Sonnige Punktlandung

Hersteller von Photovoltaik-Modulen müssen im zunehmend globalen Wettstreit verstärkt auf den Wettbewerbsfaktor Automatisierung setzen. Konstant hohe Produktqualität und verkürzte Taktzeiten führen zu einer dauerhaften Kostenreduktion. Bildverarbeitung übernimmt, wie in anderen Industriezweigen auch, bei immer mehr Unternehmen eine sehr wichtige Funktion. In einer vollautomatischen Lötanlage von Mondragon Assembly, Stockach, optimiert das intelligente autarke Vision-System Cognex In-Sight 5100 den Lötprozess der Querverschaltungen von Photovoltaik-Modulen.

Wichtig für die perfekte Lötverbindung sind eine möglichst große Kontaktfläche, die hohe Festigkeit der Verbindung und eine kleiner Übergangswiderstand. Zusammen bestimmen die drei Kriterien maßgeblich den Leitwert sowie Stromfluss und sorgen damit für einen hohen Wirkungsgrad des fertigen Solarmoduls.

Paralleles Arbeiten spart Zeit

Bevor das Visionsystem die genaue Positionsbestimmung der Lötstellen vornehmen kann, werden die Querverbindungen aus verzinktem Kupfer als rund 5 mm breite Streifen in die Anlage zugeführt. Eine Reck-Station verhindert die Bildung von wellen- und sichelartigen Verformungen. Per pneumatischem Saitenschneider werden sie je nach produkttypischen Spezifikationen abgelängt. Anschließend legt ein Vakuum-Sauggreifer nacheinander die Querverschaltungsstreifen einzeln auf einer Zwischenablage ab, bis sie das fertige Anschlussbild der Schaltungen ergeben. Daraufhin werden die Querverschaltungen als Ganzes wiederum mittels Pneumatikgreifer auf das Photovoltaik-Modul übertragen. Diese Vorgehensweise ermöglicht paralleles Löten und Positionieren und erzielt somit einen zusätzlichen Zeitgewinn.

Lötstellen sicher erkannt

Der komplette Prozess findet zeitgleich an der Stirn- und Rückseite des Moduls statt. Auf jeder Seite fahren zwei mit dem intelligenten Vision-System ausgestattete Induktionslötköpfe über die Arbeitsbereiche. Unterstützt von roter Dombeleuchtung erkennen sie die vordefinierten Lötstellen. Simultan inspizieren die Vision-Systeme die einzelnen Sollpositionen, welche in typabhängigen Konfigurationen hinterlegt sind. Ist- und Sollposition werden miteinander verglichen und die Abweichung an die Steuerung übermittelt. Bei Einhalten der Toleranzgrenzen wird Flussmittel aufgesprüht und gelötet, NIO-Stellen werden manuell nachbearbeitet. Die Qualitätsprüfung der Lötstellen selbst übernimmt der Lötautomat.

Beschleunigte Fertigung

Die Bildverarbeitung von Cognex ermöglicht einen deutlichen Zeitgewinn gegenüber der manuellen Fertigung. Mondragon Assembly erzielt Taktzeiten von nur 80 Sekunden für Zellen mit drei Busbars und Module mit sechs Strings. Neben der schnellen Funktionsweise als Stand-alone-System, beschleunigt das einfache Handling des kompakten Bildverarbeitungssystems die Anlagenbedienung. Auch ohne eingehende Kenntnisse auf dem Gebiet der Bildverarbeitung oder Programmierung, lässt es sich leicht und schnell für die anstehenden Aufgaben in der Fertigung konfigurieren. Mittels seiner Spreadsheet-Oberfläche erfolgt die Implementierung der Applikationen besonders schnell und einfach. Komplexe Anwendungen lösen leistungsstarke Vision-Tools. Eine umfangreiche Palette von Entwicklungs-, Management- und Überwachungs-Tools bietet dabei die grafisch unterstützte Entwicklungsplattform In-Sight Explorer. Auf vertrauter Windows-Umgebung basiert, sorgt sie für verkürzte Entwicklungszyklen von Vision-Anwendungen, gesteigerte Funktionssicherheit und hohe Systemflexibilität.

Vorteil weltweiter Verfügbarkeit

Im Bereich der Potovoltaik-Module, die mittlerweile weltweit hergestellt werden, bietet Cognex neben der hohen Produktqualität den Vorteil standardisierter Komponenten und eines lückenlosen globalen Service- und Logistik-Netzwerks.

Ein weiteres Plus ist die besonders einfache Bedienbarkeit mittels In-Sight-Explorer, die selbst weniger gut ausgebildeten Mitarbeitern ohne Kenntnisse auf dem Gebiet der Bildverarbeitungssysteme das Anlagenhandling ermöglicht. Hinzu kommt die Implementierung von In-Sight Vision-Systemen als Stand-Alone-Lösung, wodurch die Bedienung auch ohne zentrale Steuerung auf einfache Art und Weise erfolgen kann. Auf einen zentralen Server kann verzichtet werden, wodurch sich Reparatur- und Instandhaltungsarbeiten auch ohne IT-Fachpersonal durchführen lassen.

Das in der Produktfamilie In-Sight integrierte Kommunikationspaket Cognex Connect ermöglicht einen sofortigen vereinfachten Anschluss jedes In-Sight® Vision-Systems an nahezu alle gängigen SPS, Roboter, MMS und Feldbus-Systeme, die in der Fabrikautomation normalerweise verwendet werden.