KR100556301B1

KR100556301B1 - 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치

Info

Publication number: KR100556301B1
Application number: KR1020040000752A
Authority: KR
Inventors: 우인영
Original assignee: 주식회사 이랜텍
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2006-03-03
Also published as: KR20050072354A

Abstract

본 발명은 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 본체의 상부면에 셀취출모듈과, 셀검사모듈과, 셀선별모듈과, 셀수납모듈과, 콘트롤부를 설치하여 구성되는 배터리셀 선별수납장치를 구비하여, 종이셀박스에 수납된 배터리셀을 인출지그에 의해 취출하여 검사대에 공급하는 셀공급단계와; 상기 검사대에 공급된 배터리셀의 전압을 측정하는 셀검사단계; 상기 셀검사단계에서 측정된 전압값에 따라 특성이 동일,유사한 배터리셀을 선별하는 셀선별단계; 및 상기 셀선별단계에서 선별된 배터리셀을 셀박스에 재수납하는 셀수납단계;를 포함하는 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납방법을 구현하므로서, 다수의 배터리셀을 일률적으로 검사함과 아울러 특성이 동일,유사한 배터리셀별로 선별수납하므로서, 작업능률을 향상시킬 수 있고, 선별된 배터리셀을 이용하여 스마트 배터리를 제조하므로서 스마트 배터리의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치{BATTERY CELL SORTING MACHINE}

도 1은 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치의 전체 구성을 보인 평면도이다.

도 2a는 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치에 있어, 셀취출모듈의 구성을 보인 개략도이다.

도 2b는 셀취출모듈에 있어 인출지그의 작동상태를 보인 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치에 있어, 셀검사모듈 및 셀선별모듈의 구성을 보인 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치에 있어, 셀수납모듈의 구성을 보인 개략도이다.

도 5은 본 발명의 배터리셀 선별수납장치의 셀수납모듈에 있어, 수용지그의 작동상태를 보인 구성도이다.

도 6은 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납방법을 설명하기 위한 공정도이다.

<도면주요부위에 대한 부호의 설명>

1 : 배터리셀 선별수납장치 2 : 셀취출모듈

3 : 셀검사모듈 4 : 셀선별모듈

5 : 셀수납모듈 6 : 콘트롤부

11 : 본체 21 : 이송컨베이어

22 : 상하승강구 23 : 인출지그

24,42,52 : X-Y축 작동프레임 31 : 검사대

32,32' : 상,하부 검사핀 41 : 이송지그

43 : 수납대 51 : 수용지그

53 : 셀박스 이송컨베이어 211 : 종이셀박스

231 : 마그네트봉 232 : 스토퍼

233 : 작동실린더 234 : 고정바

235 : 고정판 321 : 수평이동실린더

511 : 고정패널 512 : 이동패널

513 : 마그네트 수용기 514 : 마그네트편

531 : 셀박스 532 : 테이퍼봉

S : 배터리셀

본 발명은 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치에 관한 것이다.

일반적으로, 스마트 배터리(SMART BATTERY)는 배터리자체가 전자제품에 정보를 동적으로 공급함에 따라 실시간에 전력을 효율적으로 관리할 수 있고, 이에 따라 데이터 손실을 막을 수 있는 장점을 가지고 있어, 노트북 컴퓨터 및 캠코더와 같은 각종 휴대용 전자제품에 사용된다.

이와같은 스마트 배터리는 다수의 배터리셀(BATTERY CELL)을 직렬 또는 병렬로 접속하고 보호회로모듈을 연결한 후 패키지화하므로서 팩형태로 제공된다.

이때, 종래 배터리셀은 전극에 플레이트를 용접하기에 앞서 기능검사장치를 통해 전압을 측정하므로서 양품/불량을 검사한다. 이와같은 기능검사장치에서는 배터리셀의 측정전압이 정해진 기준전압범위내에 해당하면 양품으로 판정하고 있다.

하지만, 상기와 같이 전압검사를 거쳐 양품으로 판정된 배터리셀을 사용하여 스마트 배터리를 제조할 경우에는 각 배터리셀이 갖는 특성이 상이하므로, 실제 각 배터리셀의 충전량또한 상이하게 되므로, 결과적으로 볼 때 스마트 배터리의 기능을 저하시키는 요인으로 작용한다.

한편, 기존의 기능검사는 배터리셀을 기능검사장치의 설치홈에 삽입한 후 검사팁을 배터리셀의 전극에 접속하여 전압검사를 하는 작업을 작업자가 일일이 수작업에 의해 수행하고 있다.

이에 따라, 전술한 문제점을 해결하기 위해 기능검사과정에서 동일 또는 유사한 전압값을 갖는 배터리셀을 선별할 경우에는 검사작업시간이 더욱 증가하므로 작업능률이 저하되는 문제점과 함께 작업신뢰도가 저하되는 문제점이 발생된다.

이에, 본 발명은 전술한 종래 스마트 배터리의 배터리셀 검사 및 선별작업에서 발생하는 제반적인 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 다수의 배터리셀을 일률적으로 검사함과 아울러 특성이 동일,유사한 배터리셀별로 선별수납하므로서, 작업능률을 향상시킬 수 있는 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치를 제공함에 있다.

또 다르게는 특성이 동일,유사한 배터리셀을 이용하여 스마트 배터리를 제조하므로서 스마트 배터리의 성능을 향상시킬 수 있는 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

본체;

상기 본체의 상부면 일측에 구비되며, 상하승강구가 일단에 구비되는 이송컨베이어와, X-Y축 작동프레임에 일단이 연결되는 인출지그가 구비되는 셀취출모듈;

상기 셀취출모듈의 일측에 구비되며, 상기 인출지그로부터 배터리셀을 공급받는 검사대와, 상기 검사대의 상,하부에 설치되는 검사핀이 구비되는 셀검사모듈;

상기 검사대의 일측에 소정의 간격을 두고 설치되는 수납대와, 상기 수납대의 상부에 설치되는 X-Y축 작동프레임과 상기 X-Y축 작동프레임에 연결되는 이송지그가 구비되는 셀선별모듈;

상기 각 수납대의 사이 공간상에 설치되며, 셀박스 이송컨베이어와 X-Y축 작동프레임에 연결된 수용지그가 구비되는 셀수납모듈; 및

상기 각 구성부위의 구동을 제어하며 선별된 배터리의 양품/불량여부를 화면에 표시하는 콘트롤부;를 포함하는 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치를 구비하므로서 달성된다.

상기한 배터리셀 선별수납장치를 통해, 셀박스에 수납된 배터리셀을 인출지그에 의해 취출하여 검사대에 공급하는 셀공급단계와; 상기 검사대에 공급된 배터리셀의 전압을 측정하는 셀검사단계; 상기 셀검사단계에서 측정된 전압값에 따라 특성이 동일,유사한 배터리셀을 선별하는 셀선별단계; 및 상기 셀선별단계에서 선별된 배터리셀을 셀박스에 재수납하는 셀수납단계;를 포함하는 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납방법을 구현한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치의 전체 구성을 보인 평면도이고, 도 2a는 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치에 있어, 셀취출모듈의 구성을 보인 개략도이며, 도 2b는 셀취출모듈에 있어 인출지그의 작동상태를 보인 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치에 있어, 셀검사모듈 및 셀선별모듈의 구성을 보인 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치에 있어, 셀수납모듈의 구성을 보인 개략도이며, 도 5은 본 발명의 배터리셀 선별수납장치의 셀수납모듈에 있어, 수용지그의 작동상태를 보인 구성도이다.

도시된 바와같이 본 발명의 배터리셀 선별수납장치(1)는 본체(11)의 상부면 에 셀취출모듈(2)과 셀검사모듈(3)과 셀선별모듈(4)과 셀수납모듈(5)과 콘트롤부(6)를 설치하여 구성된다.

이때, 상기 셀취출모듈(2)은 상기 본체(11)의 상부면 일측에 구비되며, 이송컨베이어(21)와 X-Y축 작동프레임(24)에 일단이 연결되는 인출지그(23)로 구성된다.

이와같은 이송컨베이어(21)는 도 1 내지 도 2a,b에서와 같이 상부 컨베이어와 하부컨베이어로 분할구성되는 구조를 갖되, 상부 컨베이어를 통해 종이셀박스(211)를 공급하고 하부 컨베이어를 통해서는 빈셀박스를 취출하며 이러한 상,하 컨베이어의 일단에는 상,하승강구(22)를 구비하여 배터리셀(S)이 모두 취출된 종이셀박스를 하부 컨베이어로 이송하게 된다.

또한, 상기 인출지그(23)는 작동실린더(233)의 피스톤축에 마그네트봉(231)을 고정하고, 상기 마그네트봉(231)은 스토퍼(232)의 내경을 경유하며 왕복운동을 하도록 구성된다.

이와같은 인출지그(23)는 종이셀박스(211)에 수용된 배터리셀(S)을 단수번에 10개씩 인출할 수 있도록 상기 마그네트봉(231)이 고정된 상기 작동실린더(233) 및 스토퍼(232)를 고정바(234)에 수평배열하여 구성되며, 이러한 고정바(234)의 일단에는 실린더에 의해 승하강되는 고정판(235)을 구비하여 상기 마그네트봉(231)을 통한 배터리셀(S)의 인출시 종이로 된 분할막(도면에 미도시됨.)이 함께 인출되는 현상을 방지하게 된다.

이때, 상기 고정바(234)는 도 2b에서와 같이 그 일단이 X-Y축 작동프레임(24)에 고정설치되어 상기 인출지그(23)를 원하는 수평,수직방향으로 이동시킨다. 이에 따라 상기 인출지그(23)는 상기 X-Y축 작동프레임(24)을 통해 종이셀박스(211)가 위치한 인출위치까지 이동된다.

상기 인출지그(23)가 인출위치로 이동한 후에는 각 작동실린더(233)의 피스톤축을 전개작동시켜 상기 마그네트봉(231)을 상기 스토퍼(232)의 내경에서 돌출시킨다. 이에 따라 상기 마그네트봉(231)의 끝단에는 종이셀박스(211)의 배터리셀(S)이 자력에 의해 부착고정되고, 이 상태에서 상기 X-Y축 작동프레임(24)을 통해 상기 인출지그(23)를 후방으로 이동시키므로서 종이셀박스(211)에서 배터리셀(S)을 인출한다.

이후, 상기 인출지그(23)는 상기 마그네트봉(231)에 배터리셀(S)을 부착고정한 상태로써 상기 X-Y축 작동프레임(24)에 의해 후술하는 셀검사모듈(3)의 검사대(31)까지 이동한 후, 상기 마그네트봉(231)에 부착고정된 배터리셀(S)을 이탈시키기 위해 상기 작동실린더(233)를 삽입작동시킨다.

이와같이 작동실린더(233)를 삽입시키면, 상기 마그네트봉(231)은 상기 스토퍼(232)의 내경에 유입되고, 배터리셀(S)은 스토퍼(232)에 걸리게 되므로 상기 마그네트봉(231)에서 이탈되어 검사대(31)에 안착된다.

따라서, 상기 인출지그(23)는 상기 X-Y축 작동프레임(24)을 후술하는 콘트롤부(6)에 셋팅된 프로그램에 의해 왕복이동토록 하므로서, 이러한 X-Y축 작동프레임(24)에 의해 계속적으로 종이셀박스(211)에 수용된 배터리셀(S)을 후술하는 셀검사모듈(3)에 공급하게 된다.

또한, 상기 셀검사모듈(3)은 상기 셀취출모듈(2)의 일측에 구비되며, 상기 인출지그(23)에 의해 인출된 배터리셀(S)을 공급받는 검사대(31)와 상기 검사대(31)의 일측 상,하부에 설치되는 검사핀(32,32')으로 구성된다. 이와같은 검사대(31)에는 배터리셀(S)을 상기 하부 검사핀(32')이 위치한 부위까지 이송하는 이송수단(도면에 미도시됨.)이 구비되며, 상기 상,하부 검사핀(32,32')은 상기 인출지그(23)와 대응하는 갯수로써 구성된다. 이에 따라, 상기 셀검사모듈(3)에서는 상기 인출지그(23)를 통해 검사대(31)에 공급된 배터리셀(S)을 하부 검사핀(32')까지 이송한 후 배터리셀(S)의 전극에 상,하부 검사핀(32,32')을 접속시켜 전압값을 측정하게 된다.

이때, 상기 상,하부 검사핀(32,32')은 별도의 실린더를 통해 승하강되도록 작동되며, 특히 상부 검사핀(32)은 수평이동실린더(321)를 통해 수평이동된 상태에서 승하강되는 구조를 갖는다.

또한, 상기 셀선별모듈(4)은 상기 검사대(31)의 일측에 소정의 간격을 두고 설치되는 수납대(43)와, 상기 수납대(43)의 상부에 설치되며 X-Y축 작동프레임(42)에 연결되는 이송지그(41)로 구성된다. 이와같은 수납대(43)의 바닥면에는 컨베이어(도면에 미도시됨.)가 구비됨과 아울러 그 내벽 소정부에 감지센서(도면에 미도시됨.)가 설치되고, 상기 이송지그(41)는 전술한 인출지그(23)와 동일한 구조로서 구성된다.

이때, 본 발명에서는 상기 수납대(43)를 5개로써 구비하여 이러한 수납대(43)에 특성이 동일,유사한 배터리셀(S)을 선별수납하게 된다. 바람직하게는 전술한 셀검사모듈(3)에서 검사된 전압값에 따라 3.807~3.809V, 3.810~3.812V, 3.813~3.815V, 3.816~3.825V의 전압값을 갖는 배터리셀(S)을 선별수납하고, 나머지 한개의 수납대에는 검사에러가 발생된 배터리셀(S)을 수납하게 된다.

또한, 상기 이송지그(41)를 통한 배터리셀(S)의 이송작업시에는 배터리셀(S)의 측정전압값에 따라 각 마그네트봉이 개별적으로 작동되어 선별수납을 수행하게 된다.

이에 따라, 상기 셀선별모듈(4)은 상기 셀검사모듈(3)을 통해 검사를 마친 배터리셀(S)을 상기 이송지그(41)를 통해 검사대(31)에서 인출한 상태에서 후술하는 콘트롤부(6)의 제어에 의해 특성이 동일,유사한 배터리셀(S)을 각 수납대(43)에 수납하는 기능을 수행한다.

이와같이 특성에 따라 분류된 상태로써 수납대(43)에 수납된 배터리셀(S)은 수납대(43)에 구비된 컨베이어에 의해 일측으로 이송되며, 이러한 수납대(43)에 10개의 배터리셀(S)이 수납된 경우에는 상기한 감지센서가 이를 감지하게 된다.

한편, 상기 셀수납모듈(5)은 상기 각 수납대(43)의 사이 공간상에 설치되며, 셀박스 이송컨베이어(53)와, X-Y축 작동프레임(52)에 연결되는 수용지그(51)로 구성된다. 이와같은 셀박스 이송컨베이어(53)는 전술한 셀취출모듈(2)의 이송컨베이어(21)와 같이 상부 컨베이어와 하부컨베이어로 분할구성되는 구조를 갖되, 하부 컨베이어를 통해 빈 셀박스(531)를 공급하고 상부 컨베이어를 통해서는 배터리셀(S)이 수납된 셀박스(531)를 취출하며, 이러한 상,하 컨베이어의 일단에는 상,하승강구가 구비된다.

이때, 상기 수용지그(51)는 도 4 내지 도 5에 도시된 바와같이 고정패널(511)을 축으로 이동패널(512)이 실린더에 의해 수평이동하는 구조를 갖고, 상기 이동패널(512)에는 마그네트 수용기(513)가 구비된다. 이와같은 마그네트 수용기(513)는 마그네트편(514)이 설치되는 일단이 상기 고정패널(511)과 이동패널(512)의 사이에 위치하고, 타단은 실린더에 연결되어 전체적으로 승하강작동된다.

또한, 상기 셀박스(531)는 도 4에서와 같이 내부에 다수의 테이퍼봉(532)이 구획설치된 구조를 갖는다. 이와같은 테이퍼봉(532)은 상기 수용지그(51)에 의한 재수납작업시 배터리셀(S)을 가이드하는 역활을 수행한다.

이에 따라, 상기 셀수납모듈(5)은 상기 수납대(43)에 있는 10개의 배터리셀(S)를 상기 수용지그(51)를 통해 파지한 상태로 X-Y축 작동프레임(52)에 의해 셀박스(531)까지 이송한 후, 상기 마그네트 수용기(513)가 하강하여 그 일단에 구비된 마그네트편(514)을 배터리셀(S)의 상단에 부착시킴과 아울러 상기 수용지그(51)의 이동패널(512)이 전개된다. 이와같은 상태에서 수용지그(51)가 하강하면 배터리셀(S)은 상단이 상기 마그네트편(514)에 의해 부착된 상태에서 그 하단이 상기 테이퍼봉(532)을 통해 가이드되며 셀박스(531)에 수납된다.

마지막으로, 상기 콘트롤부(6)는 각 구성부위의 동작을 제어하며, 상기 상,하부 검사핀(32,32')에 의해 검사된 배터리셀(S)의 전압측정값을 화면을 통해 디스플레이한다.

이와같은 콘트롤부(6)는 배터리셀(S)을 취출, 검사, 선별 및 재수납하는 일 련의 작업을 시퀸스제어함과 아울러 작업중 에러가 발생되면 에러상황을 작업자가 인지할 수 있도록 화면에 디스플레이하고, 작업하고자 하는 스마트 배터리의 모델을 지정입력할 수 있도록 구성된다.

이에, 상기와 같은 본 발명에 따른 배터리셀 선별수납장치(1)의 각 구성요소를 통한 배터리셀의 선별수납방법에 대하여 설명한다.

도 6을 참조하면, 우선 종이셀박스(211)에 수납된 배터리셀(S)을 인출지그(23)에 의해 10개 단위로 취출하여 검사대(31)에 공급하는 셀공급단계(S1)를 수행한다.

이후, 셀검사단계(S2)에서는 검사대(31)에 공급된 배터리셀(S)의 전극에 상,하부 검사핀(32,32')을 접속하여 각 배터리셀(S)의 전압을 측정한다. 이때 측정된 전압값은 콘트롤부(6)의 화면상에 디스플레이된다.

이후, 상기 셀검사단계(S2)에서 측정된 전압값에 따라 특성이 동일,유사한 배터리셀(S)을 정해진 수납대(43)에 선별수납하는 셀선별단계(S3)를 거친다. 이와같은 셀선별단계(S3)에서는 수납대(43)에 구비된 감지센서에 의해 10개의 배터리셀(S)이 수납된 상황을 콘트롤부(6)에 전송하게 된다.

마지막으로, 셀수납단계(S4)에서는 상기 수납대(43)에 10개의 배터리셀(S)이 수납된 경우, 수납대에 있는 배터리셀(S)을 셀박스(531)에 재수납하게 된다.

이에 따라 본 발명의 배터리셀(S) 선별수납방법은 전술한 각 단계를 되풀이 하여 특성이 동일,유사한 배터리셀(S)을 셀박스에 선별수납하여 다음 공정으로 이송하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치는 다수의 배터리셀을 일률적으로 검사함과 아울러 특성이 동일,유사한 배터리셀별로 선별수납하므로서, 작업능률을 향상시킬 수 있고, 선별된 배터리셀을 이용하여 스마트 배터리를 제조하므로서 스마트 배터리의 충전성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

본체;

상기 본체의 상부면 일측에 구비되며, 상하승강구가 일단에 구비되는 이송컨베이어와, X-Y축 작동프레임에 일단이 연결되는 인출지그가 구비되는 셀취출모듈;

상기 셀취출모듈의 일측에 구비되며, 상기 인출지그로부터 배터리셀을 공급받는 검사대와, 상기 검사대의 상,하부에 설치되는 검사핀이 구비되는 셀검사모듈;

상기 검사대의 일측에 소정의 간격을 두고 설치되는 수납대와, 상기 수납대의 상부에 설치되는 X-Y축 작동프레임과, 상기 X-Y축 작동프레임에 연결되는 이송지그가 구비되는 셀선별모듈;

상기 각 수납대의 사이 공간상에 설치되며, 일단에 상하이송구가 설치되는 셀박스 이송컨베이어와 X-Y축 작동프레임에 연결된 수용지그가 구비되는 셀수납모듈; 및

상기 각 구성부위의 구동을 제어하며 선별된 배터리의 양품/불량여부를 화면에 표시하는 콘트롤부;를 포함하는 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치.
제 1항에 있어서, 상기 검사핀은 승하강작동되는 상,하부 검사핀으로 분할구성되며, 상기 상부 검사핀은 일단에 수평이동실린더를 설치됨을 특징으로 하는 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치.
제 1항에 있어서, 상기 수용지그는 고정패널을 축으로 이동패널이 실린더에 의해 수평이동하는 구조를 갖고, 상기 이동패널에는 마그네트 수용기가 구비됨을 특징으로 하는 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치.
제 3항에 있어서, 상기 마그네트 수용기는 마그네트편이 설치되는 일단이 상기 고정패널과 이동패널의 사이에 위치하고, 타단에는 실린더가 연결되어 승하강작동됨을 특징으로 하는 스마트 배터리의 배터리셀 선별수납장치.
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