KR102434262B1 - 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치는, 배터리 모듈에 버스바를 조립하기 위하여 배터리 모듈의 전극 리드들을 자동 성형하는 장치로서, 상기 배터리 모듈이 설치되는 모듈 스테이지, 상기 배터리 모듈과 대응되는 위치에 배치되고 상기 전극 리드들을 개별적으로 그립한 후 그 상태로 이동하면서 상기 버스바의 조립에 필요한 형태로 상기 전극 리드들을 성형하는 리드 성형 유닛, 및 상기 전극 리드들과 상기 리드 성형 유닛의 위치를 감지하는 위치 감지 유닛을 포함한다.

Description

버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법 {LEAD AUTOMATIC FORMING APPARATUS FOR ASSEMBLING BUS-BAR AND LEAD AUTOMATIC FORMING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리 모듈팩의 조립 공정에서 버스바의 조립을 자동적으로 진행하기 위하여 배터리 모듈팩의 리드를 자동으로 성형할 수 있는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이차 전지는 제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지고 있다. 따라서, 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의해 구동하는 전지 자동차 또는 하이브리드 자동차, 전력 저장 장치 등에 보편적으로 사용되고 있다.

현재 상용화된 이차 전지는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있다. 그 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재에 해당하는 전지 케이스를 구비한다.

상기와 같은 리튬 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라 분류될 수 있다. 예컨대, 리튬 이차 전지는, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지 및 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.

최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 내연 기관 및/또는 전기 모터를 이용해서 구동력을 확보하려는 전기 자동차에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 전기 자동차에는 하이브리드 자동차, 플러그 인 하이브리드 자동차 및 내연 기관 없이 전기 모터와 배터리로만 구동되는 순수 전기 자동차등이 포함된다.

이러한 전기 자동차에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 중대형 장치에는 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용되고 있다. 통상적으로 중대형 장치의 배터리 모듈팩은 파우치형 이차 전지들의 직렬 및/또는 병렬연결을 통해 구현되고 있다.

특히, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 다수의 이차 전지가 직렬 및/또는 병렬로 연결된 다수의 전지 모듈을 집합시킨 멀티 모듈 구조의 배터리 모듈팩에 대한 수요가 증가하고 있다.

복수개의 배터리 셀을 직렬/병렬로 연결하여 배터리 모듈팩을 구성하는 경우, 적어도 하나의 배터리 셀로 이루어지는 배터리 모듈을 먼저 구성하고, 적어도 하나의 배터리 모듈을 이용하여 기타 구성 요소를 추가하여 배터리 모듈팩을 구성하는 방법이 일반적이다.

한편, 배터리 모듈은, 상호 적층되는 복수개의 배터리 셀들 및 복수개의 배터리 셀들의 전극 리드들을 전기적으로 연결하는 버스바를 포함하여 구성된다. 여기서, 버스바는 각각의 배터리 셀의 전극 리드들을 개별적으로 통과시키는 리드 슬롯들을 구비하되, 버스바 슬롯들을 통과한 전극 리드들과 용접 등으로 연결하고 있다.

그러나, 종래의 배터리 모듈에서는, 배터리 셀들의 개수가 늘어남에 따라 전극 리드들의 개수가 증가하여 버스바의 리드 슬롯들의 개수도 늘어나는 구조이다. 그로 인하여, 버스바의 리드 슬롯들의 폭이 좁게 형성될 수밖에 없어 버스바를 배터리 모듈에 조립하는 과정에서 서로 근접된 전극 리드들 간에 쇼트가 발생할 위험이 높아지고 있다.

특히, 종래의 배터리 모듈에 버스바를 조립하는 작업은 복수의 작업자에 의해 수작업으로 이루어지고 있는 실정이므로, 작업자의 숙련도에 따라 쇼트 발생의 위험이나 조립 품질 및 조립 속도 등에 차이가 발생한다.

구체적으로 설명하면, 배터리 모듈팩을 조립하는 공정들 중에서 배터리 모듈과 버스바를 조립 공정은 현재 라인 별로 작업자가 투입되어 수작업으로 진행하고 있다. 실제로, 한 라인 당 작업자가 4명씩 투입되고 있으며, 버스바의 조립에 있어 작업자의 숙달 정도에 따라 불량률 차이가 현저한 실정이다.

최근에는 배터리 모듈을 자동으로 투입하되, 작업자는 '빗지그'라고 하는 버스바 조립용 공구로 배터리 모듈의 전극 리드들을 성형한 후 버스바를 배터리 모듈에 조립하고 있다. 버스바는 작업자의 뒤편에 있는 버스바 자재용 랙을 통하여 작업자에게 공급하는데, 작업자가 버스바를 직접 픽업하여 버스바를 배터리 모듈에 조립하고 있다.

이때, 빗지그에 의해 성형된 전극 리드들은 버스바의 리드 슬롯들에 각각 삽입되는 구조이다. 상기와 같이 빗지그를 이용하여 배터리 모듈의 전극 리드들을 성형하지 않으면, 버스바와 배터리 모듈의 조립시 전극 리드들이 버스바의 리드 슬롯들에 삽입되지 않기 때문에 작업자가 전극 리드들을 리드 슬롯들에 수작업으로 일일히 넣어야 하는 문제가 있다. 그에 반하여, 빗지그를 이용하여 배터리 모듈의 전극 리드들을 미리 성형해 놓은 경우에는, 버스바를 배터리 모듈에 장착하는 작업 과정에서 전극 리드들을 버스바의 리드 슬롯들으로 쉽게 진입시킬 수 있고, 이웃하게 배치된 전극 리드들 간의 쇼트 위험도 대폭 저감시킬 수 있다.

상기와 같이 종래의 빗지그를 사용한 버스바의 조립 공정은, 작업자의 수작업을 통해 버스바의 조립 작업을 진행하고 있기 때문에 작업자의 숙련도에 많은 영향을 여전히 받고 있는게 현실이다. 상기와 같이 버스바의 조립 공정이 작업자들의 수작업으로 진행되면, 배터리 모듈팩의 생산량을 증가시키거나 배터리 모듈팩의 불량 발생율을 줄이는데 한계가 있고, 배터리 모듈팩의 조립에 소요되는 인건비로 인해서 배터리 모듈팩의 가격 경쟁력을 확보하기 어려우며, 배터리 모듈팩의 조립 과정에서 작업자의 부주의 및 실수에 의해 전극 리드들 간에 쇼트가 발생할 위험도 존재한다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여, 최근에는 버스바와 배터리 모듈의 자동 조립 공정에 대한 기술이 지속적으로 연구 개발되고 있다. 일례로, 관련 선행기술문헌으로는 한국공개특허 제10-2019-0040402호 (발명의 명칭: 전극 리드 접합용 버스바 조립체 및 이를 포함하는 배터리 모듈, 공개일: 2019.04.18) 및 한국공개특허 제10-2020-0040614호 (발명의 명칭: 버스바 프레임 조립 방법, 공개일: 2020.04.20)가 있다.

한국공개특허 제10-2019-0040402호 (2019.04.18 공개) 한국공개특허 제10-2020-0040614호 (2020.04.20 공개)

본 발명의 실시예는, 배터리 모듈팩의 조립 공정 중에서 버스바를 배터리 모듈에 자동적으로 조립하기 위해 배터리 모듈의 전극 리드들을 자동화 공정으로 성형할 수 있는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예는, 다양한 형상의 전극 리드들에 대한 성형 작업을 간편하게 자동화시킬 수 있고, 전극 리드들의 성형 공정을 자동화시켜 버스바의 조립에 대한 생산량 증가 및 품질 안정성을 확보할 수 있는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예는, 개별 그리퍼를 이용하여 전극 리드들을 그립(grip)한 후 전극 리드들을 따라 이동시키면서 전극 리드들의 형상을 자동 성형할 수 있고, 버스바를 조립하는 과정에서 전극 리드들의 쇼트 발생 및 버스바의 조립 불량을 방지할 수 있는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 모듈에 버스바를 조립하기 위하여 배터리 모듈의 전극 리드들을 자동 성형하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치로서, 상기 배터리 모듈이 설치되는 모듈 스테이지, 상기 배터리 모듈과 대응되는 위치에 배치되고 상기 전극 리드들을 개별적으로 그립한 후 그 상태로 이동하면서 상기 버스바의 조립에 필요한 형태로 상기 전극 리드들을 성형하는 리드 성형 유닛, 및 상기 전극 리드들과 상기 리드 성형 유닛의 위치를 감지하는 위치 감지 유닛을 포함한다.

바람직하게, 상기 리드 성형 유닛은, 상기 전극 리드들을 개별적으로 그립하기 위한 복수개의 개별 그리퍼를 구비한 그리퍼 모듈, 및 상기 그리퍼 모듈을 이동시키도록 상기 그리퍼 모듈과 연결된 모듈 이송기를 포함할 수 있다.

상기 모듈 이송기는, 상기 배터리 모듈의 측면과 연결된 상기 전극 리드들의 일단부에 상기 개별 그리퍼들을 배치시킨 후, 상기 개별 그리퍼들이 상기 전극 리드들의 일단부를 그립하면 상기 버스바가 조립되는 상기 전극 리드들의 타단부로 상기 개별 그리퍼들을 이동시킬 수 있다.

상기 그리퍼 모듈에는 상기 개별 그리퍼들이 상기 전극 리드들의 개수에 대응하는 개수로 마련될 수 있다. 상기 개별 그리퍼들은 상기 전극 리드들을 그립 가능한 형상으로 형성되되, 상기 전극 리드들을 그립한 상태로 상기 전극 리드들을 따라 이동하면서 상기 전극 리드들을 원하는 형상으로 성형하도록 마련될 수 있다.

바람직하게, 상기 그리퍼 모듈에는, 상기 개별 그리퍼들을 개별적으로 이동시키기 위한 개별 그리퍼 이송부가 마련될 수 있고, 상기 개별 그리퍼들의 이동 거리를 측정하기 위한 개별 그리퍼 감지부가 마련될 수 있다.

상기 개별 그리퍼 이송부는 상기 전극 리드들의 성형시 상기 위치 감지 유닛에 의해 감지된 상기 전극 리드들의 위치에 대응하여 상기 개별 그리퍼들을 개별적으로 이동시킬 수 있고, 상기 개별 그리퍼 감지부는 상기 개별 그리퍼들의 이동시 상기 개별 그리퍼들의 이동 거리를 측정하여 상기 개별 그리퍼들의 위치를 검출할 수 있다.

바람직하게, 상기 그리퍼 모듈에는 상기 개별 그리퍼들의 이동시 상기 개별 그리퍼들 간의 충돌 위험을 미리 감지하기 위한 충돌 위험 감지부가 마련될 수 있다.

상기 충돌 위험 감지부는 서로 이웃하게 배치된 상기 개별 그리퍼들에 서로 마주보는 구조로 배치될 수 있다.

바람직하게, 상기 그리퍼 모듈은, 상기 전극 리드들 중 양극 리드들을 잡기 위한 복수개의 양극 개별 그리퍼를 구비한 양극 그리퍼 모듈, 및 상기 전극 리드들 중 음극 리드들을 잡기 위한 복수개의 음극 개별 그리퍼를 구비한 음극 그리퍼 모듈을 포함할 수 있다.

상기 양극 그리퍼 모듈와 상기 음극 그리퍼 모듈은, 상기 모듈 이송기에 연결되어 상기 모듈 이송기에 의해 함께 이동되되, 상기 양극 개별 그리퍼들과 상기 음극 개별 그리퍼들을 상기 양극 리드들과 상기 음극 리드들의 일단부에 순차적으로 이동시키도록 마련될 수 있다.

한편, 상기 그리퍼 모듈은, 상기 양극 그리퍼 모듈에 대해 상기 음극 그리퍼 모듈을 개별적으로 상대 이동시키도록 상기 양극 그리퍼 모듈과 상기 음극 그리퍼 모듈의 연결 부위에 마련된 음극 그리퍼 이송부를 더 포함할 수 있다.

상기 양극 그리퍼 모듈은, 상기 모듈 이송기에 의해 이동되도록 상기 모듈 이송기에 연결되되, 상기 모듈 이송기에 의해 상기 전극 리드들로 이동될 때 상기 양극 개별 그리퍼들이 상기 음극 개별 그리퍼들보다 상기 양극 리드들의 일단부에 먼저 위치시키도록 상기 음극 그리퍼 모듈보다 상기 전극 리드들에 더 근접하게 배치되는 형상으로 형성될 수 있다.

상기 음극 그리퍼 모듈은, 상기 양극 개별 그리퍼들이 상기 양극 리드들의 일단부에 위치되면 상기 음극 그리퍼 이송부에 의해 이동되어 상기 음극 리드들의 일단부에 위치될 수 있다.

바람직하게, 상기 전극 리드들은 한 쌍의 양극 리드로 구성된 단위 양극 리드 및 한 쌍의 음극 리드로 구성된 단위 음극 리드로 제공될 수 있다. 상기 단위 양극 리드와 상기 단위 음극 리드는 상기 배터리 모듈의 측면을 따라 상호 교대로 복수개가 배치될 수 있다. 상기 버스바에는 상기 단위 양극 리드가 각각 삽입되는 복수개의 양극 리드 슬롯 및 상기 단위 음극 리드가 각각 삽입되는 복수개의 음극 리드 슬롯이 형성될 수 있다.

상기 양극 개별 그리퍼들은 상기 단위 양극 리드들을 그립한 상태로 이동되면서 상기 단위 양극 리드들을 상기 양극 리드 슬롯들에 삽입되기 쉬운 형상으로 성형할 수 있으며, 상기 음극 개별 그리퍼들은 상기 단위 음극 리드들을 그립한 상태로 이동되면서 상기 단위 음극 리드들을 상기 음극 리드 슬롯들에 삽입되기 쉬운 형상으로 성형할 수 있다.

여기서, 상기 양극 개별 그리퍼는, 상기 단위 양극 리드의 성형시 상기 단위 양극 리드의 양측에 밀착시켜 상기 단위 양극 리드를 그립하도록 상기 단위 양극 리드의 양측에 이동 가능하게 배치된 한 쌍의 양극 그리퍼부를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 음극 개별 그리퍼는, 상기 단위 음극 리드의 성형시 상기 단위 음극 리드의 양측에 밀착시켜 상기 단위 음극 리드를 그립하도록 상기 단위 음극 리드의 양측에 이동 가능하게 배치된 한 쌍의 음극 그리퍼부, 및 상기 음극 리드 슬롯의 중간에 형성된 격벽 부재에 대응하는 격벽 형상으로 한 쌍의 상기 음극 그리퍼부 사이에 마련되고, 상기 단위 음극 리드의 성형시 상기 단위 음극 리드를 구성하는 한 쌍의 음극 리드 사이에 위치되는 그리퍼 격벽부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 위치 감지 유닛은, 상기 전극 리드들과 상기 리드 성형 유닛의 위치를 실시간으로 스캔하는 라인 스캔 카메라, 및 상기 라인 스캔 카메라를 상기 전극 리드들과 상기 리드 성형 유닛의 서로 대응되는 부위를 따라 선형 이동시키는 카메라 이송부를 포함할 수 있다.

바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치는, 상기 전극 리드들의 위치를 판단하기 위한 기준점 역할을 수행하도록 상기 모듈 스테이지에 마련된 영점 지그를 더 포함할 수 있다.

상기 위치 감지 유닛은 상기 영점 지그를 기준으로 상기 전극 리드들의 개별 위치를 감지할 수 있다. 상기 리드 성형 유닛은 상기 위치 감지 유닛의 감지 결과를 기반으로 설정된 상기 전극 리드들을 성형하기 위한 위치로 이동될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리 모듈에 버스바를 조립하기 위하여 배터리 모듈의 전극 리드들을 자동 성형하는 버스바 조립용 리드 자동 성형방법으로서, 상기 배터리 모듈을 모듈 스테이지에 설치하는 단계, 상기 배터리 모듈의 전극 리드들에 대한 위치를 위치 감지 유닛으로 감지하는 단계, 상기 리드 성형 유닛을 상기 전극 리드들에 대응되는 위치로 이동시켜 상기 전극 리드들을 성형하기 위한 상기 리드 성형 유닛의 위치를 세팅하는 단계, 상기 리드 성형 유닛의 위치가 세팅 완료되면 상기 리드 성형 유닛이 상기 배터리 모듈의 측면과 연결된 상기 전극 리드들의 일단부로 이동하여 상기 전극 리드들의 일단부를 그립하는 단계, 및 상기 리드 성형 유닛이 상기 전극 리드들의 일단부를 그립한 상태에서 상기 전극 리드들의 타단부를 향해 이동시켜 상기 전극 리드들을 성형하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법은, 배터리 모듈팩의 조립 공정 중에서 버스바를 배터리 모듈에 조립하는 공정을 자동화시켜 버스바의 조립 공정에 대한 품질 안정성과 조립 생산성을 향상시킬 수 있는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법은, 리드 성형 유닛을 이용하여 배터리 모듈의 전극 리드들을 그립한 후 전극 리드들을 따라 이동시키면서 전극 리드들의 형상을 자동 성형할 수 있고, 이를 자동으로 제어하기 위해 위치 감지 유닛을 이용하여 전극 리드들과 리드 성형 유닛의 위치를 실시간으로 감지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법은, 영점 지그와 위치 감지 유닛을 이용하여 전극 리드들의 위치를 정확하게 확인할 수 있고, 그로 인하여 전극 리드들의 위치에 따라 전극 리드들을 성형하기 위한 적정 위치에 리드 성형 유닛을 자동으로 세팅할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법은, 리드 성형 유닛의 그리퍼 모듈에 구비된 개별 그리퍼들이 전극 리드들을 그립한 상태에서 그리퍼 모듈을 이송시켜 개별 그리퍼들이 전극 리드들을 정밀하게 성형하되, 전극 리드들은 버스바의 조립시 버스바의 리드 슬롯들에 쉽게 삽입되기 위한 형상으로 성형된 상태이므로, 버스바의 조립시 전극 리드들을 버스바의 리드 슬롯들에 신속하고 안전하게 삽입시킬 수 있고, 그로 인해서 버스바의 조립 과정에서 전극 리드들의 쇼트 발생 및 버스바의 조립 불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법은, 영점 지그와 위치 감지 유닛을 이용하여 전극 리드들과 대응되는 위치에 리드 성형 유닛을 세팅한 후 리드 성형 유닛의 그리퍼 모듈에 구비된 개별 그리퍼들의 위치를 전극 리드들의 개별 위치에 맞게 이동 정렬시키므로, 개별 그리퍼들에 의한 전극 리드들의 성형 작업을 정밀하게 진행할 수 있고, 개별 그리퍼들의 위치를 변경하는 간단한 자동화 공정을 통하여 다양한 배치 구조를 갖는 전극 리드들의 성형 작업에 안정적으로 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법은, 양극 리드들과 음극 리드들에 그립되는 양극 개별 그리퍼들과 음극 개별 그리퍼들을 하나의 그리퍼 모듈에 모두 배치한 구조가 아니고 양극 그리퍼 모듈과 음극 그리퍼 모듈에 개별적으로 배치하여 전극 리드들에 순차적으로 그립하는 구조이므로, 양극 개별 그리퍼들과 음극 개별 그리퍼들의 설치 공간을 쉽게 확보하여 버스바 조립용 리드 자동 성형장치의 설계 자유도를 향상시킬 수 있고, 양극 개별 그리퍼들과 음극 개별 그리퍼들의 이동 공간도 쉽게 확보하여 다양한 배치 구조의 전극 리드들에 원활하게 대응할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법은, 개별 그리퍼 감지부를 이용하여 개별 그리퍼들의 이동을 실시간으로 측정할 수 있고, 충돌 위험 감지부를 이용하여 개별 그리퍼들의 이동시 발생되는 개별 그리퍼들 간의 충돌을 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 개별 그리퍼들의 이동을 정밀하게 제어하여 개별 그리퍼들을 전극 리드들과 대응되는 위치에 정확하게 배치시킬 수 있고, 개별 그리퍼들의 이동시 충돌 위험을 미리 감지하여 개별 그리퍼들의 충돌로 인한 버스바 조립용 리드 자동 성형장치의 파손 및 작동 오류를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치 및 그것을 이용한 리드 자동 성형방법은, 버스바의 리드 슬롯들 및 전극 리드들에 대한 배치 구조와 형상에 따라 개별 그리퍼들의 그립 위치 및 작동 공정을 제어 프로그램을 통해 간편하게 변경하거나 제어할 수 있고, 뿐만 아니라 개별 그리퍼들의 그리퍼부를 다양한 형상으로 교체함으로써 버스바의 리드 슬롯에 맞는 적절한 형상으로 전극 리드들을 간단하게 성형할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2와 도 3은 도 1에 도시된 리드 성형 유닛을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 전극 리드들의 성형 이전 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 전극 리드들이 성형된 후 버스바를 조립한 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치를 이용한 리드 자동 성형방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치(100)가 개략적으로 도시된 도면이고, 도 2와 도 3은 도 1에 도시된 리드 성형 유닛(120)을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 1에 도시된 전극 리드(20)들의 성형 이전 모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 전극 리드(20)들이 성형된 후 버스바(30)를 조립한 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치(100)를 이용한 리드 자동 성형방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치(100)는 모듈 스테이지(110), 리드 성형 유닛(120), 위치 감지 유닛(130) 및 영점 지그(140)을 포함한다.

본 실시예의 버스바 조립용 리드 자동 성형장치(100)는 배터리 모듈팩의 조립 공정에서 버스바(30)를 배터리 모듈(10)에 조립하는 공정에 사용될 수 있다. 상기와 같은 버스바(30)는 배터리 모듈(10)의 측면에 돌출된 전극 리드(20)들에 조립될 수 있다. 버스바(30)에는 전극 리드(20)들이 관통되게 삽입되기 위한 리드 슬롯(40)들이 형성될 수 있다.

배터리 모듈(10)은 복수개의 배터리 셀을 적층시킨 구조로 마련될 수 있다. 배터리 셀에는 외측으로 돌출된 형태로 전극 리드(20)가 마련될 수 있다. 따라서, 전극 리드(20)는 배터리 모듈(10)의 측면에 돌출된 형태로 배치되되, 배터리 셀의 적층 방향을 따라 배터리 셀들과 동일한 개수로 배치될 수 있다.

예컨대, 복수개의 전극 리드(20)는, 배터리 셀의 일측에 돌출되어 양극 단자와 연결되는 복수개의 양극 리드(22), 및 배터리 셀의 타측에 돌출되어 음극 단자와 연결되는 복수개의 음극 리드(24)로 제공될 수 있다.

버스바(30)의 리드 슬롯(40)들은, 버스바(30)의 조립 공정시 적어도 하나의 양극 리드(22)가 각각 삽입되는 복수개의 양극 리드 슬롯(42), 및 버스바(30)의 조립 공정시 적어도 하나의 음극 리드(24)가 각각 삽입되는 복수개의 음극 리드 슬롯(44)으로 제공될 수 있다.

여기서, 전극 리드(20)들은 복수개의 양극 리드(22)로 구성된 단위 양극 리드(26) 및 복수개의 음극 리드(24)로 구성된 단위 음극 리드(28)로 제공될 수 있다. 이때, 단위 양극 리드(26)는 버스바(30)의 조립시 양극 리드 슬롯(42)들에 각각 삽입 배치될 수 있고, 단위 음극 리드(28)는 버스바(30)의 조립시 음극 리드 슬롯(44)들에 각각 삽입 배치될 수 있다. 그로 인하여, 본 실시예의 리드 성형 유닛(120)은 단위 양극 리드(26)와 단위 음극 리드(28)를 기준으로 하여 전극 리드(20)들의 성형 작업을 실시할 수 있다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 단위 양극 리드(26)가 서로 이웃하게 배치된 한 쌍의 양극 리드(22)로 구성되고, 단위 음극 리드(28)가 서로 이웃하게 배치된 한 쌍의 음극 리드(24)로 구성된 것으로 설명한다. 이하, 본 실시예에서는, 단위 양극 리드(26)가 일자로 길게 연장된 한 쌍의 양극 리드(22)를 서로 평행한 구조로 형성될 수 있고, 단위 음극 리드(28)는 중간 부위를 절곡시킨 한 쌍의 음극 리드(24)를 서로 평행한 구조로 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정된 것은 아니며, 배터리 모듈(10) 및 버스바(30)의 설계 조건 및 조립 상황에 따라 단위 양극 리드(26)가 6개 이상의 양극 리드(22)로 구성되거나 단위 음극 리드(28)가 6개 이상의 음극 리드(24)로 구성될 수도 있다.

그리고, 단위 양극 리드(26)들과 단위 음극 리드(28)들은 배터리 모듈(10)의 측면에 배터리 셀의 적층 방향을 따라 상호 교대로 배치될 수 있다. 즉, 단위 양극 리드(26)와 단위 음극 리드(28)는 한 쌍의 양극 리드(22)와 한 쌍의 음극 리드(24)로 각각 마련되어 배터리 셀의 적층 방향을 따라 서로 엇갈리도록 일렬로 배치될 수 있다. 따라서, 양극 리드 슬롯(42)과 음극 리드 슬롯(44)은 단위 양극 리드(26)들과 단위 음극 리드(28)들의 배치 구조와 같이 배터리 셀의 적층 방향으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다.

한편, 단위 양극 리드(26)들과 단위 음극 리드(28)들은 버스바(30)의 조립 공정시 양극 리드 슬롯(42)들과 음극 리드 슬롯(44)들에 원활하게 삽입되도록 리드 성형 유닛(120)에 의해 양극 리드 슬롯(42)과 음극 리드 슬롯(44)을 향하는 형상으로 성형될 수 있다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 모듈 스테이지(110)는, 배터리 모듈(10)을 설치하여 버스바(30)의 조립 공정시 배터리 모듈(10)을 지지할 수 있다. 상기와 같은 모듈 스테이지(110)는 배터리 모듈팩의 조립 공정에서 배터리 모듈을 이송하기 위해 이동 가능하게 마련될 수 있다. 참고로, 모듈 스테이지(110)는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치(100)의 설계 조건 및 배터리 모듈팩의 생산 공정에 따라 배터리 모듈(10)의 회전을 위하여 회전 가능하게 마련될 수도 있다.

도 1, 도 2, 도 3, 도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 리드 성형 유닛(120)은, 전극 리드(20)들을 개별적으로 그립한 후 그 상태로 이동하면서 버스바(30)의 조립에 필요한 형태로 전극 리드(20)들을 성형할 수 있다. 상기와 같은 리드 성형 유닛(120)은 배터리 모듈(10)의 전극 리드(20)들과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

이하, 본 실시예에서는, 리드 성형 유닛(120)이 모듈 스테이지(110)의 하측에 배치되어 전극 리드(20)들의 성형 시 전극 리드(20)들을 향해 상승되는 것으로 설명한다. 상기와 같은 리드 성형 유닛(120)은 전극 리드(20)들을 개별적으로 그립할 수 있는 구조를 포함하도록 형성될 수 있다. 특히, 리드 성형 유닛(120)은 전극 리드(20)들의 성형시 전극 리드(20)들을 그립하기 위한 위치로 이동함으로써 전극 리드(20)의 성형을 위한 초기 위치를 세팅할 수 있다.

예를 들면, 본 실시예의 리드 성형 유닛(120)은 그리퍼 모듈(122) 및 모듈 이송기(124)를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 그리퍼 모듈(122)은 전극 리드(20)들을 성형하기 위한 모듈로서, 전극 리드(20)들을 개별적으로 그립하는 구조로 형성될 수 있다. 이를 위하여, 그리퍼 모듈(122)은 전극 리드(20)들을 개별적으로 그립하기 위한 복수개의 개별 그리퍼(202, 212)를 구비할 수 있다. 상기와 같은 개별 그리퍼(202, 212)들은 그리퍼 모듈(122)에 전극 리드(20)들의 개수에 대응하는 개수로 마련될 수 있다. 예컨대, 그리퍼 모듈(122)은 단수개의 개별 그리퍼(202, 212)를 이용하여 미리 설정된 개수의 전극 리드(20)를 함께 성형하도록 마련될 수 있다.

여기서, 개별 그리퍼(202, 212)들은 미리 설정된 개수의 전극 리드(20)의 양측에 밀착되는 방식을 통하여 설정 개수의 전극 리드(20)을 동시에 그립하는 구조로 형성될 수 있다. 개별 그리퍼(202, 212)는 설정 개수의 전극 리드(20)들을 그립한 상태로 해당 전극 리드(20)들을 따라 이동하면서 해당 전극 리드(20)들을 원하는 형상으로 성형할 수 있다. 이때, 개별 그리퍼(202, 212)의 이동 방향은 설정 개수의 전극 리드(20)들 중 버스바(30)가 최초로 조립되는 부위를 향하는 방향으로 설정될 수 있다.

그리고, 그리퍼 모듈(122)에는, 개별 그리퍼(202, 212)들을 개별적으로 이동시키기 위한 개별 그리퍼 이송부(204, 214)가 마련될 수 있다. 개별 그리퍼 이송부(204, 214)는 전극 리드(20)들의 성형시 위치 감지 유닛(130)에 의해 감지된 전극 리드(20)들의 위치에 대응하여 개별 그리퍼(202, 212)들을 개별적으로 이동시킬 수 있다. 즉, 개별 그리퍼(202, 212)들은 개별 그리퍼 이송부(204, 214)에 의해 개별적으로 이동되어 배터리 모듈(10)에 마련된 전극 리드(20)들의 배치 구조에 따라 그립하고자 하는 위치로 각각 세팅될 수 있다. 따라서, 개별 그리퍼 이송부(204, 214)는 전극 리드(20)들과 대응하는 위치에 개별 그리퍼(202, 212)들을 정렬시킴으로써 개별 그리퍼(202, 212)들의 그립 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 그리퍼 모듈(122)에는, 개별 그리퍼(202, 212)들의 이동 거리를 측정하기 위한 개별 그리퍼 감지부(206, 216)가 마련될 수 있다. 개별 그리퍼 감지부(206, 216)는 개별 그리퍼(202, 212)들의 이동시 개별 그리퍼(202, 212)들의 이동 거리를 측정하여 개별 그리퍼(202, 212)들의 위치를 검출할 수 있다. 즉, 개별 그리퍼 감지부(206, 216)는 개별 그리퍼(202, 212)들에 각각 마련될 수 있고, 개별 그리퍼(202, 212)들의 이동 거리를 개별적으로 제어하는데 사용될 수 있다. 따라서, 개별 그리퍼 감지부(206, 216)는 개별 그리퍼 이송부(204, 214)에 의해 이동되는 개별 그리퍼(202, 212)들의 위치를 실시간으로 체크할 수 있고, 그에 따라 개별 그리퍼(202, 212)들의 위치를 정확하게 인식하면서 개별 그리퍼(202, 212)들을 적정 위치에 정밀하게 세팅할 수 있다.

또한, 그리퍼 모듈(122)에는, 개별 그리퍼(202, 212)들의 이동시 개별 그리퍼(202, 212)들 간의 충돌 위험을 미리 감지하기 위한 충돌 위험 감지부(218)가 마련될 수 있다. 충돌 위험 감지부(218)는 서로 이웃하게 배치된 개별 그리퍼(202, 212)들에 서로 마주보는 구조로 배치될 수 있다. 즉, 충돌 위험 감지부(218)는 개별 그리퍼 감지부(206, 216)에 의해 개별 그리퍼(202, 212)들이 이동 과정에서 서로 간에 충돌되는지를 미리 감지함으로써 개별 그리퍼(202, 212)들의 충돌을 방지할 수 있으며, 개별 그리퍼(202, 212)들의 충돌로 인해 파손되거나 위치가 이탈되는 등의 문제를 미연에 방지할 수 있다.

한편, 본 실시예의 그리퍼 모듈(122)에 대한 구성은 아래에서 더 구체적으로 다시 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 모듈 이송기(124)는, 그리퍼 모듈(122)과 연결된 모듈로서, 그리퍼 모듈(122)을 다양한 방향으로 이동시킬 수 있고, 그리퍼 모듈(122)을 다양한 위치에 지지할 수 있다. 일례로, 모듈 이송기(124)는, 그리퍼 모듈(122)을 전극 리드(20)들과 마주보는 위치로 이동시켜 세팅시킬 수 있고, 세팅 완료된 그리퍼 모듈(122)을 전극 리드(20)들로 이동시켜 개별 그리퍼(202, 212)들에 전극 리드(20)들을 그립시킬 수 있으며, 개별 그리퍼(202, 212)들이 전극 리드(20)들에 그립되면 개별 그리퍼(202, 212)들을 이동시켜 전극 리드(20)들의 형상을 성형할 수 있다.

참고로, 본 실시예에서는, 모듈 이송기(124)가 전극 리드(20)들을 향해 상측으로 그리퍼 모듈(122)을 이동시키는 방향을 제1 방향(Z축의 정방향)으로 정의하고, 모듈 이송기(124)가 전극 리드(20)들에서 하측으로 그리퍼 모듈(122)을 이동시키는 방향을 제2 방향(Z축의 역방향)으로 정의하기로 한다. 또한, 본 실시예에서는, 모듈 이송기(124)가 전극 리드(20)들에 그립된 그리퍼 모듈(122)을 전극 리드(20)들을 따라 이동시키는 방향을 제3 방향(X축의 정방향)으로 정의하고, 해당 제3 방향(X축의 정방향)의 반대 방향을 제4 방향(X축의 역방향)으로 정의하기로 한다. 또한, 모듈 이송기(124)가 그리퍼 모듈(122)을 배터리 셀의 적층 방향인 전극 리드(20)들의 이격 방향에 따라 이동시키는 방향을 제5 방향(Y축의 정방향)과 제6 방향(Y축의 역방향)으로 정의하기로 한다.

도 2, 도 3, 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 모듈 이송기(124)는 개별 그리퍼(202, 212)들을 배터리 모듈(10)의 측면과 연결된 전극 리드(20)들의 일단부에 배치시키기 위하여 그리퍼 모듈(122)을 전극 리드(20)들의 일단부를 향해 제1 방향(Z축의 정방향)으로 이동시킬 수 있다. 그리고, 그리퍼 모듈(122)의 개별 그리퍼(202, 212)들이 전극 리드(20)들의 일단부를 그립하면, 그리퍼 모듈(122)을 전극 리드(20)들의 타단부를 향해 전극 리드(20)들을 따라 제3 방향(X축의 정방향)으로 이동시킬 수 있다.

도 1, 도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 위치 감지 유닛(130)은, 전극 리드(20)들과 리드 성형 유닛(120)의 위치를 감지할 수 있다. 상기와 같은 위치 감지 유닛(130)은, 영점 지그(140)를 기준으로 전극 리드(20)들의 위치를 확인하는데 활용될 수 있고, 리드 성형 유닛(120)의 그리퍼 모듈(122)에 대한 이동을 제어하는데 활용될 수 있다.

예를 들면, 위치 감지 유닛(130)은, 전극 리드(20)들과 리드 성형 유닛(120)의 위치를 실시간으로 스캔하는 라인 스캔 카메라(130), 및 라인 스캔 카메라(130)를 전극 리드(20)들과 리드 성형 유닛(120)의 서로 대응되는 부위를 따라 선형 이동시키는 카메라 이송부(미도시)를 포함할 수 있다.

라인 스캔 카메라(130)는, 라인 스캔(line scan) 방식으로 전극 리드(20)들의 위치를 확인하되, 영점 지그(140)를 기준으로 하여 전극 리드(20)들의 위치를 상대적으로 측정할 수 있다. 예컨대, 라인 스캔 카메라(130)는 전극 리드(20)들과 영점 지그(140)를 향해 광선(L)을 조사하여 영점 지그(140)에 대한 전극 리드(20)들의 위치를 스캔할 수 있다.

참고로, 본 실시예에서는, 그리퍼 모듈(122)이 위치되지 않은 전극 리드(20)들의 상측에 라인 스캔 카메라(130)를 배치함으로써 위치 감지 유닛(130)의 설치 공간과 작동 공간을 확보하되, 라인 스캔 카메라(130)가 전극 리드(20)들을 따라 제5 방향(Y축의 정방향)과 제6 방향(Y축의 역방향)으로 선형 왕복 이동하는 것으로 설명한다.

상기와 같은 라인 스캔 카메라(130)는 전극 리드(20)들의 위치를 스캔함으로써 전극 리드(20)들 및 그리퍼 모듈(122)의 개별 그리퍼(202, 212)들을 정렬하는데 활용할 수 있다. 즉, 라인 스캔 카메라(130)의 감지 결과를 이용하여 그리퍼 모듈(122)을 전극 리드(20)들과 대응되는 위치에 세팅할 수 있고, 그렇게 세팅된 그리퍼 모듈(122)의 개별 그리퍼(202, 212)들을 전극 리드(20)들의 위치에 따라 개별적으로 이동시켜 개별 그리퍼(202, 212)들과 전극 리드(20)들을 정렬시킬 수 있다. 따라서, 그리퍼 모듈(122)과 개별 그리퍼(202, 212)들은 전극 리드(20)들을 그립 성형하기 위한 정위치에 정확하게 세팅될 수 있다.

카메라 이송부는 라인 스캔 카메라(130)를 원하는 경로를 따라 이동시키도록 라인 스캔 카메라(130)에 연결될 수 있다. 즉, 카메라 이송부는 라인 스캔 카메라(130)에 의해 전극 리드(20)들과 영점 지그(140)가 모두 스캔될 수 있도록 라인 스캔 카메라(130)를 제5 방향(Y축의 정방향)과 제6 방향(Y축의 역방향)으로 이동시킬 수 있다. 본 실시예의 도면에는 카메라 이송부가 생략되어 있지만, 카메라 이송부는 라인 스캔 카메라(130)를 이송하기 위한 구성이라면 기존에 사용되는 모든 이송 기기가 모두 적용될 수 있다.

도 1과 도 6을 참조하면, 본 발명의 영점 지그(140)는, 위치 감지 유닛(130)에 의해 전극 리드(20)들의 위치를 판단하기 위한 기준점 역할을 수행하도록 모듈 스테이지(110)에 마련될 수 있다. 상기와 같은 영점 지그(140)는 전극 리드(20)들의 옆에 근접하게 배치될 수 있다.

위치 감지 유닛(130)은 영점 지그(140)를 기준으로 전극 리드(20)들의 개별 위치를 감지할 수 있다. 이때, 그리퍼 모듈(122)은 위치 감지 유닛(130)의 감지 결과를 기반으로 설정된 전극 리드(20)들을 성형하기 위한 위치로 이동될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 영점 지그(140)와 위치 감지 유닛(130)에 의해서 그리퍼 모듈(122)의 개별 그리퍼(202, 212)들이 전극 리드(20)들의 위치에 대응하는 적정 위치에 세팅되므로, 전극 리드(20)들과 개별 그리퍼(202, 212)들이 서로 어긋나게 배치되지 않고 전극 리드(20)들의 위치에 대응되게 정렬될 수 있다.

한편, 이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 실시예의 그리퍼 모듈(122)에 대한 상세 구성을 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예의 그리퍼 모듈(122)은 양극 그리퍼 모듈(200), 음극 그리퍼 모듈(210) 및 음극 그리퍼 이송부(220)를 포함할 수 있다.

양극 그리퍼 모듈(200)과 음극 그리퍼 모듈(210) 또는 음극 그리퍼 이송부(220) 중 적어도 하나는, 모듈 이송기(124)에 연결되어 모듈 이송기(124)에 의해 동시에 이송될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 양극 그리퍼 모듈(200)이 모듈 이송기(124)에 연결된 것으로 설명한다.

또한, 본 실시예에서는 양극 리드(22)들과 음극 리드(24)들을 성형하기 위한 양극 그리퍼 모듈(200)과 음극 그리퍼 모듈(210)이 서로 개별적으로 마련된 구조이되, 양극 그리퍼 모듈(200)과 음극 그리퍼 모듈(210)은 음극 그리퍼 이송부(220)에 의해 이동 가능하도록 연결된 구조이다. 따라서, 양극 그리퍼 모듈(200)과 음극 그리퍼 모듈(210)을 하나의 모듈로 마련한 것과 비교하여, 양극 그리퍼 모듈(200)과 음극 그리퍼 모듈(210)을 개별적인 모듈로 마련함으로써 그리퍼 모듈(122)의 설치 공간과 작동 공간을 안정적으로 확보할 수 있다.

상기와 같은 음극 그리퍼 이송부(220)는 양극 그리퍼 모듈(200)에 대해 음극 그리퍼 모듈(210)을 개별적으로 상대 이동시킬 수 있다. 이를 위하여, 음극 그리퍼 이송부(220)는 양극 그리퍼 모듈(200)과 음극 그리퍼 모듈(210)의 연결 부위에 마련될 수 있다.

또한, 양극 그리퍼 모듈(200), 음극 그리퍼 모듈(210) 및 음극 그리퍼 이송부(220)은 전극 리드(20)들의 하측에 배치될 수 있다. 이때, 양극 그리퍼 모듈(200)과 음극 그리퍼 모듈(210)은 전극 리드(20)들을 기준으로 할 때 제3 방향(X축의 정방향) 또는 제4 방향(X축의 역방향)을 따라 연속적으로 배치될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 양극 그리퍼 모듈(200)이 제3 방향(X축의 정방향)을 기준으로 음극 그리퍼 모듈(210)의 후방에 배치되는 것으로 설명한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 양극 그리퍼 모듈(200)은, 전극 리드(20)들 중 양극 리드(22)들을 그립하여 성형하기 위한 모듈로서, 양극 리드(22)들을 잡기 위한 복수개의 양극 개별 그리퍼(202)가 구비될 수 있다. 양극 그리퍼 모듈(200)은 모듈 이송기(124)에 의해 이동되도록 모듈 이송기(124)에 연결될 수 있다.

양극 그리퍼 모듈(200)이 모듈 이송기(124)에 의해 전극 리드(20)들로 이동될 경우, 양극 개별 그리퍼(202)들이 후술하는 음극 그리퍼 모듈의 음극 개별 그리퍼(212)들보다 양극 리드(22)들의 일단부에 먼저 위치되기 위하여 양극 그리퍼 모듈(200)이 음극 그리퍼 모듈(210)보다 전극 리드(20)들에 더 근접하게 배치된 형상으로 마련될 수 있다.

예컨대, 본 실시예에서는 양극 그리퍼 모듈(200)이 음극 그리퍼 모듈(210)보다 상측에 위치도록 그리퍼 모듈(122)이 형성될 수 있다. 따라서, 전극 리드(20)들의 성형시 그리퍼 모듈(122)이 전극 리드(20)들을 향해 제1 방향(Z축의 정방향)으로 이동되면, 양극 그리퍼 모듈(200)과 음극 그리퍼 모듈(210)이 함께 제1 방향(Z축의 정방향)으로 이동하되, 음극 그리퍼 모듈(210)보다 상측에 위치된 양극 그리퍼 모듈(200)이 전극 리드(20)들 중 양극 리드(22)들에 먼저 도착하여 양극 리드(22)들을 그립할 수 있다.

양극 개별 그리퍼(202)들은 한 쌍의 양극 리드(22)로 구성된 단위 양극 리드(26)들을 그립하는 형상으로 마련될 수 있다. 상기와 같은 양극 개별 그리퍼(202)들은 단위 양극 리드(26)들을 그립한 상태로 제3 방향(X축의 정방향)으로 이동하면서 단위 양극 리드(26)들을 버스바(30)의 양극 리드 슬롯(42)들에 삽입되기 쉬운 형상으로 성형할 수 있다.

예를 들면, 본 실시예의 양극 개별 그리퍼(202)는, 단위 양극 리드(26)를 그립하도록 단위 양극 리드(26)의 양측에 이동 가능하게 배치된 한 쌍의 양극 그리퍼부(202a), 및 한 쌍의 양극 그리퍼부(202a)를 이동시키도록 한 쌍의 양극 그리퍼부(202a)에 연결된 양극 그리퍼 구동부(202b)를 포함할 수 있다.

여기서, 양극 그리퍼부(202a)는 상하 방향으로 길게 형성된 바 형상의 그립 부재로써 단위 양극 리드(26)의 측면에 위치될 수 있다. 한 쌍의 양극 그리퍼부(202a)는 단위 양극 리드(26)를 중간에 두고 서로 나란하게 배치될 수 있다. 일례로, 한 쌍의 양극 그리퍼부(202a)는, 전극 리드(20)들의 성형시 단위 양극 리드(26)가 용이하게 삽입되도록 서로 간에 벌려진 형상으로 배치될 수 있고, 단위 양극 리드(26)의 삽입이 완료되면 단위 양극 리드(26)의 그립이 가능하도록 서로 간에 좁혀지는 형상으로 작동될 수 있다.

그리고, 양극 그리퍼 구동부(202b)는 한 쌍의 양극 그리퍼부(202a)를 지지하면서 후술하는 양극 개별 그리퍼 이송부(204)에 의해 한 쌍의 양극 그리퍼부(202a)를 이동시킬 수 있다. 이를 위하여, 양극 그리퍼 구동부(202b)는 양극 개별 그리퍼 이송부(204)에 연결될 수 있다.

양극 그리퍼 모듈(200)에는 양극 개별 그리퍼(202)들을 개별적으로 이동시키기 위한 양극 개별 그리퍼 이송부(204)가 마련될 수 있다. 양극 개별 그리퍼 이송부(204)는, 양극 개별 그리퍼(202)들의 배치 방향인 제5 방향(Y축의 정방향)과 제6 방향(Y축의 역방향)을 따라 길게 형성될 수 있고, 양극 개별 그리퍼(202)들을 제5 방향(Y축의 정방향)과 제6 방향(Y축의 역방향)으로 이동시키도록 마련될 수 있다.

예를 들면, 본 실시예의 양극 개별 그리퍼 이송부(204)는, 양극 개별 그리퍼(202)들이 개별적으로 배치된 제5 방향(Y축의 정방향)과 제6 방향(Y축의 역방향)을 따라 길게 마련된 양극 이송 샤프트(204a), 및 양극 개별 그리퍼(202)들의 양극 그리퍼 구동부(202b)를 양극 이송 샤프트(204a)를 따라 이동시키도록 양극 그리퍼 구동부(202b)와 양극 이송 샤프트(204a)에 연결된 양극 개별 이송체(204b)를 포함할 수 있다.

여기서, 양극 이송 샤프트(204a)는 봉 형상으로 형성된 부재로서, 양극 개별 이송체(204b)들이 길이 방향을 따라 서로 이격된 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 본 실시예의 양극 이송 샤프트(204a)는, 양극 개별 그리퍼(202)들과 연결된 양극 개별 이송체(204b)들을 지지할 수 있고, 양극 개별 이송체(204b)들의 이동 경로를 제공할 수 있다.

그리고, 양극 개별 이송체(204b)들은 양극 이송 샤프트(204a)의 축방향에 해당하는 제5 방향(Y축의 정방향)과 제6 방향(Y축의 역방향)을 따라 이동되도록 양극 이송 샤프트(204a)에 배치될 수 있다. 상기와 같은 양극 개별 이송체(204b)들은 양극 리드(22)들의 성형을 위한 양극 개별 그리퍼(202)들의 세팅 위치에 대응되게 배치될 수 있다. 양극 개별 이송체(204b)들에는 양극 이송 샤프트(204a)를 따라 이동되기 위한 이동 구조가 형성될 수 있다.

양극 그리퍼 모듈(200)에는 양극 개별 그리퍼(202)들의 이동 거리를 측정하기 위한 양극 개별 그리퍼 감지부(206)가 마련될 수 있다. 양극 개별 그리퍼 감지부(206)는 양극 개별 그리퍼(202)들의 이동시 양극 개별 그리퍼(202)들의 이동 거리를 측정하여 양극 개별 그리퍼(202)들의 위치를 검출할 수 있다. 따라서, 양극 개별 그리퍼 감지부(206)는 양극 개별 그리퍼 이송부(204)에 의해 이동되는 양극 개별 그리퍼(202)들의 위치를 실시간으로 체크할 수 있고, 그에 따라 양극 개별 그리퍼(202)들의 위치를 정확하게 인식한 상태로 양극 개별 그리퍼(202)들의 세팅 위치를 정밀하게 설정할 수 있다.

예를 들면, 본 실시예의 양극 개별 그리퍼 감지부(206)는, 양극 그리퍼 모듈(200)에 양극 이송 샤프트(204a)와 대응되는 형상으로 마련된 양극 엔코더 스케일(206a), 및 양극 엔코더 스케일(206a)을 감지하도록 양극 개별 이송체(204b)들에 각각 마련된 양극 엔코더(206b)를 포함할 수 있다.

여기서, 양극 엔코더(206b)들은 양극 개별 이송체(204b)들의 이동시 양극 엔코더 스케일(206a)을 따라 이동하면서 양극 개별 이송체(204b)들의 이동 방향, 이동 거리 및 이동 속도 등을 측정할 수 있다.

그리고, 본 실시예에서는, 2개의 양극 엔코더 스케일(206a)이 양극 이송 샤프트(204a)와 나란하게 배치되되, 양극 엔코더(206b)들은 양극 이송 샤프트(204a)의 축 방향(제5 방향과 제6 방향)을 따라 2개의 양극 엔코더 스케일(206a)에 교대로 엇갈리게 배치될 수 있다. 즉, 서로 이웃하게 배치된 양극 개별 그리퍼(202)들의 양극 엔코더(206b)들 중 어느 하나는 2개의 양극 엔코더 스케일(206a) 중 어느 하나에 배치될 수 있고, 서로 이웃하게 배치된 양극 개별 그리퍼(202)들의 양극 엔코더(206b)들 중 다른 하나는 2개의 양극 엔코더 스케일(206a) 중 다른 하나에 배치될 수 있다.

양극 그리퍼 모듈(200)에는, 양극 개별 그리퍼(202)들이 양극 개별 그리퍼 이송부(204)에 의해 이동될 때 양극 개별 그리퍼(202)들 간의 충돌 위험을 미리 감지하기 위한 양극 충돌 위험 감지부(미도시)가 마련될 수 있다. 상기와 같은 양극 충돌 위험 감지부는 서로 이웃하게 배치된 양극 개별 그리퍼(202)들에 서로 마주보는 구조로 배치될 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 양극 충돌 위험 감지부가 도면에 도시되어 있지 않으므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략하되, 후술하는 음극 충돌 위험 감지부(218)의 상세 구성과 동일 유사하게 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 음극 그리퍼 모듈(210)은, 전극 리드(20)들 중 음극 리드(24)들을 그립하여 성형하기 위한 모듈로서, 음극 리드(24)들을 잡기 위한 복수개의 음극 개별 그리퍼(212)가 구비될 수 있다. 음극 그리퍼 모듈(210)은 모듈 이송기(124)에 의해 이동되는 양극 그리퍼 모듈(200)과 함께 이동되도록 양극 그리퍼 모듈(200)에 연결될 수 있다.

음극 그리퍼 모듈(210)은, 양극 개별 그리퍼(202)들이 양극 리드(22)들의 일단부에 위치되면, 음극 그리퍼 이송부(220)에 의해 이동되어 음극 리드(24)들의 일단부에 위치될 수 있다. 즉, 음극 그리퍼 모듈(210)은 양극 그리퍼 모듈(200)의 이송이 정지된 상태에서 음극 그리퍼 이송부(220)에 의해 음극 리드(24)들에 개별적으로 이동될 수 있다.

예컨대, 본 실시예에서는 양극 그리퍼 모듈(200)과 음극 그리퍼 모듈(210)가 모듈 이송기(124)에 의해 함께 이동된 후 음극 그리퍼 모듈(210)이 음극 그리퍼 이송부에 의해 개별적으로 이동되도록 그리퍼 모듈(122)이 형성될 수 있다. 따라서, 전극 리드(20)들의 성형시 양극 그리퍼 모듈(200)의 양극 개별 그리퍼(202)들이 양극 리드(22)들에 배치되면, 음극 그리퍼 모듈(210)이 음극 그리퍼 이송부(220)에 의해 제1 방향(Z축의 정방향)으로 이동하여 음극 리드(24)들에 도착한 후 음극 리드(24)들을 그립할 수 있다.

음극 개별 그리퍼(212)들은 한 쌍의 음극 리드(24)로 구성된 단위 음극 리드(28)들을 그립하는 형상으로 마련될 수 있다. 상기와 같은 음극 개별 그리퍼(212)들은 단위 음극 리드(28)들을 그립한 상태로 양극 개별 그리퍼(202)들과 함께 제3 방향(X축의 정방향)으로 이동하면서 단위 음극 리드(28)들을 버스바(30)의 음극 리드 슬롯(44)들에 삽입되기 쉬운 형상으로 성형할 수 있다. 이때, 음극 개별 그리퍼(212)들과 양극 개별 그리퍼(202)들은 제5 방향(Y축의 정방향) 또는 제6 방향(Y축의 역방향)으로 서로 엇갈리게 배치됨으로써, 음극 개별 그리퍼(212)들과 양극 개별 그리퍼(202)들의 설치 공간이 확보될 수 있고, 음극 개별 그리퍼(212)들과 양극 개별 그리퍼(202)들의 작동 공간도 확보될 수 있다.

예를 들면, 본 실시예의 음극 개별 그리퍼(212)는, 단위 음극 리드(28)를 그립하도록 단위 음극 리드(28)의 양측에 이동 가능하게 배치된 한 쌍의 음극 그리퍼부(212a), 한 쌍의 음극 그리퍼부(212a)를 이동시키도록 한 쌍의 음극 그리퍼부(212a)에 연결된 음극 그리퍼 구동부(212b), 및 음극 리드 슬롯(44)의 중간에 형성된 격벽 부재(46)에 대응하는 격벽 형상으로 한 쌍의 음극 그리퍼부(212a) 사이에 마련된 그리퍼 격벽부(212c)를 포함할 수 있다.

여기서, 음극 그리퍼부(212a)는 전술한 양극 그리퍼부(202a)와 동일 유사한 형상으로 마련될 수 있고, 음극 그리퍼 구동부(212b)는 전술한 양극 그리퍼 구동부(202b)와 동일 유사한 형상으로 마련될 수 있다. 따라서, 음극 그리퍼부(212a)와 음극 그리퍼 구동부(212b)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고, 그리퍼 격벽부(212c)는, 음극 그리퍼부(212a)에 의한 단위 음극 리드(28)의 성형시 단위 음극 리드(28)를 구성하는 한 쌍의 음극 리드(24) 사이에 삽입될 수 있고, 음극 그리퍼부(212a)와 함께 단위 음극 리드(28)의 일단부에서 타단부를 향해 제3 방향(X축의 정방향)으로 이동될 수 있다. 따라서, 그리퍼 격벽부(212c)도 음극 그리퍼부(212a)와 마찬가지로 음극 그리퍼 구동부(212b)에 연결될 수 있다.

음극 그리퍼 모듈(210)에는 음극 개별 그리퍼(212)들을 개별적으로 이동시키기 위한 음극 개별 그리퍼 이송부(214)가 마련될 수 있다. 상기와 같은 음극 개별 그리퍼 이송부(214)는 전술한 양극 개별 그리퍼 이송부(204)와 동일 유사한 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 본 실시예의 음극 개별 그리퍼 이송부(214)는, 음극 개별 그리퍼(212)들이 개별적으로 배치된 제5 방향(Y축의 정방향)과 제6 방향(Y축의 역방향)을 따라 길게 마련된 음극 이송 샤프트(214a), 및 음극 개별 그리퍼(212)들의 음극 그리퍼 구동부(212b)를 음극 이송 샤프트(214a)를 따라 이동시키도록 음극 그리퍼 구동부(212b)와 음극 이송 샤프트(214a)에 연결된 음극 개별 이송체(214b)를 포함할 수 있다.

여기서, 음극 이송 샤프트(214a)는 전술한 양극 이송 샤프트(204a)와 동일 유사한 구조로 마련될 수 있고, 음극 개별 이송체(214b)들은 전술한 양극 개별 이송체(204b)들과 동일 유사한 구조 마련될 수 있다. 따라서, 음극 이송 샤프트(214a)와 음극 개별 이송체(214b)들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

음극 그리퍼 모듈(210)에는 음극 개별 그리퍼(212)들의 이동 거리를 측정하기 위한 음극 개별 그리퍼 감지부(216)가 마련될 수 있다. 상기와 같은 음극 개별 그리퍼 감지부(216)는 전술한 음극 개별 그리퍼 감지부(216)와 동일 유사한 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 본 실시예의 음극 개별 그리퍼 감지부(216)는, 음극 그리퍼 모듈(210)에 음극 이송 샤프트(214a)와 대응되는 형상으로 마련된 음극 엔코더 스케일(216a), 및 음극 엔코더 스케일(216a)을 감지하도록 음극 개별 이송체(214b)들에 각각 마련된 음극 엔코더(216b)를 포함할 수 있다.

여기서, 음극 엔코더 스케일(216a)는 전술한 양극 엔코더 스케일(206a)과 동일 유사한 구조로 마련될 수 있고, 음극 엔코더(216b)는 전술한 양극 엔코더(206b)과 동일 유사한 구조 마련될 수 있다. 따라서, 음극 엔코더 스케일(216a)와 음극 엔코더(216b)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

음극 그리퍼 모듈(210)에는, 음극 개별 그리퍼(212)들이 음극 개별 그리퍼 이송부(214)에 의해 이동될 때 음극 개별 그리퍼(212)들 간의 충돌 위험을 미리 감지하기 위한 음극 충돌 위험 감지부(218)가 마련될 수 있다. 상기와 같은 음극 충돌 위험 감지부(218)는 서로 이웃하게 배치된 음극 개별 그리퍼(212)들에 서로 마주보는 구조로 배치될 수 있다.

예를 들면, 본 실시예의 음극 충돌 위험 감지부(218)는, 서로 이웃하게 배치된 음극 개별 그리퍼(212)들 중 어느 하나에 배치된 충돌 감지 센서(218a), 및 충돌 감지 센서(218a)와 마주보도록 서로 이웃하게 배치된 음극 개별 그리퍼(212)들 중 다른 하나에 배치된 충돌 감지체(218b)를 포함할 수 있다.

여기서, 충돌 감지 센서(218a)는 음극 개별 그리퍼(212)들 간의 충돌 위험을 감지하기 위한 센서이고, 충돌 감지체(218b)는 음극 개별 그리퍼(212)들 간의 거리가 좁혀져 충돌 위험이 높아지면 충돌 감지 센서(218a)를 자극하는 부재이다. 예컨대, 본 실시예에서는 충돌 감지 센서(218a)로는 광 센서가 사용되고, 충돌 감지체(218b)로는 음극 개별 그리퍼(212)들의 거리가 충돌 위험 거리에 도달하면 광 센서의 광을 차단하는 차단판이 사용되는 것으로 설명한다. 앞서 설명한 바와 같이, 양극 충돌 위험 감지부도 음극 충돌 위험 감지부(218)와 동일 유사한 구조로 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 버스바 조립용 리드 자동 성형장치(100)를 이용한 리드 자동 성형방법을 살펴보면 다음과 같다. 도 6 내지 도 9에는 버스바(30)의 자동 조립을 위해 전극 리드(20)들을 성형하는 과정이 순차적으로 도시되어 있다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 리드 자동 성형방법은, 배터리 모듈(10)에 버스바(30)를 조립하기 위하여 배터리 모듈(10)의 전극 리드(20)들을 자동화 공정으로 성형하는 방법으로서 버스바 조립용 리드 자동 성형장치(100)에 의해 성형된 전극 리드(20)들에 버스바(30)를 간편하게 자동으로 조립할 수 있다.

즉, 본 실시예에 따른 리드 자동 성형방법은, 배터리 모듈(10)을 모듈 스테이지에 설치하는 단계(도 6 참조), 배터리 모듈(10)의 전극 리드(20)들에 대한 위치를 위치 감지 유닛(130)으로 감지하는 단계(도 6 참조), 리드 성형 유닛(120)을 전극 리드(20)들에 대응되는 위치로 이동시켜 전극 리드(20)들을 성형하기 위한 리드 성형 유닛(120)의 위치를 세팅하는 단계(도 6 참조), 리드 성형 유닛(120)의 위치가 세팅 완료되면 리드 성형 유닛(120)이 배터리 모듈(10)의 측면과 연결된 전극 리드(20)들의 일단부로 이동하여 전극 리드(20)들의 일단부를 그립하는 단계(도 7과 도 8 참조), 및 리드 성형 유닛(120)이 전극 리드(20)들의 일단부를 그립한 상태에서 전극 리드(20)들의 타단부를 향해 이동시켜 전극 리드(20)들을 성형하는 단계(도 9 참조)를 포함할 수 있다.

배터리 모듈(10)을 모듈 스테이지(110)에 설치하는 단계(도 6 참조)에서는, 모듈 스테이지(110) 위에 배터리 모듈(10)을 안착시킨 후 배터리 모듈(10)을 모듈 스테이지(110)에 고정한다.

위치 감지 유닛(130)으로 감지하는 단계(도 6 참조)에서는, 위치 감지 유닛(130)이 영점 지그(140)를 이용하여 전극 리드(20)들의 위치를 감지할 수 있다. 또한, 위치 감지 유닛(130)은 그리퍼 모듈(122)의 위치도 실시간으로 확인할 수 있다.

따라서, 위치 감지 유닛(130)의 감지 결과를 분석하면, 버스바 조립용 리드 자동 성형장치(100)의 작동을 상시 감시할 수 있고, 뿐만 아니라 버스바 조립용 리드 자동 성형장치(100)의 작동을 정밀하게 제어하거나 작동 오류를 신속하게 해소할 수 있다.

리드 성형 유닛(120)의 위치를 세팅하는 단계(도 6 참조)에서는, 위치 감지 유닛(130)에 의해 감지된 전극 리드(20)들의 위치에 대응하는 위치로 모듈 이송기(124)가 그리퍼 모듈(122)의 위치를 세팅할 수 있다. 이때, 모듈 이송기(124)는 전극 리드(20)들의 위치에 대해 그리퍼 모듈(122)을 제3 방향(X축의 정방향)과 제4 방향(X축의 역방향)으로 이동시키거나 제5 방향(Y축의 정방향)과 제6 방향(Y축의 역방향)으로 이동시킬 수 있다.

이때, 본 실시예에서는, 위치 감지 유닛(130)에 감지된 전극 리드(20)들의 단위 양극 리드(26)들과 단위 음극 리드(28)들에 대한 배치 형상을 기반으로 하여, 양극 그리퍼 모듈(200)의 양극 개별 그리퍼(202)들 및 음극 그리퍼 모듈(210)의 음극 개별 그리퍼(212)들 단위 양극 리드(26)들과 단위 음극 리드(28)들에 대응되는 위치에 개별적으로 세팅할 수 있다. 따라서, 양극 개별 그리퍼(202)들과 음극 개별 그리퍼(212)들은, 단위 양극 리드(26)들과 단위 음극 리드(28)들의 위치에 정렬시켜 단위 양극 리드(26)들과 단위 음극 리드(28)들을 향해 정확하게 이동할 수 있다.

리드 성형 유닛이 전극 리드들의 일단부를 그립하는 단계(도 7과 도 8 참조)에서는, 그리퍼 모듈(122)이 모듈 이송기(124)에 이해 제1 방향(Z축의 정방향)으로 상승하여 양극 그리퍼 모듈(200)의 양극 개별 그리퍼(202)들을 단위 양극 리드(26)들의 일단부에 그립시킬 수 있고, 양극 개별 그리퍼(202)들이 단위 양극 리드(26)들의 일단부에 그립된 상태에서 음극 그리퍼 모듈(210)의 음극 개별 그리퍼(212)들을 단위 음극 리드(28)들의 일단부에 그립시킬 수 있다. 이때, 음극 그리퍼 모듈(210)은 음극 그리퍼 이송부(220)에 의해 정지 상태의 양극 그리퍼 모듈(200)를 따라 제1 방향(Z축의 정방향)으로 상승할 수 있다.

전극 리드(20)들을 성형하는 단계(도 9 참조)에서는, 리드 성형 유닛(120)이 전극 리드(20)들의 일단부를 그립한 상태에서 제3 방향(X축의 정방향)으로 전극 리드(20)들을 따라 이동할 수 있고, 그 과정에서 리드 성형 유닛(120)이 전극 리드(20)들을 성형할 수 있다.

이때, 양극 그리퍼 모듈(200)의 양극 개별 그리퍼(202)들은 단위 양극 리드(26)들을 성형할 수 있고, 음극 그리퍼 모듈(210)의 음극 개별 그리퍼(212)들은 단위 음극 리드(28)들을 성형할 수 있다. 단위 양극 리드(26)들과 단위 음극 리드(28)들은 버스바(30)의 양극 리드 슬롯(42)들과 음극 리드 슬롯(44)들에 원활하게 삽입되기 위한 형상으로 성형될 수 있다.

상기와 같이 전극 리드(20)들의 성형이 완료되면, 리드 성형 유닛(120)를 전극 리드(20)들에서 이탈시킨 후 리드 성형 유닛(120)에 의해 성형된 전극 리드(20)들에 버스바(30)를 조립할 수 있다. 따라서, 버스바(30)의 조립시 전극 리드(20)들이 리드 슬롯(40)들에 삽입되지 않거나 잘못 삽입되는 문제를 방지할 수 있고, 그로 인해 전극 리드(20)들 간에 쇼트가 발생되는 위험도 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 배터리 모듈
20: 전극 리드
30: 버스바
40: 리드 슬롯
100: 버스바 조립용 리드 자동 성형장치
110: 모듈 스테이지
120: 리드 성형 유닛
122: 그리퍼 모듈
124: 모듈 이송기
130: 위치 감지 유닛
140: 영점 지그
200: 양극 그리퍼 모듈
202: 양극 개별 그리퍼
210: 음극 그리퍼 모듈
212: 음극 개별 그리퍼
220: 음극 그리퍼 이송부

Claims (13)

1. 배터리 모듈에 버스바를 조립하기 위하여 배터리 모듈의 전극 리드들을 자동 성형하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치로서,
   상기 배터리 모듈이 설치되는 모듈 스테이지;
   상기 배터리 모듈과 대응되는 위치에 배치되고, 상기 전극 리드들을 개별적으로 그립한 후 그 상태로 이동하면서 상기 버스바의 조립에 필요한 형태로 상기 전극 리드들을 성형하는 리드 성형 유닛; 및
   상기 전극 리드들과 상기 리드 성형 유닛의 위치를 감지하는 위치 감지 유닛;
   을 포함하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 리드 성형 유닛은, 상기 전극 리드들을 개별적으로 그립하기 위한 복수개의 개별 그리퍼를 구비한 그리퍼 모듈; 및 상기 그리퍼 모듈을 이동시키도록 상기 그리퍼 모듈과 연결된 모듈 이송기;를 포함하며,
   상기 모듈 이송기는, 상기 배터리 모듈의 측면과 연결된 상기 전극 리드들의 일단부에 상기 개별 그리퍼들을 배치시킨 후 상기 개별 그리퍼들이 상기 전극 리드들의 일단부를 그립하면 상기 버스바가 조립되는 상기 전극 리드들의 타단부로 상기 개별 그리퍼들을 이동시키는 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 그리퍼 모듈에는 상기 개별 그리퍼들이 상기 전극 리드들의 개수에 대응하는 개수로 마련되고,
   상기 개별 그리퍼들은 상기 전극 리드들을 그립 가능한 형상으로 형성되되, 상기 전극 리드들을 그립한 상태로 상기 전극 리드들을 따라 이동하면서 상기 전극 리드들을 원하는 형상으로 성형하도록 마련된 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 그리퍼 모듈에는, 상기 개별 그리퍼들을 개별적으로 이동시키기 위한 개별 그리퍼 이송부가 마련되고, 상기 개별 그리퍼들의 이동 거리를 측정하기 위한 개별 그리퍼 감지부가 마련되며,
   상기 개별 그리퍼 이송부는 상기 전극 리드들의 성형시 상기 위치 감지 유닛에 의해 감지된 상기 전극 리드들의 위치에 대응하여 상기 개별 그리퍼들을 개별적으로 이동시키고, 상기 개별 그리퍼 감지부는 상기 개별 그리퍼들의 이동시 상기 개별 그리퍼들의 이동 거리를 측정하여 상기 개별 그리퍼들의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 그리퍼 모듈에는 상기 개별 그리퍼들의 이동시 상기 개별 그리퍼들 간의 충돌 위험을 미리 감지하기 위한 충돌 위험 감지부가 마련되고,
   상기 충돌 위험 감지부는 서로 이웃하게 배치된 상기 개별 그리퍼들에 서로 마주보는 구조로 배치된 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 그리퍼 모듈은, 상기 전극 리드들 중 양극 리드들을 잡기 위한 복수개의 양극 개별 그리퍼를 구비한 양극 그리퍼 모듈; 및 상기 전극 리드들 중 음극 리드들을 잡기 위한 복수개의 음극 개별 그리퍼를 구비한 음극 그리퍼 모듈;을 포함하며,
   상기 양극 그리퍼 모듈와 상기 음극 그리퍼 모듈은, 상기 모듈 이송기에 연결되어 상기 모듈 이송기에 의해 함께 이동되되, 상기 양극 개별 그리퍼들과 상기 음극 개별 그리퍼들을 상기 양극 리드들과 상기 음극 리드들의 일단부에 순차적으로 이동시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 그리퍼 모듈은,
   상기 양극 그리퍼 모듈에 대해 상기 음극 그리퍼 모듈을 개별적으로 상대 이동시키도록 상기 양극 그리퍼 모듈과 상기 음극 그리퍼 모듈의 연결 부위에 마련된 음극 그리퍼 이송부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 양극 그리퍼 모듈은, 상기 모듈 이송기에 의해 이동되도록 상기 모듈 이송기에 연결되되, 상기 모듈 이송기에 의해 상기 전극 리드들로 이동될 때 상기 양극 개별 그리퍼들이 상기 음극 개별 그리퍼들보다 상기 양극 리드들의 일단부에 먼저 위치시키도록 상기 음극 그리퍼 모듈보다 상기 전극 리드들에 더 근접하게 배치되는 형상으로 형성되며,
   상기 음극 그리퍼 모듈은, 상기 양극 개별 그리퍼들이 상기 양극 리드들의 일단부에 위치되면 상기 음극 그리퍼 이송부에 의해 이동되어 상기 음극 리드들의 일단부에 위치되는 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 전극 리드들은 한 쌍의 양극 리드로 구성된 단위 양극 리드 및 한 쌍의 음극 리드로 구성된 단위 음극 리드로 제공되고,
   상기 단위 양극 리드와 상기 단위 음극 리드는 상기 배터리 모듈의 측면을 따라 상호 교대로 복수개가 배치되며,
   상기 버스바에는 상기 단위 양극 리드가 각각 삽입되는 복수개의 양극 리드 슬롯 및 상기 단위 음극 리드가 각각 삽입되는 복수개의 음극 리드 슬롯이 형성되고,
   상기 양극 개별 그리퍼들은 상기 단위 양극 리드들을 그립한 상태로 이동되면서 상기 단위 양극 리드들을 상기 양극 리드 슬롯들에 삽입되기 쉬운 형상으로 성형하며, 상기 음극 개별 그리퍼들은 상기 단위 음극 리드들을 그립한 상태로 이동되면서 상기 단위 음극 리드들을 상기 음극 리드 슬롯들에 삽입되기 쉬운 형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 양극 개별 그리퍼는, 상기 단위 양극 리드의 성형시 상기 단위 양극 리드의 양측에 밀착시켜 상기 단위 양극 리드를 그립하도록 상기 단위 양극 리드의 양측에 이동 가능하게 배치된 한 쌍의 양극 그리퍼부;를 포함하고,
    상기 음극 개별 그리퍼는, 상기 단위 음극 리드의 성형시 상기 단위 음극 리드의 양측에 밀착시켜 상기 단위 음극 리드를 그립하도록 상기 단위 음극 리드의 양측에 이동 가능하게 배치된 한 쌍의 음극 그리퍼부; 및 상기 음극 리드 슬롯의 중간에 형성된 격벽 부재에 대응하는 격벽 형상으로 한 쌍의 상기 음극 그리퍼부 사이에 마련되고, 상기 단위 음극 리드의 성형시 상기 단위 음극 리드를 구성하는 한 쌍의 음극 리드 사이에 위치되는 그리퍼 격벽부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 감지 유닛은,
    상기 전극 리드들과 상기 리드 성형 유닛의 위치를 실시간으로 스캔하는 라인 스캔 카메라; 및
    상기 라인 스캔 카메라를 상기 전극 리드들과 상기 리드 성형 유닛의 서로 대응되는 부위를 따라 선형 이동시키는 카메라 이송부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
    
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 리드들의 위치를 판단하기 위한 기준점 역할을 수행하도록 상기 모듈 스테이지에 마련된 영점 지그;를 더 포함하고,
    상기 위치 감지 유닛은 상기 영점 지그를 기준으로 상기 전극 리드들의 개별 위치를 감지하고,
    상기 리드 성형 유닛은 상기 위치 감지 유닛의 감지 결과를 기반으로 설정된 상기 전극 리드들을 성형하기 위한 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 버스바 조립용 리드 자동 성형장치.
    
13. 배터리 모듈에 버스바를 조립하기 위하여 배터리 모듈의 전극 리드들을 자동 성형하는 버스바 조립용 리드 자동 성형방법으로서,
    상기 배터리 모듈을 모듈 스테이지에 설치하는 단계;
    상기 배터리 모듈의 전극 리드들에 대한 위치를 위치 감지 유닛으로 감지하는 단계;
    상기 전극 리드들과 대응되는 위치로 리드 성형 유닛을 이동시켜 상기 전극 리드들을 성형하기 위한 상기 리드 성형 유닛의 위치를 세팅하는 단계;
    상기 리드 성형 유닛의 위치가 세팅 완료되면 상기 리드 성형 유닛이 상기 배터리 모듈의 측면과 연결된 상기 전극 리드들의 일단부로 이동하여 상기 전극 리드들의 일단부를 그립하는 단계; 및
    상기 리드 성형 유닛이 상기 전극 리드들의 일단부를 그립한 상태에서 상기 전극 리드들의 타단부를 향해 이동시켜 상기 전극 리드들을 성형하는 단계;
    를 포함하는 버스바 조립용 리드 자동 성형방법.

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