JP2000047729A - 位置決め装置 - Google Patents

位置決め装置

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JP2000047729A
JP2000047729A JP10213632A JP21363298A JP2000047729A JP 2000047729 A JP2000047729 A JP 2000047729A JP 10213632 A JP10213632 A JP 10213632A JP 21363298 A JP21363298 A JP 21363298A JP 2000047729 A JP2000047729 A JP 2000047729A
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JP
Japan
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plate
tab
axis direction
positioning device
lid
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Application number
JP10213632A
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English (en)
Inventor
Tadayuki Ogasawara
忠行 小笠原
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えば電池のタブに蓋を溶接する製造工程に
おいて、高価・大がかりな画像認識装置を必要とせず、
タブに認識マークを付すような作業をしないでも、タブ
と蓋との位置決めが可能な電池のタブと蓋とを溶接する
際の位置決め装置を提供する。 【解決手段】 電極アセンブリ150に立設されたタブ
121のエッジと基準位置18との距離を付け根部21
と中間部で検出すると共に、タブ121の傾きを検出
し、それぞれの検出値に基づき、制御部19でX軸方向
移動手段12とY軸方向移動手段13と角度調整手段1
5とを制御し、位置決めを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置決め装置に関
し、特に電池のタブと蓋とを溶接する際におけるタブと
蓋との位置決め装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5(A),(B)は、携帯電話器等に
使用する二次電池(例えば、リチウムイオン電池)10
0の概略構成を示す分解斜視図と断面図、図6(A),
(B)は二次電池100の正極用のタブ121と蓋13
0を溶接する際の不都合を説明する図である。
【0003】図5(A),(B)に示すように、二次電
池100は、アルミニウム製の角形のケース110(例
えば、縦×横×厚さ:40×30×5mm)と、長方形
(例えば縦×横:60×3mm)をした正極用のタブ1
21と負極用のタブ122とを接続した電解液等からな
る電極アセンブリ120と、前記正極タブ121に溶接
する正極端子を兼ねた長方形(例えば縦×横:30×5
mm)をした蓋130と、蓋130とケース110とを
絶縁する絶縁体140とを備えてなる。ケース110に
電極アセンブリ120を収納した状態を電池本体150
と称する。正極タブ121(以下、単にタブ121と記
す)を絶縁体140のスリット141に挿通した後、蓋
130をタブ121に溶接し〔図5(B)〕、タブ12
1を折り曲げて蓋130でケース110を密封する。そ
して、前述のタブ121と蓋130とを溶接する際に
は、図6(A),(B)に示すように、蓋130の所定
のポイントP1 とタブ121の所定のポイントP2 とを
一致させて(Pで示す)、溶接する。図6(A)はタブ
と蓋とが曲がって溶接された場合であり、図6(B)は
タブと蓋とが正確に(タブと蓋とが平行して)溶接され
た場合である。
【0004】従来の溶接の際には、タブ121のエッジ
121aをレーザ光を使用した光学的測定手段を用いて
検出しX軸方向(左右方向)の位置ズレを補正していた
が、これだけでは縦に長いタブ121の特定の高さ(1
カ所のみの高さ)でのX軸方向のズレ補正だけとなり、
タブ全体の位置ズレを補正することができず、完全な補
正とはならない。そのため、タブ121の傾きθと溶接
するポイントの高さの補正を追加する必要があった。こ
の追加補正に際しては、溶接するポイントの高さH1
は、タブ121の傾きθと基準となる溶接ポイントSP
の高さH2 から求めることができるので、傾きθを求め
る方法が問題になる。従来の傾きθの測定方法では、対
象となるタブ121に特定の2つ以上の認識マーク(例
えば、タブの中央のM1 とタブの先端のM2 )を付し、
そのマークの位置をXY座標軸上の点として読みとり、
その座標軸上の位置関係から角度θを算出する方法を採
用していた。
【0005】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、従来の
角度の算出方法では、前述のエッジ121a検出用の光
学的測定手段に加えて、認識マークを認識する高価・大
がかりな画像認識装置を必要とし、更にタブに認識マー
クを付ける作業が必要であった。そこで本発明の課題
は、例えば電池のタブに蓋を溶接する製造工程におい
て、高価・大がかりな画像認識装置を必要とせず、タブ
に認識マークを付すような作業をしないでも、タブと蓋
との位置決めが可能な電池のタブと蓋とを溶接する際の
位置決め装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、固体に立設された直線部を有する第1の板
状物に、第2の板状物を位置決めする位置決め装置であ
って、前記固体を載置するステージと、該ステージをX
軸方向に移動するX軸方向移動手段と、該ステージをY
軸方向に移動するY軸方向移動手段と、前記第1の板状
物がY軸方向に沿って立設された状態で、前記第2の板
状物を前記第1の板状物の前記直線部に角度合わせをす
る角度調整手段と、前記第1の板状物の前記固体への付
け根部の取付ズレを検出する付け根部ズレ検出手段と、
前記第1の板状物の前記付け根部以外のその他箇所の取
付ズレを検出するその他箇所ズレ検出手段と、前記第1
の板状物の前記固体に対する傾きを検出する傾き検出手
段と、前記付け根部ズレ検出手段とその他箇所ズレ検出
手段と傾き検出手段との検出値に基づき、前記X軸方向
移動手段とY軸方向移動手段と角度調整手段とを制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0007】このようにすれば、例えば電池のタブに蓋
を溶接する製造工程において、付け根部ズレ検出手段と
その他箇所ズレ検出手段と傾き検出手段との検出値に基
づいて、制御手段で前記X軸方向移動手段とY軸方向移
動手段と角度調整手段とを制御することができるので、
タブ(第1の板状物)のエッジを検出するだけで、縦・
横・斜めの位置合わせを行なうことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて説明する。なお、既に説明した部分には同一
符号を付し、重複記載を省略する。図1(A)は本実施
の形態の位置決め装置10の全体構成図であり、図1
(B)はタブの傾き等を説明する図である。
【0009】図1(A),(B)に示すように、位置決
め装置10は、次に説明する駆動手段13の移動軸13
aに取り付けた「固体」である電池本体150を固定す
るステージ11と、移動軸12aを備えステージ11を
X軸方向に移動させて溶接時のX軸方向位置の補正を行
う「X軸方向移動手段」である駆動手段12と、前記移
動軸12aに取り付けていてY軸方向に移動可能な軸を
備え、溶接時にステージ11をY軸方向に移動する「Y
軸方向移動手段」である駆動手段13と、常に一定の位
置及び角度で「第2の板状物」である蓋130を供給す
る蓋供給部14と、蓋130の中心O〔図1(B)〕を
軸にして回転させ「第1の板状物」であるタブ121と
蓋130の傾きを一致させる〔図4(B)〕「角度調整
手段」である駆動手段15とを備えている。
【0010】更に位置決め装置10は、タブ121の付
け根部21のX軸方向のズレを測定する「付け根部ズレ
検出手段」である測定器16と、タブ121の中間部の
X軸方向のズレを測定する「その他箇所ズレ検出手段」
である測定器17と、測定器16,17の測定基準であ
り、蓋供給部14から一定の位置に固定された基準18
と、測定器16および測定器17のズレの測定値から
X,Y,θの補正値を算出し、その補正値に従って駆動
手段12,13,15に動作命令を出す「制御手段」で
ある制御部19とを備えてなる。
【0011】次に本実施の形態の動作を図1〜図4を参
照しつつ説明する。図2は、図3に示すタブの位置ズレ
を位置決め装置10によって検出する手段を示すフロー
チャートである。
【0012】ステップS1では、タブ121の付け根部
21のエッジ(ア)と基準18との距離X1 を測定器1
6により測定する(図3)。更に、距離X1 からX軸方
向の予め判明している基準位置と基準18との間の距離
X0 を引き算し、エッジ(ア)におけるX軸方向のズレ
X1 ’を求める。(X1 ’=X1 −X0 ) ステップS2においては、タブ121の中間部のエッジ
(イ)と基準18との距離X2 を測定器17により測定
する。更に、X2 から距離X0 を引き算し、エッジ
(イ)におけるX軸方向のズレX2 ’を求める。(X2
’=X2 −X0 ) ステップS3では、制御部19により、測定した距離X
1 ’とX2 ’およびタブ121の付け根部21のエッジ
(ア)と中間部分のエッジ(イ)の高さの差(これをY
0 とする)から、タブの傾きθ1 (図3)を算出する。
θ1 は次式(1)で表せられる。 tanθ1 =Y0 /(X2 ’−X1 ’) …… 式(1)
【0013】ステップS4では、更に、算出したθ1
と、エッジ(ア)から溶接ポイントまでの距離(これを
Y1とする)を用いて、タブと蓋の溶接高さY2 を求め
ると、Y2 は次式(2)で表される。 Y2 =Y1 cosθ1 …… 式(2) このとき、Y軸方向の補正値(タブが垂直に立っている
場合の溶接高さY1 とのズレ)をY2 ’とすると、Y2
’は次式(3)で表される。 Y2 ’=Y2 −Y1 ……… 式(3) ステップS5では、制御部19より駆動手段12にX1
’だけ動くように命令を送出してステージ11をX軸
方向に動かし、タブ121のX軸方向の補正を行う。
【0014】ステップS6では、制御部19より駆動手
段13にY2 ’だけ動くよう命令を送ってステージ11
をY軸方向に動作させ、タブのY軸方向の補正を行う。
ステップS7では、制御部19より駆動手段15にθ1
だけ回転するよう命令を送って、蓋供給部14上の蓋1
30の傾きをタブ121の傾きに合わせ、補正を行う
〔図4(B)〕。その後、溶接装置(図示せず)を使用
して蓋130とタブ121の溶接を行い溶接工程を完了
する。
【0015】このようにすれば、従来の装置ではタブの
横方向の位置ズレだけの算出であり完全な補正になって
いなかったが〔図4(A)〕、本装置では横方向の位置
ズレに加えて、タブの傾きの算出、及びその傾きと基準
溶接高さから求まる実際の溶接ポイントの高さを算出す
ることにより、「基準位置からの横方向のズレ
(X)」、「電池本体から溶接位置まにおける高さ
(Y)」、および「タブの傾き(θ)」の3つの補正を
行い、蓋とタブとの溶接位置の精度を上げることができ
る〔図4(B)〕。
【0016】なお、本実施の形態では第1,第2の板状
物としてそれぞれ矩形の板状物の場合を説明したが、第
1の板状物は直線部(例えばエッジ)を有していれば例
えば三角形でもよく、また第2の板状物は例えば円形で
もよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
1の板状物(タブ)のエッジの少なくとも2ヵ所の検出
値に基づき、第2の板状物(蓋)の第1の板状物に対す
る角度の補正値を算出し、角度補正を行っているので、
高価な画像認識装置を必要とせず、認識マークの書き込
み作業をすることなしに、タブの取付角度の補正を正確
に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の実施の形態の全体構成図、
(B)は電池本体におけるタブの傾き等を説明する図で
ある。
【図2】同実施の形態の動作フローチャートである。
【図3】同実施の形態の動作の際における測定値等を説
明する図である。
【図4】(A)は従来の位置決め装置による補正箇所を
説明する図、(B)は本実施の形態による補正箇所を説
明する図である。
【図5】従来の電池本体等を説明する図であって、
(A)は分解斜視図、(B)は側断面図である。
【図6】従来の溶接後の状態を説明する図であって、
(A)は蓋がタブに対して曲がった状態の図、(B)は
蓋がタブに対して平行した状態の図である。
【符号の説明】
10 位置決め装置 11 ステージ 12 X軸方向の駆動手段 13 Y軸方向の駆動手段 14 蓋供給部 15 蓋の回転駆動手段(角度調整手段) 16 タブの付け根部の測定器(付け根部ズレ検出手
段) 17 タブの中間部の測定器(その他箇所ズレ検出手
段) 18 基準 19 制御部 21 タブの付け根 110 ケース 120 電極アセンブリ 121 正極タブ(第1の板状物) 122 負極タブ 130 蓋(第2の板状物) 140 絶縁体 150 電池本体(電極アセンブリ)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年7月14日(1999.7.1
4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体に立設された直線部を有する第1の
    板状物に、第2の板状物を位置決めする位置決め装置で
    あって、 前記固体を載置するステージと、 該ステージをX軸方向に移動するX軸方向移動手段と、 該ステージをY軸方向に移動するY軸方向移動手段と、 前記第1の板状物がY軸方向に沿って立設された状態
    で、前記第2の板状物を前記第1の板状物の前記直線部
    に角度合わせをする角度調整手段と、 前記第1の板状物の前記固体への付け根部の取付ズレを
    検出する付け根部ズレ検出手段と、 前記第1の板状物の前記付け根部以外のその他箇所の取
    付ズレを検出するその他箇所ズレ検出手段と、 前記第1の板状物の前記固体に対する傾きを検出する傾
    き検出手段と、 前記付け根部ズレ検出手段とその他箇所ズレ検出手段と
    傾き検出手段との検出値に基づき、前記X軸方向移動手
    段とY軸方向移動手段と角度調整手段とを制御する制御
    手段とを備えたことを特徴とする位置決め装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の板状物は電極アセンブリに取
    り付けられた板状のタブであり、 前記固体は前記板状のタブが電極アセンブリに取り付け
    られた状態でケースに収納された電池本体であり、 前記第2の板状物は前記第1の板状物に溶接後、前記ケ
    ースを密封する板状の蓋であることを特徴とする請求項
    1記載の位置決め装置。
  3. 【請求項3】 前記その他箇所は前記第1の板状物の直
    線部の中間部であることを特徴とする請求項1または請
    求項2に記載の位置決め装置。
  4. 【請求項4】 前記固体は直方体をなしていることを特
    徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の位置
    決め装置。
  5. 【請求項5】 前記付け根部ズレ検出手段とその他箇所
    ズレ検出手段と傾き検出手段とは、レーザ光を使用した
    検出手段であることを特徴とする請求項1乃至請求項4
    記載のいずれかに記載の位置決め装置。
  6. 【請求項6】 前記電極アセンブリを構成する電池は、
    リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項1乃
    至請求項5のいずれかに記載の位置決め装置。
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