JP2022505531A - 電池セルパックにおける溶接場所検出のためのフレーム、視覚システム、及び電池上の１つ以上の溶接点を溶接する方法 - Google Patents

電池セルパックにおける溶接場所検出のためのフレーム、視覚システム、及び電池上の１つ以上の溶接点を溶接する方法 Download PDF

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Abstract

Figure 2022505531000001
電池上の少なくとも１つの溶接点を決定するために、視覚システムを使用して電池（２２１、２２２）を位置決めするためのフレーム（２０６）が記載されている。フレーム（２０６）は、視覚システムによって検出可能な少なくとも１つの視覚的基準特徴部（２０２、２０４）を含む。基準特徴部（２０２、２０４）は、溶接点を決定するために、視覚システムによって使用される。例えば、少なくとも１つの視覚的基準特徴部は、線を画定する一対の突出部（２０２、２０４）を含み、少なくとも１つの溶接点は、線に基づいて決定される。更なる例では、一対の突出部（２０２、２０４）は、フレーム（２０６）内で互いに隣接して配置されたそれぞれの電池（２２１、２２２）に対応する。更なる例では、突出部（２０２、２０４）のそれぞれの中心は、それぞれの電池（２２１、２２２）のそれぞれの端面のそれぞれの中心から延在する中心線に沿って並んでいる。視覚システムは、視覚回路と、視覚回路に連結された処理回路と、溶接システムと、を含む。

Description

本開示は、溶接のために電池セルを位置決めするためのシステム及び方法に関し、より具体的には、溶接場所を決定する視覚システムのために電池セルを位置決めするためのシステム及び方法に関する。
（関連出願の相互参照）
本出願は、その開示が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１８年１１月１３日出願の米国特許仮出願第６２／７６０，８４６号の利益を主張する。
レーザ溶接で使用される典型的な視覚システムは、溶接スポットの位置を特定するために可視表面上の特徴を認識する。しかしながら、これは、溶接が可視でない小さな特徴をターゲットにする必要がある場合、例えば、円筒形電池セル（本明細書では電池とも呼ばれる）のリム上の平坦領域であって、当該平坦領域が溶接されることになるバスバー、フォイル型素子、フレックスＰＣＢ、又は集電体によってほとんど完全に覆われている平坦領域など、には好適ではない。
いくつかの実施形態では、本開示は、電池上の少なくとも１つの溶接点を決定するために、視覚システムを使用して電池を位置決めするためのフレームに関する。フレームは、視覚システムによって検出可能な少なくとも１つの視覚的基準特徴部を含む。基準特徴部は、少なくとも１つの溶接点を決定するために、視覚システムによって使用される。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの視覚的基準特徴部は、線を画定する一対の突出部（スタブ（ｓｔｕｂ））を含み、少なくとも１つの溶接点は、線に基づいて決定される。いくつかの実施形態では、一対の突出部は、フレーム内で互いに隣接して配置されたそれぞれの電池に対応する。いくつかのそのような実施形態では、突出部のそれぞれの中心は、それぞれの電池のそれぞれの端面のそれぞれの中心から延在する中心線に沿って並んでいる。
いくつかの実施形態では、フレームは、電池を所定の位置に位置決めするために電池をそれぞれ係合する少なくとも１つの位置基準特徴部を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの位置基準特徴部は、少なくとも１つの押付け（クラッシュ（ｃｒｕｓｈ））特徴部を含む。いくつかの実施形態では、フレームは、少なくとも１つの電池が位置基準特徴部から反発する表面を含む。いくつかの実施形態では、フレームは、少なくとも射出成形部分を含み、少なくとも１つの位置基準特徴部及び少なくとも１つの視覚的基準特徴部は両方とも、射出成形部分のコア又は射出成形部分のキャビティのいずれかのみに位置している。
いくつかの実施形態では、フレームは、少なくとも射出成形部分を含む。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電池のうちの電池及び電極は、少なくとも１つの溶接点のうちの溶接点で一緒に溶接される。
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの電池は、円筒形電池を含む。
いくつかの実施形態では、フレームは、少なくとも１つの電池のうちの電池を定位置に受容及び誘導するように構成された引き込みコーン（lead-in cone）を含む。
いくつかの実施形態では、本開示は、視覚システムに関する。視覚システムは、視覚回路、処理回路、及び溶接装置を含む。視覚回路は、フレーム内の少なくとも１つの基準特徴部の場所を示すデータを含む視覚信号を生成し、このフレームは電池を位置決めするように構成されている。処理回路は、視覚回路に連結され、少なくとも１つの基準特徴部に基づいて電池の、視覚回路に対し覆い隠された少なくとも１つの溶接点を決定するために、視覚信号を分析するように構成されている。処理回路はまた、少なくとも１つの溶接点に基づいて溶接制御信号を生成するように構成されている。溶接装置は、処理回路に連結され、処理回路は、溶接制御信号を溶接装置に伝達して少なくとも１つの溶接点で溶接を実行させる。
いくつかの実施形態では、処理回路は、視覚信号においてフレームの一対の突出部の場所を判定し、一対の突出部を接続する線を付け加え、線に基づいて溶接点を決定するように構成されている。
いくつかの実施形態では、処理回路は、線に沿って溶接点を決定するように構成されている。
いくつかの実施形態では、処理回路は、視覚信号内で、フレームの水平壁との電池の外側表面の接触点の位置を特定し、その線に基づいて、かつ接触点からの距離に基づいて電池の中心点を決定し、中心点に基づいて同心円の弧部を描き、溶接点を弧部に沿っているものとして決定するように構成されている。
弧部は、電池の寸法に基づいて所定の半径を有し、線と交差する。
いくつかの実施形態では、距離は、電池の基準半径に基づく。
いくつかの実施形態では、フレームは、第２の電池を位置決めするように構成されており、第２の電池に溶接点が存在しない。
本開示を、１つ以上の様々な実施形態に従って、以下の図を参照して詳細に説明する。図面は、例示のみを目的として提供され、単に典型的又は例示的な実施形態を示す。これらの図面は、本明細書に開示される概念の理解を容易にするために提供され、これらの概念の広さ、範囲、又は適用性を限定するものと見なされるべきではない。明確にするために、また、説明を容易にするために、これらの図面は必ずしも縮尺どおりに作製されていないことに留意されたい。
本開示のいくつかの実施形態による、一対の円筒形電池セルにおける例示的な変形例を示す。 本開示のいくつかの実施形態による、電池セルを例えば電池パック内に位置決めする例示的なフレームを含む構成を示す。 本開示のいくつかの実施形態による、視覚システムが適切な溶接点の場所を直接観察又は他の方法で決定することを阻止し得る他の構成要素と共に、図２の構成の上面図を示す。 本開示のいくつかの実施形態による、いくつかの電池セルが定位置に配置された、押付けリブを有する例示的なフレームの底面図を示す。 本開示のいくつかの実施形態による、例示的な視覚システムを示す。 本開示のいくつかの実施形態による、溶接を実行するための例示的なプロセスのフローチャートを示す。 本開示のいくつかの実施形態による、押付けリブの例示的な寸法及び許容差を示す。 本開示のいくつかの実施形態による、結合線の例示的な範囲及び許容差を示す。
本開示は、円筒形電池セルの覆い隠されたリム（及びその平坦な部分）の正確な配置を可能にする、特徴セット、及びその使用方法に関する。本開示は、単一セル及び対セルリム溶接アーキテクチャの両方に適用される。いくつかの実施形態では、射出成形された視覚基準特徴部の使用は、部品、その特徴部、及び電池セルの材料条件（ＡＳＭＥ Ｙ１４．５ ＧＤ＆Ｔ定義による、その中の最小限、最大限、及び全ての条件）にかかわらず、対象の射出成形部品と円筒形電池セルとの間の隠れた接触の位置を特定するために使用される。
場所が重視されるレーザ溶接では、任意の覆い隠す要素が追加される前のアセンブリの画像を撮影し、後で使用するために分析することができる。しかしながら、溶接点を特定する目的にかかわらず、レーザ溶接機で必要とされるカメラを使用することにより、製造施設の必要なカメラ数、組立段階及びそのバッファの数、並びに他の工程及び構成要素を低減することが可能である。このことは、必要な撮像及び画像処理装置の最小化により、潜在的なコスト低減を伴うモジュール組立ラインの適応性を提供する。サイクル時間の短縮もまた、スクラップ速度の潜在的な低減と同様に得ることができる。
射出成形部品では、コアによって制御される領域は、コアによって制御される他の領域に対して正確に位置決めされたままであり、距離及び特徴部サイズは、部品の全体的な縮小と厳密に対応する。同様に、キャビティによって制御される領域は、キャビティによって制御される他の領域に対して正確に位置決めされたままであり、距離及び特徴部サイズは、部品の全体的な縮小と厳密に対応する。
領域間の分離が減少するにつれて、また特徴部サイズ自体が減少するにつれて、部品による相対的な変動も減少する。
機械加工、打ち抜き、延伸、鍛造、コイニング、及び他の加工を含む他のプロセスによって製造された部品では、単一の操作で追加される特徴部はまた、それら自体に対してしっかりと制御されたままである。
更に、小さい半径方向の変動の２つの弧部分が同じ点を通って接し、同じ掌性を有する場合、所与のオフセットにおける端点間の距離は極めて小さくなる。
図１は、本開示のいくつかの実施形態による、一対の円筒形電池セルにおける例示的な変形例を示す。この例に示されるように、互いに接している直径２０．９ｍｍ及び２１．１ｍｍの２つの円について、その接点に沿って４ｍｍ突出する点間の距離は、約０．００８２ｍｍである。集電タブが適所に見える中心線から４ｍｍの部分において、最小セル直径と最大セル直径との間の距離は、わずか０．０１ｍｍ未満である。この位置は、＋／－０．００５ｍｍ以内のリム接点（例えば、対になったセル間の中心線から＋／－０．０５ｍｍ）の場所を特定することになる。リム平面１２０の位置は、リム平面１２０がリム直径に対して相対する場所の＋／－０．００５ｍｍプラス許容差帯以内に決定することができる。明確にするために、リム平面１２０は、実質的に平面である電池セルの端面のその部分を指し、電極などの構成要素は、その場所で電池セルに直接溶接され得る。いくつかの実施形態では、リム平面１２０は、端面の半径方向外側部分上に位置し、端面の全周又は部分的周囲のいずれかで円周方向に延在する。
端面の直径に対するリム平面１２０の＋／－０．１ｍｍの位置、平面上（中心）の０．５ｍｍ＋／－０．０５ｍｍの幅、及び幅０．２ｍｍの溶接ビード（最大、想定）を仮定すると、溶接ビードの位置許容差が＋／－０．１０５ｍｍで存在し得る。いくつかの実施形態では、溶接ビード最大範囲幅は、０．２ｍｍ＋０．１０５ｍｍ＝０．３０５ｍｍであってもよい。溶接ビード中心線を中心としたリム平面１２０の最小範囲幅は、０．５ｍｍ～０．０５ｍｍ－０．１ｍｍ＝０．３５ｍｍであってもよい。リム平面１２０の最小範囲幅は、同じ中心線に関して、溶接ビードの最大範囲幅０．３１ｍｍ（概数）よりも大きい。したがって、溶接部は、その全体がリム平面１２０上にあるように位置し得る。
図２は、例えば、本開示のいくつかの実施形態による、電池セル２２１及び２２２（本明細書では電池とも呼ばれる）を電池パック内に位置決めする例示的なフレーム２０６を含む構成を示す。このような電池パックは、例えば、電気自動車などの車両に使用されてもよい。いくつかの実施形態では、フレーム２０６は、電池セル２２１及び２２２の上部に、電池セル２２１及び２２２の底部に、１つ以上の電池セル（例えば、電池セル２２１及び２２２）の周囲に、１つ以上の電池セル（例えば、電池セル２２１及び２２２）に対する任意の他の配向、又はこれらの任意の組み合わせで配置された１つ以上の構成要素で作製されてもよい。フレーム２０６は、例えば、ポリマー（例えば、プラスチック）、金属、ゴム若しくはラテックスを含む、任意の好適な材料、任意の他の好適な材料、又はこれらの材料の任意の組み合わせから構成されてもよい。いくつかの実施形態では、フレーム２０６は、コア及びキャビティを製造するための任意の好適な射出成形プロセスを使用して形成されるプラスチックであるか、又はそれを含む。
いくつかの実施形態では、フレーム２０６は、それぞれの所定の位置に１つ以上の電池を保持する（例えば、図示のように、隣接する配置にある電池セル２２１及び２２２）。フレーム２０６はまた、任意の他の好適な構成要素を任意の好適な配置で、互いに対して、電池セル２２１及び２２２に対して、又はそれらの組み合わせで位置決めすることもできる。例えば、フレーム２０６を使用して、バスバー、フォイル型素子、フレックスＰＣＢ、又は集電体（図２には図示せず）を位置決めしてもよい。
突出部２０２及び２０４は、視覚システムが溶接点の位置を特定するために使用し得る視覚的基準特徴部として、本開示に従って提供される。溶接点は、例えば、任意の好適なバスバー、フォイル型素子、フレックスＰＣＢ、又は集電体を含む、任意の好適な他の構成要素に電池を溶接することができる場所である。
図３は、本開示のいくつかの実施形態による、視覚システムが適切な溶接点の場所を直接観察又は他の方法で決定することを阻止し得る他の構成要素と共に、図２の構成の上面図を示す。例えば、溶接点が意図される端面は、フォイル型素子３１０で覆い隠されているため、視覚システムは、覆い隠された特徴部又は物体を識別することができない場合がある。例えば、図２の隠されていない例示を参照すると、場所２０８及び２１０は、バスバー又は集電体を溶接するための所望の（すなわち、示される電池のそれぞれのリム平面に沿った）場所であってもよい。しかしながら、図３に示される障害物のため、視覚システムは位置２０８及び２１０の位置を直接特定することができなくなる。
その代わりに、本開示の視覚システムは、溶接点として場所２０８及び２１０を識別するために突出部２０２及び２０４に依存してもよい。視覚システムは、突出部２０２及び２０４に依存し、その中心は、フレーム内に配置された電池の中心と一直線に配置されてもよい。この視覚システムは、突出部２０２及び２０４の中心を接続することによって基準線（例えば、線２２０）を付け加えることができる。この線（線２２０）は延出し、少なくとも特定の許容差内で、電池セル端面の中心を横切る。
図３を参照すると、視覚システムは、適切な水平基準（例えば、壁又は線）を有する電池セルの可視部分の交点を検出する。例えば、視覚は、交点３２０及び３２２を検出することができる。次いで、視覚システムは、それらの交点から基準セル半径（例えば、図示した電池セルでは１０．５ｍｍ）離れている、線２２０に沿った点を決定する。図示されるように、基準セル中心３３０及び３３２を、それぞれの交点３２０及び３２２から基準セル半径離れている、線２２０に沿った点であるように決定する。
いくつかの実施形態では、フレームの他の視覚的特徴部を本開示に従って使用して、基準セル中心、ひいては溶接点の位置を特定することができる。例えば、いくつかの実施形態では、図２の弧部２０３及び２０５は、突出部２０２及び２０４の代わりに使用されてもよい。弧部２０３及び２０５の中点は、線２２０に沿って位置決めされるので、この基準線を決定するために使用することができる。この例では、弧部２０３及び２０５は、あまりはっきりしない突出部として機能する。別の例として、弧部２０３及び２０５は、これらの弧部の中心点が基準セル中心と整列するように成形されてもよい。この例では、基準セル中心を見つけるために、交点３２０及び３２２を見つける必要はない場合がある。その代わりに、弧部の形状が検出され、対応する中心点が決定される。いくつかの実施形態では、突出部２０２及び２０４はフレーム２０６に含まれず、代わりに、対応する縁部は、弧部２０３及び２０５と同様の弧部を含む。いくつかの実施形態では、これらの弧部の中点は、線２２０に沿って位置決めされ、これらの弧部の中心点は、基準セル中心と位置合わせされる。いくつかの実施形態では、４つの弧部のうちの２つ、３つ、又は全てを使用して、基準セル中心を決定する。
新たに決定された基準セル中心を使用して、次いで、視覚システムは、電池セルのリム平面セクションの基準中間部の曲線（例えば、図示した電池セルでは９ｍｍ）を描く。描くことは、軌跡の場所を決定することを含むことが理解されるであろう。許容差帯（例えば、約０．５ｍｍ）が、リム平面位置誤差（上記のようなセルサイズに基づいて、約０．０１ｍｍ）、及びリム平面位置誤差（別途セルサイズに基づいて、約０．１ｍｍ）よりも大きいので、電池セルの正確な中心は必須ではないことも理解されるであろう。したがって、視覚システムは、例えば、リム平面曲線が突出部２０２及び２０４を接続する線と交差する場所を決定することによって、２つの図示された電池セルの溶接点をそれぞれのリム平面に沿って決定してもよい。
突出部は、図２及び図３に示されるように特定のジオメトリ及び形状で示されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、任意の他の好適なジオメトリ及び形状を使用することができることが理解されるであろう。
電池セルの中心が上述の溶接基準面と確実に一直線になるように支援するために、フレームは、電池セルがそのカップに繰り返し可能な様式で入るように配置されてもよい。例えば、フレームの各電池セルカップは、部分的に引き込みコーンの形状を成し、その交点は、自然に引き込み機構を形成する。（例えば、直径公称２１ｍｍの）電池セルは、適切に正しい場所に収まるために、直径約２４ｍｍの円内に配置される必要があり得る。いくつかの実施形態では、フレーム内に電池セルを位置決めするのを助けるために、位置基準特徴部がフレーム内に含まれてもよい。例えば、２つのバランスのとれたセンタリング機構が使用されてもよい。これらは、例えば、固定用接着剤が硬化される前に電池セルが拘束されることを確実にするばね又は押付けリブであってもよい。
図４は、本開示のいくつかの実施形態による、電池セル４２１～４２９が定位置に配置された、押付けリブ４０２及び４０４を有する例示的なフレーム４００の底面図を示す。いくつかの実施形態では、フレームは、各電池セルがセンタリング機構から反発するそれぞれの表面を含み、センタリング機構はそれ自体が電池セルを基準線から離れて偏向させない。例えば、この表面は、フレーム内の平坦な壁であってもよい。いくつかの実施形態では、フレームが射出成形される（又は少なくとも部分的に射出成形される）とき、位置基準特徴部（押付けリブ４０２及び４０４）及び視覚基準特徴部は、全てがコア内にあるか、又は全てがキャビティ内にあるかのいずれかである。図示されるように、それらは全てコア内にある。
図５は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的な視覚システム５００を示す。視覚回路５０２は、視覚信号５０８を生成するための任意の好適なソフトウェア、ハードウェア、又は両方を含む。視覚信号５０８は、例えば、上記のもののような任意の好適な構成要素の場所を示す情報を含む。例えば、視覚信号５０８は、任意の好適な基準位置特徴部の場所、電池セルとフレームとの交点、幾何学的特徴、可視的特徴若しくはパターン、任意の他の好適な視覚的若しくは他の光学的特徴、又はこれらの任意の組み合わせを示す情報を含む。
視覚回路５０２は、１つ以上のセンサ、画像センサ（例えば、可視光又は任意の他の好適なフォトニック信号を検出するための光検出器又はカメラ）などの撮像装置、ライダー装置、近接センサ、ドップラーベースの装置、任意の他の好適なセンサ若しくは撮像装置、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
処理回路５０４は、溶接制御信号５１０を生成するために、視覚信号５０８を処理するための任意の好適なソフトウェア、ハードウェア、又は両方を含む。溶接制御信号５１０は、任意の好適なハードウェア及び通信プロトコル（例えば、有線、無線、又は光通信）を使用して溶接装置５０６に伝達される。処理回路５０４は、例えば、入力に基づいて命令を実行することができる１つ以上のプロセッサを有する１つ以上のコンピューティングデバイスを含む。例えば、処理回路５０４は、コンピュータ、モバイル／タブレットコンピュータデバイス、組み込みシステム、任意の他の好適なコンピューティングデバイス、又は、電池セル上のどこに溶接点が配置されるべきかを判定するために、視覚信号５０８を処理するためのプログラムされた命令を有する、それらの任意の組み合わせを含んでもよい。このような処理は、例えば、任意の好適なコンピュータビジョン技術を含み得る。
溶接装置５０６は、溶接制御信号５１０に応答して、かつ従って溶接動作を実施するための任意の好適なハードウェア、ソフトウェア、又は両方を含む。例えば、溶接装置５０６は、金属溶接装置、接着剤を塗布及び硬化するための装置、レーザ溶接装置、任意の他の好適な溶接装置、又はこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。視覚回路５０２は、溶接装置５０６に情報を直接提供して、溶接装置５０６が、例えば溶接の配置の場所を精密化できるようにすることができる。溶接装置５０６は、所望の溶接を行うために適切なデバイスを移動させるための任意の好適な自動移動／ロボット装置を含んでもよい。
図６は、本開示のいくつかの実施形態による、溶接を実行するための例示的なプロセス６００のフローチャートを示す。プロセス６００は、モバイルコンピューティングデバイス、埋め込みシステム、任意の他の好適なコンピューティングデバイス、又はこれらの任意の組み合わせに含まれ得る任意の好適な制御回路によって実施されてもよい。例えば、制御回路は、プロセス６００の一部又は全てを実施することができる、図５の処理回路５０４を含み得る。
ステップ６０２において、制御回路は、フレーム内の少なくとも１つの基準特徴部の場所を示す視覚信号を生成する。いくつかの実施形態では、視覚信号は、増幅、フィルタリング、アイソレーション、サンプリング及びデジタル化、任意の他の好適な信号処理、又はこれらの任意の組み合わせを受け得る１つ以上の視覚センサ（例えば、カメラ、又は光検出器）に基づく。例示的な例では、撮像システムを使用して、フレーム及び電池セルの視覚データを収集することができ、視覚信号は視力データに基づいている。
ステップ６０４において、制御回路は、視覚信号を解析して、少なくとも１つの基準特徴部に基づいて、電池上の少なくとも１つの覆い隠された溶接点を決定する。撮像システムは、エッジ検出、パターン認識、又は視覚信号を分析するための任意の他の好適な分析技術を使用してもよい。制御回路は、１つ以上の特徴部を識別し、好適な基準に対する１つ以上の特徴部の位置、向き、又はその両方を判定することができる。いくつかの実施形態では、例えば、制御回路は、１つ以上の特徴部を識別するために、視覚信号（例えば、画像を示す）を１つ以上のテンプレート又は基準と比較してもよい。
ステップ６０６において、制御回路は、少なくとも１つの溶接点に基づいて溶接制御信号を生成する。いくつかの実施形態では、溶接制御信号は、アナログ信号を含む。例えば、溶接制御信号の電圧、電流、周波数、又は他の好適な特性は、１つ以上の溶接パラメータ（例えば、電流の流れ、持続時間、又は他の好適なパラメータ）を示してもよい。いくつかの実施形態では、溶接制御信号は、デジタル信号を含む。例えば、溶接制御信号は、メッセージ、値、値のセット、又は１つ以上の溶接パラメータ（例えば、電流の流れ、持続時間、又は他の好適なパラメータ）を示す他の好適な情報を含んでもよい。
ステップ６０８において、制御回路は溶接制御信号を溶接装置に伝達して、溶接装置に、少なくとも１つの溶接点で溶接を実行させる。制御回路は、任意の好適な通信ネットワーク（例えば、有線、無線、又は光）及びプロトコルを使用して溶接制御信号を生成及び送信することができる。
図７は、本開示のいくつかの実施形態による、押付けリブ（複数可）７０２の例示的な寸法及び許容差を示す。図７に示される例は、１．１ｍｍの基準壁厚を含み、電池セルの両側に１．０～１．２ｍｍの可能性が高い範囲を有する。したがって、溶接のためのアウトカットアウト（out cutout）を有する押付けリブ７０２と、連続的な押付けリブ７０２との間で最大約０．１ｍｍ交換することができる。押付けリブ７０２が偏向するためのより多くの余裕は、より低い挿入力を可能にし、電池セルのセンタリングを維持するのを助ける。押付け量の例示的な範囲は、０ｍｍ（接触（titangency））～０．２８７ｍｍであってもよい。
図８は、本開示のいくつかの実施形態による結合線の例示的な範囲及び許容差を示す。電池セルが底壁に接している状態で、０．０５ｍｍ～０．２５ｍｍの結合線を維持することができる。
いくつかの実施形態では、本開示のフレームは、複数の電池を位置決めすることができ、そのうちの少なくとも１つは、本開示に従って溶接され、そのうちの他の少なくとも１つは、溶接される必要が全くないか、又は任意の他の好適な手法に従ってって溶接される必要はない（例えば、特定の電池がいかなる障害物によっても影響を受けないため）。
本明細書に含まれる位置の説明は、ある程度の変動性及び許容を受けることが理解されるであろう。例えば、電池セル端面の中心への言及は、必ずしも正確な中心点への説明を限定するものではない。このような説明は、実際の中心点のいくつかの許容範囲内にある点に適用可能である。同様に、線に沿った溶接点の考察は、溶接点がそのような線の任意の好適な許容範囲内であり得ることを理解してなされる。
上記は、本開示の原理の単なる例示に過ぎず、本開示の範囲から逸脱することなく、当業者によって様々な修正を行うことができる。上述の実施形態は、例示の目的で提示され、限定するものではない。本開示はまた、本明細書に明示的に記載されているもの以外の多くの形態をとることもできる。したがって、本開示は、明示的に開示されている方法、システム、及び装置に限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲内である、その変形及び修正を含むことが意図されることが強調される。

Claims (21)

  1. 電池上の少なくとも１つの溶接点を決定するために、視覚システムを使用して前記電池を位置決めするためのフレームであって、
    前記フレームが、前記視覚システムによって検出可能な少なくとも１つの視覚的基準特徴部を備え、前記基準特徴部が、前記少なくとも１つの溶接点を決定するために前記視覚システムによって使用される、フレーム。
  2. 前記少なくとも１つの視覚的基準特徴部は、線を画定する一対の突出部を含み、前記少なくとも１つの溶接点は、前記線に基づいて決定される、請求項１に記載のフレーム。
  3. 前記一対の突出部が、それぞれの電池に対応し、前記それぞれの電池は、前記フレーム内で互いに隣接して配置される、請求項２に記載のフレーム。
  4. 前記突出部のそれぞれの中心は、前記それぞれの電池のそれぞれの端面のそれぞれの中心から延在する中心線に沿って並んでいる、請求項３に記載のフレーム。
  5. 前記電池を所定の位置に位置決めするために前記電池をそれぞれ係合する少なくとも１つの位置基準特徴部を更に備える、請求項１に記載のフレーム。
  6. 前記少なくとも１つの位置基準特徴部は、少なくとも１つの押付け特徴部を含む、請求項５に記載のフレーム。
  7. 前記電池が前記位置基準特徴部から反発する表面を更に備える、請求項５に記載のフレーム。
  8. 前記フレームが少なくとも射出成形部分を更に備え、前記少なくとも１つの位置基準特徴部及び前記少なくとも１つの視覚的基準特徴部は両方とも、前記射出成形部分のコア又は前記射出成形部分のキャビティのいずれかのみに位置している、請求項５に記載のフレーム。
  9. 前記電池及び電極は、前記少なくとも１つの溶接点のうちの溶接点で一緒に溶接される、請求項１に記載のフレーム。
  10. 前記電池は円筒形電池を含む、請求項１に記載のフレーム。
  11. 前記少なくとも１つの視覚的基準特徴部は一対の弧部を含み、各弧部の中心点が電池の基準中心点と整列される、請求項１に記載のフレーム。
  12. 視覚システムであって、
    フレーム内の少なくとも１つの基準特徴部の場所を示すデータを含む視覚信号を生成するための視覚回路であって、前記フレームが電池を位置決めするように構成されている、視覚回路と、
    前記視覚回路に連結された処理回路であって、前記処理回路は、前記視覚信号を分析して、前記少なくとも１つの基準特徴部に基づいて、前記電池上の少なくとも１つの溶接点を決定するように構成され、前記溶接点が前記視覚回路に対し覆い隠されており、前記少なくとも１つの溶接点に基づいて溶接制御信号を生成するように構成されている、処理回路と、
    前記処理回路に連結された溶接装置とを備え、前記処理回路は、前記溶接制御信号を前記溶接装置に伝達して、前記少なくとも１つの溶接点で溶接を実行させる、視覚システム。
  13. 前記処理回路が、
    前記視覚信号内の前記フレームの一対の突出部の場所を判定することと、
    前記一対の突出部を接続する線を付け加えることと、
    前記線に基づいて前記溶接点を決定することと、を行うように構成されている、請求項１２に記載の視覚システム。
  14. 前記処理回路が、前記線に沿って前記溶接点を決定するように更に構成されている、請求項１３に記載の溶接システム。
  15. 前記処理回路が、
    前記視覚信号内で、前記フレームの壁との前記電池の外側表面の接触点の位置を特定することと、
    前記線に基づいて、かつ前記接触点からの距離に基づいて、前記電池の中心点を決定することと、
    前記中心点に基づいて同心円の弧部を形成することであって、前記弧部は、前記電池の寸法に基づいて所定の半径を有し、前記弧部が前記線と交差する、ことと、
    前記溶接点を前記弧部に沿っているものとして決定することと、を行うように更に構成されている、請求項１３に記載の視覚システム。
  16. 前記距離は、前記電池の基準半径に基づく、請求項１５に記載の視覚システム。
  17. 前記フレームは、第２の電池を位置決めするように構成されており、前記第２の電池に溶接点が存在していない、請求項１２に記載の視覚システム。
  18. 前記処理回路が、
    弧部の場所を決定することと、
    前記弧部の中心点を決定することと、
    前記弧部の前記中心点に基づいて前記溶接点を決定することと、を行うように更に構成されている、請求項１２に記載の視覚システム。
  19. 電池の１つ以上の溶接点を溶接するための方法であって、
    処理回路を使用して、フレーム内の少なくとも１つの基準特徴部の場所を示すデータを含む視覚信号を生成することであって、前記フレームが電池を位置決めするように構成されている、ことと、
    前記処理回路を使用して、前記視覚信号を分析して、前記少なくとも１つの基準特徴部に基づいて、前記電池上の少なくとも１つの溶接点を決定することであって、前記溶接点が前記視覚回路に対し覆い隠されている、ことと、
    前記処理回路を使用して、前記少なくとも１つの溶接点に基づいて溶接制御信号を生成することと、
    前記溶接制御信号を溶接装置に伝達して、前記溶接装置に、前記少なくとも１つの溶接点で溶接を実行させることと、を含む、方法。
  20. 前記視覚信号を分析することが、
    前記視覚信号における前記フレームの一対の突出部の場所を判定することと、
    前記一対の突出部を接続する線を付け加えることと、
    前記線に基づいて前記溶接点を決定することと、を含む、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記視覚信号を分析することが、
    弧部の場所を決定することと、
    前記弧部の中心点を決定することと、
    前記弧部の中心点に基づいて前記溶接点を決定することと、を含む、請求項１９に記載の方法。
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