。
[0065]周向位置校正部分140包括校正電機141、滾珠絲杠142、可變基座143、第一連接帶144和第二連接帶145。
[0066]校正電機141是常用的電子電機并具有旋轉齒輪141a。滾珠絲杠142也具有旋轉齒輪142a，滾珠絲杠142的旋轉齒輪142a與電子電機的旋轉齒輪141a彼此嚙合。另外，可變基座143結合到滾珠絲杠142。也就是說，可變基座143被構造成當滾珠絲杠142旋轉時水平運動預定距離。這里，滾珠絲杠142的一側通過軸承142b結合到固定支架153a，滾珠絲杠142的另一側通過軸承142b’結合到固定基座152。此外，固定支架153a結合到固定桿153，其中，固定桿153結合到固定基座152。另外，固定桿153穿過可變基座143。
[0067]同時，第一連接帶144的一端連接到可變基座143的底端,第一連接帶144的另一端穿過固定基座152而結合到互換軸113的端部。另外，第二連接帶145的一端連接到可變基座143的頂端，第二連接帶145的另一端穿過固定基座152而結合到互換軸113的頂端。
[0068]按照這樣的方式，當周向位置校正部分140的校正電機141操作時，滾珠絲杠142旋轉，結合到滾珠絲杠142的可變基座143水平運動。另外，由于第一連接帶144和第二連接帶145固定到可變基座143，所以第一旋轉軸111的位置，即，供應材料101的周向位置被校正。因此，在制造過程期間，供應材料101的周向位置被精確地保持。
[0069]圖3A至圖3H分別是示出根據本發(fā)明的實施例的材料自動更換裝置的操作的主視圖。在下面的描述中，還將參照圖2A。
[0070]如圖3A所示，供應材料101通過引導滾子161被供應到心軸構件(未示出)。這里，第一旋轉軸111以離合器連接的方式連接到離合器連接和旋轉驅動部分120，從而允許第一旋轉軸111高速旋轉。因此，供應材料101高速解開，然后被供應到心軸構件。[0071]同時，待命材料102結合到第二旋轉軸112。待命材料102的結合可自動或手動實現(xiàn)。另外，待命材料102的端部被吸附到處于真空狀態(tài)的第二吸附部分117b，雙面膠帶103自動或手動附著到待命材料102的設置在第二吸附部分117b上的端部。這里，第二止動缸115b操作，第二旋轉軸112保持在不旋轉狀態(tài)下。這里，雙面膠帶103可由當隔板自動更換時電絕緣的材料或者當正電極板或負電極板自動更換時導電的材料制成。
[0072]另外，當供應材料101被供應時，供應材料101的與引導滾子161相鄰的區(qū)域與切割和吸附部分130以及第一吸附部分116b隔開。
[0073]如圖3B所示，如果第一旋轉軸111旋轉持續(xù)預定時間，則供應材料101的剩余量逐漸減少，材料自動更換裝置100感測供應材料101的剩余量。雖然未示出，但是供應材料101的剩余量可通過接近傳感器(proximity sensor)、超聲傳感器或激光傳感器容易地感測，對于本領域的技術人員來說這是顯而易見的，將省略對其的詳細描述。
[0074]另外，隨著供應材料101的剩余量逐漸減少，卷繞的供應材料101的直徑可逐漸減小。
[0075]如圖3C所示，切割和吸附部分130操作，以使供應材料101的端部緊密接觸第一滾子116a和第一吸附部分116b。更詳細地說，吸附缸132的吸附缸桿132b和吸附缸襯墊132c朝著第一吸附部分116b運動。因此，切割缸131的上升邊緣桿襯墊131g使供應材料101的端部緊密接觸第一滾子116a，吸附缸132的吸附缸襯墊132c使供應材料101的端部緊密接觸第一吸附部分116b。
[0076]這里，當離合器連接和旋轉驅動部分120停止操作時，第一旋轉軸111，即，供應材料101停止旋轉。另外，離合器軸121a的結合部分121b與第一旋轉軸111的結合部分Illb彼此分離。也就是說，當旋轉驅動電機122停止旋轉時，第一旋轉軸111停止旋轉，離合器缸121操作，從而使離合器軸121a的結合部分121b與第一旋轉軸111的結合部分Illb彼此分離。
[0077]另外，由于第一止動缸115a固定第一旋轉軸111,所以防止第一旋轉軸111由于其自重而沿著任意方向旋轉。
[0078]雖然未示出，但是由于具有預定長度的供應材料101的緩沖單元設置在引導滾子161之前，所以供應材料101以不間斷的方式被供應到心軸構件。
[0079]如圖3D所示，當切割和吸附部分130的切割缸131操作時，供應材料101的位于第一滾子116a和第一吸附部分116b之間的端部被切割。也就是說，如果切割缸131的切割缸桿131b朝著第一滾子116a運動預定距離，則切割缸上升邊緣131c、上升邊緣桿131d和切割器131e也水平運動。因此，切割器131e切割供應材料101的端部。這里，切割缸上升邊緣131c朝著第一滾子116a運動，同時壓縮上升邊緣桿彈簧131f。
[0080]如圖3E所示，切割和吸附部分130吸附了供應材料101的端部并后退。也就是說，吸附缸132的吸附缸桿132b和吸附缸襯墊132c恢復到它們的原始位置，從而使供應材料101的端部與結合到第一旋轉軸111的供應材料101分離。這里，供應材料101的端部可對應于從引導滾子161解開的供應材料101，而不對應于結合到第一旋轉軸111的供應材料 101。
[0081]另外，當旋轉和互換部分110的互換缸114操作時，互換軸113旋轉大約180° (如圖2A和圖3D的雙向箭頭所示)。因此，第一旋轉軸111的位置和第二旋轉軸112的位置彼此互換。
[0082]如上所述，由于離合器軸121a的結合部分121b與第一旋轉軸111的結合部分Illb彼此分開，所以第一旋轉軸111的位置和第二旋轉軸112的位置的互換不會被離合器軸121a的結合部分121b和第一旋轉軸111的結合部分Illb阻止。
[0083]此外，當互換軸113旋轉180°時，結合到互換軸113的第二滾子117a和第二吸附部分117b布置為面對切割和吸附部分130。換句話說，第一滾子116a和第一吸附部分116b的位置與第二滾子117a和第二吸附部分117b的位置也可互換。
[0084]另外，在互換之后，離合器連接和旋轉驅動部分120的離合器缸121操作。因此，離合器軸121a的結合部分121b和第二旋轉軸112的結合部分112b彼此結合。在這個階段，旋轉驅動電機122也操作。
[0085]如圖3F所示，當切割和吸附部分130操作時，供應材料101的端部和待命材料102的端部彼此附著，即，附著到雙面膠帶103。換句話說，當切割和吸附部分130的吸附缸132操作時，吸附缸桿132b和吸附缸襯墊132c水平運動。然后，供應材料101的吸附到吸附缸襯墊132c的端部與雙面膠帶103緊密接觸，其中，雙面膠帶103附著到待命材料102的布置在第二吸附部分117b上的端部。因此，供應材料101的端部和待命材料102的端部彼此連接。
[0086]這里，切割缸131不操作。
[0087]如圖3G所示，切割和吸附部分130恢復其原始位置。這里，施加到切割和吸附部分130的吸附缸襯墊132c的真空被撤銷，真空僅被施加到第二吸附部分117b，以使供應材料101和待命材料102的互相連接的端部仍然保持在它們被吸附到第二吸附部分117b的狀態(tài)。
[0088]如圖3H所示，施加到第二吸附部分117b的真空被撤銷，離合器連接和旋轉驅動部分120的旋轉驅動電機122操作，以允許第二旋轉軸112開始旋轉。當然，施加到彼此連接的供應材料101和待命材料102的張力可由構件(未示出)控制。
[0089]另外，安裝在第二旋轉軸上的待命材料102(在這個階段對應于供應材料101)的周向位置可通過周向位置校正部分140校正。另外，待命材料102 (供應材料101)的周向位置通過傳感器(未示出)感測。對于本領域的技術人員來說感測技術是顯而易見的，將省略對其的詳細描述。
[0090]按照這樣的方式，根據本發(fā)明的材料自動更換裝置100可快速地且精確地更換二次電池的材料，而無需使二次電池卷繞設備的操作停止。
[0091]另外，根據本發(fā)明的材料自動更換裝置100具有簡化的結構和減小的安裝體積，且可通過最小化部件的數(shù)量而降低制造成本。
[0092]雖然已經在上面詳細地描述了根據本發(fā)明的示例性實施例的二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置，但是應該理解到，本領域的技術人員可明白的對于在此描述的基本發(fā)明構思的多種改變和變型仍然將落入由權利要求限定的本發(fā)明的示例性實施例的精神和范圍內。
[0093]【標號的解釋】
[0094]100:根據本發(fā)明的二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置
[0095] 101:供應材料102:待命材料[0096]110:旋轉和互換部分 111:第一旋轉軸
[0097]Illa:軸承Illb:結合部分
[0098]112:第二旋轉軸112a:軸承
[0099]112b:結合部分113:互換軸
[0100]113a:軸承114:互換缸 [0101]115a:第一止動缸 115b:第二止動缸
[0102]116a:第一滾子116b:第一吸附部分
[0103]117a:第二滾子117b:第二吸附部分
[0104]120:離合器連接和旋轉驅動部分
[0105]121:離合器缸
[0106]121a:離合器軸121b:結合部分
[0107]122:旋轉驅動電機 122a:旋轉齒輪
[0108]123:旋轉驅動軸
[0109]123a:旋轉齒輪123b、123b’:軸承
[0110]130:切割和吸附部分 131:切割缸
[0111]131a:切割缸主體 131b:切割缸桿
[0112]131c:切割缸上升邊緣131d:上升邊緣桿
[0113]131e:切割器131f:上升邊緣桿彈簧
[0114]131g:上升邊緣桿襯墊
[0115]132:吸附缸
[0116]132a:吸附缸主體132b:吸附缸桿
[0117]132c:吸附缸襯墊
[0118]140:周向位置校正部分
[0119]141:校正電機 141a:旋轉齒輪
[0120]142:滾珠絲杠 142a:旋轉齒輪
[0121]143:可變基座 144:第一連接帶
[0122]145:第二連接帶 151:支撐板
[0123]152:固定基座
【權利要求】
1.一種二次電池卷繞設備的材料自動更換裝置，包括: 旋轉和互換部分，包括結合到卷筒形供應材料的第一旋轉軸、沿著第一旋轉軸的長度方向安裝且結合到卷筒形待命材料的第二旋轉軸、以及安裝在第一旋轉軸和第二旋轉軸之間且使第一旋轉軸的位置和第二旋轉軸的位置彼此互換的互換軸； 離合器連接和旋轉驅動部分，以離合器連接的方式結合到旋轉和互換部分并且使第一旋轉軸或第二旋轉軸旋轉以允許供應材料被供應到二次電池卷繞設備； 切割和吸附部分，布置在旋轉和互換部分的一側、在供應材料的供應完成之前切割供應材料的端部并吸附供應材料的所述端部， 其中，當通過旋轉和互換部分使第一旋轉軸的位置和第二旋轉軸的位置彼此互換時，切割和吸附部分將供應材料的所述端部連接到待命材料的端部。
2.根據權利要求1所述的材料自動更換裝置，其中，互換缸結合到互換軸的一端，以使第一旋轉軸的位置和第二旋轉軸的位置關于互換軸彼此互換，軸承結合到互換軸的另一端。
3.根據權利要求2所述的材料自動更換裝置，其中，互換缸是180。旋轉的缸。
4.根據權利要求1所述的材料自動更換裝置，其中，第一軸承置于第一旋轉軸的一端以結合到互換軸的一側，第一結合部分設置在第一旋轉軸的另一端，從而以離合器連接的方式連接到離合器連接和旋轉驅動部分或者與離合器連接和旋轉驅動部分脫離連接，第二軸承置于第二旋轉軸的一端以結合到互換軸的另一側，第二結合部分設置在第二旋轉軸的另一端，從而以離合器連接的方式連接到離合器連接和旋轉驅動部分或者與離合器連接和旋轉驅動部分脫離連接。
5.根據權利要求1所述的材料自動更換裝置，其中，第一止動缸結合到互換軸的一側以使第一旋轉軸停止旋轉，第二止動缸結合到互換軸的另一側以使第二旋轉軸停止旋轉。
6.根據權利要求1所述的材料自動更換裝置，其中，第一滾子和第一吸附部分沿著平行于第一旋轉軸的方向結合到互換軸的一側，以當自動更換材料時允許供應材料的所述端部被吸附到第一滾子和第一吸附部分，第二滾子和第二吸附部分沿著平行于第二旋轉軸的方向結合到互換軸的另一側，以允許待命材料的所述端部被吸附到第二滾子和第二吸附部分。
7.根據權利要求6所述的材料自動更換裝置，其中，切割和吸附部分包括:切割缸，允許供應材料的所述端部與第一滾子或第二滾子緊密接觸，并切割供應材料的所述端部；吸附缸，吸附將與第一吸附部分分離的供應材料的被切割的端部。
8.根據權利要求7所述的材料自動更換裝置，其中，雙面膠帶附著到待命材料的布置在第二吸附部分上的所述端部。
9.根據權利要求8所述的材料自動更換裝置，其中，當在供應材料的所述端部被吸附之后通過旋轉和互換部分的操作使第一旋轉軸的位置和第二旋轉軸的位置彼此互換時，切割和吸附部分的吸附缸將供應材料的所述端部壓到布置在第二吸附部分上的雙面膠帶，從而將供應材料和待命材料彼此連接。
10.根據權利要求1所述的材料自動更換裝置，其中，離合器連接和旋轉驅動部分包括:離合器缸；離合器軸，結合到離合器缸；結合部分，安裝在離合器軸的端部，以連接到第一旋轉軸或第二旋轉軸或者與第一旋轉軸或第二旋轉軸脫離連接；旋轉驅動電機，安裝在離合器缸的一側；旋轉驅動軸，結合到旋轉驅動電機，并且離合器軸穿過所述旋轉驅動軸。
11.根據權利要求1所述的材料自動更換裝置，其中，當自動更換材料時，離合器連接和旋轉驅動部分停止操作。
12.根據權利要求1所述的材料自動更換裝置，所述材料自動更換裝置還包括:周向位置校正部分，校正供應材料的周向位置。
13.根據權利要求12所述的材料自動更換裝置，其中，周向位置校正部分包括:校正電機；滾珠絲杠，結合到校正電機；可變基座，結合到滾珠絲杠；第一連接帶，連接可變基座的一端和互換軸的一端；第二連接帶，連接可變基座的另一端和互換軸的另一端。
14.根據權利要求13所述的材料自動更換裝置，其中，當校正電機操作時，可變基座以及第一連接帶和第二連接帶水平運動。
15.根據權利要求13所述的材料自動更換裝置，其中，固定基座設置在可變基座的一偵U，以固定第一連 接帶和第二連接帶。
【文檔編號】H01M10/0587GK104009260SQ201310278485
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年7月4日 優(yōu)先權日:2013年2月25日
【發(fā)明者】金云涉, 任文宰 申請人:三星Sdi株式會社