KR20070111704A - 배터리 셀 피티씨 조립장치 및 방법 - Google Patents

배터리 셀 피티씨 조립장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

배터리 셀 피티씨 조립장치는 배터리 셀을 이송하는 이송경로가 마련되는 컨베이어와, 상기 배터리 셀을 상기 컨베이어의 이송경로에 공급하는 공급유닛과, 상기 이송경로를 따라 이송된 배터리 셀에 PTC를 용접하는 용접유닛 및, 상기 PTC 용접 후 용접된 부위를 절연 테이프로 보호하는 테이핑유닛을 포함한다.
배터리 셀 피티씨 조립방법은 배터리 셀을 컨베이어의 이송경로에 공급하는 배터리 셀 공급단계와, 상기 이송경로에 공급되는 배터리 셀의 전극에 PTC와 연결단자를 용접하는 용접단계와, 상기 용접부위를 절연테이프를 접착하여 절연시키는 테이핑 단계와, 상기 PTC 와 연결단자의 용접상태 그리고 테이핑의 접착상태를 확인하여 불량여부를 판단하는 비젼 단계를 포함한다.
배터리 셀, 배터리 셀, 조립장치, 용접, 용접장치

Description

배터리 셀 피티씨 조립장치 및 방법{WELDING MACHINE AND METHODE OF BATTERY CELL POSITIVE TEMPERATURE COEFFICIENT}
도 1은 본 발명의 일실시예에 의해 제조될 배터리 팩을 보인 분해사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀 피티시 조립장치의 정면도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PTC 공급유닛을 보인 측면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 용접유닛을 보인 부분 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 테이핑 유닛을 보인 측면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀의 조립방법을 보인 순서도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100: 조립장치 10: 컨베이어
11: 모터 12: 이송경로
13: 클램프 14: 벨트
20: 셀 공급유닛 21, 53a: 흡착부재
30: 용접유닛 31: 용접전극
32: 용접상태 감지부 33: 드래싱 장치
40: PTC 공급유닛 41: PTC 공급부
42: PTC 픽업부 42a: PTC 그립퍼
50: 테이핑 유닛 51: 절연테이프 공급부
52: 커팅부 53: 접착부
54: 이송테이블 60: 비젼
70: 분리유닛
본 발명은 배터리 셀 피티씨(PTC) 조립장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 배터리 셀 조립공정에서 배터리 셀에 피티시( 이하 "PTC" 라 함)를 자동으로 용접할 수 있도록 하여 배터리 팩의 생산성을 향상시킨 배터리 셀 피티씨 조립장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신단말기, PDA, 휴대용 컴퓨터, DMB 등의 휴대기기에 전원으로 사용되는 인너형(inner type)의 배터리 팩이 적용되고 있고, 이러한 배터리 팩은 배터리 셀과, 보호회로모듈(Protection Circuit Module)과, 배터리 셀에 보호회로 모듈을 연결하는 연결단자 및 보호회로모듈과 배터리 셀 사이에 연결되는 발열제어용 PTC(Positive Temperature Coefficient)로 구성된다.
여기서 배터리 셀과 PTC에 전기적으로 연결하기 위하여 작업자가 용접의 방법으로 PTC를 배터리 셀에 연결하고, 상기 PTC를 연결단자를 통해 보호회로모듈과 용접되어 전기적으로 연결시킨다. 그리고 연결단자는 보호회로모듈을 용접시켜 전 기적으로 연결될 수 있도록 하고 있다. 이후, 보호회로모듈이 결합된 배터리 셀을 상부 캡과 하부 캡을 씌운 다음 표지를 접착하여 배터리 팩으로 완성하고 있다.
그런데 배터리 셀의 전극에 PTC 용접과, PTC에 연결단자 용접을 수작업으로 수행함으로써 비능률적인 작업으로 인한 생산성이 크게 떨어지는 문제가 있다.
그리고 배터리 셀에 PTC와 연결단자를 용접할 경우 용접이 양호한지를 용접 후에 별도로 검사하여 판단함으로서 작업공정이 길어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, PTC를 자동으로 용접할 수 있도록 함으로서 대량생산 등의 생산성을 향상시킨 배터리 셀 피티시 조립장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, PTC 용접과 동시에 PTC 용접상태를 검사하여 불량 여부를 판별할 수 있도록 하는 배터리 셀 피티씨 조립장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리 셀 피티씨 조립장치는 배터리 셀을 이송하는 이송경로가 마련되는 컨베이어와, 상기 배터리 셀을 상기 컨베이어의 이송경로에 공급하는 공급유닛과, 상기 이송경로를 따라 이송된 배터리 셀에 PTC를 용접하는 용접유닛 및, 상기 PTC 용접 후 용접된 부위를 절연 테이프로 보호하는 테이핑유닛을 포함한다.
상기 용접유닛은 PTC 용접시간에 따른 전압변화량을 통해 배터리 셀의 용접불량을 감지하는 용접상태 감지부 및, 상기 용접유닛에서 상기 PTC를 용접할 수 있 도록 상기 PTC를 순차적으로 공급하는 PTC 공급유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 용접상태 감지부는 상기 PTC 용접시 인가되는 전압변화를 파형으로 출력하는 스코프인 것이 바람직하다.
또한, 상기 PTC 공급유닛은 상기 PTC를 순차적으로 공급하는 PTC 공급부와, 상기 PTC 공급부에서 공급된 상기 PTC를 상기 용접유닛에서 용접될 수 있도록 픽업하는 PTC 픽업부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 용접유닛은 PTC를 용접한 후 용접전극의 길이를 측정하여 길이를 보상하는 드래싱 장치가 더 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 테이핑 유닛은 절연테이프를 공급하는 절연테이프 공급부와, 상기 공급된 절연테이프를 소정의 길이로 절단하는 커팅부 및, 상기 커팅부에서 소정의 길이로 절단된 절연테이프를 상기 PTC 용접부위에 접착시키는 접착부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 컨베이어에는 상기 이송경로를 이송하는 배터리 셀을 작업단계에 따라 일시 고정하는 클램프가 더 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 컨베이어에는 상기 PTC의 용접을 전후해서 배터리의 불량을 구분하는 비젼이 더 마련되며, 상기 비젼은 상기 컨베이어에 적어도 하나이상 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티씨 조립장치.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배터리 셀 피티씨 조립방법은 배터리 셀을 컨베이어의 이송경로에 공급하는 배터리 셀 공급단계와, 상기 이송경로에 공급되는 배터리 셀의 전극에 PTC와 연결단자를 용접하는 용접단계와, 상기 용접 부위를 절연테이프를 접착하여 절연시키는 테이핑 단계와, 상기 PTC 와 연결단자의 용접상태 그리고 테이핑의 접착상태를 확인하여 불량여부를 판단하는 비젼 단계를 포함한다.
여기서, 상기 PTC 용접단계와 연결단자 용접단계에는 상기 PTC와 연결단자를 용저할 경우 용접과 동시에 용접전극에서 감지되는 전압차에 의해 불량여부를 감지하는 용접불량 감지단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 PTC 용접단계는 상기 PTC와 연결단자를 공급하는 공급단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
먼저 이해를 돕기 위해 배터리 팩의 구조에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 의해 제조될 배터리 팩을 보인 분해사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이 배터리 팩(1)은 소정의 배터리 셀(2)의 상부에 상기 배터리 셀(2)의 과 충전과 과 방전을 보호하도록 보호회로모듈(3)이 설치된다. 이때 배터리 셀(2)에 보호회로모듈(3)과 전기적으로 연결하기 위해 연결단자(4)가 마련되며, 배터리 셀(2)과 연결단자(4) 사이에 배터리 셀(2)의 발열을 제어하는 PTC(5)(Positive Temperature Coefficient)가 더 설치된다. 그리고 배터리 셀(2)을 중심으로 상, 하부에 상부 캡(7)과, 하부 캡(6)이 마련된다.
그리고 외주연을 따라 표제시트(8)를 접착하여 배터리 팩(1)이 완성된다.
또한, 연결단자(4)는 배터리 셀(2)의 설치위치에 따라 음극단자(4a)와 양극단자(4b)로 구성되며, 음극단자(4a)는 배터리 셀(2)의 음극과 연결되고, 양극단자(4b)는 배터리 셀(2)의 양극과 연결된다.
즉, 배터리 셀(2)의 음극과, PTC(5)의 일단이 전기적으로 연결되며, PTC(5)의 타단에는 음극단자(4a)의 일단이 전기적으로 연결된다. 그리고 음극단자(4a)의 타단은 보호회로모듈(3)의 음극터미널(3a)과 연결된다.
또한, 배터리 셀(2)의 양극과 양극단자(4b)의 일단이 전기적으로 연결되며, 양극단자(4b)의 타단과 보호회로모듈(3)의 양극터미널(3b)과 연결된다.
따라서 배터리 셀(2)의 음극이 음극단자(4a), PTC(5)를 통해 보호회로모듈(3)의 음극터미널(3a)과 연결되고, 양극이 양극단자(4b)를 통해 보호회로모듈(3)의 양극터미널(3b)과 연결된 상태에서 배터리 셀(2)의 상하부에 결합하는 상부 캡(7)과 하부 캡(6)을 결합한 후 표재시트(8)를 접착하여 배터리 팩(1)으로 완성된다.
이하 상기 배터리 팩(1)을 제조하기 위한 본 발명의 배터리 셀 PTC(5) 조립장치를 설명한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀 PTC(5) 조립장치의 정면도이다. 또한, 도 3은 도 2의 평면도이다.
참고로 본 발명에서 설명되는 방향은 도 2를 기준으로 X방향은 좌우방향이고, Y방향은 상하방향이고, Z방향은 전후방향이다.
도 1 내지 도 3을 참고로 설명하면, 도시한 바와 같이 본 발명은 배터리 셀(2)을 이송하는 이송경로(12)가 형성된 컨베이어(10)와, 컨베이어(10)에 배터리 셀(2)을 공급하는 셀 공급유닛(20)과, 컨베이어(10)에 의해 이송된 배터리 셀(2)에 PTC(5) 및 연결단자(4)를 용접하는 용접유닛(30)과, 배터리 셀(2)에 용접될 PTC(5) 및 연결단자(4)를 공급하는 PTC 공급유닛(40)과, 배터리 셀(2)에 PTC(5)가 용접된 상태에서 용접부위를 절연시키는 테이핑 유닛(50)과, PTC(5) 및 연결단자(4)의 조립상태와 절연테이프 절연상태를 검사하는 비젼(60)으로 구성된다.
여기서 컨베이어(10)는 모터(11)의 구동으로 벨트(14)에 의해 배터리 셀(2)이 이송되며 배터리 셀(2)을 단위 수량씩 정확한 위치로 공급될 수 있도록 벨트(14)에는 다수의 돌기가 일정 간격으로 이격되게 형성되어 다수의 돌기에 의해 배터리 셀(2)을 순차적으로 이송시킬 수 있다.
그리고 다수의 돌기가 형성될 경우 이송경로(12)의 배터리 셀(2)의 길이 또는 폭보다 길게 형성되며, 해당 작업단계에 정확하게 위치하도록 배터리 셀(2)의 길이 또는 폭의 길이로 형성될 수 있다.
또한, 컨베이어(10)에는 각각의 작업단계별로 작업을 용이하게 일시 정지시켜 고정하는 클램프(13)가 마련된다. 여기서 클램프(13)는 공압 구동되어 누름에 의해 배터리 셀(2)을 고정하며, 배터리 셀(2)을 일시 고정할 경우 고정위치가 정황하도록 보정하기 위해 클램프(13)의 좌우 양측에 배터리 셀(2)의 몸체를 파지하는 핑커부재(13a)가 마련된다.
그리고 컨베이어(10)에 배터리 셀(2)을 공급하기 위해서는 셀 공급유닛(20) 이 마련되는데, 셀 공급유닛(20)은 흡착부재(21)를 구비하여 전 공정에서 작업이 완료된 상태의 배터리 셀(2)이 눕혀지거나 세워진 상태로 공급되면, 공급된 배터리 셀(2)의 전극에 PTC(5)를 용접할 수 있도록 컨베이어(10)의 이송경로(12)에 흡착하여 공급한다.
즉, 셀 공급유닛(20)의 흡착부재(21)는 공급되는 배터리 셀(2)의 자세(눕혀져 있거나 세워져 있는 등)에 무관하게 배터리 셀(2)을 컨베이어(10)에 공급할 수 있도록 X, Y, Z의 방향으로 이동되도록 함과 더불어 X, Y, Z축을 중심으로 회전이 가능하게 마련된다.
여기서 X, Y, Z의 방향으로 이동은 직선이동이 가능한 공압 실린더에 의해 구동되며, X, Y, Z축 중심으로 회전은 공압 실린더에 의해 작동된다.
도면에 도시한 것은 눕혀진 상태의 배터리 셀(2)을 흡착부재(21)가 Y방향하강으로 흡착하여 상승하고, Z축을 중심으로 -90도 회전한 후 Y축을 중심으로 90도 회전하여 배터리 셀(2)을 세운 다음 X축 방향으로 이동한 후 방향으로 하강하여 컨베이어(10)의 이송경로(12)에 공급한다.
여기서 셀 공급유닛(20)을 흡착노즐에 의해 배터리 셀(2)을 공급하는 것으로 설명하고 있으나 여기에 한정하지 않고, 배터리 셀(2)을 파지하여 이송시키거나, 별도의 배터리 셀 공급용 컨베이어를 이용하여 공급할 수 있다.
이때 컨베이어(10)에 공급된 배터리 셀(2)의 공급여부를 감지할 수 있도록 컨베이어(10)의 배터리 셀(2) 공급위치에 감지센서가 마련되며, 컨베이어(10)에 공급된 배터리 셀(2)을 감지센서가 감지하면 배터리 셀(2)을 이송하여 용접위치에서 정지한다.
이때 배터리 셀(2)의 위치를 각 단계에 따라 감지하기 위해 감지센서를 다수개가 설치될 수 있고 모터(11)를 서보 및 스테핑 등의 모터(11)를 제어하여 정화한 위치로 배터리 셀(2)을 이송시킨 후 정지시킬 수 있다.
그리고 공급된 배터리 셀(2)이 컨베이어(10)의 용접위치에 위치하면, 클램프(13)가 작동되어 배터리 셀(2)을 고정시킨다. 이때 클램프(13)의 핑커부재(13a)에 의해 위치가 재설정되면서 고정된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 PTC 공급유닛을 보인 측면도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 용접유닛을 보인 부분 사시도 이다.
도 4 내지 도 5를 포함하여 설명하면, 컨베이어(10)의 클램프(13)에 의해 정지된 배터리 셀(2)에 PTC(5)를 용접하기 위해 용접유닛(30)이 마련된다. 여기서 용접유닛(30)은 용접위치가 가변되더라도 해당 용접위치로 이동하여 용접할 수 있도록 용접전극(31)이 X, Y, Z 방향으로 이동가능하게 마련되며, 배터리 셀(2)의 전극과 PTC(5)가 점 형태로 스폿 용접될 수 있도록 마련된다.
그리고 컨베이어(10)를 통해 이송된 배터리 셀(2)의 용접될 위치가 정확한지 여부 및 공급된 배터리 셀(2)의 불량 유무를 감지하는 별도의 비젼이 더 설치될 수 있다.
그리고 용접유닛(30)은 배터리 셀(2)에 PTC(5)를 용접함과 동시에 PTC(5)의 용접상태를 감지할 수 있도록 용접상태 감지부(32)가 더 마련되며, 일측에는 배터리 셀(2)에 용접할 PTC(5)를 공급하는 PTC 공급유닛(40)이 더 마련된다.
여기서 용접상태 감지부(32)는 용접유닛(30)에 설치된 용접전극(31)에 흐르는 저항변화에 따른 전압차를 감지하는 스코프로 마련되며, 스코프에 출력되는 파형에 의해 용접상태에 따라 우량과 불량을 판단한다.
PTC 공급유닛(40)은 PTC(5)를 순차적으로 공급하는 PTC 공급부(41)와, 상기 PTC 공급부(41)를 통해 공급된 PTC(5)를 픽업하여 용접위치에 공급하는 PTC 픽업부(42)로 구성된다.
여기서, PTC 공급부(41)는 PTC 픽업부(42)에서 픽업이 용이하도록 Y방향으로 상하 승강할 수 있도록 하여 PTC(5)를 순차적으로 공급한다.
그리고 PTC 픽업부(42)는 배터리 셀(2)을 파지할 수 있도록 PTC 그립퍼(42a)가 마련되며, Y, Z방향으로 이동가능하게 마련된어 PTC(5)를 픽업하여 배터리 셀(2)의 용접위치에 이송시킨다.
따라서 PTC 공급부(41)에서 공급된 PTC(5)를 PTC 픽업부(42)의 PTC 그립퍼(42a)가 Y방향으로 하강하여 PTC(5)를 픽업한 후 Y방향으로 상승한 다음 용접유닛(30)의 용접전극(31)에 의해 배터리 셀(2)의 전극에 용접시킬 수 있도록 이송경로(12)의 용접위치에 일시 고정된 배터리 셀(2)의 상부로 이동시킨다.
또한, PTC 공급유닛(40)은 연결단자(4) 중에 음극단자(4a)를 PTC(5)와 용접될 수 있게 공급하며, 용접유닛(30)의 용접전극(31)에 의해 음극단자(4a)와 PTC(5)가 스폿 용접된다.
따라서 용접유닛(30)의 용접전극(31)은 PTC(5)를 배터리 셀(2)의 전극에 스폿 용접하고, PTC(5)와 음극단자(4a)를 스폿 용접한다. 그리고 스폿 용접상태를 용 접상태 감지부(32)를 통해 전압변화에 따른 전압차에 의한 파형으로 용접상태를 감지한다.
그리고 용접유닛(30)은 용접을 수회 수행함에 따라 용접전극(31)의 길이가 변하는데, 이때 전극의 길이를 감지하여 용접전극(31)의 길이를 보상할 수 있도록 하는 드레싱 장치(33)가 더 마련된다.
여기서 드레싱 장치(33)는 용접전극(31)의 작동반경 내부에 마련되며, 용접전극의 길이를 감지한 후 변형된 용접전극의 길이를 보상한 다음 단부를 연마하여 길이를 일정하게 유지시킨다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 테이핑 유닛을 보인 측면도이다.
한편, 도 6을 함께 참고하여 설명하면 도시한 바와 같이 배터리 셀(2)에 PTC(5)와 음극단자(4a)의 용접이 완료되면, 용접부위를 절연하기 위해 절연테이프를 접착한다.
이때 절연테이프를 접착하기 위해 테이핑 유닛(50)이 마련되고, 테이핑 유닛(50)은 롤 형태의 절연테이프를 공급하는 절연테이프 공급부(51)와, 공급된 절연테이프를 소정의 길이로 절단하는 커팅부(52)와, 소정의 길이로 절단된 절연테이프를 픽업하여 배터리 셀(2)의 용접부위에 접착하는 접착부(53)로 구성된다.
여기서 절연테이프를 절단을 용이하게 절연테이프 일단을 일시 고정하고, 절단된 절연테이프를 상기 접착부(53)에서 한 장씩 픽업될 수 있게 회전에 의해 이송시키는 이송테이블(54)이 더 마련된다.
여기서 절연테이프 일단이 접착되는 이송테이블(54)의 가장자리에는 접착 부(53)에서 절연테이프를 픽업할 수 있도록 다수의 요철 또는 돌기를 형성하여 절연테이프가 견고하게 접착되는 것을 방지한다.
상기 절연테이프 공급부(51)는 롤 형태의 절연테이프를 끼울 수 있도록 축이 마련되며, 절연테이프가 일정한 장력으로 공급될 수 있도록 상기 커팅부(52)의 이전에는 장력조절부가 마련된다. 그리고 이송테이블(54)은 절단된 절연테이프를 일측에서 공급받아 Y축을 중심으로 180도로 회전시켜 반대편에서 절연테이프가 픽업될 수 있도록 공급한다.
그리고 절연테이프를 픽업하여 배터리 셀(2)에 접착하는 접착부(53)는 X, Y, Z 축으로 이동할 수 있도록 마련되며, 하단에는 절연테이프의 일면을 픽업할 수 있도록 흡착부재(53a)가 마련된다. 여기서 흡착부재(53a)는 공압에 의해 절연테이프의 일면을 흡착할 수 있도록 마련된다.
또한, 접착부(53)는 하단에 배터리 셀(2)에 접착된 절연테이프를 배터리 셀(2) 전후 양 측면을 따라 가압하여 접착될 수 있도록 미도시한 롤러 등으로 되는 가장자리 접착수단(미 도시)이 더 마련된다.
또한, 절연테이프를 접착한 상태에서 배터리 셀(2)의 전극과 PTC(5)의 용접상태, PTC(5)와 음극단자(4a)의 용접상태 및 절연테이프의 접착상태를 확인할 수 있도록 비젼(60)이 마련된다.
여기서 비젼(60)은 배터리 셀(2)의 전극과 PTC(5)의 용접위치, PTC(5)와 음극단자(4a)의 용접위치 및 절연테이프의 접착위치가 가변되더라도 확인할 수 있게 X, Y, Z 방향으로 동작되도록 마련된다.
따라서 비젼(60)에 의해 우량과 불량을 판단하게 되며, 우량과 불량에 따라 분리하는 분리유닛(70)이 더 마련된다. 여기서 분리 유닛은 우량과 불량 중에 어느 하나를 제거하는 방법으로 수행한다.
이하 본 발명에 따른 배터리 셀 피티씨 조립장치에 의한 피티시 조립 방법을 도 7을 참고로 설명한다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 셀의 조립방법을 보인 순서도이다. 여기서 도 7에 의해 설명되며, 참조부호는 도 1 내지 도 6을 참고로 설명된다.
먼저 셀 공급유닛(20)에서 컨베이어(10)의 이송경로(12)에 배터리 셀(2)을 공급한다(S10). 이때 배터리 셀(2)은 눕혀진 상태로 공급되므로 셀 공급유닛(20)의 흡착부재(21)가 Y 방향으로 하강하여 배터리 셀(2)의 일측면을 흡착하여 승강한 후 Z축을 중심으로 -90도 회전하고 Y축을 중심으로 90도 회전하여 배터리 셀(2)의 용접할 부위가 상부에 위치하도록 한 다음 배터리 셀(2)을 컨베이어(10)의 이송경로(12)에 삽입하여 공급한다. 그리고 다음 배터리 셀(2)을 공급하기 위해 초기 위치로 복귀한다.
이후 이송경로(12)에 공급된 배터리 셀(2)을 감지하게 되고, 감지된 배터리 셀(2)은 이송되어, 용접될 위치에서 클램프(13)에 의해 정지된다. 이때 배터리 셀(2)의 이송과 동시에 PTC 공급유닛(40)에 마련된 PTC 픽업부(42)의 PTC 그립퍼(42a)는 Y방향으로 하강하여 PTC 공급부(41)로부터 PTC(5) 및 연결단자(4)중에 음극단자(4a)를 픽업하여 Y방향으로 상승한 후 X, Z방향으로 이송하여 배터리 셀(2)의 용접될 위치에 위치시킨다(S20). 그리고 다음 PTC 및 연결단자(4)를 픽업 하기 위해 초기 위치로 복귀한다.
이후 용접유닛(30)의 용접전극(31)이 하강하여 스폿 용접을 수행한다(S30). 그리고 PTC(5)와, 연결단자(4)의 음극단자(4a)를 용접한다. 이때 용접전극(31)에 의해 용접이 수행됨과 동시에 용접전극(31)에 걸리는 저항변화에 의한 전압을 감지하여 기준전압범위에서 벗어나면, 불량으로 판단(S40)하여 에러 경고음 또는 에러 경고신호를 출력한다(S70). 그리고 전압이 일정범위에 포함되면, 우량으로 판단(S40)하여 계속해서 이송된다. 이때 에러가 출력되면 기기는 정지되는 것이 바람직하다.
이후 용접이 완료된 상태로 배터리 셀(2)이 이송경로(12)를 이송한 후 절연테이프를 접착하기 위해 일시 정지된다. 이때 일시 정지는 컨베이어(10)에 마련된 클램프(13)에 의해 정지된다.
이후, 테이핑 유닛(50)은 절연테이프 공급부(51)에서 절연테이프를 공급하고, 공급된 절연테이프를 소정의 길이로 커팅부(52)에서 절단한다.
이후 소정의 길이로 절단된 절연테이프를 이송테이블(54)을 회전시켜 접착부(53)에 공급하고 접착부(53)는 절단된 절연테이프를 흡착부재(53a)를 이용하여 흡착한 다음 이동하여 배터리 셀(2)의 용접부위에 접착한다(S50).
이후, 접착이 완료되면, 이송되어 비젼(60)에 의해 배터리 셀(2)의 접착상태 및 용접상태 그리고 외관상태를 확인하여 우량과 불량을 판단하게 된다(S60). 그리고 판단 후 분리유닛(70)은 배터리 셀(2)의 우량과 불량이 판단된 배터리 셀(1)을 우량와 불량 중에 어느 하나를 분리하여 배출시킨다.
이상에서 본 발명의 배터리 셀 피티씨 조립장치 및 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이다.
상술한 바와 같이 배터리 셀을 자동으로 용접하고, 용접과 동시에 용접불량을 확인할 수 있도록 한 본 발명의 배터리 셀 피티씨 조립장치 및 방법은 PTC를 자동으로 용접할 수 있도록 함으로서 대량생산이 가능하여 생산성 향상되는 효과가 있다.
또한, PTC 용접과 동시에 PTC 용접상태를 검사할 수 있도록 함으로서 불량 여부를 용접과 동시에 확인할 수 있도록 하여 불량 검사에 따른 시간을 줄일 수 있는 효과 및 육안검사에 의해 우량과 불량을 판별하였던 것을 자동검사 함으로서 보다 정확하게 판별하는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 배터리 셀을 이송하는 이송경로가 마련되는 컨베이어;
    상기 배터리 셀을 상기 컨베이어의 이송경로에 공급하는 공급유닛;
    상기 이송경로를 따라 이송된 배터리 셀에 PTC를 용접하는 용접유닛; 및,
    상기 PTC 용접 후 용접된 부위를 절연 테이프로 보호하는 테이핑유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티씨 조립장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용접유닛은 PTC 용접시간에 따른 전압변화량을 통해 배터리 셀의 용접불량을 감지하는 용접상태 감지부; 및,
    상기 용접유닛에서 상기 PTC를 용접할 수 있도록 상기 PTC를 순차적으로 공급하는 PTC 공급유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티씨 조립장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 용접상태 감지부는 상기 PTC 용접시 인가되는 전압변화를 파형으로 출력하는 스코프인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티씨 조립장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 PTC 공급유닛은 상기 PTC를 순차적으로 공급하는 PTC 공급부와, 상기 PTC 공급부에서 공급된 상기 PTC를 상기 용접유닛에서 용접될 수 있도록 픽업하는 PTC 픽업부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티씨 조립장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 용접유닛은 PTC를 용접한 후 용접전극의 길이를 측정하여 길이를 보상하는 드래싱 장치가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티시 조립장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 테이핑 유닛은 절연테이프를 공급하는 절연테이프 공급부;
    상기 공급된 절연테이프를 소정의 길이로 절단하는 커팅부; 및,
    상기 커팅부에서 소정의 길이로 절단된 절연테이프를 상기 PTC 용접부위에 접착시키는 접착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티씨 조립장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 컨베이어에는 상기 이송경로를 이송하는 배터리 셀을 작업단계에 따라 일시 고정하는 클램프가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티씨 조립장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨베이어에는 상기 PTC의 용접을 전후해서 배터리의 불량을 구분하는 비젼이 더 마련되며, 상기 비젼은 상기 컨베이어에 적어도 하나이상 마련되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티씨 조립장치.
  9. 배터리 셀을 컨베이어의 이송경로에 공급하는 배터리 셀 공급단계;
    상기 이송경로에 공급되는 배터리 셀의 전극에 PTC와 연결단자를 용접하는 용접단계;
    상기 용접부위를 절연테이프를 접착하여 절연시키는 테이핑 단계;
    상기 PTC 와 연결단자의 용접상태 그리고 테이핑의 접착상태를 확인하여 불량여부를 판단하는 비젼 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티시 조립방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 PTC 용접단계와 연결단자 용접단계에는 상기 PTC와 연결단자를 용저할 경우 용접과 동시에 용접전극에서 감지되는 전압차에 의해 불량여부를 감지하는 용접불량 감지단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티시 조립방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 PTC 용접단계는 상기 PTC와 연결단자를 공급하는 공급단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 피티시 조립방법.
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