带状工件供给装置

文档序号:1894527 发布日期:2021-11-26 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 带状工件供给装置 (Band-shaped workpiece supply device ) 是由 关矢光伦 板垣卓真 筱原俊博 目黑崇之 于 2020-04-14 设计创作,主要内容包括:本发明提供能够以简单的结构高速地供给带状工件的结构。因此,带状工件供给装置(100)具备:空气浮动装置(20),其具有形成有能够与带状工件(10)接触的多个突起状构造物(26R、26F)的第一侧壁及第二侧壁(22R、22F),使带状工件(10)滞留;排气装置(60),其通过从空气浮动装置(20)的底部排出空气浮动装置(20)的内部的空气,对带状工件(10)赋予张力;以及管理装置(50),其具有根据需求侧设备(200)中的带状工件(10)的每单位时间的需求量,设定空气浮动装置(20)中的带状工件(10)的最大滞留量和最小滞留量的功能(54)、和以接近最大滞留量与最小滞留量之间的方式控制带状工件(10)的滞留量的功能(56)。(The invention provides a structure capable of supplying a strip-shaped workpiece at a high speed with a simple structure. Therefore, the strip-shaped workpiece supply device (100) is provided with: an air floating device (20) having first and second side walls (22R, 22F) on which a plurality of protruding structures (26R, 26F) that can come into contact with the band-shaped workpiece (10) are formed, and that retains the band-shaped workpiece (10); an exhaust device (60) that applies tension to the strip-shaped workpiece (10) by exhausting air inside the air float device (20) from the bottom of the air float device (20); and a management device (50) having a function (54) for setting the maximum retention amount and the minimum retention amount of the strip-shaped workpiece (10) in the air floating device (20) according to the demand amount per unit time of the strip-shaped workpiece (10) in the demand-side equipment (200), and a function (56) for controlling the retention amount of the strip-shaped workpiece (10) so as to be between the maximum retention amount and the minimum retention amount.)

带状工件供给装置

技术领域

本发明涉及带状工件供给装置。

背景技术

Lib(锂离子二次电池或hium-ion rechargeable battery:锂离子充电电池)等层叠型电池经由分离件将正极板和负极板交替层叠而生产。在此,分离件是形成为微多孔膜状的绝缘物。在Lib等的制造装置中,要求将赋予分离件的张力保持在预定范围内,因此,大多使用在对分离件赋予张力的同时使分离件滞留的空气浮动装置(air dancer)。关于这样的层叠型电池的制造方法,在下述专利文献1的权利要求1中记载了“一种层叠型电池制造方法,其包括如下工序:将带状的分离件经由蜿蜒折曲机构在工作台上蜿蜒折曲,每次通过蜿蜒折曲而使分离件折返时,将正极板和负极板经由正极板供给机构和负极板供给机构交替地供给到折返的分离件上,在介入分离件的状态下将正极板和负极板在工作台上交替层叠的工序……”。

另外,在下述专利文献2的权利要求1中记载了“一种空气浮动装置,其通过气压对带状工件赋予张力,上述空气浮动装置的特征在于,具备:浮动箱(dancer case),其收容带状工件;张力赋予机构,其通过对带状工件给与气压,使带状工件弯曲并收容于所述浮动箱,对带状工件赋予张力,在所述浮动箱设有空气喷出部,该空气喷出部在带状工件收容于所述浮动箱时,通过向带状工件喷出空气而防止带状工件与浮动箱接触,所述空气喷出部具有多个喷出空气的空气喷出孔,从该空气喷出孔喷出的空气设定为,配置于底面部侧的空气喷出孔比配置于所述浮动箱的开口部侧的空气喷出孔强力地喷出。”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5806693号公报

专利文献2:日本专利第5885335号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而,近年来,Lib的需求量急剧扩大,要求其生产工序的高速化。由此,对于分离件等带状工件的供给速度,也要求例如1000mm/sec以上、1500mm/sec等高速化。在此,若在空气浮动装置的内部设置与带状工件接触的辊,则伴随供给速度的高速化,对带状工件容易施加过大的力,因此优选在空气浮动装置的内部不设置辊。另一方面,在带状工件容易带有静电的情况下,期望使带状工件不粘贴于空气浮动装置的侧壁。在上述的专利文献2的结构中,设置多个空气喷出孔,根据空气喷出孔的位置而使喷出的强度不同,但在此,存在如下问题,即,空气浮动装置的构造变得复杂,空气浮动装置大型化、价格高。

本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够以简单的结构高速地供给带状工件的带状工件供给装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题,本发明的带状工件供给装置的特征在于,具备:空气浮动装置,其具有形成有能够与带状工件接触的多个突起状构造物的第一侧壁及第二侧壁,使所述带状工件滞留;排气装置,其通过从所述空气浮动装置的底部排出所述空气浮动装置的内部的空气,对所述带状工件赋予张力;以及管理装置,其具有:根据需求侧设备中的所述带状工件的每单位时间的需求量,设定所述空气浮动装置中的所述带状工件的最大滞留量和最小滞留量的功能;以及以接近所述最大滞留量与所述最小滞留量之间的方式控制所述带状工件的滞留量的功能。

发明效果

根据本发明,能够以简单的结构高速地供给带状工件。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的带状工件供给装置的示意图。

图2是本实施方式的主要部分的局部剖切立体图。

图3是本实施方式的另一主要部分的放大图。

图4是变形例的内面板的立体图。

具体实施方式

〈实施方式的结构以及动作〉

图1是本发明的一实施方式的带状工件供给装置100的示意图。

带状工件供给装置100对带状工件10赋予预定范围的张力,并且将带状工件10供给至需求侧设备200。作为需求侧设备200,例如能够应用专利文献1所示的层叠型电池制造装置。在该情况下,作为带状工件10,能够应用电池用的分离件。

将需求侧设备200中的带状工件10的每单位时间的需求量称为“需求速度”。需求速度的平均值例如为“1000mm/sec”、“1500mm/sec”等的值。但是,在需求侧设备200将带状工件10蜿蜒折曲的情况下,例如根据专利文献1所示的各种工序,需求速度在1秒钟内以多次的周期变动。

带状工件供给装置100具备空气浮动装置20、传感器部30、辊42、44、管理装置50、排气装置60以及供给装置70。供给装置70具备送出辊72、辊径传感器73(第四传感器)、马达74以及逆变器75。

送出辊72将带状工件10卷绕在卷芯72a上。逆变器75生成由管理装置50指令的频率的交流电压。马达74以与该交流电压同步的速度使送出辊72旋转。辊径传感器73测量送出辊72的半径R(残留量)。该半径R与送出辊72中的带状工件10的残留量对应。根据上述结构,供给装置70依次经由辊44、空气浮动装置20及辊42向需求侧设备200供给带状工件10。

空气浮动装置20具有顶面开口的大致中空长方体状的形状,并且具有形成为大致长方形板状且相互对置的侧壁22R(第一侧壁)及侧壁22F(第二侧壁)。在此,侧壁22R与供给装置70对置,侧壁22F与需求侧设备200对置。侧壁22R、22F由树脂形成,在上述侧壁的内表面即对置面分别安装有内面板24R、24F。内面板24R、24F例如通过折弯金属板而形成。而且,在内面板24R、24F分别形成有多个突起部26R、26F。

在此,侧壁22R、22F分别具有相同形状且相同个数的多个突起部26R、26F(突起状构造物)。由此,能够维持空气浮动装置20内部的气流的平衡,并且能够控制带状工件10的挠曲形状。在空气浮动装置20的底板29形成有沿上下方向贯通的一个或多个排气口27。若从排气口27排出空气浮动装置20的空气,则在空气浮动装置20的内部产生负压,如图所示,带状工件10弯曲成大致U字状。

传感器部30具备多个传感器32(第一传感器)、34、35、36(第二传感器)、38(第三传感器)。将设置有这些传感器32、34~36的高度分别称为设置位置h32(第一检测位置)、h34、h35、h36(第二检测位置)、h38。这些传感器32、34~36具备:设置于侧壁22F侧并发送激光的发送部32A(第一发送部)、34A、35A、36A(第二发送部)、38A(第三发送部);以及设置于侧壁22R侧且分别接收这些激光的接收部32B(第一接收部)、34B、35B、36B(第二接收部)、38B(第三接收部)。

就传感器32、34~36而言,若空气浮动装置20的内部的带状工件10的最下端部12比设置位置h32、h34~h36高,则激光导通而输出接通信号。另一方面,就传感器32、34~36而言,在最下端部12位于设置位置h32、h34~h36以下时,激光被遮断并输出断开信号。传感器38也与传感器32、34~36同样地动作,但传感器38是为了在带状工件10被切断时检测该情况而设置的。

排气装置60具备流量计62、空气流路64、鼓风机66、鼓风机马达68以及逆变器69。鼓风机66经由空气流路64及流量计62与空气浮动装置20的排气口27结合,从排气口27排出空气浮动装置20内的空气。

逆变器69生成由管理装置50指令的频率的交流电压。鼓风机马达68以与该交流电压同步的速度使鼓风机66旋转。另外,流量计62测量在空气流路64中流动的空气流量,并将测量出的空气流量通知给管理装置50。

管理装置50具备CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、RAM(RandomAccess Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)、HDD(Hard DiskDrive:硬盘驱动器)等作为一般的计算机的硬件,在HDD中保存有OS(Operating System:操作系统)、应用程序、各种数据等。OS及应用程序在RAM中展开,由CPU执行。在图1中,管理装置50的内部将通过应用程序等实现的功能表示为块。

即,管理装置50具备需求速度检测部52、滞留量设定部54、供给速度设定部56以及排气控制部58。需求速度检测部52检测需求侧设备200的状态、例如蜿蜒折曲的工序,根据检测出的状态检测当前的需求速度。另外,将供给装置70送出的带状工件10的速度称为“供给速度”。供给速度与需求速度的平均值大致相等。而且,供给速度与当前的需求速度之差表现为空气浮动装置20中的带状工件10的滞留量的变化。

滞留量设定部54基于当前的需求速度,设定空气浮动装置20中的带状工件10的最大滞留量和最小滞留量。在本实施方式中,最大滞留量和最小滞留量基于带状工件10的最下端部12的位置来设定。即,最大滞留量从设置位置h34、h35、h36中的任一个选择。

另外,最小滞留量是比最大滞留量所涉及的位置低的位置,从设置位置h32、h34、h35中的任一个选择。因此,将设置位置的范围h35~h32称为第一高度位置范围,将范围h36~h34称为第二高度位置范围。另外,滞留量设定部54根据最小滞留量以及最大滞留量,将传感器32、34~36的功能分类为“第一传感器”以及“第二传感器”。

在此,“第一传感器”是若带状工件10的最下端部12相比对应的设置位置位于上方,则滞留量设定部54提高带状工件10的供给速度的传感器。另外,“第二传感器”是若带状工件10的最下端部12成为对应的设置位置以下,则滞留量设定部54降低带状工件10的供给速度的传感器。传感器32与当前的需求速度无关地始终被分类为“第一传感器”,传感器36与当前的需求速度无关地始终被分类为“第二传感器”。另一方面,传感器34、35既有根据当前的需求速度而被分类为第一传感器的情况,也有被分类为第二传感器的情况。如上所述,由于需求速度在1秒内以多次的周期变动,因此传感器34、35的分类也以该周期变动。

另外,供给速度设定部56控制供给装置70中的带状工件10的供给速度。更详细而言,供给速度设定部56将需求速度的平均值设定为供给速度的初始值。然后,供给速度设定部56基于当前设定的供给速度和送出辊72的半径R,算出马达74的转速,将与该转速同步的频率指令给逆变器75。

逆变器75生成所指示的频率的交流电压,并施加到马达74。由此,送出辊72以与所设定的供给速度对应的转速旋转。但是,若带状工件10的最下端部12比当前的第一传感器所涉及的高度(例如传感器32涉及的设置位置h32)高,则供给速度设定部56提高带状工件10的供给速度。

另一方面,若带状工件10的最下端部12成为当前的第二传感器涉及的高度(例如传感器36涉及的设置位置h36)以下,则供给速度设定部56降低带状工件10的供给速度。由此,空气浮动装置20中的带状工件10的滞留量大致保持在最大滞留量与最小滞留量之间。另外,若带状工件10断裂,则传感器38检测带状工件10。在该情况下,供给速度设定部56基于传感器38的检测信号使马达74停止。

排气控制部58以流量计62测量出的空气流量接近预定值的方式控制鼓风机马达68的转速。换言之,排气控制部58通过控制排气装置60来控制对排气口27赋予的吸引力,由此对带状工件10赋予预定范围内的张力。

图2是本实施方式的主要部分的局部剖切立体图。

在图2中,在空气浮动装置20的侧壁22F沿着左右方向安装有2张内面板24F。另外,虽然省略了图示,但在侧壁22R上也与内面板24F同样地,沿着左右方向安装有2张内面板24R。另外,在侧壁22R的前面中央部沿上下方向安装有长方形板状的传感器板28,在这里安装有传感器32、34~36、38(参照图1)的接收部32B、34B~36B、38B。另外,虽然省略图示,但在侧壁22F的后表面中央部沿上下方向安装有与传感器板28同样地形成的传感器板,安装有发送部32A、34A~36A、38A(参照图1)。

由此,从发送部32A、34A~36A、38A发送的激光如果不被带状工件10遮断,则经由2块内面板24F之间和2块内面板24R之间,到达对应的接收部32B、34B~36B、38B。另外,空气浮动装置20的左右宽度为带状工件10的左右宽度的约2倍左右,如图所示,在带状工件10的端部与空气浮动装置20的侧壁22S之间形成有宽度L1的空隙。

图3是图1中的主要部分III的放大图。

在内面板24R中,突起部26R沿上下方向每隔预定的间隔L2形成。突起部26R以成为θ=90°的角度的方式从内面板24R立起,其顶部成为半圆筒状。换言之,突起部26R、26F的全部构成为,具备具有预定的曲率的曲面的顶部,这些顶部能够与带状工件10接触。突起部26R相对于内面板24R所成的角度θ也可以不必为90°。但是,角度θ优选为直角或钝角。其理由是,若使角度θ为锐角,则在突起部26R的立起部分产生负压,产生在此吸附带状工件10的可能性。

另外,突起部26R的间隔L2优选为1mm以上且100mm以下的范围。这是因为,若使间隔L2小于1mm,则内面板24R的制造变得繁杂,若使间隔L2大于100mm,则带状工件10贴在突起部26R之间的可能性变大。另外,为了进一步容易地进行内面板24R的制造,进一步减小带状工件10贴附的可能性,若使预定间隔L2为10mm以上且50mm以下,则更加优选。

另外,突起部26R从内面板24R突出的的突出长度L3优选为1mm以上且100mm以下的范围。这是因为,若使突出长度L3小于1mm,则带状工件10容易贴附于内面板24R,若使突出长度L3大于100mm,则空气浮动装置20(参照图2)的制造变得繁杂。另外,为了进一步容易地进行空气浮动装置20的制造,进一步减小带状工件10贴附的可能性,若使突出长度L3为5mm以上30mm以下,则更加优选。以上,对内面板24R及突起部26R的形状进行了详述,但内面板24F及突起部26F也与其对称地形成(参照图2)。

〈变形例〉

本发明并不限定于上述的实施方式,能够进行各种变形。上述的实施方式是为了容易理解地说明本发明而例示的,并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外,也可以在上述实施方式的结构中追加其他结构,还能够对结构的一部分置换为其他结构。另外,图中所示的控制线、信息线表示认为是在说明上所需要的控制线、信息线,并不限定于表示产品上所需的全部的控制线、信息线。实际上也可以认为几乎全部的结构相互连接。对于上述实施方式能够进行的变形例如如下。

(1)在上述实施方式中,突起部26R、26F(参照图2、图3)在内面板24R、24F的表面沿着左右方向形成,但突起部的形成方法并不限定于此。图4是上述实施方式的变形例的内面板24R的立体图。在本变形例中,代替突起部26R而形成有多个突起部80。另外,内面板24F也与图示的内面板24R同样地形成。

在图4中,各突起部80具备形成为大致圆柱状的圆柱部82和形成于圆柱部82的前端的半球状的半球部84。另外,圆柱部82可以形成为六角柱、四棱柱状,也可以形成为圆锥状、棱锥状。另外,突起部80也可以是上述以外的柱状构造物、圆锥形构造物、多棱锥构造物、或者上述构造物的组合。在这些结构中,通过突起部80与带状工件10适当接触,也能够防止带状工件10贴附在内面板24R上。

(2)在上述实施方式中,对将本发明应用于电池用的分离件的例子进行了说明,但本发明并不限定于此,能够应用于各种带状工件的处理。

〈实施方式的效果〉

如上所述,本实施方式的带状工件供给装置(100)具备:空气浮动装置(20),其使带状工件(10)滞留;以及管理装置(50),其具有:功能(54),其根据需求侧设备(200)中的带状工件(10)的每单位时间的需求量,设定空气浮动装置(20)中的带状工件(10)的最大滞留量和最小滞留量;以及功能(56),其以接近最大滞留量与最小滞留量之间的方式控制带状工件(10)的滞留量。由此,能够根据带状工件(10)的每单位时间的需求量适当地控制滞留量,能够以简单的结构高速地供给带状工件(10)。

另外,带状工件供给装置(100)还具备传感器部(30),该传感器部具有:一个或多个第一传感器(32),其设置于空气浮动装置(20)的预定的第一高度位置范围(h35~h32)内;以及一个或多个第二传感器(36),其设置于空气浮动装置(20)的比第一高度位置范围(h35~h32)低的第二高度位置范围(h36~h34)内,管理装置(50)使带状工件(10)的最下端部(12)的位置为一个第一传感器(32)的第一检测位置(h32)时的滞留量与最小滞留量对应,使最下端部(12)的位置为一个第二传感器(36)的第二检测位置(h36)时的滞留量与最大滞留量对应,控制滞留量。

另外,管理装置(50)从第一及第二传感器(32、36)获取第一及第二检测位置(h32、h36)与最下端部(12)的位置关系,若最下端部(12)比第一检测位置(h32)高,则提高供给装置(70)供给带状工件(10)的供给速度,若最下端部(12)成为第二检测位置(h36)以下,则降低供给速度。

根据这些特征,能够基于第一高度位置范围(h35~h32)以及第二高度位置范围(h36~h34)来控制带状工件(10)的滞留量,因此能够更简单地控制滞留量。

另外,传感器部(30)还具有设置在比空气浮动装置(20)的第二高度位置范围(h36~h34)更低的位置的第三传感器(38),若第三传感器(38)检测到带状工件(10),则管理装置(50)使供给装置(70)停止。

另外,空气浮动装置(20)具有顶面开口的大致中空长方体状的形状,并具备与供给装置(70)对置的第一侧壁(22R)和与需求侧设备(200)对置的第二侧壁(22F),第一传感器(32)具备:第一发送部(32A),其设置于第一侧壁和第二侧壁(22R、22F)中的一方;以及第一接收部(32B),其设置于第一侧壁和第二侧壁(22R、22F)中的另一方,第二传感器(36)具备:第二发送部(36A),其设置于第一侧壁和第二侧壁(22R、22F)中的一方;以及第二接收部(36B),其设置于第一侧壁和第二侧壁(22R、22F)中的另一方,第三传感器(38)具备:第三发送部(38A),其设置于第一侧壁和第二侧壁(22R、22F)中的一方;以及第三接收部(38B),其设置于第一侧壁和第二侧壁(22R、22F)中的另一方。

由此,在带状工件(10)断裂时,能够通过第三传感器(38)检测该情况,能够使供给装置(70)停止。

另外,供给装置(70)具备卷绕带状工件(10)的送出辊(72)和检测送出辊(72)中的带状工件(10)的残留量(R)的第四传感器(73),管理装置(50)根据第四传感器(73)的检测结果,使送出辊(72)的转速变化,并且使供给装置(70)送出带状工件(10)。

另外,管理装置(50)具备:第一传感器(32)检测带状工件(10)且在第二传感器(36)以及第三传感器(38)的双方未检测到带状工件(10)的情况下,以将供给速度保持在预定范围的方式根据由第四传感器(73)取得的残留量(R)控制送出辊(72)的转速的功能;若最下端部(12)比第一检测位置(h32)高,则将送出辊(72)的转速进行加速的功能;若最下端部(12)成为第二检测位置(h36)以下,则将送出辊(72)的转速进行减速的功能;以及若第三传感器(38)检测到带状工件(10),则停止送出辊(72)的旋转的功能。

这样,通过基于残留量(R)控制送出辊(72)的转速,能够更简单地控制带状工件(10)的残留量(R)。

另外,空气浮动装置(20)还具备:突起状构造物(26R、26F),其从第一及第二侧壁(22R、22F)向内侧突出,顶部能够与带状工件(10)接触;以及底板(28),其形成有排出空气浮动装置(20)的内部的空气的一个或多个排气口(27)。

这样,通过设置能够与带状工件(10)接触的突起状构造物(26R、26F),能够防止带状工件(10)贴附于第一及第二侧壁(22R、22F)的情况。

另外,突起状构造物(26R、26F)是具有预定的突出长度(L3)的柱状构造物、圆锥形构造物、多棱锥构造物、或者上述构造物的组合,第一侧壁以及第二侧壁(22R、22F)分别具备相同形状且相同个数的多个突起状构造物(26R、26F),多个突起状构造物(26R、26F)以预定的间隔(L2)配置于第一侧壁以及第二侧壁(22R、22F)的表面。由此,能够维持空气浮动装置20内部的气流的平衡,并且能够控制带状工件(10)的挠曲形状。

另外,突起状构造物(26R、26F)的全部顶部具备具有预定的曲率的曲面形状,顶部构成为能够与带状工件(10)接触。由此,能够防止突起状构造物(26R、26F)损伤带状工件(10)的情况。

另外,带状工件供给装置(100)还具有如下功能:经由空气流路(64)与排气口(27)连接的排气装置(60),管理装置(50)具备通过控制排气装置(60)来控制对排气口(27)赋予的吸引力,由此对带状工件(10)赋予预定范围的张力。由此,能够对带状工件(10)赋予适当的张力。

符号说明

10—带状工件,12—最下端部,20—空气浮动装置,22R—侧壁(第一侧壁),22F—侧壁(第二侧壁),26R,26F突起部(突起状构造物),27—排气口,28—传感器板,29—底板,30—传感器部,32—传感器(第一传感器),32A—发送部(第一发送部),32B—接收部(第一接收部),36—传感器(第二传感器),36A—发送部(第二发送部),36B—接收部(第二接收部),38—传感器(第三传感器),38A—发送部(第三发送部),38B—接收部(第三接收部),50—管理装置,60—排气装置,64—空气流路,70—供给装置,72—送出辊,73—辊径传感器(第四传感器),100—带状工件供给装置,200—需求侧设备,L2—间隔,L3—突出长度,R—半径(残留量),h32—设置位置(第一检测位置),h36—设置位置(第二检测位置),h35~h32—第一高度位置范围,h36~h34—第二高度位置范围。

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