KR102423629B1 - 전지 팩의 단자 연결 장치 - Google Patents

전지 팩의 단자 연결 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전지 팩의 단자 연결 장치를 개시한다. 이러한 본 발명은 전지 팩을 용접 포인트에 배치시 그 배치 상태를 비전 검사를 통해 검사한 후 용접봉에 대한 불량 여부 또는 드레싱 작업이 이루어지도록 구성한 것이고, 이에 따라 단자 연결부와 원통형 전지셀들의 전극단자 연결을 위한 자동화 공정의 스폿 용접 작업이 오차없이 정밀하게 이루어질 수 있도록 하면서 전지 팩에 대한 품질 만족도를 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

Description

전지 팩의 단자 연결 장치{Battery pack terminal connection device}
본 발명은 전지 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지 팩을 구성하는 원통형 전지셀(리튬 이온 배터리)들의 전극단자들을 단자 연결바로 연결시 그 연결이 오차없이 정밀하게 이루어질 수 있도록 하는 전지 팩의 단자 연결장치에 관한 것이다.
일반적으로, 원통형 전지셀인 리튬 이온 배터리는 고용량, 고출력의 특징을 가지는 것으로, 이는 하나의 케이스에 다수개가 정렬되면서 하나의 전지 팩을 구성하게 되며, 이러한 전지 팩은 주로 전력을 많이 필요로 하는 제품 및 분야에 사용된다. 예를 들어, 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 적용될 수 있다.
상기 전지 팩은 원통형 전지셀들을 케이스내에 정해진 개수로 배열하고 금속 플레이트에 의해 전기적으로 서로 연결됨으로써 하나의 모듈을 이룬 것이며, 상기 금속 플레이트는 원통형 전지셀들의 전극단자에 스폿 용접(spot welding)에 의해 연결될 수 있는 것이다.
그러나, 전지 팩을 이루는 원통형 전지셀들의 전극단자에 금속 플레이트를 자동화 공정을 통해 스폿 용접 작업시, 그 스폿 용접 위치 설정 작업이 일정하지 않으며, 용접봉에 대한 사전 검사 공정이 없는 관계로, 금속 플레이트와 전극단자 사이의 용접이 불량해지는 경우가 많았다.
등록특허공보 제10-1810659호(공고일 2017.12.20.) 공개특허공보 제10-2018-0129115호(공개일 2018.12.05.) 공개특허공보 제10-2018-0133142호(공개일 2018.12.13.) 등록특허공보 제10-1962858호(공고일 2019.03.27.) 등록특허공보 제10-1965373호(공고일 2019.04.03.) 공개특허공보 제10-2020-0025719호(공개일 2020.03.10.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전지 팩을 용접 포인트에 배치시 그 배치 상태를 비전 검사를 통해 검사한 후 용접봉에 대한 불량 여부 또는 드레싱 작업이 이루어지도록 구성함으로써, 단자 연결부와 원통형 전지셀들의 전극단자 연결을 위한 자동화 공정의 스폿 용접 작업이 오차없이 정밀하게 이루어질 수 있도록 하는 전지 팩의 단자 연결 장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 과제 해결 수단인 전지 팩의 단자 연결 장치는, 본체부; 상기 본체부내의 용접 포인트에 전지 팩이 배치시, 상기 전지 팩내에 적어도 하나 이상 수용되는 원통형 전지셀들의 전극단자들에 대한 단자 연결바 안착 위치를 검사하도록 구동하는 비전 검사부; 상기 비전 검사부에 의해 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치가 정상범위시, 용접봉에 대한 불량 여부를 검사하도록 구동하는 용접봉 검사부; 상기 용접봉이 결합되는 것으로, 상기 용접봉 검사부에 의한 상기 용접봉이 정상으로 판단시, 상기 용접봉을 이용하여 상기 전극단자와 상기 단자 연결바를 용접하도록 구동하는 용접부; 및, 상기 비전 검사부와 상기 용접봉 검사부의 검사정보를 입력받으며, 상기 비전 검사부와 상기 용접봉 검사부 및 상기 용접부의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하는 것이다.
또한, 상기 본체부에는, 상기 비전 검사부에 대한 X축 방향으로의 직선 이동을 가이드하는 제 1 레일부; 상기 용접부에 대한 Y축 방향으로의 직선 이동을 가이드하는 제 2 레일부; 및, 제 1 구동부의 구동시 상기 제 2 레일부를 따라 Y축 방향으로 직선 이동하는 제 3 레일부; 가 형성되는 것이다.
또한, 상기 전지 팩은 베이스에 올려지도록 하되, 상기 본체부에는 상기 베이스에 대한 X축 방향으로의 직선 이동을 가이드하는 제 4 레일부가 형성되는 것이다.
또한, 상기 제 4 레일부에는 상기 베이스가 용접 포인트에 배치시 상기 베이스의 이송을 정지시키는 정지 프레임이 형성되고, 상기 정지 프레임의 일면에는 상기 베이스의 정지 상태를 감지한 후 이를 상기 제어부로 출력하는 정지 감지기가 형성되는 것이다.
또한, 상기 비전 검사부는, 상기 전지 팩이 용접 포인트에 배치시 제 2 구동부에 의해 상기 전지 팩의 상단으로 상기 제 1 레일부를 따라 X축 방향으로 직선 이동하는 제 1 이송몸체; 상기 제 1 이송몸체에 고정되는 것으로, 상기 제어부에 의해 점등 또는 소등이 이루어지는 조명부; 및, 상기 본체부에서 용접 포인트 상단에 배치되고, 상기 조명부가 점등시 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치를 촬영한 후 이를 상기 제어부에 제공하는 비전 카메라; 를 포함하고, 상기 제어부는 상기 비전 카메라에 의해 촬영되는 영상 정보를 통해 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치가 정상 또는 비정상인지를 분석하는 프로그램이 탑재되는 것이다.
또한, 상기 용접봉 검사부는, 상기 본체부의 용접 포인트 측부에 배치되는 것으로, 상기 용접봉의 선단측이 투입되는 투입구를 가지는 고정체; 및, 상기 고정체에서 상기 투입구의 하단에 형성되며, 상기 투입구로 투입되어 접촉되는 상기 용접봉의 선단측에 대한 불량 여부를 검사한 후 그 검사 결과를 상기 제어부에 제공하는 검사기; 를 포함하는 것이다.
또한, 상기 용접봉 검사부에는, 상기 검사기에 의한 용접봉의 선단측이 불량으로 검사시, 상기 용접봉의 선단측에 대한 불량 요소를 제거하기 위한 연마 가공을 가이드하는 드레싱 처리기; 더 포함하는 것이다.
또한, 상기 드레싱 처리기는 상기 용접봉의 선단측에 대한 연마 가공을 가능하게 하는 연마패드인 것이다.
또한, 상기 드레싱 처리기는 지지봉에 결합되는 탄성부에 의해 탄성 지지되는 것이다.
또한, 상기 용접부는, 제 3 구동부의 구동시 상기 제 3 레일부를 따라 X축 방향으로 직선 이동하는 제 2 이송몸체; 및, 상기 제 2 이송몸체에 결합되면서 제 4 구동부의 구동에 따라 승하강이 이루어져 상기 전극단자에 상기 단자 연결바를 용접하는 것으로, 선단측에는 한 쌍의 상기 용접봉이 각각 고정되는 마주하는 한 쌍의 용접 건을 가지는 스폿 용접기; 를 포함하고, 한 쌍의 상기 용접 건은 상기 용접봉 검사부에 의한 상기 용접봉의 선단측 불량 여부 검사 또는 드레싱을 위한 연마 가공시 제 5 구동부와 제 6 구동부의 선택적인 구동에 따라 선택적으로 교번하여 승하강이 이루어지는 것이다.
또한, 상기 용접봉의 선단측에 대한 연마 가공은, 상기 제 2 레일부를 따라 제 3 레일부가 Y축 방향으로 직선 이동함과 동시에, 상기 제 3 레일부에서 상기 제 2 이송몸체가 X축 방향으로 직선 이동시, 상기 용접봉의 선단측이 상기 드레싱 처리기에 접촉한 후 이동하면서 이루어지는 것이다.
본 발명의 다른 과제 해결 수단인 전지 팩의 단자 연결방법은, (a) 전지 팩을 용접 포인트로 투입하는 단계; (b) 상기 (a)단계로부터 용접 포인트에 투입된 전지 팩내 원통형 전지셀들의 전극단자에 대한 단자 연결부 안착 위치가 정상범위내인지를 검사하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 검사결과 상기 전극단자들에 대한 단자 연결부의 안착 위치가 비정상적이면 경고음을 출력하고, 정상범위내이면 스폿 용접기의 용접 건에 결합되는 용접봉의 선단측에 대한 불량 여부를 검사하는 단계; (d) 상기 (c)단계의 검사결과 용접봉의 선단측이 불량이면 그 선단측을 드레싱 처리하여 스폿 용접 작업에서 원하는 정상적인 선단측 접촉면을 확보하는 단계; 및, (e) 상기 (c)단계의 검사결과 용접봉의 선단측이 스폿 용접 작업에서 원하는 정상적인 접촉면으로 검사되거나 또는 상기 (d)단계의 드레싱 처리를 통해 스폿 용접 작업에서 원하는 정상적인 선단측 접촉면이 확보되면, 상기 스폿 용접기를 용접 포인트로 이동시킨 후, 상기 용접봉을 통해 전극단자에 단자 연결부를 용접시켜, 상기 단자 연결부들을 통해 상기 전극단자들을 전기적으로 서로 연결시키는 단계; 를 포함하는 것이다.
이와 같이, 본 발명은 전지 팩을 용접 포인트에 배치시 그 배치 상태를 비전 검사를 통해 검사한 후 용접봉에 대한 불량 여부 또는 드레싱 작업이 이루어지도록 구성한 것이며, 이를 통해 단자 연결부와 원통형 전지셀들의 전극단자 연결을 위한 자동화 공정의 스폿 용접 작업이 오차없이 정밀하게 이루어질 수 있도록 하면서 전지 팩에 대한 품질 만족도를 향상시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예로 전지 팩 단자 연결 장치의 구조를 보인 측면 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예로 전지 팩 단자 연결 장치의 구조를 보인 평면 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예로 조명부의 이동전 초기 상태를 보인 확대 사시도.
도 4는 본 발명의 실시예로 조명부가 용접 포인트로 이동 후 비전 카메라가 전지 팩을 촬영하는 상태의 확대 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예로 스폿 용접기가 용접봉 검사부 위치로 이동하는 상태를 보인 평면 개략도.
도 6과 도 7은 본 발명의 실시예로 용접봉 검사부에서 한 쌍으로 이루어진 용접봉의 선단측에 대한 불량 여부를 순차적으로 검사하는 상태를 보인 측면 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예로 드레싱 처리기를 통해 용접봉의 선단측을 연마 가공하는 상태를 보인 확대 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예로 스폿 용접기가 용접봉을 이용하여 전극단자에 금속 플레이트의 단자 연결부를 용접하는 상태를 보인 확대도.
도 10은 본 발명의 실시예로 비전 검사부를 통해 비전 검사가 이루어진 전지 팩이 표시부에 디스플레이된 상태를 보인 화면도.
도 11은 본 발명의 실시예로 전지 팩 단자 연결 장치의 구동부들에 대한 개략적인 블럭 구성도.
도 12는 본 발명의 실시예로 전지 팩 단자 연결 방법을 보인 흐름도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
첨부된 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 단자 연결 장치는, 첨부된 도 3과 도 9에서와 같이 전지 팩(100)에 수용되는 적어도 하나 이상의 원통형 전지셀들의 전극단자들을 단자 연결바를 통해 전기적으로 서로 연결시, 상기 전극단자들과 단자 연결바들을 자동화 공정을 통해 스폿 용접하기 위한 것으로, 본체부(10), 비전 검사부(20), 용접봉 검사부(30), 용접부(40), 제어부(50)를 포함할 수 있는 것이다.
상기 본체부(10)는 함체형 구조물 또는 프레임의 결합 구조물로 이루어질 수 있는 것이며, 첨부된 도 1 및 도 2에서와 같이 상기 비전 검사부(10)에 대한 X축 방향으로의 직선 이동을 가이드하는 제 1 레일부(11)와, 상기 용접부(40)에 대한 Y축 방향으로의 직선 이동을 가이드하는 제 2 레일부(12), 그리고 제 1 구동부(M1)의 구동시 상기 제 2 레일부(12)를 따라 Y축 방향으로 직선 이동하는 제 3 레일부(13)를 포함하는 것이다.
여기서, 상기 제 1 구동부(M1)는 첨부된 도 11에서와 같이, 상기 제어부(50)의 제어신호에 따라 공압 또는 유압을 이용한 실린터 타입의 구동부 또는 기어부를 포함하는 모터 타입의 구동부가 적용될 수 있는 것이다.
이때, 상기 본체부(10)내 용접 포인트에는 상기 전지 팩(100)이 올려지는 고정형의 베이스 또는 이동형으로 이루어지는 베이스(200)가 구성될 수 있으며, 상기 베이스(200)의 경우에는 상기 본체부(10)에 형성되는 제 4 레일부(미도시)를 따라 X축 방향으로 직선 이동이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
여기서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제 4 레일부에는 상기 베이스(200)가 상기 본체부(10)내 용접 포인트에 배치시 상기 베이스(200)의 이송을 정지시키는 스톱퍼 역할의 정지 프레임이 형성될 수 있고, 상기 정지 프레임의 일면에는 상기 베이스의 정지 상태를 감지한 후 이를 상기 제어부(50)로 출력하는 정지 감지기(14)가 형성될 수 있는 것이다.
즉, 상기 정지 감지기(14)는 상기 베이스(200)가 상기 정지 프레임에 접촉되어 정지될 때, 상기 베이스(200)의 접촉 상태를 감지하는 것으로, 이는 리미트 스위치일 수 있지만, 반드시 이러한 것에 한정하는 것은 아니며, 상기 베이스(200)의 접촉 상태를 감지한 후 그 감지에 따른 전기적 신호를 상기 제어부(50)에 출력할 수 있는 접속 센서 종류는 모두 사용이 가능할 수 있는 것이다.
한편, 상기에서 설명하는 상기 X축 방향의 직선 이동은 좌우 방향으로의 직선 왕복 이동이고, 상기 Y축 방향의 직선 이동은 상기 X축 방향과 직교되는 전후 방향으로의 직선 왕복 이동일 수 있는 것이다.
상기 비전 검사부(20)는 첨부된 도 3 및 도 4에서와 같이, 상기 본체부(10)내의 용접 포인트에 상기 전지 팩(100)이 배치시, 상기 전지 팩(100)내에 수용되는 원통형 전지셀들의 전극단자에 대한 단자 연결바 안착 위치를 검사할 수 있도록 하는 것으로, 이는 제 1 이송몸체(21), 조명부(22), 비전 카메라(23)를 포함하는 것이다.
상기 제 1 이송몸체(21)는 상기 제어부(50)의 제어를 받는 제 2 구동부(M2)의 구동에 따라 상기 제 1 레일부(11)를 따라 X축 방향으로 직선 왕복 이동하는 것으로, 이는 상기 전지 팩(100)이 상기 본체부(10)내 용접 포인트에 배치시 상기 조명부(22)를 이동시킬 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제 2 구동부(M2)는 첨부된 도 11에서와 같이, 상기 제어부(50)의 제어신호에 따라 정회전 또는 역회전 구동하는 모터, 상기 모터의 정회전 또는 역회전 구동에 따라 회전하는 구동기어와 피동기어, 그리고 상기 구동기와 상기 피동기어에 폐루프를 이루면서 연결되는 것으로 상기 제 1 이송몸체(21)가 결합 고정되는 체인 등을 포함할 수 있지만, 반드시 이러한 것에 한정하는 것은 아니며, 상기 제 1 이송몸체(21)를 상기 제 1 레일부(11)를 따라 X축 방향으로 직선 왕복 이동시킬 수 있는 구동방식은 모두 적용이 가능하며, 일예로 스크류 타입의 회전체를 적용할 수도 있는 것이다.
상기 조명부(22)는 상기 제 1 이송몸체(21)에 고정되면서, 상기 제어부(50)에 의해 점등 또는 소등이 이루어질 수 있는 것이다.
즉, 상기 조명부(22)는 상기 비전 검사부(23)에 의해 전지 팩(100)이 촬영되도록 조명을 제공하는 것이며, 이를 위해, 상기 조명부(22)는 상기 제 1 이송몸체(21)에 고정되는 개구부를 가지는 사각형 프레임(22a)내에 적어도 하나 이상의 램프(미도시)를 배열하는 한편, 상기 사각형 프레임(22a)의 개구부에 판형의 투명판(22b)을 결합시킨 것으로, 상기 램프 점등시 그 점등에 따른 불빛이 상기 투명판(22b)으로 확산되면서, 상기 투명판(22b)에서 상기 전지 팩(100)의 평면 전체를 커버할 수 있는 조명을 제공할 수 있도록 하는 것이다.
상기 비전 카메라(23)는 상기 본체부(10)내 용접 포인트 상단에 배치되어 고정되는 것으로, 상기 조명부(22)가 점등시 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치를 촬영한 후 이를 상기 제어부(50)에 제공할 수 있도록 하는 것이다.
이때, 첨부된 도 10에서와 같이, 상기 비전 카메라(23)에 의해 촬영되는 영상정보는 상기 제어부(50)가 구성되는 제어패널(300)의 표시부(301)에 표시되면서, 작업자가 상기 표시부(301)에 표시되는 영상 정보를 통해 전지 팩(100)에서 전극단자에 대한 단자 연결바의 안착 상태를 시각적으로 확인할 수도 있는 것이다.
여기서, 상기 제어부(50)는 상기 비전 카메라(23)에 의해 촬영되는 영상 정보를 통해 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치가 정상 또는 비정상인지를 분석하는 프로그램이 탑재될 수 있으며, 상기의 프로그램에 의해 비정상으로 분석시에는 도면에는 도시하지 않았지만 경고음 출력을 통해 상기 용접부(40)에 의해 자동화 공정의 용접 작업을 중지시켜, 작업자가 비정상의 상기 전지 팩(100)을 베이스(200)로부터 제거 가능하도록 할 수도 있는 것이다.
상기 용접봉 검사부(30)는 첨부된 도 3 내지 도 7에서와 같이, 상기 비전 검사부(20)에 의해 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치가 정상범위시, 상기 제어부(50)의 제어신호에 따라 용접봉(T1, T1')에 대한 불량 여부를 검사하도록 구동하는 것이며, 이는 고정체(31)와 검사기(32)를 포함하지만, 이에 더하여 드레싱 처리기(33)를 더 포함할 수 있는 것이다.
상기 고정체(31)는 상기 본체부(10)의 용접 포인트 측부에 고정 배치되는 것으로, 상기 용접부(40)에 결합되는 용접봉(T1, T1')의 선단측이 투입되는 투입구(31a)를 가지는 것이다.
상기 검사기(32)는 상기 고정체(31)에서 상기 투입구(31a)의 하단에 형성되는 것이며, 이는 상기 투입구(31a)로 투입되어 접촉되는 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측에 대한 불량 여부를 검사한 후 이를 상기 제어부(50)에 출력하는 것이다.
즉, 상기 용접봉(T1, T1')은 그 재질이 동(예; 분산강화 동 합금) 성분을 함유하는 것으로, 반복적인 용접 작업시 그 선단측이 압력과 열에 의해 마모되고 단부가 녹아서 마모가 허용 한계치 이상으로 진행되어 저항치가 변하게 되면서 용접 대상물에 대한 용접 불량이 발생할 수 있는 것이다.
이에, 상기 검사기(32)는 상기 고정체(31)의 투입구(31a)로 투입되는 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측에 대한 불량 여부를 측정할 수 있는 것으로, 이는 용접봉(T1, T1')의 휨 발생시 기구 부위에 터치되어 불량 여부를 검사하는 것이다.
상기 드레싱 처리기(33)는 상기 검사기(32)에 의한 용접봉(T1, T1')의 선단측이 불량으로 검사시, 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측에 대한 불량 요소를 해소하기 위한 연마 가공이 이루어지도록 가이드하는 것이다.
즉, 상기 드레싱 처리기(33)는 첨부된 도 8에서와 같이, 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측에 대한 연마 가공을 가능하게 하는 연마패드로서, 상기 제어부(50)는 상기 검사기(32)에 의해 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측이 불량으로 검사된 결과를 입력받으면, 상기 용접부(40)를 제어하여 상기 용접부(40)를 상기 드레싱 처리기(33)로 이동시켜, 상기 용접부(40)에 결합되는 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측을 상기 드레싱 처리기(33)에 접촉시킨 후 이동시켜, 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측을 연마하면서 원하는 접촉면을 확보할 수 있도록 하는 것이다.
이때, 첨부된 도 5에서와 같이, 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측에 대한 연마 가공은 상기 제 2 레일부(12)를 따라 제 3 레일부(13)가 Y축 방향으로 직선 이동함과 동시에, 상기 제 3 레일부(13)에서 상기 제 2 이송몸체(41)가 X축 방향으로 직선 이동시, 상기 용접부(40)에 결합되는 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측이 상기 드레싱 처리기(33)에 접촉한 후 이동하면서 이루어질 수 있는 것이다.
여기서, 상기 드레싱 처리기(33)는 지지봉(34)에 결합되는 탄성부(35)에 의해 탄성 지지되면서, 상기 탄성부(35)는 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측에 대한 연마 가공이 이루어질 때 발생하는 압력을 흡수하게 되며, 이에따라 상기 용접봉(T1, T1')에 대한 연마 가공은 안정적으로 이루어질 수 있게 되는 것이다.
상기 용접부(40)는 첨부된 도 9에서와 같이, 상기 용접봉 검사부(30)에 의한 상기 용접봉(T1, T1')이 정상 상태시, 상기 용접봉(T1, T1')을 이용하여 상기 전극단자(101a)와 상기 단자 연결바를 용접하도록 구동하는 것으로, 제 2 이송몸체(41)에 의해 이송되는 통상의 스폿 용접기(42)를 포함하는 것이다.
상기 제 2 이송몸체(41)는 제 3 구동부(M3)의 구동시 상기 제 3 레일부(13)를 따라 X축 방향으로 직선 이동하는 것이고, 상기 스폿 용접기(42)는 상기 제 2 이송몸체(41)에 결합되면서 제 4 구동부(M4)의 구동에 따라 승하강이 이루어져 상기 전극단자에 상기 단자 연결바를 용접하는 것으로서 그 선단측에는 한 쌍을 이루는 상기 용접봉(T1, T1')이 각각 고정되는 마주하는 한 쌍의 용접 건(42a, 42a')이 형성될 수 있는 것이다.
이때, 서로 마주하는 한 쌍의 상기 용접 건(42a, 42a')은 상기 용접봉(T1, T1')에 대한 상기 용접봉 검사부(30)의 불량 여부 검사 또는 연마 가공시 제 5 구동부(M5) 또는 제 6 구동부(M5)의 구동에 따라 선택적으로 교번하여 승하강이 이루어질 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제 5 및 제 6 구동부(M5, M6)는 유압 또는 공압 실린더로서, 상기 유압 또는 공압 실린더내 격실 플레이트에는 상기 용접부(40)에 포함되는 상기 용접 건(42a, 42a')의 연결부가 각각 연결되면서, 상기 용접 건(42a, 42a')은 상기 유압 또는 공압 실린더내의 상부 또는 하부로 공급되는 유압 또는 공압에 따라 승하강되는 상기 격실 플레이트에 연동하여 승하강될 수 있는 것이다.
상기 제어부(50)는 첨부된 도 11에서와 같이, 상기 비전 검사부(20)와 상기 용접봉 검사부(30)의 검사정보를 입력받으며, 상기 비전 검사부(20)와 상기 용접봉 검사부(30) 및 상기 용접부(40)의 구동 제어는 물론, 상기 제 1 내지 제 6 구동부(M1, M2, M3, M4, M5, M6)에 대한 구동을 제어할 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전지 팩의 단자 연결 장치에 의해 이루어지는 단자 연결 방법은 첨부된 도 1 내지 도 12에서와 같이, 우선 (a)단계로서 베이스(200)에 전지 팩(100)을 올려 놓은 상태에서, 상기 베이스(200)를 제 4 레일부(14)를 통해 본체부(10)내 용접 포인트로 이송시킨다.
그러면, 상기 본체부(10)내 용접 포인트에 배치되는 정지 프레임에 상기 베이스(200)가 접촉되어 이송이 정지됨은 물론 그 정지상태는 정지 감지기(14)를 통해 감지된 후 제어부(50)로 전달된다.
이후, 상기 제어부(50)는 제 1 구동부(M1)를 구동시켜 비전 검사부(20)에 포함되는 제 1 이송몸체(21)가 제 1 레일부(11)를 따라 상기 용접 포인트의 상부에 배치시킨다.
다음의 (b)단계로서, 상기 제어부(50)는 상기 제 1 이송몸체(21)에 결합 고정되는 조명부(22)를 점등 제어함과 동시에, 상기 비전 검사부(20)에 포함되는 비전 카메라(23)를 작동시키면, 상기 비전 카메라(23)에서는 상기 조명부(22)에서 제공하는 조명을 이용하여 상기 용접 포인트에 배치되는 전지 팩(100)내 전지셀들의 전극단자에 대한 단자 연결바 배치상태를 촬영한 후 그 촬영정보를 제어부(50)에 제공하는 것이다.
이때, 상기 제어부(50)는 상기의 촬영 정보를 표시부를 통해 작업자가 열람 가능하게 디스플레이시킴은 물론, 상기 비전 카메라(23)에 의해 촬영되는 영상 정보를 통해 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치가 정상 또는 비정상인지를 분석하는 것이다.
다음의 (c)단계로서, 상기와 같은 분석 결과 안착 위치가 비정상적인 경우 상기 제어부(50)는 경고음을 발생시키고, 정상적이면 다음의 공정으로서 용접봉(T1, T1')에 대한 불량 여부 검사를 진행하는 것이다.
즉, 상기 비전 카메라(23)에 의해 촬영된 영상 정보로부터 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치가 정상범위내이면, 상기 제어부(50)는 제 2 및 제 3 레일부(12, 13)를 이용하여 스폿 용접기(42)을 용접봉 검사부(30)에 포함되는 고정체(31)로 이동시킨 후, 상기 스폿 용접기(42)의 용접 건(42a, 42a')에 각각 결합되어 있는 용접봉(T1, T1')을 순차적으로 상기 고정체(31)의 투입구(31a)로 투입한다.
이때, 상기 용접봉 검사부(30)에 포함되는 검사기(32)는 상기 투입구(31a)에 순차적으로 투입되는 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측이 휨 발생으로 인한 불량 또는 정상인지를 검사한 후 그 검사결과를 상기 제어부(50)에 제공하게 되는데, 다음의 (d)단계로서, 상기 용접봉(T1, T1')의 선단측이 모두 불량이거나 또는 어느 하나만 불량인 경우, 상기 제어부(50)는 상기 스폿 용접기(42)를 드레싱 처리기(33)로 이송시킨 후, 상기 용접 건(42a, 42a')을 순차적으로 하강시키면서, 상기 용접 건(42a, 42a')에 결합되는 용접봉(T1 및/또는 T1')의 선단측을 연마 가공하여 스폿 용접 작업에서 원하는 정상적인 접촉면을 확보하게 되는 것이다.
다음의 (e)단계로서, 상기 제어부(50)는 상기 스폿 용접기(42)의 상기 용접 건(42a, 42a')을 상기 본체부(10)내 용접 포인트로 이동시킨 후 동시에 하강시키는 제어동작을 수행하게 되면서, 상기 용접 건(42a, 42a')에 각각 결합되어 있는 상기 용접봉(T1, T1')이 원통형 전지셀의 전극단자에 정상범위내에서 안착 상태를 유지하는 단자 연결부를 용접하게 되면서, 상기 원통형 전지셀들의 전극단자들을 상기 단자 연결바들을 통해 전기적으로 서로 연결될 수 있게 되는 것이다.
이상에서 본 발명 전지 팩의 단자 연결 장치에 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.
10; 본체부 11; 제 1 레일부
12; 제 2 레일부 13; 제 3 레일부
14; 정지 감지기 20; 비전 검사부
21; 제 1 이송몸체 22; 조명부
23; 비전 카메라 30; 용접봉 검사부
31; 고정체 31a; 투입구
32; 검사기 33; 드레싱 처리기
40; 용접부 41; 제 2 이송몸체
42; 스폿 용접기 42a, 42a'; 용접 건
50; 제어부 100; 전지 팩
200; 베이스 M1, M2, M3, M4, M5; 구동부
T1, T1'; 용접봉

Claims (11)

  1. 본체부; 상기 본체부내의 용접 포인트에 전지 팩이 배치시, 상기 전지 팩내에 적어도 하나 이상 수용되는 원통형 전지셀들의 전극단자들에 대한 단자 연결바 안착 위치를 검사하도록 구동하는 비전 검사부; 상기 비전 검사부에 의해 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치가 정상범위시, 용접봉에 대한 불량 여부를 검사하도록 구동하는 용접봉 검사부; 상기 용접봉이 결합되는 것으로, 상기 용접봉 검사부에 의한 상기 용접봉이 정상으로 판단시, 상기 용접봉을 이용하여 상기 전극단자와 상기 단자 연결바를 용접하도록 구동하는 용접부; 및, 상기 비전 검사부와 상기 용접봉 검사부의 검사정보를 입력받으며, 상기 비전 검사부와 상기 용접봉 검사부 및 상기 용접부의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 본체부에는, 상기 비전 검사부에 대한 X축 방향으로의 직선 이동을 가이드하는 제 1 레일부; 상기 용접부에 대한 Y축 방향으로의 직선 이동을 가이드하는 제 2 레일부; 및, 제 1 구동부의 구동시 상기 제 2 레일부를 따라 Y축 방향으로 직선 이동하는 제 3 레일부; 가 형성되는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단자 연결 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전지 팩은 베이스에 올려지도록 하되, 상기 본체부에는 상기 베이스에 대한 X축 방향으로의 직선 이동을 가이드하는 제 4 레일부가 형성되고,
    상기 제 4 레일부에는 상기 베이스가 용접 포인트에 배치시 상기 베이스의 이송을 정지시키는 정지 프레임이 형성되고,
    상기 정지 프레임의 일면에는 상기 베이스의 정지 상태를 감지한 후 이를 상기 제어부로 출력하는 정지 감지기를 형성하는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단자 연결 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비전 검사부는,
    상기 전지 팩이 용접 포인트에 배치시 제 2 구동부에 의해 상기 전지 팩의 상단으로 상기 제 1 레일부를 따라 X축 방향으로 직선 이동하는 제 1 이송몸체;
    상기 제 1 이송몸체에 고정되는 것으로, 상기 제어부에 의해 점등 또는 소등이 이루어지는 조명부; 및,
    상기 본체부에서 용접 포인트 상단에 배치되고, 상기 조명부가 점등시 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치를 촬영한 후 이를 상기 제어부에 제공하는 비전 카메라; 를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 비전 카메라에 의해 촬영되는 영상 정보를 통해 상기 전극단자에 대한 상기 단자 연결바의 안착 위치가 정상 또는 비정상인지를 분석하는 프로그램이 탑재되는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단자 연결 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접봉 검사부는,
    상기 본체부의 용접 포인트 측부에 배치되는 것으로, 상기 용접봉의 선단측이 투입되는 투입구를 가지는 고정체; 및,
    상기 고정체에서 상기 투입구의 하단에 형성되며, 상기 투입구로 투입되어 접촉되는 상기 용접봉의 선단측에 대한 불량 여부를 검사한 후 그 검사 결과를 상기 제어부에 제공하는 검사기; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단자 연결 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 용접봉 검사부에는,
    상기 검사기에 의한 용접봉의 선단측이 불량으로 검사시, 상기 용접봉의 선단측에 대한 불량 요소를 제거하기 위한 연마 가공을 가이드하는 드레싱 처리기; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단자 연결 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 드레싱 처리기는 상기 용접봉의 선단측에 대한 연마 가공을 가능하게 하는 연마패드인 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단자 연결 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 드레싱 처리기는 지지봉에 결합되는 탄성부에 의해 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단자 연결 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접부는,
    제 3 구동부의 구동시 상기 제 3 레일부를 따라 X축 방향으로 직선 이동하는 제 2 이송몸체; 및, 상기 제 2 이송몸체에 결합되면서 제 4 구동부의 구동에 따라 승하강이 이루어져 상기 전극단자에 상기 단자 연결바를 용접하는 것으로, 선단측에는 한 쌍의 상기 용접봉이 각각 고정되는 마주하는 한 쌍의 용접 건을 가지는 스폿 용접기; 를 포함하고,
    한 쌍의 상기 용접 건은 상기 용접봉 검사부에 의한 상기 용접봉의 선단측 불량 여부 검사 또는 드레싱을 위한 연마 가공시 제 5 구동부와 제 6 구동부의 선택적인 구동에 따라 선택적으로 교번하여 승하강이 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단자 연결 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 용접봉의 선단측에 대한 연마 가공은, 상기 제 2 레일부를 따라 제 3 레일부가 Y축 방향으로 직선 이동함과 동시에, 상기 제 3 레일부에서 상기 제 2 이송몸체가 X축 방향으로 직선 이동시, 상기 용접봉의 선단측이 상기 드레싱 처리기에 접촉한 후 이동하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 단자 연결 장치.
  11. 삭제
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