In fünf Produktionslinien sorgen je vier Roboter Typ IRB 1600 unter Einhaltung höchster Präzisionsvorgaben für die Querverschaltung der Strings. Die Roboter legen zunächst einen Isolationsstreifen, dann mit einem Spezialgreifer die hauchdünnen, vorgeformten Lötbändchen für die Querverschaltung der Modulstränge auf. Diese Lötbändchen müssen äußert präzise positioniert werden. Selbst kleinste Berührungen außerhalb der vorgesehenen Lötpunkte führen zu einem Kurzschluss mit irreparablen Schäden im fertigen Photovoltaikmodul. Ein spezieller Lötkopf mit integrierter Kamera dient eigens dazu, die Position der von unten beleuchteten Lötbändchen exakt zu erkennen. Die verschalteteten Module verlassen auf der vorhandenen Fördertechnik im 100 Sekunden-Takt die Roboterzelle. Dort werden sie von je zwei Arbeitern entgegen genommen. Manuell wird eine zweite EVA-Folie sowie die Rückseitenkaschierung aufgebracht.

Roboter mit hoher Reichweite

Gegenüber einer konventionellen Linie zur Querverschaltung bewältigen nun vier Roboter von ABB statt bisher 30 bis 40 Arbeiter im Mehrschichtbetrieb mindestens denselben Leistungsumfang. Jeweils vier Module durchlaufen jetzt zwei Laminatoren, wo sie bei 150 °C in 16,5 Minuten zu einem wetterbeständigen Verbund „verbackt“ werden. Das verkapselte Solarmodul wird nach Abkühlung unter Druck auf 20°C von einem Roboter IRB 6600 mit einer hohen Reichweite und Tragkraft, aufgenommen und mit einem Laser vermessen.

Die überstehende Folie an den Kanten des Moduls wird ringsum vom Roboter mit einem Messer abgeschnitten. Dann überprüft er vollautomatisch die Klinge und übergibt das in Form gebrachte Solarmodul an seinen „Kollegen“, einem weiteren IRB 6600. Dieser legt das Modul auf einen drehbaren Werktisch ab. Ein Arbeiter sorgt manuell für eine Dichtung bevor der Roboter das Modul in eine Rahmenpresse einlegt. Weitere Aufgaben übernimmt ein dritter Roboter, der den Rahmen preßt und zunächst an einer Seite verschraubt. Nach einer 180°-Drehung verschraubt er die andere Seite, entnimmt den Rahmen und legt das Modul auf das Förderband.

Hoher Automatisierungsgrad schafft hohe Wettbewerbsfähigkeit

Nach einer manuellen Qualitätsprüfung verklebt der ABB Roboter IRB 4400 in einer weiteren Roboterzelle unter hoher Anpreßkraft von 30 kg die Anschlußdose. Für das Verlöten mit einem induktivem Lötkopf ist ein weiterer Roboter, der IRB 1600, zuständig. Die Module sind nun betriebsbereit, werden getestet und nach Leistung sortiert. Jetzt kommt ein IRB 4400 ans Förderband, kontaktiert das Modul automatisch, hält es vor einem sogenannten „Flasher“ und prüft mit Lichtblitzen von 1.000 und 200 Watt die tatsächliche Leistung und Funktion der Module. Dann folgen Etikettieren, das Anbringen von Schutzecken am Rahmen und das manuelle Versiegeln der Anschlußdose mit Kunstharz. Nach der Vorsortierung in drei unterschiedliche Leistungs- und Preisklassen werden die Module in Paletten verpackt.

Flexible Roboter-Plug and Play-Lösung für Solarzellenfertigung

ABB präsentiert erstmals eine Kompaktzelle als hochflexible Plug and Play-Lösung. Die standardisierte Zelle wurde speziell für die Be-, Entlade- und Umsetz-Prozesse in einer automatischen Produktionslinie für Solarzellen konzipiert.

Die hohe Nachfrage nach Strom aus Sonnenenergie fordert die Photovoltaikindustrie heraus, Herstellungskosten zu senken und gleichzeitig die Produktivität und Qualität zu erhöhen. Seit Jahren forciert ABB die Entwicklung innovativer Lösungen für den Einsatz von Robotern auch in der Produktion von Solarzellen. Mit der Kompaktzelle „FlexPicker-System Solar“ ist es ABB gelungen, eine optimale Standardlösung für Produktionsstätten von Solarzellen zu bieten.

Fördertechnik per Plug and Play

Den Grundrahmen für diese Standardlösung bildet eine schwingungsarme, symmetrisch angelegte Stahlkonstruktion mit den Maßen 1400 cm x 1400 cm x 220 cm (l x b x h). Die Ausstattung des Systems findet auf drei Ebenen statt. Das untere Drittel bietet genügend Platz für die ABB IRC5-Steuerung ohne Gehäuse. Dazu zählt der „Panel Mounted Controller“ und weitere Steuerungskomponenten wie Bildverarbeitungsrechner, SPS-Baugruppen oder Umrichter zur Ansteuerung der Fördertechnik.

In der Arbeitsebene, dem mittleren Drittel, ist ein tunnelähnlicher Aufbau vorgesehen, der eine flexible Anpassung an Kundenwünsche zuläßt. Sechs Laschen, die direkt am Grundrahmen befestigt sind, ermöglichen es, kundenspezifische Förderbänder oder sonstige Fördertechnik direkt mit der Plug and Play-Lösung zu verbinden. Auf dieser Ebene ist auch das Bedienfeld der IRC5-Steuerung in einem Seitenholm der Konstruktion montiert. Je nach Kundenanforderung kann das Bedienfeld wahlweise an einen der vier Eckholme dieser Ebene vorgesehen werden. Zudem befinden sich das FlexPendant und die mechanische Schnittstelle für die Fördertechnik auf der Arbeitsebene. Elektrisch überwachte Servicetüren sorgen für die Einhaltung der hohen Sicherheitsanforderungen. Der Roboter bleibt stehen, sobald die Tür geöffnet wird. Über eine automatische Abfrage an die Tür beginnt das System erst wieder zu arbeiten, wenn alle Türen vorschriftsmäßig verschlossen sind. Die gegenüberliegenden Acryltüren an den Bedienerseiten bieten den Bedienern der Lösung einen großen Sichtbereich in die Arbeitsvorgänge.

Verriegelbare Klappe sichert den Roboterzugang

Im oberen Drittel des Bereichs befindet sich das Herzstück der Plug and Play-Lösung, der ABB FlexPicker 360. Der Roboter ist nach unten ausgerichtet an der Decken-Querverstrebung montiert. Montageplatten für Kameras zum Beispiel für Bildverarbeitungs- und Auswertungssysteme, Elektrik, Pneumatik, etc. bieten individuelle Bestückungsmöglichkeiten für den Kunden. Eine verriegelbare Klappe sichert zusätzlich den Zugang zum Roboter.

Die Metallverblendungen des Systems sind variabel und symmetrisch. In Form- und Farbgebung können nahezu alle Wünsche des Kunden berücksichtigt werden. Alle Seitenverkleidungsteile sind mit Reibverschlüssen ausgestattet und können deshalb bei Wartung und Instandhaltung leicht demontiert werden. An beiden Bedienerseiten sind die Verkleidungsteile als Türen bzw. Klappen ausgeführt. Zudem sind umfangreiche Optionen wie integrierte Bruchschublade, Montageplatten für Pneumatik und Elektrik, Panel-PC sowie die ABB PickMaster Software vorgesehen.

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