CH701418A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen laminierter Schichtkörper. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von laminierten Schichtkörpern mit mindestens einer äusseren transparenten Schicht auf unerwünschte Einschlüsse, insbesondere Gas- und/oder Vakuumeinschlüsse, und hat zur Aufgabe, die Erkennung von Gaseinschlüssen im Vergleich zu rein visuellen Methoden zu vereinfachen und zu verbessern. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schichtkörper (1) mittels eines Scanners (2) gemäss einem Punktraster optisch abgetastet werden, dass die daraus gewonnenen Signale in digitale Daten umgewandelt werden und dass die Daten jeweils eines Moduls als Datensatz gespeichert und einer Auswertung unterzogen werden. Vorteile dieser Lösung bestehen insbesondere darin, dass eine visuelle Inspektion der Schichtkörper unabhängig vom Produktionsort vorgenommen werden kann. Zudem sind damit die Voraussetzungen für eine vollautomatische Prüfung ohne visuelle Inspektion geschaffen.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen von laminierten Schichtkörpern mit mindestens einer äusseren transparenten Schicht auf unerwünschte Einschlüsse.

[0002] Beim Laminieren, das heisst Verbinden von Schichten mittels eines Klebstoffes, können zwischen den Schichten unerwünschte Gas- und/oder Vakuumeinschlüsse zurückbleiben, welche die Qualität des Laminats beeinträchtigen. Solche Einschlüsse verschlechtern die Qualität des Laminats unter anderem deshalb, weil die Schichten an den betreffenden Stellen nicht richtig verbunden sind. In extremen Fällen kann von derartigen Einschlüssen sogar eine Trennung oder Delaminierung der Schichten ausgehen. Besonders unerwünscht sind solche Einschlüsse in Solarmodulen, die photovoltaische Elemente enthalten, die zwischen Schichten eingeschlossen sind, von denen mindestens die einer Lichtquelle, insbesondere der Sonne zuzuwendende Schicht transparent ist. Hier können Gaseinschlüsse den Wirkungsgrad der Solarmodule erheblich senken, indem sie das eintreffende Licht nicht ungehindert auf die photovoltaischen Elemente treffen lassen, sondern dieses teilweise absorbieren und/oder streuen.

[0003] Nach dem Herstellungsprozess von laminierten Solarmodulen wird daher bei der Schlusskontrolle unter anderem geprüft, ob die Module Gas- oder Vakuumeinschlüsse enthalten. Eine bekannte Methode zur Prüfung auf das Vorhandensein von Einschlüssen beziehungsweise Blasen besteht darin, dass jedes Modul durch eine Person visuell kontrolliert wird. Zur Erleichterung dieser Arbeit kann beispielsweise ein Roboter eingesetzt werden, der jedes Modul aufnimmt und der Kontrollperson zuwendet, so dass sie es aus beispielsweise einem Meter Distanz in einem Winkel von 90 Grad unter definierten Beleuchtungsbedingungen betrachten kann.

[0004] Trotz der genannten Hilfsmittel ist mit der erwähnten Methode keine vollständig objektive Beurteilung möglich. Die Person selbst und deren momentanes Befinden, die Tageszeit, die Lichtverhältnisse, Reflexionen und so weiter führen zu einer unvermeidlichen Subjektivität bei der Beurteilung, ob ein Modul die Vorgabewerte erfüllt oder nicht. Als Vorgabewerte können beispielsweise die Anzahl, Grösse, Verteilung und/oder Gesamtfläche von Blasen im Laminat festgelegt sein.

[0005] Man hat auch schon versucht, die Module mittels einer Kamera zu prüfen, was jedoch das Resultat im Vergleich mit der rein visuellen Beurteilungen nicht zu verbessern vermochte. Dies hat auch damit zu tun, dass die meisten Solarmodule - anders als etwa laminierte Fenster - nicht im Durchlichtverfahren geprüft werden können, weil viele photovoltaische Elemente nicht transparent sind und weil viele Solarmodule auf ihrer Rückseite eine schwarze Folie enthalten.

[0006] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Erkennung von Gaseinschlüssen in Laminaten zu vereinfachen und zu verbessern.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Schichtkörper gemäss einem Punktraster optisch abgetastet werden, dass die daraus gewonnen Signale in digitale Daten umgewandelt werden und dass die Daten jeweils eines Moduls als Datensatz gespeichert und einer Auswertung unterzogen, werden. Unter optischem Abtasten soll im vorliegenden Zusammenhang auch das Abtasten mit mindestens einem Laserstrahl verstanden werden.

[0008] Vorteile dieser erfindungsgemässen Lösung bestehen insbesondere darin, dass eine visuelle Inspektion der Schichtkörper unabhängig vom Produktionsort vorgenommen werden kann. Zudem sind damit die Voraussetzungen für eine vollautomatische Prüfung ohne visuelle Inspektion geschaffen.

[0009] Nach einer Ausführungsart beinhaltet die Auswertung die Darstellung als Bild. Diese Darstellung erfolgt vorzugsweise nach vorgegebenen Kriterien, wodurch die weiter oben erwähnte Subjektivität bei einer visuellen Beurteilung des Bildes weitgehend eliminiert werden kann.

[0010] Eine andere Ausführungsart sieht vor, dass die Auswertung die Veränderung von Bildparametern beinhaltet. Diese Veränderung kann beispielsweise den Massstab der Darstellung, die Helligkeit, den Kontrast oder die Farbe des Bildes betreffen mit dem Ziel, Einschlüsse, insbesondere Gaseinschlüsse sicher zu erkennen und zu beurteilen.

[0011] Gemäss weiteren Ausführungsarten wird das Bild auf einem Bildschirm dargestellt oder durch einen Drucker ausgegeben. Dies erlaubt eine orts- und zeitunabhängige Inspektion der zu prüfenden Schichtkörper.

[0012] Nach einer weiteren Ausführungsart ist vorgesehen, dass die Auswertung die Verarbeitung des Datensatzes in einer Datenverarbeitungsanlage umfasst, wobei die Datenverarbeitungsanlage auf der Grundlage von Vorgabewerten Ausgangssignale erzeugt. Somit ist eine vollautomatische Prüfung der Schichtkörper erreichbar.

[0013] Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Prüfen von laminierten Schichtkörpern mit mindestens einer äusseren transparenten Schicht auf unerwünschte Einschlüsse, insbesondere Gaseinschlüsse.

[0014] Die Erfindung hat insbesondere die Aufgabe, die Erkennung von Gaseinschlüssen in Laminaten zu vereinfachen und zu verbessern.

[0015] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorrichtung einen optischen Scanner enthält.

[0016] Damit lässt sich die Prüfung der Schichtkörper auf Gaseinschlüsse in den Produktionsprozess der Schichtkörper integrieren.

[0017] Nach einer Ausführungsart ist der optische Scanner im Bereich eines Transportmittels angeordnet, welches die Schichtkörper durch den Erfassungsbereich des Scanners transportiert. Diese Massnahme schafft die Voraussetzungen für eine vollautomatische Prüfung der Schichtkörper.

[0018] Schliesslich sieht eine andere Ausführungsart vor, dass der optische Scanner im Bereich einer Bearbeitungsstation angeordnet ist, in welcher die Schichtkörper vorübergehend fixiert und vorzugsweise einer weiteren Bearbeitung wie beispielsweise dem Schneiden oder Schleifen der Kanten unterzogen werden. Auch diese Massnahme schafft gute Voraussetzungen für eine vollautomatische Prüfung der Schichtkörper Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: <tb>Fig. 1<sep>eine Anordnung aus einem Modul und einem Scanner in einer schematischen perspektivischen Darstellung und <tb>Fig. 2<sep>eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einer Fertigungsanlage für Module.

[0019] In Fig. 1 ist ein Modul 1 perspektivisch und vereinfacht dargestellt. Das Modul besteht aus mehreren miteinander durch Laminieren verbundenen Schichten, wobei mindestens die in der Figur obere Schicht transparent ist. Ein Scanner 2 ist in einem Abstand von der Oberfläche des Moduls 1 angeordnet. Dabei kann es sich um einen an sich bekannten Scanner handeln, beispielsweise einen CCD schwarz/weiss-oder Farbscanner, wie sie beispielsweise zum optischen Erfassen von Dokumenten oder Bildern benutzt werden. Der Scanner tastet das Modul mit lichtempfindlichen CCD-Sensoren ab und wandelt die daraus gewonnen Signale in digitale Daten um. Dazu zerlegt er die Fläche des Moduls in eine Matrix von Bildpunkten und erfasst jeden Bildpunkt einzeln. Der in der Figur dargestellte Scanner 2 erfasst jeweils eine Scannzeile 3 nach der anderen, wobei das einfallende Licht, das vorzugsweise aus einer im Scanner 2 eingebauten Lichtquelle stammt, die transparente obere Schicht des Moduls 1 durchdringt und an den darunter liegenden Schichten und Strukturen einschliesslich Gas- und Vakuumeinschlüssen unterschiedlich reflektiert wird. Die reflektierten Anteile des Lichts werden auf einen im Scanner 2 vorhandenen Zeilensensor gerichtet. Sind die Daten für eine Zeile erfasst, wird das optische System relativ zum Modul eine Zeile weiter bewegt, wobei entweder der Scanner 2 und/oder das Modul 1 bewegt werden kann, wie dies durch den Doppelpfeil 4 beziehungsweise 5 dargestellt ist. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die ganze zu prüfende Fläche des Moduls 1 abgetastet ist.

[0020] Fig. 2 zeigt schematisch ein Beispiel, wie ein Scanner 2 in eine Produktionslinie für Module 1 eingebaut werden kann, nämlich am Übergang zwischen einem ersten-Transportband 6 und einem zweiten Transportband 7. Die Module werden hier mit der transparenten Schicht nach unten auf den Transportbändern 6, 7 am Scanner 2 vorbei befördert und durch diesen optisch abgetastet. Natürlich ist das Scannen der Elemente auch in anderen Lagen der Elemente möglich. Das Scannen kann auch von oben oder bei vertikal geführten Modulen von der Seite ausgeführt werden.

[0021] Die erfassten Daten werden vorzugsweise je Modul 1 als digitaler Datensatz gespeichert und einer weiteren Verarbeitung zugeführt. Diese weitere Verarbeitung kann darin bestehen, dass jeweils ein Datensatz als Bild auf einem Bildschirm dargestellt wird. Gegenüber der eingangs erwähnten direkten visuellen Beurteilung hat dies die Vorteile, dass störende Reflexionen wegfallen, dass die Zeit, welche der Prüfenden Person für die Betrachtung des Bildes zur Verfügung steht, von der Herstellungs-Taktzeit der Module unabhängig ist, dass Parameter wie etwa der Massstab der Darstellung und die Helligkeit oder der Kontrast des Bildes zwecks Verbesserung der Erkennbarkeit von Blasen verändert werden können und dass das jeweils betrachtete Bild mit früher gespeicherten Bildern verglichen werden kann. Zudem kann beispielsweise ein Linienraster eingeblendet werden, um das Auszählen der entdeckten Gaseinschlüsse zu erleichtern.

[0022] An Stelle der Betrachtung auf einem Bildschirm oder zusätzlich dazu können die Bilder auch ausgedruckt und in der Form eines auf Papier gedruckten Bildes einer Auswertung unterzogen werden.

[0023] In einer Weiterentwicklung des Verfahrens werden die gescannten Bilder elektronisch ausgewertet, indem die genannten Datensätze einer Datenverarbeitungsanlage zugeführt und von dieser entsprechend einem vorgegebenen Programm analysiert und automatisch mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden. Die von der Datenverarbeitungsanlage erzeugten Ausgangssignale können verwendet werden, um Module, bei welchen vordefinierte Werte betreffend Einschlüsse überschritten sind, auszuscheiden.

[0024] Ein zusätzlicher Vorteil des vorangehend beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die genannten Datensätze und/oder manuell oder automatisch erfasste Auswertungsprotokolle jedem geprüften Modul eindeutig zugeordnet und somit zu jedem beliebigen späteren Zeitpunkt wieder abgerufen werden können, beispielsweise zur Überprüfung von nachträglichen Veränderungen oder zur Behandlung von Reklamationen.

Bezugszeichenliste

[0025] <tb>1<sep>Modul <tb>2<sep>Scanner <tb>3<sep>Scanzeile <tb>4<sep>Bewegungsrichtung Scanner <tb>5<sep>Bewegungsrichtung Modul <tb>6<sep>erstes Transportband <tb>7<sep>zweites Transportband

Claims (9)

1. Verfahren zum Prüfen von laminierten Schichtkörpern mit mindestens einer äusseren transparenten Schicht auf unerwünschte Einschlüsse, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtkörper (1) gemäss einem Punktraster optisch abgetastet werden, dass die daraus gewonnen Signale in digitale Daten umgewandelt werden und dass die Daten jeweils eines Moduls als Datensatz gespeichert und einer Auswertung unterzogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung die Darstellung als Bild beinhaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung die Veränderung von Bildparametern beinhaltet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild auf einem Bildschirm dargestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bild durch einen Drucker ausgegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung die Verarbeitung des Datensatzes in einer Datenverarbeitungsanlage umfasst, wobei die Datenverarbeitungsanlage auf der Grundlage von Vorgabewerten Ausgangssignale erzeugt.

7. Vorrichtung zum Prüfen von laminierten Schichtkörpern (1) mit mindestens einer äusseren transparenten Schicht auf unerwünschte Einschlüsse, insbesondere Gaseinschlüsse, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen optischen Scanner (2) enthält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Scanner (2) im Bereich eines Transportmittels (6, 7) angeordnet ist, welches die Schichtkörper durch den Erfassungsbereich des Scanners (2) transportiert.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Scanner (2) im Bereich einer Bearbeitungsstation angeordnet ist, in welcher die Schichtkörper vorübergehend fixiert und vorzugsweise einer weiteren Bearbeitung wie beispielsweise dem Schneiden oder Schleifen der Kanten unterzogen werden.