KR101289430B1

KR101289430B1 - 배터리 팩 조립장치

Info

Publication number: KR101289430B1
Application number: KR1020120033390A
Authority: KR
Inventors: 우인영
Original assignee: 주식회사 이랜텍
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-07-24

Abstract

본 발명은 배터리 팩 조립장치를 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 용접팁과 모듈의 위치를 비젼으로 측정하여 용접위치를 추종하면서 배터리 셀의 양극 및 음극단자와 보호회로모듈을 자동 용접을 통해 전기적으로 연결시키는 한편, 배터리 셀의 상하단측에 상부케이스와 하부케이스 또는 라벨시트의 조립이 자동으로 이루어지도록 구성한 것이며, 이에따라 배터리 팩 제조시 작업자가 유해한 성분에 노출되는 문제를 없애고, 보호회로모듈의 제한적 공간으로 용접공간이 협소하여 용접 작업이 어렵게 되는 문제 해결로 작업자의 숙련도에 관계없이 균일하게 하면서 배터리 팩에 대한 생산력을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

배터리 팩 조립장치{Battery pack assembly unit}

본 발명은 배터리 팩 조립장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리 팩을 이루는 배터리 셀(cell)에 보호회로모듈(PCM;Protection Circuit Module)은 물론, 상부케이스와 하부케이스를 자동 조립할 수 있도록 함은 물론, 배터리 셀과 보호회로모듈의 양극 및 음극 단자들을 자동으로 용접하여 연결할 수 있도록 하는 배터리 팩 조립장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대용 통신단말기의 전원으로 사용되는 인너형 배터리 팩은 배터리 셀과 각종 반도체 소자가 포함되는 보호회로모듈이 결합되는 구조로 구성되며, 상기 배터리 셀은 양극시트와 음극시트로 이루어지는 전극적층유닛이 금속 케이싱내에 수용된 형태이고, 상기 케이싱의 외면에는 양극단자와 음극단자가 마련된다.

또한, 상기 보호회로모듈은 배터리의 폭발 및 과충전 위험을 방지하기 위한 것으로 배터리 셀의 외측(상부)에 장착된다.

즉, 상기 배터리 팩은 도면으로 도시하지 않았지만, 배터리 셀과 보호회로모듈이 상호 결합되어 하나의 유닛 형태를 이루고, 이러한 배터리 팩은 최근 이를 사용하는 휴대용 통신단말기의 소형화 및 경량화 추세에 따라 소형화, 박형화, 경량화가 요구되고 있다.

이때, 상기 보호회로모듈은 상기 배터리 셀의 상부에 결합되는데, 이 경우 상기 보호회로모듈은 상부케이스에 의해 보호되고, 상기 배터리 셀의 하부에는 하부케이스가 양면테이프와 같은 접착부를 통해 결합되도록 함은 물론, 상기 배터리 셀의 둘레면에는 라벨시트가 부착되도록 하였다.

그러나, 종래 배터리 팩 구조에 있어, 배터리 셀의 양극단자 및 음극단자를 보호회로모듈과 전기적으로 연결시키기 위해서는, 상기 보호회로모듈과 양극단자 및 음극단자를 스폿 용접 또는 레이저 용접으로 연결시켜야 하는데, 이러한 용접 작업이 작업자에 의해 일일이 수동으로 이루어지는 단점이 있었고, 이에따라 작업자의 숙련도에 따라 배터리 팩의 품질에 차이가 나고 대량 생산이 곤란한 문제점이 있음은 물론, 작업자에 의해 수동으로 용접 작업을 할 때 유해한 성분이 인체에 영향을 미치는 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 보호회로모듈의 공간제약에 따른 작은 홀 및 전극 팁(TIP) 변형으로 용접 팁이 들어가 용접하기에는 품질 문제 등 많은 문제점이 있었다.

또한, 종래에는 배터리 셀에 보호회로모듈이 연결된 상태에서, 배터리 셀의 상하단측에 각각 상부케이스와 하부케이스를 조립하여야 하는데, 이러한 상부케이스와 하부케이스의 조립이 수작업으로 이루어지므로, 배터리 팩에 대한 생산력이 현저하게 낮을 수 밖에 없는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선한 것으로, 용접팁과 모듈의 위치를 비젼으로 측정하여 용접위치를 추종하면서 배터리 셀의 양극 및 음극단자와 보호회로모듈을 자동 용접을 통해 전기적으로 연결시키는 한편, 배터리 셀의 상하단측에 상부케이스와 하부케이스 또는 라벨시트의 조립이 자동으로 이루어지도록 구성함으로써, 배터리 팩 제조시 작업자가 유해한 성분에 노출되는 문제를 없애고, 보호회로모듈의 제한적 공간으로 용접공간이 협소하여 용접 작업이 어렵게 되는 문제 해결로 작업자의 숙련도에 관계없이 균일하게 하면서 배터리 팩에 대한 생산력을 증대시킬 수 있도록 하는 배터리 팩 조립장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 배터리 팩 조립장치는, 배터리 셀과 이에 결합되는 보호회로모듈 및 상부케이스와 하부케이스를 제 1,2 이송라인으로 공급하는 부품공급부; 상기 부품공급부로부터 공급되는 배터리 셀의 하면에 하부케이스를 조립하는 제 1 조립부; 상기 제 1 조립부를 통해 하부케이스가 결합된 배터리 셀을 회전시켜, 상기 배터리 셀의 상면에 보호회로모듈을 결합시킨 후, 상기 배터리 셀과 보호회로모듈의 단자를 전기적으로 연결시키도록 용접하는 제 2 조립부; 상기 보호회로모듈이 결합되는 배터리 셀의 상면에 상부케이스를 조립하는 제 3 조립부; 상기 부품공급부는 물론 제 1 내지 제 3 조립부의 동작을 제어하는 구동프로그램은 물론, 상기 제 2 조립부에 의한 배터리 셀의 단자와 보호회로모듈의 용접부위에 대한 연결상태를 체크하는 비전검사 프로그램이 탑재되는 제어패널; 을 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 부품공급부는, 보호회로모듈과 상부케이스 및 하부케이스가 탑재되고, 상기 제 2 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이; 구동부에 의해 전후 또는 상하 방향으로 이동이 가능하고, 제 2 이송라인을 따라 이송되는 상기 부품트레이를 상기 배터리 셀이 위치하는 제 1 이송라인으로 이동시키는 트레이 이동부; 다수의 배터리 셀이 적층되는 셀 트레이로부터 인출되는 배터리 셀이 제 1 이송라인을 통해 이송시, 상기 배터리 셀을 진공 흡착한 후 상기 트레이 이동부에 의해 위치 이동되는 상기 부품트레이에 수직으로 탑재시키는 셀 탑재부; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 부품트레이는, 상면에 보호회로모듈과 상부케이스 및 하부케이스가 탑재되는 복수의 수납부를 구성하고, 전방측에는 상기 수납부의 일측 전방에는 제 1 프레임 및, 이송로드에 의해 전후 방향으로 이동이 가능하고 상기 제 1 프레임과 함께 배터리 셀을 수직으로 고정시키는 제 2 프레임을 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 셀 탑재부는, 구동부에 의해 상하방향으로의 회전이 가능하고, 제 1 이송라인을 따라 이송하는 배터리 셀을 진공 흡착하는 셀 흡착기; 구동부에 의해 전후 또는 상하 이동이 가능하고, 상기 셀 흡착기에 의해 진공 흡착되어 회전되는 배터리 셀을 부품트레이에 수직 결합시키는 셀 집게부; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 제 1 조립부는, 제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이에 수직으로 탑재되는 배터리 셀을 정렬하는 제 1 셀 정렬부; 권취롤러에 권취되는 지지체를 이동시켜 일면에 이면지가 부착된 양면테이프를 공급하도록 다단의 이송롤러를 포함하는 테이프 공급부; 좌우 또는 상하 방향으로 이동이 가능하고, 상기 테이프 공급부로부터 공급되는 양면테이프를 지지체로부터 분리시킨 후 부품트레이에 수직으로 세워진 배터리 셀의 저면에 상기 양면테이프의 타면을 부착시키는 테이프 부착기; 상하 방향으로 이동이 가능하고, 상기 배터리 셀의 저면에 부착되는 양면테이프를 가압 고정시키는 테이프 가압기; 상기 테이프 가압기에 의해 가압되는 양면테이프에서 이면지를 분리시키는 이면지 이탈기; 및, 상하 또는 좌우 방향으로 이동이 가능하고, 부품트레이에서 하부케이스를 분리시킨 후 상기 하부케이스를 양면테이프가 부착된 배터리 셀의 하면에 조립시키는 제 1 부품조립기; 를 포함하는 것이다.

또한, 상기 제 1 셀 정렬부는, 고정프레임; 상기 고정프레임의 상단에 위치하고, 제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이에 수직으로 세워진 배터리 셀의 좌우를 정렬하는 좌우 한 쌍의 정렬프레임; 상기 좌우 한쌍의 정렬프레임에 양끝단이 힌지 결합되고, 상기 정렬프레임의 좌우 이동을 지지하는 이동체; 및, 상기 정렬프레임에 의해 배터리 셀의 좌우 정렬시, 부품트레이에 상기 배터리 셀이 견고한 고정상태를 유지시키도록 상하 이동하면서 상기 배터리 셀의 상면을 가압하는 셀 가압프레임; 을 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 이면지 이탈기는, 좌우 또는 상하 방향으로 이동이 가능한 제 3 프레임; 상기 제 3 프레임에 경사지게 고정되는 제 4 프레임; 상기 제 4 프레임에 회전 가능하게 힌지 결합되고, 상기 제 4 프레임의 이동에 따라 배터리 셀의 저면에 부착되는 양면테이프에서 이면지를 잡고 분리시키는 집게부; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 제 1 부품조립기는, 제 1 고정프레임; 상기 제 1 고정프레임의 상단에 위치하고, 양면테이프가 부착된 배터리 셀을 유동하지 않도록 좌우측에서 고정하는 좌우 한 쌍의 제 1 지지프레임; 상기 좌우 한쌍의 제 1 지지프레임에 양끝단이 힌지 결합되고, 상기 제 1 지지프레임의 좌우 이동을 안내하는 이동체; 및, 좌우 또는 상하 방향으로의 이동이 가능하고, 부품트레이에 탑재되는 하부케이스를 잡고 들어 올린 후, 상기 제 1 지지프레임에 고정되는 배터리 셀의 저면에 부착된 양면테이프에 접착되도록 상기 하부케이스를 결합시키는 제 1 결합기; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 제 2 조립부는, 상하 이동하고, 상기 제 1 조립부를 통해 하부케이스가 결합된 배터리 셀을 180°회전시킨 후 부품트레이에 안착시키는 회전부; 상기 회전부로부터 배터리 셀의 회전시, 상기 배터리 셀의 상면에 형성되는 단자를 검출하는 단자검출부; 상하 및 전후 이동하고, 상기 단자검출부에 의해 단자 검출이 이루어질 때, 부품트레이로부터 보호회로모듈을 분리시킨 후, 상기 배터리 셀의 상면에 결합시키는 제 2 부품결합기; 상기 제 2 부품조립기에 의해 배터리 셀의 상면에 결합되는 보호회로모듈과 배터리 셀의 상면에 형성되는 단자를 용접시키는 용접부; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 용접부는 상기 보호회로모듈의 단자와 상기 배터리 셀의 단자를 용접하여 전기적으로 연결시키는 스폿용접장치인 것이다.

또한, 상기 제 2 조립부에는 제어패널의 제어를 받아 구동하고, 상기 용접부에 의해 배터리 셀과 보호회로모듈의 단자들이 용접될 때 그 용접이 정상 또는 불량인지를 체크하는 비전검사용 카메라; 를 더 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 제어패널의 비전검사 프로그램은 상기 배터리 셀과 보호회로모듈의 단자들에 대한 용접이 정상적으로 이루어지도록, 용접 팁과 보호회로모듈의 위치데이터를 측정한 후 단자들을 용접하는 상기 용접부의 스폿 용접시 그 위치를 카메라의 영상정보를 분석하여 추종하도록 구성되는 것이다.

또한, 상기 제 3 조립부는, 구동부에 의해 전후 및 상하 이동하고, 제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이에서 상부케이스를 분리시킨 후 이를 보호회로모듈이 결합되는 배터리 셀의 상면에 결합시키는 제 3 부품조립기; 상기 제 3 부품조립기에 의해 배터리 셀의 상면에 상부케이스가 결합시, 상기 상부케이스가 배터리 셀에 견고하게 고정되도록 구동부에 의해 구동하면서 상하 이동하여 상기 상부케이스를 배터리 셀의 방향으로 가압하는 케이스 가압프레임; 및, 상기 케이스 가압프레임에 의해 상부케이스가 가압 결합되는 배터리 셀이 탑재되는 부품트레이가 제 1 이송라인을 따라 이송시, 상기 부품트레이에 수직으로 탑재되는 배터리 셀을 정렬하는 다단의 제 2 셀 정렬부; 를 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 제 3 부품조립기는, 제 2 고정프레임; 상기 제 2 고정프레임의 상단에 위치하고, 양면테이프가 부착된 배터리 셀을 유동하지 않도록 좌우측에서 고정하는 좌우 한 쌍의 제 2 지지프레임; 상기 좌우 한쌍의 제 2 지지프레임에 양끝단이 힌지 결합되고, 상기 제 2 지지프레임의 좌우 이동을 안내하는 이동체; 및, 좌우 또는 상하 방향으로의 이동이 가능하고, 부품트레이에 탑재되는 상부케이스를 잡고 들어 올린 후, 상기 제 2 지지프레임에 고정되는 배터리 셀의 상면에 보호회로모듈을 보호하도록 상부케이스를 결합시키는 제 3 결합기; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 제 2 셀 정렬부는, 제 3 고정프레임; 상기 제 3 고정프레임의 상단에 위치하고, 제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이에 수직으로 세워진 배터리 셀의 좌우를 정렬하는 좌우 한 쌍의 제 3 정렬프레임; 상기 좌우 한쌍의 제 3 정렬프레임에 양끝단이 힌지 결합되고, 상기 제 3 정렬프레임의 좌우 이동을 지지하는 제 3 이동체; 및, 상기 제 3 정렬프레임에 의해 배터리 셀의 좌우 정렬시, 부품트레이에 상기 배터리 셀이 견고한 고정상태를 유지시키도록 상하 이동하면서 상기 배터리 셀의 상면을 가압하는 셀 가압프레임; 을 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 배터리 팩 조립장치에는, 제 3,4 이송라인을 더 포함하고, 상기 제 3 이송라인에는 제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이를 제 3 이송라인으로 옮기도록 구동부에 의해 상하 및 전후 이동하는 제 1 트레이 이송기; 상기 제 1 트레이 이송기에 의해 제 3 이송라인으로 옮겨진 부품트레이에서 배터리 셀을 분리한 후, 상기 분리된 배터리 셀을 제 4 이송라인으로 옮기도록 구동부에 의해 전후 및 상하 이동하는 셀 이송기; 및, 상기 셀 이송기에 의해 배터리 셀이 분리된 부품트레이를 제 2 이송라인으로 옮기도록 구동부에 의해 상하 및 전후 이동하는 제 2 트레이 이송기; 를 더 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 배터리 팩 조립장치에는 제 4 이송라인을 따라 이송되는 배터리 셀에 라벨을 자동 부착시키는 라벨 부착부; 를 더 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 라벨 부착부는, 상기 제 4 이송라인을 따라 이송되는 배터리 셀을 진공흡착한 후 90°수평 회전시키는 위치설정기; 구동부에 의해 상하 및 전후 이동이 가능하고, 상기 위치설정기에 의해 위치 설정되는 배터리 셀을 진공 흡착하는 제 1 이동기; 상기 제 1 이동기에 의해 진공흡착되는 배터리 셀이 올려지는 셀 이송프레임; 상기 셀 이송프레임에 배터리 셀이 올려질 때, 상기 배터리 셀의 일면에 라벨을 부착하는 제 1 라벨 부착기; 및, 상기 제 1 라벨 부착기에 의해 배터리 셀의 일면에 라벨이 부착된 후 상기 셀 이송프레임의 전진 이송시, 상기 라벨이 부착된 배터리 셀을 진공 흡착한 후, 상기 배터리 셀의 타면으로 상기 라벨을 부착 마무리하는 제 2 라벨 부착기; 를 포함하여 구성한 것이다.

또한, 상기 제 1 라벨 부착기는, 라벨공급기; 구동부에 의해 전후 및 상하 이동이 가능하고, 상기 라벨공급기로부터 공급되는 라벨을 진공흡착한 후 이를 배터리 셀의 일면에 부착시키는 제 1 라벨흡착기; 상기 제 1 라벨흡착기에 의해 흡착되는 라벨이 상기 배터리 셀의 일면에 부착되기 이전에 상기 라벨을 정렬하도록 전후 이동이 가능한 복수의 정렬로드를 포함하는 라벨정렬기; 를 포함하여 구성하는 것이다.

또한, 상기 제 2 라벨부착기는, 구동부에 의해 상하 및 전후 이동이 가능하고, 일면에 라벨이 부착된 배터리 셀을 진공 흡착하는 제 2 라벨 흡착기; 상기 제 2 라벨 흡착기에 의해 진공 흡착된 배터리 셀이 전후 이동할 때, 상기 배터리 셀의 일면에 부착되면서 외부로 연장되는 라벨을 구부려 상기 배터리 셀의 타면으로 부착시키는 한 쌍의 부착롤러; 를 포함하여 구성하는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 용접팁과 모듈의 위치를 비젼으로 측정하여 용접위치를 추종하면서 배터리 셀의 양극 및 음극단자와 보호회로모듈을 자동 용접을 통해 전기적으로 연결시키는 한편, 배터리 셀의 상하단측에 상부케이스와 하부케이스 또는 라벨시트의 조립이 자동으로 이루어지도록 구성한 것으로, 이를 통해 배터리 팩 제조시 작업자가 유해한 성분에 노출되는 문제를 없애고, 보호회로모듈의 제한적 공간으로 용접공간이 협소하여 용접 작업이 어렵게 되는 문제 해결로 작업자의 숙련도에 관계없이 균일하게 하면서 배터리 팩에 대한 생산력을 증대시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 배터리 팩 조립장치의 구조를 보인 전체 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예로 배터리 팩 조립장치의 구조를 보인 전체 측면도.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 실시예로 부품공급부에 대한 확대도.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 실시예로 배터리 셀에 하부케이스를 결합시키는 제 1 조립부에 대한 확대도.
도 15 내지 18은 본 발명의 실시예로 배터리 셀에 보호회로모듈과 단자 용접을 진행하는 제 2 조립부에 대한 확대도.
도 19 내지 도 22는 본 발명의 실시예로 배터리 실에 상부케이스를 결합시키는 제 3 조립부에 대한 확대도.
도 23 내지 도 25는 본 발명의 실시예로 상,하부케이스 및 보호회로모듈이 결합되는 배터리 셀을 배출 이송상태를 보인 확대도.
도 26 내지 도 32는 본 발명의 실시예로 배터리 셀에 라벨을 부착하는 라벨부착에 대한 확대도.

이하, 첨부된 도 1 내지 도 32를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

첨부된 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 조립장치는 제 1 내지 제 4 이송라인(L1)(L2)(L3)(L4)를 따라 이송되는 배터리 셀(a)의 하단에 하부케이스(d)를 양면테이프(h)를 통해 자동 결합시키고, 상기 배터리 셀(a)의 상단에는 보호회로모듈(b)을 결합시킨 후 단자들을 용접하는 한편, 상기 보호회로모듈(b)을 보호하는 상부케이스(c)를 자동 결합시키는 것으로, 부품공급부(100), 제 1,2,3 조립부(200)(300)(400), 제어패널(500)을 포함하여 구성하거나, 이에 더하여 상기 배터리 셀(a)의 둘레면에 라벨(e)을 자동 부착시키는 라벨 부착부(600)를 더 포함하여 구성할 수도 있는 것이다.

여기서, 상기 부품공급부(100)는 물론, 제 1 내지 제 3 조립부(200)(300)(400), 그리고 라벨부착부(600)에는 각각 구성요소들의 전후 및/또는 상하 이동이 가능하게 구성되고 라는 설명이 이루어지는데, 이러한 전후 및/또는 상하 이동은 상기 제어패널(500)의 구동프로그램에 따라 선택적 또는 순차적으로 구동하는 구동부(T)의 구동에 따라 이루어지는 것으로, 상기 구동부(T)는 정,역회전 구동하는 모터 또는 유압구동부로 구성할 수 있는 것이며, 이하의 첨부된 도 1 내지 도 32에서는 동일부호로 표기하여 그 설명이 이루어지도록 하였다.

상기 부품공급부(100)는 첨부된 도 3 내지 도 9에서와 같이, 상기 배터리 셀(a)과 이에 결합되는 보호회로모듈(b) 및 상부케이스(c)와 하부케이스(d)를 제 1,2 이송라인(L1)(L2)으로 공급하는 것으로, 부품트레이(11), 트레이 이동부(12), 셀 탑재부(13)를 포함하는 것이다.

상기 부품트레이(11)는 제 1 내지 제 3 이송라인(L1)(L2)(L3)을 따라 이송이 이루어지는 것으로, 첨부된 도 3에서와 같이 보호회로모듈(b)과 상부케이스(c) 및 하부케이스(d)가 탑재되는 복수의 수납부(11a)가 구성됨은 물론, 전방측에는 제 1,2 프레임(11b)(11c)가 일정간격을 두고 이격 설치되어 있는 것이다.

이때, 상기 제 2 프레임(11c)은 이송로드(11d)에 의해 전후 방향으로 이동이 가능한 것으로, 배터리 셀(a)이 수직으로 세워질 때, 상기 제 1 프레임(11b)과 함께 상기 수직으로 세워진 배터리 셀(a)을 고정시키도록 구성되는 것이다.

여기서, 상기 부품트레이(11)의 수납부(11a)에 수납되는 보호회로모듈(b)과 상부케이스(c) 및 하부케이스(d)는, 상기 부품트레이(11)가 제 2 이송라인(L2)을 따라 흐를 때 작업에 의해 상기 수납부(11a)에 수납 고정이 이루어지고, 상기 부품트레이(11)는 제 1 이송라인(L1)를 따라 이송하여 수납부(11a)에서 부품들인 보호회로모듈(b)과 상부케이스(c) 및 하부케이스(d)가 모두 분리될 때, 제 3 이송라인(L3)을 거쳐 다시 제 2 이송라인(L2)으로 복귀되도록 구성되는 것이다.

상기 트레이 이동부(12)는 첨부된 도 4 및 도 5에서와 같이, 제어패널(500)에 의해 구동 제어되는 구동부(T)에 의해 전후 또는 상하 방향으로 이동이 가능한 것으로, 제 2 이송라인(L2)을 따라 이송되는 부품트레이(11)를 상기 배터리 셀(a)이 위치하는 제 1 이송라인(L1)으로 위치 이동시키도록 구성되는 것이다.

즉, 상기 트레이 이동부(12)는 제 2 이송라인(L2)을 따라 이송하는 부품트레이(11)를 제 1 이송라인(L1)으로 위치를 옮기도록, 상기 부품트레이(11)를 집어 올리는 집게와 같은 고정프레임을 포함하는 것이다.

상기 셀 탑재부(13)는 첨부된 도 6 내지 도 9에서와 같이, 다수의 배터리 셀(a)이 적층되는 셀 트레이(12a)로부터 인출되는 배터리 셀(a)이 제 1 이송라인(L1)을 통해 이송시, 상기 배터리 셀(a)을 진공 흡착한 후 상기 트레이 이동부(12)에 의해 제 1 이송라인(L1)으로 위치 이동되는 상기 부품트레이(11)에 수직으로 탑재시키는 것으로, 셀 흡착기(13a)와 셀 집게부(13b)를 포함하는 것이다.

상기 셀 흡착기(13a)는 첨부된 도 7 및 도 8에서와 같이 구동부(T)에 의해 상하방향으로의 회전이 가능한 것으로, 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송하는 배터리 셀(a)을 진공 흡착하도록 구성되는 것이다.

즉, 상기 셀 흡착기(13a)는 제 1 이송라인(L1)에 눕혀져 이송되는 배터리 셀(a)을 진공 흡착한 후 90°회전하여, 상기 배터리 셀(a)을 수직으로 세우도록 구성한 것이다.

상기 셀 집게부(13b)는 구동부(T)에 의해 전후 또는 상하 이동이 가능한 것으로, 상기 셀 흡착기(13a)에 의해 진공 흡착되어 회전되는 배터리 셀(a)을 부품트레이(11)에 수직 결합시키도록 구성한 것이다.

즉, 상기 셀 집게부(13b)는 첨부된 도 9에서와 같이, 상기 셀 흡착기(13a)에 의해 진공 흡착이 이루어져 수직으로 세워지는 배터리 셀(a)의 상단부를 잡은 후 이를 부품트레이(11)의 전방측에 위치하는 제 1,2 프레임(11b)(11c)의 사이에 끼우도록 승하강이 가능한 것이다.

이때, 상기 부품트레이(11)의 제 2 프레임(11c)은 상기 셀 집게부(13b)에 의해 배터리 셀(a)의 끼움 동작이 이루어질 때 이송로드(11d)에 의해 후진한 후, 상기 제 1,2 프레임(11b)(11c)의 사이에 배터리 셀(a)의 끼움이 이루어지면, 다시 상기 이송로드(11d)에 의해 전진하여, 상기 배터리 셀(a)이 유동하지 않도록, 상기 배터리 셀(a)을 가압하게 되는 것이다.

상기 제 1 조립부(200)는 첨부된 도 10 내지 도 14에서와 같이, 상기 부품공급부(10)에 포함되는 부품트레이(11)의 제 1,2 프레임(11b)(11c)에 의해 배터리 셀(a)이 가압 고정된 상태에서 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송될 때, 상기 배터리 셀(a)의 상측방향에 위치하는 상기 배터리 셀(a)의 하면에 상기 부품트레이(11)에 실장되어 있는 하부케이스(d)를 자동 조립하는 것으로, 제 1 셀 정렬부(21), 테이프 공급부(22), 테이프 부착기(23), 테이프 가압기(24), 이면지 이탈기(25), 제 1 부품 조립기(26)를 포함하여 구성한 것이다.

상기 제 1 셀 정렬부(21)는 첨부된 도 10 및 도 11에서와 같이, 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송되는 부품트레이(11)에 수직으로 탑재되는 배터리 셀(a)을 정렬하는 것으로, 고정프레임(21a), 정렬프레임(21b), 이동체(21c), 셀 가압 프레임(21d)을 포함하여 구성하는 것이다.

상기 정렬프레임(21b)은 첨부된 도 11에서와 같이, 상기 고정프레임(21a)의 상단에 위치하여 좌우 이동하면서 폭 조절이 이루어지는 좌우 한 쌍의 구조물로, 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송되는 부품트레이(11)에 수직으로 세워진 배터리 셀(a)의 좌우를 정렬하도록 구성된다.

상기 이동체(21c)는 상기 좌우 한쌍의 정렬프레임(21b)에 양끝단이 힌지 결합되는 것으로, 상기 정렬프레임(21b)의 좌우 이동을 지지하도록 구성된다.

상기 셀 가압 프레임(21d)은 상기 좌우 한 쌍으로 이루어지는 정렬프레임(21b)에 의해 배터리 셀(a)의 좌우 정렬이 이루어질 때, 부품트레이(11)에 상기 배터리 셀(a)의 견고한 고정상태를 유지시키도록 상하 이동하면서 상기 배터리 셀(a)의 상면을 가압하도록 구성되는 것이다.

즉, 상기 셀 가압프레임(21d)에 의해 상기 배터리 셀(a)의 누름이 이루어질 때, 상기 배터리 셀(a)은 부품트레이(11)의 제 1,2 프레임(11b)(11c)의 사이에서 깊게 삽입되어 그 고정상태가 견고하게 유지될 수 있는 것이다.

상기 테이프 공급부(22)는 첨부된 도 10 및 도 12에서와 같이, 권취롤러(22a)에 권취되는 지지체(h1)를 이동시켜 일면에 이면지(h2)가 부착된 양면테이프(h)를 공급하도록 다단의 이송롤러(22b)를 포함하는 것이다.

상기 테이프 부착기(23)는 좌우 또는 상하 방향으로 이동이 가능한 것으로, 상기 테이프 공급부(22)로부터 공급되는 양면테이프(h)를 지지체(h1)로부터 분리시킨 후 부품트레이(11)에 수직으로 세워진 배터리 셀(a)의 저면에 상기 양면테이프(h)의 타면을 부착시키도록 구성되는 것이다.

여기서, 상기 배터리 셀(a)의 하면에 양면테이프(h)의 부착이 이루어질 때, 상기 양면테이프(h)가 부착된 이면지(h2)의 일단은 첨부된 도 12에서와 같이 상기 배터리 셀(a)의 외부로 그 길이가 연장되어 돌출되도록 하였다.

상기 테이프 가압기(24)는 첨부된 도 12에서와 같이, 상하 방향으로 이동이 가능한 것으로, 상기 배터리 셀(a)의 저면에 부착되는 양면테이프(h)를 가압 고정시키도록 구성한 것이다.

상기 이면지 이탈기(25)는 첨부된 도 13에서와 같이, 상기 테이프 가압기(24)에 의해 가압되는 양면테이프(h)에서 이면지(h2)를 분리시키는 것으로, 제 3,4 프레임(25a)(25b), 집게부(25c)를 포함하는 것이다.

상기 제 3 프레임(25a)은 좌우 또는 상하 방향으로 이동이 가능한 것이고, 상기 제 4 프레임(25b)은 상기 제 3 프레임(25a)에 경사지게 고정되는 것이며, 상기 집게부(25c)는 상기 제 4 프레임(25b)에 회전 가능하게 힌지 결합되는 것으로서, 상기 제 4 프레임(25b)의 이동에 따라 배터리 셀(a)의 저면에 부착되는 양면테이프(h)에서 이면지(h2)를 잡고 분리시키도록 구성한 것이다.

이에따라, 상기 배터리 셀(a)의 저면에는 양면테이프(h)만이 부착 고정되는 것이다.

상기 제 1 부품조립기(26)는 첨부된 도 14에서와 같이, 상하 또는 좌우 방향으로 이동이 가능한 것으로, 부품트레이(11)에서 하부케이스(d)를 분리시킨 후 상기 하부케이스(d)를 양면테이프(h)가 부착된 배터리 셀(a)의 하면에 조립시키는 것으로, 제 1 고정프레임(26a), 제 1 지지프레임(26b), 이동체(26c), 제 1 결합기(26d)를 포함하는 것이다.

상기 제 1 지지프레임(26b)은 상기 제 1 고정프레임(26a)의 상단에 위치하여 좌우 이동이 가능한 좌우 한 쌍의 구조물로서, 양면테이프(h)가 부착된 배터리 셀(a)을 유동하지 않도록 상기 배터리 셀(a)을 고정시키도록 구성되는 것이다.

상기 이동체(26c)는 상기 좌우 한쌍의 제 1 지지프레임(26b)에 양끝단이 힌지 결합되는 것으로, 상기 제 1 지지프레임(26b)의 좌우 이동을 안내하도록 구성되는 것이다.

상기 제 1 결합기(26d)는 좌우 또는 상하 방향으로의 이동이 가능한 것으로, 부품트레이(11)에 탑재되는 하부케이스(d)를 잡고 들어 올린 후, 상기 좌우 한 쌍을 이루는 제 1 지지프레임(26b)에 고정되는 배터리 셀(a)의 저면에 부착된 양면테이프(h)에 접착되도록 상기 하부케이스(d)를 결합시키도록 구성된 것이다.

상기 제 2 조립부(300)는 첨부된 도 15 내지 도 18에서와 같이, 상기 제 1 조립부(200)에 포함되는 제 1 결합기(26d)를 통해 하부케이스(d)가 결합된 배터리 셀(a)의 상면이 상방향을 향하도록 상기 배터리 셀(a)을 회전시켜, 상기 배터리 셀(a)의 상면에 보호회로모듈(b)을 결합시킨 후, 상기 배터리 셀(a)과 보호회로모듈(b)의 단자들을 전기적으로 연결시키는 용접작업을 수행하는 것으로, 회전부(31), 단자검출부(32), 제 2 부품결합기(33), 용접부(34)를 포함하여 구성하고, 이에 더하여 상기 설명되는 제 1 셀 정렬부(21)와 동일한 구조를 가지는 제 3 셀 정렬부(35)를 더 포함하여 구성하는 것이다.

상기 회전부(31)는 첨부된 도 15 및 도 16에서와 같이, 상기 제 1 조립부(200)를 통해 하부케이스(d)가 결합되는 배터리 셀(a)을 180°회전시킨 후 부품트레이(11)에 안착시키도록 구성되는 것이다.

상기 단자검출부(32)는 배터리 셀(a)이 180°회전하여 상기 부품트레이(11)의 제 1,2 프레임(11b)(11c)의 사이에 안착이 이루어진 이후에 제 1 이송라인(L1)을 통해 이송시, 상기 배터리 셀(a)의 상면에 단자가 형성되어 있는지를 검출하는 것으로, 복수의 탐침봉을 가지며, 상기와 같은 단자 검출정보는 제어패널(500)에 전송되도록 구성한 것이다.

상기 제 2 부품결합기(33)는 첨부된 도 17에서와 같이 상하 및 전후 이동이 가능한 것으로, 상기 부품트레이(11)로부터 보호회로모듈(b)을 분리시킨 후, 상기 배터리 셀(a)의 상면에 결합시키도록 구성한 것이다.

여기서, 상기 제 1 부품결합기(33)는 상기 보호회로모듈(b)을 집을 수 있는 구조물인 것이다.

상기 용접부(34)는 첨부된 도 17 및 도 18에서와 같이, 상기 제 2 부품조립기(33)에 의해 배터리 셀(a)의 상면에 결합되는 보호회로모듈(b)과 배터리 셀(a)의 상면에 형성되는 단자를 용접시키는 것으로, 상기 용접부(34)는 상기 보호회로모듈(b)의 단자와 상기 배터리 셀(a)의 단자를 용접하여 전기적으로 연결시키는 스폿용접장치인 것이다.

이때, 상기 제 2 조립부(300)에는 제어패널(500)의 제어를 받아 구동하고, 용접부(34)에 의해 배터리 셀(a)과 보호회로모듈(b)의 단자들이 용접될 때 그 용접이 정상 또는 불량인지를 체크하는 비전검사용 카메라(35)를 더 포함하는 것이다.

여기서, 상기 제어패널(500)의 비전검사 프로그램은 상기 배터리 셀(a)과 보호회로모듈(b)의 단자들에 대한 용접이 정상적으로 이루어지도록, 용접 팁과 보호회로모듈(b)의 위치데이터를 측정한 후 단자들을 용접하는 상기 용접부(34)의 스폿 용접시 그 위치를 카메라(35)의 영상정보를 분석하여 추종하도록 구성되어 있는 것이다.

또한, 상기 단자검출부(32)와 상기 제 2 부품조립기(33)의 사이에는 제 3 셀 정렬부(36)가 구성되는데, 상기 제 3 셀 정렬부(36)는 앞서 설명되는 제 1 셀 정렬부(21)와 동일한 구조를 이루는 것이다.

즉, 상기 제 3 셀 정렬부(36)는 첨부된 도 15에서와 같이, 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송되는 부품트레이(11)에 수직으로 탑재되는 배터리 셀(a)을 정렬하는 것으로, 고정프레임(36a)의 상단에 위치하여 좌우 이동하면서 폭 조절이 이루어지는 좌우 한 쌍의 구조물로서 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송되는 부품트레이(11)에 수직으로 세워진 배터리 셀(a)의 좌우를 정렬하는 좌우 한 쌍의 정렬프레임(36b)과, 상기 좌우 한쌍의 정렬프레임(36b)에 양끝단이 힌지 결합되면서 상기 정렬프레임(36b)의 좌우 이동을 지지하는 이동체(36c)와, 상기 좌우 한 쌍으로 이루어지는 정렬프레임(36b)에 의해 배터리 셀(a)의 좌우 정렬이 이루어질 때, 부품트레이(11)에 상기 배터리 셀(a)의 견고한 고정상태를 유지시키도록 상하 이동하면서 상기 배터리 셀(a)의 상면을 가압하는 셀 가압 프레임(36d)을 동일한 구성하고 있는 것이다.

상기 제 3 조립부(400)는 첨부된 도 19 내지 도 22에서와 같이, 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송되는 상기 보호회로모듈(b)이 결합되는 배터리 셀(a)의 상면에 상부케이스(c)를 조립하는 것으로, 제 3 부품조립기(41), 케이스 가압프레임(42), 제 2 셀 정렬부(43)를 포함하여 구성한 것이다.

상기 제 3 부품조립기(41)는 첨부된 도 19 및 도 20에서와 같이, 구동부(T)에 의해 전후 및 상하 이동이 가능한 것으로, 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송되는 부품트레이(11)에서 상부케이스(c)를 분리시킨 후 이를 보호회로모듈(b)이 결합되는 배터리 셀(a)의 상면에 결합시키는 것이며, 고정프레임(41a), 제 2 지지프레임(41b), 이동체(41c), 제 3 결합기(41d)를 포함하여 구성한 것이다.

상기 제 2 지지프레임(41b)은 첨부된 도 20에서와 같이, 제 2 고정프레임(41a)의 상단에 위치하는 좌우 한 쌍의 구조물로서, 양면테이프(h)가 부착된 배터리 셀(a)을 유동하지 않도록 좌우측에서 고정하도록 구성되는 것이다.

상기 이동체(41c)는 상기 좌우 한쌍의 제 2 지지프레임(41b)에 양끝단이 힌지 결합된 것으로, 상기 제 2 지지프레임(41b)의 좌우 이동을 안내하도록 구성되는 것이다.

상기 제 3 결합기(41d)는 좌우 또는 상하 방향으로의 이동이 가능한 것으로, 부품트레이(11)에 탑재되는 상부케이스(c)를 잡고 들어 올린 후, 상기 좌우 한 쌍의 구조물인 제 2 지지프레임(41b)에 고정되는 배터리 셀(a)의 상면에 보호회로모듈(b)을 보호하도록 상부케이스(c)를 결합시키도록 구성되는 것이다.

여기서, 상기 제 3 결합기(41d)는 상기 상부케이스(c)를 집어 올릴 수 있도록 복수의 프레임으로 집게를 구성한 것이다.

상기 케이스 가압프레임(42)은 첨부된 도 21에서와 같이, 상기 제 3 부품조립기(41)에 의해 배터리 셀(a)의 상면에 상부케이스(c)가 결합시, 상기 상부케이스(c)가 배터리 셀(a)에 견고하게 고정되도록 구동부(T)에 의해 구동하면서 상하 이동하여 상기 상부케이스(c)를 배터리 셀(a)의 방향으로 가압하도록 구성되는 것이다.

상기 제 2 셀 정렬부(43)는 앞서 설명되는 제 1,3 셀 정렬부(21)(36)와 동일한 구조를 이루는 것으로, 첨부된 도 19 및 도 22에서와 같이 다단으로 배열되며, 제 3 고정프레임(43a)의 상단에 위치하고 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송되는 부품트레이(11)에 수직으로 세워진 배터리 셀(a)의 좌우를 정렬하는 좌우 한 쌍의 제 3 정렬프레임(43b)과, 상기 좌우 한 쌍의 제 3 정렬프레임(43b)에 양끝단이 힌지 결합되고 상기 제 3 정렬프레임(43b)의 좌우 이동을 지지하는 제 3 이동체(43c)과, 상기 제 3 정렬프레임(43b)에 의해 배터리 셀(a)의 좌우 정렬시, 부품트레이(11)에 상기 배터리 셀(a)이 견고한 고정상태를 유지시키도록 상하 이동하면서 상기 배터리 셀(a)의 상면을 가압하는 셀 가압프레임(43d)을 포함하는 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 조립장치에는 첨부된 도 1,2는 물론, 첨부된 도 23 내지 도 25에서와 같이, 상기 배터리 셀(a)의 상하면에 각각 보호회로모듈(b)과 상부케이스(c) 및 하부케이스(d)의 결합이 이루어진 상태에서, 상기 배터리 셀(a)을 제 1 이송라인(L1)에서 제 3,4 이송라인(L3)(L4)으로 이송시킴은 물론, 상기 부품트레이(11)는 제 3 이송라인(L3)에서 제 2 이송라인(L2)으로 이송시키는 제 1 트레이 이송기(51), 셀 이송기(52), 그리고 제 2 트레이 이송기(53)를 더 포함하여 구성하는 것이다.

상기 제 1 트레이 이송기(51)는 제 1 이송라인(L1)을 따라 이송되는 부품트레이(11)를 제 3 이송라인(L3)으로 옮기도록 구동부(T)에 의해 상하 및 전후 이동이 가능하도록 구성되는 것이다.

즉, 상기 제 1 트레이 이송기(51)는 첨부된 도 23에서와 같이, 제 1 이송라인(L1)에 위치하는 부품트레이(11)를 잡은 후 이를 제 3 이송라인(L3)으로 옮기게 되는 것이다.

상기 셀 이송기(52)는 첨부된 도 24에서와 같이, 상기 제 1 트레이 이송기(54)에 의해 제 3 이송라인(L3)으로 옮겨진 부품트레이(11)에서 배터리 셀(a)을 분리한 후, 상기 분리된 배터리 셀(a)을 제 4 이송라인(L4)으로 옮기도록 구동부(T)에 의해 전후 및 상하 이동하는 것이다.

상기 제 2 트레이 이송기(53)는 첨부된 도 25에서와 같이, 상기 셀 이송기(52)에 의해 배터리 셀(a)이 분리된 부품트레이(11)를 제 2 이송라인(L2)으로 리턴 옮기도록 구동부(T)에 의해 상하 및 전후 이동하는 것이다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 조립장치에는 첨부된 도 1,2는 물론 첨부된 도 26 내지 도 32에서와 같이, 상기 제 4 이송라인(L4)을 따라 이송되는 배터리 셀(a)에 라벨(e)을 자동 부착시키는 라벨 부착부(600)을 더 포함하며, 상기 라벨 부착부(600)는 위치설정기(61), 제 1 이동기(62), 셀 이송프레임(63), 제 1 라벨 부착기(64), 제 2 라벨 부착기(65)를 포함하는 것이다.

상기 위치설정기(61)는 첨부된 도 26에서와 같이, 상기 제 4 이송라인(L4)을 따라 이송되는 배터리 셀(a)을 진공흡착한 후 90°수평 회전시켜 위치를 잡아주는 것이다.

상기 제 1 이동기(62)는 첨부된 도 27에서와 같이, 구동부(T)에 의해 상하 및 전후 이동이 가능한 것으로, 상기 위치설정기(61)에 의해 위치 설정되는 배터리 셀(a)을 진공 흡착하는 것이다.

상기 셀 이송프레임(63)은 첨부된 도 27 및 도 28에서와 같이, 상기 제 1 이동기(62)에 의해 진공흡착되는 배터리 셀(a)이 올려지는 것으로, 상기 셀 이송프레임(63)은 전후 이동이 가능하도록 구성되는 것이다.

상기 제 1 라벨 부착기(64)는 첨부된 도 28 내지 도 30에서와 같이, 상기 셀 이송프레임(63)에 배터리 셀(a)이 올려질 때, 상기 배터리 셀(a)의 일면에 라벨(e)을 부착하는 것으로, 라벨공급기(64a), 제 1 라벨흡착기(64b), 라벨정렬기(64c)를 포함하는 것이다.

상기 제 1 라벨흡착기(64b)는 첨부된 도 28 내지 도 30에서와 같이, 구동부(T)에 의해 전후 및 상하 이동이 가능한 것으로, 상기 라벨공급기(64a)로부터 공급되는 라벨(e)을 진공흡착한 후 이를 배터리 셀(a)의 일면에 부착시키도록 구성되는 것이다.

상기 라벨정렬기(64c)는 첨부된 도 29에서와 같이, 상기 제 1 라벨흡착기(64b)에 의해 흡착되는 라벨(e)이 상기 배터리 셀(a)의 일면에 부착되기 이전에 상기 라벨(e)을 정렬하도록 전후 이동이 가능한 것이며, 상기 라벨(e)의 정렬을 위해 복수의 정렬로드(641)(642)를 포함하는 것이다.

상기 제 2 라벨 부착기(65)는 첨부된 도 31 및 도 32에서와 같이, 상기 제 1 라벨 부착기(64)에 의해 배터리 셀(a)의 일면에 라벨(e)이 부착된 후 상기 셀 이송프레임(63)의 전진 이송시, 상기 라벨(e)이 부착된 배터리 셀(a)을 진공 흡착한 후, 상기 배터리 셀(a)의 타면으로 상기 라벨(e)을 부착 마무리하는 것으로, 제 2 라벨 흡착기(65a)와 한 쌍의 부착롤러(65b)를 포함하는 것이다.

상기 제 2 라벨 흡착기(65a)는 구동부(T)에 의해 상하 및 전후 이동이 가능한 것으로, 일면에 라벨(e)이 부착된 배터리 셀(a)을 진공 흡착하는 한편, 전후 이동하면서 상기 배터리 셀(a)의 일면에 부착되면서 외부로 연장되는 라벨(e)을 상기 한 쌍의 부착롤러(65a)에 접촉시켜, 상기 연장되는 라벨(e)이 상기 배터리 셀(e)의 타면으로 부착될 수 있도록 구성한 것이다.

즉, 상기 제 2 라벨 흡착기(65a)에 의해 상기 배터리 셀(a)의 둘레면에는 상기 라벨(e)의 부착이 마무리될 수 있는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩 조립장치는 첨부된 도 1 내지 도 32에서와 같이, 우선 제 2 이송라인(L2)을 통해 보호회로모듈(b)과 상,하부 케이스(c)(d)가 수납되는 부품트레이(11)를 제 1 이송라인(L1)으로 공급하고, 제 1 이송라인(L1)에서는 상기 부품트레이(11)에 배터리 셀(a)의 뒤집어 하면이 상방향으로 위치되도록 조립한다.

다음으로, 제 1 조립부(200)를 통해 배터리 셀(a)의 하면에 양면테이프(h)를 부착시킨 후, 상기 양면테이프(h)를 이용하여 하부케이스(d)를 상기 배터리 셀(a)의 하면에 자동 조립한다.

다음으로, 상기 하부케이스(d)가 결합되는 배터리 셀(a)을 뒤집어, 상기 배터리 셀(a)의 상면이 상방향을 향하도록 한 후, 제 2 조립부(300)를 통해 상기 배터리 셀(a)의 상면에 보호회로모듈(b)을 결합시킨 후, 상기 배터리 셀(a)의 단자와 상기 보호회로모듈(b)의 단자들을 용접하여 전기적으로 연결시키는 한편, 제 3 조립부(400)를 통해 상기 보호회로모듈(b)이 위치하는 상기 배터리 셀(a)의 상면에 상부케이스(c)를 자동 조립시킨다.

다음으로, 상기 배터리 셀(a)의 둘레면에 라벨(e)을 부착시키면, 배터리 셀(a)과 보호회로모듈(b), 그리고 상,하부 케이스(c)(d)와 라벨(e)을 포함하는 배터리 팩이 완성될 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 배터리 팩 조립장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

100; 부품공급부 11; 부품트레이
12; 트레이 이동부 13; 셀 탑재부
200; 제 1 조립부 21; 제 1 셀 정렬부
22; 테이프 공급부 23; 테이프 부착기
24; 테이프 가압기 25; 이면지 이탈기
26; 제 1 부품조립기 300; 제 2 조립부
31; 회전부 32; 단자검출부
33; 제 2 부품결합기 34; 용접부
35; 비전검사용 카메라 36; 제 3 셀 정렬부
400; 제 3 조립부 41; 제 3 부품조립기
42; 케이스 가압프레임 43; 제 2 셀 정렬부
500; 제어패널 51; 제 1 트레이 이송기
52; 셀 이송기 53; 제 2 트레이 이송기
600; 라벨 부착부 61; 위치설정기
62; 제 1 이동기 63; 셀 이송프레임
64,65; 제 1,2 라벨 부착기

Claims

배터리 셀과 이에 결합되는 보호회로모듈 및 상부케이스와 하부케이스를 제 1,2 이송라인으로 공급하는 부품공급부;
상기 부품공급부로부터 공급되는 배터리 셀의 하면에 하부케이스를 조립하는 제 1 조립부;
상기 제 1 조립부를 통해 하부케이스가 결합된 배터리 셀을 회전시켜, 상기 배터리 셀의 상면에 보호회로모듈을 결합시킨 후, 상기 배터리 셀과 보호회로모듈의 단자를 전기적으로 연결시키도록 용접하는 제 2 조립부;
상기 보호회로모듈이 결합되는 배터리 셀의 상면에 상부케이스를 조립하는 제 3 조립부; 및,
상기 부품공급부는 물론 제 1 내지 제 3 조립부의 동작을 제어하는 구동프로그램은 물론, 상기 제 2 조립부에 의한 배터리 셀의 단자와 보호회로모듈의 용접부위에 대한 연결상태를 체크하는 비전검사 프로그램이 탑재되는 제어패널; 을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 1 항에 있어서, 상기 부품공급부는,
보호회로모듈과 상부케이스 및 하부케이스가 탑재되고, 상기 제 2 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이;
구동부에 의해 전후 또는 상하 방향으로 이동이 가능하고, 제 2 이송라인을 따라 이송되는 상기 부품트레이를 상기 배터리 셀이 위치하는 제 1 이송라인으로 이동시키는 트레이 이동부; 및,
다수의 배터리 셀이 적층되는 셀 트레이로부터 인출되는 배터리 셀이 제 1 이송라인을 통해 이송시, 상기 배터리 셀을 진공 흡착한 후 상기 트레이 이동부에 의해 위치 이동되는 상기 부품트레이에 수직으로 탑재시키는 셀 탑재부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 2 항에 있어서, 상기 부품트레이는,
상면에 보호회로모듈과 상부케이스 및 하부케이스가 탑재되는 복수의 수납부를 구성하고, 전방측에는 상기 수납부의 일측 전방에는 제 1 프레임 및, 이송로드에 의해 전후 방향으로 이동이 가능하고 상기 제 1 프레임과 함께 배터리 셀을 수직으로 고정시키는 제 2 프레임을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 2 항에 있어서, 상기 셀 탑재부는,
구동부에 의해 상하방향으로의 회전이 가능하고, 제 1 이송라인을 따라 이송하는 배터리 셀을 진공 흡착하는 셀 흡착기;
구동부에 의해 전후 또는 상하 이동이 가능하고, 상기 셀 흡착기에 의해 진공 흡착되어 회전되는 배터리 셀을 부품트레이에 수직 결합시키는 셀 집게부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1 조립부는,
제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이에 수직으로 탑재되는 배터리 셀을 정렬하는 제 1 셀 정렬부;
권취롤러에 권취되는 지지체를 이동시켜 일면에 이면지가 부착된 양면테이프를 공급하도록 다단의 이송롤러를 포함하는 테이프 공급부;
좌우 또는 상하 방향으로 이동이 가능하고, 상기 테이프 공급부로부터 공급되는 양면테이프를 지지체로부터 분리시킨 후 부품트레이에 수직으로 세워진 배터리 셀의 저면에 상기 양면테이프의 타면을 부착시키는 테이프 부착기;
상하 방향으로 이동이 가능하고, 상기 배터리 셀의 저면에 부착되는 양면테이프를 가압 고정시키는 테이프 가압기;
상기 테이프 가압기에 의해 가압되는 양면테이프에서 이면지를 분리시키는 이면지 이탈기; 및,
상하 또는 좌우 방향으로 이동이 가능하고, 부품트레이에서 하부케이스를 분리시킨 후 상기 하부케이스를 양면테이프가 부착된 배터리 셀의 하면에 조립시키는 제 1 부품조립기; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 5 항에 있어서, 상기 제 1 셀 정렬부는,
고정프레임;
상기 고정프레임의 상단에 위치하고, 제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이에 수직으로 세워진 배터리 셀의 좌우를 정렬하는 좌우 한 쌍의 정렬프레임;
상기 좌우 한쌍의 정렬프레임에 양끝단이 힌지 결합되고, 상기 정렬프레임의 좌우 이동을 지지하는 이동체; 및,
상기 정렬프레임에 의해 배터리 셀의 좌우 정렬시, 부품트레이에 상기 배터리 셀이 견고한 고정상태를 유지시키도록 상하 이동하면서 상기 배터리 셀의 상면을 가압하는 셀 가압프레임; 을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 6 항에 있어서, 상기 이면지 이탈기는,
좌우 또는 상하 방향으로 이동이 가능한 제 3 프레임;
상기 제 3 프레임에 경사지게 고정되는 제 4 프레임;
상기 제 4 프레임에 회전 가능하게 힌지 결합되고, 상기 제 4 프레임의 이동에 따라 배터리 셀의 저면에 부착되는 양면테이프에서 이면지를 잡고 분리시키는 집게부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 6 항에 있어서, 상기 제 1 부품조립기는,
제 1 고정프레임;
상기 제 1 고정프레임의 상단에 위치하고, 양면테이프가 부착된 배터리 셀을 유동하지 않도록 좌우측에서 고정하는 좌우 한 쌍의 제 1 지지프레임;
상기 좌우 한쌍의 제 1 지지프레임에 양끝단이 힌지 결합되고, 상기 제 1 지지프레임의 좌우 이동을 안내하는 이동체; 및,
좌우 또는 상하 방향으로의 이동이 가능하고, 부품트레이에 탑재되는 하부케이스를 잡고 들어 올린 후, 상기 제 1 지지프레임에 고정되는 배터리 셀의 저면에 부착된 양면테이프에 접착되도록 하부케이스를 결합시키는 제 1 결합기; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제 2 조립부는,
상하 이동하고, 상기 제 1 조립부를 통해 하부케이스가 결합된 배터리 셀을 180°회전시킨 후 부품트레이에 안착시키는 회전부;
상기 회전부로부터 배터리 셀의 회전시, 상기 배터리 셀의 상면에 형성되는 단자를 검출하는 단자검출부;
상하 및 전후 이동하고, 상기 단자검출부에 의해 단자 검출이 이루어질 때, 부품트레이로부터 보호회로모듈을 분리시킨 후, 상기 배터리 셀의 상면에 결합시키는 제 2 부품결합기; 및,
상기 제 2 부품조립기에 의해 배터리 셀의 상면에 결합되는 보호회로모듈과 배터리 셀의 상면에 형성되는 단자를 용접시키는 용접부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 9 항에 있어서, 상기 제 2 조립부에는 제어패널의 제어를 받아 구동하고, 상기 용접부에 의해 배터리 셀과 보호회로모듈의 단자들이 용접될 때 그 용접이 정상 또는 불량인지를 체크하는 비전검사용 카메라; 를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 10 항에 있어서, 상기 제어패널의 비전검사 프로그램은 상기 배터리 셀과 보호회로모듈의 단자들에 대한 용접이 정상적으로 이루어지도록, 용접 팁과 보호회로모듈의 위치데이터를 측정한 후 단자들을 용접하는 상기 용접부의 스폿 용접시 그 위치를 카메라의 영상정보를 분석하여 추종하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제 3 조립부는,
구동부에 의해 전후 및 상하 이동하고, 제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이에서 상부케이스를 분리시킨 후 이를 보호회로모듈이 결합되는 배터리 셀의 상면에 결합시키는 제 3 부품조립기;
상기 제 3 부품조립기에 의해 배터리 셀의 상면에 상부케이스가 결합시, 상기 상부케이스가 배터리 셀에 견고하게 고정되도록 구동부에 의해 구동하면서 상하 이동하여 상기 상부케이스를 배터리 셀의 방향으로 가압하는 케이스 가압프레임; 및,
상기 케이스 가압프레임에 의해 상부케이스가 가압 결합되는 배터리 셀이 탑재되는 부품트레이가 제 1 이송라인을 따라 이송시, 상기 부품트레이에 수직으로 탑재되는 배터리 셀을 정렬하는 다단의 제 2 셀 정렬부; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 12 항에 있어서, 상기 제 3 부품조립기는,
제 2 고정프레임;
상기 제 2 고정프레임의 상단에 위치하고, 양면테이프가 부착된 배터리 셀을 유동하지 않도록 좌우측에서 고정하는 좌우 한 쌍의 제 2 지지프레임;
상기 좌우 한쌍의 제 2 지지프레임에 양끝단이 힌지 결합되고, 상기 제 2 지지프레임의 좌우 이동을 안내하는 이동체; 및,
좌우 또는 상하 방향으로의 이동이 가능하고, 부품트레이에 탑재되는 상부케이스를 잡고 들어 올린 후, 상기 제 2 지지프레임에 고정되는 배터리 셀의 상면에 보호회로모듈을 보호하도록 상부케이스를 결합시키는 제 3 결합기; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 12 항에 있어서, 상기 제 2 셀 정렬부는,
제 3 고정프레임;
상기 제 3 고정프레임의 상단에 위치하고, 제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이에 수직으로 세워진 배터리 셀의 좌우를 정렬하는 좌우 한 쌍의 제 3 정렬프레임;
상기 좌우 한쌍의 제 3 정렬프레임에 양끝단이 힌지 결합되고, 상기 제 3 정렬프레임의 좌우 이동을 지지하는 제 3 이동체; 및,
상기 제 3 정렬프레임에 의해 배터리 셀의 좌우 정렬시, 부품트레이에 상기 배터리 셀이 견고한 고정상태를 유지시키도록 상하 이동하면서 상기 배터리 셀의 상면을 가압하는 셀 가압프레임; 을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 2 항에 있어서, 상기 배터리 팩 조립장치에는,
제 3,4 이송라인을 더 포함하고, 상기 제 3 이송라인에는 제 1 이송라인을 따라 이송되는 부품트레이를 제 3 이송라인으로 옮기도록 구동부에 의해 상하 및 전후 이동하는 제 1 트레이 이송기;
상기 제 1 트레이 이송기에 의해 제 3 이송라인으로 옮겨진 부품트레이에서 배터리 셀을 분리한 후, 상기 분리된 배터리 셀을 제 4 이송라인으로 옮기도록 구동부에 의해 전후 및 상하 이동하는 셀 이송기; 및,
상기 셀 이송기에 의해 배터리 셀이 분리된 부품트레이를 제 2 이송라인으로 옮기도록 구동부에 의해 상하 및 전후 이동하는 제 2 트레이 이송기; 를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 15 항에 있어서, 상기 배터리 팩 조립장치에는 제 4 이송라인을 따라 이송되는 배터리 셀에 라벨을 자동 부착시키는 라벨 부착부; 를 더 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 16 항에 있어서, 상기 라벨 부착부는,
상기 제 4 이송라인을 따라 이송되는 배터리 셀을 진공흡착한 후 90°수평 회전시키는 위치설정기;
구동부에 의해 상하 및 전후 이동이 가능하고, 상기 위치설정기에 의해 위치 설정되는 배터리 셀을 진공 흡착하는 제 1 이동기;
상기 제 1 이동기에 의해 진공흡착되는 배터리 셀이 올려지는 셀 이송프레임;
상기 셀 이송프레임에 배터리 셀이 올려질 때, 상기 배터리 셀의 일면에 라벨을 부착하는 제 1 라벨 부착기; 및,
상기 제 1 라벨 부착기에 의해 배터리 셀의 일면에 라벨이 부착된 후 상기 셀 이송프레임의 전진 이송시, 상기 라벨이 부착된 배터리 셀을 진공 흡착한 후, 상기 배터리 셀의 타면으로 상기 라벨을 부착 마무리하는 제 2 라벨 부착기; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 17 항에 있어서, 상기 제 1 라벨 부착기는,
라벨공급기; 구동부에 의해 전후 및 상하 이동이 가능하고, 상기 라벨공급기로부터 공급되는 라벨을 진공흡착한 후 이를 배터리 셀의 일면에 부착시키는 제 1 라벨흡착기;
상기 제 1 라벨흡착기에 의해 흡착되는 라벨이 상기 배터리 셀의 일면에 부착되기 이전에 상기 라벨을 정렬하도록 전후 이동이 가능한 복수의 정렬로드를 포함하는 라벨정렬기; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.
제 18 항에 있어서, 상기 제 2 라벨부착기는,
구동부에 의해 상하 및 전후 이동이 가능하고, 일면에 라벨이 부착된 배터리 셀을 진공 흡착하는 제 2 라벨 흡착기;
상기 제 2 라벨 흡착기에 의해 진공 흡착된 배터리 셀이 전후 이동할 때, 상기 배터리 셀의 일면에 부착되면서 외부로 연장되는 라벨을 구부려 상기 배터리 셀의 타면으로 부착시키는 한 쌍의 부착롤러; 를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 조립장치.