KR101545164B1 - Tco 부품 삽입검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 TCO 부품 삽입검사장치는 휴대용 모바일기기의 배터리 보호회로에 적용되는 TCO(Thermal Cut Off)의 온도퓨즈와 도전박판을 지그장치에 병렬로 안착시킨 다음 무한궤도로 순환하는 이송벨트을 따라 이동시키면서 접촉식 및 비접촉식 삽입검사부재를 통해 온도퓨즈 및 도전박판의 장착 및 중첩 삽입 유,무를 판단한다. 또한 삽입검사부재 후단에는 삽입검사불량 판정을 받은 용접지그부재를 회수로봇에 의해 회수하도록 함으로써 레이저 용접 작업 불량을 미연에 방지함으로써 온도퓨즈의 안정된 성능과 신뢰성을 보장할 수 있어 고품질의 TCO를 대량 생산 가능한 장점을 제공한다.

Description

TCO 부품 삽입검사장치{TCO parts insertion test device}

본 발명은 모바일기기의 배터리 보호회로에 적용되는 온도퓨즈와 한 쌍의 도전박판으로 이루어진 TCO(Thermal Cut Off)를 용접 가공함에 있어서, 레이저 용접 작업 전에 다수의 지그장치에 순차적으로 병렬로 안착되는 온도퓨즈의 삽입 유무와 도전박판의 중복 삽입 상태를 검사하도록 함으로써 용접 불량을 사전에 방지할 수 있도록 이루어진 TCO 부품 삽입검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 TCO(Thermal Cut Off)라 함은 휴대폰, 노트북, 테블릿 등과 같은 모바일기기의 배터리 보호회로에 적용되는 온도퓨즈를 말한다.

이러한 TCO는 모바일기기의 메인보드에 연결되는 것으로서, 배터리의 과열시 적정 온도가 감지되면 메인보드에 신호를 송출하여 배터리의 보호회로를 구동시켜 배터리의 과열로 인한 안전 사고를 방지하도록 되어 있다.

이처럼 모바일기기 배터리 보호회로에 적용되는 TCO의 온도퓨즈는 양측 단자부에 두께가 얇은 한 쌍의 도전박판(박판 형태의 니켈 재질의 금속플레이트)이 도 1a와 같이 용접 가공에 의해 접속되는 구성이다.

이에 따라 종래에는 TCO를 구성하는 온도퓨즈와 한 쌍의 도전박판 부품을 용접지그나 용접트레이 등에 나열한 후 작업자가 일일이 수작업으로 제조하는 방식에 의존하였기 때문에 다음과 같은 문제들이 발생 되었다.

예컨대, 용접지그나 용접트레이 상에 TCO 부품을 수작업에 의해 삽입하게 되므로 작업자가 실수하여 온도퓨즈와 도전박판을 정확히 삽입하지 못한 경우가 빈번하게 발생되는데, 이때 온도퓨즈와 도전박판의 삽입 유,무를 확인할 수 있는 장치가 마련되어 있지 않았기 때문에 이로 인해 용접 불량이 발생되는 문제가 있었다.

특히, 도 1b와 같이 두께가 얇은 도전박판이 2장이상 중복되는 상태로 공급되어 용접 작업이 이루어짐으로써 TCO 제품 전체의 양산 불량이 자주 발생되는 문제가 내재되어 있었다.

이처럼 종래의 수작업 TCO 부품 삽입 방식으로는 TCO를 대량 생산하는데 한계가 있었고, 균일한 품질이 유지되지 못함으로 인해 TCO 제품 불량률이 높고 신뢰성이 낮은 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 모바일기기의 배터리 보호회로에 적용되는 TCO(Thermal Cut Off)를 레이저 용접 방식으로 제조함에 있어서, 온도퓨즈 및 한 쌍의 도전박판을 이송벨트를 따라 순환하는 지그장치에 병렬로 안착하여 레이저 용접 작업 직전에 TCO 부품 삽입검사를 자동화 방식으로 검사하여 후속 용접 작업 불량을 미연에 방지하도록 함으로써, 신뢰성 있는 고품질의 TCO 제품을 대량 생산 가능하게 하는 TCO 부품 삽입검사장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 온도퓨즈 및 도전박판을 용접 작업하기 전에 지그장치에 정상적으로 장착되어 있는지, 도전박판이 2장 겹치게 장착되어 있는지를 비접촉 또는 접촉방식의 자동삽입검사를 통해 용접 불량을 사전에 방지할 수 있는 TCO 부품 삽입검사장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 TCO 부품 삽입검사장치는 중간에 공간부를 형성하도록 평행하게 설치되는 한 쌍의 이송벨트; 상기 이송벨트를 따라 이동하는 공용이동판과, 상기 공용이동판 상에 조립되고 상면에 TCO(Thermal Cut Off)를 구성하는 온도퓨즈와 한 쌍의 도전박판을 순차적으로 안착하기 위한 복수의 안착홈이 병열로 형성되어 있는 전용지그판으로 이루어진 용접지그부재; 및 상기 안착홈에 상기 온도퓨즈 및 도전박판의 장착 상태 및 중첩 삽입 유,무를 접촉식 또는 비접촉식으로 검사하는 삽입검사부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 상기 삽입검사부재는, 상기 이송벨트 상부에 상,하로 승강 가능하게 설치되는 승강판; 상기 승강판에 상기 용접지그부재에 안착된 온도퓨즈와 도전박판을 향하도록 설치되는 접촉식감지센서 또는 비접촉식감지센서에 의해 상기 온도퓨즈와 도전박판의 장착 유,무와 중첩 유,무를 감지하는 감지부재;를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 삽입검사부재는, 상기 이송벨트의 공간부 내에 설치되어 상기 용접지그부재를 일정 높이 승강시키는 지그승강장치; 상기 지그승강장치와 서로 마주보도록 상기 이송벨트 상부에 설치되는 고정프레임; 상기 고정프레임에 수직으로 설치되는 접촉식감지센서 또는 비접촉식감지센서에 의해 상기 지그승강장치에 의해 승강하는 상기 용접지그부재에 안착된 상기 온도퓨즈와 도전박판의 장착 유,무와 중첩 유,무를 감지하는 감지부재;를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 비접촉식감지센서는 광센서로 이루어질 수 있으며, 상기 접촉식감지센서는 접촉식 변위측정자기센서(Linear Variable Differential Transformer)로 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 비접촉식감지센서는 광센서로 이루어져 상기 용접지그부재에 안착된 온도퓨즈 삽입 유,무를 검사하고, 상기 접촉식감지센서는 접촉식 변위측정자기센서(Linear Variable Differential Transformer)로 이루어져 상기 도전박판의 삽입 유,무 및 두께를 측정하여 중첩 삽입 유,무를 검사하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 접촉식감지센서 단부에 탄성측정프로브가 구비되어 상기 도전박판과 탄발되게 접촉되도록 이루어질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 안착홈 바닥에 상기 온도퓨즈와 도전박판을 임시 고정하기 위해 상기 온도퓨즈와 상기 도전박판 저면과 이격되도록 매입되는 자석을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 이송벨트 이동 경로에는 상기 삽입검사부재에 의해 상기 온도퓨즈의 장착 유,무와 도전박판의 두께를 측정하여 삽입 불량 판정을 받은 용접지그부재를 회수하기 위한 회수로봇을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이에 따라 본 발명은 수작업에 의해 용접지그부재의 안착부에 온도퓨즈와 도전박판을 공급하는 과정에서의 TCO 부품 삽입 유,무와 중첩 삽입에 대한 불량 검사가 자동으로 이루어지도록 구성된 것이다.

그리고, 부품 삽입 불량 판정을 받은 용접지그부재는 회수로봇에 의해 회수 조치하여 작업자에 의해 부품 재삽입 과정을 거치도록 함으로써 TCO 레이저 용접 작업이 원활하게 이루어지도록 구성된 것이다.

본 발명에 따른 TCO 부품 삽입검사장치에 의하면 다음과 같은 효과를 발휘한다.

온도퓨즈 및 한 쌍의 도전박판을 지그장치에 병렬로 삽입하여 이송벨트를 따라 순환시키면서 용접 작업 전 비접촉 또는 접촉방식의 자동삽입검사가 이루어지므로 부품삽입 불량으로 인한 용접 불량을 방지한다.

이에따라 레이저 용접 작업 전에 지그장치에 안착된 온도퓨즈와 도전박판을 유동되지 않게 가압해 줌으로써 온도퓨즈 단자와 도전박판이 겹쳐진 용접부위가 밀착된 상태에서 레이저 용접작업이 이루어지므로 균일하고 신뢰성을 갖는 TCO 제조가 가능해 진다

그리고, 레이저 용접 작업 직후에는 비전검사기를 통해 용접부위의 외관 상 불량 여부를 검사하고, 기능검사부재에 의해 TCO의 저항값을 자동으로 측정함으로써 용접 불량으로 인한 TCO 성능의 균일성을 자동으로 체크하여 제품 품질의 신뢰성을 갖는 대량의 TCO 제조가 가능하다.

이처럼 모바일기기의 배터리 보호회로에 적용되는 TCO(Thermal Cut Off)를 제조하는 일련의 과정에서 용접 작업 전 단계에서 용접지그부재에 안착된 TCO 부품의 삽입검사과정을 자동화시킴으로써, TCO 제품의 생산성 향상, 불량률 감소 및 안전사고 예방을 하고 생산 원가를 낮추면서 TCO 제품의 신뢰성과 고품질을 유지할 수 있는 효과를 발휘하는 것이다.

도 1a는 TCO 부품의 용접 부위를 나타낸 요부확대사진.
도 1b는 종래의 수작업에 의한 TCO 부품의 도전박판 중복 공급에 따른 불량문제점을 나타낸 요부확대사진.
도 2는 본 발명 TCO 부품 삽입검사장치가 적용된 자동 용접 시스템을 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 용접지그부재 구성을 나타낸 사시도.
도 4a 및 4b는 도 3의 용접지그부재의 조립 구성을 나타낸 평면도와 측단면도.
도 5a 내지 5b는 본 발명에 따른 삽입검사부재의 제1실시예에 의한 구성과 작동 상태를 나타낸 요부확대 측면도.
도 6a 내지 6c는 본 발명에 따른 삽입검사부재의 제2실시예에 의한 구성과 작동 상태를 나타낸 요부확대 측면도와 승강판의 평면도.
도 7a 내지 7c는 가압부재 및 레이저용접기를 나타낸 요부확대 측면도들과 가압판의 평면도 및 측단면도.
도 8a 및 8b는 비전검사기의 구성과 용접 불량 검사를 과정을 나타낸 요부확대 측면도와 용접불량 검사사진.
도 9a 및 도 9b는 기능검사부재의 구성과 작동 상태를 나타낸 요부확대 측면도.
도 10은 자동배출부재의 구성과 작동 상태를 나타낸 요부확대 측면도.

이하 본 발명 TCO 부품 삽입검사장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

본 발명은 TCO(Thermal Cut Off;10)의 온도퓨즈(20)와 한 쌍의 도전박판(30)을 레이저용접기(180)로 자동 용접하여 일체로 제조하는 과정에서 용접 작업 직전에 용접지그부재(120)의 안착홈(121)에 안착되는 부품의 삽입 유,무 등을 검사하기 위한 장치가 개시된다.

참고적으로 상기 TCO(10)는 휴대폰, 노트북, 테블릿 등과 같은 모바일기기의 배터리 보호회로(미도시)에 적용되는 온도퓨즈(20)이다.

따라서, TCO(10)는 모바일기기의 배터리 보호회로(미도시)에 회로적으로 연결되어 배터리의 과열시 적정 온도가 감지되면 메인보드에 신호를 송출하여 배터리의 과열로 인한 안전 사고를 방지한다.

이러한 TCO(10)의 온도퓨즈(20)는 설정 온도 이상으로 과열 시에는 오프(OFF) 되었다가 일정 시간 경과 후 다시 온(ON)되는 반복퓨즈가 적용된다.

상기 TCO(10)는 온도퓨즈(20) 양측에 돌출된 판형의 접속단자(21)에 두께가 얇은 한 쌍의 도전박판(30)이 레이저 용접 처리되어 일체로 접속된 구성이다.

여기서, 도전박판(30)은 0.3mm 이하의 두께를 갖는 니켈 재질의 금속플레이트를 말한다.

따라서, TCO(10)의 용접 부위는 접합 상태에 따라 온도퓨즈(20)의 성능이 달라지므로 용접 작업이 균일하게 이루어져야 한다.

이처럼 본 발명은 TCO(10)를 구성하는 온도퓨즈(20)와 한 쌍의 도전박판(30)의 자동 용접 작업 전 단계에서 상기 용접지그부재의 안착홈에 작업자에 의해 수작업으로 삽입되는 온도퓨즈와 도전박판이 제대로 삽입되어 있는지 자동화 방식으로 삽입 검사가 이루어질 수 있도록 함으로써 신뢰성 있는 고품질의 TCO(10) 제품을 대량 생산할 수 있는 TCO 부품 삽입검사장치를 개시한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 TCO 부품 삽입검사장치의 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

이하의 실시예들과 관련된 명세서 설명에서 상,하로 승강하거나 또는 전,후좌,우로 이동하는 작동을 위한 구성에 대해서 특별한 도면의 기재나 상세한 설명이 없는 경우 공압 실린더 또는 솔레노이드 방식의 액츄에이터(40)로 구성되고 작동되는 것으로 한다.

도 2를 참조하면 본 발명의 TCO 부품 삽입검사장치는 무한궤도의 이송 순환로를 구성하기 위한 한 쌍의 이송벨트(100)와, 다수의 용접지그부재와, 삽입검사부재를 포함하여 구성된다.

상기 이송벨트(100)는 중간에 공간부(101)를 형성하면서 용접지그부재(120)를 이송하기 위해 순환식 무한궤도로 이루어진다.

상기 용접지그부재(120)는 판형으로 이루어져 상기 이송벨트(100) 상에 얹혀진 상태에서 이동한다.

상기 용접지그부재(120) 상면에는 TCO(10)를 구성하는 온도퓨즈(20)와 한 쌍의 도전박판(30)을 순차적으로 안착하기 위한 복수의 안착홈(121)이 병열로 형성되어 있다.

상기 삽입검사부재(140)는 상기 지그장치(120) 위에 안착된 상기 온도퓨즈(20)의 장착 유,무와 도전박판(30)의 두께를 측정하면서 2장 이상 중첩되게 삽입되었는지를 검사한다.

상기 삽입검사부재(140)의 일측에는 이송벨트(100)의 이동경로에 레이저용접기(180)가 구비되어 구성된다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 이송벨트(100) 이동 경로에는 상기 삽입검사부재(140)에 의해 상기 온도퓨즈(20)의 장착 유,무와 도전박판(30)의 두께를 측정하여 삽입 불량 판정을 받은 용접지그부재(120)를 회수하기 위한 회수로봇(260)을 더 포함하여 구성된다.

이러한 회수로봇(260)은 상기 삽입검사부재(140)와 레이저용접기(180) 사이에 설치된다.

이에 따라 상기 레이저용접기(180)는 삽입 검사를 통과한 용접지그부재가 이동해 오면 상기 온도퓨즈(20)의 접속단자(21)와 도전박판(30)의 접속부위를 레이저 용접 가공하여 점 용접부(181)를 형성함으로써 온도퓨즈(20)와 한 쌍의 도전박판(30)이 일체로 조립되어 TCO 제품을 완성하게 되는 것이다.

이처럼 본 발명의 TCO 부품 삽입검사장치는 자동용접 생산라인에서 상기 레이저용접기(180) 전 단계에 설치되는 것이다.

상기 TCO(10) 부품 삽입 불량 검사를 받은 용접지그부재(120)는 회수로봇(260)에 의해 다시 회수되어 작업자에 의해 삽입 불량 검수 과정을 거치도록 함으로써 TCO(10) 부품 삽입 불량에 의한 레이저 용접 불량이 전혀 발생되지 않도록 구성된 것이다.

참고적으로 본 발명은 레이저용접기(180)에 의한 용접 작업 이후에는 점 용접부(181)의 불량 검사를 위한 비전검사기(200)가 더 구비될 수 있다.

상기 온도퓨즈(20)의 저항값 검사를 위한 기능검사부재(220) 및 검사가 완료된 TCO제품을 배출하여 포장하기 위한 자동배출부재(240)가 상기 이송벨트(100)의 순환 이동 경로에 순차적으로 설치될 수 있다.

이러한 검사장치들은 자동화 용접 생산 라인을 구축하도록 중앙처리부(202)에 의해 자동 제어되도록 구성될 수 있음은 물론이다.

이송벨트

상기 이송벨트(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍으로 이루어지되, 중간에 공간부(101)를 형성하도록 이동경로 전체에 설치되는 벨트안내블럭(103)에 지지되게 설치된다.

상기 벨트안내블럭(103)은 이송벨트(100)의 바닥을 지지하면서 양측면 일부를 감싸도록 이루어져 용접지그부재(120)의 처짐을 방지하면서 수평을 유지한 상태로 이송되도록 하는 역할을 한다.

이러한 구성을 갖는 상기 이송벨트(100)는 한 쌍으로 구성되어 서로 평행하게 설치되는데, 상시 이송벨트(100) 양측에는 상기 용접지그부재(120)를 이송벨트(100) 간에 운반하기 위한 운반로봇(80)이 설치되어 다수의 상기 용접지그부재(120)들이 이송벨트(100)를 따라 무한궤도 형태로 순환할 수 있도록 구성될 수 있다.

그리고, 상기 이송벨트(100) 일측에는 부품공급부(90)가 마련되고, 이 부품공급부(90) 구간에 설치된 상기 이송벨트(100) 공간부(101)에는 다수의 이송롤러(102)가 설치될 수 있다.

이에 따라 부품공급부(90) 구간에 여러 명의 작업자(W)가 배치되어 용접지그부재(120)를 이송롤러(102)를 따라 이동시키면서 용접지그부재(120)의 안착홈(121)에 복수의 온도퓨즈(20) 및 도전박판(30)을 순차적으로 삽입하도록 구성할 수 있는 것이다.

예컨대, 여러 명의 작업자(W)는 상기 부품공급부(90)에 배치되어 TCO(10)를 구성하는 온도퓨즈(20), 도전박판(30)을 각각 전담하여 상기 용접지그부재(120)에 순차적으로 삽입하게 된다.

그리고, 상기 이송벨트(100) 간의 용접지그부재(120)를 운반하기 위해 상기 이송벨트(100) 양측과 중간에는 공지의 운반로봇(80)이 더 설치되어 무한궤도 순환식으로 용접지그부재(120)의 이동 경로를 구성한다.

용접지그부재

도 3과 도 4a 및 도 4b를 참조하면 용접지그부재(120)는 판형으로 이루어지고, 용접지그부재(120) 양단부 가장자리가 한 쌍의 상기 이송벨트(100) 위에 수평이 유지되게 안착된 상태에서 이동되도록 구성된다.

상기 용접지그부재(120)는 원가가 저렴하고 중량이 가벼운 알루미늄 재질로 이루어지며, 외면 전체에는 상기 이송벨트의 이동 경로에 설치되는 기능검사부재(220)에서 상기 온도퓨즈(20)의 정확한 저항 측정이 이루어지도록 상기 전용지그판(125) 외면 전체에 후술된 바와 같이 기능 검사를 위한 절연코팅층(미도시)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 절연코팅층은 용접 작업이 완료된 TCO(10)의 기능검사 단계에서 온도퓨즈(20)의 정확한 저항값 검사를 위해 도전박판(30)과 용접지그부재(120) 사이에 통전이 되지 않도록 형성된 것이다.

상기 절연코팅층은 용접지그부재(120)가 알루미늄 재질로 이루어지는 경우 아노다이징 가공에 의해 용접지그부재(120) 표면에 산화 피막층을 형성할 수 있으며, 경질 아노다이징 처리하며, 아노다이징 코팅 두께는 0.05mm를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 절연코팅층은 다른 구성으로서 절연 기능을 갖는 것으로서 스프레이 방식으로 세라믹코팅층을 형성할 수도 있다.

이 경우 절연 기능을 위해 안착홈(121)이 형성된 용접지그부재(120) 상면에만 절연코팅층을 국부적으로 형성시킬 수 있는 장점을 제공한다.

상기 세라믹코팅층은 용접지그부재(120) 표면에 샌딩 처리를 한 후 세라믹 도료를 1차 코팅을 하고, 그 위에 투명도료를 2차로 코팅하는 2코팅 처리됨이 바람직하다.

또한, 상기 이송벨트(100)는 밑면과 양측면 일부를 감싸도록 이동경로를 따라 설치되는 벨트안내블록에 지지되어 순환되도록 구성된다.

이에 따라 이송벨트(100)에 의해 안착되어 이동되는 중량을 가지는 용접지그부재(120)는 수평 상태를 유지하면서 안정적으로 이동된다.

이처럼 상기 용접지그부재(120)는 복수의 TCO(10)를 이송벨트(100)에 의해 구축된 순환궤도를 이동시키면서 TCO 부품의 삽입검사와 레이저 용접 작업 등을 자동화가 가능하도록 하기 위한 필수 구성요소 중 하나이다.

이러한 용접지그부재(120)는 다양한 형태로 이루어질 수 있지만 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 공용이동판(124) 및 전용지그판(125)으로 구성된다.

그리고, 상기 용접지그부재(120) 상면에는 TCO(10)를 구성하는 온도퓨즈(20)와 한 쌍의 도전박판(30)을 순차적으로 안착하기 위한 복수의 안착홈(121)이 병열로 형성되어 있다.

상기 공용이동판(124)은 상기 이송벨트(100)에 양단부가 안착되고 윗면에 복수의 TCO(10) 부품을 안착하기 위한 가로 및 세로 폭을 가지는 사각판으로 이루어진다.

상기 전용지그판(125)은 상기 공용이동판(124) 상에 체결볼트(미도시)에 의해 착탈 가능하게 조립되어 용접지그부재(120)를 구성한다.

여기서, 상기 안착홈(121)은 온도퓨즈안착홈(121)과 도전박판안착홈(123)으로 구성되며, 이들은 서로 연결되어 있으며, 온도퓨즈안착홈(122)과 도전박판안착홈(123)은 바닥면이 단차지게 형성된다.

이에 따라 온도퓨즈(20) 접속단자(21)와 도전박판(30)이 서로 겹치는 접속부위(점 용접부;181)가 수평을 유지하도록 하여 항상 균일하고 정밀한 레이저 용접 작업이 자동으로 이루어지도록 구성된다.

그리고, 상기 안착홈(121)은 공용이동판(124) 상면에 상기 안착홈(121)이 TCO(10)에 대응되는 외곽 크기보다 여유 공차를 갖도록 형성된다.

따라서, 작업자(W)에 의해 각 부품을 안착홈(121)에 삽입하거나 후술된 바와 같이 완성된 TCO(10) 제품을 자동 배출할 때 도전박판(30)이 안착홈(121)에서 쉽게 이탈되도록 함으로써 이 과정에서 도전박판(30)이 변형되는 방지하도록 구성된다.

바람직하기로 작업자(W)에 의한 부품공급 순서는 온도퓨즈(20)를 먼저 안착시킨 후 도전박판(30)의 내측단부를 상기 온도퓨즈(20) 양측의 접속단자(21) 위에 안착시킴으로써 레이저용접 작업시 도전박판(30) 위로 레이저 빔이 조사되면서 접속단자(21)와 균일한 용접 작업이 이루어지도록 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면 상기 전용지그판(125)은 적어도 2 개 이상의 단위지그판(125a)으로 분할되어 구성된다.

이에 따라 상기 전용지그판(125)이 파손되거나 상기 절연코팅층이 벗겨진 경우 전용지그판(125)을 전체적으로 교체하지 않고 파손된 단위지그판(125a)을 부분적을 교체하도록 함으로써 비용 절감과 자동용접장치의 대량 생산 라인에서의 신속한 교체가 가능하도록 구성된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면 용접지그부재(120)는 도 4a 및 4b와 같이 상기 안착홈(121) 바닥에 상기 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)을 작업자(W)에 의해 안착홈(121)에 삽입하였을 때 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)이 제자리에 안착되면서 안착홈(121) 바닥면에 유동되지 않게 밀착될 수 있도록 임시 고정을 위한 자석(126)을 포함한다.

예컨대, 자석(126)은 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)의 폭보다 작은 직경을 갖는 원통형 네오디늄 자석(126)으로 이루어진다.

상기 자석(126)은 상기 온도퓨즈(20)와 상기 도전박판(30) 저면과 직접 부착되지 않고 미세한 간격을 유지하도록 안착홈(121) 바닥에 매입되어 설치된다.

상기 자석(126)은 도 4b에 도시된 바와 같이 안착홈(121)의 바닥면에서 0.1mm 아래로 미세 간격을 유지하도록 매입되는 것이 바람직하다.

자석(126)의 매입 깊이는 자력의 세기와 TCO(10) 부품의 크기에 비례하여 TCO(10) 부품이 안착홈(121)에 삽입된 후 자력에 의해 변형되지 않도록 한다.

또한, 상기 안착홈(121)에서 취출될 때 후술된 자동배출부재(240)의 흡착패드(242)의 흡착력에 의해 쉽게 배출될 수 있는 자력을 유지할 정도의 깊이로 매입할 수 있음은 물론이다.

삽입검사부재

도 5a 및 5b를 참조하면, 상기 삽입검사부재(140)는 상기 용접지그부재(120)의 전용지그판(125) 안착홈(121)에 위에 안착된 상기 온도퓨즈(20)의 장착 유,무와 도전박판(30)의 두께를 측정하면서 2장 이상 중첩되게 삽입되었는지를 검사하기 위한 구성이다.

먼저 상기 삽입검사부재(140)는 제1실시예로서, 상기 이송벨트(100) 상부에 상,하로 승강 가능하게 설치되는 승강판(141); 상기 승강판(141)에 상기 용접지그부재(120)에 안착된 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)을 향하도록 설치되는 접촉식감지센서(152) 또는 비접촉식감지센서(151)에 의해 상기 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)의 장착 유,무와 중첩 유,무를 감지하는 감지부재(150)를 포함하여 구성된다.

상기 용접지그부재(120)는 이송벨트(100) 상에 상기 홀더부재(130)에 의해 위치가 임시로 고정된 상태에서 감지부재(150)가 승강판(141)에 의해 승,하강하면서 삽입 검사가 이루어지도록 구성된 것이다.

상기 승강판(141)은 상기 이송벨트(100) 외측에서 고정프레임(60)에 의해 지지되는 공압식 액츄에이터(40)에 의해 상,하로 승강 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 접촉식감지센서(152) 또는 비접촉식감지센서(151)는 상기 승강판(141)에 수직으로 설치된다.

여기서, 용접지그부재(120)는 상기 이송벨트(100) 공간부(101)에 설치되는 액츄에이터(40)로 구동되는 스토퍼장치(250)의 상,하 작동에 의해 걸림구(251)에 선단부가 걸려 정지되고, 상기 고정블럭(131)과 작동로드(41)에 의해 임시 고정된 상태에서 삽입 검사가 이루어지게 된다.

이처럼 상기 감지부재(150)는 상기 용접지그부재(120)에 안착된 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)을 향하여 접촉식감지센서(152) 또는 비접촉식감지센서(151)에 의해 상기 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)의 장착 유,무와 중첩 유,무를 감지하여 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)의 삽입 불량 검사를 실시하도록 구성된 것이다.

또한, 상기 삽입검사부재(140)는 제2실시예로서, 도 6a 및 6b를 참조하면,

상기 이송벨트(100)의 공간부(101) 내에 설치되어 상기 용접지그부재(120)를 일정 높이 승강시키는 지그승강부재(142); 상기 지그승강부재(142)와 서로 마주보도록 상기 이송벨트(100) 상부에 설치되는 고정프레임(60); 상기 고정프레임(60)에 수직으로 설치되는 접촉식감지센서(152) 또는 비접촉식감지센서(151)에 의해 상기 지그승강부재(142)에 의해 승강하는 상기 용접지그부재(120)에 안착된 상기 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)의 장착 유,무와 중첩 유,무를 감지하는 감지부재(150);를 포함하여 구성된다.

상기 접촉식감지센서(152) 또는 비접촉식감지센서(151)는 고정프레임(60)에 수직으로 고정 설치된다.

상기 용접지그부재(120)는 상기 이송벨트(100)의 공간부(101)에 구비되는 지그승강부재(142)에 의해 승,하강하면서 삽입 검사가 이루어지도록 구성된다.

여기서, 상기 지그승강부재(142)는 원반형으로 이루어지고 공압식 액츄에이터(40)에 의해 상,하로 승강하게 이루어지고, 상면에 복수의 지지돌기(143)가 형성된 구성이다.

도 6c를 참조하면 상기 지그승강부재(142)의 지지돌기(143)는 4개로 이루어질 수 있지만 2개로 구성하여 용접지그부재(120)를 평면으로 볼 때 서로 마주하는 대각선 방향의 모서리 선상에 배치되도록 구성한다.

이처럼 지그승강부재(142)는 상기 이송벨트(100)의 공간부(101) 내에 구비되는 공압식 액츄에이터(40)에 의해 승강되게 설치되어 이송벨트(100) 상에 안착된 용접지그부재(120)를 일정높이 승강시키게 된다.

따라서, 상기 접촉식감지센서(152) 또는 비접촉식감지센서(151)가 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)에 접촉식 또는 비접촉식으로 삽입 검사를 하도록 구성된 것이다.

부언하면, 상기 접촉식감지센서(152) 또는 비접촉식감지센서(151)는 상기 고정프레임(60)에 수직 방향으로 지지되어 상기 용접지그부재(102)의 안착홈(121)에 안착된 상기 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)에 대응하여 접촉식 또는 비접촉식 방식으로 상기 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)의 장착 유,무와 중첩 유,무를 감지하는 것이다.

상기 고정프레임(60)은 상기 지그승강부재(142)와 서로 마주보도록 배치되어 상기 감지부재(150)를 수직 방향으로 설치할 수 있도록 상기 이송벨트(100) 상부에 설치된다.

전술한 실시예에서 상기 비접촉식감지센서(151)는 적외선 조사 방식의 광센서로 이루어지며, 상기 접촉식감지센서(152)는 접촉식 변위측정자기센서(Linear Variable Differential Transformer)로 이루어지는 것이 바람직하다.

예컨대, 본 발명의 실시예에서는 도 5a 및 도 5b와 같이 비접촉식감지센서(151)는 광센서로 이루어져서 상기 용접지그부재(120)에 안착된 온도퓨즈(20)의 삽입 유,무를 검사하도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 접촉식감지센서(152)는 접촉식 변위측정자기센서로 이루어져 상기 도전박판(30)과 접촉하면서 삽입 유,무를 판단하고, 도전박판(30)의 두께를 측정하여 중첩 삽입 유,무를 검사하도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 접촉식감지센서(152) 단부에는 탄성측정프로브(70)가 구비되어 상기 도전박판(30)에 접촉될 때 탄발되어 완충되도록 구성된다.

즉, 탄성측정프로브(70)는 상기 용접지그부재(120)의 안착홈(121)에 삽입된 도전박판(30) 상에 접촉될 때 도전박판(30)의 표면에 눌림 자국이나 접촉되는 힘에 의해 변형되는 것이 방지하는 역할을 한다.

전술한 적외선 방식의 광센서와 접촉식 변위측정자기센서는 공지의 감지부재(150) 구성이므로 이에 대한 상세한 구성과 작동 설명은 생략하기로 한다.

이와 같은 비접촉식감지부재(151)에 의하여 용접지그부재(120)에 삽입된 온도퓨즈(20)는 광센서(151)를 통하여 부품이 정상적으로 삽입된 상태를 자동으로 판단한다.

그리고, 접촉식감지부재(152)에 의하여 도전박판(30)이 안착홈(121)에 삽입 되었는지를 판단하게 된다.

특히, 접촉식감지부재(150)는 도전박판(30)의 표면에 직접 접촉하여 자기 센서에 의한 변위 측정 방식으로 두께를 측정함으로써 2장 이상 중첩되어 삽입되었는지를 도전박판(30)의 삽입 유,무와 함께 판단할 수 있다.

또한, 본 발명은 도 2를 참조하면 상기 삽입검사부재(140)와 후술된 레이저용접기(180) 사이에는 상기 온도퓨즈(20)의 장착 유,무와 도전박판(30)의 두께를 측정하여 삽입 불량으로 판단된 용접지그부재(120)를 회수하기 위한 회수로봇(260)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면 삽입검사부재(140)에 의해 불량 판정을 받은 경우 회수로봇(260)에 의해 다시 부품공급부(90)의 작업자(W)에게로 이송되도록 하여 한 개의 용접 불량 TCO(10)제품이 발생되지 않도록 한다.

이에 따라 작업자(W)는 삽입 불량 검사 판정을 받은 용접지그부재(120)에 공급된 온도퓨즈(20) 및 도전박판(30)의 유,무와 특히 도전박판(30)이 2겹으로 중첩되게 공급되었는지 중앙처리부(202)에 의해 전송된 메세지에 따라 후속 조치를 취할 수 있다.

이처럼 용접지그부재(180)에 수작업으로 공급된 TCO 부품에 대한 삽입검사가 레이저 용접 가공 전 단계에서 자동적으로 이루어지도록 하고, 삽입 불량된 제품은 회수 처리함으로써 TCO(10) 대량 생산시 TCO 용접 불량을 방지할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 상기 삽입검사부재(140) 이후의 이송벨트(100) 이동경로에 설치되는 것으로서 가압부재(160)가 구비된 레이저용접기(180)와, 비전검사기(200)와, 기능검사부재(220) 및 자동배출부재(240)가 부가적으로 구성될 수 있다.

이러한 부가적인 장치들은 TCO(10) 자동화 용접 생산 라인을 구축하여 중앙처리부(202)에 의해 자동 제어되도록 구성할 수 있게 한다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면 상기 레이저용접기(180)는 레이저빔이 상기 용접지그부재(120)에 안착된 TCO(10) 부품을 향하도록 하방으로 조사되도록 이송벨트(100)의 이동 경로에 설치된다.

상기 온도퓨즈(20)의 접속단자(21)와 도전박판(30) 단부가 겹친 부위에 레이저 빔을 조사함으로써 도 7b에 도시된 바와 같이 적어도 3점 이상으로 방사형을 이루는 점 용접부(181)를 형성하도록 용접처리되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가압부재(160)는 레이저 용접 작업 전에 전용지그판(125)의 안착홈(121)에 공급된 온도퓨즈(20) 및 한 쌍의 도전박판(30)이 유동되지 않도록 고정시키는 역할을 한다.

특히, 도전박판(30)과 온도퓨즈(20)의 접속단자(21)가 겹치는 접속부위를 국부적으로 눌러주고 상기한 바와 같이 3점 이상의 점 용접부(181)를 형성하면서 정확하고 균일한 품질의 점 용접부(181)를 형성하여 정밀 용접 가공하기 위한 구성이다.

예컨대, 점 용접부(181)의 용접 상태가 균일하지 않게 되면 기능 검사 과정에서 온도퓨즈(20)의 저항값이 일정하지 않게 되므로 최종적으로 불량 판정을 받게 되어 TCO(10) 제품 전체를 폐기 처리해야 하므로 경제적인 손실이 발생하게 된다.

이와 같이 상기 가압부재(160)는 도 7a 내지도 7c에 도시된 바와 같이 상기 레이저용접기(180) 하부에서 상,하로 승강 가능하게 설치되는 가압판(161)을 용접지그부재(120) 위로 승,하강시키도록 고정프레임(60)에 설치되는 한 쌍의 액츄에이터(40)로 구성될 수 있다.

상기 가압판(161)은 액츄에이터(40)의 작동로드(41)에 연결되며, 가이드부재(167)에 의해 안내되면서 상,하로 승강하도록 구성되며, 이때, 상기 용접지그부재(120)는 이송벨트(100)의 공간부(101)에 설치된 액츄에이터(40)에 의해 상,하로 승강하는 스토퍼장치(250)에 의해 임시로 고정된 상태이다.

이 상태에서 상기 가압판(161)이 하강하여 전용지그판(125)과 형합되면서 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)을 가압하도록 구성된다.

전술한 가압부재(160)의 2가지 실시예에 있어서, 상기 가압판(161)은 도 7a 내지 도 7c를 참조하면 상기 용접지그부재(120)에 안착된 도전박판(30)을 면 접촉방식으로 눌러주도록 상기 가압판(161) 저면에 가압돌부(162)가 하방으로 돌출 형성된 구성이다.

상기 가압부재(160) 상면 정중앙에는 레이저 마킹부(166)가 형성되어 레이저 용접 작업시 용접지그부재(120)의 초기 위치를 용이하게 세팅시킬 수 있도록 하여 이에 대응하여 형합되는 용접지그부재(120)의 점 용접부(181) 위치가 자동으로 정해지도록 구성된다.

특히, 상기 가압돌부(162)는 상기 도전박판(30)의 외형과 동일하게 형성되어 용접지그부재(120)의 안착홈(121)에 삽입된 도전박판(30)을 전면적으로 눌러 주도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 가압돌부(162) 일측에는 상기 도전박판(30) 단부와 상기 온도퓨즈(20) 접속단자(21)가 겹친 접속 부위 외측으로 상기 점 용접부(181) 중앙을 점 접촉 방식으로 눌러주기 위한 상기 가압판(161) 저면에 형성되는 가압핀(163)을 포함한다.

그리고, 가압판(161)에는 상기 점 용접부(181)에 대응되는 위치에 레이저 빔 통과홀(164)이 형성된 구성이다.

상기 레이저 빔 통과홀(164)은 하측의 출구로부터 입구를 향해 외측으로 경사지게 확장되도록 모따기 처리됨으로써 두께를 갖는 전용지그판(125)에 형성되는 레이저 빔 통과홀(164) 입구에 레이저 빔이 조사되지 않도록 하여 용접 불량을 방지한다.

그리고, 상기 레이저용접기(180)는 상기 용접지그부재(120)에 안착되는 TCO(10) 제품의 수량(도면의 용접지그부재에는 6개의 TCO 제품이 안착됨)과 관련하여 레이저 컨트롤 프로그램으로서 1개 ~ 6개를 선택적으로 생산할 수 있다.

즉, 상기 용접지그부재(120)의 안착홈(121)에 하나의 TCO(10)를 안착하여 용접할 수 있으며, 2개 또는 3개 또는 4개 또는 5개 또는 6개를 선택할 수 있다.

예컨대, 상기 레이저용접기(180)의 용접 영역이 10cm×10cm로 이루어지는 경우 TCO 제품의 배열 하는 형태에 따라 TCO(10) 제품을 6개 이상으로 용접지그부재(120)에 배열시켜 용접 작업을 일괄적으로 할 수 있도록 구성할 수 있다.

즉, TCO(10) 제품은 휴대용 모바일기기(미도시) 배터리보호회로의 구성에 따라 제품 크기와 형태가 다양하게 제작될 수 있다.

이때, 10cm×10cm크기의 레이저 용접 영역 내에서 최대한 1회 레이저 용접 작업으로서 가능하면 많은 량의 TCO(10) 부품을 용접지그부재(120)에 안착시켜 일괄적으로 용접이 이루어지도록 함으로써 자동 용접 대량 생산 비용을 절감하여 제품 단가를 낮출 수 있도록 구성된 것이다.

또한, 도 3을 참조하면 상기 용접지그부재(120) 상면 일측에는 상기 이송벨트(100) 상에 설치되는 무선리더기(51)에 의해 제조 이력을 기록 및 관리하기 위한 인식부재(50)를 포함하여 구성할 수 있다.

참고로 상기 무선리더기(51)는 용접지그부재(120)의 각각의 작업 구간 전단 또는 후단에바코드를 읽기 위해 설치될 수 있는데, 바코드를 인식하기 위한 바코드리더기가 적용되어 후술된 중앙처리부(202)와 연동되도록 구성된다.

그리고, 상기 인식부재(50)는 용접지그부재(120)가 각 공정을 순차적으로 이동하면서 발생되는 이력을 기록하여 관리한다.

상기 인식부재(50)는 바코드 또는 RF 또는 NFC 방식 등과 같이 다양한 무선 인식 방식으로 구성될 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 바코드가 적용되는 것이 바람직하다.

상기 인식부재(50) 즉, 바코드는 전용지그판(125)에 형성되는 것보다는 공용이동판(124)의 상면 일측에 인쇄되거나 별도의 스티커 형태로 부착될 수 있다.

비전검사기

도 9a 및 도 9b를 참조하면 상기 비전검사기(200)는, 카메라(201)와 수평안내부재 및 중앙처리부(202)로 구성된다.

상기 카메라(201)는 레이저 용접 작업이 완료된 용접지그부재(120)의 TCO(10) 제품의 점 용접부(181)를 국부적으로 촬영하도록 이송벨트(100) 외측에 설치되는 가이드부재(167)에 의해 용접지그부재(120)의 이동 경로를 따라 좌,우 이동가능하게 설치된다.

이에 따라 상기 용접지그부재(120)에 병렬로 안착된 상기 TCO(10)의 용접부위를 상기 카메라(201)가 이동하면서 상기 용접지그부재(120)에 병렬로 안착되어 있는 상기 TCO(10)의 용접부위를 순차적으로 국부 촬영하여 상기 중앙처리부(202)로 전송한다.

상기 중앙처리부(202)는 사전에 입력된 기본 이미지와 TCO(10)의 용접부위를 촬영한 이미지를 비교하여 용접 불량 여부를 판단하도록 구성된다.

상기 중앙처리부(202)는 용접 완료된 TCO(10) 용접부위를 실시간 촬영한 이미지와 사전 입력된 기본이미지에서 제품의 전체치수, TCO(10) 부품 삽입유무와 안착상태를 비교 판단한다.

판단 결과는 상기 용접지그부재(120) 상면 일측에 형성된 상기 인식부재(50)를 읽어 중앙처리부(202)에 저장하여 제조 이력을 관리하도록 한다.

기능검사부재

도 10을 참조하면 상기 기능검사부재(220)는, 상기 이송벨트(100) 상에 설치되는 지지프레임(221); 상기 지지프레임(221)에 설치되는 승강부재(222); 및 저항측정기(223)로 구성된다.

상기 저항측정기(223)는 상기 승강부재(222)의 작동로드(41)에 상,하로 작동되도록 설치되며, 상기 중앙처리부(202)와 전기 회로적으로 연결되어 있다.

이에 따라 상기 승강부재(222)의 상,하 동작에 의해 상기 TCO(10)의 도전박판(30)에 탄력적으로 접촉하는 측정프로브(70)에 의해 온도퓨즈(20)의 저항값을 측정하여 기준치에 적합한지를 검사한다.

이때, 레이저 용접 불량이 있는 경우 저항값이 다르게 측정되므로 용접불량으로 인한 불량 제품을 판별할 수 있다.

이때 상기 측정프로브(70)를 통해 얻어진 저항값은 바코드 인식부재(50)와 무선리더기(51)를 통해 데이터 처리되어 상기 중앙처리부(202)에 기록하여 관리하도록 한다.

자동배출부재

도 11을 참조하면 상기 자동배출부재(240)는, 상기 기능검사부재(220) 후단에서 상기 이송벨트(100) 상에 직각 방향으로 설치되어 상,하,좌,우로 이동 가능한 취출로봇(241); 상기 도전박판(30)을 흡착하도록 상기 취출로봇(241)의 취출판(241a)에 병렬로 설치되고 공지의 공압장치에 연결된 복수의 흡착패드(242);로 구성된다.

상기 취출로봇(241)은 TCO(10) 제품에 대응되게 마련되는 다수의 흡착패드(242)가 설치된 흡착판을 승강시키고, 이송벨트(100)와 배출컨베이어(243)를 왕복 이동하도록 구성된 것이다.

이에 따라 용접지그부재(120)에 최종 기능검사를 통과한 TCO(10) 제품을 흡착패드(242)를 이용하여 배출컨베이어(243)로 운반시켜 패키징화 함으로써 TCO(10) 제조가 완료될 수 있는 것이다.

이때, 상기 흡착패드(242)는 한 쌍의 도전박판(30)과 온도퓨즈(20)를 각각 흡착하도록 흡착판에 수직으로 배열되어 설치되며, 각 흡착패드(242)에는 공압라인(미도시)이 연결되어 흡착 작동을 수행하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명 TCO 부품 삽입검사장치가 적용된 자동용접장치에 의한 TCO 용접 과정과 여러 검사 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

TCO 자동 용접 생산 과정은 TCO 부품공급, 삽입부품검사, 레이저용접 전 가압, 레이저용접의 과정으로 진행되며, 비전검사와, 기능검사 및, 배출과정으로 이루어진다.

TCO 부품공급

먼저, TCO(10)를 구성하는 온도퓨즈(20)와, 상기 온도퓨즈(20)의 양단에 용접되는 한 쌍의 도전박판(30)을 용접지그부재(120)의 안착홈(121)에 작업자(W)에 의해 순차적으로 공급한다.

즉, 상기 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)을 이송벨트(100)를 따라 이동하는 용접지그부재(120)의 안착홈(121)에 순차적으로 삽입한다.

작업자(W)는 각 부품만을 전담하여 삽입하도록 하고, 상기 이송벨트(100)의 부품공금부에 설치된 다수의 이송롤러(102) 상에서 이루어진다.

작업자(W)들은 끝단부에 자석(126)이 부착된 도구를 이용하여 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)을 자력을 이용하여 가능한 손으로 파지하지 않도록 하여 부품의 변형을 방지하면서 안착홈(121)에 삽입하도록 한다.

이때, 안착홈(121) 바닥에 매입된 자석(126)에 의해 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)은 상기 안착홈(121) 바닥에 밀착된 상태로 공급된다.

삽입부품검사

상기 용접지그부재(120) 위에 수작업으로 공급된 상기 온도퓨즈(20)의 장착 유,무를 검사하는 과정으로서 이때 검사 과정은 접촉식과 비접촉식 검사과정으로 진행된다.

바람직하기로 온도퓨즈(20)의 삽입 유,무는 비접촉식감지부재(151)의 광센서에 의해 삽입 검사가 이루어진다.

그리고, 상기 도전박판(30)은 얇은 니켈판이므로 안착홈(121) 바닥면을 기준으로 두께를 측정하는 접촉식감지부재(152) 즉, 변위측정자기센서에 의해 삽입 검사가 이루어진다.

따라서, 상기 안착홈(121)에 상기 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)이 장착되었는지 또는 상기 도전박판(30)이 1장 이상 공급되었는지를 검사한다.

이때, 상기 삽입검사단계(S20)에서, 상기 이송벨트(100) 외측에 구비된 홀더부재(130)에 의하면 이송벨트(100)에 의해 삽입검사부재(140)로 공급된 상기 용접지그부재(120)를 이동 방향에 대해 직교하는 방향으로 파지한 후 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)이 안착홈(121)에 정상적으로 공급되었는지의 삽입 유무를 정확하게 검사한다.

레이저용접 전 가압

상기 이송벨트(100)에 의해 레이저용접기(180) 하부로 진입된 상기 용접지그부재(120) 상에 공급되어 있는 상기 도전박판(30)과, 상기 온도퓨즈(20) 접속단자(21)와 상기 도전박판(30) 단부의 겹친 부위를 레이저 용접 작업 전에 가압하는 과정이다.

전술한 바와 같이 상기 레이저용접기(180) 하부에 구비된 가압부재(160)로서 눌러 고정시켜 도전박판(30)과 온도퓨즈(20)가 레이저 용접 과정에서 유동되지 않게 되므로 용접 불량이 전혀 발생하지 않아 용접 불량이 전혀 발생하지 않게 된다.

가압부재(160)의 제1실시예에 의하면 상기 이송벨트(100) 상에 상,하로 승강되게 설치되는 상기 가압부재(160)가 하강하는 방식으로 상기 용접지그부재(120)에 공급된 상기 도전박판(30)은 가압돌부(162)에 의해 전면적으로 가압하고, 상기 온도퓨즈(20) 접속단자(21)와 상기 도전박판(30) 단부의 겹친 접속부위는 가압핀(163)에 의해 국부적으로 가압한다

이때, 상기 용접지그부재(120)에 안착홈(121)에 자력에 의해 부착된 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)이 가능한 유동되지 않는 상태를 유지하면서 가압할 수 있으므로 레이저 용접 불량을 방지할 수 있게 된다.

가압부재(160)의 제2실시예에 의하면 상기 이송벨트(100) 중앙에 형성된 공간부(101) 내에서 상,하로 승강하는 지그승강부재(142)에 의해 용접지그부재(120)를 일정 높이 승강시킨다.

다음으로 상기 지그승강부재(142) 상에서 승강되게 설치된 상기 가압부재(160)가 하강하는 방식에 의해 상기 용접지그부재(120)에 공급된 상기 도전박판(30)과, 상기 온도퓨즈(20) 접속단자(21)와 상기 도전박판(30) 단부의 겹친 부위를 가압하도록 한다.

이 경우 용접지그부재(120)가 이송벨트(100)에서 이격된 상태에서 가압부재(160)가 하강하여 가압 상태에서 레이저용접이 이루어지므로 레이저 빔과 점 용접부(181) 사이에 짧은 거리를 유지한 상태에서 용접 작업이 가능해진다.

이처럼 레이저 용접기의 렌즈와 점 용접부(181)까지 가까운 거리를 확보하게 되므로 저출력 사양의 레이저용접기를 적용할 수 있는 장점을 제공하며, 보다 세밀한 용접 작업이 가능해질 수 있어 크기가 매우 작은 TCO(10) 제품의 용접 작업에 효과적이다.

레이저용접

레이저 용접은 상기 가압부재(160)의 가압판(161)에 형성된 레이저 빔 통과홀(164)을 통해 레이저빔을 조사하여 상기 온도퓨즈(20)의 접속단자(21)와 도전박판(30)의 접속부위를 점 용접하는 과정이다.

이때 점 용접부(181)는 3점 이상의 방사 형상을 이루도록 점 용접하는 것이 바람직하다.

또한, 레이저 용접 과정에서, 상기 이송벨트(100) 외측에 구비된 홀더부재(130)에 의해 상기 용접지그부재(120)의 이동 방향에 대해 직교하는 방향으로 파지한 후 부품 삽입 유무를 검사하고 레이저 용접하도록 한다.

비전검사

비전검사는 상기 TCO(10)의 용접부위를 카메라(201)를 이용해 촬영한 후 중앙처리부(202)를 통해 용접 불량을 검사하는 과정이다.

예컨대, 촬영된 점 용접부(181) 이미지와 사전 입력된 기본용접부이미지를 중앙처리부(202)에서 비교하여 레이저 용접 불량을 판단하도록 한다.

기능검사 및 배출

기능검사는 상기 이송벨트(100) 경로 상에 설치되어 상,하 작동하는 복수의 저항 측정기를 통해 상기 도전박판(30)에 접촉하여 온도퓨즈(20)의 저항값을 측정하여 상기 중앙처리부(202)에 의해 이상 유무를 판단한다.

그리고, 자동 용접와 검사 완료된 TCO(10) 배출 과정은 상기 이송벨트(100) 경로 상에 설치되어 상,하,좌,우로 작동하는 취출로봇(241)에 구비된 흡착패드(242)에 의해 상기 용접지그부재(120)로부터를 TCO(10)를 흡착하여 배출컨베이어(243)로 배출시키게 되는 것이다.

이상과 같이 다수의 작업자(W)가 수작업에 의해 용접지그부재(120)의 안착부에 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)의 부품 공급이 이루어진다.

그 이후로 본 발명에 따른 TCO 부품 삽입검사장치에 의하여 상기 안착홈(121)에 부품의 삽입 유무와 중첩 삽입된 유무를 자동으로 판단하고, 그 이력을 바코드 인식부재(50)를 통해 중앙처리부(202)에서 관리하도록 한다.

또한, 레이저용접기(180) 전 단계에서는 온도퓨즈(20)와 도전박판(30)을 가압부재(160)를 통하여 유동되지 않은 상태에서 레이저 용접 작업이 이루어지도록 함으로써 양의 TCO(10) 제품을 본 발명 자동용접장치에 의하여 대량 생산이 가능해 진다.

아울러 용접 완료된 TCO(10) 제품에 대한 용접 불량 검사와 기능검사(온도퓨즈(20)의 저항값 검사)를 비젼검사장치와 기능검사부재(220)로서 면밀하게 판단하고, 자동배출부재(240)를 통해 부품의 파손이나 변형됨이 없이 부품 삽입 공정을 제외한 나머지 전체 공정은 자동적으로 이루어지게 된다.

따라서 본 발명에 따른 TCO 부품 삽입검사장치가 적용된 TCO 자동용접 생산라인에 의래 레이저 용접 공정 및 검사 공정에 대해 자동화를 구현함으로써, 특히 고가의 모바일기기의 배터리 회로에 적용되는 TCO 제품의 생산성 향상, 불량률을 감소할 수 있는 효과를 발휘한다.

또한, TCO 제품의 일정한 품질을 유지하면서 제품을 대량 생산할 수 있으며 자동화된 전수 검사를 통하여 생산 일자 별로 TCO 제품을 관리하도록 하여 제품 불량률을 현저히 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 생산원가도 대폭 절감할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 TCO 부품 삽입검사장치를 실시하기 위한 일부 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 : TCO 20 : 온도퓨즈
21 : 접속단자 30 : 도전박판
40 : 액츄에이터 41 : 작동로드
50 : 인식부재 51 : 무선리더기
60 : 고정프레임 70 : 탄성측정프로브
80 : 운반로봇 90 : 부품공급부
100 : 이송벨트 101 : 공간부
102 : 이송롤러 103 : 벨트안내블럭
120 : 용접지그부재 121 : 안착홈
122 : 온도퓨즈안착홈 123 : 도전박판안착홈
124 : 공용이동판 125 : 전용지그판
125a : 단위지그판
126 : 자석 127 : 슬라이드홈
128 : 센터홀
130 : 홀더부재 131 : 고정블럭
140 : 삽입검사부재 141 : 승강판
142 : 지그승강부재 143 : 지지돌기
150 : 감지부재 151 : 비접촉식감지센서(광센서)
152 : 접촉식감지센서(변위측정자기센서, LVDT;Linear Variable Differential Transformer)
160 : 가압부재 161 : 가압판
162 : 가압돌부 163 : 가압핀
164 : 레이저 빔 통과홀 166 : 레이저 마킹부
167 : 가이드부재
180 : 레이저용접기 181 : 점 용접부
200 : 비전검사기 201 : 카메라
202 : 중앙처리부
220 : 기능검사부재 221 : 지지프레임
222 : 승강부재 223 : 저항측정기
240 : 자동배출부재 241 : 취출로봇
241a : 취출판
242 : 흡착패드 243 : 배출컨베이어
250 : 스토퍼장치 251 : 걸림구
260 : 회수로봇 W : 작업자

Claims (9)

1. 중간에 공간부를 형성하도록 평행하게 설치되는 한 쌍의 이송벨트;
   상기 이송벨트를 따라 이동하는 공용이동판과, 상기 공용이동판 상에 조립되고 상면에 TCO(Thermal Cut Off)를 구성하는 온도퓨즈와 한 쌍의 도전박판을 순차적으로 안착하기 위한 복수의 안착홈이 병열로 형성되어 있는 전용지그판으로 이루어진 용접지그부재; 및
   상기 안착홈에 상기 온도퓨즈 및 도전박판의 장착 상태 및 중첩 삽입 유,무를 접촉식 또는 비접촉식으로 검사하는 삽입검사부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 TCO 부품 삽입검사장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 삽입검사부재는, 상기 이송벨트 상부에 상,하로 승강 가능하게 설치되는 승강판;
   상기 승강판에 상기 용접지그부재에 안착된 온도퓨즈와 도전박판을 향하도록 설치되는 접촉식감지센서 또는 비접촉식감지센서에 의해 상기 온도퓨즈와 도전박판의 장착 유,무와 중첩 유,무를 감지하는 감지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TCO 부품 삽입검사장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 삽입검사부재는, 상기 이송벨트의 공간부 내에 설치되어 상기 용접지그부재를 일정 높이 승강시키는 지그승강부재;
   상기 지그승강부재와 서로 마주보도록 상기 이송벨트 상부에 설치되는 고정프레임;
   상기 고정프레임에 수직으로 설치되는 접촉식감지센서 또는 비접촉식감지센서에 의해 상기 지그승강부재에 의해 승강하는 상기 용접지그부재에 안착된 상기 온도퓨즈와 도전박판의 장착 유,무와 중첩 유,무를 감지하는 감지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 TCO 부품 삽입검사장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 비접촉식감지센서는 광센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 TCO 부품 삽입검사장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 접촉식감지센서는 접촉식 변위측정자기센서(Linear Variable Differential Transformer)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 TCO 부품 삽입검사장치.
6. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 비접촉식감지센서는 광센서로 이루어져 상기 용접지그부재에 안착된 온도퓨즈 삽입 유,무를 검사하고, 상기 접촉식감지센서는 접촉식 변위측정자기센서(Linear Variable Differential Transformer)로 이루어져 상기 도전박판의 삽입 유,무 및 두께를 측정하여 중첩 삽입 유,무를 검사하는 것을 특징으로 하는 TCO 부품 삽입검사장치.
7. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 접촉식감지센서 단부에 탄성측정프로브가 구비되어 상기 도전박판과 탄발되게 접촉되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 TCO 부품 삽입검사장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 안착홈 바닥에 상기 온도퓨즈와 도전박판을 임시 고정하기 위해 상기 온도퓨즈와 상기 도전박판 저면과 이격되도록 매입되는 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 TCO 부품 삽입검사장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 이송벨트 이동 경로에는 상기 삽입검사부재에 의해 상기 온도퓨즈(20)의 장착 유,무와 도전박판(30)의 두께를 측정하여 삽입 불량 판정을 받은 용접지그부재를 회수하기 위한 회수로봇을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 TCO 부품 삽입검사장치.

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