KR100575272B1 - 배터리팩 자동용접장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

배터리팩 자동용접장치 및 그 방법에 관한 것으로써, 소정의 전극이 설치된 배터리팩을 인입컨베이어를 통해 흡착위치로 이송시키는 준비단계와 준비단계에서 흡착위치에 위치한 배터리팩을 이송수단이 그 위치에 이동하여 이송수단의 진공흡착부재가 진공흡착하는 이송단계와 이송단계에서 인입되는 배터리팩의 상태를 검사편을 통해 검사하는 제 1검사단계와 제 1검사단계에서 진공흡착부재에 흡착된 배터리팩을 안착부로 위치하여 진공안착시키는 안착단계와 안착단계에서 진공안착된 배터리팩을 안착부 양측에 설치된 용접부에 의해 동시에 용접하는 용접단계와 용접단계에서 용접을 마친 배터리팩의 상태를 검사편을 통해검사하는 제 2검사단계 및 제2검사단계에서 용접을 마친 배터리팩은 이송수단의 진공흡착부재에 흡착된 상태로 인출되어 인출컨베이어에 인출하여 취출하는 취출단계를 포함한다.

배터리팩, 자동용접

Description

배터리팩 자동용접장치 및 그 방법{Battery Pack Welding Machine And Welding Method Using The Same}

도 1a은 종래의 배터리팩 용접장치를 보여주는 도면,

도 1b는 도 1a에 도시된 A 표시부의 평면도,

도 2는 본 발명의 배터리팩의 자동용접장치의 전체적인 구성을 보인 사시도,

도 3은 본 발명의 배터리팩의 자동용접장치의 측단면도,

도 4는 본 발명의 자동용접장치에 있어, 배터리팩을 인입 또는 인출하는 이송부를 보여주는 측단면도,

도 5는 본 발명의 자동용접장치의 이송부와 안착부 및 용접부를 보여주는 평면도,

도 6은 본 발명의 자동용접장치의 용접부의 작동상태를보여주는 사시도,

도 7은 도 6에 도시된 용접부의 작동상태를 보여주는 정면도,

도 8은 본 발명의 배터리팩 자동용접장치에서 배터리팩을 용접하는 상태를 보여주는 사시도,

도 9는 도 8에 도시된 용접부의 용접부재가 크리닝되는 상태를 보여주는 사시도,

도 10은 본 발명의 배터리팩 자동용접장치를 통해 배터리팩을 자동용접하는 방법을 설명하기 위한 공정도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 >

100 : 이송부 101 : 이송가이드홀

110 : 인입컨베이어 120 : 이송수단

121 : 작동바 122 : 진공흡착부재

122a : 진공홀 123 : 이송수단몸체

125 : 검사편 130 : 인출컨베이어

200 : 배터리팩 210 : 전극

300 : 용접부 310 : 용접부재고정지그

320 : 회동실린더 321 : 작동축

330 : 회동부재 330a : 회전축

350 : 용접부재 350a : 용접부재 선단부

400 : 안착부 410 : 진공안착플레이트

411 : 진공안착홈 411a : 진공흡착홀

420 : 안착고정판 600 : 크리닝부

610 : 연마부재 620 : 연마부재고정판

630 : 연마고정부재 700 : 본체

710 : 전자장치 720 : 제어부

800 : 표시수단 950 : 에어토출장치

α°: 각도 S1 : 준비단계

S2 : 이송단계 S3 : 제 1검사단계

S4 : 안착단계 S5 : 용접단계

S5a : 회전단계 S5b : 크리닝단계
S6 : 제 2검사단계 S7 : 취출단계

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본 발명은 배터리팩 자동용접장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 셀룰러폰(Cellular Phone)과 같은 휴대용 전자제품의 작동을 위해서 배터리(Battery)를 통해 일정 전력을 공급받는다.

상기와 같은 전자제품에 사용되는 배터리팩(Battery Pack)은 그 배터리팩에 형성되는 전극을 직렬또는 병렬로 접속하여 전자제품에 적합한 전력을 공급한다.

종래의 배터리팩의 전극용접방식은 소정의 배터리팩에 전극을 위치시킨 후, 스포트(Spot)용접을 통한 용접작업을 수행하여, 소정의 전극을 상호 연결시킨다.

이와 같은 기술과 관련된 종래의 배터리팩 용접방법에 있어서는 도 1에 도시한 바와 같이 이송컨베이어를 통해 이송되는 배터리팩(60)을 작업자가 수작업에 의해 용접기 본체(10)의 안착지그(50)에 안착시켜 놓고, 풋스위치(40)를 작동시키는 동작에 의해 승·하강 실린더(20)와 연결된 스포트 용접기(30)가 하강하면서 배터리팩(60)의 상부에 형성되는 전극(62)의 용접작업을 수행하도록하는 구성으로 형성된다.

그러나, 상기와 같이 전극을 용접하게 되는 배터리팩은, 수작업에 의한 용접작업을 수행하게 되어 전극을 개재시킨 배터리팩의 전극의 용접상태가 불량하게 형성됨은 물론, 용접이 완료된 배터리팩의 품질이 불균일하고, 이에 따라 불량품이 빈번하게 발생한다.

또한, 배터리팩의 전압측정작업이 별도의 기능검사장치를 통해 수작업으로 이루어지고, 전극을 용접하는 작업 또한 수동 스포트 용접기를 통해 수작업으로 이루어짐에 따라 다수의 작업자를 필요로 한다.

이에따라 불필요한 노동력이 소모됨은 물론 이러한 노동력 손실이 제품원가를 상승시키는 요인으로 작용한다.

그리고, 각 작업자는 배터리팩의 기능검사작업과 배터리팩의 지그고정 작업 및 전극 용접작업을 분업화된 방식으로 수행함에 따라 기능검사를 마친 배터리팩을 다음공정으로 이송하거나, 지그에 수용된 배터리팩을 용접공정으로 일일이 이송해야하므로 작업효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 건전지의 용접작업이 수작업에 의해 이루어지게 되어 번거롭고, 작업성 및 생산성이 극히 저하되는등 많은 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 본 발명의 목적은 휴대용 전자장치의 배터리팩에 개재시키는 전극을 용접할 경우 이에 대한 작업공정을 자동화하여 일률적인 작업공정을 수행할 수 있도록 함으로써 불필요한 노동력의 손실을 방지함과 아울러 작업시간을 단축함에 따라 작업효율을 향상시킬 수 있는 배터리팩 자동 용접장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리팩 자동용접장치는 본체와, 상기 본체 일측에 설치되어 소정의 전극이 설치된 배터리팩을 공급하는 인입컨베이어와, 상기 인입컨베이어로부터 소정이격 설치되되, 상기 배터리팩이 안착시 진공이 형성되도록 소정 크기의 홀이 형성되고, 소정깊이의 홈이 형성된 진공안착장치와 상기 진공안착장치를 고정 지지하는 진공안착플레이트를 구비하여, 상기 인입컨베이어상에 공급된 배터리팩을 전달받아 그 상면에 안착시키는 안착부와, 상기 안착부 양측에 설치되되, 상기 배터리팩에 형성된 소정의 전극을 용접하는 복수개의 용접부재와, 상기 용접부재를 고정지지하는 용접부재고정지그와 상기 용접부재고정지그에 연장설치되는 작동축에 이어져 소정의 회전을 제공하는 회동실린더 및 상기 용접부재고정지그가 수평이동되도록 상기 작동축에 연장되고 회전축에 연결된 회동부재를 구비하여, 상기 안착부에 진공흡착된 배터리팩의 양측면에 설치된 전극을 동시에 용접하는 용접부와, 상기 용접부의 하부에는 상기 용접부재의 단부에 접촉되어, 승·하강 동작이 실시되는 크리닝부와, 상기 인입컨베이어에 소정이격 설치되어 상기 용접부를 통해 용접을 끝마친 배터리팩을 전달받아 출하하는 인출컨베이어와, 상기 본체 상부에 설치되되, 이송가이드홀이 형성된 이송부몸체와 상기 이송부몸체를 따라 이동하는 이송수단몸체와 상기 이송수단몸체에 설치되어 승·하강구동을 하는 작동바와 상기 작동바에 연결되어 상기 배터리팩을 진공흡착하는 진공흡착부재를 구비하여, 상기 인입컨베이어로 부터 상기 배터리팩을 집어 상기 안착부로 이송시키고 상기 용접부를 통해 용접처리된 배터리팩을 상기 인출컨베이어로 이송시키는 이송부 및, 상기 본체의 소정 위치에 설치되어 각 구성요소의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 작동바에는 상기 진공흡착부재에 흡착된 배터리팩의 전극에 접촉되어 배터리팩의 전압을 측정하는 검사편이 추가로 설치되고, 상기 검사편에 의해 측정된 전압값을 디스플레이하는 표시수단이 추가로 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 크리닝부는 상기 안착부의 용접부재를 연마하는 복수개의 연마부재와 상기 연마부재를 부착하도록 형성된 복수개의 연마부재고정판 및 상기 연마부재고정판을 소정의 동력을 받아 수평이동되도록함과 아울러 승·하강 동작을 하게하는 연마고정부재로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수개의 연마부재고정판은 상기 연마고정부재 상부에 설치되어 각각 수평이동되되, 원위치로 복귀가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 크리닝부는 상기 용접부 상부에 형성되고 소정의 압력을 형성한 에어를 토출시켜 상기 용접부재의 이물질이 제거되도록 에어토출장치가 더 설치될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리팩 자동용접방법은 소정의 전극이 설치된 배터리팩을 인입컨베이어를 통해 흡착위치로 이송시키는 준비단계와, 상기 흡착위치에 위치한 상기 배터리팩을 이송수단의 진공흡착부재가 진공흡착하는 이송단계와, 상기 이송단계에서 인입되는 상기 배터리팩의 전압값을 검사편을 통해 검사하는 제 1검사단계와, 상기 진공흡착부재를 통해 이송된 상기 배터리팩을 안착부에 안착시키는 안착단계와, 상기 안착단계에서 안착된 상기 배터리팩을 상기 안착부 양측에 설치된 용접부에 의해 동시에 용접하는 용접단계와, 상기 용접부를 통해 소정 개수의 배터리팩을 용접하는 도중과 용접을 한 후에, 에어토출장치에서 토출된 진공에어에 의해 용접부재들의 이물질을 제거하고, 연마부재에 의해 상기 용접부의 상기 용접부재들이 연마되는 크리닝단계와, 상기 용접부에 설치된 복수개의 상기 용접부재는 상기 배터리팩을 용접한 후에, 상기 용접부에 점착되지 않도록 소정의 각도로 회전되는 단계와, 상기 용접을 마친 상기 배터리팩의 상태를 상기 검사편을 통해검사하는 제 2검사단계 및, 상기 제2검사단계에서 용접을 마친 상기 배터리팩이 상기 이송수단을 통해 인출컨베이어로 이송되어 취출되는 취출단계를 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 배터리팩 자동용접장치의 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

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도 2는 본 발명의 배터리팩의 자동용접장치의 전체적인 구성을 보인 사시도 이고, 도 3은 본 발명의 배터리팩의 자동용접장치의 측단면도이며, 도 4는 본 발명의 자동용접장치에 있어, 배터리팩을 인입 또는 인출하는 이송부를 보여주는 측단면도이고, 도 5는 본 발명의 자동용접장치의 이송부 와 안착부 및 용접부를 보여주는 평면도이며, 도 6은 본 발명의 자동용접장치의 용접부의 작동상태를보여주는 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 용접부의 작동상태를 보여주는 정면도이며, 도 8은 본 발명의 배터리팩 자동용접장치에서 배터리팩을 용접하는 상태를 보여주는 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 용접부의 용접부재가 크리닝되는 상태를 보여주는 사시도이다.

본 발명의 배터리팩 자동용접장치는 도 2에 도시된 바와 같이 본체(700)와; 상기 본체(700) 일측에 설치되어 소정의 전극(210)이 설치된 배터리팩(200)을 공급하는 인입컨베이어(110)와; 상기 인입컨베이어(110)로부터 소정이격 설치되어 상기 인입컨베이어(110)상에 공급된 배터리팩(200)을 전달받아 그 상면에 안착시키는 안착부(400)와; 상기 안착부(400) 양측에 설치되어 상기 안착부(400)에 진공흡착된 배터리팩(200)의 양측면에 설치된 전극(210)을 동시에 용접하는 용접부(300)와; 상기 인입컨베이어(110)에 소정이격 설치되어 상기 용접부(300)를 통해 용접을 끝마친 배터리팩(200)을 전달받아 출하하는 인출컨베이어(130)와; 상기 본체(700) 상부에 설치되어 상기 인입컨베이어(110)로 부터 상기 배터리팩(200)을 집어 상기 안착부(400)로 이송시키고 상기 용접부(300)를 통해 용접처리된 배터리팩(200)을 상기 인출컨베이어(130)로 이송시키는 이송부(100); 및 상기 본체(700)의 소정 위치에 설치되어 각 구성요소의 동작을 제어하는 제어부(720)를 포함한다.

여기서, 상기 이송부(100)는 이송가이드홀(101)이 형성된 이송부몸체(160)와 상기 이송부몸체(160)를 따라 이동하는 이송수단몸체(123)와 상기 이송수단몸체(123)에 설치되어 승·하강구동을 하는 작동바(121)와 상기 작동바(121)에 연결되어 상기 배터리팩(200)을 진공흡착하는 진공흡착부재(122)를 포함한다.

그리고, 상기 작동바(121)에는 상기 진공흡착부재(122)에 흡착된 배터리팩(200)의 전극(210)에 접촉되어 배터리팩(200)의 전압을 측정하는 검사편(125)이 추가로 설치된다.

또한, 상기 안착부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 배터리팩(200)이 안착시 진공이 형성되도록 소정 크기의 홀(411a)을 형성하고 소정깊이의 홈(411)을 형성한 진공안착장치(410)와 상기 진공안착장치(410)를 고정 지지하는 진공안착플레이트(420)가 형성된다.

나아가, 상기 용접부(300)는 도 3및 5에 도시된 바와 같이 상기 배터리팩(200)에 형성된 소정의 전극(210)을 용접하는 복수개의 용접부재(350)와, 상기 용접부재(350)를 고정지지하는 용접부재고정지그(310)와 상기 용접부재고정지그(310)에 연장설치되는 작동축(321)에 이어져 소정의 회전을 제공하는 회동실린더(320) 및 상기 용접부재고정지그(310)가 수평이동되도록 상기 작동축(321)에 연장되고 회전축(330a)에 연결된 회동부재(350)를 포함한다.

여기서, 상기 검사편(125)에 의해 측정된 전압값을 디스플레이하는 도 2에 도시된 표시수단(800)이 추가로 설치된다.

그리고, 상기 용접부(300)의 하부에는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 용접부재(350)의 단부에 접촉되어 승·하강 동작을 실시하는 크리닝부(600)가 추가로 설치된다.

또한, 상기 크리닝부(600)는 상기 안착부(400)의 용접부재(350)를 연마하는 복수개의 연마부재(610)와 상기 연마부재(610)를 부착하도록 형성된 복수개의 연마부재고정판(620) 및 상기 연마부재고정판(620)을 소정의 동력을 받아 수평이동되도록함과 아울러 승·하강 동작을 하는 연마고정부재(630)로 구성된다.

여기서, 상기 복수개의 연마부재고정판(620)은 상기 연마고정부재(630) 상부에 설치되어 수평이동되되, 각각 수평이동되도록 설치된다.

그리고, 상기 크리닝부(600)는 상기 용접부(300) 상부에 형성되고 소정의 압력을 형성한 에어를 토출시켜 상기 용접부재(350)의 이물질이 제거되도록 에어토출장치(950)가 더 설치된다.

다음은 상기 구성을 갖는 본 발명의 배터리팩 자동용접장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 5 및 도 10에서 보면, 소정의 전극(210)이 설치된 배터리팩(200)을 인입컨베이어(110)를 통해 흡착위치로 이송시키는 준비단계(S1)에 이어 상기 준비단계(S1)에서 흡착위치에 위치한 상기 배터리팩(200)을 이송수단이 그 위치에 이동하여 상기 이송수단(120)의 진공흡착부재(122)가 진공흡착하는 이송단계(S2)를 거치게 된다.

여기서, 본체(700) 상부의 일측에 인입컨베이어(110)가 설치되어 소정의 전 극(210)이 양측면에 고정된 상태의 배터리팩(200)을 상기 인입컨베이어(110) 상부에 안착하는 준비단계(S1)를 거쳐 인입컨베이어(110) 상부의 진공흡착위치로 이송된 배터리팩(200)을 진공흡착부재(122)를 통해 진공흡착시키기 위해 제어부(720)로 부터 소정의 신호를 입력받아 작업이 진행되는 이송단계(S2)로 이어진다.

여기서, 이송수단(120)의 동작에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 이송수단(120)은 작동바(121) 및 진공흡착부재(122)가 형성된 이송수단몸체(123)가 이송부몸체(160)에 소정길이를 갖고 상·하부에 소정 깊이로 형성된 이송가이드홀(101)을 통해 가이드됨으로써 인입컨베이어(110) 상부의 배터리팩(200)이 위치한 곳으로 이동한다.

또한, 이송수단몸체(123)의 이동은 이송부몸체(160)와 이송수단몸체(123)에 연결된 래그(150)를 통해 일정 길이만큼 이동된다.

상기와 같이 진공흡착위치까지 이동된 이송수단(120)은 그 몸체(123)에 구성되있는 작동바(121)가 하강동작을 수행한다.

또한, 작동바(121)에 하부에 설치된 진공흡착부재(122)는 그 몸체 내부에 형성되는 진공홀(122a)을 통하여 배터리팩(200)의 표면에 부착시 진공을 형성하여 흡착고정하게 된다.

따라서, 작동바(121)가 하강함과 아울러 그 하부에 설치된 진공흡착부재(122)는 배터리팩(200)를 흡착 고정한 후, 다음 공정으로 이송하기 위해 작동바(121)는 다시 상승동작을 수행한다.

이송단계(S2)에 이어, 이송수단(120)에 설치된 검사편(125)은 배터리팩(200) 의 전극(210)부분으로 접촉함으로써 배터리팩(200)의 전압을 측정하여 양품 또는 불량을 선별하는 제 1검사단계(S3)를 거친다.

상기 검사편(125)을 통해 측정된 전압값은 제어부(720)를 통해 소정의 전자장치(710)에 디스플레이시켜주는 동시, 불량으로 판정될 경우 알람을 통하여 작업자에게 인지시켜준다.

상기 제 1검사단계(S3)에 이어 양품으로 판정될 경우 다음의 공정을 수행하기 위하여 상기와 같이 작동바(121)가 상승동작을 수행하는 동시 이송수단몸체(123)는 이송수단가이드홀(101)을 통해 다시 수평이동동작을 수행하게 되고, 그 이동되는 위치는 배터리팩(200)을 안착부(400)에 진공안착시키기위한 안착부(400) 상측 위치로 이동시켜 안착시키는 안착단계(S4)로 이어진다.

여기서, 상기 동작은 제어부(720)에 선 프로그래밍된 상태에서 소정의 신호를 통해 일련의 동작을 수행된다.

상기 작동바(121)의 동작에 의해 안착부(400)에 안착되는 동작을 설명하면 다음과 같다.

배터리팩(200)을 진공흡착한 상태로 작동바(121)가 상승된 이송수단 몸체(123)는 본체(700) 중심부에 위치한 안착부(400) 상측에 위치에 이동되고, 안착부(400) 상측으로의 위치결정이 된 후, 이송수단몸체(123)의 작동바(121)는 다시 하강동작을 수행한다.

그리고, 진공흡착부재(122)에 배터리팩(200)을 진공흡착한 상태에서 작동바(121)는 안착부(400)의 진공안착장치(410) 상부로 하강하게 되고, 그러므로 배터리팩(200)은 안착부(400)의 진공안착장치(410) 상면에 안착됨과 동시 소정 깊이를 갖는 홈(411) 내부에 형성되는 홀(411a)을 통하여 진공이 형성된 상태로 안착된다.

다음으로, 배터리팩(200)이 진공안착장치(410) 상부에 안착되는 안착단계(S4)를 거친 후, 안착부(400) 양측에 대응되게 설치되는 용접부(300)에 의해서 배터리팩(200)의 전극(210)에 대한 용접 작업을 수행하는 용접단계(S5)로 이어진다.

상기 용접부(400)를 통해 용접시 배터리팩(200)의 지지상태는 작동바(121)의 진공흡착부재(122)에 흡착된 상태로 하강함과 동시 진공안착장치(410)에 안착되어 진공이 형성되고, 즉, 배터리팩(200)의 상부면은 진공흡착부재(122)에 의해 흡착고정되고, 하부면은 안착부(400)의 홈(411)에 의해 흡착된 상태로 지지되어 안착부(400)의 양측에 설치되는 용접부(300)를 통해 용접작업을 수행한다.

도 4 내지 8을 참고하여 상기와 같이 용접작업이 준비된 상태에서 배터리팩(200) 양측에 대응되게 설치된 소정의 전극(210)을 용접하기 위한 용접부(300)의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기와 같이 안착부(400)의 진공안착플레이트(410)상에 안착되어 지지되는 배터리팩(200)의 양측의 전극(210)을 용접하기 위해 서로 대응되게 형성된 용접부(300)는 각 전극(210)이 설치된 배터리팩(200)을 용접한다.

먼저, 제어부(720)로부터 발생된 소정의 신호는 회전축(330a)에 설치된 회동부재(330)의 전·후 이동동작에 의해 회동실린더(320)는 전·후방으로 수평이동한 다.

또한, 회동실린더(320)는 작동축(321)에 의해 연결되고, 작동축(321)의 선단부에는 용접부재고정지그(310)가 설치되고, 용접부재고정지그(310)는 2개의 용접부재(350)가 맞물려 설치된 상태이다.

상기와 같이 회동부재(330)가 전방으로 동작함에 따라 회동실린더(320)와 연결된 작동축(321)은 배터리팩(200)의 전극(210)측으로 이동하게 되고, 따라서, 용접부재고정지그(310)에 설치된 배터리팩(200)의 전극(210)에 접촉하여 용접을 실행하게되며, 용접을 실시한 후 즉시 용접부재(350)는 일정한 방향을 형성하고 소정의 각도(α°)를 이루며 회전하는 회전단계(S5a)를 거친다.

즉, 상기 회동부재(330)는 도 7b에서와 같이 안착부(400)에 대응되게 설치된 상기 용접부재(350)가 배터리팩(200)의 양측에 설치된 전극(210)을 용접한 직후, 상기 용접부재고정지그(310)를 소정의 각도(α°)로 회전된 상태를 유지하면서 상기 용접부재(350)가 전극(210)에서 이탈된다.

그후, 상기와 같이 용접부재(350)가 고정설치된 용접부재고정지그(310)는 소정의 각도(α°)로 회전되 있는 상태에서 회동부재(330)에 의해 후방으로 즉, 용접작업전의 원위치 상태로 이동되어지고, 동시에 용접부재고정지그(310)는 회동실린더(320)의 회전동작을 통해 다시 수평한 상태를 유지한다.

도 8에서 보면, 상기의 용접단계(S5)를 마친 후, 도 10에 도시된 제 2 검사단계(S6) 및 취출단계(S7)를 거쳐 인출컨베이어(130)에 용접을 마친 배터리팩(200)을 안착시켜 취출시킨다.

이에 더하여, 상기 용접단계(S5)에서 일정회수의 상기와 같은 용접작업을 마친 후에는 용접부(300)의 상기 용접부재(350) 하부에 형성된 크리닝부(600)에 의해 용접부재(350)의 선단부(350a)를 연마하는 크리닝단계(S5b)를 거치게 된다.

이는 상기 용접단계(S5a)에서 용접부재(350)를 이용해 전극(210)의 용접을 일정 회수 진행한 후에 용접부재(350)의 선단부(350a)가 마모 또는 불결해짐으로 인해 전극(210)이 용접 불량의 원인이 될 수 있으므로 용접부재(350)의 선단부(350a)의 이물질제거와 연마작업등의 크리닝작업을 필요로 한다.

도 9에서 보면, 안착부(400) 양측에 대응되어 설치된 용접부(300) 중 일측에 설치된 용접부재(350)의 선단부(350a)를 크리닝함과 아울러 연마하는 것을 보여주는 것이며, 크리닝부(600)는 좌우 수평이동 가능한 용접부(300)에 직교되게 설치되어 승·하강 동작을 수행한다.

일정회수 용접후, 용접부(300) 상부에 설치된 에어토출장치(950)는 일정압력을 유지한 에어(Air)를 용접부재(350)의 선단부(350a)측으로 분사함으로써 용접부재(350)의 선단부(350a)에 형성된 이물질을 제거하게 된다.

상기 이물질이 제거된 후, 상승축(미도시)의 동작에 의해 연마고정부재(630)가 상승함으로써, 용접부재(350)의 선단부(350a)는 연마부재(610)에 각각 접촉된다.

그러므로, 상승되는 연마부재(610)에 용접부재(350)의 선단부(350a)가 슬라이딩(Sliding) 접촉됨으로써 용접부재(350)의 선단부(350a)는 연마되게되고, 또한, 하강동작 수행시 상기와 마찬가지로 다시 재 연마작업을 수행한다.

여기서, 2개의 용접부재(350)의 길이가 다른 경우, 연마고정부재(630) 상부에서 수평이동이 가능하고, 원위치로 복귀 가능한 각각의 연마부재고정판(620)에 의하여 2개의 용접부재(350) 모두 연마작업이 가능하다.

다음, 크리닝부(600)의 연마작업을 마친 후, 소정의 감지센서(미도시)는 용접부재(350)의 마모정도를 감지한다. 이와 같은 감지센서(미도시)는 상기 용접부재(350)의 마모정도를 감지하므로써 용접부재(350)의 교체시기를 결정한다.

한편, 상기 크리닝단계(S5b)를 포함하여 용접단계(S5)를 마친 상태에서 인출전 배터리팩(200)의 전압을 검사하기 위하여 제 2검사단계(S6)를 거친다.

여기서, 제 2검사단계(S6)를 설명하면 다음과 같다.

안착부(400)에 고정지지되어 용접을 끝마친 배터리팩(200)은 안착부(400)의 진공안착홈(411)에 형성된 진공이 소실되게 되고, 그 즉시 작동바(121)는 진공흡착부재(122)의 진공은 그대로 형성된 상태에서 상승동작을 수행한다.

상승동작을 수행하는 동시 이송수단(120) 일측에 설치된 검사편(125)은 용접이 완료된 배터리팩(200)의 전극(210)에 접촉하게 되고, 접촉한 후 배터리팩(200)의 전압량등의 검사를 수행하여 제어부(720)를 통해 표시수단(800)에 디스플레이시켜준다.

즉, 작동바(121)의 상승동작이 수행되는 즉시 이송수단(120)에 형성된 검사편(125)은 용접된 배터리팩(200)의 전극(210)부위에 접촉하게 되고, 접촉 즉시 배터리팩(200)의 용접상태가 양품 또는 불량인지 검사를 수행하고, 소정의 전자장치(710)와 연동되어 배터리팩(200)의 전압값등을 측정하여 표시수단(800)에 디스플레이하는 것이다.

상기 전압을 측정하여 불량을 선별한 후 불량이 발생할 경우 소정의 알람을 발생하여 작업자에게 불량임을 인지시켜준다.

그러나, 검사편(125)에 의해서 검사를 마친 후 양품으로 판정된 경우, 진공흡착부재(122)에 흡착된 배터리팩(200)은 흡착된 상태로 상승하게 되고, 본체(700) 일측에 설치된 인출컨베이어(130)의 안착위치로 이송수단몸체(123)가 이송가이드홀(101)을 통해 이동된다.

그후, 인출컨베이어(130)에 취출시키기위한 취출단계(S7)를 거치게 되는데 그과정은 다음과 같다.

인출위치로 이동된 이송수단몸체(123)는 다시 작동바(121)가 하강동작을 하면서 진공흡착부재(122)에 흡착된 배터리팩(200)을 인출컨베이어(130)의 인출위치에 안착되고, 그 동시 진공흡착부재(122)내에 형성되있던 진공은 소실되게 된다.

따라서, 용접 작업을 끝마치고 이송수단(120)에 의해 인출컨베이어(130)의 인출위치에 안착된, 배터리팩(200)은 다음 공정을 수행하기 위하여 이송되어진다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 배터리팩 자동용접장치에 의하면, 배터리팩의 전극을 용접하기 위하여 용접부 위치로 인입시 배터리팩의 전압을 1차적으로 검사하고 안착부위치로 이송하여 진공안착시킨후, 안착부 양측으로 대응되게 설치되는 용접수단을 통해 용접하되, 2개의 용접부재를 이용해 용접하고 용접 후, 진공흡착을 통해 인출하며, 인출시 재차 배터리팩의 전압을 체크함과 아울러 인출 컨베이어로 취출시킨다. 그러므로, 상기와 같은 배터리팩의 용접공정을 자동화하여 일률적인 작업을 수행함으로써 불필요한 노동력의 손실을 방지함과 동시에 작업시간을 단축시켜 작업효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 상기의 용접과정을 일정회수 이상 수행하면 크리닝부의 다이아몬드등으로 형성된 크리닝부재가 슬라이딩 접촉하여 용접부재를 연마하고 크리닝을 수행함으로써 배터리팩의 전극용접시 용접불량등으로 인한 제품의 손실을 최소화 할 수 있다.

Claims (13)

1. 본체;

   상기 본체 일측에 설치되어 소정의 전극이 설치된 배터리팩을 공급하는 인입컨베이어;

   상기 인입컨베이어로부터 소정이격 설치되되, 상기 배터리팩이 안착시 진공이 형성되도록 소정 크기의 홀이 형성되고, 소정깊이의 홈이 형성된 진공안착장치와 상기 진공안착장치를 고정 지지하는 진공안착플레이트를 구비하여, 상기 인입컨베이어상에 공급된 배터리팩을 전달받아 그 상면에 안착시키는 안착부;

   상기 안착부 양측에 설치되되, 상기 배터리팩에 형성된 소정의 전극을 용접하는 복수개의 용접부재와, 상기 용접부재를 고정지지하는 용접부재고정지그와 상기 용접부재고정지그에 연장설치되는 작동축에 이어져 소정의 회전을 제공하는 회동실린더 및 상기 용접부재고정지그가 수평이동되도록 상기 작동축에 연장되고 회전축에 연결된 회동부재를 구비하여, 상기 안착부에 진공흡착된 배터리팩의 양측면에 설치된 전극을 동시에 용접하는 용접부;

   상기 용접부의 하부에는 상기 용접부재의 단부에 접촉되어, 승·하강 동작이 실시되는 크리닝부;

   상기 인입컨베이어에 소정이격 설치되어 상기 용접부를 통해 용접을 끝마친 배터리팩을 전달받아 출하하는 인출컨베이어;

   상기 본체 상부에 설치되되, 이송가이드홀이 형성된 이송부몸체와 상기 이송부몸체를 따라 이동하는 이송수단몸체와 상기 이송수단몸체에 설치되어 승·하강구동을 하는 작동바와 상기 작동바에 연결되어 상기 배터리팩을 진공흡착하는 진공흡착부재를 구비하여, 상기 인입컨베이어로 부터 상기 배터리팩을 집어 상기 안착부로 이송시키고 상기 용접부를 통해 용접처리된 배터리팩을 상기 인출컨베이어로 이송시키는 이송부; 및

   상기 본체의 소정 위치에 설치되어 각 구성요소의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩 자동용접장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 작동바에는 상기 진공흡착부재에 흡착된 배터리팩의 전극에 접촉되어 배터리팩의 전압을 측정하는 검사편이 추가로 설치되고, 상기 검사편에 의해 측정된 전압값을 디스플레이하는 표시수단이 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 배터리팩 자동용접장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 크리닝부는 상기 안착부의 용접부재를 연마하는 복수개의 연마부재와 상기 연마부재를 부착하도록 형성된 복수개의 연마부재고정판 및 상기 연마부재고정판을 소정의 동력을 받아 수평이동되도록함과 아울러 승·하강 동작을 하게하는 연마고정부재로 구성된 것을 특징으로 하는 배터리팩 자동용접장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 복수개의 연마부재고정판은 상기 연마고정부재 상부에 설치되어 각각 수평이동되되, 원위치로 복귀가능하도록 설치된 것을 특징으로 하는 배터리팩 자동용접장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 크리닝부는 상기 용접부 상부에 형성되고 소정의 압력을 형성한 에어를 토출시켜 상기 용접부재의 이물질이 제거되도록 에어토출장치가 더 설치된 것을 특징으로 하는 배터리팩 자동용접장치.
6. 소정의 전극이 설치된 배터리팩을 인입컨베이어를 통해 흡착위치로 이송시키는 준비단계;

   상기 흡착위치에 위치한 상기 배터리팩을 이송수단의 진공흡착부재가 진공흡착하는 이송단계;

   상기 이송단계에서 인입되는 상기 배터리팩의 전압값을 검사편을 통해 검사하는 제 1검사단계;

   상기 진공흡착부재를 통해 이송된 상기 배터리팩을 안착부에 안착시키는 안착단계;

   상기 안착단계에서 안착된 상기 배터리팩을 상기 안착부 양측에 설치된 용접부에 의해 동시에 용접하는 용접단계;

   상기 용접부에 설치된 복수개의 용접부재는 상기 배터리팩을 용접한 후에, 상기 용접부에 점착되지 않도록 소정의 각도로 회전하는 단계;

   상기 용접부를 통해 소정 개수의 배터리팩을 용접하는 도중 또는 용접을 한 후에, 에어토출장치에서 토출된 진공에어에 의해 상기 용접부재들의 이물질을 제거하고, 연마부재에 의해 상기 용접부의 상기 용접부재들이 연마되는 크리닝단계;

   상기 용접을 마친 상기 배터리팩의 상태를 상기 검사편을 통해검사하는 제 2검사단계; 및

   상기 제2검사단계에서 용접을 마친 상기 배터리팩이 상기 이송수단을 통해 인출컨베이어로 이송되어 취출되는 취출단계를 포함하는 배터리팩 자동용접방법.
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