KR20220097692A - 배터리 모듈 검사 장치 및 방법 - Google Patents
배터리 모듈 검사 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220097692A KR20220097692A KR1020200188329A KR20200188329A KR20220097692A KR 20220097692 A KR20220097692 A KR 20220097692A KR 1020200188329 A KR1020200188329 A KR 1020200188329A KR 20200188329 A KR20200188329 A KR 20200188329A KR 20220097692 A KR20220097692 A KR 20220097692A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery module
- light
- image
- inspection
- unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 136
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 claims abstract description 102
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 66
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 38
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 35
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 claims description 29
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 10
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 2
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- -1 labels Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 235000015096 spirit Nutrition 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4285—Testing apparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
- G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
본 발명은, 표면에 액상 물질이 도포된 배터리 모듈이 안착될 수 있는 이송부와, 배터리 모듈로 검사광을 조사할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되는 조명부와, 배터리 모듈로부터 반사되는 반사광을 촬영할 수 있도록 이송부상에 배치되고, 복수개의 표면 이미지를 생성하는 촬영부와, 복수개의 표면 이미지를 처리하여 합성 이미지를 생성하는 이미지 합성부와, 합성 이미지를 이용하여 배터리 모듈의 표면을 검사하는 검사부를 포함하는 배터리 모듈 검사 장치 및 그에 적용되는 배터리 모듈 검사 방법으로서, 액상 물질이 도포된 배터리 모듈의 표면을 정확하게 검사할 수 있는 배터리 모듈 검사 장치 및 방법이 제시된다.
Description
본 발명은 배터리 모듈 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액상 물질이 도포된 배터리 모듈의 표면을 정확하게 검사할 수 있는 배터리 모듈 검사 장치 및 방법에 관한 것이다.
이차전지는 충방전이 가능한 전지로서, 그 형태에 따라 캔형 이차전지와 파우치형 이차전지로 구분될 수 있다. 그중 파우치형 이차전지는 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트 재질의 파우치에 내장되는 형태이다.
이러한 파우치형 이차전지는 디바이스가 요구하는 출력 및 용량에 따라 하나의 파우치형 이차전지의 형태로 사용되거나 복수개의 파우치형 이차전지가 모듈 적층 구조를 형성하며 서로 연결되는 배터리 팩의 형태로 사용될 수 있다.
이때, 배터리 팩이 안정적으로 작동하기 위해서는 복수개의 파우치형 이차전지가 외부의 진동 및 충격에 대하여 안정적인 구조를 유지할 수 있어야 한다. 이를 위해, 복수개의 파우치형 이차전지는 글루(glue)에 의하여 상호 접합된다.
한편, 배터리 팩의 제조 시 복수개의 파우치형 이차전지의 표면에 글루가 잘못 도포된 상태에서 상호 접합되는 경우, 접합이 원활하게 수행되지 않을 수 있고, 그렇지 않더라도 접합 후 접합 부위에 유격이 생길 수 있다. 따라서, 배터리 팩의 사용 중에 파우치형 이차전지의 접합 부위가 빠르게 파손될 수 있다.
종래에는 파우치형 이차전지의 표면에 글루를 도포한 후, 작업자가 광학계를 이용하거나 육안으로 글루의 형상을 검사함으로써 도포 상태를 확인하였다. 하지만 반사율이 매우 높은 금속성의 표면을 가지는 파우치형 이차전지의 표면상에 투명한 액상의 글루가 도포된 상태에서, 글루의 형상을 이차전지의 표면과 구분하여 식별하기 어려운 문제점이 있다. 또한, 파우치형 이차전지의 에지 부분의 곡면 구조와 파우치형 이차전지의 표면에 부착되는 각종 부착물에 의해 글루의 형상을 이차전지의 표면과 구분하여 식별하기가 더욱 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
본 발명은 액상 물질이 도포된 배터리 모듈의 표면을 정확하게 검사할 수 있는 배터리 모듈 검사 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 배터리 모듈 검사 장치는, 표면에 액상 물질이 도포된 배터리 모듈이 안착될 수 있는 이송부; 상기 배터리 모듈로 검사광을 조사할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되는 조명부; 상기 배터리 모듈로부터 반사되는 반사광을 촬영할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되고, 상기 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성하는 촬영부; 상기 스펙트럼 이미지 또는 상기 복수개의 표면 이미지를 처리하여 합성 이미지를 생성하는 이미지 합성부; 및 상기 합성 이미지를 이용하여 상기 배터리 모듈의 표면을 검사하는 검사부;를 포함한다.
상기 검사부는 상기 합성 이미지를 이용하여 상기 배터리 모듈의 표면 상태 및 상기 배터리 모듈의 표면에 도포된 액상 물질의 도포 상태를 검사할 수 있다.
상기 배터리 모듈을 로딩할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되는 로딩부; 상기 배터리 모듈을 언로딩할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되는 언로딩부; 및 상기 배터리 모듈을 정렬할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되는 얼라인부;를 더 포함할 수 있다.
상기 이송부는 상기 배터리 모듈의 이송 경로를 따라 연장형성되고, 상기 배터리 모듈을 안착시킬 수 있는 트레이를 포함하고, 상기 얼라인부는 상기 트레이를 기준으로 상기 배터리 모듈의 얼라인을 정렬하고, 상기 로딩부 및 상기 언로딩부는 상기 이송부의 선단 및 후단에 배치되고, 상기 배터리 모듈이 이송되는 방향으로, 상기 얼라인부는 상기 조명부 및 상기 촬영부보다 선행하여 배치될 수 있다.
상기 조명부는, 상기 배터리 모듈의 표면에 도포되는 액상 물질에 흡수될 수 있는 파장, 및 상기 배터리 모듈의 표면에 형성된 부착물에 흡수될 수 있는 파장 중에서, 적어도 어느 하나의 파장을 포함하는 소정 파장 범위의 광을 생성하여, 상기 배터리 모듈의 상기 표면으로 조사할 수 있다.
상기 촬영부는, 상기 배터리 모듈의 표면을 따라 이동하면서 상기 반사광을 정형하고 정형된 광을 파장에 따라 나누어 스펙트럼을 생성하는 분광기; 상기 스펙트럼을 촬영하여 상기 스펙트럼 이미지를 생성하는 카메라;를 포함할 수 있다.
상기 촬영부는, 서로 다른 소정 파장의 광을 투과시키고 나머지를 차단하는 복수개의 필터; 상기 복수개의 필터를 상기 배터리 모듈상에 교체 위치시키는 구동기; 상기 구동기가 상기 복수개의 필터를 교체하는 동안, 각각의 필터를 투과한 파장의 광을 각각 촬영하여 복수개의 표면 이미지를 생성하는 카메라;를 포함할 수 있다.
상기 이미지 합성부는, 상기 스펙트럼 이미지를 파장별로 분할하고, 분할된 이미지를 동일 파장끼리 조합하고 픽셀 위치에 따라 나열한 후 연결시켜 복수개의 표면 이미지를 생성하고, 상기 복수개의 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀과 가장 밝은 픽셀을 선택하고, 선택된 픽셀의 밝기 값의 차이와, 선택된 픽셀의 위치 정보를 이용하여, 상기 복수개의 표면 이미지 중 일부를 선택하고, 선택된 표면 이미지들을 합성할 수 있다.
상기 이미지 합성부는, 상기 복수개의 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀과 가장 밝은 픽셀을 선택하고, 선택된 픽셀의 밝기 값의 차이와, 선택된 픽셀의 위치 정보를 이용하여, 상기 복수개의 표면 이미지 중 일부를 선택하고, 선택된 표면 이미지들을 합성할 수 있다.
상기 검사부는, 표면 검사 조건이 입력된 인공지능 또는 표면 검사 조건을 학습할 수 있는 인공지능을 구비하고, 상기 표면 검사 조건으로 상기 합성 이미지를 검사하여 상기 배터리 모듈의 표면 상태를 판단하는 제1 판단기; 상기 인공지능을 구비하고, 상기 표면 검사 조건으로 상기 합성 이미지를 검사하여 상기 배터리 모듈의 표면에 도포된 액상 물질의 도포 상태를 판단하는 제2 판단기; 상기 인공지능을 이용하여 상기 합성 이미지에서 상기 배터리 모듈의 표면에 해당하는 픽셀들을 제1 그룹으로 구분하고 상기 액상 물질에 해당하는 픽셀들을 제2 그룹으로 구분하여, 각 그룹에 다른 색을 합성하여 상기 합성 이미지를 보정하는 이미지 보정기; 및 상기 제1 및 제2 판단기의 판단 결과와 상기 이미지 보정기에서 보정된 합성 이미지를 출력하는 출력기;를 포함할 수 있다.
상기 표면 검사 조건은, 물성에 따른 검사 조건, 형상에 따른 검사 조건, 및 중첩에 따른 검사 조건을 포함할 수 있다.
상기 조명부는 3개 이상의 개수로 구비되며 복수의 각도에서 검사광을 조사하고, 상기 촬영부는, 복수의 각도로 조사되는 검사광에 의한 스테레오 이미지를 촬영하는 제2카메라;를 더 포함하고, 상기 검사부는, 상기 스테레오 이미지를 이용하여 상기 배터리 모듈의 형상 검사를 수행하고, 상기 형상 검사의 결과에 따라서 상기 합성 이미지에 의한 검사 결과를 보완하는 보완기;를 더 구비할 수 있다.
상기 배터리 모듈은 파우치, 파우치에 내장된 전극 조립체, 및 상기 전극 조립체와 연결되고 상기 파우치로부터 돌출되는 전극 리드를 포함하고, 상기 파우치의 표면은 적어도 일부에 곡면을 구비하고, 상기 액상 물질은 점성 및 광투과성을 가지는 글루를 포함하고, 미리 정해진 패턴을 따라 상기 파우치의 표면에 도포되며, 적어도 일부의 두께가 주변과 상이할 수 있다.
상기 파우치의 표면의 일부에는 부착물이 더 부착될 수 있고, 상기 액상 물질의 적어도 일부는 상기 부착물과 중첩될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 배터리 모듈 검사 방법은, 표면에 액상 물질이 도포된 배터리 모듈을 준비하는 과정; 상기 배터리 모듈로 검사광을 조사하고 반사광을 촬영하여, 상기 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성하는 과정; 상기 스펙트럼 이미지 또는 상기 복수개의 표면 이미지를 처리하여 합성 이미지를 생성하는 과정; 및 상기 합성 이미지를 이용하여 상기 표면을 검사하는 과정;을 포함한다.
상기 배터리 모듈로 검사광을 조사하는 과정은, 상기 액상 물질에 흡수될 수 있는 파장과, 상기 배터리 모듈의 표면에 형성된 부착물에 흡수될 수 있는 파장 중 적어도 어느 하나의 파장을 포함하는 소정 파장 범위의 광을 생성하는 과정; 상기 소정 파장 범위의 광을 상기 표면보다 넓은 면적으로 상기 배터리 모듈에 조사하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 스펙트럼 이미지를 생성하는 과정은, 상기 배터리 모듈상의 소정 영역에서 상기 반사광의 일부를 스팟 광 또는 라인 광으로 정형하는 과정; 상기 스팟 광 또는 라인 광을 평행 광으로 정형하는 과정; 상기 평행 광을 분광하여 스펙트럼을 생성하는 과정; 상기 스펙트럼을 촬영하는 과정; 상기 배터리 모듈의 상기 표면을 따라 상기 소정 영역을 이동시키면서, 상기 스팟 광 또는 라인 광으로 정형하는 과정에서부터 상기 스펙트럼을 촬영하는 과정까지를 반복하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 복수개의 표면 이미지를 생성하는 과정은, 상기 반사광 중 소정 크기의 파장의 광을 투과시키고 나머지를 차단하는 과정; 투과된 파장의 광을 촬영하여 표면 이미지를 생성하는 과정; 및 투과시키는 광의 파장의 크기를 바꿔주면서 각각의 투과된 파장의 광을 촬영하여 각각의 표면 이미지를 생성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 합성 이미지를 생성하는 과정은, 상기 스펙트럼 이미지를 파장별로 분할하고, 분할된 이미지를 동일 파장끼리 조합하여 픽셀 위치에 따라 나열한 후 연결시켜 복수개의 표면 이미지를 생성하는 과정; 상기 복수개의 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀의 위치 정보를 구하는 과정; 상기 밝기 값의 차이값이 가장 큰 표면 이미지에서의 가장 어두운 픽셀의 위치 정보와, 나머지 이미지들에서의 가장 어두운 픽셀의 위치 정보를 대비하여, 위치 정보의 차이가 가장 큰 이미지를 선택하는 과정; 상기 밝기 값의 차이값이 큰 표면 이미지에서 상기 밝기 값의 차이값이 작은 표면 이미지의 순서로 소정의 등수에 해당하는 표면 이미지를 선택하는 과정; 상기 위치 정보의 차이가 큰 표면 이미지에서 상기 위치 정보의 차이가 작은 표면 이미지의 순서로 소정의 등수에 해당하는 표면 이미지를 선택하는 과정; 및 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 합성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 합성하는 과정은, 상기 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 상호 중첩시켜 합성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 합성하는 과정은, 등수에 따라 선택된 표면 이미지들 중 어느 하나를 메인 이미지로 정하는 과정; 등수에 따라 선택된 표면 이미지들 각각을 소정 면적의 영역들로 구획하는 과정; 등수에 따라 선택된 표면 이미지들 각각에서, 상기 소정 면적의 영역들 중에서 가장 어두운 픽셀이 위치하는 영역을 선택하는 과정; 및 상기 메인 이미지에 등수에 따라 선택된 표면 이미지들 각각에서 선택된 영역들을 합성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 합성 이미지를 이용하여 상기 표면을 검사하는 과정은, 인공지능에 표면 검사 조건을 입력하거나, 인공지능에 표면 검사 조건을 학습시키는 과정; 상기 표면 검사 조건으로, 상기 합성 이미지를 검사하여 상기 배터리 모듈의 표면 상태 및 상기 배터리 모듈의 표면에 도포된 액상 물질의 도포 상태를 각각 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 표면 검사 조건은, 상기 배터리 모듈의 파우치의 파장별 광 반사율, 상기 파우치의 표면에 도포된 액상 물질의 파장별 광 반사율, 상기 파우치의 표면에 형성된 부착물의 파장별 광 반사율, 상기 파우치의 표면의 곡률에 따른 파장별 광 반사율, 상기 액상 물질의 두께에 따른 파장별 광 반사율, 상기 액상 물질과 상기 부착물의 중첩에 따른 파장별 광 반사율;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 표면에 액상 물질이 도포된 배터리 모듈에 검사광을 조사하고 반사광을 촬영하여 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 처리하여 합성 이미지를 생성하고, 생성된 합성 이미지를 이용하여 배터리 모듈의 표면을 검사할 수 있다.
이로부터 배터리 모듈의 표면의 높은 광 반사율과, 배터리 모듈 표면의 에지 부분의 곡면 형상과, 액상 물질의 투명한 성질과, 배터리 모듈의 표면상의 각종 부착물의 반사율에 의해 영향을 받은 표면 이미지로부터, 배터리 모듈의 표면과 액상 물질과 각종 부착물 간의 경계를 명확하게 나타내는 합성 이미지를 얻을 수 있다. 따라서, 배터리 모듈의 표면에 대한 검사 결과의 신뢰성을 높일 수 있다. 이에, 표면이 양호한 배터리 모듈을 선별하여 다음 공정 예컨대 배터리 팩 제조 공정으로 이송시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 모듈의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 모듈 검사 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 모듈 검사 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 모듈의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 모듈(10)은, 파우치형 배터리 모듈일 수 있다. 예컨대 배터리 모듈(10)은, 전극 조립체(미도시), 전극 조립체가 내장된 파우치(11), 전극 조립체와 연결되고 파우치(11)로부터 돌출된 전극 리드(12)를 포함할 수 있다.
전극 조립체는 복수개의 양극 전극과 복수개의 음극 전극을 분리막을 사이에 두고 적층하여 형성될 수 있고, 전해액과 함께 파우치(11)에 내장될 수 있다.
파우치(11)는 예컨대 광 반사율이 높은 알루미늄 라미네이트 시트 재질을 포함할 수 있다. 물론, 파우치(11)의 재질은 다양할 수 있다. 이때, 파우치(11)는 전체적으로 면적 대비 두께가 얇은 직육면체 구조의 판상형으로 형성될 수 있고, 에지 부위가 라운드지게 형성될 수 있다. 즉, 파우치(11)의 표면은 적어도 일부에 곡면을 구비할 수 있다.
전극 리드(12)는 양극 리드 및 음극 리드를 포함할 수 있다. 양극 리드는 파우치(11)의 일측을 관통하도록 배치될 수 있고, 양극 전극에 연결될 수 있다. 음극 리드는 양극 리드와 이격되어 파우치(11)의 일측을 관통하도록 배치될 수 있고, 음극 전극에 연결될 수 있다. 양극 리드의 단부 및 음극 리드의 단부는 파우치(11)의 외부에 노출될 수 있다.
파우치(11)의 표면에는 복수개의 부착물(1a, 1b)이 부착될 수 있다. 이때, 복수개의 부착물은 예컨대 스티커, 테이프, 외장재, 라벨 및 잉크 등을 포함하여 다양할 수 있다. 복수개의 부착물(1a, 1b)은 파우치(11)의 표면의 복수 위치에 부착될 수 있다.
파우치(11)의 표면에는 액상 물질(g)이 도포될 수 있다. 이때, 액상 물질(g)은 점성 및 광투과성을 가지는 글루를 포함할 수 있다. 광투과성은 소정 파장 또는 소정 파장 범위의 광을 투과시킬 수 있는 성질을 의미한다.
액상 물질(g)은 미리 정해진 소정 패턴을 따라 파우치(11)의 표면에 도포될 수 있다. 액상 물질(g)은 점성에 의해 파우치(11)의 표면에서 그 형상을 유지할 수 있다. 이때, 액상 물질(g)의 적어도 일부는 파우치(11)의 표면으로부터의 두께가 그 주변과 상이할 수 있다.
액상 물질(g)은 다음 공정 설비 예컨대 배터리 팩 제조 설비에서 배터리 모듈(10)을 상호 접합시키는 것에 사용될 수 있다. 액상 물질(g)의 도포는 소정의 디스펜서(미도시)를 이용하여 수행될 수 있다. 이때, 액상 물질(g)의 적어도 일부는 복수개의 부착물(1a, 1b)과 중첩될 수 있다.
한편, 액상 물질(g)이 미리 정해진 소정의 패턴대로 정확하게 도포되지 않으면 다음 공정인 배터리 팩 제조 공정에서 배터리 모듈(10) 간의 접합이 원활하게 수행되기 어려울 수 있다. 이에, 배터리 모듈(10)의 제조 공정 이후에 배터리 모듈(10)의 파우치(11)의 표면에 액상 물질(g)을 도포한 후, 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 모듈 검사 장치를 이용하여 배터리 모듈(10)의 표면을 검사하고, 검사 결과로부터 배터리 모듈(10)의 표면 상태 및 배터리 모듈(10)의 표면에 도포된 액상 물질(g)의 도포 상태를 검사할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치의 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치는, 표면에 액상 물질(g)이 도포된 배터리 모듈(10)이 안착될 수 있는 이송부(100), 배터리 모듈(10)로 검사광을 조사할 수 있도록 이송부(100)상에 배치되는 조명부(200), 배터리 모듈(10)로부터 반사되는 반사광을 촬영할 수 있도록 이송부(100)상에 배치되고, 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성하는 촬영부(300A), 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 처리하여 합성 이미지를 생성하는 이미지 합성부(400), 합성 이미지를 이용하여 배터리 모듈(10)의 표면을 검사하는 검사부(500)를 포함한다.
여기서, 검사부(500)는 합성 이미지를 이용하여 배터리 모듈(10)의 표면 상태 및 배터리 모듈(10)의 표면에 도포된 액상 물질(g)의 도포 상태를 검사할 수 있다. 배터리 모듈(10)의 표면 상태는 표면의 형상, 표면에 부착된 부착물의 종류 등을 포함할 수 있다. 액상 물질(g)의 도포 상태는 액상 물질(g)이 도포된 패턴 형상과 액상 물질(g)의 두께와 액상 물질(g)과 부착물(1a, 1b)의 중첩 여부 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치는, 배터리 모듈(10)을 로딩할 수 있도록 이송부(100)상에 배치되는 로딩부(610), 배터리 모듈(10)을 언로딩할 수 있도록 이송부(100)상에 배치되는 언로딩부(620), 배터리 모듈을 정렬할 수 있도록 이송부(100)상에 배치되는 얼라인부(700), 언로딩부(620)의 이동 경로상에 배치되는 제2 이송부(800)를 더 포함할 수 있다.
이송부(100)는 배터리 모듈(10)의 이송 경로를 따라 연장형성될 수 있다. 이송부(100)는 로딩구간, 얼라인구간, 촬영구간 및 언로딩구간을 포함할 수 있다. 이때, 로딩구간, 얼라인구간, 촬영구간 및 언로딩구간은 배터리 모듈(10)이 이송되는 방향으로 순서대로 나열될 수 있다.
로딩구간에는 로딩부(610)가 배치되고, 언로딩구간에는 언로딩부(620)가 배치될 수 있다. 얼라인구간에는 얼라인부(700)가 배치될 수 있다. 촬영구간에는 조명부(200) 및 촬영부(300A)가 배치될 수 있다.
언로딩구간의 부근에는 제2 이송부(700)가 배치될 수 있다. 제2 이송부(700)는 다음 공정 설비 예컨대 배터리 팩 제조 설비와 연결될 수 있다.
이송부(100)는 배터리 모듈(10)의 이송 경로를 따라 주행 가능하게 설치되는 벨트 컨베이어를 포함할 수 있다. 물론, 이송부(100)는 배터리 모듈(10)의 이송 경로를 따라 주행 가능하게 설치되는 스테이지 및 스테이지를 지지하는 레일을 포함할 수도 있다. 즉, 이송부(100)의 구성은 다양할 수 있다.
이송부(100)는 배터리 모듈(10)을 안착시킬 수 있는 트레이(미도시)를 포함할 수 있다. 트레이는 복수개 구비되고, 벨트 컨베이어 또는 스테이지 상에 안착될 수 있다. 트레이의 상면에 배터리 모듈(10)이 안착될 수 있고, 트레이는 배터리 모둘(10)과 함께 이송될 수 있다.
조명부(200)는 이송부(100)의 상측에 이격배치될 수 있다. 조명부(200)는 액상 물질(g)에 흡수될 수 있는 파장, 복수개의 부착물(1a, 1b)에 흡수될 수 있는 파장 중에서 적어도 어느 하나의 파장을 포함하는 소정 파장 범위의 광을 생성할 수 있고, 배터리 모듈(10)의 표면보다 넓은 면적으로 조사할 수 있다.
예컨대 액상 물질(g)은 400㎚ 내지 2500㎚의 범위의 파장 내의 소정 파장의 광을 흡수하거나, 400㎚ 내지 2500㎚의 범위의 파장 내에서 소정 파장 범위의 광을 흡수할 수 있다. 이때, 400㎚ 내지 2500㎚의 범위의 파장은 파장 범위의 일 예시이며, 액상 물질(g)이 흡수할 수 있는 파장은 상술한 범위에 한정되지 않을 수 있다. 즉, 액상 물질(g)은 액상 물질(g)이 함유하는 성분에 따라 반사시킬 수 있는 광의 파장이 다양할 수 있다.
복수개의 부착물(1a, 1b) 각각은 소정 파장의 광 혹은 소정 파장 범위의 광을 흡수할 수 있다. 이때, 각 부착물이 흡수하는 광의 파장 혹은 파장 범위는 서로 동일하거나, 서로 상이하거나, 일부가 서로 겹칠 수 있다. 또한, 복수개의 부착물(1a, 1b) 각각이 흡수하는 광의 파장 혹은 파장 범위는 액상 물질(g)이 흡수하는 광의 파장 혹은 파장 범위와 적어도 일부가 상이할 수 있다.
이와 마찬가지로, 파우치(11)의 표면은 소정 파장의 광 혹은 소정 파장 범위의 광을 흡수할 수 있다. 이때, 파우치(11)의 표면이 흡수하는 광의 파장 혹은 파장 범위는 액상 물질(g)이 흡수하는 광의 파장 혹은 파장 범위와 상이하거나, 일부가 겹칠 수 있다. 또한, 파우치(11)의 표면이 흡수하는 광의 파장 혹은 파장 범위는 복수개의 부착물(1a, 1b)이 흡수하는 광의 파장 혹은 파장 범위와 상이하거나, 일부가 겹칠 수 있다.
조명부(200)는 램프 및 반사 유닛을 포함할 수 있다. 램프는 리니어 램프 및 벌브 램프를 포함하여 종류가 다양할 수 있다. 반사 유닛은 램프에서 생성되는 검사광을 이송부(100)로 원활하게 반사시킬 수 있도록, 내부면이 오목하게 형성될 수 있고, 오목한 내부면에 대향하도록 램프가 배치될 수 있다. 반사 유닛의 개방된 부위는 정방형 또는 장방형의 형상으로 형성될 수 있다. 반사 유닛의 개방된 부위의 면적은 배터리 모듈(10)의 표면의 면적보다 클 수 있다.
조명부(200)는 촬영부(300A)와 구조적인 간섭을 피하도록 이송부(100)의 상부면에 대하여 소정 각도로 경사지게 배치될 수 있다. 또한, 조명부(200)는 검사광을 배터리 모듈(10)의 전체 면에 균일하게 조사할 수 있도록 복수개 구비될 수 있고, 상호 이격되어 각각 다른 각도로 경사지게 배치될 수도 있다. 물론, 조명부(200)가 이송부(100)의 상부면에 대하여 수직하게 배치되고, 촬영부(300A)가 이송부(100)의 상부면에 대하여 경사지게 배치될 수도 있다.
촬영부(300A)는 이송부(100)상에 고정 설치되거나 이동 가능하도록 설치될 수 있다. 촬영부(300A)는 검사광이 조사됨에 의해 배터리 모듈(10)로부터 반사되는 반사광을 촬영하여 반사광의 스펙트럼 이미지를 생성할 수 있다.
촬영부(300A)는, 배터리 모듈(10)의 표면을 따라 이동하면서 반사광을 정형하고 정형된 광을 파장에 따라 나누어 스펙트럼을 생성하는 분광기(310), 생성된 스펙트럼을 촬영하여 스펙트럼 이미지를 생성하는 카메라(320)를 포함할 수 있다.
분광기(310)는 셔터, 복수의 렌즈 및 회절격자를 포함할 수 있다. 셔텨는 배터리 모듈(10)을 향하는 방향으로 개방된 슬릿을 구비할 수 있다. 이송부(100)로부터 멀어지는 방향으로 셔터, 복수의 렌즈 및 회절격자의 순서로 위치할 수 있다.
셔텨는 반사광의 일부를 스팟 광 또는 라인 광으로 정형할 수 있다. 복수의 렌즈는 스팟 광 또는 라인 광을 평행 광으로 정형할 수 있다. 회절격자는 평행 광을 분광하여 스펙트럼을 생성하여 카메라(320)로 진행시킬 수 있다.
카메라(320)는 스펙트럼을 촬영하여 스펙트럼 이미지를 생성할 수 있다. 이때, 카메라(320)는 분광기(310)와 함께 이동하면서 배터리 모듈(10)의 표면의 위치별 혹은 라인별로 스펙트럼 이미지를 생성할 수 있다. 즉, 카메라(320)는 일 방향으로 라인 스캔을 하며 스페트럼 이미지를 생성하거나, 일 방향 및 이와 교차하는 타 방향으로 스팟 스캔을 하며 스페트럼 이미지를 생성할 수 있다.
카메라(320)는 분광기(310)로부터 생성된 스펙트럼이 입사될 수 있는 초점면을 구비할 수 있다. 이때, 초점면은 스팟 광 혹은 라인 광의 스펙트럼이 원활하게 입사될 수 있도록 예컨대 원통형의 곡면 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 스팟 광 혹은 라인 광의 스펙트럼에 포함된 각 파장의 광 각각이 초점면의 복수 위치에 결상될 수 있다.
물론, 카메라(320)는 상술한 라인 스캔 방식 외에도, 배터리 모듈(10)의 표면 전체를 한번에 촬영하여 배터리 모듈(10)의 표면 전체에 대한 다중 스펙트럼 이미지를 한번에 생성할 수도 있다.
이미지 합성부(400)는 촬영부(300A)와 연결될 수 있다. 이미지 합성부(400)는 스펙트럼 이미지를 파장별로 분할하고, 분할된 이미지를 동일한 파장끼리 조합하고 픽셀 위치에 따라 나열한 후 연결시켜 복수개의 표면 이미지를 생성할 수 있다.
반사광의 파장별로 분할 및 조합된 복수개의 표면 이미지 각각을 보면, 픽셀의 밝기가 주변보다 어두운 부분들이 있다. 여기서, 어두운 부분들은 액상 물질(g)이 위치하거나 부착물(1a, 1b)이 위치하는 부분들일 수 있다.
물론, 어두운 부분들은 액상 물질(g)과 부착물(1a, 1b)이 모두 위치하는 부분들일 수 있다. 또한, 어두운 부분들은 곡면이 형성된 부분들일 수 있다.
이들 어두운 부분들은 서로 밝기가 다를 수 있다.
한편, 파장에 따라 동일한 부위를 촬영한 부분의 픽셀 밝기가 다를 수 있다. 즉, 액상 물질(g)에 가장 잘 흡수되는 파장으로 촬영한 표면 이미지에서 가장 어두운 부분은 액상 물질(g)을 나타낼 수 있다. 이때, 다른 파장으로 촬영한 표면 이미지에서 동일한 부분을 보면 밝기가 다를 수 있다.
이와 마찬가지로, 부착물(1a, 1b)에 가장 잘 흡수되는 파장으로 촬영한 표면 이미지에서 가장 어두운 부분은 부착물(1a, 1b)을 나타낼 수 있는데, 이때, 다른 파장으로 촬영한 표면 이미지의 동일한 부분을 보면 밝기가 다를 수 있다.
이와 마찬가지로, 산란되는 정도가 가장 심한 파장으로 촬영한 표면 이미지에서 가장 어두운 부분은 파우치(11)의 에지의 곡면 부분을 나타낼 수 있다. 이때, 동일한 부분을 다른 파장으로 촬영하면 밝기가 다르게 나타날 수 있다.
한편, 액상 물질(g)에 가장 잘 흡수되는 파장으로 부착물(1a, 1b)과 파우치(11)의 표면과 에지의 곡면을 서로 구별하기 어려울 수도 있다. 또한, 부착물(1a, 1b)에 가장 잘 흡수되는 파장으로 액상 물질(g)과 파우치(11)의 표면과 그 에지의 곡면과, 액상 물질(g)의 두께를 구별하기 어려울 수도 있다.
이와 마찬가지로, 산란되는 정도가 가장 심한 파장으로 액상 물질(g)과 부착물(1a, 1b)과 파우치(11)의 표면을 서로 구분하기가 어려울 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시 예에서는 이미지 합성부(400)를 이용하여 합성 이미지를 생성하고, 검사부(500)를 이용하여 합성 이미지를 검사함으로써, 배터리 모듈(10)상에서의 액상 물질(g)과 부착물(1a, 1b)과 곡면과 액상 물질(g)의 두께 차이를 모두 양호하게 구분하여 식별할 수 있다.
이때, 배터리 모듈(10)의 파우치(11)의 표면에 부착물(1a, 1b)이 부착되어 있지 않더라도, 합성 이미지를 생성하고, 합성 이미지를 검사함으로써, 배터리 모듈(10)상에서의 액상 물질(g)과 배터리 모듈(10)의 에지 부분의 곡면과, 액상 물질(g)의 두께 차이를 모두 양호하게 구분하여 식별할 수 있다.
이미지 합성부(400)는 복수개의 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀과 가장 밝은 픽셀을 선택하고, 선택된 픽셀의 밝기 값의 차이와, 선택된 픽셀의 위치 정보를 이용하여, 파장별로 생성된 표면 이미지 중 일부를 선택하고, 선택된 표면 이미지들을 합성할 수 있다.
이에, 이미지 합성부(400)는 액상 물질(g)과 파우치(11)의 에지의 곡면과 부착물(1a, 1b)과 액상 물질(g)의 두께 차이를 모두 양호하게 식별할 수 있는 합성 이미지를 생성할 수 있다.
즉, 이미지 합성부(400)가 합성한 합성 이미지는, 파우치(11)의 표면에서의 평면과 곡면의 경계, 파우치(11)의 표면과 액상 물질(g)의 경계, 파우치(11)의 표면과 부착물(1a, 1b)의 경계, 액상 물질(g)과 부착물(1a, 1b)의 경계, 액상 물질(g)의 두께가 다른 부분 간의 경계 모두가, 밝기 차이에 의해 서로 명확하게 구분되는 합성 이미지일 수 있다.
이때, 이미지 합성부(400)에서 이미지를 합성하는 구체적인 방식은 이하에서 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 방법을 설명하면서 상세하게 설명하기로 한다.
한편, 이미지 합성부(400)는 합성 이미지를 생성한 후, 합성 이미지에서 배경에 해당하는 부분을 제거할 수 있다. 이때, 배경과 촬영 대상인 배터리 모듈(10)의 경계를 식별하는 방식은 다양할 수 있다. 예컨대 카메라(320)의 화각과 해상도, 배터리 모듈(10)의 면적, 반사광의 이동 거리 등을 이용하여 합성 이미지 내에서의 배터리 모듈(10)의 둘레를 산출할 수 있고, 산출한 둘레를 따라 합성 이미지로부터 배터리 모듈(10)에 해당하는 윤곽선을 추출하고, 윤곽선 외부의 픽셀들의 밝기 정보를 삭제하는 방식으로 합성 이미지에서 배경에 해당하는 부분을 제거할 수 있다.
검사부(500)는 이미지 합성부(400)와 연결될 수 있다. 검사부(500)는, 표면 검사 조건이 입력된 인공지능 또는 표면 검사 조건을 학습할 수 있는 인공지능을 구비하고, 표면 검사 조건으로 합성 이미지를 검사하여 배터리 모듈(10)의 표면 상태를 판단하는 제1 판단기(510)와, 상술한 인공지능을 구비하고, 상술한 표면 검사 조건으로 합성 이미지를 검사하여 배터리 모듈(10)의 표면에 도포된 액상 물질(g)의 도포 상태를 판단하는 제2 판단기(520)와, 상술한 인공지능을 이용하여 합성 이미지에서 배터리 모듈(10)의 표면에 해당하는 픽셀들을 제1 그룹으로 구분하고 액상 물질(g)에 해당하는 픽셀들을 제2 그룹으로 구분하여, 각 그룹에 다른 색을 합성하여 합성 이미지를 보정하는 이미지 보정기(미도시) 및 제1 및 제2 판단기(510, 520)의 판단 결과와 이미지 보정기에서 보정된 합성 이미지를 출력하는 출력기(미도시)를 포함할 수 있다.
표면 검사 조건은, 물성에 따른 검사 조건, 형상에 따른 검사 조건, 및 중첩에 따른 검사 조건을 포함할 수 있다.
물성에 따른 검사 조건은, 파우치(11)의 파장별 광 반사율, 파우치(11)의 표면에 도포된 액상 물질(g)의 파장별 광 반사율, 파우치(11)의 표면에 형성된 부착물(1a, 1b)의 파장별 광 반사율을 포함할 수 있다.
형상에 따른 검사 조건은, 파우치(11)의 표면의 에지 부분의 곡률에 따른 파장별 광 반사율, 액상 물질(g)이 도포된 두께에 따른 파장별 광 반사율을 포함할 수 있다.
중첩에 따른 검사 조건은, 액상 물질(g)과 부착물(1a, 1b)이 중첩된 부위에서 중첩된 순서 및 중첩된 면적에 따른 파장별 광 반사율을 포함할 수 있다.
상술한 검사 조건 외에도 배터리 모듈(10)의 표면을 검사하기 위한 조건들은 다양할 수 있다.
인공지능은 규칙기반 시스템을 기반으로 형성된 인공지능일 수 있다. 또한, 인공지능은 머신러닝이 가능한 신경망을 기반으로 형성된 인공지능일 수 있다. 그 밖에도 인공지능은 다양한 방식의 인공지능을 포함할 수 있다.
규칙기반 시스템을 기반으로 형성된 인공지능은 입력받은 규칙에 따라 합성 이미지를 판독할 수 있고, 머신러닝이 가능한 신경망을 기반으로 형성된 인공지능은 미리 학습된 규칙을 이용하여 합성 이미지를 판독할 수 있다.
제1 판단기(510)는 인공지능을 이용하여 합성 이미지를 판독하여 배터리 모듈(10)의 표면 상태를 판단할 수 있다. 배터리 모듈(10)의 표면 상태는 표면의 형상, 표면에 부착된 부착물의 종류 등을 포함할 수 있다. 예컨대 제1 판단기(510)는 검사 조건을 이용하여 파우치(11)의 표면 중 평면 부분을 촬영한 픽셀의 밝기 값과 파우치(11)의 표면 중 곡면 부분을 촬영한 픽셀의 밝기 값을 반사광의 파장별로 예측할 수 있다.
또한, 제1 판단기(510)는 검사 조건을 이용하여 부착물(1a, 1b)이 부착된 부분을 촬영한 픽셀의 밝기 값과, 부착물(1a, 1b)이 부착되고 액상 물질(g)이 도포된 부분을 촬영한 픽셀의 밝기 값 각각을 반사광의 파장별로 예측할 수 있다.
그리고, 제1 판단기(510)는 합성 이미지의 픽셀들의 밝기 값을 추출하여, 상술한 예측된 밝기 값과 대비하고, 대비 결과에 따라, 각 픽셀이 촬영된 부분의 표면 상태가 곡면인지 평면인지를 판단할 수 있고, 각 픽셀이 촬영된 부분에 부착물이 부착되어 있는지와, 부착된 부착물의 종류가 무엇인지를 판단할 수 있다.
그리고 제1 판단기(510)는 부착물의 기준 부착 위치와, 배터리 모듈의 표면의 기준 형상을 미리 입력받을 수 있고, 미리 입력받은 정보와 상술한 판단 결과들을 이용하여, 기준 부착 위치에 부착물이 부착되어 있는지와, 배터리 모듈의 표면이 기준 형상을 유지하고 있는지를 검사할 수 있다.
즉, 제1 판단기(510)는 기준 부착 위치와 부착물이 부착되어 있는 위치가 일치하는지와, 배터리 모듈의 표면이 기준 형상과 일치하는지를 검사할 수 있다.
이에, 제1 판단기(510)는 기준 부착 위치에 부착물이 부착되어 있고, 배터리 모듈의 표면이 기준 형상을 유지하고 있는 경우 배터리 모듈(10)의 표면 상태를 정상으로 판단하고, 그렇지 않은 경우 배터리 모듈(10)의 표면 상태를 비정상으로 판단할 수 있다.
제2 판단기(520)는 인공지능을 이용하여 합성 이미지를 판독하여 액상 물질(g)의 도포 상태를 판단할 수 있다. 액상 물질(g)의 도포 상태는 액상 물질(g)이 도포된 패턴 형상과 액상 물질(g)의 두께와 액상 물질(g)과 부착물(1a, 1b)의 중첩 여부 등을 포함할 수 있다.
즉, 제2 판단기(520)는 검사 조건을 이용하여 액상 물질(g)의 도포된 부분을 촬영한 픽셀의 밝기 값을 액상 물질(g)의 두께에 따라 구분하여 각 두께에서 반사광의 파장별로 예측할 수 있다. 또한, 제2 판단기(520)는 제1 판단기(510)가 예측한 정보들을 공유받을 수 있다. 물론, 제1 판단기(510)도 제2 판단기(520)가 예측한 정보들을 공유받을 수 있다.
그리고 제2 판단기(520)는 합성 이미지의 픽셀들의 밝기 값을 추출하여, 상술한 예측된 밝기 값과 대비하고, 대비 결과에 따라, 각 픽셀이 촬영된 부분에 액상 물질(g)이 도포되어 있는지를 판단할 수 있고, 각 픽셀이 촬영된 부분에 액상 물질(g)과 부착물(1a, 1b)이 중첩되어 있는지를 판단할 수 있다.
그리고, 제2 판단기(520)는 액상 물질(g)이 도포된 픽셀들을 연결하여 액상 물질(g)이 도포되어 있는 패턴 형상을 생성할 수 있고, 생성한 패턴 형상에서 부착물과 중첩되어 있는 부분을 표시할 수 있다.
그리고 제2 판단기(520)는 액상 물질의 기준 도포 패턴과, 부착물의 기준 부착 위치를 미리 입력받을 수 있고, 입력받은 정보와 상술한 판단 결과를 이용하여, 액상 물질(g)이 기준 도포 패턴대로 도포되어 있는지와, 액상 물질(g)이 도포된 두께가 균일한지와, 부착물과 액상 물질(g)이 원하는 면적으로 중첩되어 있는지를 검사할 수 있다.
즉, 제2 판단기(520)는 액상 물질(g)이 도포된 패턴과 기준 도포 패턴이 일치하는지와, 액상 물질(g)이 도포된 두께가 균일한지와, 부착물과 액상 물질(g)이 중첩된 면적이 원하는 소정의 면적과 일치하는지를 검사할 수 있다.
이에, 제2 판단기(520)는 액상 물질(g)이 기준 도포 패턴대로 도포되어 있고 액상 물질(g)이 도포된 두께가 균일하고 부착물과 액상 물질(g)이 원하는 면적으로 중첩되어 있으면 액상 물질(g)의 도포 상태를 정상으로 판단하고, 그렇지 않으면 액상 물질(g)의 도포 상태를 비정상으로 판단할 수 있다.
이미지 보정기는 인공지능을 이용하여 합성 이미지에서 배터리 모듈(10)의 표면에 해당하는 픽셀들을 제1 그룹으로 구분할 수 있고, 액상 물질(g)에 해당하는 픽셀들을 제2 그룹으로 구분할 수 있다. 또한, 이미지 보정기는 부착물에 해당하는 픽셀들을 제3 그룹으로 구분할 수 있고, 이들의 중첩된 부분에 해당하는 픽셀들을 제4 그룹으로 구분할 수 있다. 또한, 이미지 보정기는 각 그룹에 다른 색을 합성하여 합성 이미지를 보정할 수 있다.
출력기(미도시)는 이들 판단기에서 출력된 결과와 이미지 보정기에서 보정된 결과를 화면으로 표시할 수 있고, 판단기에서 출력된 결과를 언로딩구간에 배치된 언로딩부(620)에 출력해줄 수 있다.
한편, 이러한 검사부(500)는 공정 컴퓨터에 내장된 형태이거나, 독립 단말기들에 각각 설치된 형태일 수 있다.
로딩부(610)는 소정의 로봇 암을 포함할 수 있고, 이송부(100)의 선단에 배치될 수 있다. 언로딩부(620)는 소정의 로봇 암을 포함할 수 있고, 이송부(100)의 후단에 배치될 수 있다. 이때, 이송부(100)의 선단은 배터리 모듈(10)이 먼저 통과하는 부분이고, 후단은 배터리 모듈(10)이 나중에 통과하는 부분일 수 있다.
로딩부(610)는 액상 물질(g)이 도포된 배터리 모듈(10)을 이송부(10)에 로딩시킬 수 있다. 언로딩부(620)는 제1 및 제2판단기(510, 520)의 판단 결과를 입력받을 수 있다. 언로딩부(520)는 배터리 모듈(10)의 표면 상태 및 액상 물질(g)의 도포 상태가 모두 정상이면 해당하는 정상 배터리 모듈(10A)을 제2 이송부(800)로 이동시킬 수 있다. 언로딩부(520)는 배터리 모듈(10)의 표면 상태 및 액상 물질(g)의 도포 상태 중 어느 하나라도 비정상이면 해당하는 비정상 배터리 모듈(10B)을 이송부(100)로부터 배출시킬 수 있다.
이때, 배출된 배터리 모듈(10)은 각각의 상태에 따라 비정상 요소를 치유한 후 다시 이송부(100)의 로딩구간으로 공급되거나, 폐기 및 재활용될 수 있다.
얼라인부(700)는 배터리 모듈(10)이 이송되는 방향으로 조명부(200) 및 촬영부(300A)보다 선행하여 배치될 수 있다. 얼라인부(700)는 이송부(100)에 대하여 상대이동이 가능하도록 설치되는 복수개의 정렬 핀을 포함할 수 있다. 얼라인부(700)는 정렬 핀을 이용하여 배터리 모듈(10)을 미리 정해진 소정의 방향으로 정렬시킬 수 있다. 이때, 얼라인부(700)는 트레이를 기준으로, 배터리 모듈(10)의 얼라인을 정렬할 수 있다. 이를 위해, 트레이 상에는 소정의 마크가 형성될 수 있고, 마크를 이용하여 배터리 모듈(10)을 정렬시킬 수 있다. 이에 의해, 촬영구간에서 촬영되는 배터리 모듈(10)이 촬영부(300A)의 촬영 영역 내에 위치할 수 있고, 촬영부(300A)에서 촬영되는 복수개의 표면 이미지가 동일한 자세로 배터리 모듈(10)을 촬영할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예를 설명하였으나 본 발명은 이하의 실시 예들를 포함하여 다양하게 구성될 수 있다
이하에서는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치를 상세하게 설명한다.
이때, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치와 대부분의 구성이 유사할 수 있다.
따라서, 아래에서는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치와 다른 부분을 중심으로 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치를 설명하고, 그 구성이 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치의 개략도이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치는, 촬영부(300B)는 서로 다른 소정 파장의 광을 투과시키고 나머지를 차단하는 복수개의 필터(340), 복수개의 필터(340)를 촬영구간의 배터리 모듈(10)상에 교체 위치시키는 구동기(350) 및 구동기(350)가 복수개의 필터(340)를 교체하는 동안, 각 필터(340)를 투과한 파장의 광을 각각 촬영하여, 복수개의 표면 이미지를 생성하는 카메라(360)를 포함할 수 있다.
필터(340)는 복수개 구비될 수 있다. 각각의 필터(340)는 서로 다른 파장의 광을 통과시킬 수 있다. 따라서, 구동기(350)로 필터(330)를 교체하며 카메라(360)로 배터리 모듈(10)의 표면의 이미지를 복수회 촬영할 수 있다. 이에, 필터(340)의 개수만큼의 이미지를 촬영할 수 있다. 이때, 촬영된 이미지는 배터리 모듈(10)의 전체 면적을 촬영한 이미지일 수 있고, 각각은 촬영에 사용된 광의 파장이 다를 수 있다. 즉, 본 발명의 제2 실시 예에서는 필터(340)를 바꿔주면서 원하는 복수의 파장의 광에 대한 배터리 모듈(10)의 표면의 이미지를 각각 촬영할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에서는 촬영부(300B)에서 복수개의 표면 이미지가 생성될 수 있으므로, 이미지 합성부(400)는 촬영부(300B)에서 생성된 표면 이미지를 이용하여 합성 이미지를 생성할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치는, 형상 검사를 위한 구조가 더 추가될 수 있다. 즉, 조명부(200)는 3개 이상의 개수로 구비되며 복수의 각도에서 검사광을 조사할 수 있다. 또한, 촬영부는 복수의 각도로 조사되는 검사광에 의한 스테레오 이미지를 촬영하는 제2카메라(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또한, 검사부(500)는, 스테레오 이미지를 이용하여 배터리 모듈의 형상 검사를 수행하고, 형상 검사의 결과에 따라서 합성 이미지에 의한 검사 결과를 보완하는 보완기(미도시)를 더 구비할 수 있다.
복수의 각도에서 검사광을 조사하도록 복수개 구비되는 조명부(200)를 다면 광학계라고 지칭할 수 있다. 이처럼 복수의 각도에서 검사광을 조사하고, 이로부터 반사되는 반사광을 제2카메라로 촬영하면, 배터리 모듈(10)의 표면에 형성 및 부착된 액상 물질 및 부착물의 상세한 높낮이까지 예컨대 음영으로 표현되는 스테레오 이미지를 촬영할 수 있다.
또한, 검사부(500)가 보완기를 이용하여 형상 검사를 수행하는데, 미리 입력된 기준 이미지와 제2카메라에서 촬영된 스테레오 이미지를 대비하여 스테레오 이미지 내에서 기준 이미지와 다른 부분이 발견되면 배터리 모듈의 표면 상태를 불량으로 판단하고, 그렇지 않으면 정상으로 판단한다. 이때, 배터리 모듈의 에지 부분은 형상 검사가 생략될 수 있다. 한편, 검사부(500)는 제1 및 제2 판단부에서의 판단 결과들이 모두 정상으로 판단되더라도, 보완기에서의 판단 결과가 불량으로 판단되면, 배터리 모듈의 재검사를 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 모듈 검사 방법의 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 모듈 검사 방법은, 표면에 액상 물질(g)이 도포된 배터리 모듈(10)을 준비하는 과정, 배터리 모듈(10)로 검사광을 조사하고 반사광을 촬영하여, 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성하는 과정, 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 처리하여 합성 이미지를 생성하는 과정, 및 합성 이미지를 이용하여 표면을 검사하는 과정을 포함한다.
표면에 액상 물질(g)이 도포된 배터리 모듈을 준비한다(S100).
예컨대 로딩부(610)를 이용하여 배터리 모듈(10)을 이송부(100)의 로딩구간에 로딩할 수 있다. 배터리 모듈(10)의 표면에는 액상 물질(g)이 소정 패턴으로 도포되어 있을 수 있다. 또한, 배터리 모듈(10)은 이송부(100)에 의해 소정 방향 예컨대 일방향으로 이송되며 얼라인구간을 통과하고, 촬영구간에 도착할 수 있다. 이때, 배터리 모듈(10)은 얼라인구간에서 얼라인부(600)에 의해 얼라인이 제어될 수 있다.
배터리 모듈(10)로 검사광을 조사하고 반사광을 촬영하여 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성한다(S200).
즉, 촬영구간에 배치되는 조명부(200)로 배터리 모듈(10)에 검사광을 조사할 수 있다. 또한, 그에 따른 반사광을 촬영부(300A, 300B) 측으로 반사시킬 수 있다.
이때, 조명부(200)는 액상 물질(g)에 흡수될 수 있는 파장과, 배터리 모듈의 표면에 형성된 부착물(1a, 1b)에 흡수될 수 있는 파장 중 적어도 어느 하나의 파장을 포함하는 소정 파장 범위의 광을 생성하고, 소정 파장 범위의 광을 배터리 모듈(10)의 표면보다 넓은 면적으로 정형하여 배터리 모듈에 조사할 수 있다.
이때, 촬영부(300A, 300B)를 이용하여, 소정 파장 범위의 광의 조사에 의한 반사광을 촬영하여 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성할 수 있다.
즉, 분광기(310)를 이용하여, 배터리 모듈(10)상의 소정 영역에서 반사광의 일부를 스팟 광 또는 라인 광으로 정형하고, 스팟 광 또는 라인 광을 평행 광으로 정형하고, 평행 광을 분광하여 스펙트럼을 생성할 수 있다. 또한, 카메라(320)를 이용하여, 스펙트럼을 촬영하여 스펙트럼 이미지를 생성할 수 있다.
그리고 분광기(310) 및 카메라(320)를 배터리 모듈(10)의 표면을 따라 소정 영역을 이동시키며 상술한 스팟 광 또는 라인 광으로 정형하는 과정부터 스펙트럼을 촬영하는 과정까지를 반복할 수 있다.
또한, 복수개의 필터(340) 중 선택한 어느 하나의 필터를 이용하여 반사광 중 소정 크기의 파장의 광을 투과시키고 나머지를 차단하고, 투과된 파장의 광을 카메라(360)로 촬영하여 표면 이미지를 생성하고, 구동기(350)로 필터(340)의 위치를 바꿔주면서 필터가 투과시키는 광의 파장의 크기를 바꿔주고, 각각의 투과된 파장의 광을 카메라(360)로 촬영하여 각각의 표면 이미지를 생성할 수도 있다.
이후, 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 처리하여 합성 이미지를 생성한다(S300).
이 과정은 이미지 합성부(400)에서 수행될 수 있다. 이미지 합성부(400)는 촬영부(300A)에서 생성된 복수개의 스펙트럼 이미지 각각을 파장별로 분할하고, 복수개의 분할된 이미지를 동일한 파장끼리 조합하여 픽셀 위치 혹은 배터리 모듈(10)의 표면의 위치에 따라 나열한 후 연결시킬 수 있다. 또는 이미지 합성부(400)는 촬영부(300B)에서 생성된 복수개의 표면 이미지를 입력받을 수도 있다.
또한, 이미지 합성부(400)는 파장별로 생성된 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀과 가장 밝은 픽셀을 선택하여 각각의 밝기 값의 차이값을 구하고, 파장별로 생성된 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀의 위치 정보를 구할 수 있다.
그리고, 이미지 합성부(400)는 밝기 값의 차이값이 가장 큰 표면 이미지에서의 가장 어두운 픽셀의 위치 정보와, 나머지 이미지들에서의 가장 어두운 픽셀의 위치 정보를 대비하여, 위치 정보의 차이가 가장 큰 이미지를 선택하고, 밝기 값의 차이값이 큰 표면 이미지에서 밝기 값의 차이값이 작은 표면 이미지의 순서로 소정의 등수에 해당하는 표면 이미지를 선택할 수 있다.
또한, 이미지 합성부(400)는 위치 정보의 차이가 큰 표면 이미지에서 위치 정보의 차이가 작은 표면 이미지의 순서로 소정의 등수에 해당하는 표면 이미지를 선택할 수 있다. 그리고 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 합성할 수 있다.
이때, 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 합성할 때, 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 상호 중첩시켜 합성하는데, 우선, 등수에 따라 선택된 표면 이미지들 중 어느 하나를 메인 이미지로 정하고, 등수에 따라 선택된 표면 이미지들 각각을 소정 면적의 영역들로 구획할 수 있다. 또한, 등수에 따라 선택된 표면 이미지들 각각에서, 소정 면적의 영역들 중에서 가장 어두운 픽셀이 위치하는 영역을 선택하고, 메인 이미지에 등수에 따라 선택된 표면 이미지들 각각에서 선택된 영역들을 합성할 수 있다.
이후, 합성 이미지를 이용하여 배터리 모듈(10)의 표면을 검사한다(S400).
즉, 검사부(500)에 내장된 인공지능에 표면 검사 조건을 입력하거나, 인공지능에 표면 검사 조건을 학습시킨 후, 표면 검사 조건으로, 합성 이미지를 검사하여 배터리 모듈의 표면 상태 및 배터리 모듈의 표면에 도포된 액상 물질의 도포 상태를 각각 판단할 수 있다.
여기서, 표면 검사 조건은, 배터리 모듈의 파우치의 파장별 광 반사율, 파우치의 표면에 도포된 액상 물질의 파장별 광 반사율, 파우치의 표면에 형성된 부착물의 파장별 광 반사율, 파우치의 표면의 곡률에 따른 파장별 광 반사율, 액상 물질의 두께에 따른 파장별 광 반사율, 부착물의 재질에 따른 파장별 광 반사율, 액상 물질과 부착물의 중첩에 따른 파장별 광 반사율을 포함할 수 있다.
한편, 합성 이미지를 이용하여 배터리 모듈(10)의 표면을 검사하는 것은 앞서 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 모듈 검사 장치를 설명하면서 상세하게 설명하였으므로, 설명의 중복을 피하기 위하여 여기서는 그 설명을 생략한다.
한편, 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성하는 과정부터 합성 이미지를 이용하여 상기 표면을 검사하는 과정 중의 소정 시점에, 배터리 모듈의 표면에 대하여 복수의 각도로 검사광을 조사하고, 이로부터 반사되는 반사광을 촬영하여 스테레오 이미지를 생성하고, 생성된 스테레오 이미지를 이용하여 배터리 모듈의 형상을 검사하고, 그 결과를 이용하여 상술한 합성 이미지를 이용한 검사 결과를 보완하는 과정을 더 수행할 수도 있다.
이후, 검사를 완료한 후, 정상 배터리 모듈(10A)은 언로딩구간에서 언로딩부(620)에 의하여 제2 이송부(700)로 이송될 수 있다. 제2 이송부(700)로 이송된 정상 배터리 모듈(10A)은 후속하여 배터리 팩 제조 설비로 공급될 수 있다.
또한, 비정상 배터리 모듈(10B)은 이송부(100)로부터 제거될 수 있고, 비정상 상태를 치유한 후 이송부(100)로 다시 공급되거나, 치유 없이 폐기될 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 이송부
200: 조명부
300: 촬영부
400: 이미지 합성부
500: 검사부
610: 로딩부
620: 언로딩부
700: 얼라인부
800: 제2 이송부
200: 조명부
300: 촬영부
400: 이미지 합성부
500: 검사부
610: 로딩부
620: 언로딩부
700: 얼라인부
800: 제2 이송부
Claims (23)
- 표면에 액상 물질이 도포된 배터리 모듈이 안착될 수 있는 이송부;
상기 배터리 모듈로 검사광을 조사할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되는 조명부;
상기 배터리 모듈로부터 반사되는 반사광을 촬영할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되고, 상기 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성하는 촬영부;
상기 스펙트럼 이미지 또는 상기 복수개의 표면 이미지를 처리하여 합성 이미지를 생성하는 이미지 합성부; 및
상기 합성 이미지를 이용하여 상기 배터리 모듈의 표면을 검사하는 검사부;를 포함하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 검사부는 상기 합성 이미지를 이용하여 상기 배터리 모듈의 표면 상태 및 상기 배터리 모듈의 표면에 도포된 액상 물질의 도포 상태를 검사하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 모듈을 로딩할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되는 로딩부;
상기 배터리 모듈을 언로딩할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되는 언로딩부; 및
상기 배터리 모듈을 정렬할 수 있도록 상기 이송부상에 배치되는 얼라인부;를 더 포함하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 이송부는 상기 배터리 모듈의 이송 경로를 따라 연장형성되고, 상기 배터리 모듈을 안착시킬 수 있는 트레이를 포함하고,
상기 얼라인부는 상기 트레이를 기준으로 상기 배터리 모듈의 얼라인을 정렬하고,
상기 로딩부 및 상기 언로딩부는 상기 이송부의 선단 및 후단에 배치되고,
상기 배터리 모듈이 이송되는 방향으로, 상기 얼라인부는 상기 조명부 및 상기 촬영부보다 선행하여 배치되는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 조명부는, 상기 배터리 모듈의 표면에 도포되는 액상 물질에 흡수될 수 있는 파장, 및 상기 배터리 모듈의 표면에 형성된 부착물에 흡수될 수 있는 파장 중에서, 적어도 어느 하나의 파장을 포함하는 소정 파장 범위의 광을 생성하여, 상기 배터리 모듈의 상기 표면으로 조사하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 촬영부는,
상기 배터리 모듈의 표면을 따라 이동하면서 상기 반사광을 정형하고 정형된 광을 파장에 따라 나누어 스펙트럼을 생성하는 분광기;
상기 스펙트럼을 촬영하여 상기 스펙트럼 이미지를 생성하는 카메라;를 포함하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 촬영부는,
서로 다른 소정 파장의 광을 투과시키고 나머지를 차단하는 복수개의 필터;
상기 복수개의 필터를 상기 배터리 모듈상에 교체 위치시키는 구동기;
상기 구동기가 상기 복수개의 필터를 교체하는 동안, 각각의 필터를 투과한 파장의 광을 각각 촬영하여 복수개의 표면 이미지를 생성하는 카메라;를 포함하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 이미지 합성부는,
상기 스펙트럼 이미지를 파장별로 분할하고, 분할된 이미지를 동일 파장끼리 조합하고 픽셀 위치에 따라 나열한 후 연결시켜 복수개의 표면 이미지를 생성하고,
상기 복수개의 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀과 가장 밝은 픽셀을 선택하고, 선택된 픽셀의 밝기 값의 차이와, 선택된 픽셀의 위치 정보를 이용하여, 상기 복수개의 표면 이미지 중 일부를 선택하고, 선택된 표면 이미지들을 합성하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 이미지 합성부는,
상기 복수개의 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀과 가장 밝은 픽셀을 선택하고, 선택된 픽셀의 밝기 값의 차이와, 선택된 픽셀의 위치 정보를 이용하여, 상기 복수개의 표면 이미지 중 일부를 선택하고, 선택된 표면 이미지들을 합성하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 검사부는,
표면 검사 조건이 입력된 인공지능 또는 표면 검사 조건을 학습할 수 있는 인공지능을 구비하고, 상기 표면 검사 조건으로 상기 합성 이미지를 검사하여 상기 배터리 모듈의 표면 상태를 판단하는 제1 판단기;
상기 인공지능을 구비하고, 상기 표면 검사 조건으로 상기 합성 이미지를 검사하여 상기 배터리 모듈의 표면에 도포된 액상 물질의 도포 상태를 판단하는 제2 판단기;
상기 인공지능을 이용하여 상기 합성 이미지에서 상기 배터리 모듈의 표면에 해당하는 픽셀들을 제1 그룹으로 구분하고 상기 액상 물질에 해당하는 픽셀들을 제2 그룹으로 구분하여, 각 그룹에 다른 색을 합성하여 상기 합성 이미지를 보정하는 이미지 보정기; 및
상기 제1 및 제2 판단기의 판단 결과와 상기 이미지 보정기에서 보정된 합성 이미지를 출력하는 출력기;를 포함하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 표면 검사 조건은, 물성에 따른 검사 조건, 형상에 따른 검사 조건, 및 중첩에 따른 검사 조건을 포함하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
상기 조명부는 3개 이상의 개수로 구비되며 복수의 각도에서 검사광을 조사하고,
상기 촬영부는, 복수의 각도로 조사되는 검사광에 의한 스테레오 이미지를 촬영하는 제2카메라;를 더 포함하고,
상기 검사부는, 상기 스테레오 이미지를 이용하여 상기 배터리 모듈의 형상 검사를 수행하고, 상기 형상 검사의 결과에 따라서 상기 합성 이미지에 의한 검사 결과를 보완하는 보완기;를 더 구비하는 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 배터리 모듈은 파우치, 파우치에 내장된 전극 조립체, 및 상기 전극 조립체와 연결되고 상기 파우치로부터 돌출되는 전극 리드를 포함하고,
상기 파우치의 표면은 적어도 일부에 곡면을 구비하고,
상기 액상 물질은 점성 및 광투과성을 가지는 글루를 포함하고, 미리 정해진 패턴을 따라 상기 파우치의 표면에 도포되며, 적어도 일부의 두께가 주변과 상이한 배터리 모듈 검사 장치. - 청구항 13에 있어서,
상기 파우치의 표면의 일부에는 부착물이 더 부착될 수 있고,
상기 액상 물질의 적어도 일부는 상기 부착물과 중첩될 수 있는 배터리 모듈 검사 장치. - 표면에 액상 물질이 도포된 배터리 모듈을 준비하는 과정;
상기 배터리 모듈로 검사광을 조사하고 반사광을 촬영하여, 상기 반사광의 스펙트럼 이미지 또는 복수개의 표면 이미지를 생성하는 과정;
상기 스펙트럼 이미지 또는 상기 복수개의 표면 이미지를 처리하여 합성 이미지를 생성하는 과정; 및
상기 합성 이미지를 이용하여 상기 표면을 검사하는 과정;을 포함하는 배터리 모듈 검사 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 배터리 모듈로 검사광을 조사하는 과정은,
상기 액상 물질에 흡수될 수 있는 파장과, 상기 배터리 모듈의 표면에 형성된 부착물에 흡수될 수 있는 파장 중 적어도 어느 하나의 파장을 포함하는 소정 파장 범위의 광을 생성하는 과정;
상기 소정 파장 범위의 광을 상기 표면보다 넓은 면적으로 상기 배터리 모듈에 조사하는 과정;을 포함하는 배터리 모듈 검사 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 스펙트럼 이미지를 생성하는 과정은,
상기 배터리 모듈상의 소정 영역에서 상기 반사광의 일부를 스팟 광 또는 라인 광으로 정형하는 과정;
상기 스팟 광 또는 라인 광을 평행 광으로 정형하는 과정;
상기 평행 광을 분광하여 스펙트럼을 생성하는 과정;
상기 스펙트럼을 촬영하는 과정;
상기 배터리 모듈의 상기 표면을 따라 상기 소정 영역을 이동시키면서, 상기 스팟 광 또는 라인 광으로 정형하는 과정에서부터 상기 스펙트럼을 촬영하는 과정까지를 반복하는 과정;을 포함하는 배터리 모듈 검사 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 복수개의 표면 이미지를 생성하는 과정은,
상기 반사광 중 소정 크기의 파장의 광을 투과시키고 나머지를 차단하는 과정;
투과된 파장의 광을 촬영하여 표면 이미지를 생성하는 과정; 및
투과시키는 광의 파장의 크기를 바꿔주면서 각각의 투과된 파장의 광을 촬영하는 과정;을 포함하는 배터리 모듈 검사 방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 합성 이미지를 생성하는 과정은,
상기 스펙트럼 이미지를 파장별로 분할하고, 분할된 이미지를 동일 파장끼리 조합하여 픽셀 위치에 따라 나열한 후 연결시켜 복수개의 표면 이미지를 생성하는 과정;
상기 복수개의 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀과 가장 밝은 픽셀을 선택하여 각각의 밝기 값의 차이값을 구하는 과정;
파장별로 생성된 표면 이미지 각각에서, 가장 어두운 픽셀의 위치 정보를 구하는 과정;
상기 밝기 값의 차이값이 가장 큰 표면 이미지에서의 가장 어두운 픽셀의 위치 정보와, 나머지 이미지들에서의 가장 어두운 픽셀의 위치 정보를 대비하여, 위치 정보의 차이가 가장 큰 이미지를 선택하는 과정;
상기 밝기 값의 차이값이 큰 표면 이미지에서 상기 밝기 값의 차이값이 작은 표면 이미지의 순서로 소정의 등수에 해당하는 표면 이미지를 선택하는 과정;
상기 위치 정보의 차이가 큰 표면 이미지에서 상기 위치 정보의 차이가 작은 표면 이미지의 순서로 소정의 등수에 해당하는 표면 이미지를 선택하는 과정; 및
등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 합성하는 과정;을 포함하는 배터리 모듈 검사 방법. - 청구항 19에 있어서,
상기 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 합성하는 과정은,
상기 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 상호 중첩시켜 합성하는 과정;을 포함하는 배터리 모듈 검사 방법. - 청구항 19에 있어서,
상기 등수에 따라 선택된 표면 이미지들을 합성하는 과정은,
등수에 따라 선택된 표면 이미지들 중 어느 하나를 메인 이미지로 정하는 과정;
등수에 따라 선택된 표면 이미지들 각각을 소정 면적의 영역들로 구획하는 과정;
등수에 따라 선택된 표면 이미지들 각각에서, 상기 소정 면적의 영역들 중에서 가장 어두운 픽셀이 위치하는 영역을 선택하는 과정; 및
상기 메인 이미지에 등수에 따라 선택된 표면 이미지들 각각에서 선택된 영역들을 합성하는 과정;을 포함하는 배터리 모듈 검사 방법. - 청구항 15에 있어서,
상기 합성 이미지를 이용하여 상기 표면을 검사하는 과정은,
인공지능에 표면 검사 조건을 입력하거나, 인공지능에 표면 검사 조건을 학습시키는 과정;
상기 표면 검사 조건으로, 상기 합성 이미지를 검사하여 상기 배터리 모듈의 표면 상태 및 상기 배터리 모듈의 표면에 도포된 액상 물질의 도포 상태를 각각 판단하는 과정;을 포함하는 배터리 모듈 검사 방법. - 청구항 22에 있어서,
상기 표면 검사 조건은,
상기 배터리 모듈의 파우치의 파장별 광 반사율, 상기 파우치의 표면에 도포된 액상 물질의 파장별 광 반사율, 상기 파우치의 표면에 형성된 부착물의 파장별 광 반사율, 상기 파우치의 표면의 곡률에 따른 파장별 광 반사율, 상기 액상 물질의 두께에 따른 파장별 광 반사율, 상기 액상 물질과 상기 부착물의 중첩에 따른 파장별 광 반사율;
을 포함하는 배터리 모듈 검사 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200188329A KR102647747B1 (ko) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 배터리 모듈 검사 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200188329A KR102647747B1 (ko) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 배터리 모듈 검사 장치 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220097692A true KR20220097692A (ko) | 2022-07-08 |
| KR102647747B1 KR102647747B1 (ko) | 2024-03-15 |
Family
ID=82407318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200188329A KR102647747B1 (ko) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 배터리 모듈 검사 장치 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102647747B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102561029B1 (ko) * | 2022-08-19 | 2023-07-31 | (주)그린광학 | 초분광 이미지 분석에 기반한 모노셀 불량 검사 시스템 및 그 검사 방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250640A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Ricoh Co Ltd | 表面状態測定方法及び表面状態測定装置 |
| KR20110018082A (ko) * | 2009-08-17 | 2011-02-23 | 홍익대학교 산학협력단 | 원통형 이차 전지 상하면 메탈 검사 장치 |
| KR20120039855A (ko) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 모듈의 이미지 처리 방법 |
| KR20190019411A (ko) | 2017-08-17 | 2019-02-27 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 라벨 정렬 장치 및 방법 |
| JP2020004646A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | プライムアースＥｖエナジー株式会社 | 二次電池、電池容器の検査方法、及び二次電池の製造方法 |
| KR20200039331A (ko) | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 셀의 테이프 부착 장치 |
-
2020
- 2020-12-30 KR KR1020200188329A patent/KR102647747B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250640A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Ricoh Co Ltd | 表面状態測定方法及び表面状態測定装置 |
| KR20110018082A (ko) * | 2009-08-17 | 2011-02-23 | 홍익대학교 산학협력단 | 원통형 이차 전지 상하면 메탈 검사 장치 |
| KR20120039855A (ko) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 엘지이노텍 주식회사 | 카메라 모듈의 이미지 처리 방법 |
| KR20190019411A (ko) | 2017-08-17 | 2019-02-27 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 라벨 정렬 장치 및 방법 |
| JP2020004646A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | プライムアースＥｖエナジー株式会社 | 二次電池、電池容器の検査方法、及び二次電池の製造方法 |
| KR20200039331A (ko) | 2018-10-05 | 2020-04-16 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 셀의 테이프 부착 장치 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102561029B1 (ko) * | 2022-08-19 | 2023-07-31 | (주)그린광학 | 초분광 이미지 분석에 기반한 모노셀 불량 검사 시스템 및 그 검사 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102647747B1 (ko) | 2024-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102107226B1 (ko) | 적층 전지 정렬 검사 장치 | |
| EP2752638A2 (en) | Contactless component-inspecting apparatus and component-inspecting method | |
| US11099134B2 (en) | Optical examination device and optical examination method with visible and infrared light for semiconductor components | |
| WO2014007542A1 (ko) | 비접촉식 발광다이오드 검사장치와 이를 이용한 검사방법 | |
| CN105794195B (zh) | 图像形成系统、图像形成方法以及拍摄元件 | |
| KR20110018080A (ko) | 원통형 이차 전지 외관 검사 장치 | |
| KR102647747B1 (ko) | 배터리 모듈 검사 장치 및 방법 | |
| US11835468B2 (en) | Device and method for inspecting air void at lead film of battery | |
| US20120262566A1 (en) | Apparatus for illuminating substrates in order to image micro cracks, pinholes and inclusions in monocrystalline and polycrystalline substrates and method therefore | |
| CN113556934A (zh) | 一种自动检测、快速修补印刷电路板的方法及装置 | |
| KR101030450B1 (ko) | 원통형 이차 전지 상하면 메탈 검사 장치 | |
| US20120050518A1 (en) | Inspecting apparatus and inspection method | |
| KR20200077382A (ko) | 적층 전지 정렬 검사 장치 | |
| CN105014245B (zh) | 激光处理设备和方法 | |
| JP2008068284A (ja) | 欠陥修正装置、欠陥修正方法、及びパターン基板の製造方法 | |
| JP7204495B2 (ja) | フォトルミネセンス検査装置およびフォトルミネセンス検査方法 | |
| US10969597B2 (en) | Display panel inspection equipment | |
| JP2020101392A (ja) | リチウムイオン電池の外観検査方法及びリチウムイオン電池の外観検査装置 | |
| CN114813056A (zh) | 一种曲面屏缺陷检测装置及方法 | |
| KR20090026905A (ko) | 영상획득장치 및 이를 구비한 검사기기 | |
| CN108204982A (zh) | 多视角影像撷取装置及多视角影像检测设备 | |
| CN115066893A (zh) | 用于校准、安装和/或检查光电学系统的设备、方法和设备的应用 | |
| JP7511824B2 (ja) | 電子部品の外観検査装置および電子部品の外観検査方法 | |
| KR102335304B1 (ko) | 전지용 검사장치 | |
| TWI786773B (zh) | 助焊劑分布狀況的檢測方法及檢測設備 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |