WO2023043104A1 - 이액형 레진 자동 검사 장치 및 이를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 시스템 및 이액형 레진 자동 검사 방법 - Google Patents

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an automatic two-component resin inspection device, a two-component resin automatic inspection device system including the same, and an automatic two-component resin inspection method.
  • lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbon material as a positive electrode active material and a negative electrode active material, respectively.
  • a lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator therebetween, and an exterior material for sealing and housing the electrode assembly together with an electrolyte solution. It can be classified into a secondary battery and a pouch-type secondary battery. Such a single secondary battery may be referred to as a battery cell.
  • secondary batteries have been widely used not only in small devices such as portable electronic devices, but also in medium and large devices such as automobiles and power storage devices.
  • a battery module in which a large number of battery cells are electrically connected to each other may be used to increase capacity and output, or a battery pack in which a plurality of such battery modules are connected may be used.
  • One of the methods of configuring the battery module or battery pack as described above is to use an adhesive material (resin, resin composition) capable of fixing a plurality of battery cells inside the battery module.
  • the adhesive material may be injected into the battery module through an injection hole formed on a surface of the battery module.
  • a two-component resin containing a main resin and a curing agent may be used as the adhesive material, and the two-component resin filled in this way appropriately absorbs heat generated inside the battery to prevent sudden temperature changes of the batteries, Allows heat to dissipate to the outside.
  • the mixing state of the main agent and the curing agent, which are materials constituting the two-component resin is important.
  • FIG. 1 is a front view of a prior art resin injection device
  • FIG. 2 is an enlarged view of the inside of part A of FIG. 1 .
  • the resin injection device 10 includes a main material supply unit 11 , a hardener supply unit 12 , a mixing unit 13 , an injection unit 14 , and a pressure sensor 15 .
  • the main ingredient supply unit 11 supplies the main agent to the mixing unit 13, and the curing agent supply unit 12 supplies the curing agent to the mixing unit 13.
  • the main agent supply unit 11 and the hardener supply unit 12 supply the main agent and the hardener to the mixing unit 13 through individual valves V1 and V2, respectively.
  • the mixing unit 13 includes a mixer, and mixes and blends the main agent and the curing agent supplied through the main agent supply unit 11 and the curing agent supply unit 12.
  • the injection unit 14 injects the mixed two-component resin into the battery module.
  • the pressure sensor 15 measures the pressure value in the valve generated in the process of supplying the main material and the curing agent. From the measured pressure value, check whether it is normal or defective in the mixing process. Thereafter, when the two-component resin is cured, the operator checks the color with the naked eye to determine whether it is normal or defective.
  • This prior art has a problem in that it cannot quickly cope with the occurrence of an error in the measured pressure value due to causes such as contamination/failure of the pressure sensor 15 .
  • the present invention provides an automatic two-component resin inspection device capable of automatically determining whether the two-component resin injected into a battery module is normal in real time, an automatic two-component resin inspection device system including the same, and an automatic two-component resin inspection method. The purpose.
  • a housing with an open bottom a lighting unit radiating light to the open lower portion of the housing; a camera unit that acquires a resin image by photographing the two-component resin injected into the battery module located in the open lower part of the housing; and a determination unit that determines whether the two-component resin injected into the battery module is normal based on the color information of the resin image acquired by the camera unit.
  • the automatic two-component resin inspection apparatus may further include a database unit storing color information according to a mixing ratio of the two-component resin.
  • the lighting unit is composed of a plurality of LEDs, and the plurality of LEDs may be equally installed on both sides of the lower upper surface of the housing.
  • the camera unit may be a machine vision camera
  • the determination unit may be an image processor implemented in the machine vision camera.
  • the automatic two-component resin inspection device includes: a housing with an open bottom; a lighting unit radiating light to the open lower portion of the housing; a camera unit that acquires a resin image by photographing the two-component resin injected into the battery module located in the open lower part of the housing; and a determination unit that determines whether the two-component resin injected into the battery module is normal based on the color information of the resin image acquired by the camera unit.
  • the resin injection device includes a pressure sensor for measuring a pressure value in a valve generated in the process of supplying the main material and the hardener, and the determination unit determines the pressure value based on the pressure value. If the determined normality and the normality determined based on the color information of the resin image match each other, it can be determined that the two-component resin is in a normal state.
  • the resin injection device includes a pressure sensor for measuring a pressure value in a valve generated in the process of supplying the main material and the hardener, and the determination unit determines the pressure value based on the pressure value. If the determined normality and the normality determined based on the color information of the resin image do not match each other, it is determined that at least one of the pressure sensor, the lighting unit, and the camera unit has an abnormality and alarm information is generated.
  • a two-component resin injection step in which the resin injection device injects the two-component resin produced by mixing the main agent and the curing agent into the battery module; a resin image acquisition step in which a camera unit photographs the two-component resin injected into the battery module to obtain a resin image; and a normality determination step in which a determination unit determines whether the two-component resin injected into the battery module is normal based on the color information of the resin image.
  • the pressure sensor of the resin injection device measures and obtains the pressure value in the valve generated in the process of supplying the main agent and the hardener A step of obtaining a pressure value may be further included.
  • the normality determined based on the pressure value and the normality determined based on the color information of the resin image match each other. If so, it can be determined that the mixing state of the two-component resin is normal.
  • the normality determined based on the pressure value and the normality determined based on the color information of the resin image match each other. If not, alarm information can be generated.
  • whether the two-component resin injected into the battery module is normal can be automatically determined in real time immediately after injection, and thus, there is an effect of preventing a large number of defects.
  • FIG. 1 is a front view showing a prior art resin injection device.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the inside of part A of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating an automatic two-component resin inspection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the inside of a housing of an automatic two-component resin inspection device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view of the two-component resin automatic inspection device according to an embodiment of the present invention viewed from the bottom to the top.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an automatic two-component resin inspection system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for automatically inspecting a two-component resin according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for automatically inspecting a two-component resin according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a computing device (decision unit) for performing an automatic two-component resin inspection according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an automatic two-component resin inspection device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing the inside of a housing of the two-component resin automatic inspection device according to an embodiment of the present invention
  • 5 is a view of the two-component resin automatic inspection device according to an embodiment of the present invention viewed from the bottom to the top.
  • the two-component resin automatic inspection apparatus 100 includes a housing 110, a lighting unit 120, a camera unit 130, and a determination unit 140. ).
  • a support 150 may be further included.
  • the housing 110 blocks external light so that the light emitted from the lighting unit 120 can maintain constant brightness.
  • the housing 110 may be formed in various shapes such as a polyhedral shape and a cylindrical shape. In the drawing, it is exemplified that it is formed in the shape of a rectangular parallelepiped.
  • the lower part of the housing 110 is formed to be open so that the lighting unit 120 can radiate light of constant brightness to the battery module B located below the housing 110, and the camera unit 130 is the battery module.
  • the two-component resin (R) injected in (B) can be photographed.
  • the battery module B is in a state in which two-component resin R is injected by a resin injection device provided in front of the two-component resin automatic inspection device 100 .
  • the housing 110 may be supported by the support 150 at a predetermined height according to selection, such as workplace facility conditions.
  • the lighting unit 120 radiates light to the open lower part of the housing 110 . If light of constant brightness can be irradiated to the lower part of the housing 110, the installation position is irrelevant, but as illustrated in FIGS. 4 and 5, a plurality of LEDs are equally distributed on both sides of the lower part of the upper surface of the housing 110. It is desirable to install The lighting unit 120 suffices as long as it is a means for emitting light, and is not limited to an LED.
  • the camera unit 130 acquires a resin image by photographing the two-component resin R injected into the battery module B.
  • the installation position and number of the camera unit 130 is irrelevant, but as illustrated in FIGS. 4 and 5 , it is preferably installed between the lighting units 120 .
  • the battery module (B) is moved by a moving means (for example, a conveyor belt) installed between the resin injection device provided in front of the two-component resin automatic inspection device 100 and the two-component resin automatic inspection device 100, , It may be located in the open lower part of the housing 110.
  • the resin image obtained by the camera unit 130 may be transmitted to the determination unit 140 .
  • the determination unit 140 determines the mixing state of the two-component resin in real time based on the color information of the resin image.
  • the color information may be specified by at least one selected from the group consisting of a Hue/Saturation/Value (HSV) model, an RGB model, and an L*a*b* model.
  • HSV model has color information specified by coordinates of Hue, Saturation, and Value, and has an advantage in that it is easy to implement a gradient in which a color gradually changes compared to an RGB model described later. When using HSV, it is easy to express shading and saturation changes by fixing two parameters and moving only one parameter.
  • color information is specified by three types of colors: Red, Green, and Blue, and in the L*a*b* model, L* (Luminosity), red and green Color information is specified by a* indicating closeness and b* indicating closeness to yellow and blue.
  • the automatic two-component resin inspection apparatus of the present invention may further include a database unit in which color information according to the mixing ratio of the two-component resin is stored. 10 is color information according to a mixing ratio of a two-component resin stored in a database unit according to an embodiment of the present invention.
  • the blending ratio of the subject and the hardener can be estimated conversely through the color information of the two-component resin.
  • the x-axis represents mixing ratio information of the main agent and the curing agent
  • the y-axis represents color information.
  • “0%” of the mixing ratio information means the optimal mixing ratio
  • “-5%” means 5% less curing agent at the optimal mixing ratio
  • conversely “5%” means the optimal mixing ratio. , which means that the curing agent is 5% more.
  • the data shown in FIG. 10 may be collected through the following process.
  • an image of the corresponding two-component resin is obtained using the camera unit 130 .
  • color information is digitized using one or more methods selected from the group consisting of a Hue/Saturation/Value (HSV) model, an RGB model, and an L*a*b* model, and the color information is stored in the database unit.
  • HSV Hue/Saturation/Value
  • Two-component resins are prepared while varying the mixing ratio of the two-component resin, and the above process is repeated for the two-component resins for each mixing ratio.
  • a plurality of samples may be produced for one mixing ratio, an average value or a median value of color information of the plurality of samples may be set as a representative value, and this may be stored in the database unit.
  • the number of samples may be 2 or more and 50 or less, 5 or more and 50 or less.
  • the determination unit 140 stores a color information range (hereinafter, referred to as a normal range) extracted from a resin image of a two-component resin in a normal state, and the color information in the resin image transmitted from the camera unit 130 is stored. Information is extracted, and if the extracted color information corresponds to a pre-stored normal range, it is determined that the blending state is normal. Of course, if the extracted color information does not fall within the pre-stored normal range, it is determined that the blending state is poor.
  • the normal range can be determined statistically from a large number of defect-free, steady-state two-component resin images. Referring to the database of FIG. 10 as an example, the determination unit may determine that the color information extracted from the two-component resin to be judged is normal if it is within the range of ⁇ 5% color information (68.4 to 64.1).
  • the urethane resin may be determined to be normal if it is in the range of 120 to 150 based on the brightness corresponding to L* of the color coordinates, and to be defective if it is out of .
  • the determination unit 140 may be configured as an image processor implemented in the machine vision camera, software, and the like.
  • a machine vision camera includes a high-performance camera, image processor, software, etc. After acquiring an image, the image processor and software perform a specific task through image processing and image analysis according to the purpose of the task to be performed. Provide judgments that can be made.
  • the two-component resin may be a room temperature curing resin.
  • Room-temperature curable resin refers to a composition having a system capable of exhibiting a predetermined adhesive ability through a curing reaction at room temperature, and may be, for example, a two-component resin containing a main resin and a curing agent.
  • the main resin a silicone resin, a polyol resin, an epoxy resin or an acrylic resin may be used.
  • the curing agent a known curing agent suitable for the main resin may be used.
  • the main resin when the main resin is a silicone resin, a siloxane compound may be used as the curing agent, when the main resin is a polyol resin, an isocyanate compound may be used as the curing agent, and when the main resin is an epoxy resin, an amine compound may be used as the curing agent. And, when the main resin is an acrylic resin, an isocyanate compound may be used as a curing agent.
  • the two-part resin may be a two-part urethane-based composition.
  • the composition may have the following constitution.
  • the base material including polyol and the like and the curing agent including isocyanate may react at room temperature to be cured.
  • the curing reaction may be aided by a catalyst such as, for example, dibutyltin diaurate (DBTDL).
  • DBTDL dibutyltin diaurate
  • the two-component urethane-based composition may include a physical mixture of a main component (polyol) and a curing agent component (isocyanate), and/or may include a reactant (cured product) of the main component and the curing agent component.
  • the present invention focusing on the fact that the color difference of the two-component resin occurs depending on the mixing ratio of the main component and the curing agent component, acquires the image of the two-component resin through the camera unit, and obtains the color information of the resin from the resin image. obtained, it is possible to determine in real time the mixing ratio of the main component and the curing agent component and whether or not the mixing state is defective through the determination unit, and it is possible to inspect the two-component resin before curing, thereby preventing the occurrence of large-scale defects.
  • the battery module includes a module case and a battery cell.
  • a battery cell may be housed in the module case.
  • One or more battery cells may exist in the module case, and a plurality of battery cells may be accommodated in the module case.
  • the number of battery cells accommodated in the module case is not particularly limited to be adjusted according to the purpose or the like. Battery cells accommodated in the module case may be electrically connected to each other.
  • the module case may include at least a side wall and a lower plate forming an inner space in which battery cells can be accommodated.
  • the module case may further include an upper plate sealing the inner space.
  • the side wall, the lower plate and the upper plate may be integrally formed with each other.
  • the shape and size of the module case are not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the purpose or the shape and number of battery cells accommodated in the internal space.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating an automatic two-component resin inspection system according to an embodiment of the present invention.
  • the automatic two-component resin inspection system includes a resin injection device 20, an automatic two-component resin inspection device 100, and a moving unit CB.
  • the resin injection device 20 is substantially the same as the conventional resin injection device 10 described with reference to FIGS. 1 and 2 .
  • the determination unit 140 of the automatic two-component resin inspection device 100 determines the mixing state of the two-component resin based on the color information of the resin image in real time
  • the conventional resin injection device 10 The pressure sensor 15 may be omitted. This is because the pressure sensor 15 has a redundant function by checking whether the mixing process is normal or defective. Accordingly, the manufacturing cost of the resin injection device 20 may be reduced.
  • the two-component resin automatic inspection device 100 is installed behind the resin injection device 20 .
  • the two-component resin automatic inspection device 100 acquires a resin image by photographing the two-component resin (R) injected into the battery module (B), and based on the color information of the resin image, the two-component resin (R) injected into the battery module (B) It determines whether the liquid resin (R) is defective or not in real time. Since this two-component resin automatic inspection device 100 has been described with reference to FIGS. 3 to 5, repeated description will be omitted.
  • the determination unit 140 of the two-component resin automatic inspection device 100 additionally determines the pressure value obtained by the pressure sensor 15. It is possible to determine whether it is normal or defective in the mixing process.
  • the determination unit 140 may store a pressure value range of a normal range determined by a statistical method based on repeated experiments. The determination unit 140 determines that the mixing state is normal when the obtained pressure value falls within the normal range. Of course, if the pressure value does not fall within the pre-stored normal range, it is determined that the mixing state is poor.
  • the determining unit 140 determines that the mixing state is normal when the normality determined based on the pressure value and the normality determined based on the color information of the resin image match each other.
  • the two-component resin Alarm information may be generated by determining that at least one of the lighting unit 120 and the camera unit 130 of the automatic inspection device 100 has a problem such as contamination/failure.
  • the alarm may use at least one of visual means, auditory means, and tactile means.
  • the alarm information may use at least one of visual means, auditory means, and tactile means. A worker who recognizes the alarm information can quickly take necessary actions.
  • a moving unit CB is installed between the resin injection device 20 and the two-component resin automatic inspection device 100 .
  • the moving unit CB may be, for example, a conveyor belt.
  • the moving means (CB) is also formed in the front of the resin injection device 20 and the rear of the two-component resin automatic inspection device 100, so that the previous process of the two-component resin injection operation and the subsequent process of the two-component resin inspection operation are continuously performed. can be performed with Corresponding to the photographing timing of the camera unit 130 of the two-component resin automatic inspection device 100, the moving unit CB may periodically pause and move again after a predetermined time has elapsed.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for automatically inspecting a two-component resin according to an embodiment of the present invention.
  • the method for automatically inspecting a two-component resin includes a two-component resin injection step (S110), a resin image acquisition step (S120), and a normality determination step (S130).
  • the resin injection device 20 transfers the two-component resin generated by mixing the main agent and the curing agent to the air gap (the space between the cylindrical secondary batteries) of the battery module B.
  • Inject (R) The battery module B into which the two-component resin is injected is moved by a moving means and is positioned in the open lower part of the housing 110 of the two-component resin automatic inspection device 100 .
  • the camera unit 130 of the two-component resin automatic inspection device 100 captures the two-component resin R injected into the battery module B to obtain a resin image.
  • the determining unit 140 of the automatic two-component resin inspection device 100 determines the mixing state of the two-component resin based on the color information (brightness value, saturation value, RGB value, etc.) of the resin image. is determined in real time.
  • the determination unit 140 extracts color information from the resin image transmitted from the camera unit 130, and determines that the mixing state is normal when the extracted color information corresponds to a pre-stored normal range.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for automatically inspecting a two-component resin according to another embodiment of the present invention. This embodiment can be usefully applied when the resin injection device 20 includes the pressure sensor 15 .
  • a two-component resin injection step (S210), a pressure value acquisition step (S220), a resin image acquisition step (S230), normality determination Step S240 and alarm information generating step S250 are included.
  • the resin injection device 20 transfers the two-component resin generated by mixing the main agent and the curing agent to the void portion (the space between the cylindrical secondary batteries) of the battery module B.
  • Inject (R) The battery module B into which the two-component resin is injected is moved by a moving means and is positioned in the open lower part of the housing 110 of the two-component resin automatic inspection device 100 .
  • the pressure sensor 15 of the resin injection device 20 measures and obtains the pressure value in the valve generated in the process of supplying the main material and the curing agent.
  • the measured pressure value may be transmitted to the determination unit 140 .
  • the resin injection device 20 may be equipped with a communication module for transmitting a pressure value.
  • the camera unit 130 of the automatic two-component resin inspection device 100 captures the two-component resin R injected into the battery module B to obtain a resin image.
  • the determination unit 140 of the automatic two-component resin inspection device 100 determines the mixing state of the two-component resin based on the color information (brightness value, saturation value, RGB value, etc.) of the resin image. is determined in real time.
  • the determination unit 140 extracts color information from the resin image transmitted from the camera unit 130, and determines that the mixing state is normal when the extracted color information corresponds to a pre-stored normal range.
  • the determination unit 140 may determine whether the mixing process is normal or defective from the pressure value acquired in the pressure value acquisition step (S220). The determination unit 140 determines that the mixing state is normal when the obtained pressure value falls within the normal range.
  • the determining unit 140 determines that the mixing state is normal when the normality determined based on the pressure value and the normality determined based on the color information of the resin image match each other.
  • the determination unit 140 determines whether the pressure is normal based on the pressure value and whether the resin image is normal determined based on the color information of the resin image do not match each other, the pressure sensor 15 of the resin injection device 20, the two-component resin Alarm information may be generated by determining that at least one of the lighting unit 120 and the camera unit 130 of the automatic inspection device 100 has a problem such as contamination/failure. (S250)
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a computing device for performing automatic two-component resin inspection according to an embodiment of the present invention.
  • the computing device TN100 of FIG. 9 may be the determination unit 140 described in this specification.
  • the computing device TN100 may include at least one processor TN110, a transceiver TN120, and a memory TN130.
  • the computing device TN100 may further include a storage device TN140, an input interface device TN150, and an output interface device TN160. Elements included in the computing device TN100 may communicate with each other by being connected by a bus TN170.
  • the processor TN110 may execute program commands stored in at least one of the memory TN130 and the storage device TN140.
  • the processor TN110 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • Processor TN110 may be configured to implement procedures, functions, methods, and the like described in relation to embodiments of the present invention.
  • the processor TN110 may control each component of the computing device TN100.
  • Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may store various information related to the operation of the processor TN110.
  • Each of the memory TN130 and the storage device TN140 may include at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory TN130 may include at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
  • the transmitting/receiving device TN120 may transmit or receive a wired signal or a wireless signal.
  • the transmitting/receiving device TN120 may perform communication by being connected to a network.
  • the present invention may be implemented as a computer program.
  • the present invention can be combined with hardware and implemented as a computer program stored in a computer-readable recording medium.
  • Methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of programs readable by various computer means and recorded on computer-readable recording media.
  • the recording medium may include program commands, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or those known and usable to those skilled in computer software.
  • recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CDROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. optical media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of the program command may include a high-level language that can be executed by a computer using an interpreter, as well as a machine language generated by a compiler.
  • These hardware devices may be configured to act as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
  • resin injection device 100 two-component resin automatic inspection device

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Abstract

본 발명은 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 실시간 자동으로 판정할 수 있는 이액형 레진 자동 검사 장치 및 이를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 장치 시스템 및 이액형 레진 자동 검사 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치는, 하부가 개방된 하우징; 상기 하우징의 개방된 하부로 광을 조사하는 조명부; 상기 하우징의 개방된 하부에 위치하는 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진을 촬영하여 레진 이미지를 획득하는 카메라부; 및, 상기 카메라부에 의해 획득된 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 판정하는 판정부;를 포함한다.

Description

이액형 레진 자동 검사 장치 및 이를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 시스템 및 이액형 레진 자동 검사 방법
본 출원은 2021.09.14.자 한국 특허 출원 제10-2021-0122600호 및 2022.09.02.자 한국 특허 출원 제10-2022-0111370호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 이액형 레진 자동 검사 장치 및 이를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 장치 시스템 및 이액형 레진 자동 검사 방법에 관한 것이다.
현재 상용화된 이차전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차전지는 니켈 계열의 이차전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 포함하는데, 외장재의 형상에 따라 캔형 이차전지와 파우치형 이차전지로 분류될 수 있다. 이러한 단일의 이차전지는 배터리 셀로 호칭될 수 있다.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐만 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 배터리 셀이 서로 전기적으로 연결된 배터리 모듈이 사용되거나, 그러한 배터리 모듈이 복수 개 연결된 배터리 팩이 사용될 수 있다.
상기와 같이 배터리 모듈이나 배터리 팩을 구성하는 방법 중 하나는, 복수의 배터리 셀을 배터리 모듈 내부에 고정시킬 수 있는 접착 소재(레진, 수지 조성물)를 사용하는 것이다. 이때, 상기 접착 소재는 배터리 모듈 표면에 형성된 주입홀을 통해 배터리 모듈 내부에 주입될 수 있다.
이러한 접착 소재는 구체적으로 주제 수지 및 경화제 등을 포함하는 이액형 레진이 사용될 수 있고, 이와 같이 충진된 이액형 레진은, 전지 내부에서 발생된 열을 적절히 흡수하여 전지들의 급격한 온도 변화를 저지하면서, 외부로 열을 방출할 수 있게 한다. 이러한 이액형 레진의 열 방출 및 레진 경화성을 위해서, 이액형 레진을 이루는 물질인 주제와 경화제의 배합 상태가 중요하다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 이액형 레진을 배터리 모듈로 주입하기 위한 레진 주액 장치를 설명한다. 도 1은 종래 기술의 레진 주액 장치가 도시된 정면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 내부를 확대 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 레진 주입 장치(10)는, 주제 공급부(11), 경화제 공급부(12), 배합부(13), 주입부(14), 압력 센서(15)를 포함한다.
주제 공급부(11)는 주제를 배합부(13)로 공급하고, 경화제 공급부(12)는 경화제를 배합부(13)로 공급한다. 주제 공급부(11)와 경화제 공급부(12)는 각각 개별 밸브(V1, V2)를 통하여 주제와 경화제를 배합부(13)로 공급한다.
배합부(13)는 믹서를 구비하며, 주제 공급부(11)와 경화제 공급부(12)를 통해 공급된 주제와 경화제를 믹싱하여 배합한다. 주입부(14)는 배합된 이액형 레진을 배터리 모듈로 주입한다.
압력 센서(15)는 주제와 경화제 공급 과정에서 생기는 밸브 내의 압력값을 측정한다. 측정된 압력값으로부터 배합 과정에서의 정상/불량 여부를 확인한다. 이 후, 이액형 레진이 경화되면, 작업자는 육안으로 그 색상을 확인하여 정상/불량 여부를 확인한다.
이러한 종래 기술은, 압력 센서(15)의 오염/고장 등의 원인으로 인해, 측정된 압력값에 오류가 발생할 경우 신속히 대처할 수 없는 문제가 있다. 또한, 작업자가 수동으로 육안 판단시, 장시간 검사 또는 조명 불량 등의 업무 환경에 따라 오판할 가능성이 항상 존재하는 문제가 있다.
본 발명은 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 실시간 자동으로 판정할 수 있는 이액형 레진 자동 검사 장치 및 이를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 장치 시스템 및 이액형 레진 자동 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치는,
하부가 개방된 하우징; 상기 하우징의 개방된 하부로 광을 조사하는 조명부; 상기 하우징의 개방된 하부에 위치하는 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진을 촬영하여 레진 이미지를 획득하는 카메라부; 및, 상기 카메라부에 의해 획득된 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 판정하는 판정부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치에 있어서, 이액형 레진의 배합 비율에 따른 색상 정보가 저장된 데이터베이스부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치에 있어서, 상기 조명부는 복수개의 LED로 구성되며, 상기 복수개의 LED는 상기 하우징의 상면 하부의 양측에 균등하게 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치에 있어서, 상기 카메라부는 머신 비전 카메라이고, 상기 판정부는 상기 머신 비전 카메라에 구현된 이미지 프로세서일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 시스템은,
배터리 모듈로 이액형 레진을 주입하는 레진 주액 장치; 및, 상기 레진 주액 장치의 후방에 설치되며, 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진을 촬영하여 레진 이미지를 획득하고, 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 판정하는 이액형 레진 자동 검사 장치;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 시스템에 있어서, 상기 이액형 레진 자동 검사 장치는, 하부가 개방된 하우징; 상기 하우징의 개방된 하부로 광을 조사하는 조명부; 상기 하우징의 개방된 하부에 위치하는 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진을 촬영하여 레진 이미지를 획득하는 카메라부; 및, 상기 카메라부에 의해 획득된 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 판정하는 판정부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 시스템에 있어서, 상기 레진 주액 장치는 주제와 경화제 공급 과정에서 생기는 밸브 내의 압력값을 측정하는 압력 센서를 포함하고, 상기 판정부는 상기 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하면, 상기 이액형 레진의 배합 상태가 정상인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 시스템에 있어서, 상기 레진 주액 장치는 주제와 경화제 공급 과정에서 생기는 밸브 내의 압력값을 측정하는 압력 센서를 포함하고, 상기 판정부는 상기 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하지 않으면, 상기 압력 센서, 상기 조명부, 상기 카메라부 중 적어도 어느 하나에 이상이 생긴 것으로 판단하여 알람 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법은,
레진 주액 장치가, 주제와 경화제를 배합하여 생성된 이액형 레진을 배터리 모듈로 주입하는 이액형 레진 주입단계; 카메라부가, 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진을 촬영하여 레진 이미지를 획득하는 레진 이미지 획득단계; 및, 판정부가, 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 판정하는 정상 여부 판정단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법에 있어서, 상기 이액형 레진 주입단계 이후에, 상기 레진 주액 장치의 압력 센서가, 주제와 경화제 공급 과정에서 생기는 밸브 내의 압력값을 측정하여 획득하는 압력값 획득단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법에 있어서, 상기 정상 여부 판정단계는, 상기 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하면, 상기 이액형 레진의 배합 상태가 정상인 것으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법에 있어서, 상기 정상 여부 판정단계는, 상기 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하지 않으면, 알람 정보를 생성할 수 있다.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 주액 직후에 실시간 자동으로 판정할 수 있고, 이에 따라 대량 불량 발생을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술의 레진 주액 장치가 도시된 정면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 내부를 확대 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치가 도시된 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치의 하우징 내부가 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치를 아래에서 위를 바라 본 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 시스템이 도시된 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법이 도시된 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법이 도시된 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 이액형 레진 자동 검사를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치(판정부)를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진의 배합 비율에 따른 색상 정보이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치 및 이를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 장치 시스템 및 이액형 레진 자동 검사 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치가 도시된 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치의 하우징 내부가 도시된 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치를 아래에서 위를 바라 본 도면이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 장치(100)는, 하우징(110), 조명부(120), 카메라부(130), 판정부(140)를 포함한다. 선택적으로, 지지대(150)를 더 포함할 수 있다.
하우징(110)은 외부의 빛을 차단하여, 조명부(120)에서 조사되는 조명이 일정한 밝기를 유지할 수 있도록 한다. 하우징(110)은 다면체 형상, 원기둥 형상 등 여러 형상으로 형성될 수 있다. 도면에서는 직육면체 형상으로 형성된 것을 예시한다. 하우징(110)의 하부는 개방되도록 형성되어, 조명부(120)가 하우징(110) 하부에 위치하는 배터리 모듈(B)에 일정한 밝기의 광을 조사할 수 있도록 하고, 카메라부(130)가 배터리 모듈(B)에 주입된 이액형 레진(R)을 촬영할 수 있도록 한다. 배터리 모듈(B)은, 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 전방에 마련된 레진 주액 장치에 의해, 이액형 레진(R)이 주입된 상태이다. 작업장 설비 상황 등 선택에 따라 하우징(110)은 소정의 높이에서 지지대(150)에 의해 지지될 수 있다.
조명부(120)는 하우징(110)의 개방된 하부로 광을 조사한다. 하우징(110) 하부로 일정한 밝기의 광을 조사할 수 있으면, 그 설치 위치는 무관하나, 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이, 복수개의 LED가 하우징(110)의 상면 하부의 양측에 균등하게 설치되는 것이 바람직하다. 조명부(120)는 광을 발광하는 수단이면 충분하며, LED에 한정되지 않는다.
카메라부(130)는 배터리 모듈(B)에 주입된 이액형 레진(R)을 촬영하여 레진 이미지를 획득한다. 카메라부(130)의 설치 위치 및 개수는 무관하나, 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이, 조명부(120) 사이에 설치되는 것이 바람직하다. 배터리 모듈(B)은 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 전방에 마련된 레진 주액 장치와 이액형 레진 자동 검사 장치(100) 사이에 설치되는 이동 수단(예를 들어, 컨베이어 벨트)에 의해 이동되면서, 하우징(110)의 개방된 하부에 위치될 수 있다. 카메라부(130)에 의해 획득된 레진 이미지는 판정부(140)로 전송될 수 있다.
판정부(140)는 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 이액형 레진의 배합 상태를 실시간으로 판정한다. 하나의 예에서, 상기 색상 정보는 HSV(Hue/Saturation/Value) 모델, RGB 모델, L*a*b* 모델로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상에 의해 특정될 수 있다. HSV 모델은 색상(Hue), 채도(Saturation), 명도(Value)의 좌표에 의해 색상 정보가 특정되는데, 후술하는 RGB 모델과 비교하여 색상이 점진적으로 바뀌는 그라디언트를 구현하기 용이한 이점이 있다. HSV를 사용하면 두 개의 파라미터를 고정하고 하나의 파라미터만 움직이는 방법으로 음영변화, 채도변화 표현이 용이하다. RGB 모델은 빨강(Red), 초록(Green), 파랑(Blue) 세 종류의 색에 의해 색상 정보가 특정되며, L*a*b* 모델은 명도를 나타내는 L*(Luminosity), 적색과 녹색에 가까운 정도를 나타내는 a*, 황색과 청색에 가까운 정도를 나타내는 b*에 의해 색상 정보가 특정된다.
하나의 예에서, 본 발명의 이액형 레진 자동 검사 장치는, 이액형 레진의 배합 비율에 따른 색상 정보가 저장된 데이터베이스부를 더 포함할 수 있다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터베이스부에 저장된 이액형 레진의 배합 비율에 따른 색상 정보이다.
도 10을 참조하면, 주제와 경화제의 배합 비율에 따라 색상 정보가 다르게 나타나는 바, 이액형 레진의 색상 정보를 통해, 역으로 주제와 경화제의 배합 비율을 추정할 수 있는 것이다.
도 10에 도시된 그래프에서, x축은 주제와 경화제의 배합 비율 정보이고, y축은 색상 정보를 나타낸다. 여기서 배합 비율 정보가 "0%"인 것은, 최적의 배합 비율을 의미하고,"-5%"는 최적의 배합 비율에서, 경화제가 5% 적은 것을, 반대로 "5%"는 최적의 배합 비율에서, 경화제가 5% 많은 것을 의미한다.
도 10에 도시한 데이터는, 다음과 같은 과정을 통해 수집될 수 있다.
우선, 주제와 경화제를 소정의 비율로 배합한 이액형 레진을 제조한 후, 카메라부(130)를 이용해, 해당 이액형 레진의 이미지를 획득한다. 그리고 레진 이미지로부터, HSV(Hue/Saturation/Value) 모델, RGB 모델, L*a*b* 모델로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 방법으로, 색상 정보를 수치화하고, 이를 데이터베이스부에 저장한다.
이액형 레이진의 배합 비율을 다양하게 변경하면서, 이액형 레진을 제조하고, 각각의 배합 비율 별 이액형 레진들에 대해 상기 과정을 반복한다. 이때 신뢰성을 높이기 위해, 하나의 배합 비율에 대해 다수의 샘플을 제작해, 다수 샘플들의 색상 정보의 평균값 또는 중간값을 대표값으로 정하고, 이를 데이터베이스부에 저장할 수도 있다. 이때 샘플의 개수는 2개 이상 50개 이하, 5개 이상 50개 이하일 수 있다.
하나의 예에서, 판정부(140)는 정상 상태의 이액형 레진의 레진 이미지로부터 추출한 색상 정보 범위(이하, 정상 범위라 함)를 저장하고 있으며, 카메라부(130)에서 전송된 레진 이미지에서 색상 정보를 추출하고, 추출된 색상 정보가 기저장된 정상 범위에 해당하면, 배합 상태가 정상인 것으로 판정한다. 물론, 추출된 색상 정보가 기저장된 정상 범위에 해당하지 않으면, 배합 상태가 불량한 것으로 판정한다. 정상 범위는 결함이 없는 많은 수의 정상 상태 이액형 레진 이미지로부터 통계적으로 정해질 수 있다. 도 10의 데이터베이스의 예를 들어 설명하면, 판정부는 판정 대상인 이액형 레진으로부터 추출한 색상 정보가, ±5%의 색상 정보(68.4 내지 64.1)의 범위 내이면 정상으로 판단할 수 있다.
또 다른 예에서, 우레탄 수지는 색좌표 중　L*에 해당하는 명도를 기준으로　120 ~ 150　범위이면 정상,　벗어나면 불량으로 판정할 수도 있다.
한편, 카메라부(130)가 머신 비전 카메라로 구성되는 경우, 판정부(140)는 머신 비전 카메라에 구현된 이미지 프로세서, 소프트웨어 등으로 구성될 수 있다. 머신 비전 카메라는, 고성능 카메라, 이미지 프로세서, 소프트웨어 등을 포함하는 것으로, 이미지를 획득한 후, 획득한 이미지를 이미지 프로세서, 소프트웨어가 수행 작업의 목적에 맞게 영상 처리, 영상 분석 과정을 거쳐 특정 작업을 수행할 수 있는 판단을 제공한다.
하나의 예시에서, 상기 이액형 레진으로는 상온 경화형 레진일 수 있다. 상온 경화형 레진이란, 상온에서의 경화 반응을 통해 소정의 접착능을 발휘할 수 있는 시스템을 갖춘 조성물을 의미하는 것으로, 예를 들어 주제 수지와 경화제를 포함하는 이액형 레진일 수 있다. 주제 수지로는 실리콘 수지, 폴리올 수지, 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 사용할 수 있다. 한편, 경화제로는 주제 수지에 적합한 공지의 경화제가 사용될 수 있다. 일예로 주제 수지가 실리콘 수지인 경우에는 경화제는 실록산 화합물을 이용할 수 있으며, 주제 수지가 폴리올 수지인 경우에는 경화제는 이소시아네이트 화합물을 이용할 수 있고, 주제 수지가 에폭시 수지인 경우에는 경화제는 아민 화합물을 이용할 수 있으며, 주제 수지가 아크릴 수지인 경우에는 경화제로는 이소시아네이트 화합물을 이용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 이액형 레진은, 이액형 우레탄계 조성물일 수 있다. 이액형 우레탄계 조성물이 사용되는 경우, 상기 조성물은 하기 구성을 가질 수 있다. 폴리올 등을 포함하는 주제와 이소시아네이트 등을 포함하는 경화제가 상온에서 반응하여 경화될 수 있다. 상기 경화 반응은, 예를 들어 디부틸틴 디라우레이트(DBTDL: dibutyltin diaurate)와 같은 촉매의 도움을 받을 수 있다. 그에 따라 상기 이액형 우레탄계 조성물은 주제 성분(폴리올)과 경화제 성분(이소시아네이트)의 물리적인 혼합물을 포함할 수 있고, 그리고/또는 주제 성분과 경화제 성분의 반응물(경화물)을 포함할 수 있다.
본 발명은, 주제 성분과 경화제 성분의 배합 비율에 따라, 이액형 레진의 색상 차이가 발생하는 점에서 착안하여, 상기 카메라부를 통해 이액형 레진의 이미지를 취득하고, 레진 이미지로부터 레진의 색상 정보를 얻어, 상기 판정부를 통해 주제 성분과 경화제 성분의 배합 비율 및 배합 상태의 불량 여부를 실시간으로 파악할 수 있으며, 이액형 레진의 경화 전에 검사가 가능하여 대량 불량의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.
하나의 예에서, 상기 배터리 모듈은 모듈 케이스 및 배터리 셀을 포함한다. 배터리 셀은 상기 모듈 케이스 내에 수납되어 있을 수 있다. 배터리 셀은 모듈 케이스 내에 하나 이상 존재할 수 있고, 복수의 배터리 셀이 모듈 케이스 내에 수납되어 있을 수 있다. 모듈 케이스 내에 수납되는 배터리 셀의 수는 용도 등에 따라 조절되는 것으로 특별히 제한되지 않는다. 모듈 케이스에 수납되어 있는 배터리 셀들은 서로 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
모듈 케이스는, 배터리 셀이 수납될 수 있는 내부 공간을 형성하는 측벽과 하부판을 적어도 포함할 수 있다. 또한, 모듈 케이스는, 상기 내부 공간을 밀폐하는 상부판을 추가로 포함할 수 있다. 상기 측벽, 하부판 및 상부판은 서로 일체형으로 형성되어 있을 수 있다. 이러한 모듈 케이스의 형태 및 크기는 특별히 제한되지 않으며, 용도나 상기 내부 공간에 수납되는 배터리 셀의 형태 및 개수 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
다음, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 시스템을 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 시스템이 도시된 개념도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 시스템은, 레진 주액 장치(20), 이액형 레진 자동 검사 장치(100), 이동 수단(CB)을 포함한다.
레진 주액 장치(20)는, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 종래의 레진 주액 장치(10)와 실질적으로 동일하다. 다만, 본 발명에서는 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 판정부(140)에서 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 이액형 레진의 배합 상태를 실시간으로 판정하므로, 종래의 레진 주액 장치(10)에서 압력 센서(15)가 생략될 수 있다. 압력 센서(15)는 배합 과정에서의 정상/불량 여부를 확인하는 것으로 중복된 기능이기 때문이다. 이에 따라, 레진 주액 장치(20)의 제조 원가가 절감될 수 있다.
이액형 레진 자동 검사 장치(100)는 레진 주액 장치(20)의 후방에 설치된다. 이액형 레진 자동 검사 장치(100)는 배터리 모듈(B)에 주입된 이액형 레진(R)을 촬영하여 레진 이미지를 획득하고, 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 배터리 모듈(B)에 주입된 이액형 레진(R)의 불량 여부를 실시간으로 판정한다. 이러한 이액형 레진 자동 검사 장치(100)는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명되었으므로, 반복 설명은 생략한다.
다만, 레진 주액 장치(20)가 압력 센서(15)를 포함하는 경우, 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 판정부(140)는 추가적으로 압력 센서(15)에 의해 획득된 압력값을 기반으로 배합 과정에서의 정상/불량 여부를 판정할 수 있다. 판정부(140)는 반복 실험에 의한 통계적인 방법으로 결정된 정상 범위의 압력값 범위를 저장할 수 있다. 판정부(140)는 획득된 압력값이 정상 범위에 해당하면, 배합 상태가 정상인 것으로 판정한다. 물론, 압력값이 기저장된 정상 범위에 해당하지 않으면, 배합 상태가 불량한 것으로 판정한다.
판정부(140)는 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하면, 배합 상태가 정상인 것으로 판정한다.
판정부(140)는 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하지 않으면, 레진 주액 장치(20)의 압력 센서(15), 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 조명부(120), 카메라부(130) 중 적어도 어느 하나에 오염/고장 등의 이상이 생긴 것으로 판단하여 알람 정보를 생성할 수 있다. 알람은 시각 수단, 청각 수단, 촉각 수단 중 적어도 어느 하나의 수단을 이용할 수 있다. 알람 정보는 시각 수단, 청각 수단, 촉각 수단 중 적어도 어느 하나의 수단을 이용할 수 있다. 알람 정보를 인지한 작업자는 필요한 조치를 신속하게 취할 수 있게 된다.
레진 주액 장치(20)와 이액형 레진 자동 검사 장치(100) 사이에는 이동 수단(CB)이 설치된다. 이동 수단(CB)은, 예를 들어, 컨베이어 벨트일 수 있다. 물론, 레진 주액 장치(20)의 전방과 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 후방에도 이동 수단(CB)이 형성되어 이액형 레진 주입 작업의 전공정과 이액형 레진 검사 작업의 후공정이 연속적으로 수행될 수 있다. 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 카메라부(130)의 촬영 시점에 대응하여, 이동 수단(CB)은 주기적으로 일시 정지하고, 소정 시간 경과 후 다시 이동할 수 있다.
다음, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법을 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법이 도시된 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법은, 이액형 레진 주입단계(S110), 레진 이미지 획득단계(S120), 정상 여부 판정단계(S130)를 포함한다.
이액형 레진 주입단계(S110)에서, 레진 주액 장치(20)는 주제와 경화제를 배합하여 생성된 이액형 레진을 배터리 모듈(B)의 공극 부분(원통형 이차전지들 사이의 공간)으로 이액형 레진(R)을 주입한다. 이액형 레진이 주입된 배터리 모듈(B)은, 이동 수단에 의해 이동되어 이액형 레진 자동 검사 장치(100) 하우징(110)의 개방된 하부에 위치된다.
레진 이미지 획득단계(S120)에서, 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 카메라부(130)는 배터리 모듈(B)에 주입된 이액형 레진(R)을 촬영하여 레진 이미지를 획득한다.
정상 여부 판정단계(S130)에서, 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 판정부(140)는 레진 이미지의 색상 정보(명도값, 채도값, RGB값 등)를 기반으로 이액형 레진의 배합 상태를 실시간으로 판정한다. 판정부(140)는 카메라부(130)에서 전송된 레진 이미지에서 색상 정보를 추출하고, 추출된 색상 정보가 기저장된 정상 범위에 해당하면, 배합 상태가 정상인 것으로 판정한다.
다음, 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법을 설명한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법이 도시된 순서도이다. 본 실시예는 레진 주액 장치(20)가 압력 센서(15)를 구비한 경우에 유용하게 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이액형 레진 자동 검사 방법은, 이액형 레진 주입단계(S210), 압력값 획득단계(S220), 레진 이미지 획득단계(S230), 정상 여부 판정단계(S240), 알람 정보 생성단계(S250)를 포함한다.
이액형 레진 주입단계(S210)에서, 레진 주액 장치(20)는 주제와 경화제를 배합하여 생성된 이액형 레진을 배터리 모듈(B)의 공극 부분(원통형 이차전지들 사이의 공간)으로 이액형 레진(R)을 주입한다. 이액형 레진이 주입된 배터리 모듈(B)은, 이동 수단에 의해 이동되어 이액형 레진 자동 검사 장치(100) 하우징(110)의 개방된 하부에 위치된다.
압력값 획득단계(S220)에서, 레진 주액 장치(20)의 압력 센서(15)는 주제와 경화제 공급 과정에서 생기는 밸브 내의 압력값을 측정하여 획득한다. 측정된 압력값은 판정부(140)로 전송될 수 있다. 이 경우, 레진 주액 장치(20)는 압력값 전송을 위한 통신 모듈이 탑재될 수 있다.
레진 이미지 획득단계(S230)에서, 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 카메라부(130)는 배터리 모듈(B)에 주입된 이액형 레진(R)을 촬영하여 레진 이미지를 획득한다.
정상 여부 판정단계(S240)에서, 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 판정부(140)는 레진 이미지의 색상 정보(명도값, 채도값, RGB값 등)를 기반으로 이액형 레진의 배합 상태를 실시간으로 판정한다. 판정부(140)는 카메라부(130)에서 전송된 레진 이미지에서 색상 정보를 추출하고, 추출된 색상 정보가 기저장된 정상 범위에 해당하면, 배합 상태가 정상인 것으로 판정한다.
한편, 판정부(140)는 압력값 획득단계(S220)에서 획득된 압력값으로부터 배합 과정에서의 정상/불량 여부를 판정할 수 있다. 판정부(140)는 획득된 압력값이 정상 범위에 해당하면, 배합 상태가 정상인 것으로 판정한다.
판정부(140)는 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하면, 배합 상태가 정상인 것으로 판정한다.
판정부(140)는 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하지 않으면, 레진 주액 장치(20)의 압력 센서(15), 이액형 레진 자동 검사 장치(100)의 조명부(120), 카메라부(130) 중 적어도 어느 하나에 오염/고장 등의 이상이 생긴 것으로 판단하여 알람 정보를 생성할 수 있다.(S250)
도 9는 본 발명의 실시예에 따른, 이액형 레진 자동 검사를 수행하기 위한 컴퓨팅 장치를 나타내는 도면이다. 도 9의 컴퓨팅 장치(TN100)는 본 명세서에서 기술된 판정부(140)일 수 있다.
도 9의 실시예에서, 컴퓨팅 장치(TN100)는 적어도 하나의 프로세서(TN110), 송수신 장치(TN120), 및 메모리(TN130)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(TN100)는 저장 장치(TN140), 입력 인터페이스 장치(TN150), 출력 인터페이스 장치(TN160) 등을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(TN100)에 포함된 구성 요소들은 버스(bus)(TN170)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(TN110)는 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(TN110)는 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 그래픽 처리 장치(GPU: graphics processing unit), 또는 본 발명의 실시예에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 프로세서(TN110)는 본 발명의 실시예와 관련하여 기술된 절차, 기능, 및 방법 등을 구현하도록 구성될 수 있다. 프로세서(TN110)는 컴퓨팅 장치(TN100)의 각 구성 요소를 제어할 수 있다.
메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 프로세서(TN110)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(TN130) 및 저장 장치(TN140) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(TN130)는 읽기 전용 메모리(ROM: read only memory) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
송수신 장치(TN120)는 유선 신호 또는 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 송수신 장치(TN120)는 네트워크에 연결되어 통신을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명은 컴퓨터프로그램으로 구현될 수도 있다. 본 발명은 하드웨어와 결합되어, 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터수단을 통하여 판독 가능한 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광 기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어를 포함할 수 있다.
이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
[부호의 설명]
10, 20 : 레진 주입 장치 100 : 이액형 레진 자동 검사 장치
110 : 하우징 120 : 조명부
130 : 카메라부 140 : 판정부
B : 배터리 모듈 R : 이액형 레진

Claims (12)

  1. 하부가 개방된 하우징;
    상기 하우징의 개방된 하부로 광을 조사하는 조명부;
    상기 하우징의 개방된 하부에 위치하는 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진을 촬영하여 레진 이미지를 획득하는 카메라부; 및,
    상기 카메라부에 의해 획득된 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 판정하는 판정부;
    를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 이액형 레진의 배합 비율에 따른 색상 정보가 저장된 데이터베이스부를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조명부는 복수개의 LED로 구성되며, 상기 복수개의 LED는 상기 하우징의 상면 하부의 양측에 균등하게 설치되는, 이액형 레진 자동 검사 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 카메라부는 머신 비전 카메라이고, 상기 판정부는 상기 머신 비전 카메라에 구현된 이미지 프로세서인, 이액형 레진 자동 검사 장치.
  5. 배터리 모듈로 이액형 레진을 주입하는 레진 주액 장치; 및,
    상기 레진 주액 장치의 후방에 설치되며, 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진을 촬영하여 레진 이미지를 획득하고, 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 판정하는 이액형 레진 자동 검사 장치;
    를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 이액형 레진 자동 검사 장치는,
    하부가 개방된 하우징;
    상기 하우징의 개방된 하부로 광을 조사하는 조명부;
    상기 하우징의 개방된 하부에 위치하는 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진을 촬영하여 레진 이미지를 획득하는 카메라부; 및,
    상기 카메라부에 의해 획득된 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 판정하는 판정부;
    를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 레진 주액 장치는 주제와 경화제 공급 과정에서 생기는 밸브 내의 압력값을 측정하는 압력 센서를 포함하고,
    상기 판정부는 상기 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하면, 상기 이액형 레진의 배합 상태가 정상인 것으로 판단하는, 이액형 레진 자동 검사 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 레진 주액 장치는 주제와 경화제 공급 과정에서 생기는 밸브 내의 압력값을 측정하는 압력 센서를 포함하고,
    상기 판정부는 상기 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하지 않으면,
    상기 압력 센서, 상기 조명부, 상기 카메라부 중 적어도 어느 하나에 이상이 생긴 것으로 판단하여 알람 정보를 생성하는, 이액형 레진 자동 검사 시스템.
  9. 레진 주액 장치가, 주제와 경화제를 배합하여 생성된 이액형 레진을 배터리 모듈로 주입하는 이액형 레진 주입단계;
    카메라부가, 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진을 촬영하여 레진 이미지를 획득하는 레진 이미지 획득단계; 및,
    판정부가, 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 상기 배터리 모듈에 주입된 이액형 레진의 정상 여부를 판정하는 정상 여부 판정단계;
    를 포함하는 이액형 레진 자동 검사 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 이액형 레진 주입단계 이후에,
    상기 레진 주액 장치의 압력 센서가, 주제와 경화제 공급 과정에서 생기는 밸브 내의 압력값을 측정하여 획득하는 압력값 획득단계
    를 더 포함하는 이액형 레진 자동 검사 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 정상 여부 판정단계는,
    상기 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하면, 상기 이액형 레진의 배합 상태가 정상인 것으로 판단하는, 이액형 레진 자동 검사 방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 정상 여부 판정단계는,
    상기 압력값을 기반으로 판정된 정상 여부와 상기 레진 이미지의 색상 정보를 기반으로 판정된 정상 여부가 서로 일치하지 않으면, 알람 정보를 생성하는, 이액형 레진 자동 검사 방법.
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