KR102539716B1 - Apparatus for secondary battery appearance inspection - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지의 외관 검사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery appearance inspection device.
이차전지는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부에 전력을 공급하며, 방전되었을 때 외부의 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 전환하여 저장할 수 있는 전지이다. 이차전지는 전자기기의 발달로 다양한 분야에서 다양한 장치에 적용되고 있다.A secondary battery is a battery that converts chemical energy into electrical energy to supply power to the outside, and when discharged, receives external power and converts electrical energy into chemical energy for storage. Secondary batteries are being applied to various devices in various fields due to the development of electronic devices.
이러한 이차전지는 다양한 형태로 생산되고 있으며, 다양한 형태 중 하나로서 종래의 일반적으로 사용되는 형태인 원통형 전지도 현재까지 널리 사용되고 있다.These secondary batteries are produced in various forms, and as one of the various forms, cylindrical batteries, which are conventionally commonly used forms, have been widely used to date.
원통형의 이차전지는 원통형으로 구성되며, 옆면이 곡면으로 형성되어 있어 외관의 검사시 360도를 회전해가면서 검사를 수행하는 것이 일반적인 외관 검사 방법으로 사용되고 있다.Since the cylindrical secondary battery is composed of a cylindrical shape and the side surface is formed as a curved surface, performing an inspection while rotating 360 degrees is used as a general exterior inspection method.
이러한 원통형 이자천지의 외관 검사 장치에 대하여 대한민국 등록특허 제1030449 호(2011.04.25. 공고)가 개시되어 있다.Republic of Korea Patent Registration No. 1030449 (announced on April 25, 2011) has been disclosed for an external inspection device for such a cylindrical shape.
그러나, 이러한 종래의 검사 방법은 배터리의 옆면을 검사하기 위해 하나 또는 두 개의 카메라를 이용하여 하나의 배터리를 검사하게 되어 검사효율이 낮은 문제점이 있었다.However, this conventional inspection method has a problem in that inspection efficiency is low because one battery is inspected using one or two cameras to inspect the side of the battery.
본 발명은 종래의 이차전지 외관 검사 장치의 문제점인 낮은 검사 효율을 해결하기 위한 이차전지 외관 검사 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a secondary battery appearance inspection device for solving the low inspection efficiency, which is a problem of conventional secondary battery appearance inspection devices.
상기 과제의 해결 수단으로서, 이차전지의 측면의 촬영시 거울을 이용하여 카메라의 사각지역 중 적어도 일부의 영역을 포함한 영역을 촬영하고, 이차전지의 측면을 직접 촬영하여 획득한 이미지와 거울로 반사되어 획득된 이미지를 합성하여 검사 이미지를 생성할 수 있는 측면 검사 모듈을 포함하는 이차전지 외관 검사 장치가 제공될 수 있다.As a means of solving the above problems, when photographing the side of the secondary battery, an area including at least a part of the blind area of the camera is photographed using a mirror, and the image obtained by directly photographing the side of the secondary battery is reflected by the mirror A secondary battery exterior inspection device including a side inspection module capable of generating an inspection image by synthesizing acquired images may be provided.
추가로 본 개시에 따라 제1 자세로 이차전지의 측면 이미지를 획득하는 제1 측면 검사 모듈, 상기 제1 자세에서 반전된 제2 자세로 이차전지의 자세를 전환시키는 반전기, 상기 이차전지가 상기 제2 자세로 전환된 상태에서 상기 이차전지의 측면 이미지를 획득하는 제2 측면 검사 모듈을 포함할 수 있다.In addition, according to the present disclosure, a first side inspection module for obtaining a side image of a secondary battery in a first posture, a reverser for converting a posture of a secondary battery from the first posture to a reversed second posture, and the secondary battery as described above A second side inspection module for obtaining a side image of the secondary battery in a state of being switched to the second posture may be included.
또한 본 개시에 따른 이차전지 외관 검사 장치는 다양한 조합으로 광을 조사할 수 있는 조명부를 포함할 수 있다.In addition, the secondary battery exterior inspection device according to the present disclosure may include a lighting unit capable of irradiating light in various combinations.
또한 본 개시에 따른 이차전지 외관 검사 장치는 상면과 하면을 각각 검사할 수 있는 상면 검사 모듈 및 하면 검사 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the secondary battery appearance inspection device according to the present disclosure may include an upper surface inspection module and a lower surface inspection module capable of inspecting the upper and lower surfaces, respectively.
한편, 상면 검사 모듈 및 하면 검사 모듈은 각각 다양한 조합으로 광을 조사하여 이차전지의 상면과 하면에 대한 이미지를 획득할 수 있다.Meanwhile, the upper surface inspection module and the lower surface inspection module may respectively acquire images of the upper and lower surfaces of the secondary battery by irradiating light in various combinations.
본 발명에 따른 이차전지 외관 검사 장치는 제1 자세에서 촬영시 이차전지의 측면 중 180도 이상의 영역에 대한 이미지를 획득할 수 있으며, 제2 자세에서 촬영시 이차전지의 측면 전부에 대한 이미지를 획득할 수 있어 검사 속도를 획기적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The external appearance inspection device for a secondary battery according to the present invention may obtain an image of an area of 180 degrees or more from a side surface of a secondary battery when photographed in a first posture, and acquire an image of an entire side surface of a secondary battery when photographed in a second posture. This has the effect of significantly improving the inspection speed.
도 1은 본 개시에 따른 이차전지 외관 검사 장치의 사시도이다.
도 2는 측면 검사 모듈의 절개 사시도이다.
도 3은 측면 검사 모듈의 분해사시도이다.
도 4는 측면 검사 모듈의 단면도이다.
도 5는 측면 검사 모듈의 조명부를 도시한 도면이다.
도 6은 측면 검사 모듈에서 발광 모듈의 조합과 촬영된 이미지의 개념을 도시한 도면이다.
도 7은 제1 측면 검사 모듈에서 이차전지의 측면을 촬영하는 개념을 도시한 작동상태도이다.
도 8은 제1 반전기의 작동을 도시한 도면이다.
도 9는 제2 측면 검사 모듈에서 이차전지의 측면을 촬영하는 개념을 도시한 작동상태도이다.
도 10은 제1 측면 검사 모듈 및 제2 측면 검사 모듈에 의해 촬영되는 측면의 영역의 개념을 도시한 도면이다.
도 11은 영상처리부에서 검사 이미지를 생성하는 개념을 도시한 도면이다.
도 12는 제2 반전기의 작동에 의한 이차전지의 자세 변환의 개념 및 제3 이송부로 이차전지를 이송하는 동작을 도시한 개념도이다.
도 13은 제2 반전기와 제3 이송부 및 상하면 검사 모듈을 도시한 도면이다.
도 14는 상면 검사 모듈의 사시도이다.
도 15는 본 개시에서 상면 검사 모듈의 광축이 도시된 단면도이다.
도 16은 상면 검사 모듈의 일부 분해사시도이다.
도 17은 상면 검사 모듈의 다른 단면도이다.
도 18은 상면 검사 모듈의 분해사시도이다.
도 19는 상면 조명부의 단면도이다. 1 is a perspective view of a secondary battery appearance inspection device according to the present disclosure.
2 is a cutaway perspective view of a side inspection module.
3 is an exploded perspective view of a side inspection module.
4 is a cross-sectional view of a side inspection module.
5 is a view illustrating a lighting unit of a side inspection module.
6 is a diagram illustrating a concept of a combination of a light emitting module and a photographed image in a side inspection module.
7 is an operating state diagram illustrating the concept of photographing the side of a secondary battery in a first side inspection module.
8 is a diagram illustrating the operation of the first inverter.
9 is an operating state diagram illustrating the concept of photographing the side of a secondary battery in a second side inspection module.
10 is a diagram illustrating the concept of a side area captured by a first side inspection module and a second side inspection module.
11 is a diagram illustrating a concept of generating an inspection image in an image processing unit.
12 is a conceptual diagram illustrating the concept of position change of the secondary battery by the operation of the second inverter and the operation of transferring the secondary battery to the third transfer unit.
13 is a diagram illustrating a second inverter, a third transfer unit, and an upper and lower surface inspection module.
14 is a perspective view of an upper surface inspection module.
15 is a cross-sectional view illustrating an optical axis of an upper surface inspection module according to the present disclosure.
16 is a partially exploded perspective view of an upper surface inspection module.
17 is another cross-sectional view of the upper surface inspection module.
18 is an exploded perspective view of the upper surface inspection module.
19 is a cross-sectional view of an upper surface lighting unit.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지 외관 검사 장치에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.Hereinafter, a secondary battery appearance inspection device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in the description of the following embodiments, the name of each component may be called a different name in the art. However, if they have functional similarity and identity, even if a modified embodiment is employed, it can be regarded as an equivalent configuration. In addition, signs added to each component are described for convenience of description. However, the contents of the drawings in which these symbols are written do not limit each component to the scope in the drawings. Likewise, even if an embodiment in which the configuration in the drawings is partially modified is employed, it can be regarded as an equivalent configuration if there is functional similarity and identity. In addition, in light of the level of a general technician in the relevant technical field, if it is recognized as a component that should be included, the description thereof will be omitted.
이하에서 이차전지는 원통형의 형상으로 구성된 것을 전제로 설명하며, 곡면으로 구성된 면을 측면, 원통형 구조에서 윗면과 아랫면을 각각 상면과 하면으로 칭하여 설명하도록 한다. 또한 윗면의 중심과 아랫면의 중심을 잇는 축을 길이방향축 이라 하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the secondary battery will be described on the premise that it is composed of a cylindrical shape, and the curved surface will be referred to as a side surface, and the top and bottom surfaces of the cylindrical structure will be referred to as an upper surface and a lower surface, respectively. In addition, the axis connecting the center of the upper surface and the center of the lower surface will be described as a longitudinal axis.
도 1은 본 개시에 따른 이차전지 외관 검사 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a secondary battery appearance inspection device according to the present disclosure.
도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 이차전지 외관 검사 장치(1)는 원통형의 이차전지를 각각의 검사위치로 이동시켜가면서 이미지를 획득하여 외관 검사를 수행할 수 있도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the secondary battery exterior inspection apparatus 1 according to the present disclosure may be configured to perform exterior inspection by acquiring images while moving a cylindrical secondary battery to each inspection position.
본 개시에 따른 이차전지 외관 검사 장치(1)는 측면 검사 모듈, 이송부, 반전기 및 상하면 검사 모듈(402)을 포함하여 구성될 수 있다.The secondary battery appearance inspection device 1 according to the present disclosure may include a side inspection module, a transfer unit, an inverter, and an upper and lower
측면 검사 모듈은 이차전지의 측면에 대한 이미지를 획득하여 외관 검사를 수행할 수 있도록 구성된다.The side inspection module is configured to acquire images of the side of the secondary battery and perform exterior inspection.
측면 검사 모듈은 제1 측면 검사 모듈(100) 및 제2 측면 검사 모듈(200)을 포함하여 구성될 수 있다. 곡면으로 구성된 이차전지의 측면에 대한 이미지를 획득하기 위하여는 다양한 각도에서 이차전지를 촬영해야 한다. 이때 각도를 전환하기 위하여 이차전지를 길이방향의 축을 중심으로 회전하는 방식이 이용되기도 한다. 그러나 이차전지가 대형으로 구성되는 경우 관성 모멘트가 커지게 되어 자세를 변환하는데 시간이 다소 소요될 수 있어 본 개시에서 측면 검사 모듈은 폭 방향 축을 중심으로 배터리를 뒤집어 자세를 변화시킨다.The side inspection module may include a first
제1 측면 검사 모듈(100)과 제2 측면 검사 모듈(200)은 각각 한번 촬영시 이차전지의 측면 중 180도 이상의 영역에 대한 이미지를 획득할 수 있도록 구성된다. 이를 위하여 제1 측면 검사 모듈(100)과 제2 측면 검사 모듈(200)은 거울을 포함하여 구성될 수 있다. 그러나 이 경우에도 이차전지의 측면 전체에 대한 이미지를 획득하기 위하여 자세 변환이 필요하다. 본 개시에서 제1 측면 검사 모듈(100)에서 이차전지를 제1 자세로 안착시킨 뒤 측면에 대한 이미지를 획득하고, 제1 반전기(340)를 이용해 제1 자세로부터 뒤집어진 제2 자세로 이차전지의 자세를 변환한 뒤 제2 측면 검사 모듈(200)로 이송하여 나머지 측면에 대한 이미지를 획득할 수 있게 된다.The first
이송부는 이차전지를 이송할 수 있도록 구성된다. 이송부는 복수로 구성되며, 각각 이차전지 안착부가 구비될 수 있으며, 또한 각각의 안착부는 가이드 레일 상에시 정해진 경로로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 이송부는 제1 이송부(310), 제2 이송부(320) 및 제3 이송부(330)를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 각각의 이송부에 포함된 가이드 레일은 외부의 베이스상에 연결될 수 있으며, 이러한 구성은 설명의 편의를 위하여 생략되어 있다.The transfer unit is configured to transfer the secondary battery. A plurality of transfer units may be provided, each of which may include a secondary battery seating unit, and each seating unit may be configured to be moved along a predetermined path on a guide rail. The transfer unit may include a
제1 이송부(310)는 이차전지를 제1 측면 검사 모듈(100)로 이송하고, 1차로 이차전지의 측면에 대한 이미지를 획득한 이후 제1 측면 검사 모듈(100)로부터 이차전지를 제1 반전기(340) 측으로 이차전지를 이송할 수 있도록 구성된다.The
제2 이송부(320)는 제1 반전기(340)로부터 자세가 반전된 이차전지를 제2 측면 검사 모듈(200)로 이송하고, 2차로 이차전지의 측면에 대한 이미지를 획득한 이후 제2 측면 거사 모듈로부터 제2 반전기(350) 측으로 이차전지를 이송할 수 있도록 구성된다. The
제3 이송부(330)는 제2 반전기(350)로부터 이송받은 이차전지를 상면 및 하면 검사 위치로 이송할 수 있도록 구성된다.The
한편, 제1 이송부(310) 내지 제3 이송부(330)는 이송부의 구동을 위한 다양한 동요소 및 센서들을 포함하여 구성될 수 있다. 다만 이러한 구성은 널리 알려진 구성으로 적용될 수 있으므로 그 구성에 대하여 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.Meanwhile, the
반전기는 외관 검사를 위해 이차전지의 자세를 변화시킬 수 있도록 구성된다. 반전기는 제1 반전기(340) 및 제2 반전기(350)를 포함할 수 있다. 제1 반전기(340)는 제1 측면 검사 모듈(100)과 제2 측면 검사 모듈(200) 사이에 구비되며, 이차전지를 폭 방향의 축을 중심으로 뒤집어 자세를 변환시킬 수 있도록 구성될 수 있다.The inverter is configured to change the posture of the secondary battery for external inspection. The inverter may include a
제2 반전기(350)는 측면 검사를 마친 이차전지가 상면 및 하면의 검사를 위한 자세로 변화시킬 수 있도록 수직 방향의 축을 중심으로 이차전지의 배치 각도를 전환시킬 수 있다. The
제1 반전기(340) 및 제2 반전기(350)는 각각 제1 그리퍼 모듈 및 제2 그리퍼 모듈을 포함하며, 각도 전환을 위한 제1 회전 구동부 및 제2 회전 구동부를 포함할 수 있다.The
상하면 검사 모듈(402)은 이차전지의 상면 및 하면의 이미지를 획득할 수 있도록 구성될 수 있다.The upper and lower
상하면 검사 모듈(402)은 이차전지의 상면을 검사할 수 있도록 구성되는 상면 검사 모듈(401)과 하면을 검사할 수 있도록 구성되는 하면 검사 모듈(402)을 포함할 수 있다.The upper and lower
영상처리부는 획득된 이미지를 처리하여 결함여부를 판단할 수 있도록 구성될 수 있다. 영상처리부는 특히 측면 검사 모듈로부터 획득된 이미지에서 직접 이차전지를 촬영한 영역과 거울에 반사되어 획득한 영역을 구분하며, 각 부분에 대한 이미지 보정을 하여 하나의 이미지로 합성할 수 있다. 하나의 측면 이미지를 합성하여 검사 이미지를 생성한 이후 외관의 결함을 확인할 수 있게 된다. 이때 후술하는 측면 조명부의 다양한 조명조합에 따라 복수개의 검사 이미지가 획득되며, 영상처리부는 각각의 검사 이미지에서 결함을 판단하여 최종적인 결함여부를 결정할 수 있게 된다.The image processing unit may be configured to process the obtained image to determine whether or not there is a defect. In particular, the image processing unit distinguishes between an area in which the secondary battery is directly photographed and an area obtained by reflection in a mirror in the image obtained from the side inspection module, and may perform image correction for each part and synthesize them into a single image. After synthesizing one side image to create an inspection image, defects in appearance can be identified. At this time, a plurality of inspection images are obtained according to various lighting combinations of the side lighting unit, which will be described later, and the image processing unit determines defects in each inspection image to determine whether or not there is a final defect.
이하에서는 도 2 내지 도 11을 참조하여 측면 검사 모듈의 구성 및 기능에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 한편 이하에서 설명하는 측면 검사 모듈의 구성 및 기능은 제1 측면 검사 모듈(100)과 제2 측면 검사 모듈(200)에 동일하게 적용될 수 있다. 따라서 제1 측면 검사 모듈(100)의 구성을 전제로 설명하도록 한다.Hereinafter, configuration and functions of the side inspection module will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 11 . Meanwhile, the configuration and functions of the side inspection module described below may be equally applied to the first
도 2는 측면 검사 모듈의 절개 사시도이며, 도 3은 측면 검사 모듈의 분해사시도이다.Figure 2 is a cutaway perspective view of the side inspection module, Figure 3 is an exploded perspective view of the side inspection module.
도 2 및 도 3을 참조하면, 측면 검사 모듈(100)은 측면 카메라(110), 광경로 전환부(120), 케이스(130), 측면 조명부, 안착부(150), 거울(160) 및 거울 지지부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.2 and 3, the
측면 카메라(110)는 후술할 케이스(130) 내에 안착된 이차전지(1000)의 이미지를 획득할 수 있도록 구성된다. 측면 카메라(110)는 초점의 조절이 가능하도록 구성되며, 이차전지(1000)를 직접 촬영할 때의 광경로와 후술할 거울(160)을 이용하여 촬영할 때의 광 경로 차이를 반영하여 초점거리를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 측면 카메라(110)는 수평 방향으로 광축이 형성될 수 있도록 배치되며, 후술할 광경로 전환부(120)를 거쳐 수직 방향으로 광 축이 형성될 수 있다. 이러한 구성은 수직 방향으로 측면 카메라(110)를 배치했을 때보다 높이를 낮게 구성할 수 있게 된다.The
광경로 전환부(120)는 케이스(130)의 상측에 광경로 전환부 고정부(121) 내에 구비되며, 측면 카메라(110)의 광축의 경로를 전환할 수 있도록 구성된다. 일 예로서 광경로 전환부(120)는 빔 스플리터와 같은 구성으로 구비될 수 있으며, 수평과 45도의 각도를 두어 배치될 수 있다. 광경로 전환부(120)는 케이스(130)의 상측에 구비되며, 측면 카메라(110)를 향하는 방향과 하측의 케이스(130)의 내측을 향하는 방향으로 개구가 형성되며, 안착부(150)로부터 카메라로 향하는 광에 간섭을 발생시키지 않도록 구성될 수 있다.The optical
케이스(130)는 내측에 이차전지(1000)가 안착될 수 있도록 구성되며, 이차전지(1000)의 촬영시 외부의 광해로부터 영향을 최소화시킬 수 있도록 구성된다. 케이스(130)는 외부로부터 유입되는 광을 최소화 하면서 내부에서 이차전지(1000)로 광을 조사할 수 있도록 구성된다. 케이스(130)는 측벽(131), 입구 벽 및 출구벽(134)을 포함하여 구성될 수 있다. The
측벽(131)은 안착부(150)에 안착된 이차전지(1000)의 길이방향의 축과 평행한 축을 중심으로 대체로 둘레방향을 따라 연장되는 곡면으로 구성될 수 있다. 측벽(131)의 최상단에는 광경로 전환부 고정부(121)와 연결되며, 광이 통과할 수 있도록 개구가 형성될 수 있다. 입구벽(132)은 대체로 평면으로 구성되며, 측벽(131)의 후방 단부를 폐쇄할 수 있도록 구성된다. 출구벽(134)은 대체로 평면으로 구성되며, 입구벽(132)과 대칭적으로 구성되어 측벽(131)의 전방 단부를 폐쇄할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기서 전방이라 함은 이차전지(1000)가 이송되는 방향을 뜻한다.The sidewall 131 may be configured as a curved surface extending generally along the circumferential direction around an axis parallel to an axis in the longitudinal direction of the
케이스(130)는 하측이 외부의 베이스와 연결될 수 있도록 구성되며, 내측에는 제1 이송부가 배치될 수 있다. 제1 이송부는 입구벽(132)과 출구벽(134)의 하측을 통과하는 위치에 구비될 수 있다. 한편, 입구벽(132)에는 하측부터 소정크기로 절삭된 입구가 형성되며, 출구벽(134)에는 입구와 동일한 크기로 출구가 형성될 수 있다. 입구와 출구는 제1 이송부상에서 이동하는 안착부(150) 및 이차전지(1000)가 드나들 수 있는 크기로 형성될 수 있다.The
측면 조명부는 케이스(130)의 측벽(131)의 내면에 형성될 수 있다. 이때 전후방방향의 위치별로 복수의 조명모듈이 구비될 수 있다. 각각의 조명 모듈은 선택적으로 작동될 수 있도록 구성될 수 있다. 측면 조명부는 미리 설정된 패턴에 따라 전체가 작동하거나, 서로 이격된 위치의 조명 모듈이 선택되어 작동할 수 있으며, 복수의 조명 모듈의 열이 동시에 작동하는 등의 다양한 조합으로 작동될 수 있다.The side lighting unit may be formed on an inner surface of the sidewall 131 of the
안착부(150)는 이송부에 구비되며, 상측에 이차전지(1000)가 안착될 수 있도록 구성될 수 있다. 안착부(150)는 이송부의 가이드 레일(301) 상에서 이동할 수 있도록 구성되며, 케이스(130)의 입구와 출구를 통하여 이차전지(1000)와 함께 케이스(130) 내외로 출입할 수 있도록 구성된다. 안착부(150)는 상측으로 이차전지(1000)의 측면을 지지하여 중력에 의해 고정할 수 있도록 상면이 이차전지(1000)의 볼록한 측면을 수용할 수 있도록 상면이 오목하게 형성될 수 있다.The
거울(160)은 측면 카메라(110)가 안착부(150)에 안착된 이차전지(1000)를 촬영할 때 하반부에 형성되는 사각영역 중 적어도 일부의 영상을 카메라로 촬영할 수 있도록 구성된다. 안착부(150)를 중심으로 이차전지(1000)의 측 방향 양측에 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 거울(160)은 연직 상방으로부터 서로를 바라보는 방향으로 약 40 내지 약 60도로 기울어져 배치될 수 있다. 즉, 안착부(150)에 안착된 이차전지(1000)를 중심으로 좌우 대칭적으로 구비될 수 있다.The
거울 지지부(170)는 거울(160)을 지지할 수 있도록 구성되며, 일측이 거울(160)과 연결되고 타측이 베이스와 연결될 수 있다. 거울 지지부(170) 또한 한 쌍으로 구성되어 각각의 거울(160)을 지지할 수 있도록 구성된다.The
도 4는 측면 검사 모듈의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a side inspection module.
도 4를 참조하면, 케이스의 하부 중심측에 이차전지가 길이방향으로 이송되어 온 상태로 위치된다. 이때 이차전지(1000)의 양쪽 측면에 소정거리로 이격되어 거울 지지부(170)에 고정된 거울(160)이 하반면 중 일부에 대한 이미지를 확보할 수 있도록 광경로를 전환한다. 측면 카메라(110)는 광경로 전환부(120)에 의해 케이스의 측면에서 촬영을 수행할 수 있으며, 측면 카메라(110)에 의한 시야각은 이차전지를 직접 촬영하는 영역과 거울이 촬영될 수 있도록 구성된다. 한편, 전술한 바와 같이, 거울을 통한 이미지 획득시는 광 경로가 달라져 초점거리를 조절할 필요가 있으며, 이때 측면 카메라의 초점 거리가 조절될 수 있다. 이때 케이스(130)에 구비된 조명부(140)가 케이스 내측으로 광을 조사하고 이차전지(1000)에 광이 조사된 상태에서 측면 카메라(110)가 이미지를 획득할 수 있게 된다.Referring to FIG. 4 , the secondary battery is located at the lower center side of the case in a state in which it has been transferred in the longitudinal direction. At this time, the
도 5는 측면 검사 모듈의 조명부를 도시한 도면이다.5 is a view illustrating a lighting unit of a side inspection module.
도 5를 참조하면 측면 검사 모듈에 구비된 측면 조명부(140)는 케이스의 내면에 구비될 수 있으며, 전후 방향으로 복수개의 열로 구비된 발광 모듈을 포함할 수 있다. 각각의 발광 모듈의 열은 케이스의 곡면을 따라 배치되며, 각각의 열이 독립적으로 작동할 수 있도록 구성된다. 이때 제어부에 의해 작동되는 발광 모듈(142)와 작동되지 않는 발광 모듈(141)이 선택될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
도 6은 측면 검사 모듈에서 발광 모듈의 조합과 촬영된 이미지의 개념을 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a concept of a combination of a light emitting module and a photographed image in a side inspection module.
도 6을 참조하면, 측면 조명부에서 작동되는 발광 모듈의 조합을 달리하여 광을 조사할 때 획득되는 이차전지의 이미지가 나타나 있다. 이때 측면 조명부가 작동되는 상태는 이차전지(1000)의 측면에 구비된 한 쌍의 거울(160)에 반사된 이미지로부터 확인될 수 있다. 즉 거울(160)이 확인되는 영역에서는 실질적으로 거울(160)의 상측에 구비된 조명부 중 작동되는 발광 모듈(142)과 작동되지 않은 발광 모듈(141)이 동시에 확인될 수 있다. 또한 가이드 레일(301)과 베이스의 일부가 함께 확인되나 이러한 영역은 이차전지의 외관 검사에 사용되지 않는다. 도 6(a)를 참조하면, 작동되는 발광 모듈의 제1 조합은 도면상에서 좌측부터 소정 개수의 열이 작동하며, 또한 서로 이격된 띠와 같이 서로 떨어진 3 개의 영역에서 발광할 수 있다. 이때 측면 카메라는 제1 조합으로 발광 모듈이 작동될 때 이미지를 획득할 수 있다. 이때 이차전지(1000)를 직접 촬영한 영역(Ad)과 거울(160)에 의해 반사된 사각영역(Ar)이 동시에 포함된 이미지가 획득될 수 있다.Referring to FIG. 6 , an image of a secondary battery obtained when light is irradiated with different combinations of light emitting modules operated in a side lighting unit is shown. At this time, the operating state of the side lighting part can be confirmed from the image reflected on the pair of
도 6(b)를 참조하면, 이후 발광 모듈이 제2 조합으로 작동될 때 측면 카메라는 이차전지의 이미지를 획득할 수 있다. 이때 제2 조합으로 작동하는 발광 모듈은 제1 조합일 때보다 도면상에서 우측으로 이동(shift)된 위치에서 작동될 수 있다. 도 6(c)를 참조하면, 제3 조합으로 발광 모듈이 작동될 수 있으며, 이때 이차전지의 이미지를 획득할 수 있다. 제3 조합은 제1 조합 또는 제2 조합보다 연속하여 작동되는 발광 모듈의 열의 개수가 증가되며, 이때 발광하는 영역이 이전 조합보다 두꺼워질 수 있다. 다만 이러한 작동예는 일 예일 뿐 수많은 발광 모듈의 조합으로 선택되어 광이 조사될 수 있다. 전술한 바와 같이 측면 조명부가 다양한 각도와 광량, 그리고 발광 위치가 변화됨으로써 이차전지의 외관상에 물리적으로 발생하는 결함에 대한 음영의 차이가 발견될 수 있으며, 따라서 결함의 탐지율을 높일 수 있게 된다. Referring to FIG. 6(b) , when the light emitting module is operated in the second combination, the side camera may obtain an image of the secondary battery. In this case, the light emitting module operating in the second combination may be operated at a position shifted to the right on the drawing compared to that in the first combination. Referring to FIG. 6(c) , the light emitting module may be operated in a third combination, and at this time, an image of the secondary battery may be acquired. The third combination increases the number of continuously operated columns of the light emitting modules compared to the first combination or the second combination, and at this time, the light emitting area may be thicker than the previous combination. However, this operation example is only an example, and light may be irradiated by selecting a combination of numerous light emitting modules. As described above, since the side lighting unit changes various angles, light amounts, and light emitting positions, differences in shadows for physically occurring defects on the external appearance of the secondary battery can be found, and thus the defect detection rate can be increased.
도 7은 제1 측면 검사 모듈에서 이차전지의 측면을 촬영하는 개념을 도시한 작동상태도이다. 본 도면에서는 외부로부터 이차전지(1000)가 제1 측면 검사 모듈 내측으로 이송되어 안착부(150)에 위치된 상태임을 전제로 설명하도록 한다.7 is an operating state diagram illustrating the concept of photographing the side of a secondary battery in a first side inspection module. In this drawing, description will be made on the premise that the
도 7을 참조하면, 상측에서부터 이미지를 획득할 때 이차전지(1000)의 상반면은 직접 측면 카메라로 이미지를 획득할 수 있다. 또한 측면 카메라는 거울(160) 한 쌍에 의해 반사되는 사각지역의 영역을 포함한 영역에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 한편, 이때 이송부는 거울(160)로 반사된 이미지의 촬영시 광 경로상에 간섭을 방지할 수 있도록 이차전지(1000)의 둘레 중 150도 이하의 영역에 대응하는 크기로 폭이 결정될 수 있다. 따라서 측면 카메라로 촬영된 영상에서는 이송부가 나타나지 않게 된다. 한편, 측면 카메라에 의해 1회 촬영으로 획득되는 영역(A1)은 직접 촬영되는 약 180도의 상반면과 양측의 거울(160)을 이용하여 촬영되는 영역을 포함하여 약 200 내지 300도의 이미지가 획득될 수 있다. 다만 더 넓은 영역의 이미지 확보를 위하여는 복수개의 거울(160)이 적용될 수 있다. 다만, 거울(160)의 개수와 배치가 달라지는 경우에도 한번에 이차전지(1000)의 측면 모두, 즉 360도에 대응하는 영역에 대한 이미지 획득이 불가능하므로 추가 촬영이 필요하며, 이는 제2 측면 검사 모듈에서 수행될 수 있다. Referring to FIG. 7 , when acquiring an image from the upper side, the upper half of the
도 8은 제1 반전기의 작동을 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating the operation of the first inverter.
제1 측면 검사 모듈에서 1회 촬영을 마친 후 제1 이송부는 이차전지를 제1 반전기(340)에 인접한 위치까지 길이방향으로 이송한다. 이후 도 8(a)와 같이 제1 반전기(340)는 제1 그리퍼(341)의 간격을 가깝게 조절하여 이차전지의 폭방향에서 이차전지를 파지하고, 도 8(b)와 같이 제1 회전 구동부를(342) 회전하여 제1 자세로부터 제2 자세로 전환될 수 있도록 이차전지의 상면과 하면의 방향을 반전시킨다. 이후 제1 반전기(340)는 이차전지를 제2 이송부로 안착시킨다. 제2 이송부는 이차전지가 안착되면 길이방향으로 이동하여 제2 측면 검사 모듈 내측으로 이차전지를 이송하며, 이차전지를 검사 위치로 이동시키게 된다.After one shot is taken in the first side inspection module, the first transfer unit transfers the secondary battery to a position adjacent to the
도 9는 제2 측면 검사 모듈에서 이차전지의 측면을 촬영하는 개념을 도시한 작동상태도이다.9 is an operating state diagram illustrating the concept of photographing the side of a secondary battery in a second side inspection module.
도 9를 참조하면, 제2 측면 검사 모듈에서는 제1 측면 검사 모듈과 동일하게 이차전지를 직접 나타나는 영역과 거울로 반사되는 사각영역을 포함한 이미지를 획득하게 된다.Referring to FIG. 9 , the second side inspection module acquires an image including a region directly showing the secondary battery and a blind area reflected by a mirror, similarly to the first side inspection module.
이때 이차전지(1000)의 측면 중 촬영되는 영역은 제1 측면 검사 모듈에서 촬영되지 않았던 하반면이 제2 자세에서 상반면이 된 상태에서 180도 이상의 영역(A2)이 된다. 즉 제2 측면 검사 모듈에서도 이차전지를 직접 촬영한 영역 뿐 아니라 거울(160)에 의해 추가로 사각영역에 대한 이미지를 획득할 수 있게 된다.At this time, the area to be photographed among the side surfaces of the
도 10은 제1 측면 검사 모듈 및 제2 측면 검사 모듈에 의해 촬영되는 측면의 영역의 개념을 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating the concept of a side area captured by a first side inspection module and a second side inspection module.
도 10을 참조하면, 제1 측면 검사 모듈에서 촬영되는 영역은 이차전지(1000)의 측면 중 180도 이상의 영역(A1)이 되며, 제2 측면 검사 모듈에서 촬영되는 영역(A2) 또한 180도 이상이 되되, 제1 측면 검사 모듈에서 촬영했던 영역과 상하 대칭적으로 결정된다.Referring to FIG. 10 , an area photographed by the first side inspection module is an area A1 of 180 degrees or more of the side of the
도 11은 영상처리부에서 검사 이미지를 생성하는 개념을 도시한 도면이다. 도 11에는 설명의 편의를 위하여 이차전지의 둘레 방향을 따라 동일한 간격으로 눈금이 나타나 있다.11 is a diagram illustrating a concept of generating an inspection image in an image processing unit. 11, for convenience of description, scales are shown at equal intervals along the circumferential direction of the secondary battery.
도 11(a)을 참조하면, 영상처리부에서는 획득된 다수의 이미지 각각을 처리하여 검사 이미지를 생성할 수 있다. 이때 원통형으로 구성되는 측면의 이미지는 길이방향의 중심축으로부터 측 방향으로 멀어질수록 바라보는 각도가 90도에서부터 점점 작아지게 된다. 따라서 이미지 상에서는 측 방향 단부로 갈수록 정확한 이미지의 획득이 어려워진다. 이때 거울에 반사된 영역(Ar)은 이차전지를 직접 촬영한 영역(Ad)보다 광축이 전환되므로 이차전지를 다른 각도에서 촬영하는 것과 같은 결과를 얻게 된다. Referring to FIG. 11(a), the image processing unit may generate an inspection image by processing each of a plurality of acquired images. At this time, the viewing angle of the side image composed of a cylindrical shape gradually decreases from 90 degrees as it moves away from the central axis in the longitudinal direction in the lateral direction. Therefore, it becomes difficult to acquire an accurate image toward the lateral end on the image. At this time, since the optical axis of the area Ar reflected by the mirror is changed compared to the area Ad where the secondary battery is directly photographed, the same result as photographing the secondary battery from a different angle is obtained.
도 11(b)를 참조하면, 영상처리부는 직접 촬영된 제1 영역(Ad)을 보정하고, 또한 거울에 의해 촬영된 제2 영역(Ar)을 반전시키고, 왜곡을 보정하여 하나의 연속된 이미지를 생성한다. 결국 최종적으로 이차전지의 측면 중 180도 이상에 대한 이미지가 평면으로 변환되며, 왜곡이 보정된 검사 이미지(I)를 획득할 수 있게 된다. 이러한 검사 이미지의 생성은 제1 측면 검사 모듈과 제2 측면 검사 모듈에서 조명 조합을 달리하여 획득되는 복수의 이미지 각각에 대하여 수행될 수 있다. Referring to FIG. 11(b), the image processing unit corrects the first area Ad directly photographed, inverts the second area Ar photographed by a mirror, and corrects the distortion to form one continuous image. generate As a result, the image of 180 degrees or more of the side of the secondary battery is finally converted into a plane, and a distortion-corrected inspection image I can be obtained. Generation of such an inspection image may be performed for each of a plurality of images obtained by changing lighting combinations in the first side inspection module and the second side inspection module.
한편 전술한 검사 이미지의 생성을 위한 이미지 프로세싱 알고리즘은 널리 사용되고 있으므로 상세한 설명은 생략한다. Meanwhile, since the image processing algorithm for generating the above-described inspection image is widely used, a detailed description thereof will be omitted.
도 12는 제2 반전기의 작동에 의한 이차전지의 자세 변환의 개념 및 제3 이송부로 이차전지를 이송하는 동작을 도시한 개념도이다.12 is a conceptual diagram illustrating the concept of position change of a secondary battery by the operation of a second inverter and an operation of transferring the secondary battery to a third transfer unit.
도 12를 참조하면, 이차전지의 측면에 대한 검사가 완료된 이후 제2 이송부는 제2 반전기(350) 측으로 이차전지(1000)를 이송시킨다. 이때 제2 반전기(350)는 이차전지를 픽업하여 제3 이송부(330)로 이송시킬 준비를 한다. Referring to FIG. 12 , after the inspection of the side of the secondary battery is completed, the second transfer unit transfers the
한편, 이차전지의 상하면 검사는 연속적으로 이루어질 수 있으며, 이 때 이전에 이송되어 온 이차전지(1001)의 상면 및 하면의 검사가 이루어지는 상태일 수 있다.Meanwhile, the upper and lower surfaces of the secondary battery may be inspected continuously, and at this time, the upper and lower surfaces of the
한편 전술한 실시예에서는 측면 검사 모듈이 2개로 구비된 상태에서 이차전지의 측면 검사를 수행하는 실시예에 대하여 설명하였다. 다만 본 개시는 이에 한정하는 것은 아니며, 안착부에 안착된 이차전지를 회전시키거나, 또는 반전시킬 수 있는 구성을 추가한 경우에는 하나의 측면 검사 모듈만으로 이차전지의 측면 검사를 수행할 수 있게 된다.Meanwhile, in the above-described embodiment, an embodiment in which a side inspection of a secondary battery is performed in a state in which two side inspection modules are provided has been described. However, the present disclosure is not limited thereto, and when a configuration capable of rotating or inverting the secondary battery seated in the mounting portion is added, the side inspection of the secondary battery can be performed with only one side inspection module. .
이하에서는 도 13 내지 도 19을 참조하여 본 개시에서 상하면 검사 모듈에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the upper and lower surface inspection module in the present disclosure will be described with reference to FIGS. 13 to 19 .
도 13은 제2 반전기와 제3 이송부 및 상하면 검사 모듈을 도시한 도면이다.13 is a diagram illustrating a second inverter, a third transfer unit, and an upper and lower surface inspection module.
도 13을 참조하면, 제2 측면 검사 모듈로부터 측면 이미지 검사가 완료된 이후 이차전지는 길이방향으로 반출된다. 이때 제2 반전부(350)가 제2 그리퍼(351)가 작동하여 이차전지를 측면 방향에서 파지하며, 제2 회전구동부(352)가 회전하여 수평방향 각도를 90도로 전환시킬 수 있다. 이때 90도 간격 조절이후 제3 이송부에 안정적으로 안착시킬 수 있도록 제2 반전부가 추가로 베이스 상에서 수평이동되도록 제어되거나, 회전구동부 상에서 그리퍼가 일측으로 치우쳐 회전에 의해 수평상에서 이차전지의 위치가 조절될 수 있도록 구성될 수 있다. 결국 제2 반전기(350)에 의해 이차전지(1000)의 이송방향은 길이방향에서 폭 방향으로 전환될 수 있다. 이후 제3 이송부(330)에 의해 이차전지(1000)는 상면 및 하면 검사 위치로 이송될 수 있다.Referring to FIG. 13 , after the side image inspection is completed from the second side inspection module, the secondary battery is taken out in the longitudinal direction. At this time, the
상면 검사 모듈(401)과 하면 검사 모듈(402)은 이송부에 이차전지가 적재되어 있는 상태에서 상면과 하면의 이미지를 획득할 수 있도록 구성될 수 있다. 상면 검사 모듈은 하면 검사 모듈과 서로 반대 방향으로 배치되어 그 사이에 있는 이차전지를 바라보는 방향으로 배치될 수 있다.The upper
제2 반전기(350)는 이차전지의 자세를 변환시킬 수 있는 다양한 구성으로 적용될 수 있다. 이차전지를 픽업하여 회전시킬 수 있는 핸드이거나, 이차전지의 하부를 지지하면서 각도를 회전시킬 수 있는 구성 등 자세를 변화시킬 수 있는 다양한 구성으로 변형될 수 있다. The
다만 제2 반전기(350)는 이송부의 이차전지 이송 경로의 일부가 제2 측면 검사 모듈에서 이차전지가 반출되는 방향과 직교하는 방향으로 구성되는 경우 생략될 수 있다. 즉 제2 반전기(350)가 구비되지 않더라도 제3 이송부(330)에 의해 최종적으로 이차전지의 자세가 변화되는 경우, 또는 자세를 변화시키지 않더라도 상면 검사 모듈과 하면 검사 모듈이 검사할 수 있는 위치로 이차전지를 배치할 수 있는 다양한 구성으로 적용될 수 있다. 일 예로서 이차전지의 자세는 유지하되, 제3 이송부(330)가 폭 방향으로 이송방향을 90도로 전환하는 경우 제2 반전기는 생략되더라도 상면과 하면의 이미지 획득이 원활해지는 위치로 이차전지가 이송될 수 있다.However, the
도 14는 상면 검사 모듈의 사시도이며, 도 15는 본 개시에서 상면 검사 모듈의 단면도이다. 한편, 하면 검사 모듈은 상면 검사 모듈과 동일한 구성으로 구비될 수 있다. 이하의 설명에서는 중복 설명을 피하기 위하여 하면 검사 모듈(402)에 대하여 설명을 생략하고 상면 검사 모듈(401)에 대하여만 설명하도록 한다.14 is a perspective view of the upper surface inspection module, and FIG. 15 is a cross-sectional view of the upper surface inspection module in the present disclosure. Meanwhile, the lower surface inspection module may have the same configuration as the upper surface inspection module. In the following description, description of the lower
도 14를 참조하면, 도 14 상에서 상면 검사 모듈(401)은 하측에 구비된 상면 조명부(430)와 상면 카메라를 포함하여 구성될 수 있다. 상면 검사 모듈의 상면 카메라와 상면 조명부는 상하 방향으로 배치되며, 하측에 위치된 이차전지의 상면을 촬영하여 이미지를 획득할 수 있도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 14 , the upper
도 15를 참조하면, 상면 검사 모듈은 광축이 수평방향, 즉 이차전지가 이송부에 의해 검사위치(P)에 배치되었을 때 길이방향의 축과 평행하게 배치될 수 있다. 이때 상면 검사 모듈은 이차전지의 상면의 중심이 광축상에 놓일 수 있도록 배치될 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 하면 검사 모듈은 상면 검사 모듈과 이차전지를 중심으로 서로 반대 방향으로 배치되어 이차전지의 하면을 바라보며 이미지를 획득할 수 있는 위치에 구비될 수 있다.Referring to FIG. 15 , an optical axis of the upper surface inspection module may be disposed in a horizontal direction, that is, parallel to a longitudinal axis when the secondary battery is disposed at the inspection position P by the transfer unit. In this case, the upper surface inspection module may be arranged such that the center of the upper surface of the secondary battery is placed on the optical axis. Meanwhile, although not shown, the lower surface inspection module may be disposed in opposite directions around the upper surface inspection module and the secondary battery, and may be provided at a position where an image can be obtained while looking at the lower surface of the secondary battery.
이하에서는 도 16 내지 도 19를 참조하여, 상면 검사 모듈(401)의 구성 및 기능에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration and function of the upper
도 16은 상면 검사 모듈(401)의 일부 분해사시도이며, 도 17은 상면 검사 모듈의 단면도이고, 도 18은 상면 검사 모듈의 분해사시도이며, 도 19는 상면 조명부의 단면도다.16 is a partially exploded perspective view of the upper
도 16 내지 도 19를 참조하면, 상면 검사 모듈(401)은 광축상에서 소정거리 이격되어 있는 검사위치의 이미지를 획득할 수 있도록 구성될 수 있다. 한편 하면 검사 모듈(402)은 상면 검사 모듈(401)과 서로 동일한 구성으로 배치되되, 촬영 방향이 서로 반대방향으로 이루어 질 수 있도록 배치될 수 있다. 상면 검사 모듈(401)은 검사위치에 광을 조사하여 이미지를 획득하며, 또한 초점거리를 변화시키면서 이미지를 획득할 수 있도록 구성될 수 있다.Referring to FIGS. 16 to 19 , the upper
상면 검사 모듈(401)은 렌즈 모듈(410), 이미지 센서 모듈(420) 및 상면 조명부(430)을 포함하여 구성될 수 있으며, 렌즈 모듈(410)과 이미지 센서 모듈(420)을 감싸는 케이스(450),를 포함하여 구성될 수 있다.The upper
렌즈 모듈(410)은 검사위치에 있는 피사체, 즉 물체의 이미지를 획득할 때 초점거리를 변화시킬 수 있도록 구성된다. 렌즈 모듈(410)은 하나 이상의 렌즈 킷을 포함하여 구성될 수 있다. 렌즈는 초점거리를 변화시킬 수 있도록 구성되며, 일 예로서 폴리머 렌즈로 구성될 수 있다. 폴리머 렌즈가 구비된 경우 외력에 의해 렌즈 자체의 형상이 변화되어 초점거리가 조절될 수 있다. 이 경우 폴리머 렌즈에 힘을 전달하여 형상이 변화될 수 있도록 구성되는 초점거리 조절부(미도시)를 포함할 수 있다.The
이미지 센서 모듈(420)은 피사체를 촬영하여 전기적 신호를 발생시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 다만, 이러한 이미지 센서 모듈(420)은 널리 사용되는 구성이 적용될 수 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.The
상면 조명부(430)는 다양한 타입의 광을 조사하여 물체에 조사할 수 있도록 구성될 수 있다. 물체는 다양한 형상 및 재질로 구성되므로, 반사율, 그림자 등의 광학적 특성에 의하여 어느 하나의 조명으로 판별되지 않는 불량이 존재할 수 있다. 따라서 상면 조명부(430)는 조사되는 광의 각도, 광량 등의 광학적으로 차이가 있는 다양한 광을 조사하여 외관의 불량 유무를 확인하고, 불량유무의 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.The
상면 조명부(430)는 다양한 광을 조사할 수 있도록 복수의 광 소스를 포함하여 구성될 수 있다. 일 예로서, 상면 조명부(430)는 조명 프레임(440), 동축 조명부(431), 파이버 조명부(433), 돔 조명부(437) 및 경사 조명부(438, 439)를 포함하여 구성될 수 있다. 상면 조명부(430)은 전체적으로 광축을 기준으로 회전 대칭으로 구성될 수 있다. 또한, 상면 조명부(430)에 구비된 복수의 조명부는 회전 방향을 따라 복수의 영역으로 분할되어 각각 독립적으로 작동여부가 결정될 수 있다. 일 예로서, 광축을 중심으로 회전 방향을 따라 90도 간격으로 영역이 분할되어 제어될 수 있다. 한편, 경우에 따라 서로 180도로 이격되어 배치되어 있는 2개의 영역에 구비된 조명부를 작동시켜 광을 조사하도록 제어될 수 있다.The
조명 프레임(440)은 후술할 다양한 조명부가 구비될 수 있는 기반이 된다. 조명 프레임(440)은 일측이 렌즈 모듈(410) 측에 인접하며, 타측이 검사위치에 인접하며, 검사 위치에 가까워질수록 반경이 넓어지는 콘(CONE)의 형태로 구성될 수 있다. 조명 프레임(440)은 중심부측에 소정 직경으로 형성되는 중공이 형성되어 광경로가 형성될 수 있다. 조명 프레임(440)은 전술한 광 축을 기준으로 회전대칭의 형상으로 구성될 수 있다.The
한편, 조명 프레임(440)의 내측면에는 다양한 각도로 조명부가 배치될 수 있도록 적어도 두 개의 절삭면이 구비될 수 있다. 적어도 두 개의 절삭면은 감사위치로부터의 각도가 서로 다르게 구성되며, 각각의 절사면에 배치된 조명부는 서로 다른 각도로 검사위치에 광을 조사할 수 있게 된다. 한편 조명 프레임의 일측에는 돔형 반사면(441)이 구비될 수 있다. 돔형 반사면(441)은 후술할 돔 조명부(437)에서 조사된 광이 돔형 반사면(441)에서 반사된 후 검사위치에 도달할 수 있도록 구성된다.On the other hand, at least two cutting surfaces may be provided on the inner surface of the
동축 조명부(431)는 이미지 센서 모듈(420)이 이미지를 획득하는 광축과 동일한 광축으로 광을 조사할 수 있도록 구성된다. 동축 조명부(431)는 전술한 조명 프레임(440)의 일측에 구비될 수 있으며, 전술한 동축과 수직한 방향으로 광을 조사할 수 있도록 구성될 수 있다.The
동축 조명부(431)의 광경로와 렌즈 모듈(410)의 광축이 만나는 지점에는 빔 스플리터(432)가 구비될 수 있다. 빔 스플리터(432)는 검사위치로부터 렌즈 모듈(410)로 향하는 광은 통과시키며, 동축 조명부(431)에서 조사된 광은 반사하여 검사위치로 향할 수 있도록 구성될 수 있다.A
파이버 조명부(433)는 다른 조명부보다 큰 광량을 발생시킬 수 있도록 일측에 광원(435)이 구비되며, 광원(435)으로부터 조명 프레임(440)을 관통하며, 일측 단부가 내측으로 노출되는 복수의 광파이버를 포함하여 구성될 수 있다. 하나의 원형경로를 따라 배치되는 복수의 광 파이버(436)는 하나의 다발을 구성하여 광원(435)과 연결될 수 있다.The
파이버 조명부(433)는 단부가 배치되는 원형경로의 직경이 서로 다른 제1 파이버 조명부(433) 및 제2 파이버 조명부(434)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 제1 파이버 조명부(433) 및 제2 파이버 조명부(434)는 각각 광 파이버 다발 중 조명 프레임(440)측에 원형경로상으로 노출된 부분을 뜻한다. 제1 파이버 조명부(433)는 제2 파이버 조명부(434)보다 직경이 작은 원형경로를 따라 배치될 수 있다. The
제1 파이버 조명부(433) 및 제2 파이버 조명부(434)는 각각 큰 광량을 발생시킬 수 있는 광원(435)과 연결될 수 있다. 도 5를 참조하면, 일 예로서, 2개의 광원(435)이 렌즈 모듈(410)의 좌우 양측에 각각 구비되며, 각각 복수의 광 파이버(436)를 통하여 제1 파이버 조명부(433) 및 제2 파이버 조명부(434)에 광을 전달할 수 있다. 따라서 선택적으로 서로 다른 직경의 원형경로를 따라 광이 조사될 수 있게 된다. 다만 이러한 광 파이버(436)의 배열 및 개수는 일 예일 뿐 다양한 개수 및 조합으로 변형되어 적용될 수 있다.The first
돔 조명부(437)는 전술한 돔형 반사면(441)에 광을 조사할 수 있도록 구성되며, 원형경로를 따라 배치될 수 있다. 돔 조명부(437)의 광 조사 방향은 검사위치와 반대방향을 바라보면서 조사되며, 돔형 반사면(441)에 반사되어 검사위치에 광이 도달하게 된다.The
경사 조명부(438, 439)는 검사위치를 향하여 경사를 두어 광을 조사할 수 있도록 구성된다. 경사 조명부는 검사위치와 서로 다른 각도를 두어 광을 조사하는 제1 경사 조명부(438) 및 제2 경사 조명부(439)를 포함하여 구성될 수 있다.The
제1 경사 조명부(438)는 제2 경사 조명부(439)보다 검사위치와 큰 각도를 두어 광을 조사할 수 있도록 구성될 수 있다. 제1 경사 조명부(438) 및 제2 경사 조명부(439)는 조명 프레임(440)상의 각각 다른 경사로 구성된 절삭면에 각각 구비될 수 있다. 제1 경사 조명부(438) 및 제2 경사 조명부(439)는 각각 절삭면을 따라 원형경로를 형성하여 구성되며, 검사위치를 둘러싸면서 광을 조사할 수 있도록 구성될 수 있다. 한편, 제1 경사 조명부(438)에서 조사된 광이 면발광을 할 수 있도록 제1 경사 조명부에 인접한 위치에 반투과성 재질로 형성되는 반투명 플레이트(442)가 구비될 수 있다.The first
전술한 동축 조명부(431), 돔 조명부(437), 제1 경사 조명부(438) 및 제2 경사 조명부(439)는 LED로 구성될 수 있다. 돔 조명부(437), 제1 경사 조명부(438) 및 제2 경사 조명부(439)는 복수의 LED로 구성되며 각각 회전 대칭의 경로를 따라 조명 프레임(440)상에 구비될 수 있다.The aforementioned
또한 상면 조명부(430)는 동축 조명부(431), 파이버 조명부(433), 돔 조명부(437) 및 경사 조명부 중 하나 이상을 선택하여 광을 조사한 상태에서 이미지를 획득하도록 제어할 수 있다. 일 예로서, 어느 하나의 조명부가 선택되거나, 복수의 조명부를 동시에 작동하여 동시에 광을 조사하고 이미지를 획득하도록 제어될 수 있다.In addition, the upper
한편, 전술한 바와 같이 하면 검사 모듈 또한 상면 검사 모듈과 같이 동축 조명부, 파이버 조명부, 돔 조명부 및 경사 조명부를 포함하며, 카메라 또한 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, as described above, the lower surface inspection module also includes a coaxial lighting unit, a fiber lighting unit, a dome lighting unit, and an oblique lighting unit like the upper surface inspection module, and may also include a camera.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 외관 검사 장치는 측면 검사 모듈이 1회 촬영시 180도 이상의 이미지를 획득할 수 있으며, 획득된 이미지를 보정하여 하나의 연속된 이미지를 생성하여 보다 빠르게 이차전지의 외관 검사를 수행할 수 있다. 또한 다양한 조합으로 광을 조사하여 보다 정확하게 이차전지의 외관의 결함을 판단할 수 있게 된다.As described above, the secondary battery appearance inspection device according to the present invention can acquire an image of 180 degrees or more when the side inspection module takes one shot, and corrects the acquired image to generate one continuous image more quickly. The external appearance of the secondary battery can be inspected. In addition, it is possible to more accurately determine defects in the appearance of the secondary battery by irradiating light in various combinations.
1: 이차전지 외관 검사 장치
1000: 이차전지
100: 제1 측면 검사 모듈 200: 제2 측면 검사 모듈
110: 측면 카메라
120: 광경로 전환부 121: 광경로 전환부 고정부
130: 케이스 131: 측벽
132: 입구벽
134: 출구 벽 135: 출구
140: 측면 조명부 141: 발광 모듈
150: 안착부
160: 거울 170: 거울 지지대
301: 가이드 레일
310: 제1 이송부 320: 제2 이송부
330: 제3 이송부 340: 제1 반전기
341: 제1 그리퍼 342: 제1 회전 구동부
350: 제2 반전기 351: 제1 그리퍼
352: 제2 회전 구동부
400: 상하면 검사 모듈
401: 상면 검사 모듈 402: 하면 검사 모듈1: secondary battery appearance inspection device
1000: secondary battery
100: first side inspection module 200: second side inspection module
110: side camera
120: light path changing unit 121: light path changing unit fixing unit
130 case 131 side wall
132: entrance wall
134: exit wall 135: exit
140: side lighting unit 141: light emitting module
150: seating part
160: mirror 170: mirror support
301: guide rail
310: first transfer unit 320: second transfer unit
330: third transfer unit 340: first inverter
341: first gripper 342: first rotation driving unit
350: second inverter 351: first gripper
352: second rotation drive unit
400: upper and lower inspection module
401: upper surface inspection module 402: lower surface inspection module
Claims (17)
상기 이차전지가 이송되어 온 상하면 검사위치에서 상기 이차전지의 길이방향 양측에서 서로 대면하여 구비되는 상하면 검사 모듈; 및
상기 측면 검사 모듈과 상기 상하면 검사 모듈 사이에서 상기 이차전지를 이송할 수 있도록 구성되는 이송부를 포함하며,
상기 측면 검사 모듈은,
측면 검사위치에 상기 이차전지를 안착시킬 수 있도록 구성되는 안착부;
상기 측면 검사위치에 안착된 상기 이차전지에 광을 조사할 수 있도록 구성되는 측면 조명부;
상기 측면 검사위치를 중심으로 측방향 양측에 대칭적으로 구비되는 한 쌍의 거울; 및
상기 측면 검사위치의 상측에서 상기 안착부에 안착된 상기 이차전지와 상기 한 쌍의 거울을 포함한 영역을 촬영할 수 있도록 구성되는 측면 카메라를 포함하며,
상기 측면 카메라는 1회 촬영으로 상기 카메라에 직접 노출되는 상기 이차전지의 측면 중 절반의 영역과 상기 거울로 반사된 상기 측면 카메라에 직접 노출되지 않는 적어도 일부의 영역이 함께 나타난 이미지를 획득하며,
상기 측면 검사 모듈은,
상기 이차전지가 제1 자세로 안착된 상태에서 이미지를 획득하기 위한 제1 측면 검사 모듈; 및
상기 이차전지가 상기 제1 자세로부터 반전된 제2 자세에 안착된 상태에서 상기 측면 이미지를 획득할 수 있도록 구성된 제2 측면 검사 모듈을 포함하며,
상기 제1 측면 검사 모듈 및 상기 제2 측면 검사 모듈 사이에 구비되며, 상기 제1 측면 검사 모듈로부터 이송된 상기 이차전지를 반전시킬 수 있도록 구성되는 반전기를 더 포함하며,
상기 제2 측면 검사 모듈은 상기 반전기로부터 반전된 상태의 상기 이차전지를 이송받아 상기 측면 이미지를 획득할 수 있도록 구성되는 이차전지의 외관 검사 장치.a side inspection module configured to acquire an image for inspecting a side of the secondary battery in which the transferred secondary battery is seated in a lying position in the longitudinal direction;
an upper and lower surface inspection module provided to face each other at both sides of the secondary battery in a longitudinal direction at an upper and lower surface inspection position where the secondary battery is transported; and
A transfer unit configured to transfer the secondary battery between the side inspection module and the upper and lower inspection modules;
The side inspection module,
a seating portion configured to seat the secondary battery at a side inspection position;
a side lighting unit configured to radiate light to the secondary battery seated at the side inspection position;
a pair of mirrors provided symmetrically on both sides in a lateral direction about the side inspection position; and
A side camera configured to capture an area including the secondary battery seated in the seating part and the pair of mirrors from an upper side of the side inspection position,
The side camera acquires an image in which half of the side surface of the secondary battery directly exposed to the camera and at least a part of the area not directly exposed to the side camera reflected by the mirror appear together in one shot,
The side inspection module,
a first side inspection module for acquiring an image in a state in which the secondary battery is seated in a first posture; and
A second side inspection module configured to acquire the side image in a state in which the secondary battery is seated in a second posture reversed from the first posture,
An inverter provided between the first side inspection module and the second side inspection module and configured to reverse the secondary battery transferred from the first side inspection module;
The second side inspection module is configured to obtain the side image by receiving the secondary battery in an inverted state from the inverter.
상기 측면 검사 모듈은 상기 측면 검사 영역이 내측에 구비되도록 구성되는 케이스를 포함하며,
상기 측면 조명부는 상기 케이스의 내면에 구비되는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 1,
The side inspection module includes a case configured such that the side inspection area is provided inside,
The external appearance inspection device of the secondary battery provided on the inner surface of the side lighting unit.
상기 측면 조명부는,
안착되어 있는 상기 이차전지의 길이방향을 따라 복수개의 열로 배치되는 발광 모듈을 포함하는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 3,
The side lighting part,
A secondary battery appearance inspection device comprising light emitting modules arranged in a plurality of rows along the longitudinal direction of the secondary battery in which it is seated.
상기 측면 카메라는,
상기 측면 조명부가 상기 발광 모듈 중 복수개의 열을 동시에 작동하여 상기 이차전지에 광을 조사할 때 이미지를 획득하도록 제어되는 이차전지의 외관 검사장치.According to claim 4,
The side camera,
Appearance inspection device of a secondary battery, wherein the side lighting unit is controlled to acquire an image when a plurality of columns of the light emitting module are simultaneously operated to irradiate light to the secondary battery.
상기 측면 카메라는,
상기 측면 조명부가 작동되는 상기 발광 모듈을 전환할 때마다 상기 이차전지의 측면 이미지를 획득하도록 제어되는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 5,
The side camera,
Appearance inspection device of a secondary battery controlled to acquire a side image of the secondary battery whenever the light emitting module in which the side lighting unit is operated is switched.
상기 측면 카메라로부터 획득된 이미지를 처리하는 영상처리부를 더 포함하며,
상기 영상처리부는,
상기 측면 카메라로부터 획득한 이미지 중 상기 이차전지를 직접 촬영한 제1 영역, 상기 거울에 반사되어 촬영된 제2 영역을 구분하며,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 합성하여 하나의 이미지를 생성할 수 있도록 구성되는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 5,
Further comprising an image processing unit for processing the image obtained from the side camera,
The image processing unit,
Among the images obtained from the side camera, a first region in which the secondary battery is directly photographed and a second region in which the secondary battery is captured and reflected in the mirror are distinguished,
An external appearance inspection device for a secondary battery configured to generate a single image by synthesizing the first area and the second area.
상기 케이스는 상기 이차전지가 상기 길이방향을 따라 상기 케이스를 통과할 수 있도록 구성되는 입구 및 출구를 포함하는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 5,
The case includes an inlet and an outlet configured to allow the secondary battery to pass through the case along the longitudinal direction.
상기 안착부는,
상기 입구와 상기 출구를 연결하는 직선상에 상기 이차전지가 길이방향으로 안착될 수 있도록 구성되는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 12,
the attachment part,
Appearance inspection device for a secondary battery configured such that the secondary battery can be seated in a longitudinal direction on a straight line connecting the inlet and the outlet.
상기 측면 카메라는,
상기 안착부에 안착된 상기 이차전지의 측면 중 상반면에 대한 이미지를 상측에서 획득할 수 있도록 구성되며,
상기 거울은 상기 안착부에 안착된 상기 이차전지 중 하반면 중 일부를 반사하여 상기 안착부의 상측에서 이미지를 획득할 수 있도록 배치되는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 12,
The side camera,
It is configured to obtain an image of the upper half of the side surface of the secondary battery seated on the seating part from the upper side,
Wherein the mirror is arranged to reflect a part of the lower half of the secondary battery seated on the seating portion to obtain an image from the upper side of the seating portion.
상기 카메라는 초점거리가 조절될 수 있도록 구성되는 렌즈를 포함하며,
상기 카메라는 상기 안착부에 안착된 상기 이차전지의 상반면에 대한 이미지 획득과 상기 거울에 반사된 이미지 획득시 초점거리를 조절할 수 있도록 구성되는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 14,
The camera includes a lens configured to be able to adjust the focal length,
The camera is configured to adjust the focal length when acquiring an image of the upper half of the secondary battery seated on the seating part and an image reflected in the mirror.
상기 렌즈는,
상기 거울에 반사된 이미지의 촬영시 상기 상반면에 대한 이미지 획득시보다 초점거리를 길게 조절하는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 15,
the lens,
Appearance inspection device of a secondary battery that adjusts the focal length longer when capturing the image reflected in the mirror than when acquiring the image of the upper half.
상기 안착부는 상기 이차전지의 둘레 중 150도 이내의 각도에 대응하는 영역을 지지할 수 있도록 구성되는 이차전지의 외관 검사 장치.According to claim 5,
The secondary battery appearance inspection device configured to support an area corresponding to an angle within 150 degrees of the circumference of the secondary battery.
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