KR0184068B1 - 불량 밧데리 선별장치 및 그 제어처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스파이어럴 밧데리의 자동화 제조 시스템에서 불량 밧데리 선별 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 종래에는 완성조립된 밧데리를 다음 단계로 이송하는 단계에서 밧데리의 양품과 불량품 선별을 작업자의 육안으로 판별하여 선별하였기 때문에, 이러한 시스템에서 생산성 저하와 함께 제품 품질의 균일성을 보장하는데 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선할 수 있도록 컨베이어 라인(21)의 소정 부위에 선별 검사대(23)가 설치되어 있고, 이 선별 검사대(23)에는 밧데리의 유무를 검출하는 발·수광 소자(24,25)와 초음파를 발신하고 수신하는 초음파 송수신기(26,27)가 제작기 설치되어 있으며, 컨케이어 라인(21)의 일측에는 컨베이어 라인(21)의 흐름 방향과 어긋난 방향으로 구동되는 측로 컨베이어(29)가 구비되어져 있는 구성의 불량 밧데리 선별 장치와 그 선별 처리 방법을 제공하는데 있다.

Description

불량 밧데리 선별장치 및 그 제어처리 방법

제1도는 본 발명과 관련된 종래의 스파이어럴 1차 전지의 참고도.

제2도는 제1도의 스파이어럴 밧데리의 제조공정을 나타낸 참고도.

제3도는 본 발명에 의한 불량 밧데리 선별 장치의 참고도.

제4도는 제3도에 의한 불량 밧데리 선별 장치의 회로 블록도.

제5도는 본 발명에 의한 불량 밧데리 선별 처리 방법을 나타낸 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 컨베이어 22 : 밧데리

23 : 선별검사대 24 : 발광소자

25 : 수광수자 26 : 초음파 발신기

27 : 초음파 수신기 28 : 로봇

29 : 측로 컨베이어 30 : 광검출부

31 : 초음파 발·수신부 32 : 에이디컨버터

33 : 마이컴 34 : 로봇 구동부

본 발명은 스파이어럴 1차 밧데리의 자동화 제조 시스템에서 불량 밧데리를 선별하는 처리하는 장치와 관련된 것으로서, 이는 특히 이러한 선별 작업을 초음파에 의한 외관검사법에 의하여 수행할 수 있도록 하므로써, 이러한 1차 밧데리의 제조 공정중 폭발에 대한 예방조치를 위할 수 있는 한편, 품질의 신뢰성도 양호히 보장할 수 있도록 한 것이다.

통상의 1차 밧데리의 알칼리 밧데리, 망간 밧데리, 니켈 카드뮴 밧데리, 리튬이온 방식 밧데리 등 다양한 것이 알려져 있으나, 이중에서 리튬이온 방식 밧데리는 원자량 6.94g, 비중 0.59, 용융점 180, 비둥점 1400, 경도 0.6의 가장 가벼운 금속으로, 강산성·강부식성의 화학적 특성을 갖는 리튬(Li)을 사용하여 제조되며 영상기기, 통신기기, 광학기기, 의료기기, 텀퓨터 및 주변기기 등 각종 전자기기에 광범위하게 이용되는 다용성을 갖고 있으며, 그 형태에 따라 스파이어럴 타입(Spiral Type)과 보빈 타입(Bobbin Type) 및 코인 타입(Coin Type)으로 대별된다.

또, 상기 예의 스파이어럴 타입 리튬 밧데리는 그 형태를 제1도와 같이 나타내었다.

여기서는 그 표면에 니켈-크롬 도금되고 상부가 개구된 캔(1)과, 이 캔(1) 내부에 감아진 상태로 내장된 세퍼레이터(2)와, 이 세퍼레이터(2)의 하측에 연결되어 상기 캔(1)의 하측이 - 전극을 갖도록 캔(1) 내측 하부면에 스폿 용접되는 애노드 단자(3)와, 상기 캔(1)의 상측이 + 전극을 갖도록 세퍼레이터(2) 상측에 결합되어 상방향으로 돌출된 캐소드 단자(4)와, 상기 캔(1)의 오목부(1a)에 의해 고정되어 새퍼레이터(2)를 지지하도록 내재된, 링 와셔(5)와, 상기 오목부(1a)를 기준으로 그 상측에 내재된 개스킷(6)과, 이 개스킷(6)에 의해 지지되고 상기 캔(1) 내부에 적층되며 각기 가스 배출공(7a, 8a, 9a)이 천공된 하부캡(7)과 PTC 소자(8) 및 상부캡(9), 상기 하부캡(7)에 적충되는 링 와셔(10)와, 통산 카본(11a)의 상·하면에 서브 플레이트(11b)가 압착된 알루미늄 포일(11)로 이루어져 있다.

상기 하부캡(7)은 그 하그면데 캐소드 단자(4)의 일측단이 스폿 용접되었고 하부캡(7)과 상부캡(9)은 PTC 소자(8)와 면접되어 각기 개스킷(6)에 의해 지지되며 캔(1)의 상측 주연부가 벤딩 가공되었다.

또, 상기 PTC 소자(8)는 밧데리 자체의 상용전압 즉, 과전류를 면적저항에 의해 차단되도록 한 것이다.

한편, 이러한 형태의 스파이어럴 밧데리를 자동으로 제조하는 시스템의 일예를 제2도와 같이 나타내었다.

여기서는 성형된 밧데리 캔(1) 내부에 전해액 주입장치(22)의 노즐(22)을 통하여 전해액이 주입되면 캔(1)의 개방된 상부에는 하부캡(7)과 PTC 소자(8)등을 수용한 상태에서 상부캡(9)이 완성조립된 후 컨베이어(21) 라인을 타고 예방전 공정으로 이동하게 되는 것이었으며, 이 예비방전 공정 등을 거친 후에 최종 밧데리 제품이 얻어지게 되는 것이었다.

이와 같은 종래의 시스템에서는 완성조립된 스파이어럴 밧데리를 검사하는 과정에서 그 폭발의 위험성이나 전해액의 누출, 캔의 표면에 발생된 흠이나, 크랙 등을 사람의 육안으로 검사하여 선별처리하고 있었다.

그러나, 종래의 이러한 검사 및 선별 방법은 사람의 육안 판별로 이루어지게 되어 그 작업의 불편함 및 번거로움으로 인하여 그 생산성이 현저히 저하되는 것이었고, 한편으로는 그 검사의 신뢰성 또한 보장하기 어려운 것이기 때문에 결과적으로 생산되는 제품의 신뢰성을 양호의 획득할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 개선할 수 있도록 초음파에 의한 외관 검사법에 의하여 컨베이어 라인을 흘러가는 스파이어럴 밧데리의 외관 검사를 실시하여 불량품을 선별할 수 있으므로 생산되는 제품의 생산성 향상과 함께 고품질의 스파이어럴 밧데리를 생산할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 상기 예의 목적을 실현할 수 있도록 컨베이어 라인의 소정위치에 설치되어 조립완성된 스파이어럴 밧데리가 선별검사대의 소정위치에 도착했는지 여부를 검출하는 광검출부에, 이 광검출부의 출력측에 이어져서 검출 결과에 따라 밧데리가 도착되었으면 초음파 발신 및 수신 동작을 수행하는 초음파발수신부와, 이 초음파 발수신부에 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어 주는 에이디변환기와, 이 에이디변환기에서 제공된 검출 데이타를 입력받아 미리 기억하고 있는 표준화된 기준 데이타와 비교하여 양품/불량품 여부를 판단하는 작업을 수행하는 마이컴과, 이 마이컴의 출력측에 이어져서 불량품으로 판명되는 불량 밧데리를 집어내어 측로 컨베이어로 이동시키는 로봇 구동부 등을 포함하고 있는 불량 밧데리 선별 장치와 이 장치를 구성하는 회로 및 이 장치를 제어하는 방법을 특징으로 하는 것이다.

이하에서 이를 첨부된 도면과 함께 좀 더 상세히 설명하므로써 본 발명의 보다 구체적이 특징들이 이해될 수 있을 것이다.

즉, 제3도는 본 발명에 의한 불량 밧데리 선별 장치를 나타내었다.

여기서는 컨베이어 라인(21)의 소정 부위에 선별 검사대(23)가 설치되어 있고, 이 선별 검사대(23)에는 이송되어 오는 밧데리(22)의 도착 여부를 검출하는 발·수광 소자(24,25)와, 상기 밧데리 검출 결과 밧데리가 소정의 위치에 도착 되었으면 초음파를 발신하고 수신하는 초음파 발·수신기(26,27)가 각각 설치되어 있으며, 또한 상기 선별 검사대(23)의 일측에는 불량 밧데리를 집어서 측로 컨베이어(29)로 옮기는 로보트(28)가 설치되어 있으며, 또 상기 로보트(28)의 일츠겡는 상기 컨베이어 라인(21)과 어긋난 방향으로 구동되어 로보트(28)가 집어 옮긴 불량품 밧데리를 이송시키는 측로 컨베이어(29)가 구비되어 있다.

또 상기 제3도와 관련된 불량 밧데리 선별회로는 제4도에 나타내었다.

여기서는 컨베이어(21) 라인의 소정 위치에 설치되어 이송되어 오는 밧데리의 도착 여부를 검출하는 광검출부(30)와, 상기 광검출부(30)의 검출 결과에 따라 밧데리가 도착되었으면 초음파 발수신 동작을 수행하는 초음파 발수신부(31)와, 이 초음파 발수신부(31)에 의하여 검출된 아나로그 신호를 디지탈 신호로 바꾸는 에이디컨버터(32)와, 상기 에이디컨버터(32)에서 제공된 검출 데이타를 입력받아 미리 기억시켜 놓은 표준화된 기준 데이타와 비교하여 양품/불량품 선별판단 작업을 수행하는 마이컴(33)과, 상기 마이컴(33)의 출력측에 이어져서 상기 마이컴(33)이 불량품으로 판별한 불량 밧데리를 집어서 측로 컨베이어(29)에 옮기는 로보트을 구동시키는 로보트 구동부(34)를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

여기서, 초음파를 이용하여 불량 밧데리를 선별하는 방법은 다음과 같다.

전술한 바대로 제조공정 중에 캔(1)에 충격이 가해져서 찌그러지거나 크랙이 발생한 경우와 알루미늄 포일(11)이 파손되어 전해액의 누출로 산화작용이 일어나서 밧데리 내부에서 발열에 의하여 자체 온도가 상승하는 등의 불량이 발생할 수 있다.

전자의 경우에 밧데리에 초음파를 발신하면 초음파 빔이 굴절되어 수신이 안되므로 초음파의 수신 여부에 따라 불량품인지를 판단할 수 있다. 후자의 경우에는 불량 배터리에서 발생되는 고열에 의하여 발신된 초음파의 파형이 변형되므로 불안전한 전파가 수신되므로 수신된 초음파의 상태에 따라 불량품인지를 판단할 수 있다.

또, 상기 시스템에서 초음파 발수신부(31)는 제3도 예의 초음파 발수신기(26,27)에서 발신되는 초음파 신호의 증폭 처리와 수신되는 신호의 증폭 처리회로를 포함한 구성으로 이루어져 있고, 광검출부(30)는 역시 발수광소자(24,25)의 구동회로와 발수신 신호의 증폭회로 등을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

또, 상기 제4도는 예의 마이컴(33)에는 제5도 예의 불량 밧데리 선별 처리방법을 구현하는 선별처리 프로그램이 탑재되어 있다.

이 선별처리 프로그램은 먼저 밧데리(22)가 선별 검사대(23)의 소정위치에 도착하였는지를 광검출부(30)를 통하여 감지하여(스텝 101), 도착하지 않았으면 상기 스텝101로 가고 도착하였으면 다음 단계로 가서 초음파 발수신부(31)를 통하여 초음파 신호를 발수신하는 작업(102)을 행한 후 수신된 아날로그 신호를 디지털 데이타로 변환하여(스텝 103), 상기 변환값을 마이컴(33)이 기억하고 있는 기준값과 비교하여(스텝 104)같을 때에는 양품으로 판단하여 다음 공정으로 이송하고(105) 기준값과 일정치 이상 다를 때에는 불량품으로 판단하여 로봇 구동부(34)를 통하여 로봇(28)를 구동하여 불량 밧데리를 집어내어 측로 컨베이어(29)로 옮기는 불량 처리작업을 수행하는(스텝 106)일련의 처리과정으로 이루어져 있다.

이러한 본 발명은 제3도 및 제4도와 같이 컨베이어 라인을 타고 공급되는 조립완성된 밧데리(22)가 이송되는 공정에서, 선별 검사대(23)의 소정 위치에 있는 광검출부(30)의 발광소자(24)에서 발신된 신호가 수광소자(25)에 전달되는 밧데리가 아직 도착되지 않은 것으로 인지하고 밧데리(22)가 도착되면 밧데리가 아직 도착되지 않은 것으로 인지하고 밧데리(22)가 도착되면 밧데리(22)에 발광소자(24)의 빛이 반사되어 수광소자(25)에 전달되지 않으므로 밧데리(22)가 소정 위치에 도달될 것을 인지하게 된다.

이에 따라. 마이컴(33)이 초음파 송수신부(31)를 제어하여 초음파 발신기(26)를 통하여 소정의 초음파를 발사하면 이 초음파가 밧데리(22)에 반사되어 초음파 수신기(27)에 전달된다. 이렇게 초음파 수신기(27)에 전달된 신호는 초음파 발수신부(31)의 증폭 회로 등을 통하여 후단으로 전달한다.

상기 초음파 발신부(31)의 후단에는 에이디컨버터(32)가 있어 검출된 아날로그 신호를 디지털 데이타로 변환시켜 마이컴(33)에 제공한다.

한편, 마이컴(33)에서는 정상상태의 양호한 밧데리에 대한 기준 데이타를 기억하고 있으면서 상기 에이디컨버터(32)에서 제공되는 검출 데이타와 상기 기준 데이타를 비교하여 이 비교결과가 같으면 양품으로 판단하여 밧데리를 다음 공정으로 이송시키고 검출 데이타가 기준 데이타보다 일정치 이상 다르면 불량품정으로 간주하여 로봇 구동부(34)를 통하여 로봇(28)를 구동하여 밧데리를 집어서 측로 컨베이어(29)로 옮기는 불량 밧데리 처리 작업을 수행한다.

한편, 이러한 작업은 제5도 예의 선별처리 프로그램과 함께 수행되는 것이며, 이는 밧데리(22)가 선별 검사대(23)의 소정 위치에 도착하였는지를 광검출부(30)를 통하여 감지하여, 도착하지 않았으면 상기 스텝으로 복귀하고 도착되었으면 초음파 발수신부(31)를 통하여 초음파 발수신 작업을 행한 후 다음 단계로 가서 수신된 아날로그 신호를 디지털 데이타로 변환하고(스텝 101-103), 다음에는 상기 검출된 데이타를 마이컴(33)에 기억되어 있는 기준 데이타와 비교하여 양품 및 불량품 선별처리를 행하게 되는 것이다(스텝 104-스텝 106).

이러한 본 발명은 스파이어럴 밧데리의 자동차 제조 공정에서 완정조립된 밧데리의 양품 및 불량품을 초음파를 이용한 외관 검사법으로 양호히 검사 및 선별처리할 수 있어, 이러한 밧데리 제조 공정의 생산성 향상을 도모함과 함께 그 품질의 신뢰성도 높일 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 컨베이어 라인(21) 상에 전해액 주입장치(22), 밧데리캔 조립 장치 등을 포함하고 있는 스파이어럴 밧데리의 자동화 제조 시스템 있어서, 컨베이어 라인(21)의 소정 부위에 선별 검사대(23)가 설치되어 있고, 이 선별 검사대(23)에는 이송되어 오는 밧데리(22)의 도착 여부를 검출하는 발·수광 수자(24,25)와, 상기 밧데리 검출 결과 밧데리가 소정의 위치에 도착되었으면 밧데리를 향하여 초음파를 발신하고 수신하는 반사형을 사용한 초음파 발·수신기(26,27)가 각각 설치되어 있으며, 또한 상기 선별 검사대(23)의 일측에는 불량 밧데리를 집어서 측로 컨베이어(29)로 옮기는 로보트(28)가 설치되어 있으며, 또 상기 로보트(28)의 일측에는 상기 컨베이어 라인(21)과 어긋난 방향으로 구동되어 로보트(28)가 집어 옮긴 불량품 밧데리를 이송시키는 측로 컨베이어(29)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 불량 밧데리 선별장치.
2. 컨베이어 라인(21)상에 전해액 주입장치, 밧데리캔 조립 장치 등을 포함하고 있는 스파이어럴 밧데리의 자동화 제조 시스템에 있어서, 컨베이어(21)라인의 소정 위치에 설치되어 이송되어 오는 밧데레의 도착 여부를 검출하는 광검출부(30)와, 이 광검출부(30)의 검출 결과에 따라 밧데리가 도착되었으면 초음파 발수신 동작을 수행하는 초음파 발수신부(31)와, 이 초음파 발수신부(31)에 의하여 검출된 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 에이디컨버터(32)와, 이 에이디컨버터(32)에서 제공된 검출 데이타를 입력받아 이미 표준화된 기존 데이타와 비교하여 양품/불량품 선별 작업을 행하는 마이컴(33)과. 이 마이컴(33)의 출력측에 이어져서 마이컴(33)이 불량품으로 판별한 불량 밧데리를 집어서 측로 컨베이어(29)에 옮기는 로봇을 구동시키는 로봇 구동부(34)등을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 불량 밧데리 선별 회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 광검출부(35)는 발광소자(22)의 구동회로와 수광소자(23)의 구동 및 신호 증폭회로로 이루어져 있고, 또 상기 초음파 발수신부(31)는 초음파 발수신기(26,27)에서 발신되는 초음파 신호의 증폭 처리와 수신되는 신호의 증폭 처리 회로 등을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 불량 밧데리 선별 회로.
4. 컨베이어 라인(21)상에 전해액 주입장치, 밧데리캔 조립장치 등을 포함하고 있는 스파이어럴 밧데리의 자동화 제조방법에 있어서, 밧데리(22)가 선별 검사대(23)의 소정위치에 도착하였는지를 광검출부(30)를 통하여 감지하여(스텝 101), 도착하지 않았으면 상기 스텝 101로 가고 도착하였으면 다음 단계로 가서 초음파 발수신부(31)를 통하여 초음파 신호를 발수신하는 작업(102)을 행한 후 수신된 아날로그 신호를 디지털 데이타로 변환하여(스텝 103), 상기 변환값을 마이컴(33)이 기억하고 있는 기준값과 비교하여(스텝 104)같을 때에는 양품으로 판단하여 다음 공정으로 이송하고(105), 기준값과 일정치 이상 다를 때에는 불량품으로 판단하여 로봇 구동부(34)를 통하여 로봇(28)를 구동하여 불량 밧데리를 집어내어 측로 컨베이어(29)로 옮기는 불량 처리작업을 수행하는(스텝 106)일련의 처리과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 불량 밧데리 선별방법.