KR101167096B1 - 팩 외관 검사 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

팩(특히 전지팩)의 외관(특히 크기, 두께 등)을 자동으로 검사하여 양호/불량을 판정할 수 있는 팩 외관 검사 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 의하면, 양품 팩으로부터 측정된 검사 항목의 외관 정보를 기준값으로 저장해둔다. 이후 검사 대상 팩의 외관을 스캔하여 팩의 스캔된 외관 이미지에서 검사 항목의 크기 정보를 추출한다. 그리고 추출된 크기 정보를 양품 팩으로부터 측정된 기준값과 비교하여 해당 팩의 양호 또는 불량을 판정한다. 여기서 팩의 크기 정보는, 경계선 검출 방식으로 검출된 두 지점 사이의 픽셀 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값이다.

Description

팩 외관 검사 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INSPECTING APPEARANCE OF PACK}
본 발명은 팩 외관 검사 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전지팩의 외관(특히 크기(Dimension), 두께(Thickness) 등)을 자동으로 검사하여 양호/불량을 판정할 수 있는 팩 외관 검사 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
전지가 없는 현대 생활은 상상할 수 없다. 휴대전화, TV 리모컨, 디지털 카메라를 비롯하여 노트북 컴퓨터에 이르기까지 전지를 필수 불가결하게 이용해야만 하는 생활에 젖어 있다.
전지의 종류에는 한번 사용한 후에는 폐기처분 하는 1차 전지와 여러 번 반복해서 사용 가능한 2차 전지가 있다. 한번 사용하면 폐기하는 1차 전지의 종류로는 알칼리 전지, 수은 전지, 리튬 1차 전지 등 여러 가지가 있다. 충전을 해서 반복 사용하는 2차 전지에는 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소전지, 리튬이온 전지 등 여러 가지가 있다.
2차 전지는 한번 쓰고 버리는 1차 전지와는 달리, 전기를 저장했다가 반복사용이 가능한 전지다. 2차 전지는 모바일 IT 혁명을 가져온 계기이기도 하고, 기후변화협약 등 환경문제 해결에 대응한 녹색기술과 첨단 융합산업의 Key Technology이다. 또한 세계시장이 급속히 확대되는 신수종 산업 중 하나로 평가받고 있고, 전기설비 없이도 전기에너지 사용이 가능한 편리성으로 사용범위도 점차 확대되고 있다. 워크맨에서 시작해 캠코더, 카메라, 노트북, 게임기 등에 사용됐고, 최근에 나온 스마트폰도 2차 전지가 있기에 가능했다. 현재는 전기자동차 개발 등이 가속도를 내면서 중대형 2차 전지 시장이 뜨겁게 달궈지고 있다. 2차 전지 시장은 모바일 IT 중심의 소형에서 자동차용, 에너지 저장설비 등의 중대형으로 급속히 재편중이고, 세계시장도 확대 추세에 있다.
현재 전지 완제품의 출하 공정은 외관 검사 공정 및 포장 공정으로 구성되어 있다. 외관 검사는 전지팩의 외형상에 발생된 흠집을 검사하는 공정으로서, 이러한 흠집에 의해 전지팩이 폭발하는 원인이 될 수도 있으며 외형에 생긴 흠집으로 인해 제품의 신뢰를 의심받는 등의 부작용이 있을 수 있기 때문에 사전 작업이 반드시 필요하다.
현재 전지팩의 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. 이처럼 육안 검사 공정은 검사원의 판단에 전적으로 의지하기 때문에 검사결과에 대한 신뢰성이 떨어져 전지팩 외관 검사의 완벽한 보증을 담보하기 어렵다.
비록 카메라 비전시스템 형태의 외관 검사 장치를 이용하여 전지팩의 불량 여부를 확인(카메라를 통해 영상을 입력받아 전지팩의 불량을 검출)하는 일부 시도가 있었지만, 이는 영상의 연속적인 입력을 위해 구동부의 움직임이 필수적으로 필요하며, 카메라로부터 선명한 영상을 입력받기 위한 대기시간이 필요하다. 따라서 전지팩의 외관을 검사하는데 많은 시간이 소요되었으며, 사람의 육안에 의한 검사에 비해 고비용, 저효율이라는 한계를 드러냈다.
한국공개특허공보 2006-0027250호(2006.03.27 공개)
따라서 본 발명은 팩의 외관(특히 크기, 두께 등)을 자동으로 검사하여 양호/불량을 판정할 수 있는 팩 외관 검사 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
팩(특히 전지팩)의 외관(특히 크기, 두께 등)을 자동으로 검사하여 양호/불량을 판정할 수 있는 팩 외관 검사 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 의하면, 양품 팩으로부터 측정된 검사 항목의 외관 정보를 기준값으로 저장해둔다. 이후 검사 대상 팩의 외관을 스캔하여 팩의 스캔된 외관 이미지에서 검사 항목의 크기 정보를 추출한다. 그리고 추출된 크기 정보를 양품 팩으로부터 측정된 기준값과 비교하여 해당 팩의 양호 또는 불량을 판정한다. 여기서 팩의 크기 정보는, 경계선 검출 방식으로 검출된 두 지점 사이의 픽셀 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값이다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 전지팩 등의 외관(특히 크기, 두께 등) 불량 여부를 고속으로 정확하게 검사할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 팩 외관 검사 장치에 대한 구성도,
도 2a 및 도 2b는 도 1의 팩 외관 검사 장치에 대한 사시도,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따라 전지팩의 크기, 두께 검사를 위한 에지 검출 과정을 보여주는 설명도,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일실시예에 따라 전지팩의 두께(/넓이) 검사 과정을 보여주는 설명도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따라 전지팩 외관 검사 화면을 도시한 도면이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 팩 외관 검사 장치에 대한 구성도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 팩 외관 검사 장치에 대한 사시도이다. 또한, 도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시예에 따라 전지팩의 크기 검사를 위한 에지 검출 과정을 보여주는 설명도이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따라 전지팩의 두께(/넓이) 검사 과정을 보여주는 설명도이다. 그리고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 전지팩 외관 검사 화면을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 팩 외관 검사 장치(이하 '전지팩 외관 검사 장치'라 함)(100)는, 전지팩의 제조 공정상에 발생할 수 있는 불량 여부를 고속으로 정확히 검사할 수 있는 것으로서, 전지팩의 외관(특히 크기, 두께(/넓이), 바코드 등)을 검사하기 위한 검사부(110), 검사부(110)와 그의 주변기기를 관리하기 위한 장치 관리부(120)를 포함한다.
구체적으로, 장치 관리부(120)는 외관 검사 대상의 전지팩(1차 전지팩 or 2차 전지팩)를 이동시킨다. 이때, 장치 관리부(120)의 제어에 의해 검사부(110)는 전지팩 외관(특히 크기 등)에 대한 검사를 수행하여 각 전지팩의 불량 여부를 판단한다. 이후, 장치 관리부(120)는 해당 전지팩의 양호/불량 상태를 나타내는 결과 데이터를 도 5a 및 도 5b와 같이 생성하여 사용자에게 알려준다. 일실시예에 있어서, 검사부(110)는 전지팩 외관(특히 크기 등)에 대한 검사만을 수행하고, 장치 관리부(120)가 검사 결과(하기 '스캔 이미지'에서 측정된 전지팩 외관 정보)를 기준값(실제 양품 전지팩에서 측정된 전지팩 외관 정보)과 비교하여 전지팩의 양호/불량을 판단하여 그 결과를 관리자에게 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 검사부(110)는 전지팩 외관(특히 크기 등)에 대한 검사를 수행한 후 장치 관리부(120)가 제공하는 기준값과 비교하여 전지팩의 양호/불량을 판단하여 그 결과를 장치 관리부(120)로 전달하고, 장치 관리부(120)가 불량 여부를 관리자에게 제공할 수도 있다.
여기서는 설명의 편의상 전지팩에 대한 외관 검사를 수행하는 경우에 대해서만 설명하나, 이에 한정되지 않고 일반적인 반도체칩 외관의 경우에도 적용될 수 있음을 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
외관 검사 장치(100)의 검사부(110)는 카메라부(111), 조명부(112) 및 외관 검사부(113)를 포함한다.
카메라부(111)는 전지팩의 정렬과 검사를 위한 영상을 수직 방향에서 스캔한다. 이를 위해, 카메라부(111)는 전지팩의 정렬을 위한 에어리어 카메라(area camera; 111a), 전지팩의 검사를 위한 라인스캔 카메라(line scan camera; 111b) 및 현미경 광학계(microscope system; 111c) 등을 구비할 수 있다.
에어리어 카메라(111a)는 전지팩의 전체 면적을 스캔하여 정렬 기준점을 확인한다. 이때, 에어리어 카메라(111a)는 전지팩의 식별정보를 인식하는데, 일례로, 바코드 방식으로 인식할 수 있다. 또한, 라인스캔 카메라(111b)는 전지팩에 대해 고속으로 고감도 스캔을 위해 TDI(Time Delay Integration) 방식을 적용하며, 하부에 현미경 광학계(111c)를 결합하여 전지팩을 고배율로 스캔한다. 이와 같이, 라인스캔 카메라(111b) 및 현미경 광학계(111c)는 전지팩에 대한 불량 여부를 검사할 때 불량을 고속으로 정확하게 검사하여 신뢰성을 보장한다.
카메라부(111)를 통해 도 3a 또는 도 3b와 같은 방식으로 전지팩의 크기 및 바코드를 측정할 수 있다.
조명부(112)는 카메라부(111)의 스캔시에 전지팩이 보이도록 적절한 빛을 조사한다. 여기서, 조명부(112)는 카메라부(111)와 이격 배치하는 것이 바람직하다. 이는 조명부(112)로부터 발생된 열이 카메라부(111)에 영향을 미치지 않아 카메라부(111)의 오작동 또는 고장을 방지하기 위함이다.
또한, 조명부(112)는 전지팩에 대해 빛의 조사 각도(즉, 0°～90°), 빛의 밝기 등을 조절할 수 있기 때문에, 카메라부(111)에 의해 전지팩이 최적 환경에서 스캔될 수 있도록 한다.
여기서, 외관 검사부(113)는 후술할 장치 관리부(120)의 제어부(121)의 일부 기능으로 포함될 수도 있으나, 설명의 편의상 제어부(121)와 독립된 기능으로 구분하여 설명한다.
외관 검사부(113)는 카메라부(111)의 라인스캔 카메라(111b), 조명부(112)를 제어하여, 전지팩의 외관(크기, 두께(/넓이), 바코드 등)을 검사한다. 즉, 외관 검사부(113)는 카메라부(111)의 라인스캔 카메라(111b)를 통해 스캔된 전지팩의 이미지(이하 "스캔 이미지"라 함)로부터 측정된 전지팩 외관 정보를 양품 전지팩으로부터 측정된 전지팩 외관 정보(기준값)와 비교하여 양호 또는 불량을 판별한다. 이때, 외관 검사부(113)는 라인스캔 카메라(111b)를 통해 스캔된 전지팩의 분석결과로서 양호/불량 상태를 나타낸 결과 데이터를 생성하여 장치 관리부(120)의 제어부(121)로 전달한다. 여기서 비교 대상의 '양품 전지팩으로부터 측정된 전지팩 외관 정보'는 장치 관리자(120)의 제어부(112)가 외관 검사부(113)에 제공하는 기준값이며, 실제 양품 전지팩으로부터 측정된 결과가 저장부(123)에 미리 저장되어 있다. 즉 양호/불량 상태를 나타낸 결과 데이터를 생성하는 주체가 검사부(110)의 외관 검사부(113)가 된다.
한편 전술한 바와 같이 외관 검사부(113)는 전지팩 외관에 대한 검사만을 수행한 후 이 검사 결과를 장치 관리부(120)의 제어부(121)로 전달하고, 장치 관리부(120)의 제어부(121)가 스캔 이미지로부터 측정된 전지팩 외관 정보를 양품 전지팩으로부터 측정된 전지팩 외관 정보(기준값)와 비교하여 전지팩의 양호/불량을 판단할 수도 있다. 즉 양호/불량 상태를 나타낸 결과 데이터를 생성하는 주체가 장치 관리부(120)의 제어부(121)가 된다.
장치 관리부(120)는 제어부(121), 구동부(122), 전지팩 테이블(122a), 승강 적재부(122b), 하강 적재부(122c), 저장부(123), 사용자 인터페이스부(124)를 포함한다.
제어부(121)는 전지팩의 정렬, 이동 및 검사를 위한 각 구성요소에서 이루어지는 일련의 과정을 제어한다.
먼저, 제어부(121)는 구동부(122)를 제어하여 승강 적재부(122b)의 전지팩을 전지팩 테이블(122a)로 로딩한다. 이때, 제어부(121)는 전지팩 테이블(122a)을 제어하여 전지팩을 고정(예컨대 진공흡착 방식으로 고정)하면서 카메라부(111)의 에어리어 카메라(111a) 하부로 이동시킨다.
이후, 제어부(121)는 카메라부(111)의 에어리어 카메라(111a)에 의해 스캔된 이미지에 기초하여 전지팩의 정렬 기준점을 확인한 후 전지팩 테이블(122a)을 정렬시킨다. 즉, 제어부(121)는 이송방향과 나란하게 전지팩을 정렬한다. 이때, 제어부(121)는 에어리어 카메라(111a)로부터 스캔된 이미지를 기초로 정렬 기준점을 확인하는 방식의 일례로서, 스캔 면적의 영역을 위치 및 조명분포에 따라 구분하여 전체의 휘도 평균과 세분화된 평균에 차이를 미분 알고리즘을 적용하여 정렬 위치를 확인한다.
부가적으로, 관리자는 에어리어 카메라(111a)로부터 스캔된 이미지를 모니터로 확인하면서 전지팩 테이블(122a)을 조이스틱으로 조정해 전지팩을 정렬할 수도 있다.
제어부(121)는 전지팩을 검사하기 위해 구동부(122)를 제어하여 전지팩 테이블(122a)을 카메라부(111)의 라인스캔 카메라(111b) 하부로 위치시킨다. 이후, 제어부(121)는 검사부(110)에 의해 전지팩에 대한 검사가 진행될 수 있도록 구동부(122)를 제어하여 전지팩 테이블(122a)을 일정한 속도로 이동시킨다. 이때, 제어부(121)는 전지팩 외관 검사에 대한 시작신호 및 종료신호를 검사부(110)로 제공한다.
다음으로, 제어부(121)는 구동부(122)를 제어하여 하강 적재부(122c)의 전지팩을 전지팩 테이블(122a)로부터 언로딩한다. 이때, 제어부(121)는 전지팩 테이블(122a)을 제어하여 전지팩을 해제(예컨대 진공흡착을 통해 해제)한다.
구동부(122)는 전지팩 테이블(122a) 및 승강 및 하강 적재부(122b,122c)의 구동을 위한 모터이다.
구체적으로, 전지팩 테이블(122a)에는 구동부(122)로서, X-Y 방향 각각으로 이동하기 위한 2개의 서보 모터(servo motor)가 연결되며, 일정 각도(θ)로 회전하기 위한 1개의 스텝 모터(step motor)가 연결된다. 이와 같이, 전지팩 테이블(122a)은 전지팩을 정렬 또는 이동하도록, X-Y 방향으로 직선운동하거나, θ 방향으로 회전운동할 수 있다. 또한, 구동부(122)는 승강 적재부(122b) 및 하강 적재부(122c) 각각을 구동시키며, X 또는 Y 방향으로 이동하기 위한 1개의 서보 모터가 연결되며, Z 방향으로 이동하기 위한 1개의 스텝 모터가 연결된다. 이와 같이, 구동부(122)는 전지팩을 승강(loading) 또는 하강(unloading)하도록, X 또는 Y 방향으로 직선운동하거나, Z 방향으로 직선운동할 수 있다.
전지팩 테이블(122a)은 전지팩의 정렬 및 이동을 위하여, 직선운동을 위한 X-Y 방향 각각에 대해 움직이는 X-Y 스테이지와 회전운동을 위한 일정 각도(즉, θ 방향)로 회전하는 θ 스테이지로 구성된다. 여기서, 전지팩 테이블(122a)은 X-Y 스테이지 상에 θ 스테이지를 배치하며, θ 스테이지 상에 전지팩을 위치시킨다. 이때, 전지팩 테이블(122a)은 전지팩을 고정(예컨대 진공 흡착 방식으로 고정)한다.
전지팩 테이블(122a)은 카메라부(111)의 에어리어 스캔시에 전지팩을 검사 시작점으로 정렬한다. 이때, 전지팩 테이블(122a)은 제어부(121)에 의해 제어되는 구동부(122)에 의해 X 방향, Y 방향 및 θ 방향으로 움직인다.
특히, 전지팩 테이블(122a)은 전지팩을 검사하기 위해 카메라부(111)의 라인스캔시에 각 전지팩의 영상이 입력될 수 있도록 일정한 속도를 유지하며 이동한다. 이때, 전지팩 테이블(122a)은 제어부(121)에 의해 제어되는 구동부(122)에 의해 X 방향으로 이동한다.
승강 적재부(122b)는 전지팩을 전지팩 테이블(122a)로 로딩하고, 하강 적재부(122c)는 전지팩 테이블(122a)에서 검사를 마친 전지팩을 언로딩한다.
저장부(123)에는 비교 대상의 '실제 양품 전지팩으로부터 측정된 전지팩 외관 정보(기준값)'가 사전에 저장되며, 스캔 이미지로부터 측정된 전지팩 외관 정보와 양품 전지팩으로부터 측정된 전지팩 외관 정보(기준값)를 비교한 결과인 양호/불량 상태를 나타낸 결과 데이터가 차후 저장된다.
제어부(121) 또는 외관 검사부(113)는 스캔 이미지로부터 측정된 전지팩 외관 정보와 양품 전지팩으로부터 측정된 전지팩 외관 정보(기준값)를 비교 분석한 결과로서 양호/불량 상태를 나타낸 결과 데이터를 생성한다.
또한, 제어부(121) 또는 외관 검사부(113)는 전지팩에 마킹된 식별정보를 확인하여 해당 전지팩에 대한 불량 여부 결과 데이터를 확인할 수 있다. 일례로, 제어부(121) 또는 외관 검사부(113)는 카메라부(111)를 통해 전지팩에 바코드로 마킹된 식별정보를 인식한다.
사용자 인터페이스부(124)는 외관 검사 장치(100)의 검사부(110) 및 장치 관리부(120)를 제어하여 전지팩에 대한 외관 검사를 수행하기 위한 사용자 환경을 제공한다. 일례로, 사용자 인터페이스부(124)는 전지팩의 양호/불량 결과를 관리자에게 제공할 수 있다.
사용자 인터페이스부(124)는 기본적으로 외관 검사 장치(100)에 대한 관리자의 접근 환경을 제공하기 위한 입출력 장치(즉, 터치스크린, 모니터, 키보드, 마우스, 조이스틱 등)를 연결한다.
외관 검사부(113)가 스캔 이미지에서 검사 항목을 추출하는 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 검사 항목으로는 전지팩의 크기, 두께(/넓이), 바코드 판독 등이 있을 수 있다.
일실시예에 있어서, 스캔된 이미지에서 경계선(Edge) 검출 방식을 이용하여 전지팩의 크기를 측정한다. 전지팩의 크기 정보는, 스캔된 외관 이미지에서 각 픽셀의 휘도값을 구하고, 이렇게 구한 휘도값과 설정된 휘도값을 비교하여 만족하는 휘도값을 갖는 픽셀을 찾아 2개의 1차 경계선을 검출하고, 1차 경계선 전후 소정의 픽셀들(서브 픽셀 적용구간) 중에서 가장 큰 휘도값 차이를 가진 픽셀을 각각 실제 경계선으로 검출하고, 2개의 실제 경계선 사이에 있는 픽셀의 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값이다.
전지팩의 크기를 측정하는 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 먼저 도 3a와 같이 전지팩을 스캔하면, 스캔된 이미지(도 3b 참조)는 예컨대 각 픽셀당 0~255 사이의 값을 가질 수 있다. 또한 이미지 한 장의 최대 픽셀 수는 보통 8192×8000가 될 수 있다. (가로×세로, 가로 사이즈의 경우 적용된 카메라 사양에 따라 달라진다. 세로의 경우 프로그램에서 임의로 변동 가능)
스캔된 이미지(도 3b 참조)에서 한 픽셀씩 휘도 값을 구한다. 그리고 이렇게 구한 휘도값과 설정된 휘도값을 비교해 조건을 만족하는 휘도값을 갖는 픽셀을 찾아 1차 경계선(Edge)으로 검출한다. 여기서 설정된 휘도값은 전지팩의 평균 휘도값이 될 수 있다. 예컨대 스캔된 이미지의 각 픽셀의 휘도값을 순차적으로 검사하다보면 전지팩의 평균 휘도값에 인접한 휘도값을 갖는 픽셀이 나타날 수 있다. 이 픽셀을 1차 경계선으로 산출한다. 도 3b에서 서브 픽셀 적용 구간은 1차 경계선을 중심으로 예컨대 전/후 10픽셀을 적용한다(도3b에서는 전/후 2픽셀을 적용하여 해당 1차 경계선의 픽셀을 포함하여 5픽셀이 서브 픽셀의 적용구간이 됨).
이후 서브 픽셀 적용구간에서 각 픽셀의 휘도값을 비교하여 가장 큰 차이를 보이는 휘도값을 가진 픽셀을 실제 경계선으로 검출한다. 예컨대 도 3b의 서브 픽셀이 적용된 이미지에서 도 3c의 일차 미분 방식, 즉 Dx=f(x)-f(x-1)를 이용하여 실제 경계선을 검출한다. 미분 방식으로 경계선을 검출하면, 절대 방식에 비교해 조도 밝기에 민감하지 않고, 오차 범위는 0.5~1픽셀 이하이다.
이와 같은 방식으로 도 3d의 2개의 서브 픽셀 적용구간에서 각각 기울기가 가장 큰 지점을 경계선으로 검출하고, 경계선 사이에 있는 픽셀 개수와 해상도(Reslution)를 곱하여 전지팩의 크기 데이터(Dimension Data)를 구한다.
제어부(121) 또는 외관 검사부(113)는 이와 같이 스캔 이미지로부터 측정된 전지팩의 크기 데이터를 양품 전지팩로부터 측정된 기준값과 비교 분석하여 전지팩의 외관 상태를 양호/불량으로 판단한다. 이때 입력 기준치를 μm 단위로 정하고, 허용치(+/-)를 둔다.
여기서 기준값은 양품 전지팩으로부터 경계선 검출 방식으로 구한 크기 데이터의 최소값(Spec Min)/최대값(Sec Max)이다. 스캔된 이미지에서 구한 전지팩의 크기 데이터(Dimension Data)가 기준값인 최소값과 최대값 사이에 있으면 양품 전지팩으로 판정하고, 그렇지 않으면 불량 전지팩으로 판정한다.
한편 전지팩의 두께(/넓이)를 측정하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 전지팩의 두께(/넓이)는 비접촉식으로 측정하며, 4개의 고정밀 2D 레이저 변위센서를 사용하여 전지의 두께(/넓이)를 측정할 수 있다. 예컨대 도 4c 및 도 4d와 같이 상/하 2개씩 센서를 두어 전지팩의 두께(/넓이)를 측정할 수 있다. 도4c는 전면을 나타내고 도 4d는 측면을 나타낸다. 예컨대 최초 5mm로 정밀 가공된 Jig를 이용하여 5mm에 해당하는 offset을 잡고, 측정하고자 하는 전지팩을 전지팩 테이블(122a)에 올려 레이저 빔 사이를 통과하여 생성된 데이터를 이용하여 양불 판정을 위한 최소, 최대, 평균값을 구한다. 이때 평균값을 구하는 이유는 두께(/넓이) 측정시 도 4a와 같이 레이저빔을 이용하여 측정할 수 있는데, 하나의 전지팩에서 수집되는 데이터는 수천~수만 개가 된다. 레이저빔의 특성상 대상물의 표면상태에 따라 튀는 값이 있을 수 있다. 판단의 정확성을 위해서 양호/불량 판단은 평균값을 기준으로 한다. 또한, 도 4b와 같이 PPHG type으로 측정할 수도 있다.
제어부(121) 또는 외관 검사부(113)는 이와 같이 스캔 이미지로부터 측정된 전지팩의 두께(/넓이)를 양품 전지팩으로부터 측정된 기준값과 비교 분석하여 전지팩의 외관 상태를 양호/불량으로 판단한다.
또한 바코드 판독 과정을 살펴보면, 상기 측정 과정에서 얻어진 기준점을 기준으로 바코드 영역만 자르고, 영상처리 모듈을 사용하여 바코드를 인식한다. 바코드는 측정된 값을 저장하기 위한 ID로 사용이 된다. 해당 ID를 기준으로 모든 측정 데이터를 기록한다. 만약 영상처리 모듈에서 인식할 수 없는 바코드로 확인이 되면 불량 전지팩으로 처리한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
110: 검사부 111: 카메라부
112: 조명부 113: 외관 검사부
120: 장치 관리부 121: 제어부
122: 구동부 122a: 전지팩 테이블
122b: 승강 적재부 122c: 하강 적재부
123: 저장부 124: 사용자 인터페이스부

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 팩 외관 검사 장치로서,
    검사대상 전지팩의 외관을 스캔하기 위한 카메라부;
    상기 전지팩에 빛을 조사하기 위한 조명부; 및
    상기 전지팩의 스캔된 외관 이미지에서 검사 항목의 크기 정보를 추출하고, 추출된 크기 정보를 양품 전지팩으로부터 기 측정되어 저장된 기준값과 비교하여 해당 전지팩의 양호 또는 불량을 판정하는 외관 검사부;를 포함하되,
    상기 기준값은, 양품 전지팩로부터 사전에 경계선 검출 방식으로 검출된 두 지점 사이의 픽셀 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값의 최소/최대값이고,
    상기 크기 정보는, 경계선 검출 방식으로 검출된 두 지점 사이의 픽셀 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값으로서, 상기 스캔된 외관 이미지에서 각 픽셀의 휘도값을 구하고, 구한 휘도값과 설정된 휘도값을 비교하여 만족하는 휘도값을 갖는 픽셀을 찾아 2개의 1차 경계선을 검출하고, 1차 경계선 전후 소정의 픽셀들 중에서 가장 큰 휘도값 차이를 가진 픽셀을 각각 실제 경계선으로 검출하고, 2개의 실제 경계선 사이에 있는 픽셀의 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값인 것을 특징으로 하는, 팩 외관 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전지팩을 스캔할 수 있도록 정렬한 후 이송하며, 상기 기준값을 상기 외관 검사부로 제공하고, 상기 외관 검사부의 전지팩 외관 판정 결과를 제공하는 장치 관리부를 더 포함하는 팩 외관 검사 장치.
  5. 팩 외관 검사 장치로서,
    검사대상 전지팩의 외관을 스캔하기 위한 카메라부;
    상기 전지팩에 빛을 조사하기 위한 조명부;
    상기 전지팩의 스캔된 외관 이미지에서 검사 항목의 크기 정보를 추출하는 외관 검사부; 및
    상기 전지팩을 스캔할 수 있도록 정렬한 후 이송하며, 상기 추출된 크기 정보를 양품 전지팩으로부터 기 측정되어 저장된 기준값과 비교하여 해당 전지팩의 양호 또는 불량을 판정하여 전지팩 외관 판정 결과를 제공하는 장치 관리부;를 포함하되,
    상기 기준값은, 양품 전지팩로부터 사전에 경계선 검출 방식으로 검출된 두 지점 사이의 픽셀 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값의 최소/최대값이고,
    상기 크기 정보는, 경계선 검출 방식으로 검출된 두 지점 사이의 픽셀 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값으로서, 상기 스캔된 외관 이미지에서 각 픽셀의 휘도값을 구하고, 구한 휘도값과 설정된 휘도값을 비교하여 만족하는 휘도값을 갖는 픽셀을 찾아 2개의 1차 경계선을 검출하고, 1차 경계선 전후 소정의 픽셀들 중에서 가장 큰 휘도값 차이를 가진 픽셀을 각각 실제 경계선으로 검출하고, 2개의 실제 경계선 사이에 있는 픽셀의 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값인 것을 특징으로 하는, 팩 외관 검사 장치.
  6. 삭제
  7. 팩 외관 검사 방법으로서,
    a) 양품 전지팩으로부터 측정된 검사 항목의 외관 정보를 기준값으로 저장하는 단계;
    b) 검사 대상 전지팩의 외관을 스캔하는 단계;
    c) 상기 전지팩의 스캔된 외관 이미지에서 검사 항목의 크기 정보를 추출하는 단계; 및
    d) 추출된 크기 정보를 양품 전지팩으로부터 측정된 기준값과 비교하여 해당 전지팩의 양호 또는 불량을 판정하는 단계;를 포함하되,
    상기 기준값은, 양품 전지팩로부터 사전에 경계선 검출 방식으로 검출된 두 지점 사이의 픽셀 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값의 최소/최대값이고,
    상기 크기 정보는, 경계선 검출 방식으로 검출된 두 지점 사이의 픽셀 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값으로서, 상기 스캔된 외관 이미지에서 각 픽셀의 휘도값을 구하고, 구한 휘도값과 설정된 휘도값을 비교하여 만족하는 휘도값을 갖는 픽셀을 찾아 2개의 1차 경계선을 검출하고, 1차 경계선 전후 소정의 픽셀들 중에서 가장 큰 휘도값 차이를 가진 픽셀을 각각 실제 경계선으로 검출하고, 2개의 실제 경계선 사이에 있는 픽셀의 개수와 픽셀 해상도를 곱한 값인 것을 특징으로 하는, 팩 외관 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 판정된 전지팩 외관 판정 결과를 제공하는 단계;
    를 더 포함하는 팩 외관 검사 방법.
  9. 삭제
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