二次电池卷绕设备的材料自动更换装置制造方法
【专利摘要】提供一种二次电池卷绕设备的材料自动更换装置，其可快速地且精确地更换用于二次电池的材料而无需使所述设备的操作停止。所述装置包括：旋转和互换部分，包括结合到卷筒形供应材料的第一旋转轴、沿着长度方向安装且结合到卷筒形待命材料的第二旋转轴、安装在第一和第二旋转轴之间且使第一和第二旋转轴的位置彼此互换的互换轴；离合器连接和旋转驱动部分，结合到旋转和互换部分、使第一或第二旋转轴旋转以允许供应材料被供应到所述设备；切割和吸附部分，布置在旋转和互换部分的一侧、在供应材料的供应完成之前切割并吸附供应材料的端部，其中，当使第一和第二旋转轴的位置彼此互换时，切割和吸附部分将供应材料的所述端部连接到待命材料的端部。
【专利说明】二次电池卷绕设备的材料自动更换装置
[0001]本申请要求于2013年2月25日提交的第10-2013-0019800号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用被包含于此。
【技术领域】
[0002]本发明的多个方面涉及一种用于自动更换用于二次电池卷绕设备的材料的装置。【背景技术】
[0003]一般来说，锂离子二次电池的制造方法包括:通过堆叠第一隔板、负电极板、第二隔板和正电极板而设置电极组件；对堆叠的结构进行多次卷绕；将电极组件密封在壳体中；将电解质溶液注入到壳体中。
[0004]这里，隔板以卷绕的卷筒的形式供应。然而，考虑到隔板的材料特性，在增加卷筒的直径方面会受到限制。因此，在卷绕期间需要频繁地更换卷筒，这是不方便的。
[0005]因此，在锂离子二次电池的制造过程中，具体地说，在设置电极组件的过程中，频繁的卷筒更换会延长二次电池卷绕设备的操作暂停的时间，从而降低了锂离子二次电池的可制造性。
【发明内容】
[0006]本发明的多个方面提供一种二次电池卷绕设备的材料自动更换装置，该材料自动更换装置可快速地且精确地更换用于二次电池的材料，而无需使二次电池卷绕设备的操作停止。
[0007]本发明的其他方面提供一种二次电池卷绕设备的材料自动更换装置，该材料自动更换装置具有简化的结构和减小的安装体积，且可通过最小化部件的数量而降低制造成本。
[0008]根据本发明的一方面，提供一种二次电池卷绕设备的材料自动更换装置，所述材料自动更换装置包括:旋转和互换部分，包括结合到卷筒形供应材料的第一旋转轴、沿着第一旋转轴的长度方向安装且结合到卷筒形待命材料的第二旋转轴、以及安装在第一旋转轴和第二旋转轴之间且使第一旋转轴的位置和第二旋转轴的位置彼此互换的互换轴；离合器连接和旋转驱动部分，以离合器连接的方式结合到旋转和互换部分并且使第一旋转轴或第二旋转轴旋转以允许供应材料被供应到二次电池卷绕设备；切割和吸附部分，布置在旋转和互换部分的一侧、在供应材料的供应完成之前切割供应材料的端部并吸附供应材料的所述端部，其中，当通过旋转和互换部分使第一旋转轴的位置和第二旋转轴的位置彼此互换时，切割和吸附部分将供应材料的所述端部连接到待命材料的端部。
[0009]互换缸可结合到互换轴的一端，以使第一旋转轴的位置和第二旋转轴的位置关于互换轴彼此互换，轴承可结合到互换轴的另一端。
[0010]互换缸可以是180°旋转的缸。
[0011]第一轴承可置于第一旋转轴的一端以结合到互换轴的一侧，第一结合部分可设置在第一旋转轴的另一端，从而以离合器连接的方式连接到离合器连接和旋转驱动部分或者与离合器连接和旋转驱动部分脱离连接，第二轴承可置于第二旋转轴的一端以结合到互换轴的另一侧，第二结合部分可设置在第二旋转轴的另一端，从而以离合器连接的方式连接到离合器连接和旋转驱动部分或者与离合器连接和旋转驱动部分脱离连接。
[0012]第一止动缸可结合到互换轴的一侧以使第一旋转轴停止旋转，第二止动缸可结合到互换轴的另一侧以使第二旋转轴停止旋转。
[0013]第一滚子和第一吸附部分可沿着平行于第一旋转轴的方向结合到互换轴的一侧，以当自动更换材料时允许供应材料的所述端部被吸附到第一滚子和第一吸附部分，第二滚子和第二吸附部分可沿着平行于第二旋转轴的方向结合到互换轴的另一侧，以允许待命材料的所述端部被吸附到第二滚子和第二吸附部分。
[0014]切割和吸附部分可包括:切割缸，允许供应材料的所述端部与第一滚子或第二滚子紧密接触，并切割供应材料的所述端部；吸附缸，吸附将与第一吸附部分分离的供应材料的被切割的端部。
[0015]双面胶带可附着到待命材料的布置在第二吸附部分上的所述端部。
[0016]当在供应材料的所述端部被吸附之后通过旋转和互换部分的操作使第一旋转轴的位置和第二旋转轴的位置彼此互换时，切割和吸附部分的吸附缸将供应材料的所述端部压到布置在第二吸附部分上的双面胶带，从而将供应材料和待命材料彼此连接。
[0017]离合器连接和旋转驱动部分可包括:离合器缸；离合器轴，结合到离合器缸；结合部分，安装在离合器轴的端部，以连接到第一旋转轴或第二旋转轴或者与第一旋转轴或第二旋转轴脱离连接；旋转驱动电机，安装在离合器缸的一侧；旋转驱动轴，结合到旋转驱动电机，并且离合器轴穿过所述旋转驱动轴。
[0018]当自动更换材料时，离合器连接和旋转驱动部分可停止操作。
[0019]所述材料自动更换装置还可包括:周向位置校正部分，校正供应材料的周向位置。
[0020]周向位置校正部分可包括:校正电机；滚珠丝杠，结合到校正电机；可变基座，结合到滚珠丝杠；第一连接带，连接可变基座的一端和互换轴的一端；第二连接带，连接可变基座的另一端和互换轴的另一端。
[0021 ] 当校正电机操作时，可变基座以及第一连接带和第二连接带可水平运动。
[0022]固定基座可设置在可变基座的一侧，以固定第一连接带和第二连接带。
[0023]如上所述，在根据本发明的二次电池卷绕设备的材料自动更换装置中，可快速地且精确地更换用于二次电池的材料，而无需使二次电池卷绕设备的操作停止。
[0024]另外，根据本发明，二次电池卷绕设备的材料自动更换装置具有简化的结构和减小的安装体积，且可通过最小化部件的数量而降低制造成本。
[0025]本发明的其他方面和/或优点将在下面的描述中进行部分阐述，部分将从描述中显而易见，或者可通过实施本发明而了解。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的目的、特点和优点将会变得更加清楚，在附图中:
[0027]图1是示出制造二次电池的方法的示意图；[0028]图2A和图2B分别是示出根据本发明的实施例的二次电池卷绕设备的材料自动更换装置的侧视图和主视图；
[0029]图3A至图3H分别是示出在图2A和图2B中示出的材料自动更换装置的操作的主视图。
【具体实施方式】
[0030]在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
[0031]然而，本发明可以以多种不同的形式实施，且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将是彻底的和完全的，并将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员，本发明将仅由权利要求限定。
[0032]在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度。相同的标号始终指示相同的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列举项的任意组合及所有组合。
[0033]在此使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，并不意在成为本发明的限制。如在此使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。将进一步理解到，当在该本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
[0034]将理解到，虽然在此可使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的构件、元件、区域、层和/或部分，但是这些构件、元件、区域、层和/或部分不应该受这些术语限制。这些术语仅仅用于将一个构件、元件、区域、层和/或部分与另一构件、元件、区域、层和/或部分区分开。因此，例如，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一构件、元件、区域、层和/或部分可被称为第二构件、元件、区域、层和/或部分。
[0035]还将理解到，在此使用的术语“供应材料”和/或“待命材料”可指二次电池的制造所需要的隔板或隔膜。此外，当在本说明书中使用时，术语“供应材料”可指为二次电池的卷绕过程实际供应的材料，术语“待命材料”可指在“供应材料”正被供应时等待的材料。另外，将理解到，在此使用的术语“供应材料”和/或“待命材料”通常可指但不限于隔板或隔膜，而是可指二次电池的制造所需要的正电极板和/或负电极板。
[0036]图1是示出制造二次电池的方法的示意图。
[0037]如图1所示，为了制造二次电池，需要提供第一隔板11、第二隔板12、负电极板13和正电极板14。更详细地说，第一隔板11从第一隔板卷筒Ila供应，其中，第一隔板11在第一隔板卷筒Ila上卷绕多次，第二隔板12从第二隔板卷筒12a供应，其中，第二隔板12在第二隔板卷筒12a上卷绕多次，负电极板13从负电极板卷筒13a供应，其中，负电极板13在负电极板卷筒13a上卷绕多次，正电极板14从正电极板卷筒14a供应，其中，正电极板14在正电极板卷筒14a上卷绕多次。
[0038]另外，负电极板13布置在第一隔板11和第二隔板12之间，正电极板14布置在第二隔板12上。也就是说，设置堆叠的结构，所述堆叠的结构具有第一隔板11、负电极板13、第二隔板12和正电极板14。所述堆叠的结构通过心轴构件15沿着一个方向旋转，从而获得果冻卷类型的电极组件。
[0039]在根据本发明的实施例的二次电池卷绕设备的材料自动更换装置中，第一隔板11、第二隔板12、负电极板13和/或正电极板14可以以不间断的方式供应，现在将对其进行详细的描述。
[0040]如图2A和图2B所示，二次电池卷绕设备的材料自动更换装置100包括旋转和互换部分110、离合器连接和旋转驱动部分120、切割和吸附部分130以及周向位置校正部分140。
[0041]旋转和互换部分110包括第一旋转轴111、第二旋转轴112、互换轴113、互换缸114、第一止动缸115a、第二止动缸115b、第一滚子116a、第二滚子117a、第一吸附部分116b和第二吸附部分117b。
[0042]轴承Illa结合到第一旋转轴111的一端，并结合到互换轴113的一侧。因此，第一旋转轴111可在第一旋转轴111支撑到互换轴113的状态下旋转。另外，结合部分Illb以离合器连接的方式结合到第一旋转轴111的另一端。另外，卷筒形供应材料101结合到第一旋转轴111。
[0043]轴承112a也结合到第二旋转轴112的一端，并结合到互换轴113的另一侧。因此，第二旋转轴112可在第二旋转轴112支撑到互换轴113的状态下旋转。另外，结合部分112b以离合器连接的方式结合到第二旋转轴112的另一端。另外，卷筒形待命材料102结合到第二旋转轴112。这里，第一旋转轴111和第二旋转轴112沿着材料自动更换装置100的长度方向水平布置，且可关于互换轴113彼此独立地旋转。
[0044]互换轴113沿着与第一旋转轴111和第二旋转轴112大致垂直的方向安装。也就是说，第一旋转轴111、第二旋转轴112和互换轴113大致成十字形(“ + ”)。另外，由于轴承113a设置在互换轴113的下侧，所以互换轴113可旋转地结合到第一连接带144 (稍后将描述)。因此，互换轴113可在互换轴113支撑到第一连接带144的状态下旋转。
[0045]互换缸114安装在互换轴113的上侧。互换缸114固定到第二连接带145 (稍后将描述)。因此，互换轴113可通过互换缸114旋转预定角度。在示例性实施例中，互换缸114可以是180°旋转的缸。因此，互换轴113可通过互换缸114旋转大约180°。换句话说，第一旋转轴111和第二旋转轴112可通过互换缸114关于互换轴113彼此互换。换句话说，第一旋转轴111的位置和第二旋转轴112的位置可通过互换缸114关于互换轴113彼此互换。因此，结合到第一旋转轴111的供应材料101的位置和结合到第二旋转轴112的待命材料102的位置可彼此互换。
[0046]第一止动缸115a结合到互换轴113的一侧，用于使第一旋转轴111停止旋转。也就是说，在材料自动转换操作期间，第一止动缸115a与第一旋转轴111紧密接触，以防止第一旋转轴111沿着任意方向旋转。
[0047]第二止动缸115b结合到互换轴113的另一侧，用于使第二旋转轴112停止旋转。也就是说，在材料自动转换操作期间，第二止动缸115b与第二旋转轴112紧密接触，以防止第二旋转轴112沿着任意方向旋转。
[0048]第一滚子116a和第一吸附部分116b结合到互换轴113的一侧。更详细地说，第一滚子116a和第一吸附部分116b与第一旋转轴111大致平行地布置。另外，第一滚子116a和第一吸附部分116b的长度大致等于供应材料101的宽度。这里，多个真空孔形成在第一吸附部分116b中，从而在材料自动转换操作期间允许供应材料101的端部被暂时吸附。
[0049]第二滚子117a和第二吸附部分117b结合到互换轴113的另一侧。更详细地说，第二滚子117a和第二吸附部分117b与第二旋转轴112大致平行地布置。另外，第二滚子117a和第二吸附部分117b的长度大致等于待命材料102的宽度。这里，多个真空孔形成在第二吸附部分117b中，从而在材料自动转换操作期间允许待命材料102的端部被暂时吸附。
[0050]按照这样的方式，在旋转和互换部分110中，卷筒形供应材料101结合到第一旋转轴111，卷筒形待命材料102结合到第二旋转轴112，供应材料101的位置和待命材料102的位置通过位于第一旋转轴111和第二旋转轴112之间的互换轴113而彼此互换(如图2A的双向箭头所示)。
[0051]离合器连接和旋转驱动部分120包括离合器缸121、离合器轴121a、结合部分121b、旋转驱动电机122和旋转驱动轴123。这里，离合器缸121和旋转驱动电机122结合到支撑板151。
[0052]离合器缸121基于气压和/或油压形式，并结合到支撑板151 (如上面描述的)。
[0053]离合器轴121a的一端结合到离合器缸121，离合器轴121a的另一端穿过旋转驱动轴123，然后朝着第一旋转轴111延伸。
[0054]结合部分121b结合到离合器轴121a的另一端。结合部分121b可结合到第一旋转轴111的结合部分Illb或第二旋转轴112的结合部分112b。也就是说，离合器缸121可使离合器轴121a水平运动预定距离。因此，离合器轴121a的结合部分121b可连接到第一旋转轴111的结合部分Illb或第二旋转轴112的结合部分112b，或者可与第一旋转轴111的结合部分Illb或第二旋转轴112的结合部分112b脱离连接。
[0055]如上所述，旋转驱动电机122布置在离合器缸121的一侧并结合到支撑板151。另夕卜，旋转齿轮122a安装在旋转驱动电机122中。
[0056]如上所述，旋转驱动轴123被构造成允许离合器轴121a穿过旋转驱动轴123，然后穿过可变基座143和固定基座152。更详细地说，旋转驱动轴123包括旋转齿轮123a，旋转齿轮123a结合到旋转驱动电机122的旋转齿轮122a。另外，轴承123b和123b’设置在旋转驱动轴123的一端和另一端。设置在旋转驱动轴123的一端的轴承123b结合到安装在可变基座143的一侧的接触板143a，设置在旋转驱动轴123的另一端的轴承123b’结合到安装在可变基座143的另一侧的法兰143b。这里，法兰143b结合到固定基座152。
[0057]另外，离合器轴121a的结合部分121b布置在旋转驱动轴123的端部。因此，当旋转驱动轴123高速旋转时，离合器轴121a的结合部分121b也高速旋转。
[0058]按照这样的方式，离合器连接和旋转驱动部分120通过离合器连接方法结合到旋转和互换部分110，具体地说，结合到第一旋转轴111,从而使第一旋转轴111高速旋转。因此，结合到第一旋转轴111的供应材料101被供应到二次电池卷绕设备。
[0059]切割和吸附部分130安装为与旋转和互换部分110及离合器连接和旋转驱动部分120隔开。更详细地说，切割和吸附部分130安装在第一滚子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包括切割缸主体131a、切割缸杆131b、切割缸上升边缘131c、上升边缘杆131d、切割器131e、上升边缘杆弹簧131f和上升边缘杆衬垫131g。
[0061]切割缸主体131a基于气压和/或油压形式，切割缸杆131b结合到切割缸主体131a，以使切割缸杆131b水平运动预定距离。另外，切割缸上升边缘131c结合到切割缸杆131b，切割供应材料101的端部的切割器131e结合到切割缸上升边缘131c。另外，上升边缘杆131d结合到切割缸上升边缘131c，上升边缘杆弹簧131f结合到上升边缘杆131d。上升边缘杆131d可从切割缸上升边缘131c灵活地水平运动预定距离，由此压缩或释放上升边缘杆弹簧131f。另外，上升边缘杆衬垫131g结合到上升边缘杆131d，且在切割和吸附供应材料101的端部的过程中上升边缘杆衬垫131g暂时使供应材料101的端部紧密接触第一滚子116a。
[0062]吸附缸132包括吸附缸主体132a、吸附缸杆132b和吸附缸衬垫132c。吸附缸主体132a基于气压和/或油压形式，吸附缸杆132b被构造成从吸附缸主体132a水平运动预定距离。另外，吸附缸衬垫132c结合到吸附缸杆132b，且在切割和吸附供应材料101的端部的过程中吸附缸衬垫132c暂时使供应材料101的端部紧密接触第一吸附部分116b。切割缸131固定到吸附缸132的吸附缸衬垫132c，以与吸附缸衬垫132c —起运动。
[0063]另外，在使供应材料101的位置和待命材料102的位置互换的过程中，吸附缸衬垫132c暂时吸附供应材料101的端部。此外，吸附缸衬垫132c通过双面胶带将供应材料101的端部连接到待命材料102的端部，稍后将对其进行更加详细的描述。
[0064]按照这样的方式，切割和吸附部分130布置在旋转和互换部分110的一侧，且在供应材料101的供应完成之前切割和吸附部分130切割和吸附供应材料101的端部。另外，如果第一旋转轴111的位置和第二旋转轴112的位置通过旋转和互换部分110而彼此互换，则切割和吸附部分130将供应材料101的端部连接到待命材料102的端部。
[0065]周向位置校正部分140包括校正电机141、滚珠丝杠142、可变基座143、第一连接带144和第二连接带145。
[0066]校正电机141是常用的电子电机并具有旋转齿轮141a。滚珠丝杠142也具有旋转齿轮142a，滚珠丝杠142的旋转齿轮142a与电子电机的旋转齿轮141a彼此啮合。另外，可变基座143结合到滚珠丝杠142。也就是说，可变基座143被构造成当滚珠丝杠142旋转时水平运动预定距离。这里，滚珠丝杠142的一侧通过轴承142b结合到固定支架153a，滚珠丝杠142的另一侧通过轴承142b’结合到固定基座152。此外，固定支架153a结合到固定杆153，其中，固定杆153结合到固定基座152。另外，固定杆153穿过可变基座143。
[0067]同时，第一连接带144的一端连接到可变基座143的底端,第一连接带144的另一端穿过固定基座152而结合到互换轴113的端部。另外，第二连接带145的一端连接到可变基座143的顶端，第二连接带145的另一端穿过固定基座152而结合到互换轴113的顶端。
[0068]按照这样的方式，当周向位置校正部分140的校正电机141操作时，滚珠丝杠142旋转，结合到滚珠丝杠142的可变基座143水平运动。另外，由于第一连接带144和第二连接带145固定到可变基座143，所以第一旋转轴111的位置，即，供应材料101的周向位置被校正。因此，在制造过程期间，供应材料101的周向位置被精确地保持。
[0069]图3A至图3H分别是示出根据本发明的实施例的材料自动更换装置的操作的主视图。在下面的描述中，还将参照图2A。
[0070]如图3A所示，供应材料101通过引导滚子161被供应到心轴构件(未示出)。这里，第一旋转轴111以离合器连接的方式连接到离合器连接和旋转驱动部分120，从而允许第一旋转轴111高速旋转。因此，供应材料101高速解开，然后被供应到心轴构件。[0071]同时，待命材料102结合到第二旋转轴112。待命材料102的结合可自动或手动实现。另外，待命材料102的端部被吸附到处于真空状态的第二吸附部分117b，双面胶带103自动或手动附着到待命材料102的设置在第二吸附部分117b上的端部。这里，第二止动缸115b操作，第二旋转轴112保持在不旋转状态下。这里，双面胶带103可由当隔板自动更换时电绝缘的材料或者当正电极板或负电极板自动更换时导电的材料制成。
[0072]另外，当供应材料101被供应时，供应材料101的与引导滚子161相邻的区域与切割和吸附部分130以及第一吸附部分116b隔开。
[0073]如图3B所示，如果第一旋转轴111旋转持续预定时间，则供应材料101的剩余量逐渐减少，材料自动更换装置100感测供应材料101的剩余量。虽然未示出，但是供应材料101的剩余量可通过接近传感器(proximity sensor)、超声传感器或激光传感器容易地感测，对于本领域的技术人员来说这是显而易见的，将省略对其的详细描述。
[0074]另外，随着供应材料101的剩余量逐渐减少，卷绕的供应材料101的直径可逐渐减小。
[0075]如图3C所示，切割和吸附部分130操作，以使供应材料101的端部紧密接触第一滚子116a和第一吸附部分116b。更详细地说，吸附缸132的吸附缸杆132b和吸附缸衬垫132c朝着第一吸附部分116b运动。因此，切割缸131的上升边缘杆衬垫131g使供应材料101的端部紧密接触第一滚子116a，吸附缸132的吸附缸衬垫132c使供应材料101的端部紧密接触第一吸附部分116b。
[0076]这里，当离合器连接和旋转驱动部分120停止操作时，第一旋转轴111，即，供应材料101停止旋转。另外，离合器轴121a的结合部分121b与第一旋转轴111的结合部分Illb彼此分离。也就是说，当旋转驱动电机122停止旋转时，第一旋转轴111停止旋转，离合器缸121操作，从而使离合器轴121a的结合部分121b与第一旋转轴111的结合部分Illb彼此分离。
[0077]另外，由于第一止动缸115a固定第一旋转轴111,所以防止第一旋转轴111由于其自重而沿着任意方向旋转。
[0078]虽然未示出，但是由于具有预定长度的供应材料101的缓冲单元设置在引导滚子161之前，所以供应材料101以不间断的方式被供应到心轴构件。
[0079]如图3D所示，当切割和吸附部分130的切割缸131操作时，供应材料101的位于第一滚子116a和第一吸附部分116b之间的端部被切割。也就是说，如果切割缸131的切割缸杆131b朝着第一滚子116a运动预定距离，则切割缸上升边缘131c、上升边缘杆131d和切割器131e也水平运动。因此，切割器131e切割供应材料101的端部。这里，切割缸上升边缘131c朝着第一滚子116a运动，同时压缩上升边缘杆弹簧131f。
[0080]如图3E所示，切割和吸附部分130吸附了供应材料101的端部并后退。也就是说，吸附缸132的吸附缸杆132b和吸附缸衬垫132c恢复到它们的原始位置，从而使供应材料101的端部与结合到第一旋转轴111的供应材料101分离。这里，供应材料101的端部可对应于从引导滚子161解开的供应材料101，而不对应于结合到第一旋转轴111的供应材料 101。
[0081]另外，当旋转和互换部分110的互换缸114操作时，互换轴113旋转大约180° (如图2A和图3D的双向箭头所示)。因此，第一旋转轴111的位置和第二旋转轴112的位置彼此互换。
[0082]如上所述，由于离合器轴121a的结合部分121b与第一旋转轴111的结合部分Illb彼此分开，所以第一旋转轴111的位置和第二旋转轴112的位置的互换不会被离合器轴121a的结合部分121b和第一旋转轴111的结合部分Illb阻止。
[0083]此外，当互换轴113旋转180°时，结合到互换轴113的第二滚子117a和第二吸附部分117b布置为面对切割和吸附部分130。换句话说，第一滚子116a和第一吸附部分116b的位置与第二滚子117a和第二吸附部分117b的位置也可互换。
[0084]另外，在互换之后，离合器连接和旋转驱动部分120的离合器缸121操作。因此，离合器轴121a的结合部分121b和第二旋转轴112的结合部分112b彼此结合。在这个阶段，旋转驱动电机122也操作。
[0085]如图3F所示，当切割和吸附部分130操作时，供应材料101的端部和待命材料102的端部彼此附着，即，附着到双面胶带103。换句话说，当切割和吸附部分130的吸附缸132操作时，吸附缸杆132b和吸附缸衬垫132c水平运动。然后，供应材料101的吸附到吸附缸衬垫132c的端部与双面胶带103紧密接触，其中，双面胶带103附着到待命材料102的布置在第二吸附部分117b上的端部。因此，供应材料101的端部和待命材料102的端部彼此连接。
[0086]这里，切割缸131不操作。
[0087]如图3G所示，切割和吸附部分130恢复其原始位置。这里，施加到切割和吸附部分130的吸附缸衬垫132c的真空被撤销，真空仅被施加到第二吸附部分117b，以使供应材料101和待命材料102的互相连接的端部仍然保持在它们被吸附到第二吸附部分117b的状态。
[0088]如图3H所示，施加到第二吸附部分117b的真空被撤销，离合器连接和旋转驱动部分120的旋转驱动电机122操作，以允许第二旋转轴112开始旋转。当然，施加到彼此连接的供应材料101和待命材料102的张力可由构件(未示出)控制。
[0089]另外，安装在第二旋转轴上的待命材料102(在这个阶段对应于供应材料101)的周向位置可通过周向位置校正部分140校正。另外，待命材料102 (供应材料101)的周向位置通过传感器(未示出)感测。对于本领域的技术人员来说感测技术是显而易见的，将省略对其的详细描述。
[0090]按照这样的方式，根据本发明的材料自动更换装置100可快速地且精确地更换二次电池的材料，而无需使二次电池卷绕设备的操作停止。
[0091]另外，根据本发明的材料自动更换装置100具有简化的结构和减小的安装体积，且可通过最小化部件的数量而降低制造成本。
[0092]虽然已经在上面详细地描述了根据本发明的示例性实施例的二次电池卷绕设备的材料自动更换装置，但是应该理解到，本领域的技术人员可明白的对于在此描述的基本发明构思的多种改变和变型仍然将落入由权利要求限定的本发明的示例性实施例的精神和范围内。
[0093]【标号的解释】
[0094]100:根据本发明的二次电池卷绕设备的材料自动更换装置
[0095] 101:供应材料102:待命材料[0096]110:旋转和互换部分 111:第一旋转轴
[0097]Illa:轴承Illb:结合部分
[0098]112:第二旋转轴112a:轴承
[0099]112b:结合部分113:互换轴
[0100]113a:轴承114:互换缸 [0101]115a:第一止动缸 115b:第二止动缸
[0102]116a:第一滚子116b:第一吸附部分
[0103]117a:第二滚子117b:第二吸附部分
[0104]120:离合器连接和旋转驱动部分
[0105]121:离合器缸
[0106]121a:离合器轴121b:结合部分
[0107]122:旋转驱动电机 122a:旋转齿轮
[0108]123:旋转驱动轴
[0109]123a:旋转齿轮123b、123b’:轴承
[0110]130:切割和吸附部分 131:切割缸
[0111]131a:切割缸主体 131b:切割缸杆
[0112]131c:切割缸上升边缘131d:上升边缘杆
[0113]131e:切割器131f:上升边缘杆弹簧
[0114]131g:上升边缘杆衬垫
[0115]132:吸附缸
[0116]132a:吸附缸主体132b:吸附缸杆
[0117]132c:吸附缸衬垫
[0118]140:周向位置校正部分
[0119]141:校正电机 141a:旋转齿轮
[0120]142:滚珠丝杠 142a:旋转齿轮
[0121]143:可变基座 144:第一连接带
[0122]145:第二连接带 151:支撑板
[0123]152:固定基座
【权利要求】
1.一种二次电池卷绕设备的材料自动更换装置，包括: 旋转和互换部分，包括结合到卷筒形供应材料的第一旋转轴、沿着第一旋转轴的长度方向安装且结合到卷筒形待命材料的第二旋转轴、以及安装在第一旋转轴和第二旋转轴之间且使第一旋转轴的位置和第二旋转轴的位置彼此互换的互换轴； 离合器连接和旋转驱动部分，以离合器连接的方式结合到旋转和互换部分并且使第一旋转轴或第二旋转轴旋转以允许供应材料被供应到二次电池卷绕设备； 切割和吸附部分，布置在旋转和互换部分的一侧、在供应材料的供应完成之前切割供应材料的端部并吸附供应材料的所述端部， 其中，当通过旋转和互换部分使第一旋转轴的位置和第二旋转轴的位置彼此互换时，切割和吸附部分将供应材料的所述端部连接到待命材料的端部。
2.根据权利要求1所述的材料自动更换装置，其中，互换缸结合到互换轴的一端，以使第一旋转轴的位置和第二旋转轴的位置关于互换轴彼此互换，轴承结合到互换轴的另一端。
3.根据权利要求2所述的材料自动更换装置，其中，互换缸是180。旋转的缸。
4.根据权利要求1所述的材料自动更换装置，其中，第一轴承置于第一旋转轴的一端以结合到互换轴的一侧，第一结合部分设置在第一旋转轴的另一端，从而以离合器连接的方式连接到离合器连接和旋转驱动部分或者与离合器连接和旋转驱动部分脱离连接，第二轴承置于第二旋转轴的一端以结合到互换轴的另一侧，第二结合部分设置在第二旋转轴的另一端，从而以离合器连接的方式连接到离合器连接和旋转驱动部分或者与离合器连接和旋转驱动部分脱离连接。
5.根据权利要求1所述的材料自动更换装置，其中，第一止动缸结合到互换轴的一侧以使第一旋转轴停止旋转，第二止动缸结合到互换轴的另一侧以使第二旋转轴停止旋转。
6.根据权利要求1所述的材料自动更换装置，其中，第一滚子和第一吸附部分沿着平行于第一旋转轴的方向结合到互换轴的一侧，以当自动更换材料时允许供应材料的所述端部被吸附到第一滚子和第一吸附部分，第二滚子和第二吸附部分沿着平行于第二旋转轴的方向结合到互换轴的另一侧，以允许待命材料的所述端部被吸附到第二滚子和第二吸附部分。
7.根据权利要求6所述的材料自动更换装置，其中，切割和吸附部分包括:切割缸，允许供应材料的所述端部与第一滚子或第二滚子紧密接触，并切割供应材料的所述端部；吸附缸，吸附将与第一吸附部分分离的供应材料的被切割的端部。
8.根据权利要求7所述的材料自动更换装置，其中，双面胶带附着到待命材料的布置在第二吸附部分上的所述端部。
9.根据权利要求8所述的材料自动更换装置，其中，当在供应材料的所述端部被吸附之后通过旋转和互换部分的操作使第一旋转轴的位置和第二旋转轴的位置彼此互换时，切割和吸附部分的吸附缸将供应材料的所述端部压到布置在第二吸附部分上的双面胶带，从而将供应材料和待命材料彼此连接。
10.根据权利要求1所述的材料自动更换装置，其中，离合器连接和旋转驱动部分包括:离合器缸；离合器轴，结合到离合器缸；结合部分，安装在离合器轴的端部，以连接到第一旋转轴或第二旋转轴或者与第一旋转轴或第二旋转轴脱离连接；旋转驱动电机，安装在离合器缸的一侧；旋转驱动轴，结合到旋转驱动电机，并且离合器轴穿过所述旋转驱动轴。
11.根据权利要求1所述的材料自动更换装置，其中，当自动更换材料时，离合器连接和旋转驱动部分停止操作。
12.根据权利要求1所述的材料自动更换装置，所述材料自动更换装置还包括:周向位置校正部分，校正供应材料的周向位置。
13.根据权利要求12所述的材料自动更换装置，其中，周向位置校正部分包括:校正电机；滚珠丝杠，结合到校正电机；可变基座，结合到滚珠丝杠；第一连接带，连接可变基座的一端和互换轴的一端；第二连接带，连接可变基座的另一端和互换轴的另一端。
14.根据权利要求13所述的材料自动更换装置，其中，当校正电机操作时，可变基座以及第一连接带和第二连接带水平运动。
15.根据权利要求13所述的材料自动更换装置，其中，固定基座设置在可变基座的一侦U，以固定第一连 接带和第二连接带。
【文档编号】H01M10/0587GK104009260SQ201310278485
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年7月4日 优先权日:2013年2月25日
【发明者】金云涉, 任文宰 申请人:三星Sdi株式会社