KR20060103032A - 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치에 관한 것으로서, 특히 외장케이스가 외부에 포장되어 융착된 리튬 이차전지의 두께를 자동으로 측정하여 외장케이스의 융착여부를 검사할 수 있는 미융착 검사장치에 관한 것이다.

팩형 리튬 이차전지, 외장케이스, 미융착 선별

Description

팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치{Apparatus for Inspecting Non Fusion-Welding of Pack Type Lithium Secondary Battery}

도 1은 팩형 리튬 이차전지의 분리사시도.

도 2는 도 1의 외장케이스의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치의 정면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치의 평면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팩형 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치에서 두께센서가 설치된 부분의 부분측면도.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치의 제어부의 개략적인 연결도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100 - 컨베이어벨트 200 - 프레임

300 - 흡착수단 400 - 상하이송수단

500 - 좌우이송수단 600 - 두께센서

700 - 감지센서 800 - 제어부

본 발명은 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치에 관한 것으로서, 특히 외장케이스가 외부에 포장되어 융착된 리튬 이차전지의 두께를 자동으로 측정하여 외장케이스의 융착여부를 검사할 수 있는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치에 관한 것이다.

일반적으로 비디오 카메라, 휴대형 전화, 휴대형 컴퓨터 등과 같은 휴대형 무선기기의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동전원으로 사용되는 이차전지에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 이차전지는, 예를 들면, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있다. 이들 중에서 리튬 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 것으로서, 작동 전압이 높고 단위 중량 당 에너지 밀도가 높다는 장점 때문에 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

이러한 리튬 이차전지는 베어셀과 보호회로기판을 포함하여 형성된다. 상기 베어셀의 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극조립체를 통상 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 캔은 철재로 형성될 수 있으나 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성하게 되면 알루미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다.

상기 보호회로기판은 통상 리드 플레이트(lead plate)라 불리는 판상의 도전체에 의해 상기 베어셀의 양극 및 음극과 연결된다. 상기 보호회로기판은 리튬 이차 전지가 충전과정과 방전과정을 제어하게 되며, 이러한 과정에서 리튬 이차전지 자체의 이상으로 인한 과충전 또는 과방전에 따른 발화나 폭발을 방지하게 한다.

이러한 리튬 이차전지는 상기 보호회로기판이 성형 수지로 몰딩되면서 상기 베어셀에 결합되거나, 상기 베어셀과 보호회로기판이 외장케이스에 함께 내장되어 형성된다. 특히 리튬 이차전지 중에서 상기 외장케이스에 의하여 최종 외관이 형성되는 리튬 이차전지를 팩형 리튬 이차전지라 한다.

도 1은 외장케이스에 의하여 외관이 형성되는 팩형 리튬 이차전지의 분리 사시도를 나타낸다.

상기 팩형 리튬 이차전지는, 도 1을 참조하면, 베어셀(1)과 보호회로기판(2)과 외장케이스(4)를 포함하여 형성된다.

상기 베어셀(1)은 상기에서 설명한 바와 같이 캔의 내부에 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극조립체와 전해액이 수용되고 상부는 캡조립체로 밀봉되어 형성된다. 상기 베어셀(1)은 별도의 리드플레이트(1a, 1b)에 의하여 양극과 음극이 각각 상기 보호회로기판(2)과 전기적으로 연결된다. 상기 보호회로기판(2)의 소정위치에는 외부기기와 연결되는 연결단자(3)가 형성된다.

상기 외장케이스(4)는 상부케이스(4a)와 하부케이스(4b)로 형성되어 내부에 소정공간을 형성하게 된다. 또한, 상기 상부케이스(4a) 또는 하부케이스(4b)에는 상기 연결단자(3)가 노출되는 연결단자홈(5)이 형성된다. 상기 외장케이스(4)의 내부에는 상기 베어셀(1)과 보호회로기판(2)이 안착되며, 상기 상부케이스(4a)와 하부케이스(4b)가 용착되어 내부를 밀봉하게 된다.

상기 외장케이스(4)는, 도 2를 참조하면, 상기 상부케이스(4a)와 하부케이스(4b)가 서로 접촉되는 면에 반대형상으로 형성되어 서로 결합되는 돌출부(6a, 6b)가 형성된다. 따라서, 상기 상부케이스(4a)와 하부케이스(4b)가 서로 결합되면 상기 돌출부(6a, 6b)들이 서로 맞물리게 되며, 초음파 융착 등에 의하여 돌출부(6a, 6b)의 일부가 융착되면서 외장케이스(4)를 밀봉하게 된다. 상기 보호회로기판(2)의 연결단자(3)는 상기 외장케이스(4)의 연결단자홈(5)을 통하여 외부로 노출되어 외부기기에 접촉된다.

이러한 팩형 리튬 이차전지는 상기 외장케이스 내부에 베어셀 및 보호회로기판이 수용된 상태로 융착공정에서 초음파 융착 등에 의하여 자동으로 융착되어 외관이 완성되며, 다음 공정인 라벨 접착공정으로 이송된다. 그러나, 팩형 리튬 이차전지는 융착공정에서 외장케이스의 일부분 또는 전체적으로 미융착된 상태로 다음 공정으로 이송되는 경우가 발생된다. 리튬 이차전지는 상기 외장케이스가 전체적으로 융착되는 경우와 융착되지 않는 경우의 전체 두께차이가 0.1mm 내지 0.3mm 정도에 불과하여, 상기 외장케이스의 완전한 융착여부를 육안으로는 식별이 어렵게 된다. 따라서, 상기 외장케이스가 미융착 상태로 다음 공정으로 이송되는 경우에는 리튬 이차전지 자체의 불량 외에도 다음 공정으로 이송된 미융착 리튬 이차전지를 제거하기 위해서 다음 공정을 중단시켜야 하므로 생산 손실이 발생되는 문제가 있 다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 외장케이스가 외부에 포장되어 융착된 리튬 이차전지의 두께를 자동으로 측정하여 외장케이스의 융착여부를 검사할 수 있는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치에 관한 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치는 팩형 리튬 이차전지가 안착되어 이송되는 컨베이어벨트와 대략 판상으로 상기 컨베이어벨트의 상부에 설치되며, 상기 팩형 리튬 이차전지가 이송되는 영역에 상응하는 위치에 소정 크기로 형성되는 작업홀과 상기 작업홀의 대략 중간위치에서 하면에 결합되는 측정판을 포함하는 프레임과 상기 팩형 리튬 이차전지를 상기 작업홀을 통하여 흡착하는 흡착수단과 상기 흡착수단과 결합되어 상기 흡착수단을 상하로 이송하는 상하이송수단과 상기 프레임의 상부에서 상기 작업홀의 후측에 설치되며, 상기 상하이송수단을 좌우로 이송하는 좌우이송수단과 발광부와 수광부를 구비하여 상기 측정판의 상면에 설치되며 상기 측정판의 상면에 안착되는 상기 팩형 리튬 이차전지의 두께를 측정하는 두께센서와 상기 프레임의 하부에서 상기 흡착수단의 초기위치에 상응하는 위치에 설치되며, 상기 팩형 리튬 이차전지의 이송 여부를 감지하는 감지센서 및 상기 흡착수단과 상하이송수단과 좌우이송수단과 두께센서 및 감지센서와 신호를 송수신하며 동작을 제어 하는 제어부를 포함하는 것을 특징을 한다.

또한, 본 발명에서 상기 흡착수단은 흡착관과 상기 흡착관 하단에 결합되어 상기 팩형 리튬 이차전지에 접촉되는 탄성체와 상기 흡착관 상단에 형성되며 별도의 진공펌프에 연결되는 연결관을 포함하며, 상기 흡착관이 상기 상하이송수단에 고정되도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 흡착수단은 상기 컨베이어벨트에서 이송되는 상기 팩형 리튬 이차전지를 흡착하여 상기 측정판으로 이송하는 제1흡착수단과 상기 측정판에 안착된 팩형 리튬 이차전지를 상기 컨베이어벨트로 다시 이송하는 제2흡착수단이 소정 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 상하이송수단은 상기 흡착수단이 결합되는 수평브라켓과 상기 수평브라켓이 결합되는 수직브라켓 및 상기 수직브라켓이 상하로 이동되도록 결합되며 상기 좌우이송수단에 고정되는 공압실린더를 포함하여 형성될 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 좌우이송수단은 로드레스 실린더 기구와 상기 로드레스 실린더 기구를 상기 프레임 상부에 지지하는 지지프레임을 포함하여 형성될 수 있다. 이때 상기 로드레스 실린더 기구는 실린더와 상기 실린더의 하부에 평행하게 설치되는 가이드봉과 상기 실린더와 가이드봉에 지지되면서 상기 실린더와 자력에 의하여 결합되어 이송되는 블록으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 두께센서는 레이저센서 또는 광센서로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 감지센서는 초음파 센서 또는 광센서로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 제어부는 알람발생수단을 포함하며, 상기 팩형 리튬 이차전지의 두께가 규정 값보다 크게 되면 알람을 발생시키도록 형성될 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치의 정면도를 나타낸다. 도 4는 본 발명에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치의 평면도를 나타낸다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팩형 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치에서 두께센서가 설치된 부분의 부분측면도를 나타낸다. 도 6은 본 발명에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치의 제어부의 개략적인 연결도를 나타낸다.

본 발명의 실시예에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치는, 도 3과 도 4를 참조하면, 컨베이어벨트(100)와 프레임(200)과 흡착수단(300)과 상하이송수단(400)과 좌우이송수단(500)과 두께센서(600)와 감지센서(700) 및 제어부(800)를 포함하여 형성된다. 상기 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치는 컨베이어벨트에 안착되어 이송되는 팩형 리튬 이차전지의 두께 즉, 외장케이스의 두께를 측정하여 외장케이스의 융착여부를 검사하며, 미융착된 리튬 이차전지가 검사된 경우에는 알람을 발생시키게 된다. 따라서, 작업자는 상기 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치의 알람신호에 따라 미융착된 리튬 이차전지를 제거하여 다음공정으로 넘어가는 것을 방지하게 된다.

상기 컨베이어벨트(100)는 부품을 이송하는데 일반적으로 사용되는 이송수단으로 형성되며, 상부에 팩형 리튬 이차전지가 안착되어 이송된다. 상기 컨베이어벨트(100)는 독립적으로 형성되는 컨베이어벨트 외에도 리튬 이차전지의 생산라인에 일체로 설치된 컨베이어벨트가 사용될 수 있음은 물론이다. 상기 컨베이어벨트(100)는 일반적으로 사용되는 구성요소이므로 여기서 상세한 설명은 생략한다.

상기 프레임(200)은 소정 두께의 대략 판상으로, 소정위치에 형성되는 작업홀(210)과 측정판(220)을 포함하여 형성된다. 상기 프레임(200)은 상기 컨베이어벨트(100) 상부에 소정 높이로 설치되며, 상부에 상기 흡착수단(300)과 상하이송수단(400)과 좌우이송수단(500)이 설치된다. 또한, 상기 프레임(200)은 하부에 상기 두께센서(600)와 감지센서(700)가 장착된다. 상기 작업홀(210)은 상기 프레임(200)이 상기 컨베이어벨트(100)의 상부에 설치될 때 상기 컨베이어벨트(100)에서 리튬 이차전지가 이송되는 부분에 상응하는 영역에 소정 폭과 길이로 형성된다. 상기 측정판(220)은 리튬 이차전지(10)가 안착되도록 소정 크기를 갖는 판상으로 상기 작업홀(210)의 중간 위치에서 상기 프레임(200)의 하면에 결합되어 형성된다. 상기 작업홀(210)과 측정판(220)은 상기 컨베이어벨트(100)에서 이송되는 리튬 이차전지(10)를 상기 측정판(220) 위에 위치시키고 두께를 측정하는 작업이 이루어지는 공간을 제공하게 된다. 따라서, 상기 작업홀(210)은 이러한 작업이 이루어질 수 있도록 충분한 크기를 갖도록 형성된다. 또한, 상기 측정판(220)은 상부에 리튬 이차전지(10)가 안착될 수 있도록 충분한 크기로 형성된다. 한편, 상기 프레임(200)의 형상에 따라서는 상기 작업홀(210)이 형성되지 않고, 상기 작업홀 전면이 개방되어 형성될 수 있음은 물론이다.

상기 흡착수단(300)은 제1흡착수단(310)과 제2흡착수단(320)을 포함하며, 다만, 제1흡착수단(310) 또는 제2흡착수단(320) 중 어느 하나만으로 형성될 수 있으며, 이때는 작업속도가 느리게 될 수 있으므로 작업속도를 고려하여 선택적으로 형성하는 것이 필요하다. 상기 각 흡착수단(310, 320)은, 예를 들면, 흡착관(310a, 320a)과 상기 흡착관(310a, 320a)의 하단에 부착되는 탄성체(310b, 320b) 및 상기 흡착관(310a,320a)의 상단에 연결관(310c, 320c)을 포함하여 형성된다. 상기 연결관(310a, 320b)은 별도의 진공펌프(도면에 표시하지 않음)에 연결되며, 상기 진공펌프의 작동에 의하여 상기 흡착관(310a, 320a) 및 탄성체(310b, 320b) 내부가 진공으로 유지된다. 상기 흡착수단(300)은 상기 상하이송수단(400)에 각각 소정 거리 이격되어 고정되며, 상기 상하이송수단(400)에 의하여 상하로 이송되면서, 상기 컨베이어벨트(100)의 상부로 이송되는 리튬 이차전지(10)를 흡착하게 된다. 그리고, 상기 흡착수단(300)이 결합된 상기 상하이송수단(400)이 상기 좌우이송수단(500)에 결합되므로, 상기 흡착수단(300)은 상기 리튬 이차전지(10)를 좌우로 이송하여 상기 측정판(220) 위로 이송하고, 두께 검사가 완료된 후에는 다시 상기 컨베이어벨트(100)의 상부로 이송하게 된다. 보다 상세하게는 상기 제1흡착수단(310)이 먼저 상기 컨베이어벨트(100)의 상부에 있는 리튬 이차전지(10)를 흡착하여 상기 측정판(220) 상부로 이송하게 된다. 이때,상기 제2흡착수단(320)은 리튬 이차전지(10)를 흡착하지 않은 상태이다. 상기 측정판(220) 위의 리튬 이차전지(10)에 대한 두께 측정이 완료되면 제2흡착수단(320)은 상기 측정판(220)위의 리튬 이차전지(10)를 흡착하게 된다. 이때, 제1흡착수단(310)은 상기 컨베이어벨트(100) 위의 또 다른 리튬 이차전지(10)를 흡착하게 된다. 따라서, 상기 흡착수단(300)이 이송되면 두께 측정이 종료된 리튬 이차전지(10)는 상기 제2흡착수단(320)에 의하여 상기 컨베이어벨트(100)의 상부로 이송되며, 새로운 리튬 이차전지(10)는 상기 측정판(220) 상부로 이송된다. 상기와 같은 반복되는 과정에 의하여 리튬 이차전지(10)의 두께가 연속적으로 측정될 수 있다.

상기 흡착관(310a, 320a)은 내부가 통공인 관으로 금속관 또는 플라스틱관으로 형성되며 소정 위치가 상기 상하이송수단(400)에 고정된다. 상기 흡착관(310a, 320a)은 상기 연결관(310c, 320c)에 의하여 별도의 진공펌프(도면에 표시하지 않음)에 연결되어 흡착관(310a, 320a) 내부를 진공상태로 유지하게 된다. 상기 진공펌프는 다이아프램 펌프, 로터리펌프 등 상기 흡착관 내부의 공기를 흡입하여 진공상태로 만들 수 있는 다양한 펌프가 사용될 수 있다.

상기 탄성체(310b, 320b)는 플라스틱 또는 수지와 같은 탄성체로 형성되며 내부가 통공인 관형상으로 상기 흡착관(310a, 320a)의 하단에 결합된다. 상기 흡착관(310a,320a)은 상기 탄성체(310b, 320b)를 통하여 상기 리튬 이차전지(10)의 상면과 완전하게 밀착되어 리튬 이차전지(10)를 흡착하게 된다. 또한, 상기 탄성체(310b, 320b)는 상기 리튬 이차전지(10)의 외관이 손상되는 것을 방지하게 된다. 상기에서는 흡착관(310a, 320a)과 탄성체(310b, 320b)의 구성에 대하여 예시적으로 설명하였으며, 필요에 따라서는 다양한 흡착수단이 사용될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 흡착관(310a, 320a)과 탄성체(310b, 320b) 사이에는 별도의 탄성스프링( 도면에 표시하지 않음)이 사용되어 상기 흡착수단(300)의 탄성력을 증가시킬 수 있으며, 리튬 이차전지(10)의 손상을 최대한 방지할 수 있게 된다.

상기 상하이송수단(400)은 공압실린더(410)와 수직브라켓(420) 및 수평브라켓(430)을 포함하여 형성되며, 상기 흡착수단(300)을 상하로 이송하게 된다. 한편, 상기 수직브라켓(420)과 수평브라켓(430)은 하나로 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 상하이송수단(400)은 상기 흡착수단(300)의 흡착관(310)을 수평브라켓(430)에 의하여 지지하게 되며, 상기 수평브라켓(430)은 상기 수직브라켓(420)에 결합된다. 또한, 상기 수직브라켓(420)은 상기 공압실린더(410)에 상하로 이동 가능하게 결합되며, 상기 공압실린더(410)의 작동에 의하여 상하로 이동하게 된다. 따라서, 상기 상하이송수단(400)은 상기 흡착수단(300)을 상하로 이동시키게 된다. 상기 수직브라켓(420)은 대략 사각 박스 형상으로 형성될 수 있으며, 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다. 상기 수평브라켓(430)은 대략 삼각형상의 판상으로 형성되며, 제1흡착수단(310)과 제2흡착수단(320)이 삼각형의 양 꼭지점 부분에 결합되어 제1흡착수단(310)과 제2흡착수단(320)이 소정 거리 이격되어 고정되도록 한다. 이때, 상기 흡착수단(300)은 필요에 따라 상기 수평브라켓(430)에 고정 높이가 조정될 수 있도록 결합된다. 따라서, 상기 흡착수단(300)은 각각 일정 간격을 유지하면서 상기 공압실린더(410)의 작동에 의하여 상하로 이송하게 된다. 상기 상하이송수단(400)은 공압실린더 외에도 볼스크류기구, 벨트와 모터 등 다양한 이송기구가 사용될 수 있음은 물론이다.

상기 좌우이송수단(500)은 로드레스 실린더 기구(510)와 지지프레임(520)을 포함하여 형성되며, 상기 프레임(200)의 상부에서 상기 작업홀(210)의 후측에 설치된다. 상기 좌우이송수단(500)은 상기 상하이송수단(400)을 좌우로 이송하게 되며, 따라서, 상기 흡착수단(300)을 좌우로 이송하게 된다.

상기 로드레스 실린더 기구(510)는 통상 실린더(512)와 상기 실린더(512)의 하부에 설치되는 가이드봉(514)과 상기 실린더(512)와 가이드봉(514)에 지지되면서 실린더와 자력에 의하여 결합되는 블록(516)을 포함하여 형성된다. 상기 실린더(512)에 공압이 공급되면 실린더(512) 내부에 자석이 이동되면서 상기 블록(516)을 이송하게 된다. 상기 로드레스 실린더 기구(510)는 일반적으로 사용되는 이송기구이므로 상세한 구성과 작동원리에 대한 상세한 설명은 생략한다. 상기 블록(516)은 전면에 상기 상하이송수단(400)이 결합된다.

상기 좌우이송수단(500)은 상기 로드레스 실린더 기구(510)외에도 볼스크류 기구 등 다양한 이송기구들이 사용될 수 있음은 물론이다. 예를 들면 상기 볼스크류 기구는 모터와 상기 모터에 결합되어 회전하는 볼스크류와 상기 볼스크류와 평행하게 형성되는 리니어가이드와 상기 볼스크류와 리니어가이드에 의하여 지지되면서 상기 모터의 회전력에 의한 볼스크류의 회전에 의하여 직선 이동되는 리니어블럭을 포함하여 형성된다. 이때는 상기 리니어블럭에 상기 상하이송수단이 결합되어 좌우로 이송된다. 상기 볼스크류 이송기구도 일반적으로 사용되는 이송기구이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.

상기 지지프레임(520)은 소정 거리 이격되는 한 쌍의 판을 포함하며, 상기 프레임(200)의 상부에서 상기 작업홀(210)의 후측에 수직으로 설치되며 내측에 상 기 로드레스 실린더 기구(510)를 지지하게 된다. 상기 지지프레임(520)은 상기에서 설명한 외에도 상기 로드레스 실린더 기구(510)를 지지하기 위한 다양한 형태로 형성될 수 있음은 물론이다.

상기 두께센서(600)는, 도 5를 참조하면, 발광부(610)와 수광부(620)를 포함하여 형성되며, 상기 측정판(220) 상부의 양측에 설치되어 상기 측정판(220)의 상면에 안착되는 리튬 이차전지(10)의 두께를 측정하게 된다. 상기 두께센서(600)는 발광부(610)와 수광부(620)를 구비하는 광센서 또는 레이저센서가 사용되며 바람직하게는 정밀도가 높은 레이저센서를 사용하게 된다. 상기에서 설명한 바와 같이 리튬 이차전지(10)의 외장케이스가 완전하게 융착된 경우와 적어도 일부분이 미융착된 경우에 리튬 이차전지(10)의 두께 차이는 0.1mm 내지 0.3mm 정도이므로 이러한 두께차이를 감지할 수 있는 두께 센서를 사용하는 것이 필요하다. 상기 측정판(220)의 상부에 리튬 이차전지(10)가 안착되면, 상기 두께센서(600)는 발광부(610)에서 광 또는 레이저를 조사하게 되며, 상기 수광부(620)에서는 상기 리튬 이차전지(10)의 상부를 통과하여 입사되는 광 또는 레이저의 높이를 측정하여 정보를 송신하게 된다. 한편, 상기 두께센서는 발광부와 수광부가 일체로 형성되어, 리튬 이차전지의 상부에 위치하여 두께를 측정할 수 있도록 형성될 수 있음은 물론이다.

상기 감지센서(700)는 초음파 센서, 광센서와 같이 소정 거리 내에 있는 물체를 인식할 수 있는 센서로 형성되며, 상기 프레임(200)의 하부에서 상기 측정판(220)으로부터 소정 거리 이격되어 설치된다. 상기 감지센서(700)는 바람직하게는 상기 제1흡착수단(310)이 상기 컨베이어벨트(100)의 상부로 이송되는 리튬 이차전 지(10)를 흡착하는 초기위치에 대응되는 위치에 설치되어, 상기 제1흡착수단(310)이 흡착할 리튬 이차전지(10)가 있는지 여부를 감지하게 된다. 따라서, 상기 감지센서(700)는 상기 제1흡착수단(310)의 하부에 리튬 이차전지(10)가 이송되어 있지 않으면 필요한 소정 신호를 송신하지 않도록 하여 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치가 작동되지 않도록 한다.

상기 제어부(800)는, 도 6을 참조하면, 상기 흡착수단(300)과 상하이송수단(400)과 좌우이송수단(500)과 두께센서(600) 및 감지센서(700)와 연결되어 신호를 송수신하며 이들의 동작을 제어하게 된다. 상기 컨베이어벨트(100)는 상기 제어부(800)에 연결되어 동작될 수 있으며, 본 발명에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치가 설치되는 공정라인의 전체를 제어하는 별도의 제어부에 의하여 동작이 제어될 수 있다.

상기 제어부(800)는 상기 흡착수단(300)과 상하이송수단(400)과 좌우이송수단(500)과 연결되어 이들의 동작을 제어하게 된다. 또한, 상기 제어부(800)는 상기 두께센서(600)와 연결되어 두께센서(600)의 작동을 제어하며, 상기 리튬 이차전지(10)의 두께 측정신호를 수신하여 리튬 이차전지(10)의 두께를 산출하게 된다. 또한, 상기 제어부(800)는 상기 리튬 이차전지(10)의 두께가 규정 값보다 크게 되면 자체 또는 별도로 설치된 부저와 같은 알람발생수단을 작동시켜 알람을 발생시키며, 필요에 따라서는 상기 컨베이어벨트(100)를 포함하여 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치의 작동을 멈추게 한다. 또한, 상기 제어부(800)는 상기 감지센서(700)로부터 제1흡착수단(310)의 하부에 리튬 이차전지(10)가 이송되었는 지 여부에 대한 신호를 수신하여 상기 흡착수단(300)과 상하이송수단(400)과 좌우이송수단(500)의 작동을 제어하게 된다.

다음은 본 발명에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 컨베이어벨트(100)가 작동하게 되며 상면에는 리튬 이차전지(10)가 이송된다. 상기 감지센서(700)가 소정위치로 이송된 리튬 이차전지(10)를 인식하여 신호를 상기 제어부(800)로 송신하게 되면, 상기 제어부(800)는 상하이송수단(400) 및 흡착수단(300)을 작동하여 상기 흡착수단(300)의 제1흡착수단(310)이 상기 컨베이어벨트(100)의 상부에 이송된 리튬 이차전지(10)를 흡착하도록 제어한다. 상기 제어부(800)는 상기 좌우이송수단(500)과 상하이송수단(400)을 제어하여 상기 제1흡착수단(310)이 상기 측정판(220) 상부로 이송되도록 하고, 제1흡착수단(310)을 제어하여 흡착된 리튬 이차전지(10)가 상기 측정판(220)의 상면에 안착되도록 한다. 그리고, 상기 제어부(800)는 다시 상기 좌우이송수단(500)을 제어하여 상하이송수단(400) 및 흡착수단(300)을 초기위치로 복귀시키게 된다. 상기 제어부(800)는 상기 두께센서(600)를 작동시켜 상기 측정판(220)의 상부에 안착된 리튬 이차전지(10)의 두께를 측정하며, 두께가 규정 값보다 크게 되면 알람을 발생시키고 장치의 작동을 중지시키게 된다. 따라서 작업자는 미융착된 리튬 이차전지(10)를 상기 측정판(220)으로부터 제거하고 다시 장치를 작동시키게 된다.

한편, 측정된 리튬 이차전지(10)의 두께가 규정 값보다 작은 경우, 상기 제 어부(800)는 상하이송수단(400)과 흡착수단(300)을 제어하여, 상기 제2흡착수단(320)이 상기 측정판(220)의 상부에 안착된 리튬 이차전지(10)를 흡착하게 된다. 이때, 상기 제1흡착수단(310)의 하부에 리튬 이차전지(10)가 이송되어 있으면, 상기 제1흡착수단(310)은 이송된 리튬 이차전지(10)를 역시 흡착하게 된다. 상기 제어부(800)는 상기 좌우이송수단(500)을 제어하여 상기 제2흡착수단(320)에 흡착된 리튬 이차전지(10)는 다시 컨베이어벨트(100)의 상부로 이송시키며, 제1흡착수단(310)에 흡착된 리튬 이차전지(10)는 상기 측정판(220)으로 이송시키게 된다. 따라서, 검사가 끝난 리튬 이차전지(10)는 상기 컨베이어벨트(100)에 의하여 다음 공정으로 이송되며, 상기 측정판(220) 상부에 안착된 리튬 이차전지(10)는 두께센서(600)에 의하여 두께 측정이 진행된다. 한편, 상기 제어부(800)는 상기 좌우이송수단(500)과 상하이송수단(400) 및 흡착수단(300)을 원위치로 이송시키게 된다. 상기와 같은 과정이 반복되면서 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치는 리튬 이차전지(10) 외장케이스의 미융착 여부를 연속적으로 검사하게 된다.

본 발명에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치는 독립적으로 운용될 수 있으며, 일련의 공정 라인의 소정위치에 장착되어 운용될 수 있음은 물론이다.

한편, 본 발명에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치에서는 미융착된 리튬 이차전지를 작업자가 수동으로 제거하는 것으로 구성하였으나 제3의 흡착수단을 사용하여 미융착된 리튬 이차전지가 자동으로 제거될 수 있도록 구성할 수 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

발명에 따른 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치에 따르면 외장케이스가 외부에 포장되어 융착된 리튬 이차전지의 두께를 측정하여 외장케이스가 미융착된 리튬 이차전지를 정밀하게 선별할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 외장케이스가 다음 공정으로 이송되는 것을 방지함으로써 공정이 중단되는 것을 방지하여 공정라인의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 팩형 리튬 이차전지가 안착되어 이송되는 컨베이어벨트;

   대략 판상으로 상기 컨베이어벨트의 상부에 설치되며, 상기 팩형 리튬 이차전지가 이송되는 영역에 상응하는 위치에 소정 크기로 형성되는 작업홀과 상기 작업홀의 대략 중간위치에서 하면에 결합되는 측정판을 포함하는 프레임;

   상기 팩형 리튬 이차전지를 상기 작업홀을 통하여 흡착하는 흡착수단;

   상기 흡착수단과 결합되어 상기 흡착수단을 상하로 이송하는 상하이송수단;

   상기 프레임의 상부에서 상기 작업홀의 후측에 설치되며, 상기 상하이송수단을 좌우로 이송하는 좌우이송수단;

   발광부와 수광부를 구비하여 상기 측정판의 상면에 설치되며 상기 측정판의 상면에 안착되는 상기 팩형 리튬 이차전지의 두께를 측정하는 두께센서;

   상기 프레임의 하부에서 상기 흡착수단의 초기위치에 상응하는 위치에 설치되며, 상기 팩형 리튬 이차전지의 이송 여부를 감지하는 감지센서 및

   상기 흡착수단과 상하이송수단과 좌우이송수단과 두께센서 및 감지센서와 신호를 송수신하며 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징을 하는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 흡착수단은

   흡착관과 상기 흡착관 하단에 결합되어 상기 팩형 리튬 이차전지에 접촉되는 탄성체와 상기 흡착관 상단에 형성되며 별도의 진공펌프에 연결되는 연결관을 포함하며, 상기 흡착관이 상기 상하이송수단에 고정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 흡착수단은

   상기 컨베이어벨트에서 이송되는 상기 팩형 리튬 이차전지를 흡착하여 상기 측정판으로 이송하는 제1흡착수단과 상기 측정판에 안착된 팩형 리튬 이차전지를 상기 컨베이어벨트로 다시 이송하는 제2흡착수단이 소정 간격으로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 상하이송수단은

   상기 흡착수단이 결합되는 수평브라켓과 상기 수평브라켓이 결합되는 수직브라켓 및 상기 수직브라켓이 상하로 이동되도록 결합되며 상기 좌우이송수단에 고정되는 공압실린더를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 좌우이송수단은

   로드레스 실린더 기구와 상기 로드레스 실린더 기구를 상기 프레임 상부에 지지하는 지지프레임을 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 로드레스 실린더 기구는

   실린더와 상기 실린더의 하부에 평행하게 설치되는 가이드봉과 상기 실린더와 가이드봉에 지지되면서 상기 실린더와 자력에 의하여 결합되어 이송되는 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 두께센서는 레이저센서 또는 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 감지센서는 초음파 센서 또는 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 팩형 리튬 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 알람발생수단을 포함하며, 상기 팩형 리튬 이차전지의 두께가 규정 값보다 크게 되면 알람을 발생시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 팩형 이차전지의 외장케이스 미융착 검사장치.

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