KR101030451B1 - 원통형 이차 전지 튜브 및 와셔 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원통형 이차 전지 튜브 및 와셔 검사 장치에 관한 것으로서, 본 발명에서는 원통형 이차 전지의 튜브 와셔 불량 여부를 검사하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치로서, 원통형 이차 전지를 이송하는 이송부와, 원통형 이차 전지가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감지센서와, 중앙부가 빈 형상을 가지며 주변부에 조명이 부착되며, 상기 원통형 이차 전지의 상면과 수직된 각도에서 광을 조사하는 환형 조명부와, 조명부에서 조사된 광의 일부를 수직으로 반사시킨 후 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부로 입사시켜 반사시키고, 반사된 광의 일부를 원통형 이차 전지의 상면과 평행한 방향으로 투과시키는 반반사 거울과, 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부 및 촬영부로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치가 제공된다.
원통형 이차 전지; 원통형 충방전 전지; 원통형 충전지; 와셔

Description

원통형 이차 전지 튜브 및 와셔 검사 장치{TUBE AND WASHER INSPECTING APPARATUS OF CYLINDER TYPE RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 원통형 이차 전지 튜브 및 와셔 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 원통형 이차 전지의 상면 튜브 및 와셔 외관 검사와 하면 튜브를 수행하는 원통형 이차 전지 튜브 및 와셔 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
리튬 이차 전지는 휴대폰, 노트북 등에 내장되어 사용되고 있으며 최근 몇 년간 제품 수요가 급성장하였으며, 향후 전기 자동차가 상용화되는 시점에서는 자동차 전지 시장도 급성장할 것으로 예상된다.
리튬 2차 전지는 원통형 전지, 각형 전지 등 크게 두 가지로 구분된다. 원통형 전지는 원통형의 외관을 가지며 노트북, 휴대용 가전 제품 등에 내장되어 사용되고 있다. 각형 전지는 넓적한 육면체 형태이며 휴대폰 및 자동차용 전지로 사용된다.
현재 원통형 전지 완제품의 출하 공정은 외관 검사 공정 및 포장 공정으로 구성되어 있다. 외관 검사는 원통형 이차 전지의 외형상에 발생된 흠집을 검사하 는 공정으로서, 이러한 흠집에 의해 이차 전지가 폭발하는 원인이 될 수도 있으며 외형에 생긴 흠집으로 인해 고객사로부터 제품의 신뢰를 의심받는 등의 부작용이 있을 수 있기 때문에 수행된다. 원통형 이차 전지의 외관 검사 공정은 숙련된 인원에 의해 수작업으로 이루어지고 있는 실정이다. 하지만 외관 검사 공정을 작업자의 눈에 의존하여 주관적으로 진행하기 때문에 작업자의 숙련도 및 검사 당시 상태에 따라 검사에 대한 기준이 가변될 수 있는 문제점이 있고 불량이 유출되는 등 품질 문제가 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 원통형 이차 전지의 상면 튜브 및 와셔 외관 검사와 하면 튜브를 자동으로 검사하여 양품, 불량 등의 양불 판정을 객관적으로 처리할 수 있는 원통형 이차 전지 튜브 및 와셔 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적은 원통형 이차 전지의 튜브 와셔 불량 여부를 검사하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치로서, 원통형 이차 전지를 이송하는 제 4 이송부와, 원통형 이차 전지가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감지센서와, 중앙부가 빈 형상을 가지며 주변부에 조명이 부착되며, 상기 원통형 이차 전지의 상면과 수직된 각도에서 광을 조사하는 환형 조명부와, 조명부에서 조사된 광의 일부를 수직으로 반사시킨 후 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부로 입사시켜 반사시키고, 반사된 광의 일부를 원통형 이차 전지의 상면과 평행한 방향으로 투과시키는 반반사 거울과, 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부 및 촬영부로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 및 와셔 검사 장치에 의해 달성 가능하다.
본 발명에 따른 영상 기반 리튬 2차 원형 전지 외관 검사 장치에 의하면, 일정한 검사 기준과 절차에 의해 검사를 수행하기 때문에 균일하고 안정적인 품질의 원통형 이차 전지를 출하할 수 있으며, 고객에게 불량이 유출되는 품질 사고를 최소화할 수 있다. 또한 원형 전지 외관 검사를 단시간에 수행함으로써 제품 생산성이 크게 향상되는 효과도 기대된다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시례에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 검사 대상인 원통형 이차 전지의 사시도이다. 원통형 이차 전지는 전체적으로 원통 형상으로 형성되며 측면 기둥부 전체면과 상하면 일부에는 비닐 재질의 원형 전지를 보호하는 포장재가 감싸는 구조를 갖는다. 이중 측면 기둥부를 감싸는 포장재를 측면(10)이라 하고, 동일한 포장재에 감싸지는 상면 및 하면의 원형 외곽부를 튜브(30)라 칭하기로 한다. 상면 원형 영역에는 가운데 원 형상으로 형성되며 + 극 역할을 하는 메탈부(40)가 노출되고, 메탈부(40)와 상면 튜브(30) 사이 영역에는 원형 전지 상면의 + 극 주변을 감싸고 있는 링 모양의 부품인 와셔(20)가 삽입 형성되는 구성을 갖는다. 원통형 이차 전지(100)에서 상면 메탈(40)을 제외한 나머지 부분은 - 극으로 작용하므로 + 극과 - 극이 쇼트되는 것을 보다 확실히 방지하기 위해 와셔(20)를 삽입하여 사용한다. 하면 영역은 상면 영역보다 단순한 구조를 갖는데 튜브(30)를 제외한 노출된 메탈(10) 부분이 - 극을 형성한다.
다음으로 원통형 이차 전지의 상면 튜브 및 와셔부 검사 장치와 하면 튜브 검사 장치에 대해 설명하기로 한다. 원통형 이차 전지 상면에는 외곽 영역을 덮고 있는 포장재 튜브와 + 단자로 사용되는 메탈부 사이에 끼워지는 와셔부가 사용된다. 원통형 이차 전지 하면은 상면보다 단순한 구조로 구성되는데 하면 외곽 영역을 덮고 있는 포장재 튜브와 - 단자로 사용되는 메탈부로 구성된다. 이러한 튜브부 및 와셔부의 흠집 또한 전지의 외관을 나쁘게 할 뿐만 아니라 폭발 등의 위험성을 가지고 있으므로 정확하게 검사하여야 한다. 튜브부 및 와셔부 검사는 원통형 이차 전지 상하면의 중앙의 메탈부를 제외한 주위 부위에 광을 조사하는 것이 중요하다. 본 발명에서는 중앙부가 빈 환형 조명을 사용하여 튜브부 및 와셔부 검사를 수행하였다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 원통형 이차 전지 상면 튜브부 및 와셔부 검사 장치이다. 도 2에 제시된 튜브부 및 와셔부 검사 장치는 원통형 이차 전지(104, 105, 106)를 이송하는 이송부(57)와, 원통형 이차 전지(104)가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감지센서(470), 원통형 이차 전지(104)의 상면의 둘레 부위에만 광을 조사하고 속이 빈 형상을 갖는 환형 조명부(720), 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부(710)와, 촬영부(710)로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부(760) 및 불량으로 판정된 원통형 이차 전지를 추출하는 추출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
튜브 감지센서는 적외선 센서 등의 광학 센서, 전자식 센서 또는 기계식 센서를 이용하여 용이하게 구현할 수 있으며, 메탈 감지센서 또는 튜브 감지센서는 설치되는 위치를 구분하기 위해 붙여진 이름이며 기능과 구조는 동일 내지는 유사하게 구성할 수 있음은 물론이다. 환형 조명부(720)로는 도면에 도시된 바와 같이 복수 개 LED 조명(721)이 구비된 중심 부분이 빈 환형 조명(720)을 사용하였으며, 촬영부(710)는 환형 조명(720)의 중심 부분의 빈 공간을 통해서 원통형 이차 전지 튜브부 및 와셔부를 촬영하도록 하였다. 광원으로는 직진성이 비교적 좋은 백색 LED 광원을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않고 집중 조명이 가능한 조명이면 족하다.
본 발명에서는 촬영부(710)로 일반 디지털 카메라(즉, 이차원 디지털 카메라)를 사용하였고, 튜브부 불량 판독부(760)는 일반 카메라로 촬영된 영상을 분석하여 원통형 이차 전지(104)의 튜브부 및 와셔부에 흠집이 있는지 여부를 판단하게 된다. 도 2의 구성에서 불량으로 판정된 원통형 이차 전지를 추출하는 추출부에 대해서는 구체적으로 도시하지 않았으나 이송부(57)를 통해 이송 중인 상태에서 불량인 원통형 이차 전지를 추출하는 것은 용이하게 구성할 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 도 2의 원통형 이차 전지 튜브부 및 와셔부 검사 장치의 동작에 대해 살펴보기로 한다. 도 2에 도시된 바와 같이 도면상 우측에서 좌측에서 원통형 이차 전지의 상면이 정면을 바라보는 상태로 차례로 이송된다. 원통형 이차 전지(104)가 촬영 위치에 접근하면 튜브 감지센서가 이를 감지하고, 촬영부(710)에 촬영 신호를 전송한다. 촬영부(710)는 촬영신호에 따라 상면 튜브부 및 와셔부를 촬영하여 해당 영상을 획득하게 된다. 이때 환형 조명부(720)도 촬영신호에 연동하여 검사하고자 하는 원통형 이차 전지(104)가 해당 위치에 도달할 경우에만 조사되도록 할 수도 있으나 이런 방식으로 광을 조사하면 타이밍을 일치시키기 쉽지 않기 때문에 본 발명에서는 환형 조명부(720)를 온 시켜 계속 광을 조사하도록 하였다.
환형 조명부(720)로부터 방사된 광은 원통형 이차 전지(104) 상면 튜브부 및 와셔부에 조사된 후 반사되어 촬영부(710)로 입사된다. 촬영부(710)는 촬영된 메탈부 영상 이미지를 상면 튜브부 불량 판독부(760)로 입력한다. 튜브부 불량 판독부(760)는 원통형 이차 전지(104)의 상면 튜브부 및 와셔부 이차원 영상 분석을 통해 원통형 이차 전지(104)의 상면 튜브부 및 와셔부에 흠집이 있는지 여부를 판단하게 된다. 양품으로 판별된 원통형 이차 전지는 이송 중인 트레이 상에 그대로 놓여두게 하고, 불량으로 판별된 원통형 이차 전지는 이송 중인 트레이로부터 추출하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 원통형 이차 전지 튜브부 및 와셔부 검 사 장치의 개략도이다. 도 3에서는 원통형 이차 전지의 상면 튜브부 및 와셔부 검사 장치(600) 및 하면 메탈부 검사 장치(600')를 모두 도시한 것이다. 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 검사할 때, 이웃하는 원통형 이차 전지의 상면과 하면의 튜브부 및 와셔부를 연달아 검사하도록 구성할 수도 있다. 예를 들어 도 3에 도시된 검사 장치에서 원통형 이차 전지(102)는 상면 튜브부 및 와셔부를 검사하도록 하고, 이웃하는 원통형 이차 전지(103)는 하면 튜브부 및 와셔부를 검사하도록 장치를 구성할 수도 있다. 하지만 이런 방식으로 상면 튜브부 및 와셔부 검사 장치와 하면 튜브부 및 와셔부 검사 장치가 이웃하도록 원통형 이차 전지를 검사할 경우 촬영부(710)에 역광이 발생되어 촬영되는 튜브부 및 와셔부 영상 이미지에 불량이 발생되는 문제점이 있을 수 있다. 예를 들어 102 원통형 이차 전지는 상면 튜브부 및 와셔부를 검사하도록 하고, 103 원통형 이차 전지는 하면 튜브부 및 와셔부를 검사하도록 장치를 설치할 경우, 103 원통형 이차 전지의 하면 튜브부 및 와셔부를 검사하기 위한 조명이 102 원통형 이차 전지의 상면 튜브부 및 와셔부를 검사하는 촬영부(710)에 입사되어 정확한 102 원통형 이차 전지의 상면 튜브부 및 와셔부에 대한 이미지를 획득할 수 없게 된다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 도면에 도시한 바와 같이 상면 튜브부 및 와셔부를 검사하는 장치(600)와 하면 튜브부 및 와셔부를 검사하는 장치(600') 사이의 거리를 충분히 이격시켜 발생할 수 있는 역광 문제를 해결하도록 하였다. 실험적으로 충분한 이격 거리는 도 3에 도시된 바와 같이 하나의 원통형 이차 전지 지름의 한 배 이상 확보하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 원통형 이차 전지 상면 튜브부 및 와셔부 검사 장치이다. 도 4에 제시된 튜브부 및 와셔부 검사 장치는 검사하고자 하는 원통형 이차 전지(102, 103, 104)를 이송하는 이송부(57)와, 원통형 이차 전지(104)가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감지센서(470), 원통형 이차 전지(104)의 상면 둘레 부위에만 광을 조사하고 속이 빈 형상을 갖는 환형 조명부(720)와, 환형 조명부(720)에서 조사된 광의 일부를 수직으로 반사시킨 후 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부로 입사시켜 반사시키고, 반사된 광의 일부를 원통형 이차 전지(104)의 상면과 평행한 방향으로 투과시키는 반반사 거울(900), 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부(710)와, 촬영부(710)로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부(760) 및 불량으로 판정된 원통형 이차 전지를 추출하는 추출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
반반사 거울(900)은 각도를 용이하게 조절할 수 있는 각도 조절부를 별도로 구비하도록 함으로써 조명이 효과적으로 원통형 이차 전지의 상면 둘레에 조사되도록 하였다. 실질적으로 원통형 이차 전지 상면 튜브부 및 와셔부에서 반사된 광의 중심축이 촬영부(710)의 입사각과 정확하게 일치될 경우보다는 약간의 각도를 유지하면서 촬영부(710)로 입사되도록 하는 것이 원통형 이차 전지 상면 튜브부 및 와셔부에 발생되는 흠집을 판별하기에 보다 용이하였다. 이러한 이유로 인해 보다 정확한 튜브부 및 와셔부의 영상을 얻기 위해서는 도 4에 도시된 방향에 설치된 촬 영부(410) 외에 약간의 각도를 유지하면서 설치되는 별도의 촬영부를 추가적으로 더 구비하는 것이 바람직하다.
튜브 감지센서(470)는 적외선 센서 등의 광학 센서, 전자식 센서 또는 기계식 센서를 이용하여 용이하게 구현할 수 있다. 환형 조명부(720)로는 직진성이 비교적 좋은 백색 LED 광원을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않고 집중 조명이 가능한 조명이면 족하다. 환형 조명부(720)로부터 출사된 광을 원통형 이차 전지(104)의 상면 튜브부 및 와셔부에 조사하기 위해 반반사 거울(900)을 사용하는데, 반반사 거울(900)로 인해 광손실이 발생된다. 즉, 100만큼의 에너지가 조명부(420)로부터 반반사 거울(900)로 조사되면, 이중 50 에너지만큼만 원통형 이차 전지의 상면 튜브부 및 와셔부에 조사된다. 상면 튜브부 및 와셔부에서 전반사가 일어난다고 가정할 경우, 50 만큼의 에너지를 가진 광이 상면 튜브부 및 와셔부에서 반반사 거울(900)로 반사되며, 이중 반 정도의 광 조사량이 반반사 거울(900)을 투과함으로써 결국 25만큼의 에너지만이 촬영부(710)로 입사되게 된다.
본 발명에서는 촬영부(710)로 일반 디지털 카메라(즉, 이차원 디지털 카메라)를 사용하였고, 튜브부 불량 판독부(760)는 일반 카메라로 촬영된 영상을 분석하여 원통형 이차 전지(104)의 튜브부 및 와셔부에 흠집이 있는지 여부를 판단하게 된다. 도 4의 구성에서 불량으로 판정된 원통형 이차 전지를 추출하는 추출부에 대해서는 구체적으로 도시하지 않았으나 이송부(57)를 통해 이송 중인 상태에서 불량인 원통형 이차 전지를 해당 트레이(104', 105', 106')에서 제거하는 것은 용이하게 구현할 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 도 4의 원통형 이차 전지 튜브부 및 와셔부 검사 장치의 동작에 대해 살펴보기로 한다. 도 4에 도시된 바와 같이 도면상 우측에서 좌측에서 원통형 이차 전지의 상면이 정면을 바라보는 상태로 차례로 이송된다. 원통형 이차 전지(104)가 촬영 위치에 접근하면 튜브 감지센서(470)가 이를 감지하고, 촬영부(710)에 촬영 신호를 전송한다. 촬영부(710)는 촬영신호에 따라 상면 튜브부 및 와셔부를 촬영하여 해당 영상을 획득하게 된다. 이때 환형 조명부(720)도 촬영신호에 연동하여 검사하고자 하는 원통형 이차 전지(104)가 해당 위치에 도달할 경우에만 조사되도록 할 수도 있으나 이런 방식으로 광을 조사하면 타이밍을 일치시키기 쉽지 않기 때문에 본 발명에서는 환형 조명부(720)가 광을 항상 조사하도록 하였다.
환형 조명부(720)에 조사된 광을 반반사 거울(900)을 이용하여 원통형 이차 전지(104) 상면 튜브부 및 와셔부에 조사된 후 반사되어 촬영부(710)에 입사된다. 촬영부(710)는 촬영된 튜브부 및 와셔부의 영상 이미지를 상면 튜브부 불량 판독부(760)로 입력한다. 튜브부 불량 판독부(760)는 원통형 이차 전지(104)의 상면 튜브부 및 와셔부 이차원 영상 분석을 통해 원통형 이차 전지(104)의 상면 튜브부 및 와셔부에 흠집이 있는지 여부를 판단하게 된다. 양품으로 판별된 원통형 이차 전지는 이송 중인 트레이 상에 그대로 놓여두게 하고, 불량으로 판별된 원통형 이차 전지는 이송 중인 트레이로부터 추출하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 원통형 이차 전지 튜브부 및 와셔부 검 사 장치의 개략도이다. 도 5에서는 원통형 이차 전지의 상면 튜브부 및 와셔부 검사 장치(600) 및 하면 메탈부 검사 장치(600')를 모두 도시한 것이다. 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 검사할 때, 이웃하는 원통형 이차 전지의 상면과 하면의 튜브부 및 와셔부를 연달아 검사하도록 구성할 수도 있다. 예를 들어 도 5에 도시된 검사 장치에서 원통형 이차 전지(102)는 상면 튜브부 및 와셔부를 검사하도록 하고, 이웃하는 원통형 이차 전지(103)는 하면 튜브부 및 와셔부를 검사하도록 장치를 구성할 수도 있다. 하지만 이런 방식으로 상면 튜브부 및 와셔부 검사 장치와 하면 튜브부 및 와셔부 검사 장치가 이웃하도록 원통형 이차 전지를 검사할 경우 촬영부(710)에 역광이 발생되어 촬영되는 튜브부 및 와셔부 영상 이미지에 불량이 발생되는 문제점이 있을 수 있다. 예를 들어 102 원통형 이차 전지는 상면 튜브부 및 와셔부를 검사하도록 하고, 103 원통형 이차 전지는 하면 튜브부 및 와셔부를 검사하도록 장치를 설치할 경우, 103 원통형 이차 전지의 하면 튜브부 및 와셔부를 검사하기 위한 조명이 102 원통형 이차 전지의 상면 튜브부 및 와셔부를 검사하는 촬영부(710)에 입사되어 정확한 102 원통형 이차 전지의 상면 튜브부 및 와셔부에 대한 이미지를 획득할 수 없게 된다. 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 도면에 도시한 바와 같이 상면 튜브부 및 와셔부를 검사하는 장치(600)와 하면 튜브부 및 와셔부를 검사하는 장치(600') 사이의 거리를 충분히 이격시켜 발생할 수 있는 역광 문제를 해결하도록 하였다. 실험적으로 충분한 이격 거리는 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 원통형 이차 전지 지름의 한 배 이상 확보하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.
원통형 튜브 와셔 검사 장치의 환형 조명부(720)는 원형 전지의 상면, 하면의 주변부에 위치한 튜브 및 와셔를 집중적으로 발광시킨다. 튜브 와셔 검사 조명부(720)은 링 형태로 배열된 LED(721)를 포함하고 있으며 각각의 LED는 검사 대상인 원형 전지 상면, 하면의 중심(원의 중심)를 향하도록 LED의 지향 방향이 결정된다. 도 6은 원형 전지의 상면을 검사하는 경우 튜브 와셔 검사 조명부(720)에서 링 형태로 출사된 빔이 원형 전지 상면의 중심부를 지향하도록 하는 설명도이다. 도 6에서 C는 실제 상면 메탈부의 중심(즉, 상면을 구성하는 원의 중심)점을 환형 조명부(720)를 기준으로 약간 멀어지는 위치로 후퇴시킨 가상의 중심점이다. 환형 조명부(720)와 원형 전지와의 거리를 조절하면 환형 조명부(720)에서 링 형태로 출사된 빔은 원형 전지 상면의 주변부만을 집중적으로 발광시킬 수 있다. 그 결과 상면 튜브, 와셔 부분만 집중적으로 발광되고 중심부에 위치한 메탈은 상대적으로 어둡게 보이도록 촬영할 수 있게 된다.
도 7a 및 도 7b는 각각 원통형 튜브 와셔 검사 장치에서 촬영된 상면 튜브 와셔 영상 및 하면 튜브 영상에 대한 일례이다. 와셔 불량 판독부(760)는 영상 처리를 이용하여 불량 여부를 판단하는 검사 프로그램을 구비한다. 촬영부(720)로부터 입력되는 이미지 파일을 이용하여 전체 영상에서 밝기에 따른 경계 영역을 산출하고, 불필요한 검사 영역을 제거하여 검사 대상 영역에 해당되는 영상만을 대상으로 불량 여부를 판단하게 된다. 도 7c는 본 발명에 따른 상면 튜브 및 와셔 불량 검사 장치에서 이루어지는 영상 처리 과정 중의 히스토그램의 일 례로서, 촬영부로부터 입수된 상면 이미지를 이미지 처리하여 히스토그램을 그려 경계선을 추출하기 위한 과정을 보여준다. 도 7c의 영상 히스토그램의 X축은 영상의 밝기를 나타내고, Y축은 해당 밝기를 가지는 픽셀(PIXEL) 수를 나타낸다. 영상의 밝기는 일반적으로 0부터 255 까지의 범위이다. 밝기 0은 최소 밝기이고 시각적으로 검정색에 해당된다. 밝기 255는 최대 밝기이고 시각적으로는 흰색에 해당된다. 픽셀은 영상을 구성하는 기본 요소이다. 예를 들어 카메라의 수평 해상도가 1024이고 수직 해상도가 768인 경우 수평 방향 픽셀 수는 1024이고 수직 방향 픽셀 수는 768이다. 두 번째 밝은 색 피크 부분이 튜브 영역을 나타내고 세 번째 밝은 색 피크 부분은 와셔 영역을 표시한다. 튜브 영역 또는 와셔 영역의 평균 밝기 영역을 도출하고, 이를 이용하여 전체 이미지에서 관심 영역을 설정하고, 관심 영역 내에 밝기가 현저히 상이한 부분이 있는지 여부로부터 불량 여부를 판단하게 된다.
도 8a는 원통형 이차 전지 하면에 불량이 발생된 이미지 영상의 일례이고, 도 8b는 이를 이진화한 영상이다. 도 8b의 이진화된 영상 중에서 관심 영역(예를 들어 튜브 영역) 내의 검정색 부분이 결함 부위이다. 결함 부위를 그 외의 부위와 구분하기 위해 빨강색으로 표시하였고 결함 부위 주변에 원을 표시하였다. 관심 영역 내에 결함 부위가 존재하면 불량이라고 판정되고, 반면 결함 부위가 없는 경우 양품으로 판정된다.
상기에서 본 발명의 바람직한 실시예가 특정 용어들을 사용하여 기술되었지 만 그러한 용어는 오로지 본 발명을 명확히 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 바람직한 실시예 및 기술된 용어는 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것을 자명한 일이다.
도 1은 본 발명의 검사 대상인 원통형 이차 전지의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 원통형 이차 전지 상면 튜브부 및 와셔부 검사 장치도.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예의 원통형 이차 전지 튜브부 및 와셔부 검사 장치의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예의 원통형 이차 전지 상면 튜브부 및 와셔부 검사 장치도.
도 5는 본 발명에 따른 일 실시예의 원통형 이차 전지 튜브부 및 와셔부 검사 장치의 개략도.
도 6은 원형 전지의 상면을 검사하는 경우 튜브 와셔 검사 조명부(720)에서 링 형태로 출사된 빔이 원형 전지 상면의 중심부를 지향하도록 하는 설명도.
도 7a 및 도 7b는 각각 원통형 튜브 와셔 검사 장치에서 촬영된 상면 튜브 와셔 영상 및 하면 튜브 영상에 대한 일례.
도 8a는 원통형 이차 전지 하면에 불량이 발생된 이미지 영상의 일례이고, 도 8b는 이를 이진화한 영상.
***** 도면상의 주요 기호에 대한 간략한 설명 *****
10: 측면 20: 와셔
30: 튜브 40: 메탈
57: 이송부 470: 튜브 감지센서
710: 촬영부 711: 필터
720: 환형 조명부 760: 튜브부 불량 판독부
900: 반반사 거울
101, 102, 103, 104, 105, 106, 107: 원통형 이차 전지
101', 102', 103', 104', 105', 106', 107': 원통형 이차 전지 트레이

Claims (10)

  1. 원통형 이차 전지의 튜브 와셔 불량 여부를 검사하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치로서,
    원통형 이차 전지를 이송하는 이송부;
    상기 원통형 이차 전지가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감지센서;
    중앙부가 빈 형상을 가지며 주변부에 조명이 부착되며, 상기 원통형 이차 전지의 상면과 수직된 각도에서 광을 조사하는 환형 조명부;
    상기 조명부에서 조사된 광의 일부를 수직으로 반사시킨 후 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부로 입사시켜 반사시키고, 반사된 광의 일부를 원통형 이차 전지의 상면과 평행한 방향으로 투과시키는 반반사 거울;
    상기 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 튜브부 불량 판독부의 판독 결과 불량으로 판정되는 원통형 이차 전지 를 추출하는 추출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 촬영부는 이차원 디지털 카메라로 구비되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
  4. 원통형 이차 전지의 튜브 와셔 불량 여부를 검사하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치로서,
    원통형 이차 전지를 이송하는 이송부;
    상기 원통형 이차 전지가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감지센서;
    중앙부가 빈 형상을 가지며 주변부에 조명이 부착되며, 상기 원통형 이차 전지의 상면과 일치된 각도에서 광을 조사하는 환형 조명부;
    상기 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 튜브부 불량 판독부의 판독 결과 불량으로 판정되는 원통형 이차 전지를 추출하는 추출부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 촬영부는 이차원 디지털 카메라로 구비되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
  7. 원통형 이차 전지의 상면 튜브부 및 와셔부 불량 여부를 검사하는 원통형 이차 전지 상면 튜브 와셔 검사 장치 및 원통형 이차 전지의 하면 튜브부 및 와셔부 불량 여부를 검사하는 원통형 이차 전지 하면 튜브 와셔 검사 장치로 이루어지는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치로서,
    상기 원통형 이차 전지 상면 튜브 와셔 검사 장치는
    원통형 이차 전지를 이송하는 이송부;
    상기 원통형 이차 전지가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감 지센서;
    중앙부가 빈 형상을 가지며 주변부에 조명이 부착되며, 상기 원통형 이차 전지의 상면과 수직된 각도에서 광을 조사하는 환형 조명부;
    상기 조명부에서 조사된 광의 일부를 수직으로 반사시킨 후 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부로 입사시켜 반사시키고, 반사된 광의 일부를 원통형 이차 전지의 상면과 평행한 방향으로 투과시키는 반반사 거울;
    상기 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 원통형 이차 전지 하면 튜브 와셔 검사 장치는
    원통형 이차 전지를 이송하는 이송부;
    상기 원통형 이차 전지가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감지센서;
    중앙부가 빈 형상을 가지며 주변부에 조명이 부착되며, 상기 원통형 이차 전지의 상면과 수직된 각도에서 광을 조사하는 환형 조명부;
    상기 조명부에서 조사된 광의 일부를 수직으로 반사시킨 후 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부로 입사시켜 반사시키고, 반사된 광의 일부를 원통형 이차 전지의 상면과 평행한 방향으로 투과시키는 반반사 거울;
    상기 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 원통형 이차 전지 상면 튜브 와셔 검사 장치 및 상기 원통형 이차 전지 하면 튜브 와셔 검사 장치는 상기 원통형 이차 전지를 기준으로 상호 반대 방향에 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 원통형 이차 전지 상면 튜브 와셔 검사 장치 및 상기 원통형 이차 전지 하면 튜브 와셔 검사 장치는 상기 원통형 이차 전지를 기준으로 상호 반대 방향에 설치되되 상기 원통형 이차 전지의 폭의 한 배 이상 떨어진 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
  9. 원통형 이차 전지의 상면 튜브부 및 와셔부 불량 여부를 검사하는 원통형 이차 전지 상면 튜브 와셔 검사 장치 및 원통형 이차 전지의 하면 튜브부 및 와셔부 불량 여부를 검사하는 원통형 이차 전지 하면 튜브 와셔 검사 장치로 이루어지는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치로서,
    상기 원통형 이차 전지 상면 튜브 와셔 검사 장치는
    원통형 이차 전지를 이송하는 이송부;
    상기 원통형 이차 전지가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감 지센서;
    중앙부가 빈 형상을 가지며 주변부에 조명이 부착되며, 상기 원통형 이차 전지의 상면과 일치된 각도에서 광을 조사하는 환형 조명부;
    상기 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 원통형 이차 전지 하면 튜브 와셔 검사 장치는
    원통형 이차 전지를 이송하는 이송부;
    상기 원통형 이차 전지가 촬영 위치에 도달하였음을 감지하는 튜브 감지센서;
    중앙부가 빈 형상을 가지며 주변부에 조명이 부착되며, 상기 원통형 이차 전지의 상면과 일치된 각도에서 광을 조사하는 환형 조명부;
    상기 원통형 이차 전지의 튜브부 및 와셔부를 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부로부터 입력되는 영상 이미지를 획득한 후 이를 분석하여 불량 여부를 판단하는 튜브부 불량 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 원통형 이차 전지 상면 튜브 와셔 검사 장치 및 상기 원통형 이차 전지 하면 튜브 와셔 검사 장치는 상기 원통형 이차 전지를 기준으로 상호 반대 방향에 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 원통형 이차 전지 상면 튜브 와셔 검사 장치 및 상기 원통형 이차 전지 하면 튜브 와셔 검사 장치는 상기 원통형 이차 전지를 기준으로 상호 반대 방향에 설치되되 상기 원통형 이차 전지의 폭의 한 배 이상 떨어진 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차 전지 튜브 와셔 검사 장치.
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