KR20050121113A - Automatic welding apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이차 전지의 용접에 사용되는 자동용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극조립체, 캔, 캡조립체를 구비하여 이루어진 베어 셀의 상부에 보호회로 기판을 자동으로 용접할 수 있는 자동용접장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic welding device used for welding a secondary battery, and more particularly, an automatic welding device capable of automatically welding a protective circuit board on top of a bare cell including an electrode assembly, a can, and a cap assembly. It is about.
본 발명에 따른 자동용접장치에 의하면 베어셀과 보호회로 기판의 용접시 리드플레이트와 접속단자를 항상 균일한 위치에서 용접시킬 수 있으므로, 용접위치의 산포를 최소화하여 용접에 따른 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the automatic welding device according to the present invention, when welding the bare cell and the protection circuit board, the lead plate and the connection terminal can be welded at a uniform position at all times, thereby minimizing the scattering of the welding position and preventing defects due to welding. It works.
Description
본 발명은 이차 전지의 용접에 사용되는 자동용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극조립체, 캔, 캡조립체를 구비하여 이루어진 베어 셀(bare cell)의 상부에 보호회로 기판을 자동으로 용접할 수 있는 자동용접장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic welding device used for welding a secondary battery. More particularly, a protective circuit board can be automatically welded on a bare cell formed of an electrode assembly, a can, and a cap assembly. The present invention relates to an automatic welding device.
이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화 가능성으로 인하여 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 근래에 개발되고 사용되는 것 가운데 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 있다. Secondary batteries have been researched and developed in recent years due to the possibility of recharging and miniaturization and large capacity. Representative examples of the recent development and use include nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium-ion (Li-ion) batteries.
이들 이차 전지에서 베어셀의 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극조립체를 통상 알미늄 또는 알미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 캔은 철재로 형성될 수 있으나 알미늄 또는 알미늄 합금으로 형성하게 되면 알미늄의 가벼운 속성으로 전지의 경량화가 이루어질 수 있고, 고전압하에서 장시간 사용할 때에도 부식되지 않는 등 유리한 점이 있다. In these secondary batteries, most of the bare cells are formed by storing an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator, usually in a can made of aluminum or an aluminum alloy, closing the can with a cap assembly, and then injecting and sealing an electrolyte solution into the can. do. The can may be formed of iron, but if it is formed of aluminum or an aluminum alloy, the light may be lightened by the light property of aluminum, and may not be corroded even when used for a long time under high voltage.
이들 이차 전지의 베어셀에서는 통상적으로 상부에 주위 부분과 절연된 전극 단자가 구비되며, 이 전극 단자가 베어셀 내에서 전극조립체의 한 전극과 연결되어 전지의 양극 단자 또는 음극 단자를 이루게 된다. 그리고, 캔 자체는 전극 단자와 반대의 극성을 가진다. In the bare cell of these secondary batteries, an electrode terminal is usually provided at an upper portion and insulated from the peripheral portion, and the electrode terminal is connected to one electrode of the electrode assembly in the bare cell to form a positive terminal or a negative terminal of the battery. The can itself has a polarity opposite to that of the electrode terminal.
밀봉된 이차 전지 베어셀의 전극 단자는 PTC 소자(positive temperature coefficient) 및 보호회로 기판(PCM: Protective Circuit Module) 등의 안전장치의 단자와 전기적으로 연결된다. 안전장치들은 양극과 음극에 연결되어 전지의 고온 상승이나, 과도한 충방전 등으로 전지의 전압이 급상승하는 경우 전류를 차단해 전지의 파열 등 위험을 방지하게 한다.The electrode terminal of the sealed secondary battery bare cell is electrically connected to terminals of safety devices such as a PTC device and a protective circuit module (PCM). Safety devices are connected to the positive and negative electrodes to cut off the current when the voltage of the battery rises rapidly due to the high temperature of the battery or excessive charge / discharge.
통상, 베어셀의 전극과 보호회로 기판 등의 전기 단자를 직접 용접하여 전기적으로 접속시키는 것은 베어셀의 형태상, 재질상 용이하지 않다. 따라서, 리드 플레이트(lead plate)라 불리는 도체구조가 전지의 양극, 음극과 보호회로 기판 같은 안전장치의 전기 단자를 연결하는 역할을 한다. 리드 플레이트의 재질로는 통상 니켈 또는 니켈 합금이나, 니켈이 도금된 스테인레스강이 사용된다. 이러한 베어셀과 보호회로 기판은 일반적으로 용접에 의하여 전기적으로 연결된다.Usually, it is not easy in the form of a bare cell, and a material to directly connect and electrically connect an electrode of a bare cell, and electrical terminals, such as a protective circuit board. Thus, a conductor structure called a lead plate serves to connect the electrical terminals of the safety device such as the positive and negative electrodes of the battery and the protective circuit board. As a material of the lead plate, nickel or a nickel alloy is usually used, but stainless steel plated with nickel is used. The bare cell and the protection circuit board are generally electrically connected by welding.
도1은 성형 수지에 의해 결합되기 전 단계에 있는 일반적인 리튬 이온 캔형 이차전지의 개략적 분해 사시도이다.1 is a schematic exploded perspective view of a typical lithium ion can secondary battery in the stage before being bonded by a molding resin.
도 1을 참조하면, 캔형 이차전지는 내부에 전극조립체가 수용되며 상단은 캡조립체가 결합된 캡플레이트(12)에 의하여 밀봉되는 캔(12)으로 이루어지는 베어셀(10)과 보호회로기판(20)을 포함하여 형성된다.Referring to FIG. 1, a can type secondary battery has a bare cell 10 and a protection circuit board 20 formed of a can 12 sealed at an upper end thereof with a cap plate 12 having a cap assembly coupled thereto. It is formed, including.
상기 캡플레이트(13)는 캔(12)의 개방된 상단에 대응되는 크기와 형상을 가지며 중앙부에는 음극단자(14)가 형성된다. 또한 캡플레이트(12)의 상면의 양측에는 음극단자용 리드플레이트(16)와 양극용 리드플레이트(18)가 결합되어 있다. 상기 음극단자용 리드플레이트(16)는 일단이 상기 음극단자(14)에 결합되며 타단의 일측면이 캡플레이트(13) 상면으로 돌출되어 형성된다. 상기 양극단자용 리드플레이트(18)도 일측면이 캡플레이트(13) 상면으로 돌출되어 형성된다.The cap plate 13 has a size and shape corresponding to the open top of the can 12, and the negative terminal 14 is formed at the center thereof. In addition, both ends of the upper surface of the cap plate 12 are coupled to the lead plate 16 for the negative electrode terminal and the lead plate 18 for the positive electrode. One end of the negative electrode lead plate 16 is coupled to the negative electrode terminal 14 and one side of the other end is formed to protrude to the upper surface of the cap plate 13. One side of the positive electrode terminal lead plate 18 is formed to protrude to the upper surface of the cap plate (13).
미 설명부호인 15는 절연판으로 음극단자용 플레이트(16)와 캡플레이트(13)를 전기적으로 절연하게 된다. Unexplained reference numeral 15 is an insulating plate to electrically insulate the negative electrode terminal plate 16 and the cap plate 13.
상기 보호회로 기판(20)은 외부 단자(22)가 형성된 상면과 회로부(도면에 표시하지 않음) 및 접속단자(26, 28)가 구비된 하면으로 형성된다. 상기 접속단자(26,28)는 음극용 접속단자(26)와 양극용 접속단자(28)로 구성되며, 캡플레이트의 각 리드플레이트와의 전기 접속을 위해 'L'자형 구조로 형성된다. 상기 캡플레이트(12)의 리드플레이트(16, 18)와 접속단자(26, 28)는 일반적으로 저항 스폿용접에 의하여 결합된다.The protective circuit board 20 is formed of an upper surface on which an external terminal 22 is formed, and a lower surface on which a circuit portion (not shown) and connection terminals 26 and 28 are provided. The connection terminals 26 and 28 are composed of a negative connection terminal 26 and a positive connection terminal 28, and is formed in an 'L' shaped structure for electrical connection with each lead plate of the cap plate. The lead plates 16 and 18 and the connection terminals 26 and 28 of the cap plate 12 are generally joined by resistance spot welding.
종래에는 상기 베어셀의 리드플레이트와 보호회로기판의 접속단자간의 저항 스폿용접을 수동으로 실시하여 왔다. 즉 베어셀과 보호회로기판이 하나씩 고정된 지그를 용접기에 고정하고 용접봉을 용접부위에 접촉시켜 용접을 실시하였다. 그러나 이렇게 수동으로 용접을 하는 경우에는 작업속도가 느리고, 용접위치가 불규칙하여 용접불량이 발생하는 문제점이 있었다.Conventionally, resistance spot welding between the lead plate of the bare cell and the connection terminal of the protective circuit board has been performed manually. That is, the jig in which the bare cell and the protection circuit board were fixed one by one was fixed to the welding machine, and the welding rod was contacted with the welding site to perform welding. However, in the case of manual welding in this way, the work speed is low, and the welding position is irregular, causing a problem in welding.
본 발명은 기술한 문제점을 해결하기 위한 이차 전지의 자동 용접장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극조립체, 캔, 캡조립체를 구비하여 이루어진 베어셀의 상부에 보호회로 기판을 자동으로 용접하는 자동용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention relates to an automatic welding device for a secondary battery for solving the above described problems, and more particularly, automatic welding for automatically welding a protective circuit board on top of a bare cell including an electrode assembly, a can, and a cap assembly. It is an object to provide a device.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 베어셀의 각 리드플레이트와 보호회로기판의 각 접속단자가 접촉되도록 상기 베어셀과 보호회로기판이 장착되는 지그와, 상기 지그가 고정되는 지그고정수단과, 상기 지그고정수단을 상하로 이송하는 상하이송수단을 포함하는 이송부;와 상기 지그고정수단을 중심으로 좌우 대칭으로 형성되며, 각각의 일단에 장착된 용접봉을 상기 리드플레이트와 접속단자의 접촉 위치로 이송시키는 좌우이송수단을 포함하는 용접부; 및 상기 상하이송수단과 좌우이송수단을 제어하며 상기 용접봉에 전기를 공급하는 제어부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a jig in which the bare cell and the protective circuit board is mounted so that each lead plate of the bare cell and each connection terminal of the protective circuit board, the jig fixing means for fixing the jig; A conveying part including a shanghai conveying means for conveying the jig fixing means up and down; and symmetrically formed around the jig fixing means, and transferring a welding rod mounted at each end to a contact position between the lead plate and the connecting terminal. Welding part including the left and right transfer means; And a control unit which controls the shanghai conveying means and the left and right conveying means and supplies electricity to the welding rod.
또한 본 발명에서 상기 지그는 상기 베어셀이 안착되는 적어도 2개의 베어셀안착홈과, 상기 베어셀안착홈과 인접하여 형성되는 적어도 2개의 보호회로기판안착홈 및 상기 리드플레이트와 접속단자의 접촉 위치에 대응되는 위치에 관통되어 형성되는 용접홀을 포함하는 본체; 및 상기 본체와 결합되며, 상기 본체의 베어셀안착홈과 보호회로기판안착홈에 대응되는 위치에 형성되는 수용부와 상기 본체의 용접홀에 대응되는 위치에 관통하여 형성되는 커버용접홀을 포함하는 커버를 포함하여 형성될 수 있다.In the present invention, the jig includes at least two bare cell seating grooves in which the bare cells are seated, at least two protective circuit board seating recesses formed adjacent to the bare cell seating grooves, and a contact position between the lead plate and the connection terminal. A main body including a welding hole formed to penetrate at a position corresponding thereto; And a cover welding hole coupled to the main body, the receiving part being formed at a position corresponding to the bare cell seating groove and the protective circuit board seating groove of the main body and penetrating at a position corresponding to the welding hole of the main body. It may be formed including a cover.
또한 본 발명에서 상기 본체에는 상기 용접홀이 형성된 위치의 배면에 본체배면홈이 더 형성되고, 상기 커버에는 상기 커버용접홀이 형성된 위치의 배면에 커버배면홈이 더 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the main body rear groove is further formed on the rear of the position where the welding hole is formed in the main body, and the cover rear groove may be further formed on the rear of the position where the cover welding hole is formed in the cover.
또한 본 발명에서 상기 본체는 상기 베어셀안착홈을 좌우로 관통하는 베어셀취부홈과 보호회로기판안착홈의 일측에 형성되는 보호회로기판취부홈을 더 포함하여 형성되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the main body further includes a bare cell mounting groove penetrating the bare cell mounting groove from side to side and a protective circuit board mounting groove formed on one side of the protective circuit board mounting groove.
또한 본 발명에서 상기 지그고정수단은 소정위치에 설치되어 지그의 장착여부를 감지하는 지그센서를 더 포함하여 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the jig fixing means may be formed at a predetermined position further comprises a jig sensor for detecting whether the jig is mounted.
또한 본 발명에서 상기 상하이송수단은 모터와 볼스크류와 리니어가이드로 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the shanghai conveying means may be formed of a motor, a ball screw and a linear guide.
또한 본 발명에서 상기 용접부는 상기 좌우이송수단에 결합되어 상기 좌우이송수단을 전후로 이송하는 전후이송수단을 더 포함하여 형성될 수 있다.In addition, in the present invention, the welding portion may be formed further comprising a front and rear transfer means coupled to the left and right transfer means to transfer the left and right transfer means back and forth.
또한 본 발명에서 상기 좌우이송수단은 공압실린더로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the left and right transfer means is preferably formed of a pneumatic cylinder.
또한 본 발명에서 상기 전후이송수단은 모터와 볼스크류 및 리니어가이드 또는 공압실린더로 형성될 수 있다.In addition, the front and rear transfer means in the present invention may be formed of a motor, a ball screw and a linear guide or pneumatic cylinder.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 자동용접장치의 개략적인 구성도를 나타낸다. 도 3a는 본 발명에 따른 자동용접장치의 지그 본체의 평면도를 나타낸다. 도 3b는 도 3a의 A-A 단면도를 나타낸다. 도 4a는 본 발명에 따른 자동용접장치의 지그 커버의 평면도를 나타낸다. 도 4b는 도 4a의 B-B 단면도를 나타낸다. 도 5는 본 발명에 따른 자동용접장치의 지그고정수단의 사시도를 나타낸다. 도 6은 베어셀과 보호회로기판이 장착된 지그본체의 평면도를 나타낸다.2 shows a schematic configuration diagram of an automatic welding device according to the present invention. Figure 3a shows a plan view of the jig body of the automatic welding device according to the present invention. 3B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 3A. Figure 4a shows a plan view of a jig cover of the automatic welding device according to the present invention. 4B is a sectional view taken along the line B-B in FIG. 4A. Figure 5 shows a perspective view of the jig fixing means of the automatic welding device according to the present invention. 6 is a plan view of a jig main body on which a bare cell and a protection circuit board are mounted.
본 발명에 따른 자동 용접장치는, 도2를 참조하면, 용접부(100)와 이송부(200) 및 제어부(300)를 포함하여 형성된다. Referring to FIG. 2, the automatic welding device according to the present invention includes a welding part 100, a transfer part 200, and a control part 300.
상기 용접부(100)는 좌우이송수단(120)과 전후이송수단(130)을 포함하여 구성된다. The welding part 100 is configured to include the left and right transfer means 120 and the front and rear transfer means 130.
상기 좌우이송수단(120)은 공압실린더, 모터와 볼스크류 및 리니어가이드 또는 용접봉을 수평으로 이송할 수 있는 등가의 이송수단으로 구성되며, 전단에는 용접봉(110)이 고정되어 용접봉(110)을 좌우로 이송하게 된다. 상기 용접봉(110)은 저항용접에 사용되는 일반적인 용접봉이 사용된다.The left and right conveying means 120 is composed of a pneumatic cylinder, a motor and a ball screw and a linear guide or an equivalent conveying means capable of horizontally conveying the welding rod, the welding rod 110 is fixed to the front end to the left and right of the welding rod 110 Will be transferred to. The electrode 110 is a common electrode used for resistance welding is used.
상기 전후이송수단(130)은 모터와 볼스크류 및 리니어가이드, 공압실린더 또는 등가의 이송수단으로 구성되며, 상기 좌우이송수단(120)의 하부에 결합되어 상기 좌우이송수단(120)을 전후로 이송하게 된다. 상기 전후이송수단(130)은 상기 이송부(200)에 장착되는 베어셀(10)과 보호회로기판(20)의 기종 변경 등에 의하여 용접위치가 변경되는 경우에 상기 좌우이송수단의 위치를 조정하게 된다. 따라서 베어셀(10)과 보호회로기판(20)의 용접위치가 항상 일정한 경우에는 상기 전후이송수단(130)은 본 발명에 따른 자동용접장치에 형성되지 않을 수 있음은 물론이다.The front and rear conveying means 130 is composed of a motor, a ball screw and a linear guide, a pneumatic cylinder or an equivalent conveying means, coupled to the lower portion of the left and right conveying means 120 to convey the left and right conveying means 120 back and forth do. The front and rear transfer means 130 adjusts the position of the left and right transfer means when the welding position is changed by changing the model of the bare cell 10 and the protection circuit board 20 mounted on the transfer part 200. . Therefore, when the welding position of the bare cell 10 and the protective circuit board 20 is always constant, the front and rear transfer means 130 may not be formed in the automatic welding device according to the present invention.
상기 용접부(100)에서 상기 좌우이송수단(120)과 전후이송수단(130)은, 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 이송부(200)를 중심으로 소정간격을 두고 좌우 대칭으로 형성된다. In the welding part 100, the left and right conveying means 120 and the front and rear conveying means 130 are symmetrically formed at predetermined intervals with respect to the conveying part 200 as shown in FIG. 2.
상기 이송부(200)는 지그(210)와 지그고정수단(240) 및 상하이송수단(250)을 포함하여 형성된다. 또한 상기 이송부(200)는 지그센서(260)를 포함하여 형성될 수 있다.The transfer part 200 is formed to include a jig 210, a jig fixing means 240 and a shanghai conveying means 250. In addition, the transfer unit 200 may be formed to include a jig sensor 260.
상기 지그(210)는 본체(220)와 커버(230)로 형성되며, 이차전지의 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 고정되어 상기 지그고정수단(240)에 장착되어 상기 용접부(100) 사이에 위치하게 된다.The jig 210 is formed of a main body 220 and a cover 230, and the bare cell 10 and the protection circuit board 20 of the secondary battery are fixed to the jig fixing unit 240 to be mounted on the welding part ( 100).
상기 본체(220)는 소정두께의 판상으로 형성되며, 베어셀안착홈(221)과 보호회로기판안착홈(222)과 용접홀(223, 224)과 베어셀취부홈(225, 226)과 본체배면홈(227) 및 결합홈(228)을 포함하여 형성된다. The main body 220 is formed in a plate shape having a predetermined thickness, and the bare cell seating groove 221, the protective circuit board seating groove 222, the welding holes 223 and 224, the bare cell mounting grooves 225 and 226, and the main body are formed. It is formed including a back groove 227 and the coupling groove 228.
상기 베어셀안착홈(221)은 본체(220)의 상면에서 베어셀(10)의 형상과 대응되어 소정두께로 파여서 형성되며, 베어셀(10)이 안착되어 고정된다. 바람직하게는 베어셀(10)이 안착될 때 베어셀(10)이 본체의 상면에서 소정높이로 돌출되도록 베어셀안착홈(221)의 깊이를 형성한다. 또한 베어셀(10)을 상기 지그의 본체(220)에 취부할 때 편리하도록 베어셀안착홈(221)의 일부에 좌우로 관통하는 베어셀취부홈(225)이 형성될 수 있다.The bare cell seating groove 221 is formed by digging into a predetermined thickness corresponding to the shape of the bare cell 10 on the upper surface of the body 220, the bare cell 10 is seated and fixed. Preferably, when the bare cell 10 is seated, the bare cell 10 forms a depth of the bare cell seating recess 221 such that the bare cell 10 protrudes to a predetermined height from the upper surface of the main body. In addition, a bare cell mounting groove 225 penetrating to a part of the bare cell seating groove 221 may be formed to be convenient when the bare cell 10 is mounted on the main body 220 of the jig.
상기 보호회로기판안착홈(222)은 상기 베어셀안착홈(221)에 인접하여 형성되며, 보호회로기판(20)이 안착된다. 이때 상기 보호회로기판안착홈(222)은 상기 베어셀의 리드플레이트(16, 18)와 보호회로기판의 접속단자(26, 28)가 접촉되도록 상기 베어셀안착홈(221)과 인접하여 형성된다. 보호회로기판안착홈(222)의 깊이도 상기 베어셀안착홈(221)과 마찬가지로 보호회로기판(20)이 본체(220)의 상면에서 일부 돌출되도록 형성한다. 또한 보호회로기판(20)을 상기 지그의 본체(220)에 취부할 때 편리하도록 보호회로기판안착홈(222)의 일측에 별도의 보호회로기판취부홈(226)이 형성될 수 있다.The protective circuit board mounting groove 222 is formed adjacent to the bare cell mounting groove 221, and the protective circuit board 20 is seated. In this case, the protective circuit board mounting recess 222 is formed adjacent to the bare cell mounting recess 221 such that the lead plates 16 and 18 of the bare cell and the connection terminals 26 and 28 of the protective circuit board contact with each other. . Like the bare cell seating groove 221, the depth of the protection circuit board mounting groove 222 is formed so that the protective circuit board 20 partially protrudes from the upper surface of the main body 220. In addition, a separate protective circuit board mounting groove 226 may be formed at one side of the protective circuit board mounting groove 222 so as to be convenient when the protective circuit board 20 is mounted on the main body 220 of the jig.
상기 용접홀(223,224)은 상기 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 상기 베어셀안착홈(221)과 보호회로기판안착홈(222)에 각각 안착될 때 베어셀의 리드플레이트(16, 18)와 보호회로기판의 접속단자(26, 28)가 접촉되는 부위에 대응되는 위치에서 상기 본체(220)를 상하로 관통하여 형성된다. 따라서 베어셀의 리드플레이트(16, 18)와 보호회로기판의 접속단자(26, 28)가 접촉되는 부위가 본체(220)의 하면에서 노출된다. 상기 용접홀(223, 224)은 도 3a에서 보는 바와 같이 양극용리드플레이트(16)와 음극용리드플레이트(18)의 용접부위를 각각 노출시킬 수 있도록 좌우측에 형성되며 소정크기로 형성된다.The welding holes 223 and 224 are formed when the bare cell 10 and the protective circuit board 20 are seated in the bare cell mounting groove 221 and the protective circuit board mounting groove 222, respectively. 18 and the main body 220 penetrate up and down at a position corresponding to a portion where the connection terminals 26 and 28 of the protective circuit board are in contact with each other. Therefore, a portion where the bare plates 16 and 18 of the bare cell and the connection terminals 26 and 28 of the protective circuit board contact each other is exposed on the bottom surface of the main body 220. As shown in FIG. 3A, the welding holes 223 and 224 are formed on the left and right sides to expose the welding portions of the anode lead plate 16 and the cathode lead plate 18, respectively.
상기 용접홀(223, 224)은 베어셀(10)과 보호회로기판(20)의 안착시 용접부위의 구별을 위하여 별도로 형성하였으나 일체로 형성될 수 있음은 물론이다.The welding holes 223 and 224 are separately formed to distinguish the welded portion when the bare cell 10 and the protection circuit board 20 are seated, but may be formed integrally.
상기 본체배면홈(227)은 소정깊이의 홈으로 상기 용접홀(223, 224)이 형성된 위치의 배면에 용접홀(223, 224)보다 넓게 소정깊이의 홈으로 형성된다. 상기 본체배면홈(227)은 용접봉이 용접홀(223, 224)을 지나 접합위치에 용이하게 접근할 수 있도록 형성된다.The body back groove 227 is a groove having a predetermined depth and is formed as a groove having a predetermined depth wider than that of the welding holes 223 and 224 on the rear surface of the position where the welding holes 223 and 224 are formed. The body back groove 227 is formed so that the welding rod can easily access the bonding position through the welding holes (223, 224).
상기 결합홈(228)은 소정크기의 홈으로 본체(220)의 상면에 형성되며, 상기 커버(230)가 조립될 때 커버(230)의 조립위치를 일정하게 하기 위해서 형성된다. 상기 결합홈(228)은 본체(220)의 상면의 상부 좌우측에 적어도 2개로 형성된다.The coupling groove 228 is formed on the upper surface of the body 220 as a groove of a predetermined size, and is formed to make the assembly position of the cover 230 constant when the cover 230 is assembled. At least two coupling grooves 228 are formed on the upper left and right sides of the upper surface of the main body 220.
상기 본체(220)에는 상기 베어셀안착홈(221)과 상기 보호회로기판안착홈(222)이 적어도 2개가 소정거리를 두고 형성된다. 즉 하나의 지그(210)에는 두 개 이상의 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 고정되며, 한번 지그(210)를 조립하여서 두 개 이상의 베어셀(10)과 보호회로기판(20)을 용접할 수 있게된다. The bare cell seating groove 221 and the protective circuit board seating groove 222 are formed at a predetermined distance in the body 220. That is, two or more bare cells 10 and the protection circuit board 20 are fixed to one jig 210, and two or more bare cells 10 and the protection circuit board 20 are assembled by assembling the jig 210 once. It will be possible to weld.
상기 커버(230)는 소정두께의 판상으로 형성되며, 수용부(232)와 커버용접홀(234)과 커버배면홈(237) 및 결합봉(238)을 포함하여 형성된다.The cover 230 is formed in a plate shape having a predetermined thickness, and includes a receiving part 232, a cover welding hole 234, a cover back groove 237, and a coupling rod 238.
상기 수용부(232)는 상기 본체의 베어셀안착홈(221)과 보호회로기판안착홈(222)이 형성된 위치에 대응되는 위치에 형성되며, 바람직하게는 본체(220)와는 달리 베어셀안착홈(221)과 보호회로기판안착홈(222)이 일체로 된 형상으로 형성된다. 즉 베어셀(10)과 보호회로기판(20)은 지그(210)에 고정될 때 정확한 위치에 고정되어야 용접부위가 일정하게 되므로, 상기 본체(220)에는 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 고정되는 홈을 별도로 형성하게된다. 그러나 상기 커버(230)는 상기 본체(220)에 고정된 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 베어셀안착홈(221)과 보호회로기판안착홈(222)에서 이탈되지 않도록 잡아주기만 하면 되므로 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 안착되는 위치를 구분할 필요가 없게된다. 또한 상기 수용부(232)의 크기를 상기 베어셀(10)과 보호회로기판(20)의 크기보다 조금 크게 형성하면 상기 본체(220)와 커버(230)의 조립도 용이하게 된다.The accommodating part 232 is formed at a position corresponding to the position where the bare cell seating groove 221 and the protective circuit board seating groove 222 of the main body are formed. Preferably, unlike the main body 220, the bare cell seating groove is formed. 221 and the protective circuit board mounting groove 222 are formed in an integrated shape. That is, since the bare cell 10 and the protective circuit board 20 are fixed at the correct position when the jig 210 is fixed to the jig 210, the welding part becomes constant, so that the bare cell 10 and the protective circuit board ( 20) to form a groove to be fixed separately. However, the cover 230 only holds the bare cell 10 and the protection circuit board 20 fixed to the main body 220 so as not to be separated from the bare cell mounting groove 221 and the protection circuit board mounting groove 222. Since the bare cell 10 and the protective circuit board 20 does not need to be distinguished. In addition, when the size of the accommodating part 232 is slightly larger than that of the bare cell 10 and the protective circuit board 20, the assembly of the main body 220 and the cover 230 may be facilitated.
상기 커버용접홀(234)은 상기 본체(220)의 용접홀(223, 224)에 대응되는 위치에 형성하게 되며, 상기 커버(230)를 상하로 관통하여 형성된다. 또한 상기 커버용접홀(234)은 바람직하게는 상기 본체(220)의 경우와는 달리 일체로 형성된다.The cover welding hole 234 is formed at a position corresponding to the welding holes 223 and 224 of the main body 220 and is formed by penetrating the cover 230 up and down. In addition, the cover welding hole 234 is preferably formed integrally unlike the case of the main body 220.
상기 커버배면홈(237)은 소정깊이의 홈으로 상기 커버용접홀(234)이 형성된 위치의 배면에 커버용접홀(234)보다 넓게 소정깊이의 홈으로 형성된다. 상기 커버배면홈(237)은 용접봉이 커버용접홀(234)을 지나 접합위치에 용이하게 접근할 수 있도록 형성된다.The cover back groove 237 is a groove having a predetermined depth and is formed as a groove having a predetermined depth wider than that of the cover welding hole 234 on the rear surface of the position where the cover welding hole 234 is formed. The cover back groove 237 is formed so that the welding rod can easily access the bonding position through the cover welding hole 234.
상기 결합봉(238)은 상기 본체(220)의 결합홈(228)의 대응되는 위치에 커버(230) 상면에 소정크기의 봉이 압입되어 형성되며, 상기 커버(230)가 본체(220)에 조립될 때 커버(230)의 조립위치를 일정하게 하기 위해서 형성된다. The coupling rod 238 is formed by pressing a rod of a predetermined size to the upper surface of the cover 230 in a corresponding position of the coupling groove 228 of the main body 220, the cover 230 is assembled to the main body 220 When the cover 230 is assembled, it is formed to make the assembly position constant.
상기 지그고정수단(240)은, 도 5를 참조하며 보면, 전면과 양측면이 개방된 프레임(242)으로 형성되며, 윗면과 밑면의 내부에 지그가이드(244)가 설치된다. 상기 프레임(242)은 장착되는 지그의 크기에 대응하여 소정크기로 형성된다. 상기 지그가이드(244)는 장착되는 지그(210)의 두께에 대응되는 소정거리로 이격되어 상기 프레임(242) 윗면의 내부양측에 설치되어 지그(210)가 지그가이드(244)사이로 창작되어 고정될 수 있도록 한다. 또한 상기 프레임의 밑면에도 상기 지그가이드(244)가 동일하게 형성된다. 상기 지그고정수단(240)의 개방된 양측면으로는 지그(210)의 용접홀(223, 224, 234)이 노출되므로 상기 좌우이송수단(120)에 의하여 이송되는 용접봉(110)이 상기 용접홀(223, 224, 234)에 용이하게 접근할 수 있게된다. The jig fixing means 240, as shown in Figure 5, is formed of a frame 242, the front and both sides are open, jig guide 244 is installed inside the top and bottom. The frame 242 is formed in a predetermined size corresponding to the size of the jig to be mounted. The jig guide 244 is spaced apart by a predetermined distance corresponding to the thickness of the jig 210 to be mounted is installed on both sides of the inside of the upper surface of the frame 242 jig 210 is created between the jig guide 244 is to be fixed To help. In addition, the jig guide 244 is formed on the bottom surface of the frame in the same manner. Since the welding holes 223, 224, and 234 of the jig 210 are exposed to both open sides of the jig fixing unit 240, the welding rod 110 transferred by the left and right transfer means 120 is the welding hole ( 223, 224, 234 are easily accessible.
상기 상하이송수단(250)은 모터와 볼스크류 및 리니어가이드로 형성되며, 상기 지그고정수단(240)과 결합되어 지그고정수단(240)을 상하로 이송하게 된다. 한편 상기 상하이송수단(250)으로는 모터와 볼스크류 및 리니어가이드를 이용하는 외에 유압실린더, 공압실린더 등 직선이송기구를 사용할 수 있음은 물론이다. The shanghai conveying means 250 is formed of a motor, a ball screw and a linear guide, it is coupled with the jig fixing means 240 to convey the jig fixing means 240 up and down. On the other hand, the shanghai conveying means 250 may be a linear transfer mechanism such as a hydraulic cylinder, pneumatic cylinder, in addition to using a motor, a ball screw and a linear guide.
상기 지그센서(260)는 상기 지그고정수단(240)의 소정위치에 고정되어 지그고정수단(240)에 지그(210)가 장착되었는지 여부를 감지하게 된다. 상기 지그센서(260)로는 적외선 센서, 레이저 센서 또는 근거리에서 물체를 감지할 수 있는 등가의 센서가 사용될 수 있다.The jig sensor 260 is fixed at a predetermined position of the jig fixing means 240 to detect whether the jig 210 is mounted on the jig fixing means 240. As the jig sensor 260, an infrared sensor, a laser sensor, or an equivalent sensor capable of detecting an object at a short range may be used.
상기 제어부(300)는 상기 좌우이송수단(120)과 전후이송수단(130) 및 상하이송수단(250)과 연결되어 이들의 작동을 제어하게 된다. 또한 상기 좌우이송수단(120)에 결합되는 용접봉(110)에 전기를 공급하여 용접공정을 제어하게 된다.The control unit 300 is connected to the left and right transfer means 120 and the front and rear transfer means 130 and the Shanghai transfer means 250 to control their operation. It also controls the welding process by supplying electricity to the welding rod 110 coupled to the left and right transfer means (120).
다음은 본 발명에 따른 자동용접장치의 작용에 대하여 설명한다. Next will be described the operation of the automatic welding device according to the present invention.
도 6은 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 안착된 상기 지그(210)의 분해사시도를 나타낸다. 본 실시예에서는 하나의 지그(210)에 4개의 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 안착되도록 지그에 안착홈(221, 222)을 형성한다. 도 6을 참조하여 보면, 지그(210) 본체(220)의 베어셀안착홈(221)과 보호회로기판안착홈(222)에 각각 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 안착되며, 베어셀(10)의 리드플레이트(16, 18)와 보호회로기판(20)의 접속단자(26, 28)의 용접부위가 서로 밀착된 상태를 유지한다. 상기 본체(220)에 커버(230)가 결합되면 베어셀(10)과 보호회로기판(20)은 고정된 상태를 유지하게 되며, 지그(210)의 각 용접홀(223, 224, 234)에는 리드플레이트(16, 18)와 접속단자(26, 28)가 노출된다. 이때 상기 본체(220)와 커버(230)의 조립위치를 일정하게 하기 위해서 본체(220)의 결합홈(228)에 커버(230)의 결합봉(238)을 삽입하여 지그(210)를 결합하게 된다. 6 shows an exploded perspective view of the jig 210 on which the bare cell 10 and the protection circuit board 20 are seated. In the present embodiment, the mounting grooves 221 and 222 are formed in the jig so that the four bare cells 10 and the protection circuit board 20 are seated in one jig 210. Referring to FIG. 6, the bare cell 10 and the protective circuit board 20 are seated in the bare cell seating recess 221 and the protective circuit board mounting recess 222 of the jig 210 main body 220, respectively. The welding plates of the lead plates 16 and 18 of the bare cell 10 and the connection terminals 26 and 28 of the protective circuit board 20 are kept in close contact with each other. When the cover 230 is coupled to the main body 220, the bare cell 10 and the protection circuit board 20 are kept in a fixed state, and each of the welding holes 223, 224, and 234 of the jig 210 is fixed. The lead plates 16 and 18 and the connection terminals 26 and 28 are exposed. At this time, the coupling rod 238 of the cover 230 is inserted into the coupling groove 228 of the main body 220 so as to uniformly assemble the jig 210 in order to make the assembly position of the main body 220 and the cover 230 constant. do.
다음으로는 베어셀(10)과 보호회로기판(20)이 내부에 안착된 지그(210)를 상기 지그고정수단(240)의 내부로 삽입하여 장착시킨다. 이때 지그(210)에 형성된 용접홀(223, 224, 234)과 용접봉(110)의 위치가 일치하지 않으면 상기 전후이송수단(130)을 작동시켜 용접봉(110)의 전후위치를 조정하게 된다. 상기 제어부(300)는 상기 상하이송수단(250)을 작동시켜 지그(210)의 내부에 장착된 베어셀(10)과 보호회로기판(20)의 용접부위가 상기 용접봉(110)의 위치에 오도록 지그(210)를 상승시킨다. 이때 지그(210)가 이송되는 거리 및 간격은 사용되는 지그(210)에 형성된 용접홀(223, 224)의 간격에 따라 미리 제어부(300)에 설정된다. 또한 제어부(300)는 상기 지그센서(260)로부터 지그(210)가 장착되었는지 여부를 자동으로 확인한 후에 상하이송수단(250)을 작동시킬 수 있다. 상하이송수단(250)에 의하여 지그(210)가 용접위치로 이송된 후 에는 상기 좌우이송수단(120)이 제어부(300)에 의하여 작동되어 양쪽의 용접봉(110)이 지그(210) 쪽으로 이송된다. 용접봉(110)에는 제어부(300)에 의하여 전기가 공급되며, 용접봉(110)이 지그(210) 내부에 장착된 베어셀(10)과 보호회로기판(20)의 용접부에 접촉되어 용접을 하게 된다. 용접이 종료되면 용접봉(110)은 좌우이송수단(120)과 함께 다시 원위치로 이동되며, 지그(210)는 상하이송수단(250)에 의하여 소정간격 상승된다. 상하이송수단(250)의 이송이 종료되면 용접봉(110)이 다시 좌우이송수단(120)에 의하여 이송되어 용접을 실시하게 된다. 이러한 작동이 반복적으로 계속되어 지그(210)내에 장착된 각 베어셀(10)과 보호회로기판(20)의 용접이 종료되면 상하이송수단(250)과 좌우이송수단(120)의 작동이 정지하게 되며 지그(210)를 지그고정수단(240)에서 분리하면 모든 작동이 완료된다.Next, the bare cell 10 and the protection circuit board 20 are inserted into and mounted into the jig fixing means 240. At this time, if the positions of the welding holes 223, 224, 234 and the welding rod 110 formed in the jig 210 do not match, the front and rear transfer means 130 may be operated to adjust the front and rear positions of the welding rod 110. The control unit 300 operates the shanghai conveying means 250 so that the welding portion of the bare cell 10 and the protection circuit board 20 mounted inside the jig 210 is in the position of the welding rod 110. The jig 210 is raised. At this time, the distance and the interval at which the jig 210 is transferred are set in advance in the controller 300 according to the interval of the welding holes 223 and 224 formed in the jig 210 to be used. In addition, the controller 300 may automatically check whether the jig 210 is mounted from the jig sensor 260 and then operate the shanghai transport means 250. After the jig 210 is transferred to the welding position by the shanghai conveying means 250, the left and right conveying means 120 are operated by the control unit 300 so that both electrodes 110 are conveyed toward the jig 210. . Electricity is supplied to the electrode 110 by the control unit 300, the electrode 110 is in contact with the welding portion of the bare cell 10 and the protective circuit board 20 mounted inside the jig 210 to be welded. . When the welding is finished, the electrode 110 is moved back to the original position with the left and right transfer means 120, jig 210 is raised by a predetermined distance by the shanghai conveying means (250). When the transfer of the shanghai conveying means 250 is finished, the welding rod 110 is again transferred by the left and right conveying means 120 to perform welding. This operation is repeatedly performed to stop the operation of the shanghai transport means 250 and the left and right transport means 120 when welding of each bare cell 10 and the protection circuit board 20 mounted in the jig 210 is finished. If the jig 210 is removed from the jig fixing means 240, all the operations are completed.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. As described above, the present invention is not limited to the specific preferred embodiments described above, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Various modifications are possible, of course, and such changes are within the scope of the claims.
본 발명에 따른 자동용접장치에 의하면 베어셀과 보호회로 기판의 용접시 리드플레이트와 접속단자를 항상 균일한 위치에서 용접시킬 수 있으므로, 용접위치의 산포를 최소화하여 용접에 따른 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the automatic welding device according to the present invention, when welding the bare cell and the protection circuit board, the lead plate and the connection terminal can be welded at a uniform position at all times, thereby minimizing the scattering of the welding position and preventing defects due to welding. It works.
또한 본 발명에 따르면 베어셀과 보호회로기판의 용접공정에 대한 작업성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention there is an effect that can improve the workability for the welding process of the bare cell and the protective circuit board.
도 1은 캔형 이차전지의 분해사시도.1 is an exploded perspective view of a can type secondary battery.
도 2는 본 발명에 따른 자동용접장치의 개략적인 구성도.2 is a schematic configuration diagram of an automatic welding device according to the present invention.
도 3a는 본 발명에 따른 자동용접장치의 지그 본체의 평면도.Figure 3a is a plan view of the jig body of the automatic welding device according to the present invention.
도 3b는 도 3a의 A-A 단면도.3B is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 3A.
도 4a는 본 발명에 따른 자동용접장치의 지그 커버의 평면도.Figure 4a is a plan view of a jig cover of the automatic welding device according to the present invention.
도 4b는 도 4a의 B-B 단면도.4B is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 4A.
도 5는 본 발명에 따른 자동용접장치의 지그고정수단의 사시도. 5 is a perspective view of the jig fixing means of the automatic welding device according to the present invention.
도 6은 베어셀과 보호회로기판이 장착된 지그 본체의 평면도.6 is a plan view of a jig main body on which a bare cell and a protection circuit board are mounted.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 - 베어셀 16,18 - 리드플레이트10-Bare Cell 16,18-Lead Plate
20 - 보호회로기판 26,28 - 접속단자20-Protective circuit board 26,28-Connection terminal
120 - 좌우이송수단 130 - 전후이송수단120-left and right transport means 130-forward and backward transport means
210 - 지그 220 - 본체210-Jig 220-Body
230 - 커버 240 - 지그고정수단230-Cover 240-Jig Lock
250 - 상하이송수단 260 - 지그센서250-Shanghai Sudan 260-Jig Sensor
300 - 제어부300-control unit
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