WO2023121188A1 - 외관 검사 시스템 및 방법 - Google Patents

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WO2023121188A1
WO2023121188A1 PCT/KR2022/020735 KR2022020735W WO2023121188A1 WO 2023121188 A1 WO2023121188 A1 WO 2023121188A1 KR 2022020735 W KR2022020735 W KR 2022020735W WO 2023121188 A1 WO2023121188 A1 WO 2023121188A1
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inspecting
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김근태
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to an appearance inspection system and method, and more particularly, to a secondary battery appearance inspection system and method for inspecting whether or not there is a defect in the appearance of a manufactured secondary battery.
  • Batteries that store electrical energy can be generally classified into primary batteries and secondary batteries.
  • a primary battery is a disposable battery
  • a secondary battery is a rechargeable battery manufactured using a material capable of repeating oxidation and reduction processes between an electric current and a material. That is, power is charged when a reduction reaction is performed on a material by current, and power is discharged when an oxidation reaction is performed on a material. As such charge-discharge is repeatedly performed, electricity is generated.
  • lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries, which have advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.
  • Secondary batteries can be recharged unlike primary batteries, and are classified into coin-type batteries, cylindrical batteries, prismatic batteries, and pouch-type batteries according to the shape of a case.
  • Secondary batteries made through the manufacturing process are inspected to see if there are any defects, and through this, defective products are classified. Most basically, it may be inspected whether there is a problem with the appearance of the secondary battery, and in this case, whether scratches, wrinkles, etc. exist on the exterior and whether expansion occurs in the secondary battery are inspected.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to precisely inspect all appearances of the secondary battery by changing an inspection device for inspecting the appearance of the secondary battery, and transport the secondary battery to be inspected. It is an object of the present invention to provide a secondary battery appearance inspection system and method that increase stability in a secondary battery transport process by changing a transport device and improve the appearance inspection accuracy of the secondary battery.
  • An appearance inspection system for inspecting the appearance of a secondary battery according to the present invention includes a transport device for transporting the secondary battery according to an inspection position, a top and bottom inspection device disposed at a first inspection position and inspecting the top and bottom of the secondary battery, and a second inspection device.
  • the transfer device is a conveyor including a linear motion guide, and the secondary battery may be transferred by a linear motion of the linear motion guide.
  • the top and bottom inspection device may include an upper inspector for inspecting the upper part of the secondary battery and a lower inspector for inspecting the lower part of the secondary battery, and a camera may be formed therein.
  • the rotation device may include a first rotator that is disposed at an entry part of the second inspection position and rotates the secondary battery so that the vertical direction of the secondary battery and the moving direction of the transfer device are parallel before the inspection at the second inspection position is performed.
  • the side inspection device may be a 3D (Threee Dimensions) camera including a light source device that radiates light along the side surface of the secondary battery and a mirror that reflects the light radiated by the light source device.
  • 3D Three Dimensions
  • the side inspection device may include a first side inspection device that inspects a portion of the side of the secondary battery and a second side inspection device that inspects a portion of the side of the secondary battery that is not inspected by the first side inspection device.
  • the rotating device may include a second rotator disposed between the first side inspection device and the second side inspection device to rotate the secondary battery by 180 degrees such that the top and bottom surfaces of the secondary battery are reversed.
  • the exterior inspection system may further include a loading device for loading a predetermined number of secondary batteries to be inspected on the transfer device.
  • the exterior inspection system may further include a determination device for discriminating a secondary battery according to inspection results measured from the top and bottom inspection devices and the side inspection devices.
  • the appearance inspection system may further include a first conveyor that is connected to the discrimination device to transfer secondary batteries that have been identified, and a second conveyor that is connected to the first conveyor and transfers defective secondary batteries.
  • the first conveyor may be a pocket conveyor including pockets in which secondary batteries having been identified are individually placed.
  • a loading step of loading a secondary battery whose appearance is inspected by a loading device into a conveying device, a conveying step of conveying the secondary battery by the conveying device, and an upper and lower portion of the secondary battery A top and bottom inspection step of inspecting the top and bottom inspection device, a first rotation step of rotating the secondary battery so that the top and bottom direction of the secondary battery and the moving direction of the transfer device are parallel by the first rotating machine, and a part of the side of the secondary battery is rotated by the first side inspection device.
  • a first side inspection step inspected by a second rotation step in which the secondary battery is rotated by 180 degrees by a second rotor so that the top and bottom surfaces of the secondary battery are reversed, and the side surface of the secondary battery that is not inspected in the first side inspection step. It may include a second side inspection step in which the portion is inspected by a second side inspection device.
  • the secondary battery may be transferred by a linear motion of the linear motion guide by a transfer device including the linear motion guide.
  • the first side inspection device and the second side inspection device include a light source device for radiating light along the side surface of the secondary battery and a mirror for reflecting the light emitted by the light source device. It could be a 3D camera.
  • the external appearance inspection method may further include a determination step of discriminating the externally inspected secondary battery by a determination device according to the measured inspection result.
  • An appearance inspection system for inspecting the appearance of a secondary battery according to the present invention includes a transport device for transporting the secondary battery according to an inspection position, a top and bottom inspection device disposed at a first inspection position and inspecting the top and bottom of the secondary battery, and a second inspection device.
  • FIG. 1 is a plan view schematically illustrating a visual inspection system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view schematically illustrating a transport device of a visual inspection system according to a first embodiment of the present invention.
  • 2B is a side view schematically illustrating a transport device of a visual inspection system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view schematically illustrating a top and bottom inspection device of a visual inspection system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view schematically illustrating a first side inspection device of a side inspection device of a visual inspection system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view schematically illustrating a first conveyor of the exterior inspection system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for inspecting appearance according to a second embodiment of the present invention.
  • the present invention provides a visual inspection system as Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a plan view schematically illustrating a visual inspection system 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • the exterior inspection system 1 for inspecting the exterior of a secondary battery 10 includes a transport device 100, an up and down inspection device 200, a side inspection device 300, and a rotation device 400. can do.
  • 2A and 2B are a plan view and a side view schematically showing the transfer device 100 of the appearance inspection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the secondary battery 10 may be moved to each inspection location where the inspection is performed.
  • the exterior inspection system 1 may include the transport device 100 .
  • the transfer device 100 may have the form of a conveyor. If the transfer device 100 has a conveyor shape, the secondary battery 10 may be transported along the conveyor on the upper surface of the transfer device 100 .
  • a path along which the secondary battery 10 is transported in the transfer device 100 may have an elliptical shape.
  • the secondary battery 10 may be inspected while moving along an elliptical path.
  • a first inspection position 20 may be formed on a lower left side and a second inspection position 30 may be formed on a lower right side.
  • each inspection location is only one example, it is not necessarily limited thereto, and may be formed at other locations.
  • An upper and lower inspection of the secondary battery 10 may be performed at the first inspection position 20 , and a side surface of the secondary battery 10 and an inspection for expansion may be performed at the second inspection position 30 . A detailed description of each test will be given later.
  • the secondary battery 10 to be inspected may start to be transferred along the transfer device 100 from the upper left side.
  • the secondary battery 10 may be transported in a state where the longitudinal direction and the traveling direction of the secondary battery 10 lie perpendicular to each other.
  • the transfer of the secondary battery 10 may start in a state in which the secondary battery 10 is laid down so that its axial direction coincides with the vertical direction in FIG. 2A based on FIG. 2A.
  • the secondary battery 10 is not limited to the examples of the present invention and may have various types of shapes.
  • the transport device 100 of the appearance inspection system 1 may be a conveyor including a linear motion guide 110. .
  • the secondary battery 10 may be transferred to each inspection position through the linear motion of the linear motion guide 110 during the external inspection process.
  • the linear motion guide 110 may generally consist of a rail 111 and a block 112 moving along the rail 111 . Therefore, the transfer device 100 may include a linear motion guide 110 in which the block 112 moves along the rail 111 formed on the upper surface, and the secondary battery to be inspected is placed on the upper surface of the block 112. (10) can be transported while being placed.
  • the transfer device 100 is a conveyor including the linear motion guide 110, shaking when the secondary battery 100 is transferred is minimized, thereby increasing stability.
  • the conveying speed may be adjusted according to the inspection process.
  • FIG 3 is a plan view schematically showing the top and bottom inspection device 200 of the appearance inspection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the appearance inspection system 1 may include the top and bottom inspection device 200 .
  • the top and bottom inspection device 200 is disposed at the first inspection position 20 to inspect the top and bottom of the secondary battery 10 . Specifically, it may be inspected whether wrinkles, dents, scratches, foreign substances, contamination, discoloration, short marks, and the like exist on the upper and lower parts of the secondary battery 10 through the top and bottom inspection device 200 .
  • the top and bottom inspection device 200 includes an upper inspector 210 that inspects the upper part of the secondary battery 10 and a lower inspector that inspects the lower part of the secondary battery 10. (220).
  • the upper inspection device 210 and the lower inspection device 220 of the top and bottom inspection device 200 may be respectively disposed on both sides of the transfer device 100 at the first inspection position 20 . Therefore, based on FIG. 2A , in the first inspection position 20, the upper inspection device 210 may be disposed on the upper side and the lower inspection device 220 may be disposed on the lower side. Since the upper and lower portions of the secondary battery 10 may be inspected simultaneously, the positions of the upper inspection device 210 and the lower inspection device 220 may be exchanged.
  • Cameras 201 may be formed inside each of the upper inspection device 210 and the lower inspection device 220 of the top and bottom inspection device 200 . It may be inspected whether there is an abnormality by photographing the external appearance of the upper and lower parts of the secondary battery 10 through the camera 201 formed therein.
  • the upper and lower inspection device 200 of the appearance inspection system 1 has a camera 201 formed therein and includes an upper inspection device 210 and a lower inspection device 220, which are laid on the upper surface of the transport device 100
  • Upper and lower external appearances of the secondary battery 10 may be inspected simultaneously. Thus, time and space can be saved and the efficiency of the inspection process can be increased.
  • the secondary battery 10 that has undergone upper and lower inspection by the upper and lower inspection device 200 may be transported by the transfer device 100 and reach the second inspection position 30 .
  • the appearance of the side of the secondary battery 10 that has reached the second inspection position 30 and whether or not it is swollen may be inspected.
  • the exterior inspection system 1 according to the first embodiment of the present invention may include the side inspection device 300 .
  • the side inspection device 300 may be disposed at the second inspection position 30 to inspect the side of the secondary battery 10 and whether or not it is inflated. Specifically, whether wrinkles, dents, scratches, rust, foreign matter, contamination, discoloration, etc. exist on the side of the secondary battery 10 through the side inspection device 300 and whether other identification phrases match the product are inspected. can In addition, the presence or absence of a defect may be inspected through whether the secondary battery 10 is inflated.
  • the side inspection device 300 of the exterior inspection system 1 may be a 3D camera including a light source device 301 and a mirror 302. there is.
  • the light source device 301 can radiate light along the side of the secondary battery 10 and the mirror 302 can reflect the light emitted by the light source device 301.
  • the light source device 301 radiates light of a specific pattern to the side of the secondary battery 10 and calculates the amount of change in the pattern to determine the appearance of the secondary battery 10.
  • the mirror 302 may reflect light to widen the angle and range that can be inspected. Accordingly, data on the side of the secondary battery 10 may be obtained in 3D form based on the amount of change in the pattern caused by the light of the 3D camera. Since this is just one of the operation methods of the 3D camera, it is not necessarily limited thereto.
  • the side inspection device 300 may further include a device such as a light that additionally provides light necessary for the operation of the 3D camera.
  • the side inspection device 300 is a 3D camera including the light source device 301 and the mirror 302
  • the side inspection device 300 even if the secondary battery 10 has a curved side surface such as a cylinder, all parts of the side surface can be inspected, thereby enabling detection power.
  • the effect of improving and minimizing overcheck defects can occur.
  • FIG 4 is a front view schematically showing the first side inspection device 310 of the side inspection device 300 of the appearance inspection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the side inspection device 300 of the appearance inspection system 1 includes a first side inspection device 310 and a second side inspection device 300.
  • a side checker 320 may be included.
  • the first side inspector 310 may inspect part of the side of the secondary battery 10
  • the second side inspector 320 may inspect part of the side of the secondary battery 10 that has not been inspected by the first side inspector 310. can be inspected
  • the first side inspector 310 and the second side inspector 320 may be 3D cameras each including the light source device 301 and the mirror 302 described above.
  • the side inspection device 300 includes the first side inspection device 310 and the second side inspection device 320
  • the secondary battery 10 whose upper and lower parts have been inspected by the transfer device 100 is subjected to the second inspection.
  • the side inspection and expansion can be inspected by the first side inspection device 310 and the second side inspection device 320 .
  • the secondary battery 10 is inspected by the first side inspector 310 in the first half, and in the second half Inspection by the second side inspector 320 may proceed. Therefore, based on FIG. 2A , the first side inspector 310 may be disposed on the left side of the second inspection position 30, and the second side inspector 320 may be disposed on the right side of the second inspection position 30. can Since this is just one example, the position of the first side inspector 310 and the position of the second side inspector 320 may be reversed.
  • the secondary battery 10 that has undergone upper and lower inspection is transported by the transport device 100 in a state of lying on the upper surface of the transport device 100, and is moved by the rotation device 400 at the second inspection position 30. Placed status can change. A description of the rotating device 400 will be discussed later in detail.
  • a part of the side surface of the secondary battery 10 whose disposed state is changed may be inspected by the first side inspector 310 .
  • a part of the side surface when the secondary battery 10 has a cylindrical shape, an inspection may be performed on a part corresponding to 180 degrees among the side surfaces having a radius of 360 degrees.
  • the scope of some of the aspects is not limited thereto and may be changed.
  • the secondary battery 10 that has been inspected by the first side inspector 310 may be changed into a disposition state for inspection of the other side by the rotating device 400 .
  • a description of the rotating device 400 will be discussed later in detail.
  • a part of the side surface of the secondary battery 10 whose arrangement state is changed may be inspected by the second side inspector 320 , which is not inspected by the first side inspector 310 .
  • the portion corresponding to 180 degrees of the side of the secondary battery 10 is inspected, the portion corresponding to the remaining 180 degrees may be inspected.
  • the range of the side of the secondary battery 10 inspected by the second side inspector 320 is not limited thereto and may be changed.
  • the efficiency of the inspection may be increased by reducing parts that are not properly inspected on the side of the secondary battery 10 .
  • the appearance inspection system 1 may include a rotating device 400 .
  • the rotating device 400 may be disposed at the second inspection position 30 and rotate the secondary battery 10 so that the secondary battery 10 is in an appropriate state for each inspection.
  • the rotating device 400 may include a first rotator 410 and a second rotator 420 .
  • the first rotator 410 can rotate the secondary battery 10 after the top and bottom inspections in the top and bottom inspection device 200 can undergo a side inspection in the first side inspection device 310, and
  • the rotating machine 420 rotates the secondary battery 10, which has been inspected on a part of the side by the first side inspector 310, to be inspected on another part of the side by the second side inspector 320.
  • the first rotator 410 may be disposed at the entrance of the second inspection position 30 . Specifically, the first rotator 410 reaches the position where the first side inspector 310 is disposed in the second inspection position 30 on the path along which the secondary battery 10 is moved by the transfer device 100. It can be placed at a location just before passing.
  • the first rotator 410 moves the secondary battery 10, which has been inspected in a state in which the longitudinal direction and the traveling direction of the secondary battery 10 are laid perpendicularly to each other in the up-and-down inspection device 200, to the secondary battery ( 10) may be rotated so that the longitudinal direction and the moving direction of the transfer device 100 are parallel.
  • the secondary battery 10 may be rotated in a laid-down state such that the axial direction of the secondary battery 10 coincides with the left-right direction of FIG. 2A based on FIG. 2A.
  • the second rotator 440 may be disposed between the first side inspection device 310 and the second side inspection device 320 at the second inspection position 30 .
  • the secondary battery 10 may be transported by the transport device 100 in the order of the first side inspection device 310 , the second rotation device 420 , and the second side inspection device 320 .
  • the second rotator 420 places the secondary battery 10, which has been inspected by the first side inspector 310 in a state where the lengthwise direction and the traveling direction of the secondary battery 10 are laid in parallel to each other, to the top surface and It can be rotated 180 degrees so that the bottom faces are inverted from each other.
  • the secondary battery 10 has a cylindrical shape
  • the secondary battery 10 is rotated 180 degrees so that the side of the secondary battery 10 facing upward in the first side inspector 310 faces the transfer device 100.
  • the rotating device 400 includes the first rotating device 410 and the second rotating device 420, when the secondary battery 10 is placed in each test position by the transfer device 100, it is placed in a state suitable for testing. This can result in an increase in the efficiency of the process.
  • the appearance inspection system 1 may further include a loading device 500 .
  • the loading device 500 may load a predetermined number of secondary batteries 10 to be inspected on the transport device 100 .
  • the transfer device 100 is a conveyor including the linear motion guide 110
  • eight secondary batteries 10 may be loaded on the upper surface of blocks 112 moving along the rails 111.
  • eight secondary batteries 10 may be set as a set and pass through each inspection position.
  • the loading device 500 can load a preset number of secondary batteries 10 into the transport device 100, part of the process can be automated and efficiency can be increased.
  • the secondary battery 10 to be inspected may be stored by the tray 40 before being loaded onto the transport device 100.
  • the visual inspection system 1 has the transport device 100 through the loading device 500 )
  • the tray inlet 510 through which the tray 40 storing the secondary batteries 10 to be loaded is loaded into the transfer device 100 through the loading device 500 and the secondary batteries 10 stored therein
  • a tray outlet 520 through which the empty tray 40 can exit may be formed.
  • the appearance inspection system 1 may further include a discrimination device 600 .
  • the discrimination device 600 may determine the secondary battery 10 having a problem in appearance based on the inspection results of the secondary battery 10 received from each inspection device.
  • the secondary battery 10 may be classified into defective and non-defective products by the discrimination device 600 .
  • FIG 5 is a perspective view schematically illustrating a first conveyor 700 of the appearance inspection system 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • the appearance inspection system 1 may further include a first conveyor 700 .
  • the first conveyor 700 may be connected to the determination device 600 to transfer the secondary battery 10 determined to be defective or good. At this time, in order to prevent problems that may occur during the transfer process, the first conveyor 700 may be a pocket conveyor including pockets 701 in which the identified secondary batteries 10 may be individually contained.
  • the appearance inspection system 1 includes a second conveyor 800 capable of transporting secondary batteries 10 determined to be defective due to abnormalities according to the inspection result. ) may further include.
  • the exterior inspection system 1 may include other components required in the process.
  • the normal storage box 50 in which the secondary batteries 10 having no abnormality as a result of inspection transported along the first conveyor 700 are stored and the secondary batteries having an abnormality as a result of the inspection transferred along the second conveyor 800 It may further include a defective storage box 60 in which (10) is stored.
  • the appearance inspection system 1 In the appearance inspection system 1 according to the first embodiment of the present invention, shaking of the secondary batteries 10 during a moving process is minimized and collisions with each other are prevented, thereby increasing stability.
  • the entire side surface of the secondary battery 10 can be inspected, and the efficiency of the inspection can be increased because the detection ability is improved by the 3D inspection and the number of over-inspection defects is reduced.
  • the present invention provides a second embodiment of a method for inspecting the appearance of a cylindrical secondary battery.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for inspecting appearance according to a second embodiment of the present invention.
  • the appearance inspection method according to the second embodiment of the present invention may start with a loading step ( S10 ) in which the loading device 500 loads the secondary battery 10 whose appearance is to be inspected on the transfer device 100 . there is.
  • a predetermined number of secondary batteries 10 may be loaded into the transfer device 100 .
  • the cylindrical secondary battery 10 may be loaded in a state where the axial direction and the traveling direction of the secondary battery 10 are perpendicular to each other for vertical inspection.
  • a transfer step ( S20 ) in which the secondary batteries 10 are transferred by the transfer device 100 may proceed.
  • the secondary battery 10 may be moved to each inspection position for a visual inspection. That is, the external inspection method of the secondary battery 10 may be sequentially performed according to the movement of the transfer device 100 .
  • the conveying device 100 used in the conveying step (S20) of the appearance inspection method according to the second embodiment of the present invention includes the linear motion guide 110, and the linear motion guide 110 in the conveying step (S20) has a straight line.
  • the secondary battery 10 may be transported through movement. Therefore, shaking of the secondary battery 10 in the transfer step ( S20 ) can be minimized.
  • the top and bottom inspection step ( S30 ) of inspecting the upper and lower portions by the top and bottom inspection device 200 may proceed.
  • the top and bottom inspection step S30 as described in Example 1, it may be inspected whether there are wrinkles, dents, scratches, foreign matter, contamination, discoloration, short marks, etc. on the top and bottom of the secondary battery 10.
  • a first rotation step (S40) in which the axial direction of the cylindrical secondary battery 10 and the moving direction of the transfer device 100 are rotated in parallel by the first rotator 410 may proceed. there is.
  • the secondary battery 10 may be rotated 90 degrees in the first rotation step ( S40 ), which is to change the state of the secondary battery 10 to undergo the first side inspection.
  • a first side inspection step ( S50 ) of inspecting a part of the side surface of the secondary battery 10 by the first side inspection device 310 may proceed.
  • the first side inspection device 310 may be a device such as a 3D camera for efficient inspection.
  • a second rotation step ( S60 ) in which the secondary battery 10 is rotated 180 degrees by the second rotator 420 so that the top and bottom surfaces of the secondary battery 10 are reversed.
  • the secondary battery 10 in a state of lying on the upper surface of the transfer device 100 is rotated by 180 degrees, so that the part of the side surface that is not inspected in the first side inspection step (S50) is ready to be inspected. can do
  • a second side inspection step ( S70 ) in which a part of the side surface of the secondary battery 10 not inspected in the first side inspection step ( S50 ) is inspected by the second side inspector 420 . can proceed
  • first side inspection step (S50) and the second side inspection step (S70) whether there are wrinkles, dents, scratches, rust, foreign matter, contamination, discoloration, etc. on the side of the secondary battery 10 and other identification phrases are checked. It can be checked whether it matches the product. In addition, the presence or absence of a defect may be inspected through whether or not the secondary battery 10 is inflated.
  • the secondary battery 10 When the side inspection of the secondary battery 10 is completed through the second side inspection step ( S70 ), the secondary battery 10 may be in a state in which the top, bottom, and side inspections have all progressed.
  • the cylindrical secondary battery 10 can be efficiently inspected up to the curved side surface, and the entire external appearance can be efficiently inspected within the process.
  • the external appearance inspection method according to the second embodiment of the present invention may further include a determination step ( S80 ) of discriminating the externally inspected secondary battery 10 into a defective product or a good product based on each inspection result.
  • the process of separating defective secondary batteries 10 can be separated in the course of the inspection process, thereby increasing the efficiency of the process.

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Abstract

본 발명은 이차 전지의 외관 검사 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 이차 전지의 모든 외관을 정밀하게 검사할 수 있고, 과검 불량을 최소화하며, 이차 전지의 이송 과정에서 흔들림을 최소화하여 안정성을 증가시킬 수 있다. 또한, 이차 전지의 외관 검사 정확도를 향상시키고, 외관 불량을 최소화 할 수 있는 외관 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이차 전지의 외관을 검사하는 외관 검사 시스템은, 이차 전지를 검사 위치에 따라 이송하는 이송 장치, 제1 검사 위치에 배치되어 이차 전지의 상부 및 하부를 검사하는 상하 검사 장치, 제2 검사 위치에 배치되어 이차 전지의 측면 및 팽창 여부를 검사하는 측면 검사 장치, 제2 검사 위치에 배치되어 이차 전지를 회전시키는 회전 장치를 포함하고, 측면 검사 장치는, 이차 전지가 이송 장치에 눕혀진 상태에서 이차 전지의 측면 및 팽창 여부를 검사한다.

Description

외관 검사 시스템 및 방법
관련 출원과의 상호인용
본 출원은 2021년 12월 20일자 한국특허출원 제10-2021-0183208호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 외관 검사 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 제조된 이차 전지의 외관에 불량이 있는지 여부를 검사하는 이차 전지의 외관 검사 시스템 및 방법에 관한 것이다.
근래에는 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 전기 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전지 등의 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 전지를 사용하는 전자 모바일 기기와 전기 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성된다.
특히, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 높다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다.
제조 공정을 통해 만들어진 이차 전지는 불량이 있는지 여부가 검사되고, 이를 통해 불량품은 분별된다. 가장 기본적으로 이차 전지의 외관에 문제가 있는지 여부가 검사될 수 있는데, 여기서는 외관에 스크레치, 주름 등이 존재하는지 여부와 이차 전지에 팽창이 발생하였는지 여부가 검사된다.
원통형 이차 전지의 외관이 검사되는 과정에서 원통형 이차 전지의 측면이 검사될 때는, 원통형 이차 전지를 세운 상태에서 회전시키면서 검사가 진행되기 때문에 원통형 이차 전지를 잡는 부분은 외관 검사가 제대로 이루어지지 않는 경우가 발생하였다. 또한, 원통형 이차 전지의 크기와 용량이 증가되면서 이송 과정에서 안정성이 저하되었고, 검사의 정확도가 떨어지는 문제도 발생하였다.
이러한 문제점의 해결을 위하여 이차 전지의 모든 외관을 정밀하게 검사할 수 있고, 크기와 용량이 커진 이차 전지도 안정감 있게 이송할 수 있으며, 검사의 정확도가 향상되는 이차 전지의 외관 검사 방안이 필요한 실정이다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 이차 전지의 외관을 검사하는 검사 장치를 변경함으로써 이차 전지의 모든 외관을 정밀하게 검사하고, 검사를 받는 이차 전지를 이송하는 이송 장치를 변경함으로써 이차 전지의 이송 과정에서 안정성을 증가시키며, 이차 전지의 외관 검사 정확도를 향상시키는 이차 전지의 외관 검사 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이차 전지의 외관을 검사하는 외관 검사 시스템은, 이차 전지를 검사 위치에 따라 이송하는 이송 장치, 제1 검사 위치에 배치되어 이차 전지의 상부 및 하부를 검사하는 상하 검사 장치, 제2 검사 위치에 배치되어 이차 전지의 측면 및 팽창 여부를 검사하는 측면 검사 장치, 제2 검사 위치에 배치되어 이차 전지를 회전시키는 회전 장치를 포함하고, 측면 검사 장치는, 이차 전지가 이송 장치에 눕혀진 상태에서 이차 전지의 측면 및 팽창 여부를 검사할 수 있다.
이송 장치는, 리니어 모션 가이드(Linear Motion Guide)를 포함하는 컨베이어(Conveyor)이고, 이차 전지가 리니어 모션 가이드의 직선 운동으로 이송될 수 있다.
상하 검사 장치는, 이차 전지의 상부를 검사하는 상부 검사기 및 이차 전지의 하부를 검사하는 하부 검사기를 포함하고, 내부에 카메라가 형성될 수 있다.
회전 장치는, 제2 검사 위치의 진입부에 배치되어 제2 검사 위치에서의 검사가 진행되기 전에 이차 전지의 상하 방향과 이송 장치의 이동 방향이 평행하도록 이차 전지를 회전시키는 제1 회전기를 포함할 수 있다.
측면 검사 장치는, 이차 전지의 측면을 따라 광을 조사하는 광원 장치 및 광원 장치에 의해 조사된 광을 반사시키는 거울을 포함하는 3D(Three Dimensions) 카메라일 수 있다.
측면 검사 장치는, 이차 전지의 측면 일부를 검사하는 제1 측면 검사기 및 제1 측면 검사기에서 검사되지 않은 이차 전지의 측면 일부를 검사하는 제2 측면 검사기를 포함할 수 있다.
회전 장치는, 제1 측면 검사기와 제2 측면 검사기 사이에 배치되어 이차 전지의 상면과 저면이 서로 반전되도록 이차 전지를 180도 회전시키는 제2 회전기를 포함할 수 있다.
외관 검사 시스템은, 외관이 검사되는 이차 전지를 기설정된 개수만큼 이송 장치에 적재하는 적재 장치를 더 포함할 수 있다.
외관 검사 시스템은, 상하 검사 장치 및 측면 검사 장치로부터 측정된 검사 결과에 따라 이차 전지를 판별하는 판별 장치를 더 포함할 수 있다.
외관 검사 시스템은, 판별 장치와 연결되어 판별이 완료된 이차 전지를 이송하는 제1 컨베이어 및 제1 컨베이어와 연결되어 이상이 있는 이차 전지를 이송하는 제2 컨베이어를 더 포함할 수 있다.
제1 컨베이어는, 판별이 완료된 이차 전지가 각각 개별적으로 담기는 포켓을 포함하는 포켓 컨베이어일 수 있다.
원통형 이차 전지의 외관을 검사하는 외관 검사 방법으로서, 적재 장치가 외관이 검사되는 이차 전지를 이송 장치에 적재하는 적재 단계, 이송 장치에 의해 이차 전지가 이송되는 이송 단계, 이차 전지의 상부 및 하부가 상하 검사 장치에 의해 검사되는 상하 검사 단계, 이차 전지가 제1 회전기에 의해 이차 전지의 상하 방향과 이송 장치의 이동 방향이 평행하도록 회전되는 제1 회전 단계, 이차 전지의 측면 일부가 제1 측면 검사기에 의해 검사되는 제1 측면 검사 단계, 이차 전지의 상면과 저면이 서로 반전되도록 제2 회전기에 의해 이차 전지가 180도 회전되는 제2 회전 단계 및 제1 측면 검사 단계에서 검사되지 않은 이차 전지의 측면 일부가 제2 측면 검사기에 의해 검사되는 제2 측면 검사 단계를 포함할 수 있다.
이송 단계는, 이차 전지가 리니어 모션 가이드를 포함하는 이송 장치에 의해 리니어 모션 가이드의 직선 운동으로 이송될 수 있다.
제1 측면 검사 단계 및 제2 측면 검사 단계는, 제1 측면 검사기 및 제2 측면 검사기가 이차 전지의 측면을 따라 광을 조사하는 광원 장치 및 광원 장치에 의해 조사된 광을 반사시키는 거울을 포함하는 3D 카메라일 수 있다.
외관 검사 방법은, 외관 검사가 끝난 이차 전지가 측정된 검사 결과에 따라 판별 장치에 의해 판별되는 판별 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지의 외관을 검사하는 외관 검사 시스템은, 이차 전지를 검사 위치에 따라 이송하는 이송 장치, 제1 검사 위치에 배치되어 이차 전지의 상부 및 하부를 검사하는 상하 검사 장치, 제2 검사 위치에 배치되어 이차 전지의 측면 및 팽창 여부를 검사하는 측면 검사 장치, 제2 검사 위치에 배치되어 이차 전지를 회전시키는 회전 장치를 포함하고, 측면 검사 장치는, 이차 전지가 이송 장치에 눕혀진 상태에서 이차 전지의 측면 및 팽창 여부를 검사한다.
그에 따라, 이차 전지의 모든 외관을 정밀하게 검사할 수 있고, 과검 불량을 최소화하며, 이차 전지의 이송 과정에서 흔들림을 최소화하여 안정성을 증가시킬 수 있다. 또한, 이차 전지의 외관 검사 정확도를 향상시키고, 외관 불량을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템의 이송 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템의 이송 장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시트템의 상하 검사 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시트템의 측면 검사 장치의 제1 측면 검사기를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템의 제1 컨베이어를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 외관 검사 방법을 도시하는 순서도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
실시예 1
본 발명은 외관 검사 시스템을 실시예 1로 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 이차 전지(10)의 외관을 검사하는 외관 검사 시스템(1)은 이송 장치(100), 상하 검사 장치(200), 측면 검사 장치(300) 및 회전 장치(400)를 포함할 수 있다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)의 이송 장치(100)를 개략적으로 도시한 평면도 및 측면도이다.
이차 전지(10)의 외관 검사를 위해 이차 전지(10)는 검사가 진행되는 각각의 검사 위치로 이동될 수 있다. 이차 전지(10)를 검사 위치에 따라 이송하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)은 이송 장치(100)를 포함할 수 있다.
도 2a 및 2b를 참조하면, 이송 장치(100)는 컨베이어의 형태를 가질 수 있다. 이송 장치(100)가 컨베이어의 형태를 가지면 이차 전지(10)는 이송 장치(100)의 상부면에서 컨베이어의 진행에 따라 이송될 수 있다.
이송 장치(100)를 위에서 내려다 보면 이송 장치(100)에서 이차 전지(10)가 이송되는 경로는 타원 형상을 가질 수 있다. 타원 형상의 경로를 따라 이차 전지(10)가 이동하면서 검사를 받을 수 있다.
도 2a를 기준으로 이송 장치(100)의 상면에서, 좌측 하부에 제1 검사 위치(20)가 형성될 수 있고, 우측 하부에 제2 검사 위치(30)가 형성될 수 있다. 그러나, 각각의 검사 위치는 하나의 예시에 불과하므로 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 위치에 형성될 수 있다.
제1 검사 위치(20)에서 이차 전지(10)의 상하 검사가 진행되고, 제2 검사 위치(30)에서 이차 전지(10)의 측면 및 팽창 여부 검사가 진행될 수 있다. 각각의 검사에 대한 자세한 설명은 이후에 다시 하도록 한다.
도 2a를 기준으로 이송 장치(100)의 상면에서, 검사를 받을 예정인 이차 전지(10)가 좌측 상부에서부터 이송 장치(100)를 따라 이송이 시작될 수 있다. 이 때, 이차 전지(10)는 이차 전지(10)의 길이 방향과 진행 방향이 서로 수직하게 눕혀진 상태로 이송될 수 있다. 예를 들면, 이차 전지(10)가 원통형인 경우 도 2a를 기준으로 이차 전지(10)는 축 방향이 도 2a 상에서 상하 방향과 일치하도록 눕혀진 상태로 이송이 시작될 수 있다. 참고로, 이차 전지(10)는 본 발명의 예시에 한정되지 않으며 여러 가지 형태의 다양한 종류를 가질 수 있다.
이차 전지(10)를 효율적으로 이송하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)의 이송 장치(100)는 리니어 모션 가이드(110)를 포함하는 컨베이어일 수 있다.
이송 장치(100)가 리니어 모션 가이드(110)를 포함하는 컨베이어인 경우 이차 전지(10)는 외관 검사 과정에서 리니어 모션 가이드(110)의 직선 운동을 통해 각각의 검사 위치로 이송될 수 있다.
리니어 모션 가이드(110)는 일반적으로, 레일(111) 및 레일(111)을 따라 이동하는 블록(112)으로 구성될 수 있다. 따라서, 이송 장치(100)는 상면에 형성된 레일(111)을 따라 블록(112)이 이동하는 형태의 리니어 모션 가이드(110)를 포함할 수 있고, 블록(112)의 상면에 검사를 받는 이차 전지(10)가 놓인 채로 이송될 수 있다.
이송 장치(100)가 리니어 모션 가이드(110)를 포함하는 컨베이어인 경우 이차 전지(100)가 이송될 때 흔들림이 최소화되어, 안정성이 증가하는 효과가 발생될 수 있다. 또한, 검사 과정에 따라 이송 속도가 조절될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시트템(1)의 상하 검사 장치(200)를 개략적으로 도시한 평면도이다.
이송 장치(100)에 의해 이송된 이차 전지(10)가 제1 검사 위치(20)에 도달하면 이차 전지(10)의 상부 및 하부의 검사가 진행될 수 있다. 이차 전지(10)의 상부 및 하부의 검사를 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)은 상하 검사 장치(200)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상하 검사 장치(200)는 제1 검사 위치(20)에 배치되어 이차 전지(10)의 상부 및 하부를 검사할 수 있다. 구체적으로, 상하 검사 장치(200)를 통해 이차 전지(10)의 상부 및 하부에 주름, 찍힘, 스크레치, 이물, 오염, 변색, 쇼트 흔적 등이 존재하는지 여부가 검사될 수 있다.
이차 전지(10)의 상부 및 하부의 효율적인 외관 검사를 위해 상하 검사 장치(200)는 이차 전지(10)의 상부를 검사하는 상부 검사기(210) 및 이차 전지(10)의 하부를 검사하는 하부 검사기(220)를 포함할 수 있다.
상하 검사 장치(200)의 상부 검사기(210) 및 하부 검사기(220)는 제1 검사 위치(20)에서 이송 장치(100)의 양쪽에 각각 배치될 수 있다. 따라서, 도 2a를 기준으로, 제1 검사 위치(20)에서 상부 검사기(210)가 상부에 배치되고, 하부 검사기(220)가 하부에 배치될 수 있다. 이차 전지(10)의 상부 및 하부의 검사가 동시에 진행될 수 있으므로, 상부 검사기(210)와 하부 검사기(220)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
상하 검사 장치(200)의 상부 검사기(210) 및 하부 검사기(220)는 각각 내부에 카메라(201)가 형성될 수 있다. 내부에 형성된 카메라(201)를 통해 이차 전지(10)의 상부 및 하부 외관의 상태를 촬영하여 이상이 있는지 여부가 검사될 수 있다.
외관 검사 시스템(1)의 상하 검사 장치(200)는 내부에 카메라(201)가 형성되고 상부 검사기(210) 및 하부 검사기(220)를 포함하여, 이송 장치(100)의 상면에 눕혀진 상태인 이차 전지(10)의 상부 및 하부 외관을 동시에 검사할 수 있다. 따라서, 시간과 공간이 절약되어 검사 공정의 효율성이 증가될 수 있다.
상하 검사 장치(200)에 의해 상부 및 하부 검사를 마친 이차 전지(10)는 이송 장치(100)에 의해 이송되어 제2 검사 위치(30)에 도달할 수 있다. 제2 검사 위치(30)에 도달한 이차 전지(10)는 측면의 외관 및 팽창 여부가 검사될 수 있다. 이차 전지(10)의 측면 및 팽창 여부 검사를 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)은 측면 검사 장치(300)를 포함할 수 있다.
측면 검사 장치(300)는 제2 검사 위치(30)에 배치되어 이차 전지(10)의 측면 및 팽창 여부를 검사할 수 있다. 구체적으로, 측면 검사 장치(300)를 통해 이차 전지(10)의 측면에 주름, 찍힘, 스크레치, 녹, 이물, 오염, 변색 등이 존재하는지 여부와 기타 식별 문구가 제품과 일치하는지 여부가 검사될 수 있다. 또한, 이차 전지(10)의 팽창 여부를 통해 하자 존재 여부가 검사될 수 있다.
종래에는 이차 전지(10)가 원통형인 경우 측면의 외관 검사는 이차 전지(10)가 세워진 상태로 진행되었다. 따라서, 검사를 위해 이차 전지(10)를 고정하고 회전하면서 이차 전지(10)의 측면을 검사하는 방식이었다. 그러나, 이차 전지(10)의 고정을 위해 잡는 부분은 외관 검사가 효율적이지 못한 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)의 측면 검사 장치(300)는 광원 장치(301) 및 거울(302)을 포함하는 3D 카메라일 수 있다.
3D 카메라인 측면 검사 장치(300)는 광원 장치(301)가 이차 전지(10)의 측면을 따라 광을 조사할 수 있고, 거울(302)이 광원 장치(301)에 의해 조사된 광을 반사시킬 수 있다.
3D 카메라인 측면 검사 장치(300)가 작동하는 예시로, 광원 장치(301)가 특정 패턴의 광을 이차 전지(10)의 측면에 조사하고, 패턴의 변화량을 계산하여 이차 전지(10)의 외관을 인식할 수 있다. 또한, 검사할 수 있는 각도 및 범위를 넓히기 위해 거울(302)이 광을 반사시킬 수 있다. 따라서, 3D 카메라의 광에 의한 패턴의 변화량을 바탕으로 이차 전지(10)의 측면에 대한 데이터를 3D 형태로 얻을 수 있다. 이는 3D 카메라의 작동 방식 중 하나에 불과하므로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
측면 검사 장치(300)는 3D 카메라의 작동에 필요한 빛을 추가적으로 제공하는 조명 등의 장치를 더 포함할 수도 있다.
측면 검사 장치(300)가 광원 장치(301) 및 거울(302)을 포함하는 3D 카메라일 경우, 이차 전지(10)가 원통형과 같이 측면이 곡면인 형태이더라도 측면의 모든 부분의 검사가 가능하여 검출력을 향상시키고 과검 불량을 최소화하는 효과가 발생될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시트템(1)의 측면 검사 장치(300)의 제1 측면 검사기(310)를 개략적으로 도시한 정면도이다.
이차 전지(10)의 측면 검사 효율성을 증가시키기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)의 측면 검사 장치(300)는 제1 측면 검사기(310) 및 제2 측면 검사기(320)를 포함할 수 있다.
제1 측면 검사기(310)는 이차 전지(10)의 측면 일부를 검사할 수 있고, 제2 측면 검사기(320)는 제1 측면 검사기(310)에서 검사되지 않은 이차 전지(10)의 측면 일부를 검사할 수 있다.
바람직하게는, 제1 측면 검사기(310) 및 제2 측면 검사기(320)는 각각 앞서 설명한 광원 장치(301) 및 거울(302)를 포함하는 3D 카메라일 수 있다.
측면 검사 장치(300)가 제1 측면 검사기(310) 및 제2 측면 검사기(320)를 포함하는 경우, 이송 장치(100)에 의해 상부 및 하부의 검사를 끝낸 이차 전지(10)는 제2 검사 위치(30)에서 제1 측면 검사기(310) 및 제2 측면 검사기(320)에 의해 측면 검사 및 팽창 여부 검사를 받을 수 있다.
이차 전지(10)가 이송 장치(100)에 의해 제2 검사 위치(30)를 지나는 순서를 기준으로, 이차 전지(10)는 전반부에서 제1 측면 검사기(310)에 의한 검사가 진행되고, 후반부에서 제2 측면 검사기(320)에 의한 검사가 진행될 수 있다. 따라서, 도 2a를 기준으로 제2 검사 위치(30)의 좌측에 제1 측면 검사기(310)가 배치될 수 있고, 제2 검사 위치(30)의 우측에 제2 측면 검사기(320)가 배치될 수 있다. 이는 하나의 예시에 불과하므로, 제1 측면 검사기(310)의 위치와 제2 측면 검사기(320)의 위치가 서로 뒤바뀔 수도 있다.
상부 및 하부의 검사를 끝낸 이차 전지(10)는 이송 장치(100)의 상면에 눕혀진 상태로 이송 장치(100)에 의해 이송되고, 제2 검사 위치(30)에서 회전 장치(400)에 의해 배치된 상태가 변경될 수 있다. 회전 장치(400)에 대한 설명은 이후에 자세히 다루기로 한다.
배치된 상태가 변경된 이차 전지(10)는 제1 측면 검사기(310)에 의해 측면의 일부가 검사될 수 있다. 측면의 일부에 대한 예시로, 이차 전지(10)가 원통형인 경우에 360도의 반경을 가지는 측면 중에 180도에 해당하는 부분에 대한 검사가 진행될 수 있다. 측면의 일부에 대한 범위는 이에 한정되는 것은 아니므로, 변경될 수 있다.
제1 측면 검사기(310)에 의한 검사를 끝낸 이차 전지(10)는 회전 장치(400)에 의해 다른 측면의 검사를 위한 배치 상태로 변경될 수 있다. 회전 장치(400)에 대한 설명은 이후에 자세히 다루기로 한다.
배치 상태가 변경된 이차 전지(10)는 제2 측면 검사기(320)에 의해 제1 측면 검사기(310)에서 검사되지 않은 측면의 일부가 검사될 수 있다. 앞서 설명한 예시와 마찬가지로, 이차 전지(10)의 측면 중에 180도에 해당하는 부분에 대한 검사가 진행되었다면, 나머지 180도에 해당하는 부분에 대한 검사가 진행될 수 있다. 제2 측면 검사기(320)에 의해 검사되는 이차 전지(10)의 측면에 대한 범위는 이에 한정되는 것은 아니므로, 변경될 수 있다.
측면 검사 장치(300)가 제1 측면 검사기(310) 및 제2 측면 검사기(320)를 포함하면, 이차 전지(10)의 측면에서 제대로 검사되지 않는 부분을 줄여 검사의 효율성을 높일 수 있다.
이차 전지(10)가 검사를 받을 수 있는 적절한 상태로 배치되기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)은 회전 장치(400)를 포함할 수 있다.
회전 장치(400)는 제2 검사 위치(30)에 배치될 수 있고, 이차 전지(10)를 회전시켜 이차 전지(10)가 각각의 검사에 적절한 상태가 되도록 만들 수 있다.
회전 장치(400)는 제1 회전기(410) 및 제2 회전기(420)을 포함할 수 있다. 제1 회전기(410)는 상하 검사 장치(200)에서 상부 및 하부의 검사를 끝낸 이차 전지(10)가 제1 측면 검사기(310)에서 측면 검사를 받을 수 있는 형태로 회전시킬 수 있고, 제2 회전기(420)는 제1 측면 검사기(310)에서 측면의 일부에 대한 검사를 끝낸 이차 전지(10)가 제2 측면 검사기(320)에서 측면의 다른 부분에 대한 검사를 받을 수 있는 형태로 회전시킬 수 있다.
제1 회전기(410)는 제2 검사 위치(30)의 진입부에 배치될 수 있다. 구체적으로는, 제1 회전기(410)는 이송 장치(100)에 의해 이차 전지(10)가 이동하는 경로 중 제2 검사 위치(30)에서 제1 측면 검사기(310)가 배치된 위치에 도달하기 직전에 지나가는 위치에 배치될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 회전기(410)는 상하 검사 장치(200)에서 이차 전지(10)의 길이 방향과 진행 방향이 서로 수직하게 눕혀진 상태로 검사를 받은 이차 전지(10)를 이차 전지(10)의 길이 방향과 이송 장치(100)의 이동 방향이 평행하도록 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 이차 전지(10)가 원통형인 경우 도 2a를 기준으로 이차 전지(10)는 축 방향이 도 2a 상에서 좌우 방향과 일치하도록 눕혀진 상태로 회전될 수 있다.
제2 회전기(440)는 제2 검사 위치(30)에서 제1 측면 검사기(310)와 제2 측면 검사기(320) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 이차 전지(10)가 이송 장치(100)에 의해 제1 측면 검사기(310), 제2 회전기(420), 제2 측면 검사기(320) 순서로 이송될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제2 회전기(420)는 제1 측면 검사기(310)에서 이차 전지(10)의 길이 방향과 진행 방향이 서로 평행하게 눕혀진 상태로 검사를 받은 이차 전지(10)를 상면과 저면이 서로 반전되도록 180도 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 이차 전지(10)가 원통형인 경우 제1 측면 검사기(310)에서 상부를 향하던 이차 전지(10)의 측면이 이송 장치(100)와 마주보도록 이차 전지(10)가 180도 회전될 수 있다.
회전 장치(400)가 제1 회전기(410)와 제2 회전기(420)를 포함하면, 이차 전지(10)가 이송 장치(100)에 의해 각각의 검사 위치에 배치될 때 검사에 적절한 상태로 배치될 수 있어 공정의 효율성이 증가하는 효과가 발생될 수 있다.
검사를 받는 이차 전지(10)를 이송 장치(100)에 적재하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)은 적재 장치(500)를 더 포함할 수 있다.
적재 장치(500)는 외관이 검사되는 이차 전지(10)를 기설정된 개수만큼 이송 장치(100)에 적재할 수 있다. 예를 들면, 이송 장치(100)가 리니어 모션 가이드(110)를 포함하는 컨베이어인 경우 레일(111)을 따라 이동되는 블록(112)의 상면에 이차 전지(10)가 8개씩 적재될 수 있다. 이 경우 8개의 이차 전지(10)가 한 세트가 되어 각각의 검사 위치를 거칠 수 있다.
적재 장치(500)가 이차 전지(10)를 기설정된 개수만큼 이송 장치(100)에 적재할 수 있으면, 공정의 일부가 자동화되어 효율성이 증가될 수 있다.
검사를 받기 위한 이차 전지(10)는 이송 장치(100)에 적재되기 전에 트레이(40)에 의해 보관될 수 있는데, 이 때 외관 검사 시스템(1)에는 적재 장치(500)를 통해 이송 장치(100)에 적재될 이차 전지(10)들이 보관된 트레이(40)가 들어올 수 있는 트레이 주입구(510) 및 보관하던 이차 전지(10)들이 모두 적재 장치(500)를 통해 이송 장치(100)에 적재되어 빈 트레이(40)가 나갈 수 있는 트레이 배출구(520)가 형성될 수도 있다.
공정 과정에서 검사 결과 이상이 있는 이차 전지(10)를 판별하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)은 판별 장치(600)를 더 포함할 수 있다.
판별 장치(600)는 각각의 검사 장치들로부터 받은 이차 전지(10)의 검사 결과들을 바탕으로 외관 상 문제가 있는 이차 전지(10)를 판별할 수 있다. 판별 장치(600)에 의해 이차 전지(10)는 불량품과 양품으로 구별될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)의 제1 컨베이어(700)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
판별까지 완료된 이차 전지(10)를 이송하기 위한 구성의 일례로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)은 제1 컨베이어(700)를 더 포함할 수 있다.
제1 컨베이어(700)는 판별 장치(600)와 연결되어 불량품인지 양품인지 여부가 정해진 이차 전지(10)를 이송할 수 있다. 이 때, 이송 과정에서 발생할 수 있는 문제들을 방지하기 위해 제1 컨베이어(700)는 판별이 완료된 이차 전지(10)가 각각 개별적으로 담길 수 있는 포켓(701)을 포함하는 포켓 컨베이어일 수 있다.
포켓(701)에 이차 전지(10)가 개별적으로 담긴 상태로 이송되면, 다른 이차 전지(10)에 의한 충돌이 방지되어 검사 결과 정상인 이차 전지(10)에 추가적인 문제가 발생될 가능성을 줄일 수 있고, 불량인 이차 전지(10)가 정상인 이차 전지(10)와 섞이는 것을 방지할 수 있다.
외관 검사 시스템(1)은 제1 컨베이어(700)에 의해 이송되는 이차 전지(10) 중, 검사 결과에 따라 이상이 있어 불량으로 판별된 이차 전지(10)를 이송할 수 있는 제2 컨베이어(800)를 더 포함할 수 있다.
제2 컨베이어(800)는 판별 장치(600)의 판별 결과에 따라 불량품인 이차 전지(10)를 따로 분리할 수 있다. 제1 컨베이어(700)를 따라 이송되는 이차 전지(10) 중 불량인 이차 전지(10)를 이송 과정에서 따로 분리하여야 하므로, 제2 컨베이어는 자석의 자성을 이용한 컨베이어 등이 사용될 수도 있다.
추가적으로, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)은 공정 과정에서 필요한 기타 구성들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 컨베이어(700)를 따라 이송된 검사 결과 이상이 없는 이차 전지(10)가 보관되는 정상 보관함(50) 및 제2 컨베이어(800)에 의해 이송된 검사 결과 이상이 있는 이차 전지(10)가 보관되는 불량 보관함(60)을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)은 이동 과정에서 이차 전지(10)의 흔들림이 최소화되고, 서로 간의 충돌이 방지되어 안정성이 증가될 수 있다. 또한, 이차 전지(10)의 측면 전체가 검사될 수 있고, 3D 검사에 의해 검출력이 향상되어 과검 불량이 줄어들기 때문에 검사의 효율성이 증가될 수 있다.
실시예 2
본 발명은 원통형 이차 전지의 외관을 검사하는 외관 검사 방법을 실시예 2로 제공한다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 외관 검사 방법을 도시하는 순서도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예 1에 따른 외관 검사 시스템(1)의 구성들과 동일한 구성들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 외관 검사 방법은 적재 장치(500)가 외관이 검사되는 이차 전지(10)를 이송 장치(100)에 적재하는 적재 단계(S10)로 시작될 수 있다.
실시예 1에서 설명한 바와 같이, 적재 단계에서는 기설정된 개수의 이차 전지(10)들이 이송 장치(100)에 적재될 수 있다. 이 때, 원통형인 이차 전지(10)는 상하 검사를 위해서 이차 전지(10)의 축 방향과 진행 방향이 서로 수직하게 눕혀진 상태로 적재될 수 있다.
이송 장치(100)에 특정 개수의 이차 전지(10)가 적재되면 이송 장치(100)에 의해 이차 전지(10)가 이송되는 이송 단계(S20)가 진행될 수 있다.
이송 장치(100)에 의한 이송 단계(S20)에서 이차 전지(10)는 외관 검사를 받기 위한 각각의 검사 위치로 이동될 수 있다. 즉, 이차 전지(10)의 외관 검사 방법은 이송 장치(100)의 이동에 따라 순서대로 진행될 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 외관 검사 방법의 이송 단계(S20)에 사용되는 이송 장치(100)는 리니어 모션 가이드(110)를 포함하여, 이송 단계(S20)에서 리니어 모션 가이드(110)의 직선 운동으로 이차 전지(10)가 이송될 수 있다. 따라서, 이송 단계(S20)에서 이차 전지(10)의 흔들림이 최소화될 수 있다.
이송 단계(S20)를 통해 이차 전지(10)가 이송되면 상하 검사 장치(200)에 의해 상부 및 하부가 검사되는 상하 검사 단계(S30)가 진행될 수 있다. 상하 검사 단계(S30)에서는 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 이차 전지(10)의 상부 및 하부에 주름, 찍힘, 스크레치, 이물, 오염, 변색, 쇼트 흔적 등이 존재하는지 여부가 검사될 수 있다.
상하 검사 단계(S30) 다음으로 제1 회전기(410)에 의해 원통형인 이차 전지(10)의 축 방향과 이송 장치(100)의 이동 방향이 평행하도록 회전되는 제1 회전 단계(S40)가 진행될 수 있다.
구체적으로, 이차 전지(10)는 제1 회전 단계(S40)에서 90도 회전될 수 있는데, 이는 제1 측면 검사를 받기 위한 이차 전지(10)의 상태로 변경하기 위함이다.
이차 전지(10)가 90도 회전된 이후에는 이차 전지(10)의 측면 일부가 제1 측면 검사기(310)에 의해 검사되는 제1 측면 검사 단계(S50)가 진행될 수 있다.
원통형인 이차 전지(10)의 측면은 곡선 형태이므로 효율적인 검사를 위해 제1 측면 검사기(310)는 3D 카메라 등의 장치일 수 있다.
제1 측면 검사 단계(S50) 이후에는 이차 전지(10)의 상면과 저면이 서로 반전되도록 제2 회전기(420)에 의해 이차 전지(10)가 180도 회전되는 제2 회전 단계(S60)가 진행될 수 있다.
제2 회전 단계(S60)에서 이송 장치(100)의 상면에 눕혀진 상태의 이차 전지(10)는 180도 회전으로 인해 제1 측면 검사 단계(S50)에서 검사되지 않은 측면의 일부가 검사될 준비를 할 수 있다.
제2 회전 단계(S60) 이후에는 제1 측면 검사 단계(S50)에서 검사되지 않은 이차 전지(10)의 측면 일부가 제2 측면 검사기(420)에 의해 검사되는 제2 측면 검사 단계(S70)가 진행될 수 있다.
제1 측면 검사 단계(S50) 및 제2 측면 검사 단계(S70)에서는, 이차 전지(10)의 측면에 주름, 찍힘, 스크레치, 녹, 이물, 오염, 변색 등이 존재하는지 여부와 기타 식별 문구가 제품과 일치하는지 여부가 검사될 수 있다. 또한, 이차 전지(10)의 팽창 여부를 통해 하자 존재 여부도 검사될 수 있다.
제2 측면 검사 단계(S70)를 통해 이차 전지(10)의 측면 검사가 완료되면 이차 전지(10)는 상부, 하부 및 측면의 검사가 모두 진행된 상태가 될 수 있다.
본 발명의 외관 검사 방법을 통해 원통형 이차 전지(10)는 곡면인 측면까지 효율적으로 검사될 수 있고, 외관 전체를 공정 내에서 효율적으로 검사할 수 있다.
본 발명의 실시예 2에 따른 외관 검사 방법은 각각의 검사 결과를 바탕으로 외관 검사가 끝난 이차 전지(10)를 불량품과 양품으로 판별하는 판별 단계(S80)를 더 포함할 수 있다.
판별 단계(S80)에 의해, 검사 공정 과정에서 불량인 이차 전지(10)를 따로 분리하는 작업까지 진행될 수 있어 공정의 효율성을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
[부호의 설명]
1: 외관 검사 시스템
10: 이차 전지
20: 제1 검사 위치
30: 제2 검사 위치
40: 트레이
50: 정상 보관함
60: 불량 보관함
100: 이송 장치
110: 리니어 모션 가이드
111: 레일
112: 블록
200: 상하 검사 장치
201: 카메라
210: 상부 검사기
220: 하부 검사기
300: 측면 검사 장치
301: 광원 장치
302: 거울
310: 제1 측면 검사기
320: 제2 측면 검사기
400: 회전 장치
410: 제1 회전기
420: 제2 회전기
500: 적재 장치
510: 트레이 주입구
520: 트레이 배출구
600: 판별 장치
700: 제1 컨베이어
701: 포켓
800: 제2 컨베이어

Claims (15)

  1. 이차 전지의 외관을 검사하는 외관 검사 시스템으로서,
    상기 이차 전지를 검사 위치에 따라 이송하는 이송 장치;
    제1 검사 위치에 배치되어 상기 이차 전지의 상부 및 하부를 검사하는 상하 검사 장치;
    제2 검사 위치에 배치되어 상기 이차 전지의 측면 및 팽창 여부를 검사하는 측면 검사 장치;
    상기 제2 검사 위치에 배치되어 상기 이차 전지를 회전시키는 회전 장치를 포함하고,
    상기 측면 검사 장치는,
    상기 이차 전지가 상기 이송 장치에 눕혀진 상태에서 상기 이차 전지의 측면 및 팽창 여부를 검사하는 것을 특징으로 하는 외관 검사 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이송 장치는,
    리니어 모션 가이드를 포함하는 컨베이어이고,
    상기 이차 전지가 상기 리니어 모션 가이드의 직선 운동으로 이송되는 것을 특징으로 하는 외관 검사 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상하 검사 장치는,
    상기 이차 전지의 상부를 검사하는 상부 검사기; 및
    상기 이차 전지의 하부를 검사하는 하부 검사기를 포함하고,
    내부에 카메라가 형성된 것을 특징으로 하는 외관 검사 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전 장치는,
    상기 제2 검사 위치의 진입부에 배치되어 상기 제2 검사 위치에서의 검사가 진행되기 전에 상기 이차 전지의 상하 방향과 상기 이송 장치의 이동 방향이 평행하도록 상기 이차 전지를 회전시키는 제1 회전기를 포함하는 외관 검사 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 측면 검사 장치는,
    상기 이차 전지의 측면을 따라 광을 조사하는 광원 장치; 및
    상기 광원 장치에 의해 조사된 광을 반사시키는 거울을 포함하는 3D 카메라인 것을 특징으로 하는 외관 검사 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 측면 검사 장치는,
    상기 이차 전지의 측면 일부를 검사하는 제1 측면 검사기; 및
    상기 제1 측면 검사기에서 검사되지 않은 상기 이차 전지의 측면 일부를 검사하는 제2 측면 검사기를 포함하는 외관 검사 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전 장치는,
    상기 제1 측면 검사기와 상기 제2 측면 검사기 사이에 배치되어 상기 이차 전지의 상면과 저면이 서로 반전되도록 상기 이차 전지를 180도 회전시키는 제2 회전기를 포함하는 외관 검사 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    외관이 검사되는 상기 이차 전지를 기설정된 개수만큼 상기 이송 장치에 적재하는 적재 장치를 더 포함하는 외관 검사 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 상하 검사 장치 및 상기 측면 검사 장치로부터 측정된 검사 결과에 따라 상기 이차 전지를 판별하는 판별 장치를 더 포함하는 외관 검사 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 판별 장치와 연결되어 판별이 완료된 상기 이차 전지를 이송하는 제1 컨베이어; 및
    상기 제1 컨베이어와 연결되어 이상이 있는 상기 이차 전지를 이송하는 제2 컨베이어를 더 포함하는 외관 검사 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 컨베이어는,
    판별이 완료된 상기 이차 전지가 각각 개별적으로 담기는 포켓을 포함하는 포켓 컨베이어인 것을 특징으로 하는 외관 검사 시스템.
  12. 원통형 이차 전지의 외관을 검사하는 외관 검사 방법으로서,
    적재 장치가 외관이 검사되는 상기 이차 전지를 이송 장치에 적재하는 적재 단계;
    상기 이송 장치에 의해 상기 이차 전지가 이송되는 이송 단계;
    상기 이차 전지의 상부 및 하부가 상하 검사 장치에 의해 검사되는 상하 검사 단계;
    상기 이차 전지가 제1 회전기에 의해 상기 이차 전지의 상하 방향과 상기 이송 장치의 이동 방향이 평행하도록 회전되는 제1 회전 단계;
    상기 이차 전지의 측면 일부가 제1 측면 검사기에 의해 검사되는 제1 측면 검사 단계;
    상기 이차 전지의 상면과 저면이 서로 반전되도록 제2 회전기에 의해 상기 이차 전지가 180도 회전되는 제2 회전 단계; 및
    상기 제1 측면 검사 단계에서 검사되지 않은 상기 이차 전지의 측면 일부가 제2 측면 검사기에 의해 검사되는 제2 측면 검사 단계를 포함하는 외관 검사 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 이송 단계는,
    상기 이차 전지가 리니어 모션 가이드를 포함하는 상기 이송 장치에 의해 상기 리니어 모션 가이드의 직선 운동으로 이송되는 것을 특징으로 하는 외관 검사 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 측면 검사 단계 및 상기 제2 측면 검사 단계는,
    상기 제1 측면 검사기 및 상기 제2 측면 검사기가 상기 이차 전지의 측면을 따라 광을 조사하는 광원 장치 및 상기 광원 장치에 의해 조사된 광을 반사시키는 거울을 포함하는 3D 카메라인 것을 특징으로 하는 외관 검사 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    외관 검사가 끝난 상기 이차 전지가 측정된 검사 결과에 따라 판별 장치에 의해 판별되는 판별 단계를 더 포함하는 외관 검사 방법.
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