KR102288818B1

KR102288818B1 - 엑스레이 검사 장치 및 엑스레이 검사 시스템

Info

Publication number: KR102288818B1
Application number: KR1020200107098A
Authority: KR
Inventors: 김종희
Original assignee: 주식회사 쎄크
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2021-08-12
Anticipated expiration: 2040-08-25
Also published as: KR20220026490A; EP4206665A1; JP7458555B2; KR102400116B1; CN116057371B; WO2022045428A1; JP2023545349A; KR20220026480A; US20230304947A1; KR102668539B1; EP4206665A4; CN116057371A; US12270771B2

Abstract

엑스레이 검사 장치가 개시된다. 본 엑스레이 검사 장치는 엑스레이 튜브, 엑스레이 튜브에 대향되도록 배치되는 디텍터 및 적어도 2개의 피검사체를 동시에 엑스레이 검사하기 위해 적어도 2개의 피검사체를 엑스레이 튜브와 디텍터 사이의 검사 위치로 이송하는 이송 장치를 포함한다.

Description

엑스레이 검사 장치 및 엑스레이 검사 시스템{X-RAY INSPECTION APPARATUS AND X-RAY INSPECTION SYSTEM}

본 개시는 엑스레이 검사 장치 및 엑스레이 검사 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피검사체를 다양한 방향으로 회전시킴으로써 하나의 엑스레이 튜브를 사용하여 복수의 피검사체를 효과적으로 검사할 수 있는 엑스레이 검사 장치 및 이를 포함하는 엑스레이 검사 시스템에 관한 것이다.

엑스레이(X-Ray)는 파장이 원자크기 정도로 작아서 결정마다 고유한 회절 무늬를 형성하며, 에너지가 크기 때문에 물질에 대한 형광 작용이 강하고 물질을 쉽게 투과할 수 있으며 물질을 이온화시키는 특징이 있다. 이러한 엑스레이는 투과 시에는 물질의 밀도나 원자에 따라 투과율이 달라져 형광체에 충돌하는 에너지가 상이해 진다.

이 원리를 이용한 엑스레이 검사 장치는 생체 내부를 촬영하는 의료용 X선 검사 장치와 일반 산업분야에 활용되는 비파괴 검사를 위한 산업용 엑스레이 검사 장치 등으로 구분될 수 있다.

특히, 산업분야에서는 이차전지와 같은 피검사체를 생산하는 경우 피검사체의 불량 여부 검사를 위해 엑스레이 검사 장치가 주로 이용되고 있다. 이 경우, 이차전지의 생산 라인에 엑스레이 검사 장치를 적용하기 위해서는 생산 라인의 생산 속도보다 엑스레이 검사 장치의 검사 속도가 높거나 동등해야 한다.

종래에는 이차전지를 검사하기 위해 다수의 엑스레이 튜브를 순차적으로 사용하여 이차전지의 각 부분에 대한 3차원 검사 영상을 촬영하였다. 다만, 다수의 엑스레이 튜브를 사용하게 되면 검사 영상을 촬영하기 위한 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 엑스레이 검사 시스템의 전체적인 구조가 복잡해지는 문제가 존재하였다.

본 개시는 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 엑스레이 튜브를 사용하되, 복수의 피검사체에 대하여 검사가 필요한 영역을 동시에 검사 위치에 배치하여 검사함으로써 검사 시간을 단축하고, 구조를 단순화하여 전체 크기를 줄일 수 있는 엑스레이 검사 장치 및 엑스레이 검사 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치는 엑스레이 튜브, 상기 엑스레이 튜브에 대향되도록 배치되는 디텍터 및 적어도 2개의 피검사체를 동시에 엑스레이 검사하기 위해 상기 적어도 2개의 피검사체를 상기 엑스레이 튜브와 상기 디텍터 사이의 검사 위치로 이송하는 이송 장치를 포함한다.

이 경우, 상기 이송 장치는, 제1 이송 장치 및 제2 이송 장치를 포함하고,

상기 제1 및 제2 이송 장치는 각각 적어도 하나의 피검사체를 상기 검사 위치로 동시에 이송할 수 있다.

한편, 상기 이송 장치는, 상기 적어도 2개의 피검사체를 동시에 회전시키기 위한 회전 부재를 더 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 회전 부재는, 상기 검사 위치에 상기 피검사체의 모서리 중 어느 하나 또는 측면 중 어느 하나가 배치되도록 상기 피검사체를 회전시킬 수 있다.

한편, 상기 이송 장치는, 피검사체를 상기 엑스레이 튜브의 엑스레이 방사 경로에 수직한 이송 방향으로 이송 가능하며, 상기 방사 경로를 축으로 회전 가능하며, 상기 방사 경로 및 상기 이송 방향에 수직한 수평 방향을 축으로 회전 가능할 수 있다.

이 경우, 상기 이송 장치는, 피검사체를 상기 방사 경로를 축으로 회전시키는 제1 회전 부재, 상기 피검사체와 상기 제1 회전 부재를 상기 수평 방향을 축으로 회전시키는 제2 회전 부재 및 상기 피검사체, 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재를 상기 이송 방향으로 이송하는 이송 부재를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 이송 장치는, 상기 피검사체, 상기 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재를 상기 수평 방향으로 이동시키는 수평 이동 부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 이송 장치는, 피검사체를 상기 이송 장치에 고정시키는 고정 부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 엑스레이 검사 장치는, 적어도 하나의 피검사체를 수용하는 캐리어를 더 포함하고, 상기 이송 장치는 상기 캐리어를 상기 검사 위치로 이송할 수 있다.

이 경우, 상기 엑스레이 검사 장치는, 상기 캐리어에 복수의 피검사체가 수용되는 경우 각 피검사체 사이에 배치되는 스페이서를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 이송 장치는, 상기 적어도 2개의 피검사체를 파지하고, 복수의 관절을 통해 상기 적어도 2개의 피검사체를 회전시키는 다관절 로봇으로 구현될 수 있다.

이 경우, 상기 이송 장치는, 베이스, 복수의 링크, 상기 적어도 2개의 피검사체를 파지하기 위한 손목부 및 상기 베이스, 상기 복수의 링크 및 상기 손목부를 순차적으로 연결하고, 상기 복수의 링크 및 상기 손목부가 각각 회전 가능하도록 연결하는 복수의 관절을 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 손목부는, 적어도 하나의 피검사체를 파지하기 위한 그리퍼를 포함할 수 있다.

한편, 상기 이송 장치는, 제1 이송 장치, 제2 이송 장치 및 제3 이송 장치를 포함하고, 상기 제1 내지 제3 이송 장치는 각각 적어도 하나의 피검사체를 상기 검사 위치로 이송할 수 있다.

한편, 상기 디텍터는 제1 디텍터 및 제2 디텍터를 포함하고, 상기 이송 장치는, 상기 엑스레이 튜브와 상기 제1 디텍터 사이의 제1 검사 위치 및 상기 엑스레이 튜브와 상기 제2 디텍터 사이의 제2 검사 위치로 피검사체를 각각 이송할 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 시스템은, 엑스레이 튜브, 상기 엑스레이 튜브에 대향되도록 배치되는 디텍터, 각각 적어도 하나의 피검사체를 수용 가능한 적어도 2개의 캐리어, 상기 캐리어에 상기 피검사체를 적재하는 적재 장치, 상기 적어도 2개의 캐리어 및 피검사체를 상기 엑스레이 튜브와 상기 디텍터 사이의 검사 위치로 이송하는 이송 장치 및 상기 캐리어에서 검사 완료된 피검사체가 분리된 후 상기 캐리어를 피검사체가 적재되는 초기 위치로 회수하는 캐리어 회수 장치를 포함하고, 상기 이송 장치는, 적어도 2개의 캐리어에 각각 수용된 피검사체를 동시에 엑스레이 검사하기 위해 상기 적어도 2개의 캐리어를 상기 엑스레이 튜브와 상기 디텍터 사이의 검사 위치로 이송한다.

이 경우, 상기 이송 장치는, 제1 이송 장치 및 제2 이송 장치를 포함하고, 상기 제1 및 제2 이송 장치는 각각 적어도 하나의 피검사체를 상기 검사 위치로 동시에 이송할 수 있다.

한편, 상기 이송 장치는, 상기 적어도 2개의 캐리어를 동시에 회전시키기 위한 회전 부재를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 엑스레이 검사 시스템은, 피검사체가 수용된 캐리어를 상기 이송 장치에 적재하는 제1 운반 장치, 피검사체의 엑스레이 검사 결과에 기초하여 피검사체를 분류하는 분류 장치 및 검사 완료된 피검사체를 수용하는 상기 캐리어를 상기 이송 장치로부터 상기 분류 장치로 이동시키는 제2 운반 장치를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 분류 장치는, 검사 완료된 피검사체가 분리된 캐리어를 상기 캐리어 회수 장치로 취출할 수 있다.

한편, 상기 디텍터는, 피검사체에 대한 엑스레이 검사 영상을 생성하고, 상기 분류 장치는, 상기 피검사체에 대해 생성된 상기 엑스레이 검사 영상을 기초로 하여, 상기 피검사체를 엑스레이 검사 결과에 대응하는 라인으로 분류하여 취출할 수 있다.

이 경우, 상기 엑스레이 검사 시스템은, 양품 분류 라인 및 불량품 분류 라인을 더 포함하고, 상기 분류 장치는, 상기 엑스레이 검사 영상을 기초로 하여, 양품으로 식별된 피검사체를 상기 양품 분류 라인에 배치하고, 불량품으로 식별된 피검사체를 상기 불량품 분류 라인에 배치할 수 있다.

한편, 상기 엑스레이 검사 시스템은, 상기 캐리어에 복수의 피검사체가 수용되는 경우 각 피검사체 사이에 배치되는 스페이서 및 상기 스페이서를 회수하는 스페이서 회수 장치를 포함하고, 상기 분류 장치는 상기 캐리어에 적재된 스페이서를 상기 스페이서 회수 장치로 취출하고, 상기 스페이서 회수 장치는 캐리어에 스페이서가 적재되는 위치로 상기 스페이서를 회수할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 시스템을 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 적재 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 적재 장치의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 캐리어에 피검사체 및 스페이서가 수용되는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 캐리어에 피검사체만 수용되는 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 운반 장치의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 운반 장치의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 운반 장치의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 이송 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 이송 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 이송 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 이송 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 이차전지 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 이차전지 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 복수의 디텍터를 포함하는 엑스레이 검사 장치의 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 검사 방법 중 면 검사 방법을 설명하기 위한 측면도이다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 검사 방법 중 라인 검사 방법을 설명하기 위한 측면도이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 이차전지 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 이차전지 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 운반 장치의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 운반 장치의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 24는 본 개시의 일 실시예에 따른 분류 장치의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.
도 25는 본 개시의 다른 실시예에 따른 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 개시의 다른 실시예에 따른 이송 장치를 포함하는 엑스레이 검사 장치의 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 개시의 다른 실시예에 따른 엑스레이 검사 시스템을 나타내는 사시도이다.

이하에서 설명되는 실시 예는 본 개시의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 개시는 여기서 설명되는 실시 예들과 다르게, 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 개시의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.

본 개시의 설명에 있어서 각 단계의 순서는 선행 단계가 논리적 및 시간적으로 반드시 후행 단계에 앞서서 수행되어야 하는 경우가 아니라면 각 단계의 순서는 비제한적으로 이해되어야 한다. 즉, 위와 같은 예외적인 경우를 제외하고는 후행 단계로 설명된 과정이 선행단계로 설명된 과정보다 앞서서 수행되더라도 개시의 본질에는 영향이 없으며 권리범위 역시 단계의 순서에 관계없이 정의되어야 한다.

본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

또한, 본 개시에서 사용한 '정면', '배면', '상면', '하면', '측면', '좌측', '우측', '상부', '하부' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의해 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

그리고, 본 명세서에서는 본 개시의 각 실시 예의 설명에 필요한 구성요소를 설명한 것이므로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 일부 구성요소는 변경 또는 생략될 수도 있으며, 다른 구성요소가 추가될 수도 있다. 또한, 서로 다른 독립적인 장치에 분산되어 배치될 수도 있다.

나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 개시의 실시 예를 상세하게 설명하지만, 본 개시가 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

이하, 도 1 내지 도 27을 참고하여 본 개시를 상세히 설명한다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 시스템을 간략하게 나타내는 사시도이다.

엑스레이 검사 시스템(1)은 피검사체에 대한 비파괴 검사를 수행하기 위해 피검사체를 검사 위치까지 이송하고, 피검사체에 대한 엑스레이 검사를 진행하며, 검사 결과에 기초하여 양품 및 불량품을 분류하는 일련의 동작을 수행할 수 있는 시스템이다.

도 1을 참고하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 시스템(1)은 엑스레이 튜브(11, 도 9 참고), 디텍터(12, 도 9 참고) 및 이송 장치(100)를 포함하는 엑스레이 검사 장치(10), 외부로부터 피검사체를 공급하는 공급 라인(41), 공급된 피검사체를 캐리어(150)에 적재하는 적재 장치(40), 피검사체를 수용하는 캐리어(150)를 이송 장치(100)로 전달하는 제1 운반 장치(20), 엑스레이 검사가 완료된 피검사체를 이송 장치(100)에서 분류 장치(50)로 이동시키는 제1 운반 장치(30), 엑스레이 검사가 완료된 피검사체를 분류하는 분류 장치(50), 양품으로 분류되는 피검사체가 취출되는 양품 분류 라인(60), 불량품으로 분류되는 피검사체가 취출되는 불량품 분류 라인(70), 캐리어(150) 및 스페이서(154)가 엑스레이 검사 시스템(1) 내에서 순환하도록 이동시키는 캐리어 회수 장치(80) 및 스페이서 회수 장치(90)를 포함할 수 있다.

공급 라인(41), 제1 운반 장치(20), 제2 운반 장치(30), 양품 분류 라인(60), 불량품 분류 라인(70), 캐리어 회수 장치(80) 및 스페이서 회수 장치(90)와 같이 물류를 이송하는 구성은 컨베이어 시스템, Linear Motion System(LMS), Magnet motion, Multi Carrier System(MCS) 또는 기타 Linear actuator 등으로 구현될 수 있다.

이송 장치(100)는 피검사체를 엑스레이 튜브(11)의 엑스레이 방사 경로에 배치되도록 이송하고 피검사체를 복수의 방향으로 회전시킬 수 있는 장치로, 이러한 동작을 통해 엑스레이 검사 장치(10)는 피검사체에 대한 3차원 검사 영상을 생성할 수 있다. 이송 장치(100)를 포함하는 엑스레이 검사 장치(10)에 대한 상세한 설명은 도 8 내지 도 13에서 후술하기로 한다.

이하, 도 2 내지 도 21을 참고하여 본 개시의 다양한 실시예에 따른 엑스레이 검사 시스템(1)에 포함되는 각각의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

도 2 및 도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 적재 장치(40)의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

적재 장치(40)는 캐리어(150)에 피검사체(180) 및 스페이서(154)를 적재하기 위한 장치이다.

도 2를 참고하면, 적재 장치(40)는 공급 라인(41)을 통해 외부로부터 공급된 피검사체(180)를 캐리어(150)에 적재하기 위해 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 공급 라인(41)은 피검사체 생산 라인과 연결되어, 피검사체 생산 라인에서 생산된 피검사체(180)를 엑스레이 검사 시스템(1)으로 공급할 수 있다.

적재 장치(40)는 피검사체(180)를 잡아서 이동시킬 수 있는 그리퍼(42)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적재 장치(40)는 그리퍼(42)로부터 돌출 형성된 복수의 돌출부(43)를 통해 피검사체(180)의 측면에 압력을 가하는 방식으로 피검사체(180)를 그리퍼(42)에 고정시켜 들어올리거나 위치를 이동시킬 수 있다.

다만, 적재 장치(40)의 구조는 이에 한정되는 것은 아니고, 피검사체(180)를 이동시킬 수 있는 다양한 구조로 구현될 수 있다.

도 3을 참고하면, 적재 장치(40)는 그리퍼(42)를 구동하여 공급 라인(41) 및 스페이서 회수 장치(90)에 인접하게 배치된 캐리어(150)에 피검사체(180) 및 스페이서(154)를 적재할 수 있다.

이 경우, 피검사체(180) 및 스페이서(154)를 적재하기 위한 캐리어(150)는 캐리어 회수 장치(80)로부터 공급될 수 있다. 도 3에는 도시하지 않았으나, 캐리어 회수 장치(80)와 적재 장치(40) 사이에는 캐리어(150)를 이동시키기 위한 구성이 배치될 수 있다. 예를 들어, 캐리어 회수 장치(80)와 적재 장치(40) 사이에는 디버터 컨베이어가 배치되거나, Linear Motion System(LMS), Magnet motion, Multi Carrier System(MCS) 또는 기타 Linear actuator 등을 통해 캐리어(150)를 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 적재 장치(40)가 피검사체(180) 및 스페이서(154)를 적재하는 위치로 캐리어(150)가 이동될 수 있다.

한편, 캐리어(150)는 적재 위치에 2열로 배열되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 적재 장치(40)는 각각의 캐리어(150)에 피검사체(180) 및 스페이서(154)를 적재할 수 있다.

캐리어 회수 장치(80) 및 스페이서 회수 장치(90)가 캐리어(150) 및 스페이서(154)를 회수하여 엑스레이 검사 시스템(1) 내에서 순환시키는 동작에 관한 상세한 설명은 도 19에서 후술하기로 한다.

적재 장치(40)는 공급 라인(41)으로부터 피검사체(180)를 취출하여 캐리어(150)에 적재할 수 있고, 스페이서 회수 장치(90)로부터 스페이서(154)를 취출하여 캐리어(150)에 적재할 수 있다.

이하, 도 4를 참고하여 적재 장치(40)에 의해 캐리어(150)에 피검사체(180) 및 스페이서(154)가 적재되는 구조에 대해 설명한다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 캐리어에 피검사체 및 스페이서가 수용되는 구성을 설명하기 위한 도면이다.

캐리어(150)는 적어도 하나의 피검사체(181, 182) 및 스페이서(154)가 배치될 수 있는 공간인 수용부(153) 및 적어도 하나의 홈(152)을 포함하는 측벽(151)을 포함할 수 있다.

캐리어(150)에는 복수의 피검사체(181, 182)가 적재될 수 있다. 이 경우, 각 피검사체(181, 182) 사이에는 복수의 피검사체(181, 182)를 구분하기 위한 스페이서(154)가 배치될 수 있다. 피검사체(181, 182) 사이에 스페이서(154)가 배치됨에 따라, 복수의 피검사체(181, 182)에 대해 획득한 엑스레이 검사 영상에서 각각의 피검사체(181, 182)에 대한 영상을 구분할 수 있다.

이 경우, 적재 장치(40)는 캐리어(150)에 첫번째 피검사체(182)를 적재한 후 스페이서(154)를 적재하고, 그 위에 두번째 피검사체(181)를 순서대로 적재하는 방식으로 캐리어(150)에 피검사체(181, 182) 및 스페이서(154)를 적재할 수 있다.

스페이서(154)는 이송 장치(100)로부터 분리될 수 있고, 엑스레이 검사 시스템(1)을 순환하며 재사용될 수 있다.

다만, 각각의 피검사체(181, 182)에 대한 영상 구분을 위해 스페이서(154)가 필수적인 구성에 해당하는 것은 아니며, 스페이서(154)를 사용하지 않는 경우 엑스레이 검사 장치(10)는 엑스레이 검사 영상에 나타난 형상을 통해 각각의 피검사체를 식별하거나, 엑스레이 검사 영상에 나타난 형상의 크기를 통해 전극 수량을 산출하여 각각의 피검사체를 분리하여 인식할 수 있다. 이 경우, 도 5에 도시된 것과 같이 캐리어(150)에는 복수의 피검사체(181 182, 183)가 순차적으로 적재될 수 있다. 이에 따라, 스페이서(154)를 사용하는 경우에 비해 보다 많은 개수의 피검사체를 캐리어(150)에 적재할 수 있다.

한편, 도 4에서는 캐리어(150)에 두개의 피검사체(181, 182) 및 하나의 스페이서(154)가 수용되는 것으로 도시하였으나, 캐리어(150)에 적재되는 피검사체 및 스페이서(154)의 개수는 이에 한정되지 않는다.

예를 들어, 3개 이상의 피검사체가 캐리어(150)에 수용될 수 있고, 각각의 피검사체 사이에 스페이서(154)가 배치될 수 있다.

한편, 캐리어(150)의 수용부(153)의 길이(L) 및 폭(W)은 캐리어(150)에 수용되는 피검사체의 종류에 따라 변경 가능할 수 있다. 이 경우, 검사하고자 하는 피검사체의 크기에 대응되는 길이(L) 및 폭(W)을 가지는 캐리어(150)를 엑스레이 검사 시스템(1)에 적용함으로써, 동일한 엑스레이 검사 시스템(1)을 사용하여 다양한 종류의 피검사체에 대한 엑스레이 검사를 수행할 수 있다.

또한, 캐리어(150)는 측벽(151)의 배치가 변경 가능한 구조일 수 있다. 이 경우, 캐리어(150)의 측벽(151)의 배치를 변경하여 수용부(153)의 길이(L) 및 폭(W)을 변경함으로써 다양한 종류의 피검사체를 수용할 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 8을 참고하여, 피검사체(180) 및 스페이서(154)가 적재된 캐리어(150)를 이송 장치(100)에 적재하는 제1 운반 장치(20)에 대해 설명한다.

도 6 내지 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 제1 운반 장치(20)의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

도 6을 참고하면, 제1 운반 장치(20)는 적재 장치(40)에 의해 피검사체가 적재된 캐리어(150, 250)를 이송 장치(100, 200)로 이동시키고, 이송 장치(100, 200)에 캐리어(150, 250)를 적재할 수 있다.

예를 들어, 도 7을 참고하면, 제1 운반 장치(20)는 상부에 캐리어(150, 250)를 적재한 상태로 +X축 방향으로 이동하여 이송 장치(100, 200)에 적재할 수 있다.

이 경우, 제1 운반 장치(20)는 2열로 배열된 두개의 캐리어(150, 250)를 동시에 운반할 수 있고, 각각의 캐리어(150, 250)를 제1 이송 장치(100) 및 제2 이송 장치(200)에 각각 적재할 수 있다.

한편, 도 8을 참고하면, 제1 운반 장치(20)는 이송 장치(100, 200)에 캐리어를 적재한 후 -X축 방향으로 이동하여, 다음 순서로 운반할 캐리어(150, 250)가 적재될 수 있다.

한편, 앞서 제1 운반 장치(20)는 피검사체(180) 및 스페이서(154)가 적재된 상태의 캐리어(150)를 이동시키는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 운반 장치(20)는 캐리어(150) 없이 피검사체(180)를 직접 운반하여 이송 장치(100, 200)에 적재하는 형태로 구현될 수 있다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 9를 참고하면, 엑스레이 검사 장치(10)는 엑스레이 튜브(11), 디텍터(12) 및 이송 장치(100, 200)를 포함할 수 있다.

엑스레이 검사 장치(10)는 엑스레이가 물체를 투과하는 성질을 이용하여 피검사체의 내부 상태를 검사하는 장치이다. 엑스레이 검사 장치(10)에 의해 검사되는 피검사체는 이차전지와 같은 전자 부품일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 9를 참고하면, 엑스레이 튜브(11)는 기설정된 방향으로 엑스레이를 방사할 수 있고, 디텍터(12)는 엑스레이 튜브(11)에 대향되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 엑스레이 튜브(11)는 +Z축 방향으로 엑스레이를 방사할 수 있고, 디텍터(12)는 엑스레이 튜브(11)의 상부에 배치되어 엑스레이 튜브(11)로부터 방사된 엑스레이를 수신할 수 있다. 다만, 엑스레이 튜브(11)의 배치 및 엑스레이 방사 방향은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방향으로 엑스레이를 방사할 수 있고, 엑스레이 튜브(11)의 위치가 이동되거나 엑스레이 방사 방향을 조절할 수 있음은 물론이다.

이송 장치(100, 200)는 피검사체(180, 280)가 엑스레이 튜브(11)의 엑스레이 방사 경로에 배치되도록 피검사체(180, 280)를 이송할 수 있다.

이송 장치(100, 200)는 제1 이송 장치(100) 및 제2 이송 장치(200)를 포함할 수 있다. 제1 이송 장치(100)와 제2 이송 장치(200)는 각각 적어도 하나의 피검사체가 배치되는 스테이지(110, 120)를 이송하고, 제1 이송 장치(100) 및 제2 이송 장치(200) 각각에 의한 스테이지(110, 120) 이송은 동시에 이루어질 수 있다. 이에 따라, 하나의 엑스레이 튜브(11)로 복수의 피검사체에 대한 검사를 동시에 진행할 수 있다.

제1 이송 장치(100)와 제2 이송 장치(200)는 대칭적으로 배치되어 서로 평행하게 이동할 수 있다. 제1 이송 장치(100)와 제2 이송 장치(200)는 동일한 구조를 가질 수 있다.

이송 장치(100, 200)는 피검사체(180, 280)가 배치되는 스테이지(110, 210), 스테이지(110, 210)에 연결되는 이송 부재(140, 240) 및 이송 라인(170, 270)을 포함할 수 있다.

도 9를 참고하면, 이송 라인(170, 270)은 X축 방향을 따라 배치될 수 있다. 이송 부재(140, 240)는 각각의 이송 라인(170, 270)을 따라 이동 가능하도록 이송 라인(170, 270)에 연결될 수 있다.

이 경우, 이송 부재(140, 240)는 피검사체(180, 280)가 배치되는 스테이지(110, 210)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 이송 부재(140, 240)는 스테이지(110, 210)를 +X축 방향으로 이송하여 스테이지(110, 210)에 배치된 피검사체(180, 280)가 엑스레이 튜브(11)의 엑스레이 방사 경로에 배치되도록 이송할 수 있다.

이송 장치(100, 200)의 스테이지(110, 210) 이송 동작에 대한 상세한 설명은 도 11 내지 도 13에서 후술하기로 한다.

한편, 이송 장치(100, 200)는 스테이지(110, 210)에 배치되는 피검사체(180, 280)를 엑스레이 튜브(11)의 엑스레이 방사 경로와 평행한 방향을 축으로 회전시키는 제1 회전 부재(120, 220), 엑스레이 방사 경로 및 스테이지(110, 210)의 이송 방향에 수직한 수평 방향을 축으로 회전시키는 제2 회전 부재(130, 230)를 포함할 수 있다.

제1 회전 부재(120, 220)는 스테이지(110, 210) 상에 배치될 수 있다. 피검사체(180, 280)는 제1 회전 부재(120, 220) 상에 배치되어, 제1 회전 부재(120, 220)의 회전에 의해 회전할 수 있다.

예를 들어, 도 8을 참고하면, 제1 회전 부재(120, 220)는 Z축 방향을 축으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 피검사체(180, 280)는 모서리 중 어느 하나가 엑스레이 튜브(11)의 엑스레이 방사 경로에 배치되도록 회전할 수 있다.

다만, 스테이지(110, 210), 제1 회전 부재(120, 220) 및 피검사체(180, 280)의 배치가 이에 한정되는 것은 아니고, 스테이지 상에 피검사체가 배치되고, 제1 회전 부재에 의해 피검사체 및 피검사체가 배치되는 스테이지의 일부를 회전시키는 형태로 구현될 수 있다.

제2 회전 부재(130, 230)는 엑스레이 방사 경로 및 스테이지(110, 210)의 이송 방향에 수직한 수평 방향을 축으로 회전할 수 있다.

예를 들어, 도 8을 참고하면, 제2 회전 부재(130, 230)는 스테이지(110, 210)의 측면에 연결되어, 스테이지(110, 210), 스테이지(110, 210) 상에 배치된 제1 회전 부재(120, 220) 및 피검사체(180, 280)를 Y축 방향을 축으로 회전시킬 수 있다.

이 경우, 제2 회전 부재(130, 230)는 Y축 방향을 축으로 일정 각도 이상 360도 이상 회전할 수 있다. 예를 들어, 제2 회전 부재(130, 230)는 180도 이상 회전할 수 있고, 검사 영상을 획득할 수 있다면 180도보다 작은 각도만큼 회전할 수도 있다. 아울러, 높은 품질의 3차원 검사 영상을 획득하기 위해, 제2 회전 부재(130, 230)는 360도 이상, 바람직하게는 370도 내외의 각도만큼 회전할 수 있다. 이에 따라, 디텍터(12)는 피검사체를 다양한 방향으로 투과한 엑스레이 검사 영상을 획득하여 3차원 검사 영상을 생성할 수 있다.

제1 회전 부재(120, 220) 및 제2 회전 부재(130, 230)의 회전 동작과 이에 따른 검사 영상 생성에 관련된 상세한 설명은 후술하기로 한다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 이송 장치를 설명하기 위한 사시도이다.

이하에서는 설명의 편의상 제1 이송 장치(100)의 구조를 예를 들어 설명하기로 한다. 제1 이송 장치(100)에 대한 설명은 제2 이송 장치(200)에도 적용될 수 있다.

이송 장치(100)는 스테이지(110), 제1 회전 부재(120), 제2 회전 부재(130), 이송 부재(140), 캐리어(150) 및 고정 부재(160)를 포함할 수 있다.

도 10을 참고하면, 스테이지(110)는 측면 플레이트(112), 측면 플레이트(112)의 하단에 수평 방향으로 연장 형성된 하부 플레이트(111) 및 측면 플레이트(112)의 상단에 수평 방향으로 연장 형성된 상부 플레이트(113)를 포함할 수 있다.

제1 회전 부재(120)는 스테이지(110)의 하부 플레이트(111) 상에 회전 가능하도록 배치될 수 있다.

피검사체(180)는 제1 회전 부재(120) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 피검사체(180)는 피검사체(180)를 수용하기 위한 공간을 가지는 캐리어(150)에 수용된 상태로 제1 회전 부재(120) 상에 배치될 수 있다.

캐리어(150)는 이송 장치(100)로부터 분리될 수 있고, 엑스레이 검사 시스템(1)을 순환하며 재사용될 수 있다. 캐리어(150)는 적어도 하나의 피검사체(180)를 수용하면서 제1 운반 장치(20)를 통해 이송 장치(100)에 적재되는 방식으로 피검사체(180)가 이송 장치(100)에 의해 이송되도록 할 수 있다.

고정 부재(160)는 피검사체(180)의 상부에 접촉하도록 배치될 수 있고, 상하로 이동 가능한 구조일 수 있다. 예를 들어, 고정 부재(160)는 스테이지(110)의 상부 플레이트(113)에 연결되어, 하부 플레이트(111) 및 제1 회전 부재(120) 상에 배치되는 피검사체(180)의 상부에 접촉하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 고정 부재(160)는 피검사체(180)가 스테이지(110)에 배치된 후 피검사체(180)의 상부에 접촉하도록 이동하여 피검사체(180)를 스테이지(110)에 고정시킬 수 있다.

이에 따라, 스테이지(110)가 제1 회전 부재(120) 및 제2 회전 부재(130)에 의해 회전하거나 이송 부재(140)에 의해 이송되는 동안 피검사체(180)가 스테이지(110) 상에 배치되도록 고정하여, 검사 진행 도중 피검사체(180)가 스테이지(110)에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

도 11 내지 도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 이송 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 11 내지 도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 이송 장치(100, 200)를 Z축 방향에서 바라본 것으로, 피검사체(180, 280)의 이송 동작을 설명하는데 불필요한 구성은 생략하여 도시하였다.

도 11은 이송 장치(100, 200)의 스테이지(110, 210)에 피검사체(180, 280)가 적재되는 위치에 스테이지(110, 210)가 배치된 상태를 도시한 도면이다.

도 11에는 도시하지 않았으나, 피검사체(180, 280)는 각각 캐리어(150, 250)에 수용된 상태로 스테이지(110, 210)에 적재될 수 있다. 이러한 적재 동작은 이송 장치(100, 200)의 이송 경로가 시작되는 지점에 배치되는 제1 운반 장치(20)에 의해 수행될 수 있다.

도 12는 피검사체(180, 280)에 대한 엑스레이 검사가 수행되는 위치에 스테이지(110, 210)가 배치된 상태를 도시한 도면이다.

이송 부재(140, 240)는 스테이지(110, 210)를 피검사체(180, 280)가 적재되는 위치(도 11 참고)로부터 +X축 방향으로 이송할 수 있다. 다만, 피검사체(180, 280)를 +X축 방향으로 이송하기 위한 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 피검사체(180, 280)는 제1 및 제2 운반 장치(20, 30, 도 27 참고)에 의해 +X축 방향으로 이송될 수 있다. 이와 관련한 상세한 설명은 도 27에서 후술하기로 한다.

도 12를 참고하면, 피검사체(180, 280)의 일부 영역은 검사 위치(A) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 회전 부재(120, 220)는 검사 위치(A)에 피검사체(180, 280)의 모서리 중 어느 하나가 배치되도록 피검사체(180, 280)를 Z축 방향을 축으로 회전시킬 수 있다.

이에 따라, 하나의 엑스레이 튜브(11)에서 방사되는 엑스레이를 사용하여 제1 이송 장치(100)에 의해 이송되는 피검사체(180) 및 제2 이송 장치(200)에 의해 이송되는 피검사체(280)를 동시에 검사할 수 있다.

또한, 제1 회전 부재(120, 220)에 의해 피검사체(180, 280)가 회전함에 따라, 피검사체(180, 280)의 모서리 영역을 검사 위치(A)에 배치하여 엑스레이 검사를 수행할 수 있다.

또한, 제1 회전 부재(120, 220)에 의해 피검사체(180, 280)가 회전함에 따라, 피검사체(180, 280)의 모서리 영역 또는 측면을 검사 위치(A)에 배치하여 엑스레이 검사를 수행할 수 있다.

예를 들어, 피검사체(180, 280)가 이차전지인 경우, 피검사체(180, 280)의 일부 영역, 예를 들어 모서리 영역에 대한 3차원 검사 영상을 획득함으로써 이차전지의 음극과 양극의 단차 및 휘어진 정도를 측정할 수 있고, 이를 통해 피검사체의 불량 여부를 검사할 수 있다.

아울러, 피검사체(180, 280)의 측면에 대해 획득한 검사 영상을 통해 피검사체(180, 280)의 측면에 배치되는 단자(180-4, 180-5, 280-4, 280-5, 도 15 참고)의 상태, 예를 들어 단자의 용접 상태 등을 판단하여 피검사체의 불량 여부를 검사할 수 있다.

한편, 도 12에는 도시하지 않았으나, 이송 장치(100, 200)는 스테이지(110, 210)를 이송 방향에 수직한 수평 방향, 즉 Y축 방향으로 이동시키는 수평 이동 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 검사 위치(A)와 가까워지도록 피검사체(180, 280)를 이동할 수 있다.

예를 들어, 도 12를 참고하면, 제1 이송 장치(100)의 수평 이동 부재는 스테이지(110)를 -Y축 방향으로 이동시킬 수 있고, 제2 이송 장치(200)의 수평 이동 부재는 스테이지(210)를 +Y축 방향으로 이동시킬 수 있다.

수평 이동 부재는 스테이지(110, 210)에 연결된 별도의 구성일 수 있으나, 이송 부재(140, 240)가 스테이지(110, 210)에 연결된 상태에서 수평 방향으로 이동 가능하도록 구성함으로써 동일한 효과를 가지도록 구현할 수 있다.

도 13은 이송 장치(100, 200)의 스테이지(110, 210)로부터 피검사체(180, 280)가 이동되는 위치에 스테이지(110, 210)가 배치된 상태를 도시한 도면이다.

도 13에는 도시하지 않았으나, 피검사체(180, 280)는 각각 캐리어(150, 250)에 수용된 상태로 스테이지(110, 210)로부터 이동될 수 있다. 이러한 이동 동작은 이송 장치(100, 200)의 이송 경로가 종료되는 지점에 배치되는 제2 운반 장치(30)에 의해 수행될 수 있다.

이 경우, 제2 운반 장치(30)는 피검사체(180, 280)가 적재된 캐리어(150, 250)를 분류 장치(50)로 이동시킬 수 있다. 제2 운반 장치(30)의 캐리어(150, 250) 이동 동작에 관한 상세한 설명은 도 22 내지 도 23에서 후술하기로 한다.

도 14 및 도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 이차전지 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.

구체적으로, 도 14 내지 도 15를 참고하여 이송 장치(100, 200)의 제2 회전 부재(130, 230) 회전 동작에 의해 피검사체(180, 280)를 다양한 방향에서 검사하는 엑스레이 검사 동작을 설명한다.

도 14는 이송 장치(100, 200)의 일부 구성을 X축 방향에서 바라본 것으로, 설명의 편의를 위해 엑스레이 튜브(11), 디텍터(12) 및 피검사체(180, 280)만을 도시하여 간략하게 나타낸 도면이다.

도 15는 도 14의 구성에서 제2 회전 부재(130, 230)에 의해 피검사체(180, 280)가 Y축 방향을 축으로 90도 회전한 상태를 나타낸 도면이다.

도 12 및 도 13을 참고하면, 피검사체(180, 280)는 엑스레이 튜브(11)의 엑스레이 방사 경로 상에 배치된 상태에서 제2 회전 부재(130, 230, 도 9 참고)에 의해 Y축 방향을 축으로 360도 회전될 수 있다. 이에 따라, 디텍터(12)는 피검사체(180, 280)를 다양한 방향으로 투과한 엑스레이 검사 영상을 획득하여, 피검사체(180, 280)의 일 측에 대한 3차원 검사 영상을 생성할 수 있다.

한편, 제2 회전 부재(130, 230)에 의해 피검사체(180, 280) 각각의 모서리 중 어느 하나 또는 측면 중 어느 하나의 영역에 대한 엑스레이 검사가 완료되면, 제1 회전 부재(120, 220)에 의해 피검사체(180, 280)를 Z축 방향을 기준으로 회전할 수 있다. 이에 따라, 피검사체(180, 280)의 모서리 또는 측면 중 엑스레이 검사가 진행되지 않은 모서리 또는 측면 영역에 대해서 순차적으로 엑스레이 검사를 수행할 수 있다.

피검사체(180, 280)가 직사각형 형태인 경우, 4개의 모서리에 대하여 모두 엑스레이 검사를 수행할 수 있고, 서로 대각선 방향에 배치되는 두개의 모서리에 대한 검사만 수행할 수 있다.

예를 들어, 피검사체(180, 280)는 제1 회전 부재(120, 220)에 의해 Z축 방향을 축으로 180도 회전된 후 제2 회전 부재(130, 230)에 의해 Y축 방향을 축으로 360도 회전됨으로써, 엑스레이 검사 장치(10)는 피검사체(180, 280)에서 검사가 진행된 영역의 반대편 모서리 또는 측면 영역에 대한 엑스레이 검사를 수행할 수 있다.

한편, 본 개시에 따른 엑스레이 검사 장치는 하나 이상의 디텍터를 포함하도록 구현될 수도 있다.

도 16은 복수의 디텍터를 포함하는 엑스레이 검사 장치의 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 16을 참고하면, 엑스레이 검사 장치는 엑스레이 튜브(11) 및 복수의 디텍터(12-1, 12-2)를 포함하고, 엑스레이 튜브(11)에서는 각각의 디텍터(12-1, 12-2)를 향해 엑스레이를 방사할 수 있다.

이송 장치(100, 200)는 각각의 엑스레이 방사 경로에 위치한 검사 위치로 피검사체를 이송할 수 있다. 예를 들어, 이송 장치(100)는 엑스레이 튜브(11)로부터 제1 디텍터(12-1)를 향해 엑스레이가 방사되는 경로에 위치한 제1 검사 위치로 피검사체(180)를 이송할 수 있으며, 동시에 이송 장치(200)는 엑스레이 튜브(11)로부터 제2 디텍터(12-2)를 향해 엑스레이가 방사되는 경로에 위치한 제2 검사 위치로 피검사체(280)를 이송할 수 있다.

이 경우, 각각의 피검사체(180, 280)는 엑스레이 튜브(11)의 엑스레이 방사 경로 상에 각각 배치된 상태에서 회전될 수 있다. 이에 따라, 각각의 디텍터(12-1, 12-2)는 피검사체(180, 280)를 다양한 방향으로 투과한 엑스레이 검사 영상을 획득하여, 피검사체(180, 280)에 대한 3차원 검사 영상을 생성할 수 있다.

도 17 내지 도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 다른 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 17을 참고하면, 이송 장치(100, 200)는 피검사체(180, 280)의 측면이 엑스레이 방사 경로에 수직하게 배치되도록 피검사체(180, 280)를 회전시킨 후 검사 위치로 이송할 수 있다. 이에 따라, 피검사체(180, 280)에 대한 3차원 검사 영상이 아닌 2차원 검사 영상을 획득할 수 있다.

도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 2차원 검사 방법 중 면 검사(area detecting) 방법을 설명하기 위한 측면도이고, 도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 2차원 검사 방법 중 라인 검사(line detecting) 방법을 설명하기 위한 측면도이다.

도 18을 참고하면, 피검사체(180)의 측면 영역 전부가 엑스레이 튜브(11)의 엑스레이 방사 경로, 즉 검사 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 엑스레이 검사 장치(10)는 피검사체(180)의 측면 영역에 대한 2차원 검사 영상을 획득할 수 있다.

한편, 도 19를 참고하면, 피검사체(180)의 측면 영역 일부가 엑스레이 튜브(11)의 엑스레이 방사 경로, 즉 검사 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 이송 장치(100)에 의한 피검사체(180)의 이동 또는 엑스레이 튜브(11) 및 디텍터(12)의 위치 이동에 따라 피검사체(180)의 측면 영역 전부에 대해 엑스레이 검사가 진행될 수 있고, 이에 따라 엑스레이 검사 장치(10)는 피검사체(180)의 측면 영역에 대한 2차원 검사 영상을 획득할 수 있다.

도 20 내지 도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치의 이차전지 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 20은 피검사체(180)가 이차전지인 경우, 엑스레이 검사 장치(10)에서 생성될 수 있는 피검사체(180)의 모서리 영역의 3차원 검사 영상을 간략하게 나타낸 도면이다.

도 20을 참고하면, 피검사체(180)의 3차원 검사 영상에는 양극(180-1), 음극(180-2) 및 양극(180-1)과 음극(180-2)을 분리하는 분리막(180-3)에 대한 3차원 검사 영상이 포함될 수 있다.

엑스레이 검사 장치(10)는 피검사체(180)의 3차원 검사 영상을 분석하여 피검사체(180)의 불량 여부를 식별할 수 있다.

예를 들어, 3차원 검사 영상을 통해 양극(180-1) 및 음극(180-2)의 정렬 상태, 수량, 휘어짐 정도 등을 측정하여 정상 범위 이내에 있는지 식별하고, 식별 결과에 기초하여 피검사체(180)를 양품 또는 불량품으로 분류할 수 있다.

더 나아가, 엑스레이 검사 장치(10)는 3차원 검사 영상에 대한 절단면을 생성하여 양극(180-1)과 음극(180-2)의 휘어짐 정도, 양극(180-1)과 음극(180-2) 사이의 단차 등을 측정하여 피검사체(180)의 불량 여부를 판단할 수 있다.

구체적으로, 도 21을 참고하면, 엑스레이 검사 장치(10)는 피검사체(180)의 3차원 검사 영상에 대하여 Ⅰ-Ⅰ 및 Ⅱ-Ⅱ를 따라 각각 절단한 절단면을 생성할 수 있다. 이 경우, 엑스레이 검사 장치(10)는 각 절단 방향에 대응하는 양극(180-1)과 음극(180-2) 사이의 단차(D1, D2)를 측정할 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 엑스레이 검사 장치(10)를 통해 3차원 검사 영상을 2차원 영상으로 변환하여 검사를 수행하거나, 3차원 영상이 아닌 2차원 검사 영상을 촬영할 수 있음은 물론이다.

도 22 내지 도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 제2 운반 장치(30)의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

도 22를 참고하면, 제2 운반 장치(30)는 이송 장치(100, 200)로부터 엑스레이 검사가 완료된 피검사체가 적재된 캐리어(150, 250)를 이동시킬 수 있다. 이 경우, 제2 운반 장치(30)는 캐리어(150, 250)를 분류 장치(50, 도 24 참고)로 이동시킬 수 있다.

예를 들어, 도 22 및 도 23을 참고하면, 제2 운반 장치(30)는 이송 장치(100, 200)에 배치된 캐리어(150, 250)의 하부로 이동하여 제2 운반 장치(30) 상부에 캐리어(150, 250)가 배치된 상태에서 +X축 방향으로 이동할 수 있다.

이 경우, 제2 운반 장치(30)는 제1 이송 장치(100) 및 제2 이송 장치(200)에 각각 배치된 두개의 캐리어(150, 250)를 동시에 적재하여 운반할 수 있다.

한편, 앞서 제2 운반 장치(30)는 피검사체(180) 및 스페이서(154)가 적재된 상태의 캐리어(150)를 이동시키는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 운반 장치(30)는 캐리어(150) 없이 피검사체(180)를 이송 장치(100, 200)로부터 직접 전달받는 형태로 구현될 수 있다.

도 24는 본 개시의 일 실시예에 따른 분류 장치(50)의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

도 24를 참고하면, 분류 장치(50)는 제2 운반 장치(30)에 의해 이동된 캐리어(150)에 적재된 피검사체(180) 및 스페이서(154)를 캐리어(150)로부터 분리할 수 있다.

분류 장치(50)는 피검사체(180) 및 스페이서(154)를 이동시킬 수 있는 다양한 구조로 구현될 수 있다. 예를 들어, 분류 장치(50)는 앞서 적재 장치(40)에서 설명한 것과 같이 돌출부를 포함하는 그리퍼의 형태를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 24를 참고하면, 분류 장치(50)는 피검사체(180)를 취출하여 양품 분류 라인(60) 또는 불량품 분류 라인(70)으로 이동시킬 수 있고, 스페이서(154)를 취출하여 스페이서 회수 장치(90)로 이동시킬 수 있다.

한편, 피검사체(180) 및 스페이서(154)가 취출된 빈 캐리어(150)는 캐리어 회수 장치(80)로 이동할 수 있다. 도 19에는 도시하지 않았으나, 제2 운반 장치(30)에 의해 캐리어(150)가 운반되는 위치와 캐리어 회수 장치(80) 사이에는 디버터 컨베이어가 배치될 수 있다. 이에 따라, 캐리어(150)가 캐리어 회수 장치(80)로 이동할 수 있다.

캐리어 회수 장치(80)는 회수된 캐리어(150)를 제1 운반 장치(20)의 위치로 이동시킬 수 있고, 스페이서 회수 장치(90)는 회수된 스페이서(154)를 적재 장치(40)의 위치로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 적재 장치(40)는 회수된 캐리어(150)에 새로운 피검사체 및 회수된 스페이서(154)를 적재할 수 있다. 이에 따라, 캐리어(150) 및 스페이서(154)는 엑스레이 검사 시스템(1)을 순환하며 재사용될 수 있다.

한편, 분류 장치(50)는 엑스레이 검사가 완료된 피검사체(180)의 엑스레이 검사 결과를 기초로 하여 피검사체(180)를 엑스레이 검사 결과에 대응하는 라인으로 분류하여 취출할 수 있다.

엑스레이 검사 장치(10)는 디텍터(12)를 통해 수신한 엑스레이를 기초로 피검사체에 대한 엑스레이 검사 영상을 생성할 수 있고, 엑스레이 검사 영상을 기초로 하여 피검사체의 불량 여부를 판단할 수 있다.

예를 들어, 피검사체가 이차전지인 경우, 엑스레이 검사 장치(10)는 피검사체의 모서리 영역에 대해 생성한 3차원 검사 영상을 분석하여, 양극 및 음극의 정렬 상태, 수량, 휘어짐 정도 등을 측정하여 정상 범위 이내에 있는지 식별하고, 식별 결과에 기초하여 피검사체를 양품 또는 불량품으로 분류할 수 있다.

위와 같은 엑스레이 검사 영상을 기초로 하여, 분류 장치(50)는 양품으로 식별된 피검사체(180a)를 양품 분류 라인(60)에 배치하고, 불량품으로 식별된 피검사체(180b)를 불량품 분류 라인(70)에 배치할 수 있다.

도 25는 본 개시의 다른 실시예에 따른 이송 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 25를 참고하면, 본 개시의 다른 실시예에 따른 이송 장치(300, 400)는 피검사체를 파지하여 이송할 수 있으며, 복수의 관절을 통해 피검사체를 회전할 수 있는 다관절 로봇일 수 있다.

이 경우, 이송 장치(300, 400)는 위치가 고정된 베이스(310, 410), 순차적으로 연결되는 복수의 링크(311, 312, 313, 314, 315, 411, 412, 413, 414, 415), 각각의 연결 부위에 배치되는 복수의 관절(321, 322, 323, 324, 325, 326, 421, 422, 423, 424, 425, 426) 및 피검사체(380, 480)를 파지하기 위한 손목부(330, 430)를 포함할 수 있다.

제1 관절(321, 421)은 베이스(310, 410)와 제1 링크(311, 411)를 연결하며, 제1 링크(311, 411)가 베이스(310, 410) 상에서 회전할 수 있도록 연결할 수 있다. 제2 관절(322, 422)은 제2 링크(312, 412)가 제1 링크(311, 411)에 대해 회전할 수 있도록 연결할 수 있고, 제3 관절(323, 423)은 제3 링크(313, 413)가 제2 링크(312, 412)에 대해 회전할 수 있도록 연결할 수 있으며, 제4 관절(324, 424)은 제5 링크(315, 415)가 제4 링크(314, 414)에 대해 회전할 수 있도록 연결할 수 있다.

한편, 제5 관절(325, 425)은 손목부(330, 430)가 제5 링크(315, 415)에 대해 회전할 수 있도록 연결할 수 있고, 제6 관절(326, 426)은 손목부(330, 430)가 제5 링크(315, 415)에 대해 제5 관절(325, 425)과 다른 축을 중심으로 회전할 수 있도록 연결할 수 있다.

각각의 관절(321, 322, 323, 324, 325, 326, 421, 422, 423, 424, 425, 426)은 모터(미도시)를 통해 구동력을 제공받아 회전 운동을 할 수 있다.

손목부(330, 430)는 피검사체(380, 480)를 파지하기 위한 그리퍼(331, 431)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 이송 장치(300, 400)는 피검사체(380, 480)를 공급 라인(41)으로부터 엑스레이 튜브(11)와 디텍터(12) 사이의 검사 위치로 이송하고, 피검사체(380, 480)를 다양한 방향으로 회전시킨 후 검사 결과에 따라 피검사체(380, 480)를 양품 분류 라인(60) 또는 불량품 분류 라인(70)에 배치하는 일련의 동작을 수행할 수 있다.

도 26은 본 개시의 다른 실시예에 따른 이송 장치를 포함하는 엑스레이 검사 장치의 검사 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 26은 3개의 피검사체(380, 480, 580)가 검사 위치(A) 상에 동시에 배치된 상태를 도시한 것이다. 이 경우, 이송 장치는 각각의 피검사체(380, 480, 580)를 이송하기 위한 제1 이송 장치, 제2 이송 장치 및 제3 이송 장치를 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 이송 장치는 각각 도 20에서 도시된 것과 같은 다관절 로봇일 수 있다.

도 26을 참고하면, 제1 이송 장치의 손목부(310)에 포함된 그리퍼(311), 제2 이송 장치의 손목부(410)에 포함된 그리퍼(411) 및 제3 이송 장치의 손목부(510)에 포함된 그리퍼(511)는 각각 피검사체(380, 480, 580)를 파지하여, 각각의 피검사체(380, 480, 580)의 일부 영역이 검사 위치(A) 상에 배치되도록 이송할 수 있다. 이 경우, 피검사체(380, 480, 580)의 측면 영역이 검사 위치(A)에 배치될 수 있음은 물론이고, 피검사체(380, 480, 580)의 모서리 영역이 검사 위치에 배치될 수도 있다.

이에 따라, 하나의 엑스레이 튜브(11)에서 방사되는 엑스레이를 사용하여 제1 내지 제3 이송 장치에 의해 이송되는 복수의 피검사체(380, 480, 580)를 동시에 검사할 수 있다.

도 26에는 3개의 피검사체(380, 480, 580)가 동시에 검사 위치(A)에 배치되는 것으로 도시하였으나, 검사 위치(A)에 배치되는 피검사체의 개수는 이에 한정되는 것은 아니며, 이송 장치가 피검사체를 배치하는 각도 및 검사 위치에서의 엑스레이 방사 면적을 달리하여 4개 이상의 피검사체를 동시에 검사할 수도 있다.

도 27은 본 개시의 다른 실시예에 따른 엑스레이 검사 시스템을 나타내는 사시도이다.

도 27을 참고하면, 엑스레이 검사 시스템은 제1 운반 장치(20-1, 20-2) 및 제2 운반 장치(30-1, 30-2)를 통해 피검사체를 X축 방향으로 이송할 수 있다.

또한, 도 1의 스페이서 회수 장치(90)에 대응되는 위치에 캐리어 회수 장치(80-2)를 배치함으로써, 두개의 캐리어 회수 장치(80-1, 80-2)를 통해 캐리어 회수 동작이 빠르게 진행될 수 있도록 구현할 수 있다.

이에 따라, 엑스레이 검사 시스템의 전체적인 구조를 더욱 단순화하여 구현하는 것이 가능하다.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

1: 엑스레이 검사 시스템 10: 엑스레이 검사 장치
11: 엑스레이 튜브 12: 디텍터
20: 제1 운반 장치 30: 제1 운반 장치
40: 적재 장치 50: 분류 장치
60: 양품 분류 라인 70: 불량품 분류 라인
80: 캐리어 회수 장치 90: 스페이서 회수 장치
100, 200, 300, 400: 이송 장치 110, 210: 스테이지
120, 220: 제1 회전 부재 130, 230: 제2 회전 부재
140, 240: 이송 부재 150, 250: 캐리어
160, 260: 고정 부재 170, 270: 이송 경로
180, 280: 피검사체 310, 410: 베이스
330, 430: 손목부 331, 431: 그리퍼

Claims

엑스레이 검사 장치에 있어서,
하나의 엑스레이 튜브;
상기 엑스레이 튜브에 대향되도록 배치되는 디텍터; 및
복수의 피검사체의 영상을 포함하는 하나의 엑스레이 검사 영상을 획득하기 위해 상기 복수의 피검사체를 상기 엑스레이 튜브와 상기 디텍터 사이의 검사 위치로 각각 이송하는 이송 장치;를 포함하고,
상기 이송 장치는,
상기 복수의 피검사체 중 제1 피검사체를 상기 검사 위치 방향으로 이송하는 제1 이송 장치; 및
상기 제1 이송 장치와 대칭적으로 배치되어 서로 평행하게 이동하며, 상기 복수의 피검사체 중 제2 피검사체를 상기 검사 위치 방향으로 이송하는 제2 이송 장치;를 포함하며,
상기 제1 및 제2 이송 장치는,
상기 제1 피검사체 및 상기 제2 피검사체 각각의 모서리 중 어느 하나 또는 측면 중 어느 하나가 상기 검사 위치 내에 동시에 배치되도록 상기 제1 피검사체 및 상기 제2 피검사체를 각각 회전시키는 회전부재를 포함하며,
상기 회전 부재는,
피검사체를 방사 경로를 축으로 회전시키는 제1 회전 부재; 및
상기 피검사체와 상기 제1 회전 부재를 상기 이송 장치의 이송 방향에 평행한 축으로 회전시키는 제2 회전 부재;를 포함하는, 엑스레이 검사 장치.
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제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 이송 장치는,
상기 피검사체, 상기 제1 회전 부재 및 상기 제2 회전 부재를 상기 이송 방향으로 이송하는 이송 부재;를 포함하는, 엑스레이 검사 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 및 제2 이송 장치는,
상기 피검사체, 상기 제1 회전 부재 및 제2 회전 부재를 상기 이송 방향으로 이동시키는 수평 이동 부재;를 더 포함하는, 엑스레이 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 이송 장치는,
적어도 하나의 피검사체를 상기 이송 장치에 고정시키는 고정 부재;를 더 포함하는, 엑스레이 검사 장치.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 피검사체를 수용하며, 상기 제1 및 제2 이송 장치에 의해 각각 상기 검사 위치로 이송되는 제1 캐리어 및 제2 캐리어;를 더 포함하는, 엑스레이 검사 장치.
제9항에 있어서,
상기 제1 및 제2 캐리어에 복수의 피검사체가 수용되는 경우 각 피검사체 사이에 배치되는 스페이서;를 더 포함하는, 엑스레이 검사 장치.
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제1항에 있어서,
상기 디텍터는 제1 디텍터; 및 제2 디텍터;를 포함하고,
상기 제1 이송 장치는 상기 엑스레이 튜브와 상기 제1 디텍터 사이의 제1 검사 위치로 상기 적어도 하나의 피검사체를 이송하고,
상기 제2 이송 장치는 상기 엑스레이 튜브와 상기 제2 디텍터 사이의 제2 검사 위치로 피검사체를 각각 이송하는, 엑스레이 검사 장치.
엑스레이 검사 시스템에 있어서,
제1항에 기재된 엑스레이 검사 장치;
각각 적어도 하나의 피검사체를 수용 가능한 적어도 2개의 캐리어;
상기 캐리어에 상기 피검사체를 적재하는 적재 장치;
상기 적어도 2개의 캐리어 및 피검사체를 상기 엑스레이 튜브와 상기 디텍터 사이의 검사 위치로 이송하는 이송 장치; 및
상기 캐리어에서 검사 완료된 피검사체가 분리된 후 상기 캐리어를 피검사체가 적재되는 초기 위치로 회수하는 캐리어 회수 장치;를 포함하고,
상기 이송 장치는,
각각 적어도 하나의 캐리어를 이송하는 제1 이송 장치 및 제2 이송 장치를 포함하고,
상기 제1 및 제2 이동 장치는 대칭적으로 배치되어 서로 평행하게 이동하며, 각각 적어도 하나의 캐리어에 수용된 피검사체를 동시에 엑스레이 검사하기 위해 캐리어를 상기 엑스레이 튜브와 상기 디텍터 사이의 검사 위치로 이송하는, 엑스레이 검사 시스템.
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제16항에 있어서,
피검사체가 수용된 캐리어를 상기 이송 장치에 적재하는 제1 운반 장치;
피검사체의 엑스레이 검사 결과에 기초하여 피검사체를 분류하는 분류 장치; 및
검사 완료된 피검사체를 수용하는 상기 캐리어를 상기 이송 장치로부터 상기 분류 장치로 이동시키는 제2 운반 장치;를 포함하는, 엑스레이 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 분류 장치는,
검사 완료된 피검사체가 분리된 캐리어를 상기 캐리어 회수 장치로 취출하는, 엑스레이 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 디텍터는,
피검사체에 대한 엑스레이 검사 영상을 생성하고,
상기 분류 장치는,
상기 피검사체에 대해 생성된 상기 엑스레이 검사 영상을 기초로 하여, 상기 피검사체를 엑스레이 검사 결과에 대응하는 라인으로 분류하여 취출하는, 엑스레이 검사 시스템.
제21항에 있어서,
양품 분류 라인; 및
불량품 분류 라인;을 더 포함하고,
상기 분류 장치는,
상기 엑스레이 검사 영상을 기초로 하여, 양품으로 식별된 피검사체를 상기 양품 분류 라인에 배치하고, 불량품으로 식별된 피검사체를 상기 불량품 분류 라인에 배치하는, 엑스레이 검사 시스템.
제19항에 있어서,
상기 캐리어에 복수의 피검사체가 수용되는 경우 각 피검사체 사이에 배치되는 스페이서; 및
상기 스페이서를 회수하는 스페이서 회수 장치;를 포함하고,
상기 분류 장치는 상기 캐리어에 적재된 스페이서를 상기 스페이서 회수 장치로 취출하고, 상기 스페이서 회수 장치는 캐리어에 스페이서가 적재되는 위치로 상기 스페이서를 회수하는, 엑스레이 검사 시스템.