(57)【要約】【課題】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。【解決手段】位置決め搬送装置１０は、電池１１０を載置するパレット２０と、電池をパレットに対して保持するクランプ２１と、パレットを搬送するリニアコンベア３０と、電池を保持してパレットに載置する載置ロボット４０と、電池の電極タブ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。制御部は、載置ロボットによって電池を保持し、載置ロボットによって保持された状態の電池の基準部の位置を検出部によって検出し、電池の基準部の位置を、予め設定された設備機械座標に据え付けた検出部の基準位置２２０に一致させる補正をして位置決めし、クランプによって電池をパレットに対して保持し、リニアコンベアによってパレットを搬送する。【選択図】図６Ａ
2020110207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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。
【発明の詳細な説明】
【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。
【図１】
2020110207.tif 000003
【図２】
2020110207.tif 000004
【図３】
2020110207.tif 000005
【図４】
2020110207.tif 000006
【図５】
2020110207.tif 000007
【図６Ａ】
2020110207.tif 000008
【図６Ｂ】
2020110207.tif 000009
【図６Ｃ】
2020110207.tif 000010
【図７Ａ】
2020110207.tif 000011
【図７Ｂ】
2020110207.tif 000012
【図８Ａ】
2020110207.tif 000013
【図８Ｂ】
2020110207.tif 000014
【図８Ｃ】
2020110207.tif 000015
【図９】
2020110207.tif 000016
【国際調査報告】
2020110207.tif 000017
2020110207.tif 000018
2020110207.tif 000019
2020110207.tif 000020