KR101235584B1 - 용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템 및 방법 - Google Patents

용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101235584B1
KR101235584B1 KR1020110119621A KR20110119621A KR101235584B1 KR 101235584 B1 KR101235584 B1 KR 101235584B1 KR 1020110119621 A KR1020110119621 A KR 1020110119621A KR 20110119621 A KR20110119621 A KR 20110119621A KR 101235584 B1 KR101235584 B1 KR 101235584B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power level
ultrasonic welding
controller
output
time point
Prior art date
Application number
KR1020110119621A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120067930A (ko
Inventor
윌리엄 커팅
알렉스 카카레브
마이클 닐슨
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20120067930A publication Critical patent/KR20120067930A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101235584B1 publication Critical patent/KR101235584B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

초음파 용접 시스템과 그 방법이 제공된다. 상기 시스템은 초음파 용접 장치 및 제 1 용접 결합을 형성하는 것을 개시하도록 유도하기 위한 제어신호를 생성하는 제어기를 포함한다. 상기 시스템은 또한, 소망하는 용접 결합을 억기 위한 소망하는 파워 레벨을 시간에 따라 표시한, 소망하는 출력 파워 레벨 커브를 가지는 파워 조절 유닛을 포함한다. 상기 유닛은 제 1 용접 결합을 형성할 때, 파워 레벨을 지시하는 상기 제어기로부터 데이터를 수령한다. 상기 유닛은 제 1 시점에서 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨과 비교하고, 제 1 시점에서 제어기에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨보다 작은 경우에, 제 2 시점에 파워 레벨을 증가시키도록 제어기를 유도한다.

Description

용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템 및 방법 {ULTRASONIC WELDING SYSTEM AND METHOD FOR FORMING A WELD JOINT}
본 발명은 용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템 및 방법에 관한 것이다.
초음파 용접 시스템은 용접 결합을 형성하기 위해 이용되고 있다. 상기 초음파 용접 시스템은 용접 결합을 형성하기 위해 활용된 에너지량에서 바람직하지 않은 변화가 있을 수 있어서, 상기 용접 결합이 소망하는 구조와 전기적 특성을 갖지 않을 수 있다.
따라서, 본 출원의 발명자들은 상기에 언급된 단점을 최소화하고 및/또는 제거하는 향상된 용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템 및 방법의 필요성을 인식하게 되었다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 초음파 용접 시스템이 제공된다. 상기 초음파 용접 시스템은 상기 초음파 용접 장치 및 상기 초음파 용접 장치가 제 1 용접 결합(weld joint)을 형성하는 것을 개시하도록 유도하기 위한 제어 신호를 생성하는 것으로 구성되어 있는 초음파 용접 제어기(ultrasonic welding controller)를 포함한다. 상기 초음파 용접 시스템은 또한, 상기 초음파 용접 제어기와 작동 가능하게 소통하는 파워 조절 유닛(power adjusting unit)을 포함한다. 상기 파워 조절 유닛은, 소망하는 용접 결함을 얻기 위한 소망하는 파워 레벨을 시간에 따라 표시한, 소망하는 출력 파워 레벨 커브(output power level curve)을 저장한다. 상기 파워 조절 유닛은, 제 1 용접 결합을 형성할 때, 초음파 용접 제어기에 의해 초음파 용접 장치에 대한 파워 레벨 출력을 표시하는 데이터를 초음파 용접 제어기로부터 수령하도록 구성되어 있다. 상기 파워 조절 유닛은, 제 1 시점(first time)에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨과 비교하도록 더 구성되어 있다. 상기 파워 조절 유닛은, 제 1 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨보다 작은 경우에, 제 1 용접 결합을 얻기 위해 용접 시간 간격(welding time interval)에 걸쳐 초음파 용접 제어기에 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 초음파 용접 제어기가 제 1 시점 이후의 제 2 시점(second time)에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 초음파 용접 장치에 대해 증가시키도록 유도하는 것으로 더 구성되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 용접 결합을 형성하는 방법이 제공된다. 상기 초음파 용접 시스템은 초음파 용접 장치, 초음파 용접 조절기 및 파워 조절 유닛을 포함한다. 상기 방법은 초음파 용접 제어기를 사용하여, 초음파 용접 장치가 제 1 용접 결합을 형성하는 것을 개시하도록 유도하기 위한 제어 신호를 생성하는 과정을 포함한다. 상기 방법은 또한, 파워 조절 유닛을 사용하여, 소망하는 용접 결합을 얻기 위한 소망하는 파워 레벨을 시간에 따라 표시한 소망하는 출력 파워 레벨에 접속하는 과정을 더 포함한다. 상기 방법은 또한, 제 1 용접 결합을 형성할 때, 초음파 용접 제어기에 의해 초음파 용접 장치에 대한 파워 레벨 출력을 표시하는 데이터를, 파워 조절 유닛에서 초음파 용접 제어기로부터 수령하는 과정을 더 포함한다. 상기 방법은 또한, 파워 조절 유닛을 사용하여, 제 1 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨과 비교하는 과정을 더 포함한다. 상기 방법은 또한, 제 1 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨보다 작은 경우에, 제 1 용접 결합을 얻기 위해 용접 시간 간격에 걸쳐 초음파 용접 제어기에 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 초음파 용접 제어기가 제 1 시점 이후의 제 2 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 초음파 용접 장치에 대해 증가시키도록 초음파 용접 제어기를 유도하는 명령을 생성하는 과정을 더 포함한다.
앞서 기술한 초음파 용접 시스템은 다른 시스템들보다 실질적인 장점을 제공한다. 특히, 상기 초음파 용접 시스템은 용접 결합을 형성하기 위해 활용된 에너지량이 바람직하게 변화하여, 향상된 용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템 및 방법에 대한 기술적 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 초음파 용접 장치, 초음파 용접 제어기 및 파워 조절 유닛을 포함하는 초음파 용접 시스템의 모식도이다;
도 2는 용접 결합과 함께 결합된 전극단자를 포함하는 전지셀의 모식도이다;
도 3은 도 2의 전지셀의 횡단면도이다;
도 4는 도 1의 파워 조절 유닛에 의한 소망하는 출력 파워 레벨 커브(output power level curve)의 그래프이다;
도 5는 도 4의 소망하는 출력 파워 레벨 커브 및 하나의 예시적인 파워 레벨 커브의 그래프이다;
도 6은 도 4의 소망하는 출력 파워 레벨 커브 및 또 다른 예시적인 파워 레벨 커브의 그래프이다;
도 7은 또 다른 실시예에 따른 용접 결합을 형성하는 방법의 흐름도이다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범주가 하기의 내용으로 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 하나의 실시예에 따른 용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템(10)이 도시되어 있다. 상기 초음파 용접 시스템(10)은 초음파 용접 장치(20), 초음파 용접 제어기(22), 및 파워 조절 유닛(24)를 포함한다. 상기 시스템(10)의 잇점은 소망하는 용접 결합을 얻기 위해 용접 결합을 형성하는 동안 상기 제어기(22)의 출력 파워 레벨을 조정하여 소망하는 출력 파워 레벨 커브와 실제 출력 파워 레벨을 비교하는 파워 조절 유닛(24)을 사용하는 시스템이라는 것이다.
이해의 목적을 위해, 소망하는 용접 결합은, 예를 들어, 소원하는 저항 및 소망하는 인장 강도를 포함한 구조적 특성과 전기적 특성을 갖는 용접 결합이다. 하나의 실시예에 따르면, 상기 시스템(10)은 50-200 mm2 범위의 용접 결합 표면적, 25-100 mΩ 범위의 저항 및 400-2000N의 인장강도를 가지는 용접 결합을 유리하게 형성할 수 있다. 즉, 용접 결합은 바람직한 셀 단자와 용접 결합 내구성을 위한 호일 셀 단자의 인장강도와 실질적으로 동일한 인장강도를 갖도록 형성될 수 있다. 더욱이, 상기 형성된 용접 결합은 용접 결합의 3가지 예상 생명주기의 진동 테스트를 견딜 수 있다. 또한, 상기 용접 결합의 상대적으로 낮은 저항은, 주위 온도보다 단지 전지셀의 온도를 20ㅀC로 올리면서, 병렬로 연결된 전지셀이 정상 전류 용량의 적어도 7배의 전류를 출력할 수 있게 해준다.
상기 초음파 용접 장치(20)는 전지셀의 전극단자와 같은 구성 요소에서 용접 결합을 형성하도록 구성되어 있다. 상기 초음파 용접 장치(20)는 초음파 구동기(40), 초음파 혼(42), 앤빌(46), 블라켓(47) 및 위치 구동기(48)을 포함한다.
초음파 구동기(40)는 초음파 용접 제어기 (22)로부터 제어 신호를 수신하기 위한 응답으로 초음파 혼(42)이 진동하도록 구성되어 있다. 초음파 구동기(40)는 초음파 혼(42)에 작동 가능하게 결합되어 있다.
초음파 혼(42)은 전극단자 하나 이상의 용접 결합을 형성하도록 혼(42)와 앤빌(46) 사이에 장착되는 전극단자에 접촉하고 진동하도록 구성되어 있다. 초음파 경적 42은 전기 터미널 하나 이상의 용접 조인트를 형성 뿔 42 모루 46 사이의 폐기 전기 터미널 진동과 접촉하도록 구성되어 있습니다. 초음파 혼(42)은 헤드부(60), 중앙부(62) 및 팁부(64)를 포함한다. 헤드부(60)는 초음파 구동기(40)와 작동 가능하게 결합된다. 중앙부(62)는 헤드부(60)와 팁부(64) 사이에 결합된다. 팁부(64)는 앤빌(46)와 마주하는 울퉁불퉁한 부위(a knurled region: 66)를 포함한다. 하나의 실시예에 따라, 초음파 혼(42)은 예를 들어, M2 스틸과 같은 강철 도구로 구성되어 있다.
앤빌(46)은 앤빌(46)과 초음파 혼(42) 사이에 배치되는 하나 이상의 전지셀들의 전극단자에 접촉하도록 구성되어 있다. 앤빌(46)은 초음파 혼(42)에 인접하여 배치된 울퉁불퉁한 부위(84)를 포함한다. 하나의 실시예에 있어서, 앤빌(46)은 M2 스틸로 이루어져 있다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 물질들은 앤빌(46)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 앤빌(46)은 앤빌(46) 위에서 지지하는 블라켓(47)에 작동 가능하게 결합된다. 하나의 실시예에 따르면, 블라켓(47) 또한 M2 스틸로 이루어질 수 있다. 물론, 당업자에게 공지되어 있는 다른 유형의 물질들은 블라켓(47)을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
위치 작동기(48)는 초음파 용접 제어기(22)로부터 각각의 제어 신호에 대한 응답으로, 초음파 혼(42)을 축 방향에서 앤빌(46) 쪽으로 및 축(43)을 따라 앤빌(46)로부터 멀어지게 움직이도록 구성되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 초음파 용접 시스템(10)을 작동하는 동안, 전지셀들의 전극단자들과 전지모듈(90)의 상호 연결부재(110)는 초음파 혼(42)의 울퉁불퉁한 부위(66)와 앤빌(46)의 울퉁불퉁한 부위(84) 사이에 배치된다. 상기 초음파 혼(42)은 상기 셀 단자들과 상호 연결부재(110)에서 용접 결합을 형성하도록 셀 단자에 인접하여 진동되고 접촉되거나 영향을 미친다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 하나의 실시예에 있어서, 전지셀들(100, 102, 104, 106)을 포함하는 상기 전지모듈(90)은 리튬-이온 전지셀들이다. 상기 전지셀들(100-106)의 구조는 서로 상당히 유사하다. 물론, 또 다른 실시예에 있어서, 상기 전지셀들은 당업자에게 공지되어 있는 다른 형태의 전지셀들이 사용될 수 있다.
상기 전지셀(100)은 몸체부(130), 상기 몸체부(130)의 주변으로 연장된 확장부(132), 및 상기 확장부(132)로부터 외부로 연장된 셀 단자들(134, 136)을 포함한다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 셀 단자(134)는 니켈-플레이트의 구리 셀 단자이며, 상기 셀 단자(136)는 알루미늄 셀 단자이다.
상기 전지셀(102)은 몸체부(190), 상기 몸체부(190)의 주변으로 연장된 확장부(192), 및 상기 확장부(192)로부터 외부로 연장된 셀 단자들(194, 196)을 포함한다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 셀 단자(194)는 니켈-플레이트의 구리 셀 단자이며, 상기 셀 단자(196)는 알루미늄 셀 단자이다.
상기 시스템(10)에 의해 형성된 용접 결합(150, 152, 154)은 상호 연결부재(110)에서 전극단자들(134, 194)과 결합한다. 또한, 상기 시스템(10)에 의해 형성된 용접 결합(160, 162, 164)은 상호 연결부재(110)에서 전극단자들(136, 196)과 결합한다.
상기 전지셀(104)은 몸체부(210), 상기 몸체부(210)의 주변으로 연장된 확장부(212), 및 상기 확장부(212)로부터 외부로 연장된 셀 단자들(214, 216)을 포함한다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 셀 단자(214)는 니켈-플레이트의 구리 셀 단자이며, 상기 셀 단자(216)는 알루미늄 셀 단자이다.
상기 전지셀(106)은 몸체부(220), 상기 몸체부(220)의 주변으로 연장된 확장부(222), 및 상기 확장부(222)로부터 외부로 연장된 셀 단자들(224, 226)을 포함한다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 셀 단자(224)는 니켈-플레이트의 구리 셀 단자이며, 상기 셀 단자(226)는 알루미늄 셀 단자이다.
상기 시스템(10)에 의해 형성된 용접 결합(도시하지 않음)은 상호 연결부재(110)에서 전극단자들(214, 224)과 결합한다. 또한, 상기 시스템(10)에 의해 형성된 용접 결합(도시하지 않음)은 상호 연결부재(110)에서 전극단자들(216, 226)과 결합한다.
다시 도 1을 참조하면, 초음파 용접 제어기(22)는 용접 결합을 형성하기 위해 초음파 용접 장치(20)를 유도하여 제어 신호를 생성하도록 구성된 내부 마이크로프로세서(85)를 포함한다. 상기 마이크로프로세서(85)는 또한 초음파 혼(42)을 축 방향에서 앤빌(46) 쪽으로 및 앤빌(46)로부터 멀어지게 움직이도록 상기 위치 구동기(48)을 유도하여 제어 신호를 생성하도록 구성된다. 상기 마이크로프로세서(85)는 또한, 초음파 용접 장치(20)와 특히 초음파 구동기(40)에서 상기 제어기(22)에 의해 파워 레벨 출력을 조정하기 위해 파워 조절 유닛(24)으로부터 제어 신호를 수신하도록 구성된다.
도 1 및 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 파워 조절 유닛(24)은 메모리 장치(87)와 작동 가능하게 결합된 마이크로프로세서(86)를 가진다. 상기 마이크로프로세서(86)는 상기 메모리 장치(87)에 저장된 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)에 근접하도록 구성된다. 상기 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)는 값의 테이블 형태, 또는 상기 메모리 장치(87)에서 방정식으로 저장될 수 있다. 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)는 소망하는 용접 결합을 얻기 위한 시간이 지남에 따라 원하는 파워 레벨을 나타낸다. 상기 커브(300) 이하 영역은 소망하는 용접 결합을 형성하도록 상기 커브(300)에 의해 정의된 에너지의 총량에 해당한다. 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)는 훈련 작동 모드 시 몇몇의 소망하는 용접 결합을 형성하는 동안 초음파 용접 제어기(22)에서 얻어진 파워 레벨 데이터를 바탕으로 상기 커브(300)를 생성하는 마이크로프로세서(86) 상에 신경망 알고리즘에 의해 생성될 수 있다. 상기 소망하는 용접 결합은 예를 들어 소망하는 저항과 소망하는 인장 강도를 포함한 전기 및 구조적 특성을 갖는 용접 결합이다. 훈련 작동 모드 이후, 정상 작동 동안, 상기 파워 조절 유닛(87)의 마이크로프로세서(86)는 재 1 용접 결합을 형성할 때 상기 초음파 용접 장치(22)에서 제어기(22)에 의해 파워 레벨 출력을 지시하는 초음파 용접 제어기(22)의 마이크로프로세서(85)로부터 데이터를 수신하도록 구성된다.
상기 마이크로프로세서(86)는 또한, 제 1 시점(T1)에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨과 제 1 시점(T1)에서 상기 제어기(22)에 의해 파워 레벨 출력을 비교하도록 구성된다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 상기 마이크로프로세서(86)는 또한, 초음파 용접 장치(20)에서 제어기(22)에 의해 파워 레벨 출력을 조정하기 위해 초음파 용접 제어기(22)를 유도하도록 구성된다. 특히, 상기 마이크로프로세서(86)는 제 1 용접 결합을 형성하기 위한 총 에너지량에 대응하는 상기 커브(322) 하부 영역이 소망하는 용접 결합을 형성하기 위한 총 에너지량에 대응하여 상기 커브(322) 하부 영역과 실질적으로 동일하므로, 파워 레벨을 조절하기 위해 제어기(22)를 유도하도록 메모리 장치(86)에 저장된 신경망 알고리즘(88)을 사용할 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 예를 들어, 제 1 시점(T1)에서 제어기(22)에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점(T1)에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)의 관련 파워 레벨보다 작은 경우, 제 1 용접 결합을 얻기 위해 용접 시간 간격(예를 들어, 상기 시간 간격 T0 - Tf )에 걸쳐 제어기(22)에 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 상기 마이크로프로세서(86)는 신경망 알고리즘(88)을 이용한 제 3 시점(T3)에서 제 2 시점(T2)으로부터 상기 커브(300)의 관련 파워 레벨보다 큰 제 3 시점(T3)에서 제 2 시점(T2)로부터 상기 초음파 용접 장치(20)의 제어기(22)에 의해 파워 레벨 출력이 증가하도록 초음파 용접 제어기(22)를 유도할 수 있도록 제어 신호를 발생할 수 있다. 그것은 시간 T0 - T2 사이에서 제어기(22)에 의해 에너지 출력 총 량이 영역(324)에 표시되는 곡선(300)의 관련값 보다 작은 것을 의미한다. 이러한 출력된 작은 에너지량을 절충하기 위해, 상기 시간 T2 - T3 사이의 에너지 출력량은 영역(326)에 표시되는 상기 커브(300)의 관련 값보다 크다. 상기 영역 (326)의 크기는 영역(324)과 실질적으로 동일하다.
또한, 도 1 및 도 6을 참조하면, 예를 들어, 제 1 시점(T1)에서 제어기(22)에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점(T1)에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)의 관련 파워 레벨보다 큰 경우, 제 1 용접 결합을 얻기 위해 용접 시간 간격(예를 들어, 상기 시간 간격 T0 - Tf )에 걸쳐 제어기(22)에 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 상기 마이크로프로세서(86)는 신경망 알고리즘(88)을 이용한 제 3 시점(T3)에서 제 2 시점(T2)으로부터 상기 커브(300)의 관련 파워 레벨보다 작은 제 3 시점(T3)에서 제 2 시점(T2)로부터 상기 초음파 용접 장치(20)의 제어기(22)에 의해 파워 레벨 출력이 감소하도록 초음파 용접 제어기(22)를 유도할 수 있도록 제어 신호를 발생할 수 있다. 그것은 시간 T0 - T2 사이에서 제어기(22)에 의해 에너지 출력 총 량이 영역(334)에 표시되는 곡선(300)의 관련값 보다 큰 것을 의미한다. 이러한 출력된 큰 에너지량을 절충하기 위해, 상기 시간 T2 - T3 사이의 에너지 출력량은 영역(336)에 표시되는 상기 커브(300)의 관련 값보다 작다. 상기 영역 (336)의 크기는 영역(334)과 실질적으로 동일하다.
도 1 내지 도 3 및 도 7을 참조하면, 또 다른 실시예에 따라 초음파 용접 시스템(10)을 이용한 용접 결합을 형성하는 방법의 개요가 제공된다.
400단계에서, 상기 초음파 용접 제어기(22)는 초음파 용접 장치(20)가 각각의 전지셀들(100, 102)의 전극단자들(134, 194)와 상호 연결부재(100)에서, 상기 전극단자(134, 194)와 상기 부재(110)를 상호 결합하기 위해 제 1 용접 결합(150)을 형성하는 것을 개시하도록 유도하기 위한 제어신호를 생성한다.
402 단계에서, 파워 조절 유닛(24)은 그것에 저장된 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)에 접속한다. 상기 출력 파워 레벨 커브(300)는 소망하는 용접 결합을 얻기 위한 소망하는 파워 레벨을 시간에 따라 표시한다.
404 단계에서, 파워 조절 유닛(24)은 제 1 용접 결합(150)을 형성할 때, 초음파 용접 제어기(22)에 의해 초음파 용접 장치(40)에 대한 파워 레벨 출력을 표시하는 데이터를 초음파 용접 제어기(22)로부터 수령한다.
406 단계에서, 파워 조절 유닛(24)은 제 1 시점(T1)에서 초음파 용접 제어기(22)에 의한 파워 레벨 출력을 제 1 시점(T1)에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)의 관련 파워 레벨과 비교한다.
408 단계에서, 파워 조절 유닛(24)은 제 1 시점(T1)에서 초음파 용접 제어기(22)에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점(T1)에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)의 관련 파워 레벨보다 작은 경우에, 제 1 용접 결합(150)을 얻기 위해 용접 시간 간격(T0-Tf )에 걸쳐 초음파 용접 제어기에(22) 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 초음파 용접 제어기(22)가 제 1 시점(T1) 이후의 제 2 시점(T2) 에서 초음파 용접 제어기(22)에 의한 파워 레벨 출력을 초음파 용접 장치(20)에 대해 증가시키도록 초음파 용접 제어기(22)를 유도한다.
410 단계에서, 파워 조절 유닛(24)은 제 1 시점에서 초음파 용접 제어기(22)에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점(T1) 에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브(300)의 관련 파워 레벨보다 클 경우에, 제 1 용접 결합(150)을 얻기 위해 용접 시간 간격(T0-Tf )에 걸쳐 초음파 용접 제어기(22)에 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 초음파 용접 제어기(22)가 제 2 시점(T2) 에서 초음파 용접 제어기(22)에 의한 파워 레벨 출력을 초음파 용접 장치(20)에 대해 감소시키도록 파워 조절 제어기(22)를 유도한다.
예시적인 실시예들을 참조하여 본 발명을 기술하였지만, 당업자들은 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 구성요소들에 대해 다양한 변형이 행해질 수 있고 균등 치환이 행해질 수 있음을 당업자들은 이해할 것이다. 게다가, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 특별한 상황 또는 물질을 적용하기 위해 많은 수정이 행해질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 개시되어 있는 특정 실시예들로 한정되지 않고, 첨부된 청구항들의 범주에 속하는 모든 실시예들을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (4)

  1. 초음파 용접 장치(ultrasonic welding device);
    상기 초음파 용접 장치가 제 1 용접 결합(weld joint)을 형성하는 것을 개시하도록 유도하기 위한 제어 신호를 생성하는 것으로 구성되어 있는 초음파 용접 제어기(ultrasonic welding controller); 및
    상기 초음파 용접 제어기와 작동 가능하게 소통하는 파워 조절 유닛(power adjusting unit);
    을 포함하고 있고,
    상기 파워 조절 유닛은, 소망하는 용접 결함을 얻기 위한 소망하는 파워 레벨을 시간에 따라 표시한, 소망하는 출력 파워 레벨 커브(output power level curve)을 저장하고 있고;
    상기 파워 조절 유닛은, 제 1 용접 결합을 형성할 때, 초음파 용접 제어기에 의해 초음파 용접 장치에 대한 파워 레벨 출력을 표시하는 데이터를 초음파 용접 제어기로부터 수령하도록 구성되어 있으며;
    상기 파워 조절 유닛은, 제 1 시점(first time)에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨과 비교하도록 더 구성되어 있고;
    상기 파워 조절 유닛은, 제 1 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨보다 작은 경우에, 제 1 용접 결합을 얻기 위해 용접 시간 간격(welding time interval)에 걸쳐 초음파 용접 제어기에 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 초음파 용접 제어기가 제 1 시점 이후의 제 2 시점(second time)에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 초음파 용접 장치에 대해 증가시키도록 유도하는 것으로 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 파워 조절 유닛은, 제 1 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨보다 클 경우에, 제 1 용접 결합을 얻기 위해 용접 시간 간격에 걸쳐 초음파 용접 제어기에 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 초음파 용접 제어기가 제 2 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 초음파 용접 장치에 대해 감소시키도록 유도하는 것으로 더 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 초음파 용접 시스템.
  3. 초음파 용접 장치, 초음파 용접 조절기 및 파워 조절 유닛을 포함하는 초음파 용접 시스템을 사용하여 용접 결합을 형성하는 방법으로서,
    초음파 용접 제어기를 사용하여, 초음파 용접 장치가 제 1 용접 결합을 형성하는 것을 개시하도록 유도하기 위한 제어 신호를 생성하는 과정;
    파워 조절 유닛을 사용하여, 소망하는 용접 결합을 얻기 위한 소망하는 파워 레벨을 시간에 따라 표시한 소망하는 출력 파워 레벨에 접속하는 과정;
    제 1 용접 결합을 형성할 때, 초음파 용접 제어기에 의해 초음파 용접 장치에 대한 파워 레벨 출력을 표시하는 데이터를, 파워 조절 유닛에서 초음파 용접 제어기로부터 수령하는 과정;
    파워 조절 유닛을 사용하여, 제 1 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨과 비교하는 과정; 및
    제 1 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨보다 작은 경우에, 제 1 용접 결합을 얻기 위해 용접 시간 간격에 걸쳐 초음파 용접 제어기에 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 초음파 용접 제어기가 제 1 시점 이후의 제 2 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 초음파 용접 장치에 대해 증가시키도록 초음파 용접 제어기를 유도하는 명령을 생성하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 제 1 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력이 제 1 시점에서 소망하는 출력 파워 레벨 커브의 관련 파워 레벨보다 클 경우에, 제 1 용접 결합을 얻기 위해 용접 시간 간격에 걸쳐 초음파 용접 제어기에 의한 에너지 출력의 총량이 소망하는 출력 파워 레벨 커브에 의해 정의된 에너지 양에 상응하도록, 초음파 용접 제어기가 제 2 시점에서 초음파 용접 제어기에 의한 파워 레벨 출력을 초음파 용접 장치에 대해 감소시키도록 파워 조절 제어기를 유도하는 명령을 생성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020110119621A 2010-12-16 2011-11-16 용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템 및 방법 KR101235584B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/970,031 2010-12-16
US12/970,031 US20120153006A1 (en) 2010-12-16 2010-12-16 Ultrasonic welding system and method for forming a weld joint

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120067930A KR20120067930A (ko) 2012-06-26
KR101235584B1 true KR101235584B1 (ko) 2013-02-21

Family

ID=46233073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110119621A KR101235584B1 (ko) 2010-12-16 2011-11-16 용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20120153006A1 (ko)
KR (1) KR101235584B1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8403019B2 (en) * 2010-05-24 2013-03-26 Lg Chem, Ltd. Ultrasonic welding assembly and method of attaching an anvil to a bracket of the assembly
US9005799B2 (en) 2010-08-25 2015-04-14 Lg Chem, Ltd. Battery module and methods for bonding cell terminals of battery cells together
US9034129B2 (en) * 2011-01-13 2015-05-19 Lg Chem, Ltd. Ultrasonic welding system and method for forming a weld joint utilizing the ultrasonic welding system
US8640760B2 (en) 2011-08-19 2014-02-04 Lg Chem, Ltd. Ultrasonic welding machine and method of aligning an ultrasonic welding horn relative to an anvil
US8695867B2 (en) 2011-08-31 2014-04-15 Lg Chem, Ltd. Ultrasonic welding machine and method of assembling the ultrasonic welding machine
US8800846B2 (en) * 2012-01-27 2014-08-12 Apple Inc. Ultrasonic bonding
US8517078B1 (en) * 2012-07-24 2013-08-27 Lg Chem, Ltd. Ultrasonic welding assembly and method of attaching an anvil to a bracket of the assembly
US9446475B2 (en) * 2014-04-09 2016-09-20 Fabrisonic, Llc Weld assembly for ultrasonic additive manufacturing applications
DE102014223907A1 (de) * 2014-11-24 2016-05-25 Branson Ultraschall Niederlassung Der Emerson Technologies Gmbh & Co. Ohg Sonotrode, Schweißvorrichtung mit Sonotrode sowie dazugehöriges Schweißverfahren
CN114103133B (zh) * 2020-08-25 2023-03-24 比亚迪股份有限公司 超声波发生器及校准其工作频率的方法和焊接设备
US11834987B2 (en) 2021-03-16 2023-12-05 Rolls-Royce Corporation Electrical current converter/rectifier with integrated features
CN114226946B (zh) * 2021-12-30 2023-09-08 上海骄成超声波技术股份有限公司 超声波焊接装置及焊接方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10113992A (ja) 1996-10-10 1998-05-06 Seidensha Denshi Kogyo Kk 超音波ウェルダの溶着制御装置
JP2003126967A (ja) 2001-10-16 2003-05-08 Yazaki Corp 超音波溶着装置
KR20060017505A (ko) * 2003-04-30 2006-02-23 쉔크 울트라샬테크니크 게엠베하 부품의 용접 방법
JP2007181826A (ja) 2005-12-29 2007-07-19 Dukane Corp 超音波溶接プローブへの制御パワー供給システム

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0013509A1 (en) * 1979-01-16 1980-07-23 LUCAS INDUSTRIES public limited company A method of joining a pair of metal parts
WO2008018935A2 (en) * 2006-05-08 2008-02-14 Dukane Corporation Ultrasonic press using servo motor with integrated linear actuator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10113992A (ja) 1996-10-10 1998-05-06 Seidensha Denshi Kogyo Kk 超音波ウェルダの溶着制御装置
JP2003126967A (ja) 2001-10-16 2003-05-08 Yazaki Corp 超音波溶着装置
KR20060017505A (ko) * 2003-04-30 2006-02-23 쉔크 울트라샬테크니크 게엠베하 부품의 용접 방법
JP2007181826A (ja) 2005-12-29 2007-07-19 Dukane Corp 超音波溶接プローブへの制御パワー供給システム

Also Published As

Publication number Publication date
US20120153006A1 (en) 2012-06-21
KR20120067930A (ko) 2012-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101235584B1 (ko) 용접 결합을 형성하는 초음파 용접 시스템 및 방법
KR101256121B1 (ko) 초음파 용접 시스템과 초음파 용접 시스템을 이용하여 용접 결합부를 형성하는 방법
KR101284273B1 (ko) 초음파 혼이 앤빌과 정렬되어 있는지 여부를 결정하기 위한 시스템 및 방법
US9819027B2 (en) Method for producing battery and battery
CN101850462B (zh) Al/Ti异种金属TIG电弧微熔钎焊随焊超声焊接方法
JP6731289B2 (ja) 電池の製造方法及び電池
JP6223535B2 (ja) 超音波溶接品質判断装置および方法
EP2176027B1 (en) Ultrasonic joining method using a flat end face of chip provided with straight grooves
US20120226373A1 (en) Multi-mode ultrasonic welding control and optimization
JP2008142739A (ja) 超音波接合装置およびその制御方法、並びに超音波接合の接合検査装置およびその接合検査方法
JP6112113B2 (ja) 電子デバイスの製造方法
US20080099532A1 (en) Wire bonding apparatus and wire bonding method
KR102458524B1 (ko) 이차전지의 이종금속 저항 용접 방법 및 시스템
WO2017159329A1 (ja) 超音波溶着装置および超音波溶着方法
WO2006101208A1 (ja) 電気二重層キャパシタ装置
JP5963508B2 (ja) スポット溶接方法
WO2017217003A1 (ja) 携帯機器用のマイクロブレーカ及び携帯機器用のマイクロブレーカの製造方法
JP3927190B2 (ja) 超音波溶着装置
JP2010086899A (ja) コイン型電池の電極端子のレーザ溶接方法およびその装置
CN111217325B (zh) 一种超声辅助阳极键合方法及其超声辅助阳极键合系统
JP4625892B2 (ja) 超音波接合方法およびその装置
US20240269767A1 (en) Ultrasonic welding device comprising a force sensor
Kim et al. Review on Ultrasonic and Laser Welding Technologies of Multi-Layer Thin Foils for the Lithium-Ion Pouch Cell Manufacturing
JP2005349450A (ja) 超音波接合方法およびその装置
US11969816B2 (en) Plated metal bonding method and plated metal bonding apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160128

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170202

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180116

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190116

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200116

Year of fee payment: 8