Für Hersteller von PV-Modulen (Photovoltaik) wird die Automatisierung zunehmend zum Wettbewerbsfaktor. Perfekt gelötete Verbindungen tragen zur Effizienz von PV-Modulen bei. Eine gleichbleibend hohe Produktqualität und kürzere Zykluszeiten führen zu einer dauerhaften Kostensenkung. Wie in anderen Industriesektoren wird Bildverarbeitung für immer mehr Unternehmen zu einer wichtigen Funktion. In einer vollautomatischen Lötanlage von Mondragon Assembly in Stahringen, Deutschland, wird der Lötprozess der Querverbindungen zwischen Photovoltaikmodulen durch das In-Sight® Bildverarbeitungssystem von Cognex optimiert. Wichtige Faktoren bei der Herstellung einer perfekten Lötverbindung sind die größtmögliche Kontaktfläche, die hohe Festigkeit der Verbindung und ein geringer Kontaktwiderstand. Zusammen bestimmen diese drei Kriterien größtenteils die Leitfähigkeit und den Stromfluss und sorgen so für einen hohen Wirkungsgrad im fertiggestellten Solarmodul.
Paralleler Workflow spart Zeit
Bevor das In-Sight Bildverarbeitungssystem die genaue Positionierung der Lötverbindungen einstellen kann, werden die Querverbindungen aus verzinktem Kupfer als ca. 5 mm breite Streifen in das System eingesetzt. Eine Dehnstation verhindert wellenförmige und halbmondförmige Verformungen. Mit einem pneumatischen Seitenschneider werden sie auf die typischen Produktspezifikationen zugeschnitten. Ein Vakuumsauggreifer platziert dann nacheinander die Querverbindungsstreifen einzeln auf einer Zwischenablage, bis sie das ausgefüllte Anschlussdiagramm der Stromkreise bilden. Anschließend werden die Querverbindungen wiederum mittels pneumatischer Greifer zum Photovoltaikmodul transportiert. Dieser Ansatz bietet den Vorteil des Parallellötens und der Positionierung und spart so noch mehr Zeit.
Zuverlässige Erkennung parallel-gelöteter Verbindungen
Der gesamte Prozess erfolgt gleichzeitig auf der Vorder- und Rückseite des Moduls. Auf jeder Seite bewegen sich zwei mit dem In-Sight Bildverarbeitungssystem ausgestattete Induktionslötköpfe über die Arbeitsbereiche. Unterstützt durch rote Dombeleuchtung erkennen sie die vordefinierten Lötverbindungen. Gleichzeitig prüfen die Bildverarbeitungssysteme die einzelnen Zielpositionen, die in typspezifischen Vorlagen hinterlegt sind. Die Ist- und Soll-Positionen werden verglichen und die Abweichung an die Steuerung übertragen. Wenn die Toleranzgrenzen eingehalten wurden, wird das Lötmaterial aufgesprüht und gelötet, während abgelehnte Positionen manuell nachgearbeitet werden. Die Qualitätsprüfung der Lötstellen selbst erfolgt durch die automatische Lötmaschine.
Bildverarbeitungssystem beschleunigt Produktion
Das In-Sight Bildverarbeitungssystem spart im Vergleich zur manuellen Produktion deutlich Zeit. Mondragon Assembly erreichte Zykluszeiten von nur 80 Sekunden für Zellen mit drei Sammelschienen und Modulen mit sechs Strings. Es kann nicht nur schnell als eigenständiges System eingesetzt werden, auch die einfache Handhabung des kompakten In-Sight Bildvorverarbeitungssystem beschleunigt die Nutzung des Geräts. Auch ohne detaillierte Kenntnisse im Bereich der Bildvorverarbeitung oder Programmierung kann es einfach und schnell für ausstehende Aufgaben in der Produktion konfiguriert werden. Mit seiner Tabellenkalkulations-Schnittstelle kann die Implementierung einfacherer Anwendungen besonders schnell erfolgen. Komplexe Anwendungen werden durch leistungsstarke Bildverarbeitungstools gelöst. Die grafische Entwicklungsplattform In-Sight Explorer bietet eine breite Palette an Entwicklungs-, Management- und Überwachungstools. Basierend auf der vertrauten Windows®-Umgebung bietet es kürzere Entwicklungszyklen für Bildverarbeitungsanwendungen, erhöhte funktionale Zuverlässigkeit und hohe Systemflexibilität.
Vorteil der weltweiten Verfügbarkeit
Neben hoher Produktqualität bietet Cognex Mondragon Assembly den Vorteil eines nahtlos integrierten globalen Service- und Logistiknetzwerks. Der In-Sight Explorer von Cognex ist so einfach zu bedienen, dass selbst weniger gut ausgebildete Mitarbeiter die Geräte ohne Kenntnisse im Bereich Bildvorverarbeitungssysteme bedienen können. Ein weiterer Vorteil ist die Implementierung von In-Sight Bildverarbeitungssystemen als eigenständige Lösung, bei der sie auch ohne zentrale Steuerung problemlos eingesetzt werden können. Der Einsatz eines zentralen Servers wird unnötig, so dass auch ohne IT-Fachpersonal Reparatur- und Wartungsarbeiten durchgeführt werden können. Auf diese Weise sorgt die bildverarbeitungsbasierte Lötanlage für Querverbindungen von Photovoltaikmodulen neben schnellen Zykluszeiten und gleichbleibend hoher Qualität der Lötstellen für einen besonders anwendungsorientierten Betrieb.