KR102679061B1 - Continuous inspection system for battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대량의 배터리 처리공정에서 실린더형 배터리의 검사에 대한 효율성과 신속성을 향상할 수 있는 연속검사 시스템에 관한 것으로, 실린더형 배터리가 원주방향으로 이송될 수 있는 복수의 거치홈부가 형성되며 회전축부를 중심으로 회전하는 이송플레이트와, 상기 이송플레이트의 검사위치를 중심으로 동기되어 회전되는 엑스레이튜브 및 디텍터를 포함하여 구성되는 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템을 제공한다. The present invention relates to a continuous inspection system that can improve the efficiency and speed of inspection of cylindrical batteries in a mass battery processing process. A plurality of mounting grooves through which cylindrical batteries can be transported in the circumferential direction are formed, and a rotating shaft is formed. A battery continuous inspection system with improved functionality is provided, which includes a transfer plate that rotates around the unit, an X-ray tube and a detector that synchronously rotate around the inspection position of the transfer plate.
Description
본 발명은 배터리의 엑스레이 검사기술과 관련된 것으로, 보다 구체적으로는 대량의 배터리 처리공정에서 실린더형 배터리의 검사에 대한 효율성과 신속성을 향상할 수 있는 연속검사 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to battery X-ray inspection technology, and more specifically, to a continuous inspection system that can improve the efficiency and speed of inspection of cylindrical batteries in the mass battery processing process.
2차전지(secondary cell)는 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부의 회로에 전원을 공급하기도 하고, 방전되었을 때 외부의 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 전기를 저장할 수 있는 전지를 가리킨다.A secondary cell refers to a battery that converts chemical energy into electrical energy to supply power to an external circuit, and when discharged, receives external power and converts electrical energy into chemical energy to store electricity. .
건전지처럼 한 번 쓰고 버리는 1차전지와 달리 2차전지는 충전과 방전을 거듭하며 사용할 수 있는 장점이 있다.Unlike primary batteries, which are used once and discarded like batteries, secondary batteries have the advantage of being able to be used repeatedly through charging and discharging.
현재까지 다양한 물질을 활용하는 2차전지가 개발되어 왔으며 상용화된 것 중에서 가장 많이 보급되어 있는 것 중의 하나가 리튬이온전지다. 리튬이온전지로서의 2차전지는 휴대성이 강조되는 스마트폰, 노트북 같은 제품은 물론 대용량 저장이 가능하므로 전력저장장치인 ESS(Energy Storage System)까지 활용되고 있다. 다양한 산업의 전동화 요구에 맞추어 리튬이온전지는 이산화탄소 배출 규제와 화석연료 고갈 등에 대비할 수 있는 강력한 에너지 장치로 주목받고 있다.To date, secondary batteries utilizing various materials have been developed, and among the commercially available ones, one of the most widespread is the lithium-ion battery. Secondary batteries, such as lithium-ion batteries, are used not only in products such as smartphones and laptops that emphasize portability, but also in ESS (Energy Storage System), a power storage device, because they can store large capacities. In response to the demand for electrification in various industries, lithium-ion batteries are attracting attention as powerful energy devices that can prepare for carbon dioxide emission regulations and fossil fuel depletion.
한편, 최근 ESS의 화재 등으로 인하여 여러 종류의 검사 성능이 요구됨에 따라 다양한 전파 또는 광학적 방식을 이용하여 2차전지를 검사하는 방식이 적용되고 있다. 대표적으로 비전 카메라(Vision Camera)를 이용하여 외관 품질을 검사하고 있으며 X선을 이용하여 내부 전극과 같은 구조를 검사하고 있다. Meanwhile, as various types of inspection performance are required due to recent ESS fires, methods of inspecting secondary batteries using various radio waves or optical methods are being applied. Typically, the exterior quality is inspected using a vision camera, and structures such as internal electrodes are inspected using X-rays.
비전검사 과정에서 종래에는 바닥에서 2차전지를 롤러로 돌리면서 외관검사를 수행하여왔다. 그러나 이러한 검사 방식의 경우 롤러에 이물이 있는 경우 2차전지의 외관에 불량이 오히려 발생할 가능성이 발생하기 때문에 문제가 있으며, 연속적인 검사에 있어서도 한계가 지적받은 바 있다. In the vision inspection process, the exterior inspection has traditionally been performed by rotating the secondary battery with a roller on the floor. However, there is a problem with this inspection method because there is a possibility that defects may occur in the appearance of the secondary battery if there is foreign matter on the roller, and limitations have been pointed out even in continuous inspection.
이에 보다 체계적이고 연속적으로 검사를 대량으로 수행할 수 있는 장비를 개발하고자 하는 시도가 있었으며, 일본공개특허 특개2010-102901호는 이러한 개선된 이송구조를 제시하고 있다. Accordingly, there has been an attempt to develop equipment that can perform inspections in a more systematic and continuous manner in large quantities, and Japanese Patent Laid-Open No. 2010-102901 proposes such an improved transport structure.
도 1은 상기 엑스레이 검사장치의 이송구조를 나타내고 있는 평면도이다. Figure 1 is a plan view showing the transport structure of the X-ray inspection device.
이를 구체적으로 살펴보면, 전지 반송계와 전지 검사계를 갖추고 있으며, 상기 전지 반송계는 전지(1)를 소정 방향으로 반송하는 반송 컨베이어(2), 투입 기구(3), 회전 반송부(4), 취출 기구(5), 불량품 취출 기구(6), 양품 반송 컨베이어(7) 및 불량품 반송 컨베이어(8)로 구성된다. 또한, 전지 검사계는 전지(1)를 검사하는 X선원이 양측으로 배치되어 있으며, 각 검출기 및 화상 처리부(15)와, 제어부(16)로 구성되어 있다. Looking at this in detail, it is equipped with a battery transport system and a battery inspection system, and the battery transport system includes a transport conveyor (2) for transporting the cells (1) in a predetermined direction, an input mechanism (3), a rotation transport unit (4), It is composed of a take-out mechanism (5), a defective product take-out mechanism (6), a good product return conveyor (7), and a defective product return conveyor (8). Additionally, the battery inspection system has X-ray sources for inspecting the battery 1 arranged on both sides, and is composed of each detector, an image processing unit 15, and a
소정의 톱니 형태로 구성되는 회전 반송부(4)를 통하여 낱개의 배터리를 정확하게 이송하면서 회전 및 위치제어가 가능하다는 장점이 있으나 기어 형태의 전달구조를 가지기 때문에 회전의 동기화에 난이도가 높고 구조적으로 복잡한 한계가 있다. 또한, 엑스레이 방출 및 검사를 위한 구조적인 배치에 공간적인 불리함도 있다. It has the advantage of being able to control rotation and position while accurately transporting individual batteries through the rotation transport unit 4, which is composed of a predetermined tooth shape. However, because it has a gear-shaped transmission structure, synchronization of rotation is difficult and structurally complex. There are limits. Additionally, there are spatial disadvantages in structural arrangement for X-ray emission and inspection.
한편, 상기와 같은 경우 입체적인 검사에는 사실상 한계를 가지고 있어 근래에 복잡하고 정밀한 검사가 요구되는 경우의 3D 검사이미지의 생성을 위한 기능의 적용은 어려웠다.Meanwhile, in the case described above, there are practical limitations to three-dimensional inspection, so it has been difficult to apply the function for generating 3D inspection images in cases where complex and precise inspection is required.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 실린더형 배터리의 검사시 구조적 단순함을 가지면서도 위치 정밀도와 검사의 정확도를 향상할 수 있도록 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was conceived to solve the above problems, and its purpose is to provide a battery continuous inspection system with improved functions to improve positional precision and inspection accuracy while maintaining structural simplicity when inspecting cylindrical batteries. do.
본 발명은, 실린더형 배터리(100)를 안착하는 복수의 거치홈부(1110)가 원주방향으로 배열되고 회전축부(1101)를 중심으로 회전되는 이송플레이트(1100)와, 상기 이송플레이트에 의하여 검사위치에 이송된 배터리에 엑스레이를 방출하는 엑스레이튜브(3100)와, 배터리에 대한 이미지 검출신호를 생성하는 디텍터(1600)와, 상기 이송플레이트의 회전 이송과 엑스레이튜브 및 디텍터의 회전 및 엑스레이 검출을 제어하는 제어부(4000)를 포함하는 배터리 연속검사 시스템을 제공한다. The present invention includes a
상기 엑스레이튜브와 디텍터는, 검사위치를 지향하여 배치되되, 검사위치에 배치되는 거치홈부의 공간에 형성되는 동기축부(3101)를 중심으로 동기되어 설정된 각도 범위로 회전된다. The X-ray tube and detector are arranged toward the inspection position, and are synchronized around the
또한, 상기 이송플레이트의 일측에 배치되어 진입위치에 배치되는 거치홈부에 배터리를 전달하는 진입컨베이어(5200)와, 상기 이송플레이트의 타측에 배치되어 배출위치에 배치되는 거치홈부에 안착된 배터리를 전달받는 배출컨베이어(5400)와, 상기 검사위치를 중심으로 진입위치 및 배출위치 사이에서 이송플레이트의 외주측을 감싸도록 배치되는 가이드부(1500)를 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, an
상기 진입컨베이어 및 배출컨베이어는, 진입위치와 배출위치에 배치되는 거치홈부와 중첩되는 부위에서 배터리가 전달될 수 있다. The entry conveyor and discharge conveyor may deliver batteries at areas that overlap with mounting grooves disposed at the entry and exit positions.
또한, 상기 이송플레이트의 하측에 배치되어 동기축부를 중심으로 엑스레이튜브와 디텍터를 함께 회전시키는 동기프레임(3200)을 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a
상기 디텍터로부터 검사위치까지의 거리가 엑스레이튜브로부터 검사위치까지의 거리보다 더 크되, 이송플레이트의 직경 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. It is preferable that the distance from the detector to the inspection position is greater than the distance from the X-ray tube to the inspection location, but is larger than the diameter of the transfer plate.
상술된 본 발명의 구성에 의하여, 종래 복잡하고 공간적인 부담이 큰 회전 검사시스템을 개선하여 공간적 효율성과 설비의 경제성이 향상되는 효과가 있다. The configuration of the present invention described above has the effect of improving spatial efficiency and economic feasibility of equipment by improving the conventional rotation inspection system, which is complicated and has a large spatial burden.
또한, 단순한 구조로도 정확한 공정 간의 이송은 물론 3D 영상의 획득이 가능하여졌기 때문에 검사의 정확성이 담보될 수 있으면서도 전체 공정의 속도가 보장될 수 있는 효과가 있다. In addition, a simple structure enables accurate transfer between processes as well as acquisition of 3D images, which has the effect of ensuring the accuracy of inspection and the speed of the entire process.
또한, 다양한 배터리의 생산, 폐기, 수거 등의 공정에 유연하게 적응할 수 있음은 물론 독립적인 검사장치를 구성할 수도 있어 설비 적응성이 우수한 효과가 있다. In addition, it can flexibly adapt to various processes such as production, disposal, and collection of batteries, and can also form an independent inspection device, resulting in excellent facility adaptability.
또한, 연속적으로 배터리를 검사하는 과정에 오작동의 가능성이 낮고 신뢰성이 향상되며 유지보수의 효율성 또한 향상되는 효과가 있다. In addition, the process of continuously inspecting the battery reduces the possibility of malfunction, improves reliability, and improves maintenance efficiency.
도 1은 종래기술의 엑스레이 검사장치의 이송구조를 나타내고 있는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 기본적인 개념에 따라 배터리 연속검사 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 배터리 연속검사 시스템에 대한 배터리 이송 및 지지를 위한 장비를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 배터리 연속검사 시스템에서 배터리 가이드를 위한 구조에 대한 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 배터리 연속검사 시스템에 의하여 전체적인 이송 및 검사과정을 설명하기 위한 평면도이다. Figure 1 is a plan view showing the transport structure of a conventional X-ray inspection device.
Figure 2 is a configuration diagram showing a battery continuous inspection system according to the basic concept of the present invention.
Figure 3 is a configuration diagram illustrating equipment for transporting and supporting batteries for the battery continuous inspection system of the present invention.
Figure 4 is a diagram showing an embodiment of a structure for a battery guide in the battery continuous inspection system of the present invention.
Figure 5 is a plan view for explaining the overall transport and inspection process by the battery continuous inspection system of the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템을 상세히 설명한다.Hereinafter, a battery continuous inspection system with improved functions of a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.The following embodiments combine the components and features of the present invention in a predetermined form. Each component or feature may be considered optional unless explicitly stated otherwise. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. Additionally, some components and/or features may be combined to form an embodiment of the present invention. The order of operations described in embodiments of the present invention may be changed. Some features or features of one embodiment may be included in other embodiments or may be replaced with corresponding features or features of other embodiments.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 부분, 장치 및/또는 구성 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 부분, 장치 및/또는 구성 또한 기술하지 아니하였다. 또한, 도면에서 동일한 도면 부호를 사용하여 지칭하는 부분은 장치 구성 또는 방법에서 동일한 구성 요소 또는 단계를 의미한다. In the description of the drawings, parts, devices, and/or configurations that may obscure the gist of the present invention are not described, and parts, devices, and/or configurations that can be understood at a level by those skilled in the art are not described. Additionally, parts referred to using the same reference numerals in the drawings refer to the same components or steps in the device configuration or method.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "···부" 또는 "···기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to “comprise or include” a certain element, this means that it does not exclude other elements but may further include other elements, unless specifically stated to the contrary. do. Additionally, terms such as “···unit” or “···unit” used in the specification refer to a unit that processes at least one function or operation. In addition, the terms "a or an", "one", "the", and similar related terms are used in the context of describing the invention (particularly in the context of the claims below) as used herein. It may be used in both singular and plural terms, unless indicated otherwise or clearly contradicted by context.
본 발명은 기본적으로 실린더형 배터리가 원주방향으로 이송될 수 있는 복수의 거치홈부가 형성되며 회전축부를 중심으로 회전하는 이송플레이트와, 상기 이송플레이트의 검사위치를 중심으로 동기되어 회전되는 엑스레이튜브 및 디텍터를 포함하여 구성되는 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템을 제공한다. The present invention basically includes a transfer plate that rotates around a rotating shaft and a plurality of mounting grooves through which a cylindrical battery can be transferred in the circumferential direction, and an X-ray tube and detector that synchronously rotate around the inspection position of the transfer plate. Provides a battery continuous inspection system with improved functions including.
본 발명에서는 원통형의 배터리에 대해 엑스레이를 조사하여 내부 구조 및 불량을 파악할 수 있도록 검사하는 공정에서 배터리의 이송, 회전 및 조사 등의 과정을 연속적으로 수행하기 위한 구성들을 제시하며, 이러한 검사 시스템은 독립적으로 구성될 수 있음은 물론 배터리의 생선, 수거, 폐기 또는 물류의 일부 공정을 구성할 수도 있을 것이다. The present invention proposes configurations for continuously performing processes such as transport, rotation, and irradiation of the battery in the process of inspecting a cylindrical battery to identify internal structure and defects by irradiating X-rays, and this inspection system is independent. Of course, it may also constitute some processes of battery production, collection, disposal, or logistics.
또한, 배터리의 최소한 일부가 원통형을 가진다면 배터리의 전체적 형상이나 크기 및 비율은 본 발명의 개념을 제한하지 않는다. Additionally, as long as at least a portion of the battery has a cylindrical shape, the overall shape, size, and proportion of the battery do not limit the concept of the present invention.
도 2는 본 발명의 기본적인 개념에 따라 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템을 나타내는 구성도이다. Figure 2 is a configuration diagram showing a battery continuous inspection system with improved functions according to the basic concept of the present invention.
본 발명에서는 검사를 위한 전체 구간 중에서 일부분이 원주상 경로를 제공한다. 상기 원주상 경로를 제공하기 위하여 이송플레이트(1100)가 기능하며, 상기 이송플레이트(1100)는 전체적으로 원형으로 이루어지고 회전축부(1101)를 중심으로 회전이 이루어진다. In the present invention, a portion of the entire section for inspection provides a circumferential path. The
상기 이송플레이트(1100)는 배터리 또는 그 지지수단이 안착될 수 있는 거치홈부(1110)를 외주측에 구비하고 있으며, 상기 거치홈부(1110)는 모서리측에서 내주로 함몰된 형상으로 이루어진다. 이러한 거치홈부(1110)는 원주방향에 등간격으로 배열되는 것이 배터리의 정확한 시계열적인 이송 및 정렬을 위하여 바람직할 것이다. 본 발명의 실시예에서는 상기 거치홈부(1110)가 원주방향으로 12개가 등간격으로 배치되어 있으나, 상기 거치홈부(1110)의 형태나 배열되는 개수는 선택적이다. The
이러한 이송플레이트(1100)는 일측에서 검사 대상 배터리를 전달받아 회전하여 검사위치에 배치시키고 검사위치에서 엑스레이튜브(3100) 및 디텍터(1600)를 통하여 검사한 이후 회전하여 검사가 완료된 배터리를 타측으로 배출할 수 있다. 상기 배터리의 전달관계에 대한 실시예는 후술하도록 한다. This
상기 이송플레이트(1100)의 검사위치를 지향하여 엑스레이튜브(3100) 및 디텍터(1600)가 배치되며, 본 발명의 개념에 따라 상기 이송플레이트(1100)의 검사위치를 중심으로 엑스레이튜브(3100) 및 디텍터(1600)가 동기되어 회전된다. 이를 위한 장비에 대한 설명은 후술한다. The
상기 엑스레이튜브(3100)는 엑스선빔을 방출하는 다양한 유형의 장비가 적용될 수 있으며, 내부에 전자총과 타겟을 구비한 공지의 엑스선관이 적용될 수 있다. 상기 엑스레이튜브(3100)의 유형과 크기는 본 발명을 제한하지 않는다. The
이러한 엑스레이튜브(3100)로부터 엑스선빔이 출력되어 배터리를 투과하면 디텍터(1600)가 이를 감지하고 검사이미지를 생성할 수 있는 것이다. 제안된 바와 같이 본 발명에서는 360도 공간에서 전체 측정하는 것이 아닌 설정된 각도 범위 내에서만 검출이 이루어지기 때문에 공간적 이점이 있을 뿐만 아니라 비교적 소형 엑스레이 소스를 포함하여 구성될 수 있는 이점도 가질 수 있을 것이다. When an X-ray beam is output from the
또한, 상기 엑스레이튜브(3100)에 대해 이송플레이트(1100)를 사이에 두고, 정확하게는 이송플레이트(1100)의 검사위치를 사이에 두고 대향한 방향으로 디텍터(1600)가 구성될 수 있다. In addition, the
상기 엑스레이튜브(3100)와 디텍터(1600)의 회전중심을 동기축부(3101)로 정의하며, 상기 동기축부(3101)는 검사위치에 배치되는 거치홈부(1110)의 공간에 직교할 수 있다. The rotation center of the
상기 디텍터(1600)는 검출된 빔을 전기신호화하고 제어부(4000)로 각 2D 이미지신호를 전송함으로써 실린더형 배터리의 단면 이미지를 생성하도록 하고 소정의 3D 영상 조합에 사용할 수 있도록 한다. The
제어부(4000)는 상기 엑스레이튜브(3100)에 제어전압을 입력하고 엑스레이의 방출을 제어하며, 디텍터(1600)로부터의 이미지신호를 조합하는 기능을 수행하는 기능을 수행한다. 또한, 이송과 관련하여 이송플레이트(1100)의 회전 및 검사위치의 배열과 배터리의 거치홈부(1110)에 안착상태 검증 및 엑스레이튜브(3100)와 디텍터(1600)의 동기회전에 대한 제어를 수행할 수 있다. 이러한 제어부(4000)는 공지의 마이크로프로세서를 포함하여 구성될 수 있다. The
이러한 제어부(4000)의 이미지 생성과 관련하여, 디텍터(1600)에서 전송받은 2D 이미지를 통해 리컨스트럭션을 수행하고 3D 이미지를 생성할 수 있다. In relation to image generation by the
도 3은 본 발명의 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템에 대한 배터리 이송 및 지지를 위한 장비를 설명하기 위한 구성도이다. Figure 3 is a configuration diagram illustrating equipment for transporting and supporting batteries for the battery continuous inspection system with improved functions of the present invention.
평면적으로 도시되어 있으나, 상기 이송플레이트(1100)를 기준으로 배터리의 검사위치는 그 상측에 배치되어 있으며 디텍터(1600) 및 엑스레이튜브(3100)가 이에 대응되는 높이에 배치된다.Although shown in plan, the inspection position of the battery is located above the
구조적인 효율성을 고려하여 상기 엑스레이튜브(3100)와 디텍터(1600)를 연결하여 동기 회전되는 동기프레임(3200)은 이송플레이트(1100) 및 그 지지구조 하측으로 배치되는 것이 바람직할 것이다. Considering structural efficiency, it would be preferable that the
도시된 실시예에서는 이송플레이트(1100)의 일측 즉, 3시 방향에서 배터리가 진입되고 타측 즉, 9시 방향에서 검사가 완료된 배터리가 배출된다. 또한, 검사위치(i)는 12시 방향에 형성되어 있다. 다만, 상기의 배열에 한정되는 것은 아니다. In the illustrated embodiment, the battery enters from one side of the
상기 이송플레이트(1100)의 일측에서 검사대상인 배터리의 전송을 위하여 진입컨베이어(5200)가 배치되고, 이송플레이트(1100)의 타측에서 검사가 완료된 배터리의 물류 전송을 위하여 배출컨베이어(5400)가 배치된다. On one side of the
상기 진입컨베이어(5200) 및 배출컨베이어(5400)는 고정된 경로를 가지며 벨트가 소정의 구동부에 의하여 상하에서 무한궤도 방식으로 이송될 수 있을 것이다. The
상기 진입컨베이어(5200)와 배출컨베이어(5400)는 대략 좌우방향의 이송을 수행하는데, 그 말단이 이송플레이트(1100)의 진입위치 및 배출위치에 배치되는 거치홈부(1110)의 저부까지 이어진다. The
본 발명의 실시예에서 이송플레이트(1100)로의 선형이송에서 회전이송으로 전환하기 위한 이송수단으로 컨베이어를 예로 들었으나, 공지의 컨베이어벨트는 물론 체인, 로봇, 레일 등 공지의 이송수단들이 배제되는 것은 아니다. In the embodiment of the present invention, a conveyor is used as an example of a transfer means for switching from linear transfer to rotary transfer to the
진입컨베이어(5200)의 말단에서 거치홈부(1110)에 배터리가 전달되면 이송플레이트(1100)는 반시계방향으로 회전되며 진입위치로부터 검사위치(i)까지의 구간을 인입구간(s)으로 정의한다. 도시된 실시예에서 상기 인입구간(s)에는 3개의 배터리가 안착되어 검사를 대기할 수 있을 것이다. When the battery is delivered from the end of the
또한, 검사위치(i)에서 배출위치까지의 구간을 인출구간(d)으로 정의하며, 검사위치(i)에서 검사가 완료된 배터리를 반시계방향으로 전송하여 배출컨베이어(5400)의 말단에서 배출 또는 외부 물류로 전달하는 기능을 수행한다. In addition, the section from the inspection location (i) to the discharge location is defined as the withdrawal section (d), and the battery that has completed the inspection at the inspection location (i) is transferred counterclockwise and discharged at the end of the
상기 진입위치 후단에서부터 배출위치 전단까지는 거치홈부(1110)에 배터리 또는 그 지지수단의 정확한 배치를 위하여 가이드부(1500)가 구성된다. 도시된 바와 같이 가이드부(1500)는 이송플레이트(1100)와 동축을 가지는 호 형상으로 이루어지며 내주측이 이송플레이트(1100)의 외주와 소정의 이격 간격을 가진다. 상기 거치홈부(1110)와 가이드부(1500)의 사이에 배터리가 배치된 이후에 소정의 유격을 가질 수 있는데, 진입컨베이어(5200)와 배출컨베이어(5400) 및 이송플레이트(1100) 간의 배터리의 전달을 위하여 상기 유격이 완충 기능을 수행할 수 있을 것이다. 종래기술의 경우 서로 다른 이송구조간의 배터리 전달을 위하여 기어 형태가 구성되어 있었으나 이 경우 구조 및 제어계통이 복잡해지는 문제가 있고 부피와 중량의 증가는 생산비용의 증가로도 이어진다. 본 발명에서는 이송 전달구조를 단순화하여 경제성을 향상하였음에 유의한다. 다만, 상기 검사위치(i)에서 정확한 배열을 위하여 소정의 정렬구조가 더 구성될 수 있는데 이와 관련한 구체적인 설명은 후술하기로 한다. From the rear end of the entry position to the front end of the discharge position, a
이미지의 정확한 생성과 배율을 고려하면 상기 엑스레이튜브(3100)는 검사위치(i)에 인접하여 배치되고 상기 검사위치(i)로부터 디텍터(1600)의 거리는 엑스레이튜브(3100)와의 거리에 비하여 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 도시된 바와 같이 상기 검사위치(i)로부터 디텍터(1600) 까지의 거리는 이송플레이트(1100)의 직경 이상으로 형성되는 것이 더욱 바람직할 것이다. Considering the accurate creation and magnification of the image, the It is desirable to form As shown, it is more preferable that the distance from the inspection position (i) to the
도 4는 본 발명의 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템에서 배터리 가이드를 위한 구조에 대한 실시예를 나타내는 도면이다. Figure 4 is a diagram showing an embodiment of a structure for a battery guide in a battery continuous inspection system with improved functions of the present invention.
측면이 개방된 진입위치 후단으로부터 배출위치 전단까지 가이드부(1500)가 배치될 수 있음은 상기한 바와 같다. 이러한 가이드부(1500)는 원주상으로 이송플레이트(1100)의 거치홈부(1110)의 공간을 닫는 역할을 수행하며 거치홈부(1110)에 안착된 배터리 또는 그 지지수단이 외주측으로 이탈되지 않도록 기능한다. As described above, the
상기 가이드부(1500)와 거치홈부(1110)와의 간격은 실질적으로 배터리(100) 내지 그 지지수단보다 더 넓게 형성되어 소정의 유격을 형성하는 것이 바람직함은 상기한 바와 같다. 진입컨베이어(5200) 및 배출컨베이어(5400)와의 배치상태를 고려하여 상기 가이드부(1500)의 양단부측은 도시된 바와 같이 라운드진 형태로 이루어지는 것이 배터리의 원활한 전달을 위하여 바람직할 것이다. As mentioned above, it is preferable that the gap between the
상기 검사위치(i)에서는 배터리(100)를 엑스레이튜브(3100) 및 디텍터(1600)에 대해 정확하게 배치시켜야한다. 구체적으로는 실린더형 배터리의 중심축이 동기축부(3101)에 일치되어야 엑스레이튜브(3100) 및 디텍터(1600)의 동기 회전시 정확한 입체 이미지의 조합이 가능할 것이다. At the inspection position (i), the
이를 고려하여 상기 가이드부(1500)는 검사위치(i)에서 내측으로 돌출 형성되는 푸시부(1520)를 포함할 수 있다. 상기 푸시부(1520)는 배터리 내지 그 지지수단의 외주측을 거치홈부(1110) 측으로 밀어서 완전히 밀착할 수 있도록 하고 정확한 위치를 가이드한다. 이송간 마찰력 및 완충을 고려하여 상기 푸시부(1520)의 말단측은 구 내지 라운드진 형태로 이루어지는 것이 바람직하며, 외주방향으로 소정의 탄성 이동이 가능한 구조 내지는 재질로 이루어질 수 있다. Considering this, the
한편, 상기 인입구간(s)에서 배터리의 안착 유무 또는 정확한 배치 여부를 검증할 수 있도록 센서부(1510)가 가이드부(1500)의 인입구간(s) 경로에 배치될 수 있다. 상기 센서부(1510)는 예를 들어 광센서 또는 적외선센서로 구성되어 배터리의 거치홈부(1110) 안착상태를 감지할 수 있을 것이다. 다만, 상기 센서부(1510)는 배터리 또는 그 지지수단과 접촉하여 신호를 생성하는 접촉스위치로 구성되는 것도 고려될 수 있다. 경우에 따라, 상기 센서부(1510)와 푸시부(1520)가 검사위치(i) 측에 함께 구성될 수도 있을 것이다. Meanwhile, the
인입구간(s)에서 상기 센서부(1510)에 의하여 감지된 신호를 제어부(4000)에서 수신하고 배터리가 없거나 정확하게 배열되지 않은 것으로 판단되면 해당 거치홈부(1110)는 검사위치(i)에서 검사를 스킵하고 다음 거치홈부(1110)에 대한 검사 판단 및 검증을 수행할 수 있을 것이다. If the
한편, 본 발명에서는 이송플레이트(1100)가 연속적으로 회전되기 때문에, 초기 회전위치 선정이 필요할 수 있고, 이를 위하여 상기 이송플레이트(1100)는 원점 세팅을 위한 슬릿부(1121)를 더 포함한다. Meanwhile, in the present invention, since the
상기 슬릿부(1121)는 반경방향으로 형성되는 소정의 홈 형상으로 이루어질 수 있으며 상기 센서부(1510) 또는 원점센서 등을 통하여 회전수 또는 회전위치를 감지할 수 있도록 기능할 수 있다. 도시된 예에서는 거치홈부(1110) 사이의 몸체 외주측에 형성되어 있다. 경우에 따라 상기 슬릿부(1121)가 상하방향의 홀 내지 홈으로 형성되는 것도 고려될 수 있을 것이다. The
도 5는 본 발명의 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템에 의하여 전체적인 이송 및 검사과정을 설명하기 위한 평면도이다. Figure 5 is a plan view for explaining the overall transport and inspection process by the battery continuous inspection system with improved functions of the present invention.
본 실시예에서는 배터리(100)를 직립지지하기 위한 홀더장치(2100)가 그 하측으로 배치되며, 상기 홀더장치(2100)는 배터리(100)를 저부에서 지지한다. 이러한 홀더장치(2100)에 대한 실시예는 후술하기로 한다. In this embodiment, a
진입컨베이어(5200)로부터 배터리(100)가 홀더장치(2100)에 지지된 상태로 일측에서 진입하면서 이송플레이트(1100) 측으로 이송된다. 상기 진입컨베이어(5200)와 배출컨베이어(5400)는 이송플레이트(1100)의 회전과 연동되어 이송동작을 수행하며, 진입컨베이어(5200)와 교차되는 지점인 진입위치에 배치되는 거치홈부(1110)에 배터리(100)가 측면으로 삽입 및 안착된다. The
상기 진입위치 배터리(100)가 안착된 상태에서 반시계방향으로 회전되면서 인입구간(s)으로 진입하면 가이드부(1500)에 의하여 거치홈부(1110)에 안착된 상태로 원주방향 이송이 이루어진다. When the
상기 원주방향의 이송 과정에서 센서부(1510)는 이송플레이트(1100)의 회전 및/또는 배터리(100)의 안착상태를 검증하는 기능을 수행할 수 있음은 상기한 바와 같다. As described above, during the circumferential transfer process, the
상기 배터리(100)가 검사위치(i)에 배치되면 제어부(4000)는 이송플레이트(1100)의 회전을 중단하여 검사위치(i)를 고정하고 엑스레이튜브(3100) 및 디텍터(1600)를 가동하여 배터리에 대한 이미지를 획득하는 작업을 수행한다. 이때, 상기 엑스레이튜브(3100)와 디텍터(1600)는 동기프레임(3200)에 서로 연결된 상태에서 동기되어 회전되어 다수의 2D 이미지를 획득하여 3D 이미지를 생성할 수 있도록 한다. 이러한 동기프레임(3200)의 회전중심인 동기축부(3101)는 검사위치(i)에 직교됨은 상기한 바와 같다. 상기 회전중심에 배터리(100) 및 홀더장치(2100)를 정확하게 위치시킬 수 있도록 푸시부(1520)가 검사위치(i)에 형성된다. When the
상기 이송플레이트(1100)의 하측으로 동기프레임(3200)이 대략 전후로 가로지르도록 배치되어 있으며, 설정된 각도 범위 내에서 회전하면서 엑스레이 검사를 수행할 수 있다. The
상기 이송플레이트(1100)의 하측으로는 플레이트프레임(1140)이 배치되어 회전을 지지하며 회전 동력을 제공할 수 있다. 이때, 상기 동기프레임(3200)은 플레이트프레임(1140)의 하측으로 배치되는 것이 바람직할 것이다. A
상기 플레이트프레임(1140)는 이송플레이트(1100)의 전후 및/또는 좌우 및/또는 상하로 위치의 정밀한 조정이 가능하도록 조정위치(1102)를 가지는 것이 바람직할 것이다. 상기 조정위치(1102)는 예를 들어 랙과 피니언에 의한 선형적 이동을 제어할 수 있는 다양한 위치이동구조가 적용될 수 있을 것이다. It would be desirable for the
상기 검사위치(i)에서 이미지의 획득이 완료되면 동기프레임(3200)은 초기위치로 다시 세팅되면서 가동을 정지하고, 이송플레이트(1100)가 회전하여 검사가 완료된 검사대상배터리(110)를 인출구간(d)을 경유하여 배출컨베이어(5400)로 전달한다. When the acquisition of the image at the inspection position (i) is completed, the
상기 진입과 마찬가지로 배출위치에 배치된 홀더장치(2100)를 배출컨베이어(5400)가 그 상면으로 전달받아 일측으로 이송하여 배출완료 또는 다음 공정을 위한 전달 기능을 수행할 수 있다. As with the above entry, the
상기 진입컨베이어(5200)와 배출컨베이어(5400)의 벨트를 내측으로 두고 양측(도면에서 상하)로 소정의 안내 가이드(참조번호 미표시)가 형성될 수 있을 것이다. 상기 안내 가이드는 홀더장치(2100)가 일측에서 타측으로 이동하는 과정에서 외부로 이탈되지 않도록 하는 기능을 수행하며, 벨트보다 높은 벽체로 이루어질 수 있다. The belts of the
이러한 이송플레이트(1100)를 구비하는 배터리 검사장비가 복수로 구성되어 배터리(100)의 상하측을 구분하여 검사하는 경우도 고려될 수 있으며 본 발명의 실시예에 대한 다양한 조합이 가능할 것이다. A case where a plurality of battery inspection equipment including the
추가적으로, 예를 들어 검사위치(i)에서 소정의 검사대상배터리(110)가 불량으로 판정된 경우 경로에서 이탈하도록 할 수 있을 것이다.Additionally, for example, if a predetermined
상기 이송플레이트(1100)의 하측에는 홀더장치(2100)의 바닥을 지지하기 위한 저판부가 배치될 수 있는데, 이 경우 해당 검사대상배터리(110)가 배출위치에 배치된 상태에서 배출컨베이어(5400)를 정지하고 이송플레이트(1100)를 더 회전시키게 되면 상기 검사대상배터리(110)는 원주방향으로 이송되면서 인출구간(d)에서 완전히 이탈된다.A bottom plate may be disposed on the lower side of the
상기 인출구간(d)보다 더 회전되는 구간을 대기구간으로 정의하도록 하며, 상기 대기구간에서 저판부를 제거하거나 배출핀 등을 구성하여 불량인 배터리(100)가 자중에 의하여 하측으로 이탈되도록 할 수 있을 것이다. 이 경우 상기 대기구간 측에는 호퍼와 같은 불량배터리 수집장치가 구성될 수 있다. The section that rotates further than the draw-out section (d) is defined as the standby section, and the bottom plate part is removed from the standby section or discharge pins are provided to allow the
한편, 상기 홀더장치(2100)는 배터리(100)의 하측을 감싸는 실린더 형태로 이루어질 수 있고 외면이 거치홈부(1110) 및 가이드부(1500)에 접촉되어 이송이 안내되면서도 배터리를 보호할 수 있다. 이러한 홀더장치(2100)는 검사시 광학적 간섭과 경량 및 경제성을 확보할 수 있도록 합성수지재로 이루어지는 것이 바람직할 것이다. 상기 홀더장치(2100)의 외주측 직경은 선택적이며 곡률은 대략 거치홈부(1110)의 내측의 곡률에 대응될 수 있다. 다만, 진입컨베이어(5200) 및 배출컨베이어(5400)와의 전달관계를 고려하여 가이드부(1500)와의 사이에 어느 정도 유격을 확보하는 것이 바람직함은 상기와 같다. Meanwhile, the
이상에서는 로터리 방식으로 배터리를 이송하면서 검사위치로 배치하고 검사하는 과정을 위한 구성들을 살펴보았다. 이와 같은 본 발명의 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템에 의하여, 종래 복잡하고 공간적인 부담이 큰 회전 검사시스템을 개선하여 공간적 효율성과 경제성이 향상되었다. In the above, we looked at the configurations for the process of transporting the battery in a rotary manner, placing it in an inspection position, and inspecting it. The battery continuous inspection system with improved functions of the present invention improves the conventional rotation inspection system, which is complicated and has a large spatial burden, and improves spatial efficiency and economic feasibility.
또한, 단순한 구조로도 정확한 공정 간의 이송은 물론 3D 영상의 획득이 가능하여졌기 때문에 검사의 정확성이 담보될 수 있으면서도 전체 공정의 속도가 보장될 수 있는 장점이 있다. In addition, a simple structure enables accurate transfer between processes as well as acquisition of 3D images, which has the advantage of ensuring inspection accuracy and speed of the entire process.
이러한 개선된 기능을 가지는 배터리 연속검사 시스템은 다양한 배터리의 생산, 폐기, 수거 등의 공정에 유연하게 적응할 수 있음은 물론 독립적인 검사장치를 구성할 수도 있어 설비 적응성이 우수하다. The battery continuous inspection system with these improved functions can flexibly adapt to various battery production, disposal, and collection processes, and can also form an independent inspection device, providing excellent facility adaptability.
또한, 연속적으로 배터리를 검사하는 과정에 오작동의 가능성이 낮고 신뢰성이 향상되며 유지보수의 효율성 또한 향상된다. Additionally, during the process of continuously inspecting the battery, the possibility of malfunction is reduced, reliability is improved, and maintenance efficiency is also improved.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.In the above, the present invention has been described in detail based on examples and accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content described in the claims described later.
100...배터리 110...검사대상배터리
1100...이송플레이트 1101...회전축부
1102...조정위치 1110...거치홈부
1121...슬릿부 1140...플레이트프레임
1500...가이드부 1510...센서부
1520...푸시부 1600...디텍터
2100...홀더장치 3100...엑스레이튜브
3101...동기축부 3200...동기프레임
4000...제어부 5200...진입컨베이어
5400...배출컨베이어100...
1100...
1102...
1121...slit
1500...guide
1520...Push
2100...
3101...
4000...
5400...Discharge conveyor
Claims (3)
상기 이송플레이트에 의하여 검사위치에 이송된 배터리에 엑스레이를 방출하는 엑스레이튜브(3100);
배터리에 대한 이미지 검출신호를 생성하는 디텍터(1600);
상기 이송플레이트의 회전 이송과 엑스레이튜브 및 디텍터의 회전 및 엑스레이 검출을 제어하는 제어부(4000);를 포함하고,
상기 엑스레이튜브와 디텍터는,
검사위치를 지향하여 배치되되, 검사위치에 배치되는 거치홈부의 공간에 형성되는 동기축부(3101)를 중심으로 동기되어 설정된 각도 범위로 회전되는 배터리 연속검사 시스템.
A transfer plate 1100 in which a plurality of mounting grooves 1110 for seating the cylindrical battery 100 are arranged in the circumferential direction and rotated about the rotation shaft 1101;
An X-ray tube 3100 that emits X-rays to the battery transferred to the inspection position by the transfer plate;
A detector 1600 that generates an image detection signal for the battery;
It includes a control unit 4000 that controls the rotational transfer of the transfer plate and the rotation and X-ray detection of the X-ray tube and detector,
The x-ray tube and detector are,
A continuous battery inspection system that is arranged toward the inspection position and rotates in a set angle range in synchronization around the synchronous shaft portion 3101 formed in the space of the mounting groove located at the inspection location.
상기 이송플레이트의 일측에 배치되어 진입위치에 배치되는 거치홈부에 배터리를 전달하는 진입컨베이어(5200);
상기 이송플레이트의 타측에 배치되어 배출위치에 배치되는 거치홈부에 안착된 배터리를 전달받는 배출컨베이어(5400);
상기 검사위치를 중심으로 진입위치 및 배출위치 사이에서 이송플레이트의 외주측을 감싸도록 배치되는 가이드부(1500);를 더 포함하고,
상기 진입컨베이어 및 배출컨베이어는,
진입위치와 배출위치에 배치되는 거치홈부와 중첩되는 부위에서 배터리가 전달되는 배터리 연속검사 시스템.
According to paragraph 1,
An entry conveyor (5200) disposed on one side of the transfer plate and delivering the battery to a mounting groove disposed at an entry position;
A discharge conveyor 5400 disposed on the other side of the transfer plate and receiving the battery seated in the mounting groove disposed at the discharge position;
It further includes a guide part 1500 disposed to surround the outer circumference of the transfer plate between the entry position and the discharge position centered on the inspection position,
The entry conveyor and discharge conveyor are,
A continuous battery inspection system in which the battery is delivered in an area that overlaps with the mounting grooves placed at the entry and exit positions.
상기 이송플레이트의 하측에 배치되어 동기축부를 중심으로 엑스레이튜브와 디텍터를 함께 회전시키는 동기프레임(3200);을 더 포함하고,
상기 디텍터로부터 검사위치까지의 거리가 엑스레이튜브로부터 검사위치까지의 거리보다 더 크되, 이송플레이트의 직경 이상으로 형성되는 배터리 연속검사 시스템.
According to paragraph 2,
It further includes a synchronization frame 3200 disposed below the transfer plate and rotating the x-ray tube and the detector together around the synchronous shaft,
A continuous battery inspection system in which the distance from the detector to the inspection location is greater than the distance from the X-ray tube to the inspection location, but is formed by more than the diameter of the transfer plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220154951A KR102679061B1 (en) | 2022-11-18 | Continuous inspection system for battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020220154951A KR102679061B1 (en) | 2022-11-18 | Continuous inspection system for battery |
Publications (2)
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KR20240073294A KR20240073294A (en) | 2024-05-27 |
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