KR101697698B1 - 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치 - Google Patents

레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 기존의 전기차용 배터리의 (+)(-)단자와, 적층되는 또 다른 전기차용 배터리의 (-)단자가 일자형상만으로 접촉된 채, 용접되기 때문에, 시간이 지나면 (+)(-)단자와 (-)단자사이에 간극이 생겨 접지불량이 자주 발생되는 문제점과, 전기차용 배터리의 (+)(-)단자를 자동으로 공급하고, 절곡시키며, 용접과 검사까지 한꺼번에 자동화시킨 장치가 없어, 사람의 손으로 일일이 이동시키고, 절곡공정따로, 용접공정따로, 검사공정따로 진행해야하기 때문에 작업시간이 오래 걸려서 생산량이 적은 문제점을 개선하고자, 단일셀형배터리공급부(100), 이송컨베이어(200), "
Figure 112016038273925-pat00109
"형 단자절곡부(300), 집게이송로봇(400), 적층형 스마트 레이저용접모듈(500), 스마트제어부(600)로 구성됨으로서, "
Figure 112016038273925-pat00110
"형 단자절곡부를 통해 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 상하 프레스의 힘으로 "
Figure 112016038273925-pat00111
"형상으로 절곡시켜, "
Figure 112016038273925-pat00112
"형상의 (-)단자를 접지시킬 수 있어, (+)(-)단자와 (-)단자 사이의 간극을 0.1~0.9로 줄여 접촉불량발생율을 70% 이하로 낮출 수 있고, 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00113
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00114
"형상의 (-)단자사이를 지그로 집어서 고정시킨 후, 레이저용접할 상단부위를 지그홀을 통해 노출시킨 후, 레이저용접시킬 수 있어, (+)(-)단자와 (-)단자 사이의 위치를 뒤틀리지 않게 정위치 접지연결시킬 수 있고, 비젼카메라센싱부를 통해 영상촬영한 완성형 단일셀형배터리의 용접위치가 중심홀을 기준으로 십자형상의 기준위치영역에 위치해 있는지 여부를 센싱할 수 있어, 현장에서 바로 불량용접부위를 체크할 수 있어, 적층형 전기차배터리의 불량율을 기존에 비해 80%이하로 낮출 수 있으며, 배터리공급, 이송, 절곡, 용접, 검사공정을 모두 자동화시킬 수 있어, 작업시간을 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있고, 적층형 전기차배터리 생산량을 대량으로 제작할 수 있는 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치를 제공하는데 목적이 있다.

Description

레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치 {THE APPARATUS OF SMART WELDING CONTROL BY USING SPOT LASER WELDING AND VISION SENSING MODULE}
본 발명에서는 배터리공급, 이송, 절곡, 용접, 검사공정을 모두 자동화시킬 수 있고, 레이저용접과 비젼센싱검사를 동시에 수행시켜 N개층으로 적층시킨 하나의 전기자동차용 배터리 모듈을 형성제어시킬 수 있는 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치에 관한 것이다.
전기를 충전하고 있다가 방전할 수 있는 단위 배터리인 배터리 셀(BATTERY CELL)이 복수개 모여서 1개의 배터리 모듈을 형성하고, 이러한 배터리 모듈은 다시 복수개 모여서 하나의 전기자동차에 장착될 수 있는 배터리팩이 형성된다.
여기서, 상기 배터리 셀은 그 양단으로 양극과 음극의 단자가 돌출되어 있고 이들 단자가 서로 반대로 되도록 교번되게 적층된 상태에서 레이저 용접을 통해 모듈화시키게 된다.
상기 배터리 모듈을 형성하기 위해서는 2개로 구성되는 배터리 셀들을 각각 하나씩 배터리 셀의 단자에 연결하는 작업이 필요한데, 이때 레이저용접을 통해 용접하여 연결시킨다.
하지만, 기존의 전기차용 배터리의 (+)(-)단자와, 적층되는 또 다른 전기차용 배터리의 (-)단자가 일자형상만으로 접촉된 채, 용접되기 때문에, 시간이 지나면 (+)(-)단자와 (-)단자사이에 간극이 생겨 접지불량이 자주 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 전기차용 배터리의 (+)(-)단자를 자동으로 공급하고, 절곡시키며, 용접과 검사까지 한꺼번에 자동화시킨 장치가 없어, 사람의 손으로 일일이 이동시키고, 절곡공정따로, 용접공정따로, 검사공정따로 진행해야하기 때문에 작업시간이 오래 걸려서 생산량이 적은 문제점이 있었다.
국내등록특허공보 제10-1023184호
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 "
Figure 112016038273925-pat00001
"형 단자절곡부를 통해 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 상하 프레스의 힘으로 "
Figure 112016038273925-pat00002
"형상으로 절곡시켜, "
Figure 112016038273925-pat00003
"형상의 (-)단자를 접지시킬 수 있어, (+)(-)단자와 (-)단자의 간극을 줄일 수 있고, 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00004
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00005
"형상의 (-)단자사이를 지그로 집어서 고정시킨 후, 레이저용접할 상단부위를 지그홀을 통해 노출시킨 후, 레이저용접시킬 수 있어, (+)(-)단자와 (-)단자 사이의 위치를 뒤틀리지 않게 정위치 접지연결시킬 수 있으며, 비젼카메라센싱부를 통해 영상촬영한 완성형 단일셀형배터리의 용접위치가 중심홀을 기준으로 십자형상의 기준위치영역에 위치해 있는지 여부를 센싱할 수 있는 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치는
사각형상의 몸체를 기준으로 일측면에 (+)(-)단자가 돌출되고, 타측면에 (-)단자가 돌출 형성된 단일셀형 배터리를 적층저장시킨 후, 이송컨베이어벨트로 순차적으로 공급시키는 단일셀형배터리공급부(100)와,
단일셀형배터리공급부로부터 공급받은 단일셀형배터리를 "
Figure 112016038273925-pat00006
"형 단자 절곡부로 이송시키는 이송컨베이어(200)와,
이송컨베이어로부터 공급받은 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 상하 프레스의 힘으로 "
Figure 112016038273925-pat00007
"형상으로 절곡시키는 "
Figure 112016038273925-pat00008
"형 단자절곡부(300)와,
"
Figure 112016038273925-pat00009
"형 단자절곡부를 통해 "
Figure 112016038273925-pat00010
"형상으로 절곡된 단일셀형배터리를, 스마트제어부의 제어하에 집게팔로 집어서 적층형 스마트 용접모듈에 (+)(-)단자로 정위치시키거나 또는, 스마트제어부의 제어하에 집게팔로 집어서 180도 회전시킨 후, 적층형 스마트 용접모듈에 놓인 단일셀형배터리 상단방향으로 (-)(+)단자로 역위치시키는 집게이송로봇(400)과,
집게이송로봇으로부터 이송된 "
Figure 112016038273925-pat00011
"형상으로 절곡된 단일셀형배터리의 (+)(-)단자의 위치를 지그재그형태로 180도 변화시키면서 층상구조로 적층시켜, 지그로 고정시킨 후, 레이저용접시켜 상하로 이웃하는 "
Figure 112016038273925-pat00012
"형상의 (+)(-)단자와 "
Figure 112016038273925-pat00013
"형상의 (-)단자 사이를 연결시키는 적층형 스마트 레이저용접모듈(500)과,
단일셀형배터리공급부(100), 이송컨베이어(200), "
Figure 112016038273925-pat00014
"형 단자절곡부(300), 집게이송로봇(400), 적층형 스마트 레이저용접모듈(500)과 연결되어, 각 기기의 전반적인 구동을 제어하면서, 레이저용접과 비젼센싱검사를 동시에 수행시켜 N개층으로 적층시킨 하나의 전기자동차용 배터리 모듈을 형성제어시키는 스마트제어부(600)로 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, "
Figure 112016038273925-pat00015
"형 단자절곡부를 통해 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 상하 프레스의 힘으로 "
Figure 112016038273925-pat00016
"형상으로 절곡시켜, "
Figure 112016038273925-pat00017
"형상의 (-)단자를 접지시킬 수 있어, (+)단자와 (-)단자 사이의 간극을 0.1~0.9로 줄여 접촉불량발생율을 70% 이하로 낮출 수 있다.
둘째, 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00018
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00019
"형상의 (-)단자사이를 지그로 집어서 고정시킨 후, 레이저용접할 상단부위를 지그홀을 통해 노출시킨 후, 레이저용접시킬 수 있어, (+)단자와 (-)단자 사이의 위치를 뒤틀리지 않게 정위치 접지연결시킬 수 있고, 이로 인해 양질의 적층형 전기차배터리를 제작할 수 있다.
셋째, 비젼카메라센싱부를 통해 영상촬영한 완성형 단일셀형배터리의 용접위치가 중심홀을 기준으로 십자형상의 기준위치영역에 위치해 있는지 여부를 센싱할 수 있어, 현장에서 바로 불량용접부위를 체크할 수 있다.
넷째, 적층형 전기차배터리의 불량율을 기존에 비해 80%이하로 낮출 수 있으며, 배터리공급, 이송, 절곡, 용접, 검사공정을 모두 자동화시킬 수 있어, 작업시간을 기존에 비해 80% 향상시킬 수 있고, 적층형 전기차배터리 생산량을 대량으로 제작할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 요홈형센싱커버부의 구성요소를 도시한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 요홈형센싱커버부의 구성요소를 도시한 분해사시도,
도 5는 본 발명에 따른 요홈형센싱커버부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 6은 본 발명에 따른 "
Figure 112016038273925-pat00020
"형 단자절곡부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 단자절곡형 상부금형의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 8은 본 발명에 따른 단자절곡형 하부금형의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 단자절곡형 상부금형과 단자절곡형 하부금형사이의 강한 프레스의 힘을 통해 (+)(-)단자를 "
Figure 112016038273925-pat00021
"형상으로 벤딩시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 10은 본 발명에 따른 집게이송로봇의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명에 따른 적층형 스마트 레이저용접모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 12는 본 발명에 따른 지그부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 13은 본 발명에 따른 제1 Y축이송액츄에이터부(513)를 통해 지그집게부를 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, Y축 이송시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 14는 본 발명에 따른 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00022
형상의 (+)(-)단자사이를 왼쪽 지그집게부에 집어서 잡아주는 것을 도시한 일실시예도,
도 15는 본 발명에 따른 또 다른 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00023
"형상의 (+)(-)단자 사이를 오른쪽 지그집게부에 집어서 잡아주는 것을 도시한 일실시예도,
도 16은 본 발명에 따른 제1 Y축이송액츄에이터부를 통해 지그집게부에 집어진 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00024
"형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00025
"형상의 (+)(-)단자사이, 또는 지그집게부에 집어진 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00026
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00027
"형상의 (-)단자사이를 레이저용접부로, 후진방향의 Y축 이송시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 17은 본 발명에 따른 비젼카메라센싱부를 통해 영상촬영한 스팟용접의 모습을 도시한 일실시예도,
도 18은 본 발명에 따른 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치의 전체적인 동작과정을 도시한 일실시예도,
도 19는 본 발명에 따른 통전테스트부가 구동되어, 3.75V전압, 0.01옴 저항을 통해 상단층 레이저용접된 (+)(-)단자와, 하단층 레이저용접된 (+)(-)단자 사이를 접지시켜, 기준설정전류가 흐르는지 테스트하는 것을 도시한 일실시예도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 단일셀형배터리공급부(100), 이송컨베이어(200), "
Figure 112016038273925-pat00028
"형 단자절곡부(300), 집게이송로봇(400), 적층형 스마트 레이저용접모듈(500), 스마트제어부(600)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 단일셀형배터리공급부(100)에 관해 설명한다.
상기 단일셀형배터리공급부(100)는 사각형상의 몸체를 기준으로 일측면에 (+)(-)단자가 돌출되고, 타측면에 (-)단자가 돌출 형성된 단일셀형 배터리를 적층저장시킨 후, 이송컨베이어벨트로 순차적으로 공급시키는 역할을 한다.
이는 트레이상에 복수개의 단일셀형배터리가 적층저장된 후, 후단의 푸쉬바가 스마트제어부의 제어신호에 따라 단일셀형배터리를 푸쉬시켜 밀어주면서 순차적으로 이송컨베이어쪽으로 공급시킨다.
상기 단일셀형배터리공급부는 도 3에 도시한 바와 같이, 요홈형센싱커버부(110)가 포함되어 구성된다.
상기 요홈형센싱커버부(110)는 단일셀형배터리(2) 하단부에 단일셀형배터리의 몸체를 음각으로 함몰된 요홈내부공간에 수납시키고, 일측면의 (+)(-)단자와, 타측면의 (-)단자를 요홈내부공간의 외부방향쪽으로 수평돌출되도록 형성시켜 단일셀형배터리를 보호지지하는 역할을 한다.
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 지그부용 위치신호센서부(111), 레이저용접헤드용 칼러위치표시부(112)로 구성된다.
상기 지그부용 위치신호센서부(111)는 도 4에 도시한 바와 같이, (+)(-)단자가 위치한 측면 일측에 적층형 스마트 레이저용접모듈의 지그부가 단일셀형배터리의 (+)(-)단자쪽으로 정위치되도록 지그부쪽으로 적외선위치신호를 출력시키는 역할을 한다.
상기 레이저용접헤드용 칼러위치표시부(112)는 도 4에 도시한 바와 같이, (+)(-)단자가 얹어져 거치된 상단모서리 일측에 레이저용접헤드가 단일셀형배터리의 (+)(-)단자상에 정위치가 되도록 레이저용접헤드쪽으로 칼러위치포인트를 형성시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 이송컨베이어(200)에 관해 설명한다.
상기 이송컨베이어(200)는 단일셀형배터리공급부로부터 공급받은 단일셀형배터리를 "
Figure 112016038273925-pat00029
"형 단자 절곡부로 이송시키는 역할을 한다.
이는 구동롤러와 종동롤러, 이송컨베이어벨트로 구성된다.
상기 이송컨베이어벨트는 단일셀형배터리공급부로부터 공급된 단일셀형배터리가 파손이나 흠집이 가지 않도록 폴리머 재질의 플라스틱 수지로 이루어진다.
다음으로, 본 발명에 따른 "
Figure 112016038273925-pat00030
"형 단자절곡부(300)에 관해 설명한다.
상기 "
Figure 112016038273925-pat00031
"형 단자절곡부(300)는 이송컨베이어로부터 공급받은 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 상하 프레스의 힘으로 "
Figure 112016038273925-pat00032
"형상으로 절곡시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 단자절곡형 상부금형(310), 단자절곡형 하부금형(320)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 단자절곡형 상부금형(310)에 관해 설명한다.
상기 단자절곡형 상부금형(310)은 상단면에 위치되고, 내부공간에 형성된 벤딩펀치가 돌출되어 형성되고,단자절곡형 하부금형쪽으로 향하는 프레스의 힘을 전달시켜 (+)(-)단자에 벤딩을 거쳐 "
Figure 112016038273925-pat00033
"형상을 갖는 (+)(-)단자를 형성시키는 역할을 한다.
이는 도 7에 도시한 바와 같이, 상부다이(311), 펀치백킹플레이트(312), 펀치플레이트(313), 단자절곡용 펀치포켓(314), 단자절곡용 홀스트립퍼(315)로 구성된다.
상기 상부다이(311)는 사각박스형상으로 이루어져 펀치플레이트와 펀치백킹플레이트를 상단면에서 지지하면서, 하부다이와 수직선상에서 결합시키는 역할을 한다.
상기 펀치백킹플레이트(312)는 직사각형상으로 이루어져 상부다이 상단에 위치되고, 윗단에 놓여지는 펀치플레이트를 밑단에서 지지하며, 표면상에 펀치포켓의 벤딩펀치프레임이 수직방향으로 1:1 정위치에 놓여지도록 음각으로 복수개의 기준홀이 형성된다.
상기 펀치플레이트(313)는 펀치백킹플레이트 윗단에 위치되고, 펀치포켓의 벤딩펀치프레임과 수직방향의 동일선상에 벤딩펀치프레임삽입구가 형성되어, 벤딩펀치프레임을 삽입시켜 지지하는 역할을 한다.
상기 단자절곡용 펀치포켓(314)는 표면상에 벤딩펀치가 형성된 벤딩펀치프레임이 벤딩펀치프레임 삽입구에 설치되어 안착된 후, 프레스의 강한 압력에 의해 (+)(-)단자에 벤딩시키도록 벤딩펀치프레임이 형성된다.
상기 단자절곡용 홀스트립퍼(315)는 표면상에 벤딩홀이 형성된 벤딩홀프레임이 벤딩홀프레임 삽입구에 삽입되어 안착된 후, 프레스의 강한 압력에 의해 "
Figure 112016038273925-pat00034
"형상을 갖는 (+)(-)단자를 형성시키는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 단자절곡형 하부금형(320)에 관해 설명한다.
상기 단자절곡형 하부금형(320)은 하단면에 위치되어 단자절곡형 상부금형에서 눌러지는 프레스의 강한 압력에 의해 (+)(-)단자 "
Figure 112016038273925-pat00035
"형상으로 형성되도록 하단방향에서 지지해주는 역할을 한다.
이는 도 8에 도시한 바와 같이, 하부다이(321), 다이백킹플레이트(322), 다이플레이트(323)로 구성된다.
상기 하부다이(321)는 사각박스형상으로 이루어져 다이플레이트와 다이백킹플레이트를 바닥면에서 지지하고, 내부에 스프링고정세트를 포함하면서 상부다이와 수직선상에서 결합시키는 역할을 한다.
상기 다이백킹플레이트(322)는 직사각형상으로 이루어져 하부다이 상단에 위치되고, 윗단에 놓여지는 다이플레이트를 밑단에서 지지하며, 다이플레이트의 벤딩펀치 삽입지지프레임과 수직방향으로 정위치에 놓여지도록 벤딩펀치삽입기준홀이 형성되어 단자절곡형 상부금형의 벤딩펀치를 삽입시키고, 내부의 벤딩펀치를 통해 "
Figure 112016038273925-pat00036
"형상을 갖는 (+)(-)단자를 벤딩시키는 역할을 한다.
여기서, 상기 벤딩펀치삽입기준홀은 벤딩펀치프레임이 수직방향으로 정위치에 놓여지도록 음각으로 기준홀을 형성하는 역할을 한다.
상기 다이플레이트(323는 다이백킹플레이트 윗단에 위치되고, 수직방향으로 낙하하는 프레스의 강한 압력에 의해 단자절곡형 상부금형의 벤딩펀치가 수직방향으로 정위치에 위치한 다이백킹플레이트의 벤딩펀치삽입기준홀에 삽입되도록 안내시키는 역할을 한다.
이는 벤딩펀치삽입기준홀에 벤딩펀치삽입지지프레임이 구성된다.
상기 벤딩펀치삽입지지프레임은 도 9에 도시한 바와 같이, 벤딩펀치프레임이 형성되어, (+)(-)단자를 "
Figure 112016038273925-pat00037
"형상으로 벤딩시키는 역할을 한다.
여기서, 벤딩펀치프레임은 사각형상을 갖는 벤딩홀이 본체 표면에 형성되어, 수직방향으로 낙하하는 프레스의 강한 압력에 의해 벤딩홀과 수직방향의 동일선상에 위치한 벤딩펀치가 돌출되면서 "
Figure 112016038273925-pat00038
"형상으로 절곡된 (+)(-)단자를 형성시키는 벤딩펀치를 안내시키도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 집게이송로봇(400)에 관해 설명한다.
상기 집게이송로봇(400)은 "
Figure 112016038273925-pat00039
"형 단자절곡부를 통해 "
Figure 112016038273925-pat00040
"형상으로 절곡된 단일셀형배터리를, 스마트제어부의 제어하에 집게팔로 집어서 적층형 스마트 용접모듈에 (+)(-)단자로 정위치시키거나 또는, 스마트제어부의 제어하에 집게팔로 집어서 180도 회전시킨 후, 적층형 스마트 용접모듈에 놓인 단일셀형배터리 상단방향으로 (-)(+)단자로 역위치시키는 역할을 한다.
이는 도 10에 도시한 바와 같이, 집게로봇몸체(410), Z축이송에어실린더(420), Y축이송에어실린더(430), 집게부(440), 집게구동부(450)로 구성된다.
상기 집게로봇몸체(410)는 "ㅑ"자 형상으로 이루어져 각 기기를 지지하는 역할을 한다.
상기 Z축이송에어실린더(420)는 집게로봇몸체의 전단 일측에 수직길이방향으로 형성되어 집게부를 (±)Z축으로 이송시키는 역할을 한다.
여기서, +Z축은 수직선상의 상방향으로 이송시키는 것을 말하고, -Z축은 수직선상의 하방향으로 이송시키는 것을 말한다.
상기 Z축이송에어실린더(420)는 일측에 리미트스위치가 설치되어, Z축이송에어실린더의 구동신호를 스마트제어부로 전송시킨다.
상기 Y축이송에어실린더(430)는 집게로봇몸체의 선단 일측에 위치되고, Z축 이송에어실린더를 기준으로 90°방향에 형성되어 Z축이송에어실린더와 집게부를 (±)Y축으로 이송시키는 역할을 한다.
여기서, +Y축은 집게로봇몸체를 기준으로 적층형 스마트 레이저용접모듈쪽으로 전진방향 수평이송시키는 것을 말하고, -Y축은 집게로봇몸체를 기준으로 "
Figure 112016038273925-pat00041
"형 단자절곡부쪽으로 후진방향 수평이송시키는 것을 말한다.
상기 Y축이송에어실린더는 일측에 리미트스위치가 설치되어, Y축이송에어실린더의 구동신호를 스마트제어부로 전송시킨다.
상기 집게부(440)는 집게구동부에 의해 구동되어 "
Figure 112016038273925-pat00042
"형 단자절곡부를 통해 절곡된 단일셀형배터리를 집게로 집는 역할을 한다.
상기 집게구동부(450)는 집게부 상단 양쪽에 형성되어, 집게부를 오므리거나 펴는 모드를 구동시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 적층형 스마트 레이저용접모듈(500)에 관해 설명한다.
상기 적층형 스마트 레이저용접모듈(500)은 집게이송로봇으로부터 이송된 "
Figure 112016071509889-pat00043
"형상으로 절곡된 단일셀형배터리의 (+)단자,(-)단자의 위치를 지그재그형태로 180도 변화시키면서 층상구조로 적층시켜, 지그로 고정시킨 후, 레이저용접시켜 상하로 이웃하는 "
Figure 112016071509889-pat00044
"형상의 (+)단자와 "
Figure 112016071509889-pat00134
"형상의 (-)단자 사이를 연결시키는 역할을 한다.
이는 도 11에 도시한 바와 같이, 지그부(510), 레이저용접부(520), 비젼카메라센싱부(530)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 지그부(510)에 관해 설명한다.
상기 지그부(510)는 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00046
"형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00047
"형상의 (+)(-)단자사이, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00048
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00049
"형상의 (-)단자사이를 집어서 고정시킨 후, 레이저용접할 상단부위 일부분을 노출시키는 역할을 한다.
이는 도 12에 도시한 바와 같이, 지그몸체(511), 제1 X축이송액츄에이터부(512), 제1 Y축이송액츄에이터부(513), 제1 Z축이송액츄에이터부(514), 지그이송제어부(515)로 구성된다.
상기 지그몸체(511)는 일자형상으로 이루어져 각 기기를 지지하는 역할을 한다.
이는 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 트윈구조의 지그집게부(511a)가 형성되고, 지그집게부(511a)의 상단면 일측에 레이저용접할 지그홀(511b)이 형성된다.
여기서, 트윈구조는 도 14에 도시한 바와 같이, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00050
"형상의 (+)(-)단자사이를 왼쪽 지그집게부에 집어서 잡아주고, 도 15에 도시한 바와 같이, 또 다른 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00051
"형상의 (+)(-)단자 사이를 오른쪽 지그집게부에 집어서 잡아주는 구조를 말한다. 즉, 지그몸체를 기준으로 왼쪽 지그집게부와 오른쪽 지그집게부로 나뉘어 구성된다.
상기 제1 X축이송액츄에이터부(512)는 지그몸체를 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축 이송시키는 역할을 한다.
이는 전기실린더로 구성된다.
상기 제1 Y축이송액츄에이터부(513)는 도 13에 도시한 바와 같이, 지그집게부를 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, Y축 이송시키는 역할을 한다.
이는 전기실린더로 구성된다.
또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 지그집게부에 집어진 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00052
"형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00053
"형상의 (+)(-)단자사이, 또는 지그집게부에 집어진 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00054
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00055
"형상의 (-)단자사이를 레이저용접부로, 후진방향의 Y축 이송시킨다.
상기 제1 Z축이송액츄에이터부(514)는 지그집게부를 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, Z축으로 승하강시키는 역할을 한다.
이는 전기실린더로 구성된다.
상기 지그이송제어부(515)는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 요홈형센싱커버부의 지그부용 위치신호센서부에서 출력되는 적외선위치신호에 따라 제1 X축이송액츄에이터부쪽으로 X축 구동신호, 제2 Y축이송액츄에이터부쪽으로 Y축 구동신호를 출력시켜 X축, Y축 이동제어하면서 지그몸체를 상하층으로 접지된 단일셀형배터리의 (+)(-)단자에 정위치시키도록 제어하는 역할을 한다.
둘째, 본 발명에 따른 레이저용접부(520)에 관해 설명한다.
상기 레이저용접부(520)는 용접시킬 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 지그부를 통해 고정된 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00056
"형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00057
"형상의 (+)(-)단자 사이의 상단부위, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00058
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00059
"형상의 (-)단자사이의 상단부위에 레이저를 쏴주어 레이저용접시키는 역할을 한다.
이는 도 16에 도시한 바와 같이, 레이저 발진기(521), 레이저용접부(522), 레이저제어부(523), 레이저 Y축 구동용 액츄에이터모듈(524), 레이저 Z축 구동용 액츄에이터모듈(525)로 구성된다.
상기 레이저 발진기(521)는 레이저 코드를 레이저 매질로 하여 파장 0.939㎛에서 1.833㎛에 걸쳐 생성된 레이저 전이 중 상온(常溫)에서 연속 발진을 하는 파장을 레이저용접부쪽으로 펄스발진시키는 역할을 한다.
이는 YAG 레이저, 광(Fiber)레이저 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 레이저용접부(522)는 헤드부상에 위치되어, 레이저발진기로부터 생성된 연속발진 레이저 빔을 전달받아, 지그부를 통해 고정된 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00060
"형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00061
"형상의 (+)(-)단자 사이의 상단부위, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00062
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00063
"형상의 (-)단자사이의 상단부위에 레이저를 쏴주어 레이저용접시키는 역할을 한다.
이는 도 17에 도시한 바와 같이, 레이저 Y축 구동용 액츄에이터모듈을 통해 Y축이송하거나, 또는 레이저 Z축 구동용 액츄에이터모듈을 통해 Z축이송하여, 단일셀형배터리의 위치를 기준으로 왼쪽 지그집게부에 집게된 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00064
"형상의 (+)(-)단자 사이의 상단부위를 레이저용접하거나, 또는 레이저 Y축 구동용 액츄에이터모듈을 통해 Y축이송하거나, 또는 레이저 Z축 구동용 액츄에이터모듈을 통해 Z축이송하여, 단일셀형배터리의 위치를 기준으로, 오른쪽 지그집게부에 집게된 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00065
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00066
"형상의 (-)단자사이의 상단부위를 레이저용접시킨다.
그리고, 스폿용접 또는 연속용접을 통해 용접시킨다.
여기서, 연속용접은 펄스용접(Pulse Welding), 연속파(CW : Continuous Wave) 레이저 용접으로 구성된다.
상기 레이저제어부(523)는 스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 레이저 Y축 구동용 액츄에이터모듈과 레이저 Z축 구동용 액츄에이터모듈을 구동시켜, 레이저용접부가 지그부의 지그홀과 동일선상에 위치되도록 Y축, Z축으로 이동제어시키면서, 이와 동시에 레이저 발진기쪽으로 레이저빔 생성신호를 출력시키도록 제어하는 역할을 한다.
상기 레이저 Y축 구동용 액츄에이터모듈(524)은 레이저용접부 일측에 위치되어, 레이저제어부의 제어신호에 따라 레이저용접부의 위치를 지그홀을 기준으로 Y축방향으로 이동시키는 역할을 한다.
이는 전기실린더로 구성된다.
상기 레이저 Z축 구동용 액츄에이터모듈(525)는 레이저용접부 타측에 위치되어, 레이저제어부의 제어신호에 따라 레이저용접부의 위치를 지그홀을 기준으로 Z축방향으로 이동시키는 역할을 한다.
이는 전기실린더로 구성된다.
셋째, 본 발명에 따른 비젼카메라센싱부(530)에 관해 설명한다.
상기 비젼카메라센싱부(530)는 용접시킬 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 레이저용접부를 통해 용접시, 용접되는 단일셀형배터리의 (+)(-)단자, 또는 (-)(+)단자사이를 영상촬영하고, 영상촬영한 완성형 단일셀형배터리의 용접위치가 중심홀을 기준으로 십자형상의 기준위치영역에 위치해 있는지 여부를 센싱한 후, 센싱데이터를 스마트제어부로 전달시키는 역할을 한다.
이는 레이저용접부의 레이저용접부(522) 일측에 위치되어, 레이저 X축 구동용 액츄에이터모듈을 통해 X축이송하거나, 레이저 Y축 구동용 액츄에이터모듈을 통해 Y축이송할 때, 레이저용접부(522)과 동일하게 이동된 후, 레이저용접부(522)를 통해 레이저용접 후, 레이저용접 위치를 영상촬영하여, 영상촬영한 완성형 단일셀형배터리의 용접위치가 중심홀을 기준으로 십자형상의 기준위치영역에 위치해 있는지 여부를 센싱시킨다.
도 17은 본 발명에 따른 비젼카메라센싱부를 통해 영상촬영한 스팟용접의 모습을 도시한 일실시예도에 관한 것이다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트제어부(600)에 관해 설명한다.
상기 스마트제어부(600)는 단일셀형배터리공급부(100), 이송컨베이어(200), "
Figure 112016038273925-pat00067
"형 단자절곡부(300), 집게이송로봇(400), 적층형 스마트 레이저용접모듈(500)과 연결되어, 각 기기의 전반적인 구동을 제어하면서, 레이저용접과 비젼센싱검사를 동시에 수행시켜 N개층으로 적층시킨 하나의 전기자동차용 배터리 모듈을 형성제어시키는 역할을 한다.
이는 마이크로프로세서로 구성된다.
즉, 즉, 입력단자 일측에 지그부용 위치신호센서부가 연결되어, 지그부용 위치신호센서부에서 출력되는 적외선위치신호를 입력받고, 또 다른 입력단자 일측에 레이저용접헤드용 칼러위치표시부가 연결되어, 레이저용접헤드용 칼러위치표시부에서 형성된 칼러위치포인트신호를 입력받으며, 또 다른 입력단자 일측에 비젼카메라센싱부가 연결되어, 센싱데이터가 입력되고, 출력단자 일측에 이송컨베이어가 연결되어, 단일셀형배터리공급부로부터 공급받은 단일셀형배터리를 "
Figure 112016071509889-pat00135
"형 단자 절곡부로 이송시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 "
Figure 112016071509889-pat00136
"형 단자절곡부가 연결되어, 이송컨베이어로부터 공급받은 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, 상하 프레스의 힘으로 "
Figure 112016071509889-pat00137
형상으로 절곡시키도록 출력신호를 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 집게이송로봇이 연결되어, "
Figure 112016071509889-pat00138
"형 단자절곡부를 통해 "
Figure 112016071509889-pat00139
"형상으로 절곡된 단일셀형배터리를, 집게팔로 집어서 적층형 스마트 용접모듈에 (+)(-)단자로 정위치시키는 정위치출력신호를 집게이송로봇에 출력시키거나, 또는 집게팔로 집어서 180도 회전시킨 후, 적층형 스마트 용접모듈에 놓인 단일셀형배터리 상단방향으로 (-)(+)단자로 역위치시키는 역위치출력신호를 집게이송로봇에 출력시키며, 또 다른 출력단자 일측에 지그부가 연결되어, 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016071509889-pat00140
"형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016071509889-pat00141
"형상의 (+)(-)단자사이, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016071509889-pat00142
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016071509889-pat00143
"형상의 (-)단자사이를 집어서 고정시킨 후, 레이저용접할 상단부위 일부분을 노출시키도록 출력신호를 출력시키고, 또 다른 출력단자 일측에 레이저용접부가 연결되어, 용접시킬 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 지그부를 통해 고정된 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016071509889-pat00144
"형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016071509889-pat00145
"형상의 (+)(-)단자 사이의 상단부위, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016071509889-pat00146
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016071509889-pat00147
"형상의 (-)단자사이의 상단부위에 레이저를 쏴주어 레이저용접시키는 출력신호를 출력시키도록 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치(1)는 도 19에 도시한 바와 같이, 통전테스트부(700)가 포함되어 구성된다.
상기 통전테스트부(700)는 3.75V전압, 0.01옴 저항을 통해 상단층 레이저용접된 (+)(-)단자와, 하단층 레이저용접된 (+)(-)단자 사이를 접지시켜, 기준설정전류가 흐르는지 테스트하는 역할을 한다.
여기서, 기준설정전류는 일예로, 단일배터리셀(60A)이 12개가 적층되었을 경우에, 720A를 기준설정전류로 설정한다.
이하, 본 발명에 따른 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 도 18에 도시한 바와 같이, 단일셀형배터리공급부를 통해 적층저장시킨 단일셀형배터리를 이송컨베이어벨트로 순차적으로 공급시킨다(S100).
다음으로, 이송컨베이어에서 단일셀형배터리공급부로부터 공급받은 단일셀형배터리를 "
Figure 112016038273925-pat00068
"형 단자 절곡부로 이송시킨다(S200).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 "
Figure 112016038273925-pat00069
"형 단자절곡부가 구동되어, 이송컨베이어로부터 공급받은 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, 상하 프레스의 힘으로 "
Figure 112016038273925-pat00070
"형상으로 절곡시킨다(S300).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 집게이송로봇이 구동되어, "
Figure 112016038273925-pat00071
"형 단자절곡부를 통해 "
Figure 112016038273925-pat00072
"형상으로 절곡된 단일셀형배터리를, 스마트제어부의 제어하에 집게팔로 집어서 적층형 스마트 용접모듈에 (+)(-)단자로 정위치시킨다(S400).
다음으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 집게이송로봇이 구동되어, 집게팔로 집어서 180도 회전시킨 후, 적층형 스마트 용접모듈에 놓인 단일셀형배터리 상단방향으로 (-)(+)(-)단자로 역위치시킨다(S500).
끝으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 적층형 스마트 레이저용접모듈이 구동되어, 집게이송로봇으로부터 이송된 "
Figure 112016071509889-pat00073
"형상으로 절곡된 단일셀형배터리의 (+)(-)단자,(-)단자의 위치를 지그재그형태로 180도 변화시키면서 층상구조로 적층시켜, 지그로 고정시킨 후, 레이저용접시켜 상하로 이웃하는 "
Figure 112016071509889-pat00074
"형상의 (+)(-)단자와 "
Figure 112016071509889-pat00148
"형상의 (-)단자 사이를 연결시켜, 12단~24단으로 이루어진 적층형 전기차배터리를 형성시킨다(S600).
이는 지그부(510)가 구동되어, 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00076
"형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00077
"형상의 (+)(-)단자사이, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00078
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00079
"형상의 (-)단자사이를 지그로 집어서 고정시킨 후, 레이저용접할 상단부위를 지그홀을 통해 노출시킨다(S610).
이어서, 레이저용접부가 구동되어, 용접시킬 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 지그부를 통해 고정된 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00080
"형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00081
"형상의 (+)(-)단자 사이의 상단부위, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00082
"형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
Figure 112016038273925-pat00083
"형상의 (-)단자사이의 상단부위에 레이저를 쏴주어 레이저용접시킨다(S620).
이어서, 비젼카메라센싱부가 구동되어, 용접시킬 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 레이저용접부를 통해 용접시, 용접되는 단일셀형배터리의 (+)(-)단자, 또는 (-)(+)(-)단자사이를 영상촬영하고, 영상촬영한 완성형 단일셀형배터리의 용접위치가 중심홀을 기준으로 십자형상의 기준위치영역에 위치해 있는지 여부를 센싱한 후, 센싱데이터를 스마트제어부로 전달시킨다(S630).
이어서, 통전테스트부(700)가 구동되어, 3.75V전압, 0.01옴 저항을 통해 상단층 레이저용접된 (+)(-)단자와, 하단층 레이저용접된 (+)(-)단자 사이를 접지시켜, 기준설정전류가 흐르는지 테스트한다.
1 : 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치
100 : 단일셀형배터리공급부 200 : 이송컨베이어
300 : "
Figure 112016038273925-pat00084
"형 단자절곡부 400 : 집게이송로봇
500 : 적층형 스마트 레이저용접모듈 600 : 스마트제어부

Claims (7)

  1. 사각형상의 몸체를 기준으로 일측면에 (+)(-)단자가 돌출되고, 타측면에 (-)단자가 돌출 형성된 단일셀형 배터리를 적층저장시킨 후, 이송컨베이어벨트로 순차적으로 공급시키는 단일셀형배터리공급부(100)와,
    단일셀형배터리공급부로부터 공급받은 단일셀형배터리를 "
    Figure 112016071509889-pat00085
    "형 단자 절곡부로 이송시키는 이송컨베이어(200)와,
    이송컨베이어로부터 공급받은 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, 스마트제어부의 제어신호에 따라 상하 프레스의 힘으로 "
    Figure 112016071509889-pat00086
    "형상으로 절곡시키는 "
    Figure 112016071509889-pat00087
    "형 단자절곡부(300)와,
    "
    Figure 112016071509889-pat00088
    "형 단자절곡부를 통해 "
    Figure 112016071509889-pat00089
    "형상으로 절곡된 단일셀형배터리를, 스마트제어부의 제어하에 집게팔로 집어서 적층형 스마트 용접모듈에 (+)(-)단자로 정위치시키거나 또는, 스마트제어부의 제어하에 집게팔로 집어서 180도 회전시킨 후, 적층형 스마트 용접모듈에 놓인 단일셀형배터리 상단방향으로 (-)(+)(-)단자로 역위치시키는 집게이송로봇(400)과,
    집게이송로봇으로부터 이송된 "
    Figure 112016071509889-pat00090
    "형상으로 절곡된 단일셀형배터리의 (+)(-)단자,(-)단자의 위치를 지그재그형태로 180도 변화시키면서 층상구조로 적층시켜, 지그로 고정시킨 후, 레이저용접시켜 상하로 이웃하는 "
    Figure 112016071509889-pat00091
    "형상의 (+)(-)단자와 "
    Figure 112016071509889-pat00149
    "형상의 (-)단자 사이를 연결시키는 적층형 스마트 레이저용접모듈(500)과,
    단일셀형배터리공급부(100), 이송컨베이어(200), "
    Figure 112016071509889-pat00093
    "형 단자절곡부(300), 집게이송로봇(400), 적층형 스마트 레이저용접모듈(500)과 연결되어, 각 기기의 전반적인 구동을 제어하면서, 레이저용접과 비젼센싱검사를 동시에 수행시켜 N개층으로 적층시킨 하나의 전기자동차용 배터리 모듈을 형성제어시키는 스마트제어부(600)로 구성되는 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치에 있어서,
    상기 단일셀형배터리공급부(100)는
    단일셀형배터리 하단부에 단일셀형배터리의 몸체를 음각으로 함몰된 요홈내부공간에 수납시키고, 일측면의 (+)(-)단자와, 타측면의 (-)단자를 요홈내부공간의 외부방향쪽으로 수평돌출되도록 형성시켜 단일셀형배터리를 보호지지하는 요홈형센싱커버부(110)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 요홈형센싱커버부(110)는
    (+)(-)단자가 위치한 측면 일측에 적층형 스마트 레이저용접모듈의 지그부가 단일셀형배터리의 (+)(-)단자쪽으로 정위치되도록 지그부쪽으로 적외선위치신호를 출력시키는 지그부용 위치신호센서부(111)와,
    (+)(-)단자가 얹어져 거치된 상단모서리 일측에 레이저용접헤드가 단일셀형배터리의 (+)(-)단자상에 정위치가 되도록 레이저용접헤드쪽으로 칼러위치포인트를 형성시키는 레이저용접헤드용 칼러위치표시부(112)로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 적층형 스마트 레이저용접모듈(500)은
    단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00097
    "형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00098
    "형상의 (+)(-)단자사이, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00099
    "형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00100
    "형상의 (-)단자사이를 집어서 고정시킨 후, 레이저용접할 상단부위 일부분을 노출시키는 지그부(510)와,
    용접시킬 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 지그부를 통해 고정된 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00101
    "형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00102
    "형상의 (+)(-)단자 사이의 상단부위, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00103
    "형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00104
    "형상의 (-)단자사이의 상단부위에 레이저를 쏴주어 레이저용접시키는 레이저용접부(520)와,
    용접시킬 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축, Y축 이동하면서, 레이저용접부를 통해 용접시, 용접되는 단일셀형배터리의 (+)(-)단자, 또는 (-)(+)단자사이를 영상촬영하고, 영상촬영한 완성형 단일셀형배터리의 용접위치가 중심홀을 기준으로 십자형상의 기준위치영역에 위치해 있는지 여부를 센싱한 후, 센싱데이터를 스마트제어부로 전달시키는 비젼카메라센싱부(530)로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 지그부(510)는
    일자형상으로 이루어져 각 기기를 지지하는 지그몸체(511)와,
    지그몸체를 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, X축 이송시키는 제1 X축이송액츄에이터부(512)와,
    지그집게부를 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, Y축 이송시키는 제1 Y축이송액츄에이터부(513)와,
    지그집게부를 단일셀형배터리의 (+)(-)단자를 기준으로, Z축으로 승하강시키는 제1 Z축이송액츄에이터부(514)와,
    스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 요홈형센싱커버부의 지그부용 위치신호센서부에서 출력되는 적외선위치신호에 따라 제1 X축이송액츄에이터부쪽으로 X축 구동신호, 제2 Y축이송액츄에이터부쪽으로 Y축 구동신호를 출력시켜 X축, Y축 이동제어하면서 지그몸체를 상하층으로 접지된 단일셀형배터리의 (+)(-)단자에 정위치시키도록 제어하는 지그이송제어부(515)로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 레이저용접부(520)는
    레이저 코드를 레이저 매질로 하여 파장 0.939㎛에서 1.833㎛에 걸쳐 생성된 레이저 전이 중 상온(常溫)에서 연속 발진을 하는 파장을 레이저용접부쪽으로 펄스발진시키는 레이저 발진기(521)와,
    헤드부상에 위치되어, 레이저발진기로부터 생성된 연속발진 레이저 빔을 전달받아, 지그부를 통해 고정된 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00105
    "형상의 (-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00106
    "형상의 (+)(-)단자 사이의 상단부위, 또는 하층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00107
    "형상의 (+)(-)단자와, 상층에 위치한 단일셀형배터리의 "
    Figure 112016038273925-pat00108
    "형상의 (-)단자사이의 상단부위에 레이저를 쏴주어 레이저용접시키는 레이저용접부(522)와,
    스마트제어부의 제어신호에 따라 구동되어, 레이저 Y축 구동용 액츄에이터모듈과 레이저 Z축 구동용 액츄에이터모듈을 구동시켜, 레이저용접부가 지그부의 지그홀과 동일선상에 위치되도록 Y축, Z축으로 이동제어시키면서, 이와 동시에 레이저 발진기쪽으로 레이저빔 생성신호를 출력시키도록 제어하는 레이저제어부(523)와,
    레이저용접부 일측에 위치되어, 레이저제어부의 제어신호에 따라 레이저용접부의 위치를 지그홀을 기준으로 Y축방향으로 이동시키는 레이저 Y축 구동용 액츄에이터모듈(524)과,
    레이저용접부 타측에 위치되어, 레이저제어부의 제어신호에 따라 레이저용접부의 위치를 지그홀을 기준으로 Z축방향으로 이동시키는 레이저 Z축 구동용 액츄에이터모듈(525)로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저용접·비젼센싱검사를 통한 적층형 전기차배터리 스마트 용접제어장치.

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