KR20220097295A - 복렬 투입 구조를 구비한 배터리 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엑스레이를 이용한 배터리 검사 장치에 관한 것으로, 배터리를 검사 위치로 전달하기 위한 검사 회전체, 검사 위치에서 배터리를 촬상하기 위한 촬상 유닛 ― 촬상 유닛은 엑스레이 소스 및 디텍터를 구비함 ―, 검사 회전체로 배터리를 투입하기 위한 투입 회전체, 투입 회전체로 배터리를 공급하기 위한 이송 수단을 포함하고, 상기 검사 회전체의 둘레를 따라 둘 이상의 배터리 투입 위치를 포함하는 배터리 검사 장치를 제공한다..

Description

복렬 투입 구조를 구비한 배터리 검사 장치{BATTERY INSPECTION APPARATUS HAVING DUAL INPUT STRUCTURE}
본 발명은 이차 전지의 엑스레이 검사 장치에 관한 것으로, 배터리를 복렬로 투입하는 구조를 구비한 엑스레이 검사 장치에 관한 것이다.
엑스레이 검사는 다양한 산업 분야에 적용되고 있으며 각 적용 분야에서 제품 유형에 따라 다양한 형태의 검사 장치가 공지되어 있다.
일반적으로, 엑스레이 검사 장치에서 피검 대상은 컨베이어와 같은 이송 수단에 의하여 연속적으로 공급될 수 있다. 그리고 차폐된 검사 챔버 내에서 엑스레이 소스 및 디텍터에 의하여 엑스레이 투영 이미지가 형성되고, 이를 통해 얻어진 이미지로부터 제품의 결함 여부가 판단될 수 있다.
이차 전지는 그 장점으로 인해 산업 전반에 걸친 다양한 기술분야에 적용되고 있는데, 스마트폰과 같은 이동 통신 장치의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐아니라, 전기자동차의 에너지원으로도 주목받고 있다.
원통형 이차 전지용 엑스레이 검사 장치는 권취(winding) 공정에서 발생될 수 있는 '+' 전극과 '-' 전극의 사행 상태, 셀 내부의 '+' 전극과 '-' 전극의 정렬 상태, 전극 간극 등을 엑스레이 투시를 통해 검사하여 양·불량 판정을 하게 된다.
공개특허공보 제10-2010-0044680호, '전지 검사 장치'에는, 외주연면에 등간격으로 형성된 칸 및 이들 각 칸내에 투입되는 전지를 흡착하는 흡착 수단을 마련한 원통형 테이블과, 원통형 테이블의 각 칸에 흡착되는 전지를 원 궤도에 따라 회전시켜서 검사 위치로 반송하는 회전 기구를 갖는 회전 반송부를 구비하고, 원통형 테이블의 칸내에 전지를 흡착하고, 회전 반송시키면서 순차적으로 검사 위치에서 전지의 투과 상을 촬영해 양부를 판정하는 전지 검사 장치에 관해 개시하고 있다.
여기에 개시된 원통형 배터리용 엑스레이 검사 장치는 검사 회전체가 1피치씩 회전하면서 검사가 이루지는 한편, 1열로 형성된 투입 라인으로 배터리가 검사 회전체에 투입되므로, 검사 속도에 한계가 있었다.
본 발명은 검사 회전체에 대해 둘 이상의 투입 위치에서 배터리를 투입하는 것이 가능한 배터리 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 둘 이상의 투입 위치에서 동시에 투입된 배터리를 동시에 검사하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 검사 장치는 다음 양태들 및 이들의 임의의 조합을 포함한다.
본 발명의 한 양태는 배터리 검사 장치로서, 배터리를 검사 위치로 전달하기 위한 검사 회전체, 검사 위치에서 배터리를 촬상하기 위한 촬상 유닛 ― 촬상 유닛은 엑스레이 소스 및 디텍터를 구비함 ―, 검사 회전체로 배터리를 투입하기 위한 투입 회전체, 투입 회전체로 배터리를 공급하기 위한 이송 수단을 포함하고, 상기 검사 회전체의 둘레를 따라 둘 이상의 배터리 투입 위치를 포함하는 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 배터리 투입 위치의 개수가 M개일 때, 상기 검사 회전체가 M-피치씩 회전하도록 이루어진 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 배터리 투입 위치별로 전용 촬상 유닛이 할당된 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 배터리 투입 위치마다 별개의 투입 회전체가 구비된 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 검사 회전체가 그 둘레를 따라 등간격으로 배열된 N개의 배터리 수용 칸 ― 배터리 수용 칸 중 임의의 한 칸을 1번 칸으로, 이어서 검사 회전체 둘레를 따라 2번, 3번, …, N번 칸으로 지칭하고, 상기 배터리 수용 칸은 그 순번에 따라 홀수 칸과 짝수 칸으로 구분됨 ― 을 포함하고, 상기 검사 회전체의 둘레를 따라 두 개의 배터리 투입 위치를 포함하는 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 두 개의 투입 위치 중 제1 투입 위치에서 배터리를 투입하기 위한 제1 투입 회전체, 및 제2 투입 위치에서 배터리를 투입하기 위한 제2 투입 회전체를 포함하고, 상기 제1 투입 회전체는 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽에 배터리를 투입하고, 상기 제2 투입 회전체는 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽에 배터리를 투입하도록 이루어진 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 제1 투입 회전체와 상기 제2 투입 회전체가 상기 검사 회전체의 회전 방향으로 각각 상류와 하류에 배열된 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 제1 투입 회전체와 상기 제2 투입 회전체가 동일한 회전 지름을 가지되, 각각 그 둘레를 따라 일정한 간격으로 배열된 배터리 수용 칸을 포함하고, 상기 제2 투입 회전체의 배터리 수용 칸의 개수가 상기 제1 투입 회전체의 배터리 수용 칸의 개수의 두 배인 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 제2 투입 회전체의 1-피치가 상기 검사 회전체의 1-피치에 대응하는 것인 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 제1 투입 회전체로 배터리를 공급하기 위한 제1 이송 수단, 및 상기 제2 투입 회전체로 배터리를 공급하기 위한 제2 이송 수단을 포함하는 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 제2 이송 수단과 상기 제2 투입 회전체 사이에 중간 회전체를 포함하고, 상기 중간 회전체는 상게 제2 이송 수단에 의해 이송된 배터리를 상기 제2 투입 회전체로 전달하도록 이루어진 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 중간 회전체는 상기 제2 투입 회전체와 동일한 회전 지름을 가지되, 그 둘레를 따라 등간격으로 배열된 배터리 수용 칸을 포함하고, 상기 중간 회전체의 배터리 수용 칸의 개수가 상기 제1 투입 회전체의 배터리 수용 칸의 개수와 동일한 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 제2 이송 수단을 통해 공급되는 배터리가 상기 제2 투입 회전체로 투입되는 것을 막거나 허용할 수 있는 스토퍼를 더 포함하는 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 제1 검사 위치에서 배터리를 촬상하는 제1 촬상 유닛, 및 제2 검사 위치에서 배터리를 촬상하는 제2 촬상 유닛을 포함하고, 상기 제1 촬상 유닛은 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽에 수용된 배터리를 촬상하고, 상기 제2 촬상 유닛은 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽에 수용된 배터리를 촬상하도록 이루어진 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 제 3 검사 위치에서 배터리를 촬상하는 제3 촬상 유닛, 및 제4 검사 위치에서 배터리를 촬상하는 제4 촬상 유닛을 포함하고, 상기 제3, 4 촬상 유닛은 상기 제1, 2 촬상 유닛에 비해 배터리의 다른 부위를 촬상하며, 상기 제3 촬상 유닛은 상기 제1 촬상 유닛이 촬상하는 칸에 수용된 배터리를 촬상하고, 상기 제4 촬상 유닛은 상기 제2 촬상 유닛이 촬상하는 칸에 수용된 배터리를 촬상하도록 이루어진 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 검사 회전체가 2-피치씩 스텝 회전하되, 상기 제1 투입 위치에서는 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽만 정지하고, 상기 제2 투입 위치에서는 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽만 정지하도록 이루어진 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 검사 회전체가 2-피치씩 스텝 회전하되, 상기 제1 검사 위치에서는 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽만 정지하고, 상기 제2 검사 위치에서는 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽만 정지하도록 이루어진 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 검사 회전체가 2-피치씩 스텝 회전하되, 상기 제1, 3 검사 위치에서는 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽만 정지하고, 상기 제2, 4 검사 위치에서는 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽만 정지하도록 이루어진 배터리 검사 장치이다.
본 발명의 다른 양태는, 위 양태에 추가로, 상기 검사 회전체로부터 배터리를 배출하기 위한 배출 회전체, 상기 배출 회전체에 의해 배출되는 배터리 중 양품으로 판정된 배터리와, 불량으로 판정된 배터리가 서로 다른 경로를 따라 배출되고, 재검 판정된 배터리는 상기 투입 회전체로 재투입되는 것인 배터리 검사 장치이다.
본 발명에 따르면, 단위 시간당 투입되고 검사되는 배터리의 개수가 늘어나 단위 시간당 검사량이 크게 증가한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 전체적인 구조를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 배터리 검사 장치의 평면도이다.
도 3은 도 2에 따른 배터리 검사 장치에서 투입 회전체 부분을 확대한 것이다.
도 4는 도 2에 따른 배터리 검사 장치에서 배출 회전체 부분을 확대한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리가 검사 회전체로 투입되고, 검사된 다음, 배출되는 모습을 나타낸 것이다.
첨부된 도면에 제시된 실시예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명에 대한 설명의 명확성을 위해 다음과 같이 용어를 정의한다.
'스텝 회전': 회전체가 회전-정지-회전 순으로 소정 각도만큼씩 단속적으로 회전하는 것.
'1-피치': 회전체의 둘레에 형성된 이웃한 두 배터리 수용칸 사이의 호의 길이.
'회전 지름': 회전체가 회전할 때 그 회전체에 수용된 피검물이 그리는 원의 지름.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 검사 장치의 전체적인 구조를 나타낸 도 1 및 2를 보면, 배터리 검사 장치(1)가 검사 회전체(10), 엑스레이 소스(20A, 20B, 30A, 30B), 디텍터(21A, 21B, 31A, 31B), 투입 회전체(40A, 40B), 공급 컨베이어(60, 60A, 60B), 배출 회전체(70), 및 반송 컨베이어(90)를 포함한다. 엑스레이를 차폐시키기 위한 외장은 생략되어 있다.
검사 회전체(10)는 예를 들어 스텝 회전하는 원판 모양의 인덱스 테이블일 수 있다. 검사 회전체(10)의 둘레를 따라 일정 간격으로 배터리 수용칸(11)들이 형성되어 있다. 이 실시예에 따른 검사 회전체(10)는 그 둘레로 80개의 배터리 수용칸(11)을 포함한다. 이 실시예에서 피검물이 원통형 배터리이므로, 수용칸(11)이 홈 형상으로 형성될 수 있다. 피검물의 모양에 따라 적절한 형상의 수용칸이 형성될 수 있다. 도 1 내지 4에서 실제로 배터리가 있는지 여부에 상관없이, 설명의 편의상 일부 배터리 수용칸(11)에만 배터리를 표시하였다.
검사 회전체(10)가 배터리를 수용한 채 회전할 때 배터리의 이탈을 방지할 수 있는 가이드 벽(12)이 형성될 수 있다.
검사 회전체(10)는 한 번에 2-피치씩 회전한다. 즉, 한 번 회전할 때 배터리 수용칸(11) 두 칸씩 이동한다.
도 2를 기준으로, 검사 회전체(10)의 좌측 하단에 아래 위로 두 개의 투입 회전체(40A, 40B)가 배열된다. 즉, 이 실시예에서는 검사 회전체(10)에 대한 배터리 투입 라인을 2열로 구성하되, 검사 회전체(10)를 2-피치씩 회전시킴으로써 2조의 촬상 유닛이 동시에 검사 가능하도록 하였다. 따라서, 단위 시간당 배터리 검사 속도가 두 배가 될 수 있다.
필요에 따라, 투입 라인을 3열로 구성하고 검사 회전체(10)를 3-피치씩 회전시키는 것도 가능할 것이다.
검사 회전체(10) 내측으로 엑스레이 소스(20A, 20B, 30A, 30B)가 배열되고, 배터리 또는 배터리 수용칸(11)을 사이에 두고 외측으로 마주보는 위치에 디텍터(21A, 21B, 31A, 31B)가 배열된다. 엑스레이 소스(20A)는 디텍터(21A)와 쌍을 이루어 하나의 촬상 유닛을 구성하고, 엑스레이 소스(20A)에서 방출되는 콘모양의 엑스레이(검은색 표시)가 배터리를 투과하여 디텍터(21A)에 의해 이미지가 검출됨으로써 검사가 이루어진다.
이 실시예에서, 엑스레이 소스(20A, 20B) 및 디텍터(21A, 21B)는 원통형 배터리의 상부를, 엑스레이 소스(30A, 30B) 및 디텍터(31A, 31B)는 하부를 촬상하도록 구성되어 있다. 이러한 총 네 개의 촬상 유닛을 피검 배터리를 기준으로 구분하면, 제1 조의 상·하부용 촬상 유닛(20A 및 21A, 30A 및 31A; 이하, 'A조 촬상 유닛'이라 함)과 제2 조의 상·하부용 촬상 유닛(20B 및 21B, 30B 및 31B; 이하, 'B조 촬상 유닛'이라 함)으로 구분될 수 있다. 후술하는 바와 같이, A조 촬상 유닛과 B조 촬상 유닛은 검사 대상 배터리가 서로 상이하다.
검사하고자 하는 부위에 따라 촬상 유닛의 개수를 증감시킬 수 있을 것이나, 후술하는 바와 같이, 본 발명에 따르면 적어도 두 개의 위치에서 동시에 검사(즉, 촬상)가 이루어져야 하므로 최소 두 개의 촬상 유닛이 구비되어야 한다.
스텝 회전하는 두 개의 투입 회전체(40A, 40B)가 구비된다. 투입 회전체(40A)는 검사 회전체(10)의 회전 방향으로 투입 회전체(40B)보다 상류에 배치된다. 따라서, 투입 회전체(40A)에 의한 배터리 투입 위치(P1, 도 5 참조)가 투입 회전체(40B)에 의한 배터리 투입 위치(P2, 도 5 참조)보다 상류에 있다. 각 투입 위치(P1, P2)에서 배터리가 동시에 투입될 수 있다.
각 투입 회전체(40A, 40B)는 배터리를 공급하는 이송 수단, 여기서는 컨베이어(60A, 60B)에 각각 연결되어 있다. 배터리들은 컨베이어(60, 도 1 참조)를 통해 1열로 공급되기 시작하여, 분배기(61)에 의해 컨베이어(60A)와 컨베이어(60B)로 2열로 분리될 수 있다. 각 배터리(B)는 캐리어(C, 도 3 참조)에 삽입된 상태로 공급될 수 있다.
도 2의 투입 회전체 부분을 확대한 도 3을 참고하면, 투입 회전체(40A)에는 그 둘레로 등간격으로 총 8개의 배터리 수용칸(41A)이 형성되는데, 이웃한 두 수용칸 사이의 호의 길이(즉, 1-피치)가 검사 회전체(10)의 2-피치에 상응한다. 이에 비해, 투입 회전체(40B)에는 그 둘레로 등간격으로 총 16개의 배터리 수용칸(41B)이 형성되며, 1-피치가 검사 회전체(10)의 1-피치에 상응한다. 이와 같이, 두 투입 회전체(40A, 40B)에 형성된 수용칸의 개수가 상이한 것은, 검사 회전체(10)가 투입 회전체(40A)에서 배터리 수용칸(11)이 교번적으로 채워진 채 투입 회전체(40B)에 이르게 되기 때문인데, 상세한 내용은 후술한다. 두 투입 회전체(40A, 40B)의 회전 지름은 동일하고, 각각 한 번 회전시 검사 회전체(10)의 2-피치에 상응하는 간격만큼 이동한다.
투입 회전체(40A, 40B)가 회전할 때 수용칸(41A, 41B)에 있는 배터리의 이탈을 방지하기 위한 가이드 벽(42A, 42B)이 설치될 수 있다.
투입 회전체(40A, 40B)와 검사 회전체(10)는 서로 반대방향으로 회전하고, 각자의 배터리 수용칸이 서로 대면될 때 투입 회전체(40A, 40B)의 수용칸(41A, 41B)에 있던 배터리가 검사 회전체(10)의 수용칸(11)으로 옮겨진다. 이때, 투입 회전체와 검사 회전체의 각각의 수용칸 사이에 배터리가 맞물리면서 전달이 이루어진다. 배터리의 투입을 위해 투입 가이드(13, 14)가 마련될 수 있다. 대안적으로, 검사 회전체(10)의 배터리 수용칸(11)에 자석 등의 흡착 수단이 마련될 수 있다.
상류에 위치한 투입 회전체(40A)가 회전함에 따라 공급 컨베이어(60A)로부터 밀려들어온 배터리(B)가 배터리 수용칸(41A)에 차례대로 수용된다. 투입 회전체(40A)가 회전함에 따라 배터리(B)가 RFID 인식부(45A)를 지나게 되고, 이때 해당 배터리가 담겨있는 캐리어(C)에 내장된 RFID 정보가 인식될 수 있다.
투입 회전체(40A)는 검사 회전체(10)의 2-피치에 해당하는 피치로 회전하므로, 투입 회전체(40A)가 한 번 회전할 때 검사 회전체(10)의 한 배터리 수용칸(11)이 지나가고, 두 번째 칸이 투입 회전체(40A)의 배터리 수용칸(41A)과 마주본 상태로 정지된다. 이때, 수용칸(41A)으로부터 수용칸(11)으로 배터리가 전달된다. 이런식으로 계속 회전하면, 검사 회전체(10)의 배터리 수용칸(11)에 한 칸씩 건너 배터리가 삽입된다.
하류에 위치한 투입 회전체(40B) 역시 검사 회전체(10)의 2-피치에 해당하는 피치로 회전하므로, 투입 회전체(40B)가 한 번 회전할 때 검사 회전체(10)의 한 배터리 수용칸(11)이 지나가고 두 번째 수용칸과 마주본 상태로 정지된다. 지나가는 배터리 수용칸(11)에는 투입 회전체(40A)에 의해 이미 배터리가 투입되어 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 투입 회전체(40B)는 투입 회전체(40A)와 동일 피치로 회전함에도 두 배의 배터리 수용칸이 형성되어 있는 바, 검사 회전체(10)에 이미 투입되어 있는 배터리에 의한 회전 간섭이 회피될 수 있다.
구체적으로, 투입 회전체(40B)는, 후술하는 방법에 의해, 공급 컨베이어(60B)로부터 한 칸씩 걸러서 배터리를 공급받을 수 있도록 구성된다. 검사 회전체(10)에 이미 수용되어 있는 배터리가 이 빈 칸(이하, '회피 칸' 이라 함)들과 맞물리게 되어 회전 간섭이 방지된다.
만일 투입 회전체(40B)가 투입 회전체(40A)와 동일한 개수의 배터리 수용칸을 가지고 있었다면, 투입 회전체(40B)가 검사 회전체(10)와 대면하는 지점(즉, 투입 위치)에서 검사 회전체(10)에 이미 수용되어 있는 배터리가 두 회전체 사이에 끼어서 회전 간섭이 일어날 것이고, 배터리가 튕겨나가거나 회전이 멈추게 될 수도 있다.
투입 회전체(40B)의 배터리 수용칸(41B)이 한 칸씩 걸러서 배터리를 수용할 수 있게 하는 한 가지 방법으로, 공급 컨베이어(60B)와 투입 회전체(40B) 사이에 중간 회전체(50)가 배열될 수 있다. 중간 회전체(50)는, 앞서 투입 회전체(40A)가 검사 회전체(10)에 한 칸씩 걸러서 배터리를 투입하는 것과 마찬가지 방법, 다시말해, 상대방 회전체(여기서는 투입 회전체(40B))보다 절반의 수용칸을 갖되 상대 회전체의 2피치에 해당하는 피치로 회전하는 방법으로, 투입 회전체(40B)의 배터리 수용칸(41B)에 한 칸씩 건너서 배터리를 전달할 수 있다. 투입 회전체(40B)로의 배터리 전달을 위해 투입 가이드(43B)가 마련될 수 있다.
이와 같이, 중간 회전체(50)는 그 둘레로 등간격의 배터리 수용칸(51)이 형성되며, 투입 회전체(40B)의 절반이며, 투입 회전체(40A)와는 동일한 개수의 배터리 수용칸(51)을 구비한다. 중간 회전체(50)가 회전함에 따라 공급 컨베이어(60B)로부터 유입된 배터리(B)가 배터리 수용칸(51)에 수용된다. 중간 회전체(50)가 회전함에 따라 배터리(B)가 RFID 인식부(55)를 지나게 되고, 이때 해당 배터리가 담겨있는 캐리어(C)에 내장된 RFID 정보가 인식될 수 있다.
투입 회전체(40B)의 배터리 수용칸(41B)이 한 칸씩 걸러서 배터리를 수용할 수 있게 하는 다른 방법으로, 스토퍼(57, 도 5 참고)가 사용될 수 있다. 스토퍼(57)는 공급 컨베이어(60B)를 통해 유입된 배터리를 막고 있다가, 투입 회전체(40B)의 정지 타이밍에 맞춰 풀어줌으로써 투입 회전체(40B)의 배터리 수용칸(41B)에 배터리가 한 칸씩 걸러서 공급되도록 할 수 있다. 스토퍼(57)를 사용하는 경우, RFID 인식부(55)는 투입 회전체(40B)의 회전 경로 내에 배설될 수 있다.
이런식으로, 검사 회전체(10)가 두 개의 투입 회전체(40A, 40B)와 맞물려 회전하면 배터리 수용칸(11)이 순차적으로 채워진다.
이상과 같이, 배터리를 검사 위치로 전달하는 검사 회전체(10)에 대한 복렬의 투입 구조가 달성된다.
도 2의 배출 회전체 부분을 확대한 도 4를 참고하면, 검사된 배터리(B)를 검사 회전체(10)로부터 배출하는 배출 회전체(70)가 도시되어 있다. 배출 회전체(70)에는 그 둘레를 따라 배터리 수용칸(71)이 등간격으로 형성되어 있다. 이 실시예에서 배출 회전체(70)의 배터리 수용칸(71)의 개수는 32개로, 투입 회전체(40B)의 두 배, 투입 회전체(40A)의 네 배이다. 배출 회전체(70)는 검사 회전체(10)와 반대방향으로 회전하되, 검사 회전체(10)와 마찬가지로 2-피치씩 회전한다. 따라서, 한 번의 회전에 배터리를 두 개씩 가져올 수 있다. 이때 배터리 배출 가이드(73)에 의해 배터리가 검사 회전체(10)로부터 이탈될 수 있다. 배출 회전체(70)가 계속 회전할 때 배터리의 이탈을 방지하기 위한 가이드 벽(72)이 마련될 수 있다.
도 2로 되돌아가 보면, 배출 회전체(70)에 의해 배출되는 배터리는 촬상 유닛(20A 및 21A, 20B 및 21B, 30A 및 31A, 30B 및 31B)에 의한 검사 결과에 따라, 양품 배출 컨베이어(75), 불량품 배출 컨베이어(91), 또는 반송 컨베이어(90)로 전달될 수 있다. 재검이 필요하거나 RFID 인식부(45A, 55)에서 RFID 정보를 인식하지 못한 경우, 반송 컨베이어(90)를 통해 투입 회전체(40A)로 반송될 수 있다. 불량품 배출 컨베이어(91)로 전달된 배터리는 불량품 수거함(92)에 수집될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리가 검사 회전체로 투입되고, 검사된 다음, 배출되는 모습을 나타낸 도 5를 참고하여 본 발명의 작동 과정에 대해 설명한다.
검사 회전체(10) 둘레로 총 80개의 배터리 수용칸(11)이 형성되어 있는데(배터리가 수용되지 않은 칸들은 칸형상으로 표시되지 않음), 수용칸들을 순서대로 1번부터 80번까지 순번을 매기면, 홀수칸과 짝수칸이 교번적으로 배열될 것이고 40개의 홀수칸과 40개의 짝수칸으로 구분될 것이다. 여기서 'α'는 9도이고, 검사 회전체(10)의 2-피치에 상응하는 각도이다.
도 5에서 아래쪽(즉, 상류) 투입 회전체(40A)와 검사 회전체(10)가 서로 접한 투입 위치(P1)를 홀수 칸(가령, 1번 칸)으로 상정하면, 위쪽(즉, 하류) 투입 회전체(40B)가 검사 회전체(10)와 접한 투입 위치(P2)는 짝수 칸(8번 칸)이 된다. 1번 칸과 8번 칸 사이의 칸들 중 3, 5, 7번 칸은 배터리가 채워져 있고 2, 4, 6번 칸은 배터리가 채워져 있지 않다. 이는 검사 회전체(10)가 2-피치씩 회전할 때 아래쪽 투입 회전체(40A)도 그만큼 회전하면서 홀수 칸마다 배터리를 투입시키기 때문이다. 즉, 투입 회전체(40A)는 검사 회전체(10)의 짝수 칸에는 배터리를 투입시키지 않는다.
이에 반해, 위쪽 투입 회전체(40B)는 검사 회전체(10)에서 비워진 채로 회전한 짝수 칸에 배터리를 투입시킨다. 도 5는 위쪽 투입 회전체(40B)가 8번 칸에 배터리를 투입시키는 상태이고, 이후로 6, 4, 2번 칸 순으로 배터리를 투입시킬 것이다. 이를 위해, 중간 회전체(50) 또는 스토퍼(57)에 의해 위쪽 투입 회전체(40B)의 수용칸(41B) 역시 한 칸씩 건너서 채워진다.
검사 회전체(10)의 7번 칸에 배터리가 채워진 상태로 위쪽 투입 회전체(40B)에 도달할 때 해당 배터리가 투입 회전체(40B)의 회피 칸에 매칭되므로, 배터리가 양 회전체 사이에 끼어서 회전이 멈추거나 배터리가 밀려 이탈되는 등의 문제가 발생하지 않는다.
이와 같은 2-피치 회전 및 2열 투입 구조에 의해, 검사 회전체(10)의 각 칸들에 배터리가 투입될 수 있어, 배터리의 검사 위치(X1 내지 X4)에 이르기 전에 홀수 칸과 짝수 칸 모두 배터리가 채워진 상태가 된다.
배터리 공급 컨베이어(60A)를 통해 공급되는 배터리(B)들은('배터리 공급(A)'로 표기됨) 투입 회전체(40A)에 의해 검사 회전체(10)에 투입되어 촬상 유닛(20A, 21A)에 의해 상부가, 촬상 유닛(30A, 31A)에 의해 하부가 촬상된다(각각 '상부 X-Ray 검사(A)', '하부 X-Ray 검사(A)'로 표기됨)된다. 배터리 공급 컨베이어(60B)를 통해 공급되는 배터리(B)들은('배터리 공급(B)'로 표기됨) 투입 회전체(40B)에 의해 검사 회전체(10)에 투입되어 촬상 유닛(20B, 21B)에 의해 상부가, 촬상 유닛(30B, 31B)에 의해 하부가 촬상된다(각각 '상부 X-Ray 검사(B)', '하부 X-Ray 검사(B)'로 표기됨)된다. '(A)'로 표기된 A조 촬상 유닛(20A 및 21A, 30A 및 31A)과 '(B)'로 표기된 B조 촬상 유닛(20B 및 21B, 30B 및 31B)은 동시에 촬상을 실행할 수 있다. A조 촬상 유닛은 홀수 칸에 대해, B조 촬상 유닛은 짝수 칸에 대해 검사를 실시하도록 배열된다.
이와 같은 본 발명의 구성에 의해, A조와 B조 촬상 유닛이 동시에 검사를 진행하므로 검사 속도가 단축될 수 있다. 다시 말해, 2-피치 회전하는 회전검사 회전체(10)가 한 바퀴 회전하는 시간이 1피치 회전에 비해 절반으로 줄어들게 되며, 그 사이에 2조의 엑스레이 장치가 각각 홀수 칸과 짝수 칸을 대상으로 동시에 검사를 진행하기 때문에 검사 속도는 전체적으로 두 배 빨라진다.
검사를 마친 배터리는 배출 위치(Q1)에서 검사 회전체(10)를 떠나 배출 회전체(70)로 빠져나간다. 배출 회전체(70)는 2-피치씩 회전하므로 한 번에 배터리가 두 개씩 배출된다. 검사 회전체(10)를 떠난 배터리는 양품 판정된 것은 배출 위치(Q2)에서 양품 배출 컨베이어(75)로, 재검 판정된 것은 회전체(80)를 거쳐 배출 위치(Q3)에서 반송 컨베이어(90)로, 그리고 불량 판정된 것은 두 개의 회전체(80, 85)를 거쳐 불량품 배출 컨베이어(91)로 전달된다.
이상과 같이, 기존 장비들은 1-피치씩 회전하면서 1열로 형성된 투입부를 통해 피치당 하나의 배터리를 전달받도록 구성되어 있는데 비해, 본 발명에서는 검사 회전체(10)를 2-피치씩 회전하도록 구성하고, 검사 회전체(10)에 대한 배터리 투입 라인을 복렬로 구성하되, 홀수 칸과 짝수 칸에 대해 각각 전용 촬상 유닛을 할당함으로써 배터리 검사 속도를 획기적으로 단축하였다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 복렬 투입 구조를 구비한 배터리 검사 장치에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지와 사상을 벗어남이 없이 당해 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 수정과 변형실시가 가능할 것이다.

1: 배터리 검사 장치 10: 검사 회전체
11, 41A, 41B, 51, 71: 배터리 수용칸 12, 42A, 42B, 72: 가이드 벽
13, 14, 43B: 투입 가이드
20A, 20B, 30A, 30B: 엑스레이 소스
21A, 21B, 31A, 31B: 디텍터
40A, 40B: 투입 회전체 45A, 55: RFID 인식부
50: 중간 회전체 52: 가이드 벽
57: 스토퍼 60, 60A, 60B: 공급 컨베이어
61: 분배기 70: 배출 회전체
73: 배출 가이드 75: 양품 배출 컨베이어
80, 85: 회전체 90: 반송 컨베이어
91: 불량품 배출 컨베이어 92: 불량품 수거함
B: 배터리 C: 캐리어
P1, P2: 투입 위치 X1, X2, X1', X2': 검사 위치
Q1, Q2, Q3: 배출 위치 α: 2-피치

Claims (19)

  1. 배터리를 검사 위치로 전달하기 위한 검사 회전체;
    검사 위치에서 배터리를 촬상하기 위한 촬상 유닛 ― 촬상 유닛은 엑스레이 소스 및 디텍터를 구비함 ―;
    검사 회전체로 배터리를 투입하기 위한 투입 회전체;
    투입 회전체로 배터리를 공급하기 위한 이송 수단;
    을 포함하고,
    상기 검사 회전체의 둘레를 따라 둘 이상의 배터리 투입 위치를 포함하는
    배터리 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 투입 위치의 개수가 M개일 때, 상기 검사 회전체가 M-피치씩 회전하도록 이루어진
    배터리 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    배터리 투입 위치별로 전용 촬상 유닛이 할당된 것인
    배터리 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    배터리 투입 위치마다 별개의 투입 회전체가 구비된
    배터리 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 회전체가 그 둘레를 따라 등간격으로 배열된 N개의 배터리 수용 칸 ― 배터리 수용 칸 중 임의의 한 칸을 1번 칸으로, 이어서 검사 회전체 둘레를 따라 2번, 3번, …, N번 칸으로 지칭하고, 상기 배터리 수용 칸은 그 순번에 따라 홀수 칸과 짝수 칸으로 구분됨 ― 을 포함하고,
    상기 검사 회전체의 둘레를 따라 두 개의 배터리 투입 위치를 포함하는
    배터리 검사 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 두 개의 투입 위치 중 제1 투입 위치에서 배터리를 투입하기 위한 제1 투입 회전체, 및 제2 투입 위치에서 배터리를 투입하기 위한 제2 투입 회전체를 포함하고,
    상기 제1 투입 회전체는 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽에 배터리를 투입하고, 상기 제2 투입 회전체는 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽에 배터리를 투입하도록 이루어진
    배터리 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 투입 회전체와 상기 제2 투입 회전체가 상기 검사 회전체의 회전 방향으로 각각 상류와 하류에 배열된
    배터리 검사 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 투입 회전체와 상기 제2 투입 회전체가 동일한 회전 지름을 가지되, 각각 그 둘레를 따라 일정한 간격으로 배열된 배터리 수용 칸을 포함하고, 상기 제2 투입 회전체의 배터리 수용 칸의 개수가 상기 제1 투입 회전체의 배터리 수용 칸의 개수의 두 배인
    배터리 검사 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 투입 회전체의 1-피치가 상기 검사 회전체의 1-피치에 대응하는 것인
    배터리 검사 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 투입 회전체로 배터리를 공급하기 위한 제1 이송 수단, 및 상기 제2 투입 회전체로 배터리를 공급하기 위한 제2 이송 수단을 포함하는
    배터리 검사 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 이송 수단과 상기 제2 투입 회전체 사이에 중간 회전체를 포함하고, 상기 중간 회전체는 상게 제2 이송 수단에 의해 이송된 배터리를 상기 제2 투입 회전체로 전달하도록 이루어진
    배터리 검사 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 중간 회전체는 상기 제2 투입 회전체와 동일한 회전 지름을 가지되, 그 둘레를 따라 등간격으로 배열된 배터리 수용 칸을 포함하고, 상기 중간 회전체의 배터리 수용 칸의 개수가 상기 제1 투입 회전체의 배터리 수용 칸의 개수와 동일한
    배터리 검사 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 이송 수단을 통해 공급되는 배터리가 상기 제2 투입 회전체로 투입되는 것을 막거나 허용할 수 있는 스토퍼를 더 포함하는
    배터리 검사 장치.
  14. 제 5 항에 있어서,
    제1 검사 위치에서 배터리를 촬상하는 제1 촬상 유닛, 및 제2 검사 위치에서 배터리를 촬상하는 제2 촬상 유닛을 포함하고,
    상기 제1 촬상 유닛은 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽에 수용된 배터리를 촬상하고, 상기 제2 촬상 유닛은 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽에 수용된 배터리를 촬상하도록 이루어진
    배터리 검사 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    제 3 검사 위치에서 배터리를 촬상하는 제3 촬상 유닛, 및 제4 검사 위치에서 배터리를 촬상하는 제4 촬상 유닛을 포함하고, 상기 제3, 4 촬상 유닛은 상기 제1, 2 촬상 유닛에 비해 배터리의 다른 부위를 촬상하며,
    상기 제3 촬상 유닛은 상기 제1 촬상 유닛이 촬상하는 칸에 수용된 배터리를 촬상하고, 상기 제4 촬상 유닛은 상기 제2 촬상 유닛이 촬상하는 칸에 수용된 배터리를 촬상하도록 이루어진
    배터리 검사 장치.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 검사 회전체가 2-피치씩 스텝 회전하되, 상기 제1 투입 위치에서는 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽만 정지하고, 상기 제2 투입 위치에서는 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽만 정지하도록 이루어진
    배터리 검사 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 검사 회전체가 2-피치씩 스텝 회전하되, 상기 제1 검사 위치에서는 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽만 정지하고, 상기 제2 검사 위치에서는 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽만 정지하도록 이루어진
    배터리 검사 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 검사 회전체가 2-피치씩 스텝 회전하되, 상기 제1, 3 검사 위치에서는 상기 검사 회전체의 홀수 칸과 짝수 칸 중 어느 한쪽만 정지하고, 상기 제2, 4 검사 위치에서는 홀수 칸과 짝수 칸 중 다른 한쪽만 정지하도록 이루어진
    배터리 검사 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 회전체로부터 배터리를 배출하기 위한 배출 회전체, 상기 배출 회전체에 의해 배출되는 배터리 중 양품으로 판정된 배터리와, 불량으로 판정된 배터리가 서로 다른 경로를 따라 배출되고, 재검 판정된 배터리는 상기 투입 회전체로 재투입되는 것인
    배터리 검사 장치.
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