KR20220142040A - 3D shape measuring device of secondary battery cell and 3D shape measuring method the same - Google Patents

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KR20220142040A
KR20220142040A KR1020210048316A KR20210048316A KR20220142040A KR 20220142040 A KR20220142040 A KR 20220142040A KR 1020210048316 A KR1020210048316 A KR 1020210048316A KR 20210048316 A KR20210048316 A KR 20210048316A KR 20220142040 A KR20220142040 A KR 20220142040A
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secondary battery
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battery cell
sealing
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KR1020210048316A
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장중수
이명국
백영호
김용범
황성옥
문선기
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주식회사 엘지에너지솔루션
주식회사 에스에프에이
에스엔유 프리시젼 주식회사
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Abstract

A device for measuring the 3-dimensional shape of a secondary battery cell is disclosed. The device for measuring the 3-dimensional shape of a secondary battery cell according to the present invention includes: a shape information acquisition unit for obtaining 3-dimensional shape information around a cup unit and a sealing unit of a pouch-type secondary battery cell having the cup unit and the sealing unit; a moving unit that supports the shape information acquisition unit and relatively moves the shape information acquisition unit with respect to the pouch-type secondary battery cell; and a data processing unit that receives the 3-dimensional shape information of the pouch-type secondary battery cell acquired by the shape information acquisition unit and calculates the external dimensions of the cup unit and the sealing unit through the received three-dimensional shape information.

Description

이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치 및 측정방법{3D shape measuring device of secondary battery cell and 3D shape measuring method the same}A three-dimensional shape measuring device and measuring method of a secondary battery cell {3D shape measuring device of secondary battery cell and 3D shape measuring method the same}

본 발명은, 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치 및 측정방법에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 이차전지 셀에 형성된 컵부 및 실링부의 외형 치수를 산출할 수 있는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치 및 측정방법을 제공하는 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for measuring a three-dimensional shape of a secondary battery cell, and more particularly, to a three-dimensional shape of a secondary battery cell capable of calculating the external dimensions of a cup part and a sealing part formed in the secondary battery cell. To provide a measuring device and a measuring method.

일반적으로 2차 전지(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. 이러한 2차 전지를 통상적으로 축전기라 부르기도 한다.In general, secondary cells convert chemical energy into electrical energy to supply power to an external circuit, and when discharged, receive external power to convert electrical energy into chemical energy to store electricity refers to Such a secondary battery is also commonly referred to as a capacitor.

이러한 2차 전지는 형상에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 예컨대, 2차 전지는 각형 구조, 원통형 구조, 파우치형 구조 등으로 분류될 수 있다.Such secondary batteries may be variously classified according to their shape. For example, the secondary battery may be classified into a prismatic structure, a cylindrical structure, a pouch-type structure, and the like.

원통형 구조의 이차전지는 캔(can)으로 덮여져 있으며 이 캔은 철에 니켈 도금한 재질로 이뤄져 있다. A secondary battery with a cylindrical structure is covered with a can, which is made of iron and nickel-plated material.

파우치형 구조의 이차전지 셀은 전극 적층체를 감싸는 외장재로서 파우치(pouch)를 사용하는 방식으로써, 이러한 파우치형 구조의 이차전지는 단위중량 및 체적당 에너지밀도가 보다 높일 수 있고, 박형화 및 경량화를 가능하게 하는 이점이 있다.The secondary battery cell of the pouch-type structure uses a pouch as an exterior material for enclosing the electrode stack, and the secondary battery of the pouch-type structure can have higher energy density per unit weight and volume, and reduce the thickness and weight. There are advantages to making it possible.

파우치형 이차전지 셀(S)은 전극 적층체를 파우치형 케이스가 감싸는 구조로 형성된다. 이러한 파우치형 이차전지 셀(S)은 다수 개가 모여 이차전지 모듈을 형성한다.The pouch-type secondary battery cell (S) is formed in a structure in which a pouch-type case surrounds the electrode stack. A plurality of these pouch-type secondary battery cells (S) are gathered to form a secondary battery module.

이러한 파우치형 이차전지 셀(S)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 전극 적층체(미도시)가 배치되는 셀 몸체부(S1)와, 셀 몸체부(S1)의 측벽을 형성하는 컵부(S2)와, 컵부(S2)에 연결되며 컵부(S2)에서 돌출되어 형성되며 실링부(S5)가 형상된 테라스부(S3)와, 테라스부(S3)에 연결되는 탭부(S4)를 포함한다.Such a pouch-type secondary battery cell (S), as shown in FIG. 1, has a cell body portion (S1) in which an electrode stack (not shown) is disposed, and a sidewall of the cell body portion (S1). A cup portion S2, a terrace portion S3 connected to the cup portion S2 and protruding from the cup portion S2 and having a sealing portion S5, and a tab portion S4 connected to the terrace portion S3. include

셀 몸체부(S1)의 내부에는 전극 적층체(미도시)가 배치된다. 전극 적층체(미도시)는, 도면의 편의상 자세히 도시하지는 않았으나, 하나 이상의 양극판(미도시) 및 하나 이상의 음극판(미도시)이 분리막(미도시)을 사이에 두고 배치된 형태로 구성된다.An electrode stack (not shown) is disposed inside the cell body portion S1 . Although not shown in detail for the convenience of the drawing, the electrode laminate (not shown) is configured in a form in which one or more positive electrode plates (not shown) and one or more negative electrode plates (not shown) are disposed with a separator (not shown) interposed therebetween.

탭부(S4)는, 양극 탭과 음극 탭으로 구성되며, 각각 전극 적층체(미도시)로부터 돌출되도록 형성된다. 즉, 양극 탭은 전극 적층체(미도시)의 양극판으로부터 돌출되도록 형성되고, 음극 탭은 전극 적층체(미도시)의 음극판으로부터 돌출되도록 형성된다. The tab portion S4 includes a positive electrode tab and a negative electrode tab, and is formed to protrude from an electrode stack (not shown), respectively. That is, the positive electrode tab is formed to protrude from the positive electrode plate of the electrode stack (not shown), and the negative electrode tab is formed to protrude from the negative electrode plate of the electrode stack (not shown).

이러한 파우치형 이차전지 셀(S)은 다수 개가 모여 이차전지 모듈을 형성한다. 그런데, 이차전지 모듈의 치수(특히, 컵부(S2)의 높이)가 설계치를 벗어날 경우 이차전지 모듈 자체가 불량이 되어 큰 손실이 발생되는 문제점이 있다.A plurality of these pouch-type secondary battery cells (S) are gathered to form a secondary battery module. However, when the dimension of the secondary battery module (particularly, the height of the cup portion S2) is out of the design value, the secondary battery module itself becomes defective and a large loss occurs.

또한, 테라스부(S3)에 형성된 실링부(S5)의 치수(폭과 두께 등)이 설계치와 다를 경우에는 전해액이 누액되는 심각한 불량이 발생될 수 있다. In addition, when the dimensions (such as width and thickness) of the sealing part S5 formed on the terrace part S3 are different from the design values, a serious defect in which the electrolyte is leaked may occur.

또한, 파우치형 이차전지 셀(S)을 적층하여 이차전지 모듈을 형성하는 과정에서 파우치형 이차전지 셀(S)들의 탭부(S4)를 용접하는데, 이 과정에서 컵부(S2)로부터 실링부(S5)까지의 거리가 매우 중요한다.In addition, in the process of forming the secondary battery module by stacking the pouch-type secondary battery cells (S), the tab parts (S4) of the pouch-type secondary battery cells (S) are welded, and in this process, the sealing part (S5) from the cup part (S2) ) is very important.

상술한 바와 같이 컵부(S2)의 높이 및 실링부(S5)의 외형 치수(폭과 두께 및 컵부(S2)로부터 실링부(S5)까지의 거리 등)가 매우 중요한데, 이러한 외형 치수에 대한 측정이 인력에 의해 이루어져 부정확하고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.As described above, the height of the cup part S2 and the external dimensions of the sealing part S5 (width and thickness, and the distance from the cup part S2 to the sealing part S5, etc.) are very important. This was done by manpower, which was inaccurate and time-consuming.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0064724호, (2019.06.11.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0064724, (2019.06.11.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 생산된 파우치형 이차전지 셀의 컵부 및 실링부의 외형 치수가 불량한 제품을 빠르고 정확하게 구분할 수 있는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치 및 측정방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a three-dimensional shape measuring apparatus and measuring method of a secondary battery cell capable of quickly and accurately distinguishing products having poor external dimensions of the cup part and the sealing part of the produced pouch-type secondary battery cell.

본 발명의 일 측면에 따르면, 컵부와 실링부를 구비하는 파우치형 이차전지 셀의 상기 컵부와 상기 실링부 주위의 3차원 형상정보를 획득하는 형상정보 획득유닛; 상기 형상정보 획득유닛을 지지하며, 상기 형상정보 획득유닛을 상기 파우치형 이차전지 셀에 대해 상대이동 시키는 이동유닛; 및 상기 형상정보 획득유닛이 획득한 상기 파우치형 이차전지 셀의 상기 3차원 형상정보를 전달받으며, 전달받은 상기 3차원 형상정보를 통해 상기 컵부와 상기 실링부의 외형 치수를 산출하는 데이터 처리유닛을 포함하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pouch-type secondary battery cell having a cup portion and a sealing portion, comprising: a shape information obtaining unit for obtaining three-dimensional shape information around the cup portion and the sealing portion; a moving unit supporting the shape information obtaining unit and moving the shape information obtaining unit relative to the pouch-type secondary battery cell; and a data processing unit that receives the three-dimensional shape information of the pouch-type secondary battery cell obtained by the shape information acquisition unit and calculates the external dimensions of the cup part and the sealing part through the received three-dimensional shape information A device for measuring a three-dimensional shape of a secondary battery cell may be provided.

상기 파우치형 이차전지 셀은, 상기 컵부가 측벽을 형성하는 셀 몸체부; 상기 컵부에 연결되고 상기 컵부에서 돌출되며, 상기 실링부가 형성된 테라스부; 및 상기 테라스부에 연결되는 탭부를 포함하며, 상기 형상정보 획득유닛은, 상기 컵부와 및 상기 실링부의 3차원 형상정보를 획득할 수 있다.The pouch-type secondary battery cell may include: a cell body portion in which the cup portion forms a sidewall; a terrace portion connected to the cup portion, protruding from the cup portion, and formed with the sealing portion; and a tab part connected to the terrace part, wherein the shape information obtaining unit may acquire 3D shape information of the cup part and the sealing part.

상기 형상정보 획득유닛은, 상기 이동유닛에 연결되는 획득유닛용 프레임부; 상기 획득유닛용 프레임부에 연결되며, 상기 실링부의 형상정보를 획득하는 실링부용 센서부; 및 상기 획득유닛용 프레임부에 연결되며, 상기 컵부의 형상정보를 획득하는 컵부용 센서부를 포함할 수 있다.The shape information obtaining unit may include: a frame unit for an obtaining unit connected to the mobile unit; a sensor unit for the sealing unit connected to the frame unit for the acquisition unit and configured to obtain shape information of the sealing unit; and a sensor unit for the cup unit which is connected to the frame unit for the acquisition unit and acquires shape information of the cup unit.

상기 실링부용 센서부는 한 쌍으로 마련되며, 한 쌍의 실링부용 센서부는 상기 파우치형 이차전지 셀을 사이에 두고 상호 이격되어 배치될 수 있다.A pair of sensor units for the sealing unit may be provided, and a pair of sensor units for the sealing unit may be disposed to be spaced apart from each other with the pouch-type secondary battery cell interposed therebetween.

상기 실링부용 센서부는 세로 방향으로 상호 이격되어 배치될 수 있다.The sensor units for the sealing unit may be disposed to be spaced apart from each other in the vertical direction.

상기 이동유닛은, 이동유닛용 프레임부; 및 상기 이동유닛용 프레임부에 지지되며, 상기 형상정보 획득유닛에 연결되어 상기 형상정보 획득유닛을 이동시키는 획득유닛용 이동부를 포함하며, 상기 획득유닛용 이동부는, 상기 형상정보 획득유닛에 결합되며, 가로 방향으로 이동되는 이동블록부; 상기 이동유닛용 프레임부에 결합되며, 상기 이동블록부에 연결되어 상기 이동블록부의 이동을 가이드하는 이동블록부용 이동 가이드부; 및 상기 이동유닛용 프레임부에 결합되며, 상기 이동블록부에 연결되어 상기 이동블록부를 이동시키는 이동블록부용 이동 구동부를 포함할 수 있다.The mobile unit may include: a frame unit for the mobile unit; and a moving unit supported by the frame for the mobile unit and connected to the shape information obtaining unit to move the shape information obtaining unit, wherein the moving unit for the obtaining unit is coupled to the shape information obtaining unit, , a moving block unit that is moved in the horizontal direction; a moving guide unit coupled to the frame for the moving unit and connected to the moving block to guide the movement of the moving block; And it is coupled to the frame for the moving unit, it may include a moving driving unit for the moving block unit connected to the moving block unit to move the moving block unit.

상기 데이터 처리유닛은, 상기 3차원 형상정보로부터 상기 파우치형 이차전지의 3차원 프로파일을 생성하며, 상기 3차원 프로파일로부터 상기 컵부와 상기 실링부의 외형 치수를 산출할 수 있다.The data processing unit may generate a three-dimensional profile of the pouch-type secondary battery from the three-dimensional shape information, and calculate external dimensions of the cup part and the sealing part from the three-dimensional profile.

상기 컵부의 높이, 실링부의 두께, 상기 실링부의 폭 및 상기 컵부로부터 상기 실링부까지의 거리를 포함할 수 있다.It may include a height of the cup portion, a thickness of the sealing portion, a width of the sealing portion, and a distance from the cup portion to the sealing portion.

상기 데이터 처리유닛은, 상기 3차원 프로파일에서 미리 설정된 기준에 따라 기준점을 설정하며, 상기 기준점을 기준으로 하여 상기 컵부에서 상기 실링부까지의 거리를 산출할 수 있다.The data processing unit may set a reference point according to a preset reference in the three-dimensional profile, and calculate a distance from the cup part to the sealing part based on the reference point.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 형상정보 획득유닛이 파우치형 이차전지 셀에 형성된 컵부와 실링부 주위를 스캐닝하여 상기 파우치형 이차전지 셀의 3차원 형상정보를 획득하는 형상정보 획득단계; 상기 3차원 형상정보로부터 상기 파우치형 이차전지의 3차원 프로파일이 생성되는 프로파일 생성단계; 및 상기 파우치형 이차전지 셀의 상기 컵부와 상기 실링부의 외형 치수가 산출되는 치수 산출단계를 포함하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, a shape information acquisition step of obtaining the shape information obtaining unit by scanning around the cup portion and the sealing portion formed in the pouch-type secondary battery cell to acquire the three-dimensional shape information of the pouch-type secondary battery cell; a profile generating step of generating a three-dimensional profile of the pouch-type secondary battery from the three-dimensional shape information; and a dimension calculation step of calculating external dimensions of the cup part and the sealing part of the pouch-type secondary battery cell.

상기 형상정보 획득유닛은, 획득유닛용 프레임부에 연결되며, 상기 실링부의 형상정보를 획득하는 실링부용 센서부; 및 상기 획득유닛용 프레임부에 연결되며, 상기 컵부의 형상정보를 획득하는 컵부용 센서부를 포함할 수 있다.The shape information acquisition unit may include: a sensor unit for a sealing unit connected to the frame unit for the acquisition unit and configured to obtain shape information of the sealing unit; and a sensor unit for the cup unit which is connected to the frame unit for the acquisition unit and acquires shape information of the cup unit.

상기 파우치형 이차전지 셀은, 상기 컵부가 측벽을 형성하는 셀 몸체부; 상기 컵부에 연결되고 상기 컵부에서 돌출되며, 상기 실링부가 형성된 테라스부; 및 상기 테라스부에 연결되는 탭부를 포함하며, 상기 치수 산출단계에서는, 상기 컵부의 높이, 실링부의 두께, 상기 실링부의 폭 및 상기 컵부로부터 상기 실링부까지의 거리가 산출될 수 있다.The pouch-type secondary battery cell may include: a cell body portion in which the cup portion forms a sidewall; a terrace portion connected to the cup portion, protruding from the cup portion, and formed with the sealing portion; and a tab part connected to the terrace part, wherein in the dimensioning step, the height of the cup part, the thickness of the sealing part, the width of the sealing part, and the distance from the cup part to the sealing part may be calculated.

상기 치수 산출단계는, 상기 3차원 프로파일에서 미리 설정된 기준에 따라 기준점을 설정하는 기준점 설정단계; 및 상기 기준점을 기준으로 하여 상기 실링부까지의 길이를 산출하는 실링부까지의 거리 산출단계를 포함할 수 있다.The dimension calculation step may include: a reference point setting step of setting a reference point according to a preset reference in the three-dimensional profile; and calculating a distance to the sealing part for calculating the length to the sealing part based on the reference point.

상기 형상정보 획득유닛이 캘리브레이션용 지그를 스캐닝하여 상기 형상정보 획득유닛을 캘리브레이션 하는 캘리브레이션 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a calibration step in which the shape information acquisition unit scans a calibration jig to calibrate the shape information acquisition unit.

본 발명의 실시예들은, 파우치형 이차전지 셀의 컵부와 실링부 주위의 3차원 형상정보를 획득하는 형상정보 획득유닛과, 형상정보 획득유닛을 파우치형 이차전지 셀에 대해 상대이동 시키는 이동유닛과, 3차원 형상정보를 통해 파우치형 이차전지 셀의 컵부와 실링부의 외형 치수를 산출하는 데이터 처리유닛을 구비함으로써, 생산된 제품들 중 컵부와 실링부의 외형 치수가 불량한 파우치형 이차전지 셀을 빠르고 정확하게 구분할 수 있으며, 그에 따라 파우치형 이차전지 셀들을 적층하여 모듈화하기 전에 중 컵부 및 실링부의 외형 치수가 불량한 불량품을 걸러낼 수 있는 이점이 있다. Embodiments of the present invention, a shape information acquisition unit for acquiring three-dimensional shape information around the cup part and the sealing part of the pouch-type secondary battery cell, and a mobile unit for relatively moving the shape information acquisition unit with respect to the pouch-type secondary battery cell; , by having a data processing unit that calculates the external dimensions of the cup part and the sealing part of the pouch-type secondary battery cell through three-dimensional shape information, quickly and accurately There is an advantage in that it is possible to filter out defective products having poor external dimensions of the middle cup part and the sealing part before the pouch-type secondary battery cells are stacked and modularized accordingly.

도 1은 파우치형 이차전지 셀이 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치가 도시된 도면이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4은 도 2의 정면도이다.
도 5는 도 4에서 형상정보 획득유닛을 확대하여 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8에는 데이터 처리유닛에 의해 생성된 3차원 프로파일을 이용하여 외형 치수가 산출되는 방법이 도시된 도면이다.
도 9는 도 2의 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치의 측정방법이 도시된 순서도이다.
도 10 및 도 11은 도 9의 캘리브레이션 단계에 사용되는 캘리브레이션용 지그가 도시된 도면이다.1 is a view showing a pouch-type secondary battery cell.
2 is a view showing a three-dimensional shape measuring apparatus of a secondary battery cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of FIG. 2 .
FIG. 4 is a front view of FIG. 2 ;
FIG. 5 is an enlarged view of the shape information obtaining unit in FIG. 4 .
6 to 8 are diagrams illustrating a method of calculating an outer dimension using a three-dimensional profile generated by a data processing unit.
9 is a flowchart illustrating a measuring method of the apparatus for measuring a three-dimensional shape of the secondary battery cell of FIG. 2 .
10 and 11 are views illustrating a calibration jig used in the calibration step of FIG. 9 .

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, a description of a function or configuration already known will be omitted in order to clarify the gist of the present invention.

도 1은 파우치형 이차전지 셀이 도시된 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치가 도시된 도면이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4은 도 2의 정면도이고, 도 5는 도 4에서 형상정보 획득유닛을 확대하여 도시한 도면이며, 도 6 내지 도 8에는 데이터 처리유닛에 의해 생성된 3차원 프로파일을 이용하여 외형 치수가 산출되는 방법이 도시된 도면이고, 도 9는 도 2의 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치의 측정방법이 도시된 순서도이며, 도 10 및 도 11은 도 9의 캘리브레이션 단계에 사용되는 캘리브레이션용 지그가 도시된 도면이다. 도 1은 도시의 편의를 위해 파우치형 이차전지 셀의 크기 비율을 변형하였다. 1 is a view showing a pouch-type secondary battery cell, FIG. 2 is a diagram showing a three-dimensional shape measuring apparatus of a secondary battery cell according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan view of FIG. 4 is a front view of FIG. 2, FIG. 5 is an enlarged view of the shape information obtaining unit in FIG. 4, and in FIGS. 6 to 8, the external dimensions are calculated using the three-dimensional profile generated by the data processing unit. A method is shown, and FIG. 9 is a flowchart illustrating a measuring method of the apparatus for measuring a three-dimensional shape of a secondary battery cell of FIG. 2, and FIGS. 10 and 11 are a calibration jig used in the calibration step of FIG. is a drawing made 1 shows that the size ratio of the pouch-type secondary battery cell is modified for convenience of illustration.

본 실시예에 따른 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 파우치형 이차전지 셀(S)의 형상정보를 획득하는 형상정보 획득유닛(100)과, 이동유닛(200)과, 데이터 처리유닛(300)과, 파우치형 이차전지 셀(S)을 지지하는 스테이지(400)을 포함한다. A three-dimensional shape measuring apparatus of a secondary battery cell according to this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 5, a shape information acquisition unit 100 for acquiring shape information of a pouch-type secondary battery cell (S); It includes a mobile unit 200, a data processing unit 300, and a stage 400 supporting the pouch-type secondary battery cell (S).

파우치형 이차전지 셀(S)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 전극 적층체(미도시)가 배치되는 셀 몸체부(S1)와, 셀 몸체부(S1)의 측벽을 형성하는 컵부(S2)와, 컵부(S2)에 연결되며 컵부(S2)에서 돌출되어 형성되며 실링부(S5)가 형상된 테라스부(S3)와, 테라스부(S3)에 연결되는 탭부(S4)를 포함한다.The pouch-type secondary battery cell (S) is, as shown in FIG. 1, a cell body portion (S1) having an electrode stack (not shown) disposed therein, and a cup portion forming a sidewall of the cell body portion (S1). (S2), a terrace portion S3 connected to the cup portion S2 and protruding from the cup portion S2 and having a sealing portion S5, and a tab portion S4 connected to the terrace portion S3. do.

형상정보 획득유닛(100)은 파우치형 이차전지 셀(S)의 컵부(S2)와 실링부(S5) 주위의 3차원 형상정보 3차원 형상정보를 획득한다. The shape information acquisition unit 100 acquires 3D shape information and 3D shape information around the cup part S2 and the sealing part S5 of the pouch-type secondary battery cell S.

형상정보 획득유닛(100)은, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이동유닛(200)에 연결되는 획득유닛용 프레임부(110)와, 획득유닛용 프레임부(110)에 연결되며 실링부(S5)의 형상정보를 획득하는 실링부용 센서부(120)와, 획득유닛용 프레임부(110)에 연결되며 컵부(S2)의 형상정보를 획득하는 컵부용 센서부(130)를 포함한다.The shape information acquisition unit 100 is, as shown in FIGS. 2 to 5 , a frame unit 110 for an acquisition unit connected to the mobile unit 200, and a frame unit 110 for an acquisition unit connected to a sealing It includes a sensor unit 120 for a sealing unit that acquires shape information of the unit S5, and a sensor unit 130 for a cup unit that is connected to the frame unit 110 for an acquisition unit and obtains shape information of the cup unit S2. .

획득유닛용 프레임부(110)는 플레이트 형상으로 형성된다. 이러한 획득유닛용 프레임부(110)는 이동유닛(200)에 결합되어 지지된다. The frame unit 110 for the acquisition unit is formed in a plate shape. The frame unit 110 for the acquisition unit is coupled to and supported by the mobile unit 200 .

실링부용 센서부(120)는 획득유닛용 프레임부(110)에 연결되어 실링부(S5)의 형상정보를 획득한다. 실링부용 센서부(120)는 한 쌍으로 마련된다. 본 실시예에서 한 쌍의 실링부용 센서부(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 파우치형 이차전지 셀(S)을 사이에 두고 세로방향(Z)으로 상호 이격되어 배치된다. The sensor unit 120 for the sealing unit is connected to the frame unit 110 for the acquisition unit to obtain shape information of the sealing unit S5. The sensor unit 120 for the sealing unit is provided as a pair. In this embodiment, as shown in FIG. 5 , the pair of sensor units 120 for the sealing unit are disposed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction (Z) with the pouch-type secondary battery cell (S) interposed therebetween.

이와 같이 본 실시예에 따른 이차전지 셀의 3차원 형상 검사장치는, 파우치형 이차전지 셀(S)을 사이에 두고 세로방향(Z)으로 상호 이격되어 배치되는 한 쌍의 실링부용 센서부(120)를 구비함으로써, 파우치형 이차전지 셀(S)의 상면과 하면의 형상정보를 동시에 획득할 수 있는 이점이 있다.As described above, the three-dimensional shape inspection apparatus of the secondary battery cell according to the present embodiment includes a pair of sensor units 120 for sealing parts disposed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction (Z) with the pouch-type secondary battery cell (S) interposed therebetween. ), there is an advantage that the shape information of the upper surface and the lower surface of the pouch-type secondary battery cell (S) can be obtained at the same time.

실링부용 센서부(120)는, 실링부(S5)를 스캐닝하는 스캐닝 센서(121)와, 스캐닝 센서(121)가 결합되고 획득유닛용 프레임부(110)에 연결되며 스캐닝 센서(121)의 위치를 가로방향(X) 및 세로방향(Z)으로 조정할 수 있는 스캐닝 센서용 위치조절부(122)를 포함한다.The sensor unit 120 for the sealing unit includes a scanning sensor 121 that scans the sealing unit S5, the scanning sensor 121 is coupled and connected to the frame unit 110 for the acquisition unit, and the position of the scanning sensor 121 and a position control unit 122 for a scanning sensor that can be adjusted in the horizontal direction (X) and the vertical direction (Z).

실링부(S5)를 스캐닝하는 스캐닝 센서(121)는 파우치형 이차전지 셀(S)을 향하여 빔(레이저)을 방출하고 파우치형 이차전지 셀(S)의 외벽에 부딪혀 반사된 빔을 수신하여 파우치형 이차전지 셀(S)의 외형을 스캐닝한다. The scanning sensor 121 for scanning the sealing part S5 emits a beam (laser) toward the pouch-type secondary battery cell S, and receives the reflected beam by hitting the outer wall of the pouch-type secondary battery cell S, The outer shape of the type secondary battery cell (S) is scanned.

이러한 스캐닝 센서(121)는 파우치형 이차전지 셀(S)의 양측 말단부 영역을 스캐닝하여 셀 몸체부(S1)의 일부, 실링부(S5), 테라스부(S3) 및 탭부(S4)의 3차원 형상정보를 획득한다.The scanning sensor 121 scans the distal end regions of both sides of the pouch-type secondary battery cell (S) in three dimensions of a part of the cell body part (S1), the sealing part (S5), the terrace part (S3), and the tab part (S4). Acquire shape information.

스캐닝 센서용 위치조절부(122)에는 스캐닝 센서(121)가 결합된다. 이러한 스캐닝 센서용 위치조절부(122)는 획득유닛용 프레임부(110)에 결합되어 스캐닝 센서(121)의 위치를 가로방향(X) 및 세로방향(Z)으로 조정할 수 있다. The scanning sensor 121 is coupled to the position adjusting unit 122 for the scanning sensor. The position adjusting unit 122 for the scanning sensor is coupled to the frame unit 110 for the acquisition unit to adjust the position of the scanning sensor 121 in the horizontal direction (X) and the vertical direction (Z).

스캐닝 센서용 위치조절부(122)는 스캐닝 센서(121)의 위치를 조절하여 스캐닝 센서(121)를 정위치로 얼라인한다. 작업자는 스캐닝 센서(121)로 후술할 캘리브레이션용 지그(G)를 스캐닝한 후, 스캐닝 결과를 바탕으로 스캐닝 센서용 위치조절부(122)를 조작하여 스캐닝 센서(121)의 위치를 조정할 수 있다. The position adjusting unit 122 for the scanning sensor aligns the scanning sensor 121 to the correct position by adjusting the position of the scanning sensor 121 . After scanning a calibration jig G to be described later with the scanning sensor 121 , the operator may adjust the position of the scanning sensor 121 by manipulating the scanning sensor position adjusting unit 122 based on the scanning result.

컵부용 센서부(130)는 획득유닛용 프레임부(110)에 연결되며 컵부(S2)의 형상정보를 획득한다. 이러한 컵부용 센서부(130)를 컵부(S2)를 타겟팅하는 스팟 센서(131)와, 스팟 센서(131)가 결합되고 획득유닛용 프레임부(110)에 연결되며 스팟 센서(131)의 위치를 가로방향(X) 및 세로방향(Z)으로 조정할 수 있는 스팟 센서용 위치조절부(132)를 포함한다. The sensor unit 130 for the cup unit is connected to the frame unit 110 for the acquisition unit and acquires shape information of the cup unit S2. The spot sensor 131 for targeting the sensor unit 130 for the cup unit S2 and the spot sensor 131 are coupled and connected to the frame unit 110 for the acquisition unit, and the position of the spot sensor 131 is determined. It includes a position control unit 132 for a spot sensor that can be adjusted in the horizontal direction (X) and the vertical direction (Z).

컵부(S2)를 타겟팅하는 스팟 센서(131)는 파우치형 이차전지 셀(S)의 컵부(S2)를 향하여 빔(레이저)을 방출하고 파우치형 이차전지 셀(S)의 외벽에 부딪혀 반사된 빔을 수신하여 컵부(S2)의 외형을 스캐닝한다. The spot sensor 131 targeting the cup part S2 emits a beam (laser) toward the cup part S2 of the pouch-type secondary battery cell S, and hits the outer wall of the pouch-type secondary battery cell S, and the reflected beam to scan the outer shape of the cup part S2.

스팟 센서용 위치조절부(132)에는 스팟 센서(131)가 결합된다. 이러한 스팟 센서용 위치조절부(132)는 획득유닛용 프레임부(110)에 결합되어 스팟 센서(131)의 위치를 가로방향(X) 및 세로방향(Z)으로 조정할 수 있다. The spot sensor 131 is coupled to the position adjusting unit 132 for the spot sensor. The position adjusting unit 132 for the spot sensor is coupled to the frame unit 110 for the acquisition unit to adjust the position of the spot sensor 131 in the horizontal direction (X) and the vertical direction (Z).

스팟 센서용 위치조절부(132)는 스팟 센서(131)의 위치를 조절하여 스캐닝 센서(121)를 정위치로 얼라인한다. 작업자는 스팟 센서(131)로 후술할 캘리브레이션용 지그(G)를 타겟팅한 후, 타겟팅 결과를 바탕으로 스팟 센서용 위치조절부(132)를 조작하여 스팟 센서(131)의 위치를 조정할 수 있다. The position adjusting unit 132 for the spot sensor aligns the scanning sensor 121 to the correct position by adjusting the position of the spot sensor 131 . After targeting the calibration jig G to be described later with the spot sensor 131 , the operator may adjust the position of the spot sensor 131 by manipulating the position adjusting unit 132 for the spot sensor based on the targeting result.

한편, 이동유닛(200)은 형상정보 획득유닛(100)을 지지한다. 이러한 이동유닛(200)은 형상정보 획득유닛(100)을 파우치형 이차전지 셀(S)에 대해 상대이동시킨다. Meanwhile, the mobile unit 200 supports the shape information obtaining unit 100 . The moving unit 200 moves the shape information obtaining unit 100 relative to the pouch-type secondary battery cell (S).

본 실시예에 따른 이동유닛(200)은, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 이동유닛용 프레임부(210)와, 이동유닛용 프레임부(210)에 지지되며 형상정보 획득유닛(100)에 연결되어 형상정보 획득유닛(100)을 가로방향(X)으로 이동시키는 획득유닛용 이동부(220)를 포함한다.The mobile unit 200 according to this embodiment is supported by the frame part 210 for the mobile unit and the frame part 210 for the mobile unit, as shown in FIGS. 2 to 5 , and the shape information obtaining unit 100 ) and includes a moving unit 220 for the acquisition unit for moving the shape information acquiring unit 100 in the horizontal direction (X) connected to.

이러한 획득유닛용 이동부(220)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 형상정보 획득유닛(100)에 결합되며 가로 방향으로 이동되는 이동블록부(221)와, 이동유닛용 프레임부(210)에 결합되며 이동블록부(221)에 연결되어 이동블록부(221)의 이동을 가이드하는 이동블록부용 이동 가이드부(222)와, 이동유닛용 프레임부(210)에 결합되며 이동블록부(221)에 연결되어 이동블록부(221)를 이동시키는 이동블록부용 이동 구동부(223)를 포함한다. As shown in Figs. 2 to 4, the moving unit 220 for the acquisition unit includes a moving block unit 221 coupled to the shape information obtaining unit 100 and moving in the horizontal direction, and a frame unit for the moving unit. The moving block unit 222 coupled to the 210 and connected to the moving block unit 221 for guiding the movement of the moving block unit 221, and the moving unit frame unit 210 for guiding the moving block It is connected to the unit 221 and includes a moving driving unit 223 for the moving block unit for moving the moving block unit 221 .

이동블록부(221)에는 형상정보 획득유닛(100)의 획득유닛용 프레임부(110)가 결합된다. 이러한 이동블록부(221)는 가로방향(X)으로 이동되어 형상정보 획득유닛(100)을 가로방향(X)으로 이동시킨다. The frame unit 110 for the obtaining unit of the shape information obtaining unit 100 is coupled to the moving block unit 221 . The moving block unit 221 is moved in the horizontal direction (X) to move the shape information obtaining unit 100 in the horizontal direction (X).

이동블록부용 이동 가이드부(222)는 이동유닛용 프레임부(210)의 하부면에 결합된다. 이러한 이동블록부용 이동 가이드부(222)는 이동블록부(221)에 연결되어 이동블록부(221)의 이동을 안내한다. 본 실시예에 따른 이동블록부용 이동 가이드부(222)는 이동블록부(221)가 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 가이드 레일로 이루어진다. The moving guide unit 222 for the moving block unit is coupled to the lower surface of the frame unit 210 for the moving unit. The moving guide unit 222 for the moving block unit is connected to the moving block unit 221 to guide the movement of the moving block unit 221 . The moving guide unit 222 for the moving block unit according to this embodiment is made of a guide rail to which the moving block unit 221 is slidably coupled.

이동블록부용 이동 구동부(223)는 이동유닛용 프레임부(210)의 하부면에 결합된다. 이러한 이동블록부용 이동 구동부(223)는 이동블록부(221)에 연결되어 이동블록부(221)를 이동시킨다. 본 실시예에서 이동블록부용 이동 구동부(223)는 볼 스크류 방식의 리니어모터로 이루어진다.The moving driving unit 223 for the moving block unit is coupled to the lower surface of the frame unit 210 for the moving unit. The moving driving unit 223 for the moving block unit is connected to the moving block unit 221 to move the moving block unit 221 . In this embodiment, the moving driving unit 223 for the moving block unit is made of a ball screw type linear motor.

상술한 이동유닛(200)은, 형상정보 획득유닛(100)을 파우치형 이차전지 셀(S)에 대해 상대이동시킴으로써, 형상정보 획득유닛(100)이 파우치형 이차전지 셀(S)의 보다 정확한 형상정보를 획득할 수 있도록 한다.The above-described moving unit 200, by moving the shape information acquiring unit 100 relative to the pouch-type secondary battery cell (S), the shape information acquiring unit 100 more accurate of the pouch-type secondary battery cell (S) To obtain shape information.

한편, 데이터 처리유닛(300)은 형상정보 획득유닛(100)과 유선 또는 무선으로 통신하여 형상정보 획득유닛(100)이 획득한 파우치형 이차전지 셀(S)의 3차원 형상정보를 전달받는다. 본 실시예의 데이터 처리유닛(300)은 전달받은 3차원 형상정보로부터 파우치형 이차전지 셀(S)의 3차원 프로파일을 생성한다. On the other hand, the data processing unit 300 communicates with the shape information acquisition unit 100 by wire or wirelessly to receive the three-dimensional shape information of the pouch-type secondary battery cell S acquired by the shape information acquisition unit 100 . The data processing unit 300 of this embodiment generates a three-dimensional profile of the pouch-type secondary battery cell (S) from the received three-dimensional shape information.

이러한 데이터 처리유닛(300)은, 사용자의 조작을 입력받는 입력부(미도시)와, 형상정보 획득유닛(100)과 통신하며 연산작업을 수행하는 연산부(미도시)와, 연산결과를 출력하는 디스플레이부(미도시)를 포함한다.The data processing unit 300 includes an input unit (not shown) that receives a user's manipulation, a calculation unit (not shown) that communicates with the shape information acquisition unit 100 and performs an arithmetic operation, and a display that outputs an operation result Includes part (not shown).

상술한 바와 같이 실링부용 센서부(120)가 파우치형 이차전지 셀(S)에 대해 상하방향으로 배치되므로, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 이격된 2개의 프로파일이 생성된다. 도 6 내지 도 8은 3차원 프로파일이 시각적으로 용이하게 인식될 수 있도록 2차원 평면에 투영되어 표시하였다.As described above, since the sensor unit 120 for the sealing unit is disposed in the vertical direction with respect to the pouch-type secondary battery cell S, two profiles spaced apart in the vertical direction are generated as shown in FIGS. 6 to 8 . 6 to 8 are projected and displayed on a two-dimensional plane so that the three-dimensional profile can be easily recognized visually.

데이터 처리유닛(300)은 생성된 3차원 프로파일로부터 파우치형 이차전지 셀(S)의 외형 치수를 산출한다. 여기서, 외형 치수는 컵부(S2)의 높이와 실링부(S5)의 두께와 실링부(S5)의 폭과 컵부(S2)로부터 실링부(S5)까지의 길이를 포함한다. 컵부(S2)의 높이 3차원 프로파일로부터 쉽게 인식될 수 있다. The data processing unit 300 calculates the external dimensions of the pouch-type secondary battery cell S from the generated three-dimensional profile. Here, the external dimensions include the height of the cup portion S2 , the thickness of the sealing portion S5 , the width of the sealing portion S5 , and the length from the cup portion S2 to the sealing portion S5 . The height of the cup portion S2 can be easily recognized from the three-dimensional profile.

실링부(S5)의 폭은 3차원 프로파일을 Y-Z 평면 상에서 구해진다. 실링부(S5)의 폭은 도 6에 도시된 바와 같이 실링부(S5)의 Y축 방향의 길이이다. 실링부(S5)는 히팅바(미도시)에 의해 열압착된 부위로 눌러진 부위는 평평하게 형성되고 그 주변부는 위나 아래로 휘어지게 된다. 따라서, 상부 3차원 프로파일과 하부 3차원 프로파일이 Y축 방향에서 수평을 유지하는 구간을 측정하여 실링부(S5)의 폭을 측정한다. 이하에서 설명의 편의를 위해 상부 3차원 프로파일과 하부 3차원 프로파일을 상부 프로파일과 하부 프로파일로 기재한다.The width of the sealing part S5 is obtained on the Y-Z plane of the three-dimensional profile. The width of the sealing portion S5 is the length of the sealing portion S5 in the Y-axis direction as shown in FIG. 6 . The sealing portion S5 is a portion that is thermocompressed by a heating bar (not shown), and the pressed portion is formed flat, and the peripheral portion thereof is bent up or down. Accordingly, the width of the sealing part S5 is measured by measuring a section in which the upper three-dimensional profile and the lower three-dimensional profile are horizontal in the Y-axis direction. Hereinafter, for convenience of description, the upper three-dimensional profile and the lower three-dimensional profile are described as an upper profile and a lower profile.

먼저, 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상부 프로파일의 평평한 부분을 연장하는 상부 연장선을 구하고, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 하부 프로파일의 평평한 부분을 연장하는 하부 연장선을 구한다. First, an upper extension line extending the flat portion of the upper profile is obtained as shown in Fig. 6(a), and a lower extension line extending the flat portion of the lower profile is obtained as shown in Fig. 6(b).

이후, 도 6(c)에 도시된 바와 같이 상부 연장선과 하부 연장선 사이의 간격인 기준 간격을 구한다. Thereafter, as shown in FIG. 6( c ), a reference interval, which is the interval between the upper extension line and the lower extension line, is obtained.

다음, 상부 프로파일과 하부 프로파일의 사이 간격이 상술한 기준 간격을 미리 정한 소정의 범위 내에서 넘어서는 부분은 실링부(S5)에서 제외한다. 따라서, 도 6(c)의 좌측 범위선의 왼쪽 부분과 우측 범위선의 우측 범위는 상부 프로파일과 하부 프로파일의 사이 간격이 상술한 기준 간격을 넘어서는 부분이다. 따라서, 도 6(c)에 도시된 바와 같이 실링부(S5)의 폭은 좌측 범위선과 우측 범위선 사이의 거리이다.Next, a portion in which the interval between the upper profile and the lower profile exceeds the above-described reference interval within a predetermined range is excluded from the sealing portion (S5). Accordingly, the left portion of the left range line and the right range of the right range line in FIG. 6(c) are portions in which the interval between the upper profile and the lower profile exceeds the above-described reference interval. Accordingly, as shown in FIG. 6(c) , the width of the sealing part S5 is the distance between the left range line and the right range line.

또한, 데이터 처리유닛(300)은 컵부(S2)로부터 실링부(S5)까지의 거리를 구한다. 본 실시예에서 컵부(S2)는 약간의 곡면 형상으로 형성된다. 따라서, 컵부(S2)로부터 실링부(S5)까지의 거리를 구하기 위해서는 컵부(S2)의 기준점을 정해야한다. 본 실시예에서 컵부(S2)의 기준점은 컵부(S2)의 컵부(S2)의 최고점(즉, 셀 몸체부(S1)의 상단부)에서 2mm 또는 5mm 아래에 있는 지점이다.In addition, the data processing unit 300 obtains a distance from the cup portion S2 to the sealing portion S5 . In this embodiment, the cup portion S2 is formed in a slightly curved shape. Therefore, in order to obtain the distance from the cup portion S2 to the sealing portion S5, a reference point of the cup portion S2 must be determined. In this embodiment, the reference point of the cup portion S2 is a point 2mm or 5mm below the highest point of the cup portion S2 of the cup portion S2 (ie, the upper end of the cell body portion S1).

도 7에 도시된 바와 같이 컵부(S2)로부터 실링부(S5)까지의 거리는 ⓐ부터 ⓒ까지의 거리이며, ⓑ부터 ⓒ까지의 거리는 실링부(S5)의 폭에 해당된다. As shown in FIG. 7 , the distance from the cup part S2 to the sealing part S5 is a distance from ⓐ to ⓒ, and the distance from ⓑ to ⓒ corresponds to the width of the sealing part S5.

또한, 데이터 처리유닛(300)은 실링부(S5)의 두께를 구한다. 먼저, 도 8(a)에 도시된 바와 같이 상부 프로파일과 하부 프로파일 사이의 Z축 방향의 상하 거리를 구한다. 다음, 도 8(b)에 도시된 바와 같이 실링부(S5)의 상부 프로파일의 기울기에 해당하는 상부 연장선을 구한 후 상부 연장선에서 하부 프로파일까지의 법선 거리를 구한다. 이러한 법선 거리는 실링부(S5)의 두께에 해당한다. In addition, the data processing unit 300 obtains the thickness of the sealing portion (S5). First, as shown in Fig. 8(a), the vertical distance in the Z-axis direction between the upper profile and the lower profile is obtained. Next, as shown in FIG. 8( b ), after obtaining an upper extension line corresponding to the slope of the upper profile of the sealing part S5 , a normal distance from the upper extension line to the lower profile is obtained. This normal distance corresponds to the thickness of the sealing part S5.

스테이지는 파우치형 파우치형 이차전지 셀(S)의 컵부(S2)와 실링부(S5) 주위의 3차원 형상정보를 획득할 수 있도록 이차전지 셀(S)을 지지한다.The stage supports the secondary battery cell S so that three-dimensional shape information around the cup part S2 and the sealing part S5 of the pouch-type pouch-type secondary battery cell S can be obtained.

이하에서 본 실시예에 따른 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치를 통한 측정방법을 도 2 내지 도 11을 참고하여 설명한다. Hereinafter, a method of measuring a secondary battery cell through a three-dimensional shape measuring apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 11 .

본 실시예에 따른 이차전지 셀의 3차원 형상 측정방법은, 형상정보 획득유닛(100)이 캘리브레이션용 지그(G)를 스캐닝하여 형상정보 획득유닛(100)을 캘리브레이션 하는 캘리브레이션 단계(S110)와, 형상정보 획득유닛(100)이 파우치형 이차전지 셀(S)에 형성된 컵부(S2)와 실링부(S5) 주위를 스캐닝하여 파우치형 이차전지 셀(S)의 3차원 형상정보를 획득하는 형상정보 획득단계(S120)와, 3차원 형상정보로부터 파우치형 이차전지의 3차원 프로파일이 생성되는 프로파일 생성단계(S130)와, 파우치형 이차전지 셀(S)의 컵부(S2)와 실링부(S5)의 외형 치수가 산출되는 치수 산출단계(S140)를 포함한다.The three-dimensional shape measuring method of the secondary battery cell according to this embodiment includes a calibration step (S110) in which the shape information acquisition unit 100 calibrates the shape information acquisition unit 100 by scanning a calibration jig (G); Shape information in which the shape information acquisition unit 100 scans around the cup part S2 and the sealing part S5 formed in the pouch-type secondary battery cell S to acquire three-dimensional shape information of the pouch-type secondary battery cell S Acquisition step (S120), profile generation step (S130) of generating a three-dimensional profile of the pouch-type secondary battery from the three-dimensional shape information, and the cup portion (S2) and sealing portion (S5) of the pouch-type secondary battery cell (S) and a dimension calculation step (S140) in which the external dimensions of are calculated.

캘리브레이션 단계(S110)에서는, 형상정보 획득유닛(100)이 캘리브레이션용 지그(G)를 스캐닝하여 형상정보 획득유닛(100)을 캘리브레이션한다.In the calibration step (S110), the shape information obtaining unit 100 calibrates the shape information obtaining unit 100 by scanning the calibration jig (G).

본 실시예의 캘리브레이션용 지그(G)는 휨이 발생되지 않도록 금속 또는 세라믹 재질로 형성된다. The calibration jig (G) of this embodiment is formed of a metal or ceramic material so that warpage does not occur.

캘리브레이션용 지그(G)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 'ㄴ'의 플레이트 형상으로 형성된다. 이러한 캘리브레이션용 지그(G)는 제1 플레이트(G1)와 제1 플레이트(G1)에 결합되고 제1 플레이트(G1)에 교차하는 방향으로 배치되는 제2 플레이트(G2)를 포함한다. 제1 플레이트(G1)에는 기준홀(H)이 형성된다. 본 실시의 기준홀(H)은 한 쌍의 실링부용 센서부(120)의 얼라인 용도로 사용된다. The calibration jig (G) is formed in a plate shape of 'B' as shown in FIGS. 10 and 11 . The calibration jig G includes a first plate G1 and a second plate G2 coupled to the first plate G1 and disposed in a direction crossing the first plate G1. A reference hole H is formed in the first plate G1. The reference hole H of this embodiment is used for aligning the pair of sensor units 120 for sealing units.

제2 플레이트(G2)에는 타겟 라인(T)이 형성된다. 이러한 타겟 라인(T)은 컵부용 센서부(130)의 타겟팅 대상이 되어 컵부용 센서부(130)의 얼라인 용도로 사용된다. A target line T is formed on the second plate G2 . This target line (T) is a target of the sensor unit 130 for the cup portion is used for the purpose of aligning the sensor unit 130 for the cup portion.

형상정보 획득단계(S120)에서는, 형상정보 획득유닛(100)이 파우치형 이차전지 셀(S)의 컵부(S2)와 실링부(S5) 주위를 스캐닝하여 파우치형 이차전지 셀(S)의 3차원 형상정보를 획득한다. In the shape information acquisition step (S120), the shape information acquisition unit 100 scans around the cup part S2 and the sealing part S5 of the pouch-type secondary battery cell (S) to obtain 3 of the pouch-type secondary battery cell (S). Acquire dimensional shape information.

치수 산출단계(S140)에서는 데이터 처리유닛(300)이 파우치형 이차전지 셀(S)의 외형 치수를 산출한다. 치수 산출단계(S140)에서 컵부(S2)의 높이, 실링부(S5)의 두께, 실링부(S5)의 폭 및 컵부(S2)로부터 실링부(S5)까지의 거리가 산출되는데, 컵부(S2)로부터 실링부(S5)까지의 거리를 산출하기 위해 본 실시예에 따른 치수 산출단계(S140)는, 3차원 프로파일에서 미리 설정된 기준에 따라 기준점을 설정하는 기준점 설정단계와, 기준점을 기준으로 하여 실링부(S5)까지의 길이를 산출하는 실링부(S5)까지의 거리 산출단계를 포함한다.In the dimension calculation step (S140), the data processing unit 300 calculates the external dimensions of the pouch-type secondary battery cell (S). The height of the cup portion S2, the thickness of the sealing portion S5, the width of the sealing portion S5, and the distance from the cup portion S2 to the sealing portion S5 are calculated in the dimension calculation step S140. ) in order to calculate the distance from the sealing part (S5) to the dimension calculation step (S140) according to this embodiment, a reference point setting step of setting a reference point according to a preset reference in the three-dimensional profile, and a reference point based on the reference point and calculating the distance to the sealing part (S5) for calculating the length to the sealing part (S5).

본 실시예에서 컵부(S2)의 기준점은 컵부(S2)의 컵부(S2)의 최고점(즉, 셀 몸체부(S1)의 상단부)에서 2mm 또는 5mm 아래에 있는 지점이다.In this embodiment, the reference point of the cup portion S2 is a point 2mm or 5mm below the highest point of the cup portion S2 of the cup portion S2 (ie, the upper end of the cell body portion S1).

컵부(S2)로부터 실링부(S5)까지의 거리는 ⓐ부터 ⓒ까지의 거리이다(도 7 참조). 실링부(S5)의 폭은 평평한 부위의 길이이다(도 6 및 도 7 참조). The distance from the cup part S2 to the sealing part S5 is a distance from ⓐ to ⓒ (see FIG. 7 ). The width of the sealing portion S5 is the length of the flat portion (see FIGS. 6 and 7 ).

또한, 실링부(S5)의 두께는 상부 프로파일의 기울기에 해당하는 상부 연장선에서 하부 프로파일까지의 법선 거리이다(도 8 참조).In addition, the thickness of the sealing part S5 is the normal distance from the upper extension line corresponding to the slope of the upper profile to the lower profile (see FIG. 8 ).

이와 같이 본 실시예에 따른 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치는, 파우치형 이차전지 셀(S)에 형성된 컵부(S2)와 실링부(S5) 주위의 3차원 형상정보를 획득하는 형상정보 획득유닛(100)과, 형상정보 획득유닛(100)을 파우치형 이차전지 셀(S)에 대해 상대이동 시키는 이동유닛(200)과, 3차원 형상정보를 통해 파우치형 이차전지 셀(S)의 컵부(S2)와 실링부(S5)의 외형 치수를 산출하는 데이터 처리유닛(300)을 구비함으로써, 생산된 제품들 중 실링부(S5)의 외형 치수가 불량한 파우치형 이차전지 셀(S)을 빠르고 정확하게 구분할 수 있으며, 그에 따라 파우치형 이차전지 셀(S)들을 적층하여 모듈화하기 전에 중 실링부(S5)의 외형 치수가 불량한 불량품을 걸러낼 수 있는 이점이 있다. As described above, the device for measuring the three-dimensional shape of the secondary battery cell according to the present embodiment obtains shape information for acquiring the three-dimensional shape information around the cup part S2 and the sealing part S5 formed in the pouch-type secondary battery cell S. The unit 100, the mobile unit 200 for moving the shape information acquisition unit 100 relative to the pouch-type secondary battery cell (S), and the cup part of the pouch-type secondary battery cell (S) through the three-dimensional shape information By providing the data processing unit 300 for calculating the external dimensions of the sealing part S5 and (S2), the pouch-type secondary battery cell S having poor external dimensions of the sealing part S5 among the produced products can be quickly processed. It can be accurately distinguished, and accordingly, there is an advantage in that it is possible to filter out defective products having poor external dimensions of the middle sealing part S5 before stacking and modularizing the pouch-type secondary battery cells S.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.Although the present embodiment has been described in detail with reference to the drawings above, the scope of the present embodiment is not limited to the drawings and description described above.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As such, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, it should be said that such modifications or variations belong to the claims of the present invention.

100: 형상정보 획득유닛 110: 획득유닛용 프레임부
120: 실링부용 센서부 130: 컵부용 센서부
200: 이동유닛 210: 이동유닛용 프레임부
220: 획득유닛용 이동부 221: 이동블록부
222: 이동블록부용 이동 가이드부 223: 이동블록부용 이동 구동부
300: 데이터 처리유닛 S: 파우치형 이차전지 셀
S1: 셀 몸체부 S2: 컵부
S3: 테라스부 S4: 탭부100: shape information acquisition unit 110: frame unit for acquisition unit
120: sensor unit for sealing unit 130: sensor unit for cup unit
200: mobile unit 210: frame portion for mobile unit
220: moving unit for acquisition unit 221: moving block unit
222: moving guide unit for moving block 223: moving driving unit for moving block unit
300: data processing unit S: pouch-type secondary battery cell
S1: cell body part S2: cup part
S3: Terrace part S4: Tap part

Claims (14)

컵부와 실링부를 구비하는 파우치형 이차전지 셀의 상기 컵부와 상기 실링부 주위의 3차원 형상정보를 획득하는 형상정보 획득유닛;
상기 형상정보 획득유닛을 지지하며, 상기 형상정보 획득유닛을 상기 파우치형 이차전지 셀에 대해 상대이동 시키는 이동유닛; 및
상기 형상정보 획득유닛이 획득한 상기 파우치형 이차전지 셀의 상기 3차원 형상정보를 전달받으며, 전달받은 상기 3차원 형상정보를 통해 상기 컵부와 상기 실링부의 외형 치수를 산출하는 데이터 처리유닛을 포함하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치.a shape information acquiring unit for acquiring three-dimensional shape information around the cup part and the sealing part of the pouch-type secondary battery cell having a cup part and a sealing part;
a moving unit supporting the shape information obtaining unit and moving the shape information obtaining unit relative to the pouch-type secondary battery cell; and
A data processing unit that receives the three-dimensional shape information of the pouch-type secondary battery cell obtained by the shape information acquisition unit and calculates the external dimensions of the cup part and the sealing part through the received three-dimensional shape information A device for measuring the three-dimensional shape of a secondary battery cell. 제1항에 있어서,
상기 파우치형 이차전지 셀은,
상기 컵부가 측벽을 형성하는 셀 몸체부;
상기 컵부에 연결되고 상기 컵부에서 돌출되며, 상기 실링부가 형성된 테라스부; 및
상기 테라스부에 연결되는 탭부를 포함하며,
상기 형상정보 획득유닛은,
상기 컵부와 및 상기 실링부의 3차원 형상정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치.According to claim 1,
The pouch-type secondary battery cell,
a cell body portion in which the cup portion forms a side wall;
a terrace portion connected to the cup portion, protruding from the cup portion, and formed with the sealing portion; and
It includes a tab part connected to the terrace part,
The shape information obtaining unit,
A device for measuring a three-dimensional shape of a secondary battery cell, characterized in that it acquires three-dimensional shape information of the cup part and the sealing part. 제1항에 있어서,
상기 형상정보 획득유닛은,
상기 이동유닛에 연결되는 획득유닛용 프레임부;
상기 획득유닛용 프레임부에 연결되며, 상기 실링부의 형상정보를 획득하는 실링부용 센서부; 및
상기 획득유닛용 프레임부에 연결되며, 상기 컵부의 형상정보를 획득하는 컵부용 센서부를 포함하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치.According to claim 1,
The shape information obtaining unit,
a frame unit for an acquisition unit connected to the mobile unit;
a sensor unit for the sealing unit connected to the frame unit for the acquisition unit and configured to obtain shape information of the sealing unit; and
A device for measuring a three-dimensional shape of a secondary battery cell connected to the frame for the acquisition unit and including a sensor for the cup for acquiring shape information of the cup. 제3항에 있어서,
상기 실링부용 센서부는 한 쌍으로 마련되며, 한 쌍의 실링부용 센서부는 상기 파우치형 이차전지 셀을 사이에 두고 상호 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀의 3차원 형상 검사장치.4. The method of claim 3,
The sensor unit for the sealing unit is provided as a pair, and the pair of sensor units for the sealing unit is disposed to be spaced apart from each other with the pouch-type secondary battery cell therebetween. 제4항에 있어서,
상기 실링부용 센서부는 세로 방향으로 상호 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치.5. The method of claim 4,
The sensor part for the sealing part is a three-dimensional shape measuring device of a secondary battery cell, characterized in that it is arranged to be spaced apart from each other in the longitudinal direction. 제1항에 있어서,
상기 이동유닛은,
이동유닛용 프레임부; 및
상기 이동유닛용 프레임부에 지지되며, 상기 형상정보 획득유닛에 연결되어 상기 형상정보 획득유닛을 이동시키는 획득유닛용 이동부를 포함하며,
상기 획득유닛용 이동부는,
상기 형상정보 획득유닛에 결합되며, 가로 방향으로 이동되는 이동블록부;
상기 이동유닛용 프레임부에 결합되며, 상기 이동블록부에 연결되어 상기 이동블록부의 이동을 가이드하는 이동블록부용 이동 가이드부; 및
상기 이동유닛용 프레임부에 결합되며, 상기 이동블록부에 연결되어 상기 이동블록부를 이동시키는 이동블록부용 이동 구동부를 포함하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치.According to claim 1,
The mobile unit is
a frame unit for a mobile unit; and
It is supported by the frame part for the mobile unit, and includes a moving part for the acquisition unit connected to the shape information acquisition unit to move the shape information acquisition unit,
The moving unit for the acquisition unit,
a moving block unit coupled to the shape information obtaining unit and moving in a horizontal direction;
a moving guide unit coupled to the frame for the moving unit and connected to the moving block to guide the movement of the moving block; and
A device for measuring a three-dimensional shape of a secondary battery cell coupled to the frame for the moving unit and including a moving driving unit for a moving block unit coupled to the moving block unit to move the moving block unit. 제1항에 있어서,
상기 데이터 처리유닛은,
상기 3차원 형상정보로부터 상기 파우치형 이차전지의 3차원 프로파일을 생성하며, 상기 3차원 프로파일로부터 상기 컵부와 상기 실링부의 외형 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치.According to claim 1,
The data processing unit,
A three-dimensional shape measuring apparatus of a secondary battery cell, characterized in that generating a three-dimensional profile of the pouch-type secondary battery from the three-dimensional shape information, and calculating the external dimensions of the cup part and the sealing part from the three-dimensional profile. 제7항에 있어서,
상기 외형 치수는,
상기 컵부의 높이, 실링부의 두께, 상기 실링부의 폭 및 상기 컵부로부터 상기 실링부까지의 거리를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치.8. The method of claim 7,
The external dimensions are
The three-dimensional shape measuring apparatus of the secondary battery cell, characterized in that it includes the height of the cup portion, the thickness of the sealing portion, the width of the sealing portion, and the distance from the cup portion to the sealing portion. 제8항에 있어서,
상기 데이터 처리유닛은,
상기 3차원 프로파일에서 미리 설정된 기준에 따라 기준점을 설정하며, 상기 기준점을 기준으로 하여 상기 컵부에서 상기 실링부까지의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정장치.9. The method of claim 8,
The data processing unit,
A reference point is set according to a preset reference in the three-dimensional profile, and a distance from the cup part to the sealing part is calculated based on the reference point. 형상정보 획득유닛이 파우치형 이차전지 셀에 형성된 컵부와 실링부 주위를 스캐닝하여 상기 파우치형 이차전지 셀의 3차원 형상정보를 획득하는 형상정보 획득단계;
상기 3차원 형상정보로부터 상기 파우치형 이차전지의 3차원 프로파일이 생성되는 프로파일 생성단계; 및
상기 파우치형 이차전지 셀의 상기 컵부와 상기 실링부의 외형 치수가 산출되는 치수 산출단계를 포함하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정방법.a shape information acquisition step in which the shape information acquisition unit scans around the cup part and the sealing part formed in the pouch-type secondary battery cell to acquire 3D shape information of the pouch-type secondary battery cell;
a profile generating step of generating a three-dimensional profile of the pouch-type secondary battery from the three-dimensional shape information; and
A three-dimensional shape measuring method of a secondary battery cell including a dimension calculation step of calculating the external dimensions of the cup part and the sealing part of the pouch-type secondary battery cell. 제10항에 있어서,
상기 형상정보 획득유닛은,
획득유닛용 프레임부에 연결되며, 상기 실링부의 형상정보를 획득하는 실링부용 센서부; 및
상기 획득유닛용 프레임부에 연결되며, 상기 컵부의 형상정보를 획득하는 컵부용 센서부를 포함하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정방법.11. The method of claim 10,
The shape information obtaining unit,
a sensor unit for the sealing unit connected to the frame unit for the acquisition unit and configured to obtain shape information of the sealing unit; and
A method for measuring a three-dimensional shape of a secondary battery cell, which is connected to the frame for the acquisition unit, and includes a sensor part for the cup part for acquiring shape information of the cup part. 제10항에 있어서,
상기 파우치형 이차전지 셀은,
상기 컵부가 측벽을 형성하는 셀 몸체부;
상기 컵부에 연결되고 상기 컵부에서 돌출되며, 상기 실링부가 형성된 테라스부; 및
상기 테라스부에 연결되는 탭부를 포함하며,
상기 치수 산출단계에서는,
상기 컵부의 높이, 실링부의 두께, 상기 실링부의 폭 및 상기 컵부로부터 상기 실링부까지의 거리가 산출되는 것을 특징으로 하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정방법.11. The method of claim 10,
The pouch-type secondary battery cell,
a cell body portion in which the cup portion forms a side wall;
a terrace portion connected to the cup portion, protruding from the cup portion, and formed with the sealing portion; and
It includes a tab part connected to the terrace part,
In the dimension calculation step,
A three-dimensional shape measuring method of a secondary battery cell, characterized in that the height of the cup part, the thickness of the sealing part, the width of the sealing part, and the distance from the cup part to the sealing part are calculated. 제12항에 있어서,
상기 치수 산출단계는,
상기 3차원 프로파일에서 미리 설정된 기준에 따라 기준점을 설정하는 기준점 설정단계; 및
상기 기준점을 기준으로 하여 상기 실링부까지의 길이를 산출하는 실링부까지의 거리 산출단계를 포함하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정방법.13. The method of claim 12,
The dimension calculation step is,
a reference point setting step of setting a reference point according to a preset criterion in the three-dimensional profile; and
A three-dimensional shape measuring method of a secondary battery cell comprising the step of calculating a distance to the sealing part for calculating the length to the sealing part based on the reference point. 제10항에 있어서,
상기 형상정보 획득유닛이 캘리브레이션용 지그를 스캐닝하여 상기 형상정보 획득유닛을 캘리브레이션 하는 캘리브레이션 단계를 더 포함하는 이차전지 셀의 3차원 형상 측정방법.11. The method of claim 10,
The three-dimensional shape measuring method of a secondary battery cell further comprising a calibration step of calibrating the shape information obtaining unit by the shape information obtaining unit by scanning a calibration jig.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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