JP2023527182A

JP2023527182A - 溶接棒の正常有無を測定する溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法

Info

Publication number: JP2023527182A
Application number: JP2022571317A
Authority: JP
Inventors: ジ・ウ・キム; フン・クン・パク; ジュン・ホ・オ; ヒョン・ミン・パク
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-10-22
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2041-09-14
Also published as: US20230184532A1; EP4123260A1; KR20220053342A; CN115461594A; JP7501880B2; WO2022085951A1; TW202229815A; EP4123260A4

Abstract

本発明は溶接棒の変形有無を測定する溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法に関するものであり、前記溶接棒の下端部の所定位置と密着するための複数の測定部と、前記測定部を支持するための支持台（３００）と、を含み、前記複数の測定部は所定の間隔で離隔するように位置し、前記測定部または前記支持台（３００）は測定部に伝達される圧力を測定するための圧力センサーを備えていることを特徴とする溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法に関する。

Description

本出願は２０２０年１０月２２日付の韓国特許出願第２０２０－０１３７６９０号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容はこの明細書の一部として含まれる。

本発明は溶接棒の正常有無を測定する溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法に関し、具体的には溶接棒の正常有無を測定することで、溶接棒を用いた溶接作業の際に発生する不良率を減少させることができる溶接棒の正常有無を測定する溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法に関する。

最近、化石燃料の使用による大気汚染、エネルギー枯渇による代替エネルギーの開発によって生産された電気エネルギーを貯蔵することができる二次電池に対する需要が増加している。充放電の可能な二次電池は、モバイル機器、電気自動車、ハイブリッド電気自動車動車などに使われるなど、日常生活に密接に使われている。

現代社会で必要不可欠に使われている各種の電子機器のエネルギー源として使われている二次電池は、モバイル機器の使用量の増加及び複雑化、電気自動車などの開発によって所要容量が増加している。使用者の需要を満たすために、小型機器には多数の電池セルを配置しているが、自動車などには多数の電池セルを電気的に連結する電池モジュールまたこのような電池モジュールを多数備えた電池パックが使われる。

一方、電池セルは、デバイスが必要とするエネルギーを満たすために、多数の電池セルが互いに連結される。この際、電池セルとバスバーとが互いに溶接されて連結される。これにより、多数の溶接作業を遂行した溶接棒で偏心などの変形が発生することがあり、これは電池モジュールや電池パックの不良につながることがある。

図１は従来技術による溶接棒偏心検出装置を示す斜視図である。図１に示すように、従来技術による溶接棒偏心検出装置は、溶接棒の芯線の位置を電磁誘導作用によって計測する渦電流式距離センサー、位置を測定するレーザー位置計、測定手段で検出した情報によって偏心を判断する計測コントローラー及び監視回路を含んでいる。

このように、従来技術による偏心検出装置は、検出装置を用いて溶接棒の偏心状態を確認し、問題が発生するとき、監視回路を介して知らせることで、溶接棒の状態を確認することができるという利点がある。

しかし、従来技術による偏心検出装置は構造が複雑であり、また溶接棒の偏心状態に対してのみ判断することができるだけで、溶接棒の曲がり現象や溶接棒の端面で発生する摩耗のような変形は判断しにくいという問題点がある。

特開第２００２－００５６４４号公報

前記のような問題点を解決するための本発明による溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法は、構造が簡単でありながらも、溶接棒の偏心状態、曲がり現象及び摩耗などの多様な変形有無を検査することで、一定水準以上の溶接品質を維持することができる溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法を提供することを目的とする。

前記のような目的を達成するために、本発明による溶接棒の正常有無を検査するための溶接棒検査装置は、前記溶接棒の下端部の所定位置と密着するための複数の測定部と、前記測定部を支持するための支持台（３００）とを含み、前記複数の測定部は所定の間隔で離隔するように位置し、前記測定部または前記支持台（３００）は測定部に伝達される圧力を測定するための圧力センサーを備えていることを特徴とする。

また、本発明による溶接棒検査装置において、前記測定部は、第１接触部（１１０）及び第１支持軸（１２０）を含む第１測定部（１００）と、第２接触部（２１０）及び第２支持軸（２２０）を含む第２測定部２００とを含み、前記第１接触部（１１０）及び前記第２接触部（２１０）は圧力センサーを内蔵していることを特徴とする。

また、本発明による溶接棒検査装置において、前記第１接触部（１１０）及び前記第２接触部（２１０）は上部に行くほど幅が小さくなる円錐形を有することを特徴とする。

また、本発明による溶接棒検査装置において、前記第１接触部（１１０）及び前記第２接触部（２１０）は上下に長い楕円形を有することを特徴とする。

また、本発明による溶接棒検査装置において、前記第１接触部（１１０）及び前記第２接触部（２１０）は円柱形を有することを特徴とする。

また、本発明による溶接棒検査装置において、前記溶接棒（４００）の下端部と密着する前記第１接触部（１１０）と前記第２接触部（２１０）との間の距離（Ｌ１）は前記溶接棒の直径（Ｌ２）と同じか、又は前記直径より小さいことを特徴とする。

また、本発明による溶接棒検査装置を用いた検査方法は、所定の座標に第１測定部（１００）及び第２測定部（２００）を位置させる段階と、前記第１測定部（１００）及び前記第２測定部（２００）の垂直上部に前記溶接棒を位置させる段階と、前記第１測定部（１００）及び前記第２測定部（２００）または溶接棒を所定の位置まで垂直方向に移動させる段階と、前記第１測定部（１００）及び前記第２測定部（２００）の圧力を測定する段階とを含むことを特徴とする。

また、本発明による溶接棒検査装置を用いた検査方法は、前記第１測定部（１００）及び前記第２測定部（２００）の圧力が所定の範囲を外れれば、前記溶接棒が異常状態であると判断することを特徴とする。

また、本発明による溶接棒検査装置を用いた検査方法は、前記第１測定部（１００）及び前記第２測定部（２００）の圧力が０Ｐａを超え、且つ前記第１測定部（１００）と前記第２測定部（２００）との間の圧力差が所定の範囲を外れれば、前記溶接棒の曲がり現象または前記溶接棒の端面の変形が発生したと判断することを特徴とする。

また、本発明による溶接棒検査装置を用いた検査方法は、前記第１測定部（１００）及び前記第２測定部（２００）のうちの一方の圧力は０Ｐａを超え、且つ他方の圧力は０Ｐａであれば、前記溶接棒に偏心が発生したと判断することを特徴とする。

以上で説明したように、本発明による溶接棒の正常有無を測定する溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法によれば、所定の距離だけ離隔した一対の測定部及び圧力センサーなどから構成されているので、構造が非常に簡単であるという利点がある。

また、本発明による溶接棒の正常有無を測定する溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法によれば、溶接棒の偏心有無の他にも、溶接棒の曲がり現象や溶接棒の端面変形発生有無を一緒に判断することができ、電池モジュールや電池パックの溶接不良率を低めることができるという利点がある。

従来技術による溶接棒偏心検出装置を示す斜視図である。本発明の好適な第１実施例による溶接棒検査装置の斜視図である。図２のＡ－Ａ’線に沿って切断した溶接棒検査装置の断面図である。本発明の好適な第２実施例による溶接棒検査装置の断面図である。本発明の好適な第３実施例による溶接棒検査装置の断面図である。本発明による溶接検査装置を用いて溶接棒の偏心有無を確認する状態を示す断面図である。本発明による溶接検査装置を用いて溶接棒の曲がり現象を確認する状態を示す断面図である。本発明による溶接検査装置を用いて溶接棒の端面変形状態を確認する状態を示す断面図である。

以下、添付図面に基づき、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施することができる実施例を詳細に説明する。ただ、本発明の好適な実施例の動作原理を詳細に説明するにあたり、関連した公知の機能または構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合にはその詳細な説明を省省略する。

また、図面全般にわたって類似の機能及び作用をする部分に対しては同じ図面符号を使う。明細書全般にわたって、ある部分が他の部分と連結されていると言うとき、これは直接的に連結されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで間接的に連結されている場合も含む。また、ある構成要素を含むというのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

以下、本発明による溶接棒の正常有無を測定する溶接棒検査装置及びこれを用いた検査方法について添付図面を参照しながら説明する。

図２は本発明の好適な第１実施例による溶接棒検査装置の斜視図であり、図３は図２のＡ－Ａ’線に沿って切断した溶接棒検査装置の断面図である。

図２及び図３に示すように、本発明による溶接棒検査装置は、第１測定部１００、第２測定部２００、及び支持台３００を含む。

添付図面は第１測定部１００及び第２測定部２００から構成された二つの測定ユニットが並んで位置するものとして表現しているが、これは一例示に過ぎなく、単一の測定ユニット、または３個以上の測定ユニットが所定の間隔で離隔して連続的に備えられることができる。

まず、第１測定部１００は、第１接触部１１０と、第１接触部１１０を支持する第１支持軸１２０とを含む。

第１接触部１１０は検査の際に溶接棒４００の下端部と密着する部分であり、一例として上側に行くほど幅が小さくなる円錐形を有することができる。

ここで、第１接触部１１０は、溶接棒４００との密着の際に圧力を測定することができるように、圧力センサー（図示せず）を内蔵している。

第１支持軸１２０は第１接触部１１０の下部に位置し、支持台３００と連結されている。そして、第１接触部１１０及び第１支持軸１２０から構成された第１測定部１００は公知の駆動手段（図示せず）によって垂直方向に移動可能である。

次に、第２測定部２００は、第２接触部２１０と、第２接触部２１０を支持する第２支持軸２２０とを含む。

ここで、第２接触部２１０及び第２支持軸２２０は前述した第１接触部１１０及び第１支持軸１２０と構成が同一であるので、重複説明は省略する。

次に、支持台３００について説明する。支持台３００は第１測定部１００及び第２測定部２００の下部に位置し、これらの第１測定部１００及び第２測定部２００を支持するとともに、垂直方向に昇降することができるように、駆動手段（図示せず）が内蔵されている。

したがって、図面には示されていないが、支持台３００には、第１測定部１００及び第２測定部２００の昇降かつ駆動手段を収納することができる空間が備えられていることは明らかである。

支持台３００の上方に突出るように位置する第１測定部１００及び第２測定部２００は所定の距離だけ離隔して単一の測定ユニットを構成する。ここで、第１接触部１１０及び第２接触部２１０の上端、すなわち溶接棒４００と接する端部の間の距離Ｌ１は、溶接棒４００の偏心、曲がり現象または端面変形有無を判断することができるように、溶接棒の直径Ｌ２と同じかまたはそれより小さいことが好ましい。

一方、前記実施例では圧力センサーが接触部に内蔵されるものとして表現したが、必ずしも接触部に限定されない。

例えば、支持軸に備えられるか、接触部と支持軸との間に備えられるか、または支持軸の下端に備えられるなど、溶接棒４００と測定部とが密着するとき、圧力を測定することができれば、位置は特に限定されない。

図４は本発明の好適な第２実施例による溶接棒検査装置の断面図である。図４を参照して説明すれば、第２実施例による溶接棒検査装置は、第１接触部１１０及び第２接触部２１０の形状が上下に長い楕円形を有することを除き、図２及び図３で説明した第１実施例による溶接棒検査装置と同様であるので、同じ構成についての内容は省略する。

図５は本発明の好適な第３実施例による溶接棒検査装置の断面図である。図５を参照して説明すれば、第３実施例による溶接棒検査装置は、第１接触部１１０及び第２接触部２１０の形状が楕円柱形であることを除き、図２及び図３で説明した第１実施例による溶接棒検査装置と同様であるので、同じ構成についての内容は省略する。

次に、本発明による溶接棒検査装置を使って溶接棒を検査する方法について説明する。

本発明による溶接棒の正常有無を判断する検査方法は、所定の座標に第１測定部１００及び第２測定部２００を位置させる第１段階と、第１測定部１００及び第２測定部２００の垂直上部に溶接棒を位置させる第２段階と、第１測定部１００及び第２測定部２００または溶接棒４００を所定の位置まで垂直方向に移動させる第３段階と、第１測定部１００及び第２測定部２００の圧力を測定する第４段階と、測定された結果によって溶接棒４００の正常有無を決定する第５段階とを含む。

図６は本発明による溶接検査装置を用いて溶接棒の偏心有無を確認する状態を示す断面図である。図６に基づき、溶接棒の偏心有無を確認する方法について説明すれば、所定の座標に第１測定部１００及び第２測定部２００を位置させた後、溶接棒４００の下側端面と密着するまで第１測定部１００及び第２測定部２００を上方に移動させる。

第１測定部１００及び第２測定部２００で測定した圧力が同一であるか誤差範囲内にある場合、当該溶接棒４００は正常であると判断する。

しかし、第１測定部１００及び第２測定部２００のうちのいずれか一方の圧力が０Ｐａを超え、他方の圧力は０Ｐａであれば、溶接棒４００に偏心が発生したと判断することができ、よって溶接棒４００の座標を再調整する過程を遂行する。

一方、溶接棒４００を固定させたままで第１測定部１００及び第２測定部２００を移動させて検査するものとして説明したが、反対に第１測定部１００及び第２測定部２００を固定させたままで溶接棒４００を下方に移動させて検査することも可能であり、これらの第１測定部１００、第２測定部２００及び溶接棒４００を同時に垂直に移動させて検査することも可能である。

図７は本発明による溶接検査装置を用いて溶接棒の曲がり現象を確認する状態を示す断面図であり、図８は本発明による溶接検査装置を用いて溶接棒の端面変形状態を確認する状態を示す断面図である。

図７及び図８を参照しながら、溶接曲がり現象や溶接棒の端面変形の有無を確認する方法について説明すれば、所定の座標に第１測定部１００及び第２測定部２００を位置させた後、溶接棒４００の下側端面と密着するまで第１測定部１００及び第２測定部２００を上方に移動させる。

第１測定部１００及び第２測定部２００で測定した圧力が同一であるか誤差範囲内にあれば、当該溶接棒４００は正常であると判断する。

しかし、第１測定部１００及び第２測定部２００のうちのいずれか一方の圧力が０Ｐａを超え、他方の圧力は０Ｐａであれば、溶接棒４００に偏心が発生したと判断することができ、よって溶接棒４００の交替または端面研磨過程を遂行する。

本発明が属する分野で通常の知識を有する者であれば前記内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形が可能であろう。

１００第１測定部
１１０第１接触部
１２０第１支持軸
２００第２測定部
２１０第２接触部
２２０第２支持軸
３００支持台
４００溶接棒
Ｌ１第１接触部と第２接触部との間の距離
Ｌ２溶接棒の直径

Claims

溶接棒の正常有無を検査するための溶接棒検査装置であって、
前記溶接棒の下端部の所定位置と密着するための複数の測定部と、
前記測定部を支持するための支持台と、
を含み、
前記複数の測定部は所定の間隔で離隔するように位置し、前記測定部または前記支持台は測定部に伝達される圧力を測定するための圧力センサーを備えている、溶接棒検査装置。
前記測定部は、第１接触部及び第１支持軸を含む第１測定部と、第２接触部及び第２支持軸を含む第２測定部とを含み、
前記第１接触部及び前記第２接触部は圧力センサーを内蔵している、請求項１に記載の溶接棒検査装置。
前記第１接触部及び前記第２接触部は上部に行くほど幅が小さくなる円錐形を有する、請求項２に記載の溶接棒検査装置。
前記第１接触部及び前記第２接触部は上下に長い楕円形を有する、請求項２に記載の溶接棒検査装置。
前記第１接触部及び前記第２接触部は円柱形を有する、請求項２に記載の溶接棒検査装置。
前記溶接棒の下端部と密着する前記第１接触部と前記第２接触部との間の距離は前記溶接棒の直径と同じか、又は前記直径より小さい、請求項２～５のいずれか一項に記載の溶接棒検査装置。
請求項２～６のいずれか一項に記載の溶接棒検査装置を用いた溶接棒の正常有無検査方法であって、
所定の座標に第１測定部及び第２測定部を位置させる段階と、
前記第１測定部及び前記第２測定部の垂直上部に溶接棒を位置させる段階と、
前記第１測定部及び前記第２測定部または前記溶接棒を所定の位置まで垂直方向に移動させる段階と、
前記第１測定部及び前記第２測定部の圧力を測定する段階と、
を含む、溶接棒の正常有無検査方法。
前記第１測定部及び前記第２測定部の圧力が所定の範囲を外れれば、前記溶接棒が異常状態であると判断する、請求項７に記載の溶接棒の正常有無検査方法。
前記第１測定部及び前記第２測定部の圧力が０Ｐａを超え、且つ前記第１測定部及び前記第２測定部の圧力差が所定の範囲を外れれば、前記溶接棒に曲がり現象または前記溶接棒の端面に変形が発生したと判断する、請求項８に記載の溶接棒の正常有無検査方法。
前記第１測定部及び前記第２測定部のうちのいずれか一方の圧力が０Ｐａを超え、且つ他方の圧力は０Ｐａであれば、前記溶接棒に偏心が発生したと判断する、請求項８に記載の溶接棒の正常有無検査方法。