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1. WO2020110207 - POSITIONING AND CONVEYING DEVICE AND POSITIONING AND CONVEYING METHOD

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明 細 書

発明の名称 位置決め搬送装置および位置決め搬送方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087  

符号の説明

0088  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

図面

1   2   3   4   5   6A   6B   6C   7A   7B   8A   8B   8C   9  

明 細 書

発明の名称 : 位置決め搬送装置および位置決め搬送方法

技術分野

[0001]
 本発明は、位置決め搬送装置および位置決め搬送方法に関する。

背景技術

[0002]
 車両に搭載される電池モジュールは、電極タブを備える扁平な電池を複数枚積層した電池スタックを有している。電極タブを加工する際、電池はパレットに載置されて加工位置まで搬送される。パレットやパレットを搬送する装置等の設備機械座標に対する位置決め精度が悪い場合、電池の加工位置への位置決め精度が要求を満たさない可能性がある。
[0003]
 例えば、下記特許文献1には、電池が貫通穴を有し、該貫通穴に位置決めピンを挿通することによって、電池を位置決めする方法が開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2014-22325号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 しかしながら、貫通穴と位置決めピンとの間にはクリアランスが存在する。上記特許文献1の方法でパレットに対する電池の位置決めを行った場合、このクリアランスおよびパレット毎の位置決めピンのばらつきの存在によって、電池の設備機械座標に対する相対的な位置にばらつきが生じる場合がある。特に、電池の電極タブを加工する際は位置決めの要求精度が高いため、僅かなばらつきでも所望の加工精度を得られなくなる可能性がある。
[0006]
 本発明は、電池の位置決め精度を高精度に維持しつつ搬送できる位置決め搬送装置および位置決め搬送方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007]
 上記目的を達成する本発明に係る位置決め搬送装置は、電極タブを備える扁平な電池を位置決めして搬送する位置決め搬送装置である。該位置決め搬送装置は、前記電池を載置するパレットと、前記電池を前記パレットに対して保持する保持部と、前記パレットを搬送する搬送部と、前記電池を保持して前記パレットに載置する載置ロボットと、前記電池の前記電極タブに設定された基準部の位置を検出する検出部と、前記保持部、前記搬送部、前記載置ロボットおよび前記検出部の作動を制御する制御部と、を有する。前記制御部は、前記載置ロボットによって前記電池を保持し、前記載置ロボットによって保持された状態の前記電極タブの前記基準部の位置を前記検出部によって検出し、前記電池の前記基準部の位置を予め設定された設備機械座標に据え付けた前記検出部の基準位置に一致させる補正をして位置決めし、前記保持部によって前記電池を前記パレットに対して保持し、前記搬送部によって前記パレットを搬送する。
[0008]
 また、上記目的を達成する本発明に係る位置決め搬送方法は、電極タブを備える扁平な電池を位置決めして搬送する位置決め搬送方法である。位置決め搬送方法は、前記電池の前記電極タブに設定された基準部の位置を検出部によって検出し、前記基準部の位置を設備機械座標に据え付けた前記検出部の基準位置に一致させる補正をして位置決めし、前記電池をパレットに対して保持し、前記パレットを搬送する。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 電池モジュールを示す斜視図である。
[図2] 図1に示す電池モジュールの一部を分解して示す斜視図である。
[図3] 図1に示す電池モジュールの要部を断面で示す側面図である。
[図4] 図2に示す電池スタックの一の電池を示す斜視図である。
[図5] 電極タブを加工する前の電池を示す斜視図である。
[図6A] 位置決め搬送装置の構成を模式的に示す平面図である。
[図6B] 位置決め搬送装置によって電池を載置する様子を模式的に示す側面図である。
[図6C] 位置決め搬送装置によって電池を搬送する様子を模式的に示す平面図である。
[図7A] 電池を第2ロボットによって保持した状態において、電極タブの基準部の位置を検出する様子を示す側面図である。
[図7B] 図7Aに示す電極タブの基準部の位置を検出する様子の要部を断面で示す側面図である。
[図8A] 電池の姿勢を補正する前の状態を示す説明図である。
[図8B] 電池をX-Yの2軸方向に補正した状態を示す説明図である。
[図8C] 図8Bに続けて、電池をZ軸を中心に回転補正した状態を示す説明図である。
[図9] 位置決め搬送装置による位置決め搬送処理の手順を示すフローチャートである。

発明を実施するための形態

[0010]
 以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図面において、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面において、各部材の大きさや比率は、実施形態の理解を容易にするために誇張し、実際の大きさや比率とは異なる場合がある。
[0011]
 図に付したX-Y-Z軸は、電池モジュール100の方位を示している。X軸は、電池110の積層方向と交差し、かつ、電池110の長手方向に沿った方向を示している。Y軸は、電池110の積層方向と交差し、かつ、電池110の短手方向に沿った方向を示している。Z軸は、電池110の積層方向を示している。
[0012]
 (電池モジュール100)
 図1は、電池モジュール100を示す斜視図である。図2は、図1に示す電池モジュール100の一部を分解して示す斜視図である。まず、電池スタック110Sを含む電池モジュール100について説明する。
[0013]
 図1および図2を参照して、電池モジュール100は、扁平な複数の電池110を積層してなる電池スタック110Sがモジュールケース120内に収納されている。モジュールケース120は、4枚の板部材から構成され、電池スタック110Sを加圧する加圧ユニットとしても機能する。複数の電池110は、モジュールケース120によって加圧された状態において、バスバーユニット130によって電気的に接続される。図示省略するが、積層される電池110同士の間には、接着剤あるいは粘着剤が塗布されている。
[0014]
 図3は、電池モジュール100の要部を断面で示す側面図である。図4は、電池スタック110Sの一の電池110を示す斜視図である。図3および図4を参照して、電池110は、例えば、扁平なリチウムイオン二次電池である。電池110は、発電要素111を一対のラミネートフィルム112によって封止した本体部110Hと、薄板状の電極タブ113と、を有している。発電要素111は、正極と負極とをセパレータを介して積層して形成されている。発電要素111は、電解液とともにラミネートフィルム112によって封止されている。図4を参照して、ラミネートフィルム112の外周部は、熱溶着等によって接合された封止部112sによって封止されている。
[0015]
 ラミネートフィルム112は、絶縁性を備えたシートによって金属箔の両側を覆って構成されている。ラミネートフィルム112は、長手方向Xに沿った両端部112dを、積層方向Zの上方に向かって折り曲げて形成している。図5は、スペーサー114、115を配置する前の電池110を示す斜視図である。図5を参照して、ラミネートフィルム112は、四隅に連結孔112aが形成されている。
[0016]
 図3を参照して、電極タブ113は、発電要素111に電気的に接続され、ラミネートフィルム112から外部に導出されている。図4を参照して、電極タブ113は、アノード側電極タブ113Aと、カソード側電極タブ113Kとを有している。アノード側電極タブ113Aおよびカソード側電極タブ113Kはともに、ラミネートフィルム112の短手方向Yに沿う一端部から、長手方向Xに沿う一方向(図4において左手前側)に向かって伸びている。
[0017]
 図3および図4を参照して、電極タブ113は、基端部113cから先端部113dにかけてL字形状に折り曲げ形成されている。電極タブ113の先端部113dは、バスバー132と対面するように面状に形成されている。なお、電極タブ113は図示したL字形状に限定されない、バスバー132の形状との関係において、適宜の形状を有する。アノード側電極タブ113Aの形成材料は、例えば、アルミニウムであり、カソード側電極タブ113Kの形成材料は、例えば、銅である。
[0018]
 図4を参照して、電池110は、電極タブ113を備えた側が一対の第1スペーサー114によって支持され、電極タブ113を備えていない側が一対の第2スペーサー115によって支持されている。電池110は、各スペーサー114、115によって支持された状態において積層される。第1スペーサー114には、ラミネートフィルム112の連結孔112aに挿通される連結ピン114aが形成され、第2スペーサー115には、連結孔112aに挿通される連結ピン115aが形成されている。連結ピン114a、115aの先端を熱カシメすることによって、各スペーサー114、115は、ラミネートフィルム112に接続される。各スペーサー114、115は、絶縁性を備えた強化プラスチックスから形成される。
[0019]
 第1スペーサー114は、その長手方向(短手方向Y)の両端に載置部114bを有し、第2スペーサー115は、その長手方向(短手方向Y)の両端に載置部115bを有している。電池110を積層するとき、第1スペーサー114は、積層方向に隣り合う載置部114b同士が接触し、第2スペーサー115は、積層方向に隣り合う載置部115b同士が接触する。載置部114b、115bの上面には、ピン114c、115cが形成されている。載置部114bの下面には、ピン114cの位置に対応した穴114dが形成されている(図3を参照)。載置部115bの下面にも同様に、ピン115cの位置に対応した穴(図示省略)が形成されている。載置部114b、115bには、通しボルトを挿通する貫通孔114e、115eが形成されている。第1スペーサー114は、図3に示すように、電極タブ113の先端部113dをバスバー132とは反対側から支持する支持部114fを有している。
[0020]
 図2を参照して、モジュールケース120は、電池スタック110Sの各々の電池110の発電要素111を上下から加圧する上部加圧板121と下部加圧板122、および電池スタック110Sを加圧した状態の上部加圧板121および下部加圧板122を固定する一対の側板123を含んでいる。上部加圧板121は、電池モジュール100を図示しないパックケースに対して固定する締結ボルトを挿入するロケート孔121bが形成されている。下部加圧板122も同様に、締結ボルトを挿入するロケート孔122bが形成されている。一対の側板123は、上部加圧板121および下部加圧板122に対して溶接している。モジュールケース120の形成材料は、特に限定されないが、例えば、ステンレスなどから形成することができる。
[0021]
 バスバーユニット130は、上下に並んだ電池110の電極タブ113を電気的に接続するバスバー132と、複数のバスバー132を一体的に保持するバスバーホルダ131と、バスバー132を保護する保護カバー135とを有する。バスバーユニット130はさらに、電気的に接続された複数の電池110のアノード側の終端を外部の入出力端子に臨ませるアノード側ターミナル133と、カソード側の終端を外部の入出力端子に臨ませるカソード側ターミナル134とを有する。
[0022]
 図3に示すように、積層した電池110の電極タブ113にバスバー132をレーザー接合するときには、図示しないレーザー発振器は、バスバー132にレーザー光L1を照射する。バスバー132と電極タブ113の先端部113dとは、シーム溶接またはスポット溶接によって接合される。電極タブ113とバスバー132とをレーザー溶接する場合、高品位の溶接品質を確保するために、電極タブ113とバスバー132との間に隙間が生じないように、電極タブ113の位置とバスバー132の位置を管理しなければならない。電極タブ113の曲げ角度などの形状にばらつきがあると、電極タブ113の先端部113dの位置が積層方向にばらつくおそれがある。このため、電池110を電極タブ113の加工位置に高精度に位置決めし、電極タブ113の加工精度を向上することが必要である。
[0023]
 (位置決め搬送装置10)
 実施形態に係る位置決め搬送装置10を説明する。図5は、電極タブ113を加工する前の電池110を示す斜視図である。図6Aは、位置決め搬送装置10の構成を模式的に示す平面図、図6Bは、位置決め搬送装置10によって電池110を載置する様子を模式的に示す側面図、図6Cは、位置決め搬送装置10によって電池110を搬送する様子を模式的に示す平面図である。図7Aは、電池110を第2ロボット40によって保持した状態において、電極タブ113の基準部210の位置を検出する様子を示す側面図である。図7Bは、図7Aに示す電極タブ113の基準部210の位置を検出する様子の要部を断面で示す側面図である。
[0024]
 位置決め搬送装置10は、電極タブ113を加工する前の扁平な電池110(図5を参照)をパレット20に位置決めして電極タブ113の加工位置まで搬送する装置である。
[0025]
 図5に示すように、電極タブ113は、少なくとも2箇所に設定された基準部210を有している。基準部210は、その位置を特定できる限りにおいて構成は特に限定されない。基準部210は、例えば、貫通穴、止まり穴、切り欠き、あるいは刻印されたマークなどから構成することができる。
[0026]
 図5に示す例では、電極タブ113の基準部210は、第1基準部211と第2基準部212とを含んでいる。第1基準部211および第2基準部212は、貫通穴から形成されている。第1基準部211および第2基準部212は、電極タブ113の基端部113cに形成されている。以下の説明においては、第1基準部211を第1検査穴211といい、第2基準部212を第2検査穴212という。アノード側電極タブ113Aは第1検査穴211を有し、カソード側電極タブ113Kは第2検査穴212を有している。第1検査穴211の中心と第2検査穴212の中心とを結ぶ線分の長さが長くなるように、第1検査穴211および第2検査穴212は、できるだけ離間して形成されている。電池110の位置補正の精度が向上するからである。図5を参照して、第1検査穴211は、アノード側電極タブ113Aの右端寄りに形成され、第2検査穴212は、カソード側電極タブ113Kの左端寄りに形成されている。
[0027]
 図6Aを参照して、位置決め搬送装置10は、概説すると、電池仮置き部11と、電池110を載置するパレット20と、電池110をパレット20に対して保持するクランプ21(保持部に相当)と、パレット20を搬送するリニアコンベア30(搬送部に相当)と、電池110を保持してパレット20に載置する第2ロボット40(載置ロボットに相当)と、電池110の電極タブ113に設定された基準部210の位置を検出する検出部50と、を有している。位置決め搬送装置10はさらに、電極タブ113の姿勢を保持するタブ姿勢保持部60と、クランプ21、リニアコンベア30、第2ロボット40および検出部50の作動を制御する制御部70と、を有している。
[0028]
 制御部70は、第2ロボット40によって電池110を保持し、第2ロボット40によって保持された状態の電池110の基準部210の位置を検出部50によって検出する。そして、制御部70は、電池110の基準部210の位置を予め設定された設備機械座標に据え付けた検出部50の基準位置220(図8Aを参照)に一致させる補正をして位置決めし、クランプ21によって電池110をパレット20に対して保持し、リニアコンベア30によってパレット20を搬送する。以下、詳述する。
[0029]
 (電池仮置き部11)
 電池仮置き部11は、電池110を仮置きする平置き台11aと、ラミネートフィルム112の封止部112sをクランプするならしクランプ11bと、電極タブ113を保持するタブ平行出しクランプ11cと、を有する。電池110は、第1ロボット(図示省略)によって平置き台11aの上に搬入される。ならしクランプ11bは、ラミネートフィルム112の封止部112sを挟み込み、ラミネートフィルム112の変形をならす。これにより、パレット20上の電池110をクランプ21でクランプする際に電池110のクランプミスやクランプによる位置ずれが生じにくくなるためクランプ精度を高めることができる。
[0030]
 (パレット20)
 パレット20は、図6Aを参照して、略矩形板状であり、上面に電池110を載置する。パレット20の側部の4辺のうち対向する2辺には、クランプ21が設けられている。図6Bに示すように、クランプ21は、ラミネートフィルム112の封止部112sをパレット20の上面との間に挟むことによって、電池110をパレット20に対して保持する。本実施形態のクランプ21は、図6Cに示すように、四角枠状の封止部112sのうち搬送方向(短手方向Y)に交差する方向に延在する2辺を保持するように設けられる。クランプ21は、電池110の位置決めした位置を固定して電池110がパレット20に対して相対的に移動することを防止する機能を有する。
[0031]
 (リニアコンベア30)
 リニアコンベア30は、図6Cを参照して、搬送台車であるスライダー31を搬送方向(短手方向Y)に延在するレール32に沿って移動させる。スライダー31にはパレット20が固定され、スライダー31が移動することによってパレット20を搬送方向に搬送可能に構成されている。レール32の途中には電極タブ113の切断加工、曲げ加工等の加工装置Mが配置され、搬送方向に搬送される電池110の電極タブ113の加工を行う。
[0032]
 スライダー31がレール32に沿って移動する際に、パレット20上の電池110には搬送方向に慣性力が働く。本実施形態では、上述したようにクランプ21が封止部112sの搬送方向に交差する方向に延在する2辺を保持するため、電池110がパレット20に対して相対的に移動することを防止することができる。
[0033]
 スライダー31は、リニアモータ等によって駆動されてレール32の途中の加工位置に搬送される。スライダー31の搬送方向の位置は高精度に制御されるため、搬送方向にはパレット20の位置ずれは生じにくい。
[0034]
 (第2ロボット40)
 第2ロボット40は、図6Aを参照して、一般的な産業用ロボットから構成されている。例えば、水平方向にアームが動作する水平多関節ロボット(SCARA)などを使用することができる。第2ロボット40は、平置き台11aに搬入された電池110を保持し、保持した電池110の姿勢を補正した後、パレット20の上に載置する。
[0035]
 図7Aを参照して、ロボットアーム40a(図6Aを参照)の先端には、電池110をハンドリングするハンドリングユニット80が接続されている。ハンドリングユニット80は、天板81と、天板81の上面側に配置されロボットアーム40aに接続される接続部82と、天板81の下面側に配置され電池110の保持および保持解除が自在な保持部83とを有している。
[0036]
 保持部83は、4箇所において、電池110の本体部110Hの上面側を保持する。保持部83は、本体部110Hを吸引する本体部用吸引パッド84を有している。本体部用吸引パッド84は、可撓性を有する蛇腹形状のカバー84aを有している。カバー84aの内部空間は、真空ポンプなどの吸引装置85に連通している。第2ロボット40がハンドリングユニット80を平置き台11a上の電池110に向けて下降すると、カバー84aの下端縁が本体部110Hの上面に接触する。第2ロボット40がハンドリングユニット80をさらに下降すると、本体部用吸引パッド84のカバー84aが弾性変形し、カバー84aの下端縁が本体部110Hの上面に押し付けられる。この状態において、吸引装置85が作動される。本体部用吸引パッド84は、負圧によって本体部110Hを吸引する。これによって、本体部110Hの上面が吸着保持される。第2ロボット40によってパレット20の上への電池110の載置が終わると、吸引装置85の作動が停止され、本体部用吸引パッド84内が大気開放される。これによって、本体部110Hの吸着保持が解除される。
[0037]
 (検出部50)
 検出部50は、図6Bを参照して、第2ロボット40によって保持された状態の電池110の基準部210の位置を検出する第1検出部51と、クランプ21によって保持された状態の電池110の基準部210の位置を検出する第2検出部52と、を有する。
[0038]
 検出部50は、基準部210の位置を検出することができる限りにおいて構成は特に限定されない。図6Bに示す例では、検出部50は、CCDイメージセンサを備えたカメラによって構成される。検出部50は、撮像した画像データを制御部70に送信し、制御部70において画像解析することによって、第1検査穴211および第2検査穴212のそれぞれの位置を検出する。なお、検出部50が撮像した画像データを画像解析する処理部を有していてもよい。
[0039]
 (タブ姿勢保持部60)
 タブ姿勢保持部60は、図7Aおよび図7Bを参照して、検出部50によって電池110の基準部210を検出する際に、電極タブ113を保持する。タブ姿勢保持部60は、図7Bに示すように電極タブ113の先端部113d(基準部210よりも先端側)を把持する把持部材によって構成されている。
[0040]
 電極タブ113は、比較的剛性を有している。一方、外装材に一般的に適用されるラミネートフィルム112は可撓性を有している。また、電極タブ113が接続される発電要素111の集電箔は、非常に薄肉であり、電極タブ113に比べて剛性は非常に低い。このため、図7Aに示すように、電池110をハンドリングするために持ち上げると、電極タブ113の先端部113dは、本体部110Hに比べて垂れ下がる。このような状態において、基準部210を下方から検出した場合には、本来の位置P1(図7Bを参照)に比べて誤差が生じる。画像位置補正のばらつきを小さくするため、撮像時の電極タブ113の姿勢の安定化が必要である。したがって、電池110をハンドリングし、検出部50によって基準部210の位置を検出するときには、電極タブ113の姿勢を矯正する必要がある。
[0041]
 そこで、タブ姿勢保持部60によって電極タブ113を保持することによって電極タブ113の姿勢を矯正した状態において、検出部50は基準部210の位置を検出する。電極タブ113の姿勢を矯正することによって、基準部210の位置を正確に検出することができる。
[0042]
 (制御部70)
 制御部70は、CPUやメモリを主体に構成され、リニアコンベア30、第2ロボット40、検出部50、タブ姿勢保持部60等の作動を制御する。制御部70は、検出部50によって検出された第1検査穴211および第2検査穴212のそれぞれの位置データが入力される。制御部70は、検出部50の処理部としても機能している。制御部70は、検出部50のカメラによって撮像した画像データが入力され、画像データを画像解析することによって、第1検査穴211および第2検査穴212のそれぞれの位置を検出する。制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、第2ロボット40またはクランプ21が保持する電池110の姿勢を補正する。補正は、第1検査穴211および第2検査穴212のそれぞれの位置を、予め設定された設備機械座標に据え付けた検出部50の基準位置220に一致させるように行なう。制御部70は、リニアコンベア30の作動を制御し、姿勢が補正された電池110を載置したパレット20を搬送する。
[0043]
 (電池110の姿勢補正)
 図8A、図8B、および図8Cを参照して、電池110の姿勢補正について説明する。図8Aは、電池110の姿勢を補正する前の状態を示す説明図、図8Bは、電池110をX-Yの2軸方向に補正した状態を示す説明図、図8Cは、図8Bに続けて、電池110をZ軸を中心に回転補正した状態を示す説明図である。
[0044]
 上述したように、電極タブ113の基準部210は、第1検査穴211と第2検査穴212とを含んでいる。基準位置220は、第1検査穴211を位置させる第1基準位置221、第2検査穴212を位置させる第2基準位置222、および第1基準位置221と第2基準位置222とを結ぶ線分の中点を位置させる第3基準位置223を含んでいる。制御部70は、検出した第1検査穴211の中心位置および第2検査穴212の中心位置に基づいて、第1検査穴211と第2検査穴212とを結ぶ線分の中点213の位置を求める。
[0045]
 図8Aに示すように、制御部70は、まず、中点213を第3基準位置223に位置させるために必要なX方向の補正量x(mm)、Y方向の補正量y(mm)を求める。さらに、中点213を第3基準位置223に位置させた後に、第1検査穴211を第1基準位置221に位置させ、第2検査穴212を第2基準位置222に位置させるために必要な回転方向の補正量θ(度)を求める。
[0046]
 次に、図8Bに示すように、制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、第2ロボット40が保持する電池110の姿勢をX-Yの2軸方向に補正する。補正量は、X方向に補正量x(mm)、Y方向に補正量y(mm)である。
[0047]
 次に、図8Cに示すように、制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、第2ロボット40が保持する電池110の姿勢をZ軸を中心に回転補正する。補正量は、補正量θ(度)である。
[0048]
 このようにして、制御部70は、第1検査穴211、第2検査穴212、および中点213をそれぞれ第1基準位置221、第2基準位置222、および第3基準位置223に一致させるように、第2ロボット40の作動を制御して電池110の位置を補正する。
[0049]
 (位置決め搬送装置10における電池110の位置決め搬送手順)
 次に、図9を参照して、位置決め搬送装置10における電池110の位置決め手順を説明する。
[0050]
 ステップS101において、図6Aを参照して、制御部70は、第1ロボットの作動を制御し、第1ロボットによって位置決め対象の電池110が平置き台11aの上に搬入して仮置きする。
[0051]
 ステップS102において、制御部70は、電池仮置き部11のならしクランプ11bの作動を制御し、平置き台11a上でラミネートフィルム112の封止部112sを挟み込み(クランプ)、ラミネートフィルム112の変形をならす。その後、ならしクランプ11bによる電池110の挟持を解除する(アンクランプ)。これにより、後工程においてパレット20上の電池110をクランプ21でクランプする際に電池110のクランプミスやクランプによる位置ずれが生じにくくなるためクランプ精度を高めることができる。
[0052]
 ステップS103において、制御部70は、以下の手順を用いて、第2ロボット40の作動を制御し、ハンドリングユニット80によって平置き台11a上の電池110を吸着保持する。
[0053]
 まず、制御部70は、図7Aを参照して、ロボットアーム40a先端のハンドリングユニット80を電池110の上に移動させる。そして、制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、ハンドリングユニット80を搬入テーブル上の電池110に向けて下降させる。ハンドリングユニット80の下降に伴って、本体部用吸引パッド84のカバー84aの下端縁が本体部110Hの上面に接触する。ハンドリングユニット80がさらに下降すると、本体部用吸引パッド84のカバー84aが弾性変形し、カバー84aの下端縁が本体部110Hの上面に押し付けられる。この状態において、制御部70は、吸引装置85を作動させる。本体部用吸引パッド84は、負圧によって本体部110Hを吸引する。以上の手順により、本体部110Hの上面がハンドリングユニット80によって吸着保持される。
[0054]
 ステップS104において、制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、ハンドリングユニット80を上昇させ、吸着保持した電池110を平置き台11aから持ち上げる。
[0055]
 ステップS105において、制御部70は、タブ平行出しクランプ11cの作動を制御し、電極タブ113を上下から把持した状態で保持する。これにより、タブ平行出しクランプ11cは、電極タブ113の変形や撓みを矯正し、電極タブ113の姿勢を矯正することができ、電極タブ113の姿勢は平置き台11aに対して水平に保たれる。
[0056]
 ステップS106において、制御部70は、第1検出部51の作動を制御し、図7Bに示すように、第1検査穴211、第2検査穴212、およびこれら検査穴211、212周辺の電極タブ113を撮像する。
[0057]
 ステップS107において、制御部70は、以下の手順を用いて、第2ロボット40によって保持された状態の電池110の基準部210が基準位置220に一致するか否かを判断する。電池110の基準部210が基準位置220に一致する場合(ステップS107:YES)、処理をステップS109に進める。電池110の基準部210が基準位置220に一致せず、電池110の姿勢の補正が必要な場合(ステップS107:NO)、処理をステップS108に進める。
[0058]
 まず、第1検出部51によって撮像した画像データが制御部70に入力され、画像データを画像解析することによって、制御部70は、第1検査穴211および第2検査穴212のそれぞれの位置を求める。
[0059]
 次に、制御部70は、予め設定された電池110の基準位置220に対して、電池110の姿勢の補正量(x、y、θ)を求める。まず、図8Aを参照して、制御部70は、検出部50が検出した第1検査穴211の中心位置および第2検査穴212の中心位置に基づいて、第1検査穴211と第2検査穴212とを結ぶ線分の中点213の位置を求める。
[0060]
 次に、制御部70は、電池110の姿勢の補正量(x、y、θ)を求める。基準位置220は、第1検査穴211を位置させる第1基準位置221、第2検査穴212を位置させる第2基準位置222、および中点213を位置させる第3基準位置223である。図8Aに示すように、制御部70は、中点213を第3基準位置223に位置させるために必要なX方向の補正量x(mm)、Y方向の補正量y(mm)を求める。さらに、中点213を第3基準位置223に位置させた後に、第1検査穴211を第1基準位置221に位置させ、第2検査穴212を第2基準位置222に位置させるために必要な回転方向の補正量θ(度)を求める。
[0061]
 以上の手順により、電池110の姿勢の補正量(x、y、θ)が(0、0、0)の場合、制御部70は、電池110の基準部210が基準位置220に一致していると判断する(ステップS107:YES)。補正量(x、y、θ)が(0、0、0)でない場合は、制御部70は、電池110の基準部210が基準位置220に一致していないと判断する(ステップS107:NO)。
[0062]
 ステップS108において、制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、演算した補正量(x、y、θ)に基づいて、電池110の姿勢を補正する(第1補正)。図8Bに示すように、制御部70は、第2ロボット40が保持する電池110の姿勢をX-Yの2軸方向に補正する。補正量は、X方向に補正量x(mm)、Y方向に補正量y(mm)である。さらに、図8Cに示すように、制御部70は、第2ロボット40が保持する電池110の姿勢をZ軸を中心に回転補正する。補正量は、補正量θ(度)である。
[0063]
 これにより、制御部70は、電池110の姿勢を補正し、基準位置220に揃えることができる。
[0064]
 ステップS109において、制御部70は、第2ロボット40の作動を制御して、第1検査穴211、第2検査穴212、および中点213をそれぞれ第1基準位置221、第2基準位置222、および第3基準位置223に一致させた状態において、電池110をパレット20の上に載置する。
[0065]
 そして、制御部70は、クランプ21の作動を制御し、クランプ21は電池110を挟持する。これにより、リニアコンベア30によって搬送される電池110の位置が、搬送中に搬送方向にずれないように、電池110をパレット20に固定することができる。
[0066]
 ステップS110において、制御部70は、吸引装置85の作動を停止させ、本体部用吸引パッド84内を大気開放する。これによって、ハンドリングユニット80による電池110の本体部110Hの吸着保持が解除される。制御部70は、第2ロボット40を上昇させ、電池110の上に上空待機させる。
[0067]
 ステップS111において、制御部70は、クランプ21によって保持された状態の電池110の基準部210が基準位置220に一致するか否かを判断する。制御部70は、第2検出部52の作動を制御し、予め設定された電池110の基準位置220に対する電池110の姿勢の補正量(x、y、θ)を求める。電池110の姿勢の補正量(x、y、θ)が(0、0、0)の場合、すなわち、電池110の基準部210が基準位置220に一致する場合(ステップS111:YES)、処理をステップS118に進める。電池110の基準部210が基準位置220に一致せず、電池110の姿勢の補正が必要な場合(ステップS111:NO)、処理をステップS112に進める。
[0068]
 ステップS112において、制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、第2ロボット40を降下させて、ハンドリングユニット80によって電池110を吸着保持する。
[0069]
 ステップS113において、制御部70は、クランプ21の作動を制御し、電池110の挟持を解除する(アンクランプ)。ステップS109においてハンドリングユニット80によって電池110を吸着保持した後に、クランプ21による電池110の保持を解除することによって、電池110が拘束されない状態となることがないため、ステップS108において検出した位置から電池110の位置がずれることを抑制することができる。制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、電池110を上昇させる。
[0070]
 ステップS114において、制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、演算した補正量(x、y、θ)に基づいて、電池110の姿勢を補正する(第2補正)。図8Bに示すように、制御部70は、第2ロボット40が保持する電池110の姿勢をX-Yの2軸方向に補正する。補正量は、X方向に補正量x(mm)、Y方向に補正量y(mm)である。さらに、図8Cに示すように、制御部70は、第2ロボット40が保持する電池110の姿勢をZ軸を中心に回転補正する。補正量は、補正量θ(度)である。
[0071]
 ステップS115において、制御部70は、第2ロボット40の作動を制御し、第1検査穴211、第2検査穴212、および中点213をそれぞれ第1基準位置221、第2基準位置222、および第3基準位置223に一致させた状態において、電池110をパレット20の上に配置する。そして、制御部70は、クランプ21の作動を制御し、クランプ21が電池110を挟持する。
[0072]
 ステップS116において、制御部70は、吸引装置85の作動を停止させ、本体部用吸引パッド84内を大気開放する。これによって、ハンドリングユニット80による電池110の本体部110Hの吸着保持が解除される。制御部70は、第2ロボット40を上昇させ、電池110の上に上空待機させる。
[0073]
 ステップS117において、制御部70は、クランプ21によって保持された状態の電池110の基準部210が基準位置220に一致するか否かを再度判断する。制御部70は、再び第2検出部52の作動を制御し、予め設定された電池110の基準位置220に対する電池110の姿勢の補正量(x、y、θ)を求める。電池110の姿勢の補正量(x、y、θ)が(0、0、0)の場合、すなわち、電池110の基準部210が基準位置220に一致する場合(ステップS117:YES)、処理をステップS118に進める。電池110の基準部210が基準位置220に一致せず、電池110の姿勢の補正が必要な場合(ステップS117:NO)、処理をステップS112に戻し、ステップS112~S116の第2補正を繰り返す。
[0074]
 このように、制御部70は、電池110の基準部210が基準位置220に一致するまで、電池110の位置の補正を行う。これにより、電池110がパレット20に対して確実に位置決めされた状態で、パレット20を搬送して電極タブ113の加工位置に配置することができる。その結果、電池110の加工位置への位置決め精度を確保し、電極タブ113の加工精度を向上することができる。
[0075]
 ステップS118において、制御部70は、第2ロボット40およびリニアコンベア30の作動を制御し、第2ロボット40を退避させ、図6Cに示すように、姿勢が補正された電池110を載置したパレット20を搬送方向に搬送する。リニアコンベア30の途中に配置された加工装置Mによって、電極タブ113の加工を行う。この加工装置Mによって加工される際に配置される位置が電池110の加工位置である。
[0076]
 以上説明したように、本実施形態の位置決め搬送装置10は、電池110を載置するパレット20と、電池110をパレット20に対して保持するクランプ21(保持部)と、パレット20を搬送するリニアコンベア30(搬送部)と、電池110を保持してパレット20に載置する第2ロボット40と、電池110の電極タブ113に設定された基準部210の位置を検出する検出部50と、制御部70とを有している。制御部70は、第2ロボット40によって電池110を保持し、第2ロボット40によって保持された状態の電池110の基準部210の位置を検出部50(第1検出部51)によって検出し、電池110の基準部210の位置を、予め設定された基準位置220に一致させる補正(第1補正)をして位置決めし、クランプ21によって電池110をパレット20に対して保持し、リニアコンベア30によってパレット20を搬送する。
[0077]
 また、本実施形態の位置決め搬送方法は、電池110の電極タブ113に設定された基準部210の位置を検出し、基準部210の位置を基準位置220に一致させる補正(第1補正)をして位置決めし、電池110をパレット20に対して保持し、パレット20を搬送する。
[0078]
 上記のような構成によれば、電池110の電極タブ113に設けた基準部210の位置を基準位置220に一致させることによって、電池110をパレット20に対して高精度に位置決めすることができる。電池110のパレット20に対する位置のばらつきが小さくなる結果、電池110の加工位置に対する位置決め精度を高精度に維持しつつ搬送できる。
[0079]
 位置決め搬送装置10の制御部70は、検出部50(第2検出部52)の作動を制御して、パレット20に対してクランプ21によって保持された状態の電池110の基準部210の位置をさらに検出し、第2ロボット40の作動を制御して、電池110の基準部210の位置を予め設定された基準位置220に一致させる補正(第2補正)を再び実施して位置決めする。
[0080]
 また、位置決め搬送方法は、電池110をパレット20に対して保持した後に、電池110の電極タブ113の基準部210の位置をさらに検出し、電池110の基準部210の位置を予め設定された基準位置220に一致させる補正(第2補正)を再び実施して位置決めする。
[0081]
 このように、クランプ21によって電池110をパレット20に対して保持した後に、電池110の位置の補正を再度行うことによって、電池110がパレット20に対して確実に位置決めされた状態で、パレット20を搬送して電極タブ113の加工位置に配置することができる。その結果、電池110の加工位置に対する位置決め精度をより高精度に維持しつつ搬送できる。
[0082]
 また、電池110の基準部210は、電池110の電極タブ113の少なくとも2箇所に設けられた貫通穴(第1検査穴211、第2検査穴212)を含む。このように構成することによって、検出部50は、確実に電池110の基準部210の位置を特定できるため、電池110をパレット20に対してより一層高精度に位置決めすることができる。
[0083]
 また、位置決め搬送装置10は、電池110の電極タブ113の姿勢を保持するタブ姿勢保持部60をさらに有する。制御部70は、タブ姿勢保持部60によって電極タブ113の姿勢を保持した状態において、検出部50によって電極タブ113の基準部210の位置を検出する。このように構成することによって、電極タブ113の姿勢(撓みや反りなど)を確実に矯正することができ、検出した基準部210の位置精度が向上する。
[0084]
 また、位置決め搬送装置10は、第2ロボット40が搬送する電池110を仮置きする電池仮置き部11をさらに有する。電池仮置き部11は、電池110をクランプおよびアンクランプすることによって電池110の変形をならすならしクランプ11bを有する。ならしクランプ11bによって、電池110の変形をならすことによって、後工程においてパレット20上の電池110をクランプ21でクランプする際に電池110のクランプミスやクランプによる位置ずれが生じにくくクランプ精度を高めることができる。
[0085]
 本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜改変することができる。
[0086]
 例えば、電池をパレットに対して保持する保持部がクランプによって構成される実施形態を示したが、保持する機能を有する限りにおいてこれに限定されない。同様に、タブ姿勢保持部の構成も電極タブの姿勢を保持する機能を有する限りにおいて上述した実施形態に限定されない。保持部やタブ姿勢保持部は、例えば、パレットや電極タブを支持するブロック材に設けた吸着口から真空吸引して吸着保持してもよいし、磁力あるいは静電気を利用してパレットに対して保持してもよい。
[0087]
 また、検出部によって電極タブの基準部の位置を検出する具体的な処理や、基準部の位置を検出部の基準位置のそれぞれに一致させる具体的な処理は、上述した例に限定されるものではなく、適宜改変してよい。

符号の説明

[0088]
10    位置決め搬送装置、
11    電池仮置き部、
11a   平置き台、
11b   ならしクランプ、
11c   タブ平行出しクランプ、
20    パレット、
21    クランプ(保持部)、
30    リニアコンベア(搬送部)、
31    スライダー、
40    第2ロボット(載置ロボット)、
40a   ロボットアーム、
50    検出部、
51    第1検出部、
52    第2検出部、
60    タブ姿勢保持部、
70    制御部、
80    ハンドリングユニット、
81    天板、
82    接続部、
83    保持部、
84    本体部用吸引パッド、
84a   カバー、
85    吸引装置、
100   電池モジュール、
110   電池、
110H  本体部、
110S  電池スタック、
111   発電要素、
112   ラミネートフィルム、
113   電極タブ、
113A  アノード側電極タブ、
113K  カソード側電極タブ、
113c  基端部、
113d  先端部、
114   第1スペーサー、
115   第2スペーサー、
132   バスバー、
210   基準部、
211   第1検査穴(第1基準部)、
212   第2検査穴(第2基準部)、
213   中点、
220   基準位置、
221   第1基準位置、
222   第2基準位置、
223   第3基準位置。

請求の範囲

[請求項1]
 電極タブを備える扁平な電池を位置決めして搬送する位置決め搬送装置であって、
 前記電池を載置するパレットと、
 前記電池を前記パレットに対して保持する保持部と、
 前記パレットを搬送する搬送部と、
 前記電池を保持して前記パレットに載置する載置ロボットと、
 前記電池の前記電極タブに設定された基準部の位置を検出する検出部と、
 前記保持部、前記搬送部、前記載置ロボットおよび前記検出部の作動を制御する制御部と、を有し、
 前記制御部は、前記載置ロボットによって前記電池を保持し、前記載置ロボットによって保持された状態の前記電池の前記基準部の位置を前記検出部によって検出し、前記電池の前記基準部の位置を予め設定された設備機械座標に据え付けた前記検出部の基準位置に一致させる補正をして位置決めし、前記保持部によって前記電池を前記パレットに対して保持し、前記搬送部によって前記パレットを搬送する、位置決め搬送装置。
[請求項2]
 前記制御部は、
 前記検出部の作動を制御して、前記パレットに対して前記保持部によって保持された状態の前記電池の前記基準部の位置をさらに検出し、
 前記載置ロボットの作動を制御して、前記電池の前記基準部の位置を予め設定された前記基準位置に一致させる補正を再び実施して位置決めする、請求項1に記載の位置決め搬送装置。
[請求項3]
 前記電池の前記基準部は、前記電池の前記電極タブの少なくとも2箇所に設けられた貫通穴を含む、請求項1または請求項2に記載の位置決め搬送装置。
[請求項4]
 前記電池の前記電極タブの姿勢を保持するタブ姿勢保持部をさらに有し、
 前記制御部は、前記タブ姿勢保持部によって前記電極タブの姿勢を保持した状態において、前記検出部によって前記電極タブの前記基準部の位置を検出する、請求項1~3のいずれか1項に記載の位置決め搬送装置。
[請求項5]
 前記載置ロボットが搬送する前記電池を仮置きする電池仮置き部をさらに有し、
 前記電池仮置き部は、前記電池をクランプおよびアンクランプすることによって前記電池の変形をならすならしクランプを有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の位置決め搬送装置。
[請求項6]
 電極タブを備える扁平な電池を位置決めして搬送する位置決め搬送方法であって、
 前記電池の前記電極タブに設定された基準部の位置を検出部によって検出し、
 前記基準部の位置を設備機械座標に据え付けた前記検出部の基準位置に一致させる補正をして位置決めし、
 前記電池をパレットに対して保持し、
 前記パレットを搬送する、位置決め搬送方法。
[請求項7]
 前記電池を前記パレットに対して保持した後に、前記電池の前記基準部の位置をさらに検出し、
 前記電池の前記基準部の位置を予め設定された前記基準位置に一致させる補正を再び実施して位置決めする、請求項6に記載の位置決め搬送方法。
[請求項8]
 前記電池の前記基準部は、前記電池の前記電極タブに設けられた貫通穴を含む、請求項6または請求項7に記載の位置決め搬送方法。
[請求項9]
 前記基準部の位置を検出するときに、タブ姿勢保持部によって前記電極タブの姿勢を保持する、請求項6~8のいずれか1項に記載の位置決め搬送方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6A]

[ 図 6B]

[ 図 6C]

[ 図 7A]

[ 図 7B]

[ 図 8A]

[ 図 8B]

[ 図 8C]

[ 図 9]