DE102004029284A1

DE102004029284A1 - Anordnung von drehbaren Arbeitstischen zum Aufbau von Solarmodulen

Info

Publication number: DE102004029284A1
Application number: DE200410029284
Authority: DE
Inventors: Michael Fürst; Wolfgang Prof. Dr.-Ing. Schmutz
Original assignee: TIB TECH INDUSTRIEBERATUNG GMB; TIB TECHNISCHE INDUSTRIEBERATUNG GmbH
Current assignee: ACI ECO TEC VERWALTUNGS-GMBH, 78658 ZIMMERN, DE
Priority date: 2004-06-17
Filing date: 2004-06-17
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2024-06-18
Also published as: DE102004029284B4

Abstract

Der Aufbau von Solarmodulen erfolgt bislang in starren hintereinander folgenden Produktionsstationen, wobei ein großer Platzbedarf benötigt wird. Der Austausch der Produktionsstationen erfolgt nur mit hohem finanziellen und zeitlichen Aufwand. DOLLAR A Die Erfindung betrifft eine Anordnung von drehbaren Arbeitstischen, welche in zwei Ebenen übereinander angeordnet sind und einen gemeinsamen Drehpunkt als Zentrum besitzen. Den jeweiligen äußeren Enden der Tische sind symmetrisch zum Drehpunkt feste Aufgaben zugewiesen. DOLLAR A Die Anordnung von drehbaren Arbeitstischen findet ihren Einsatz bei Montagelinien zum Aufbau von Solarmodulen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von drehbaren Arbeitstischen, welche im Zentrum einen gemeinsamen Drehpunkt besitzen. Die Arbeitstische sind in zwei Ebenen übereinander angeordnet. An den jeweiligen äusseren Flächen der Arbeitstische sind symmetrisch zum Drehpunkt Arbeitsflächen angeordnet. Diese Arbeitsflächen übernehmen eine fest zugewiesene Aufgabe beim Aufbau von Solarmodulen. Die zugewiesenen Aufgaben einer jeweiligen Ebene sind immer aufeinanderfolgende Produktionssschritte bei der Modulfertigung. Die Arbeitsflächen können durch tauschbare Einsätze den jeweiligen Modulgrössen und Zellformaten angepasst werden.
Beschreibung
Mit steigendem Energiebedarf und immer knapperen Ressourcen an konventionellen Energieträgern wie Öl, Kohle und Gas gewinnt die Nutzung von alternativen Energieträgern wie Wind, Wasser, Biomasse und Sonne immer mehr an Bedeutung. Den kostenlos zur Verfügung stehenden alternativen Energieträgern stehen oftmals hohe Produktionskosten gegenüber. Die Fertigung von Solarmodulen findet bislang weitestgehend in Handarbeit statt, was zu hohen Kosten führt und somit den Einsatz erschwert. Seit jedoch der Bedarf an Strom aus Sonnenenergie steigt verlangt die Industrie immer mehr nach Montagelinien für den Aufbau von Solarmodulen. Mit dem Einsatz von teil- oder vollautomatisierten Montagelinien kann der steigende Bedarf an Solarmodulen zu immer günstigeren Produktionskosten am Markt schneller bedient werden. Die manuelle Montage ist ausserdem mit einem hohen Anteil an Ausschuss behaftet. Bei teil- und vollautomatisierten Montagelinien sinkt die Fehlerquote und steigt die Qualität bei Solarmodulen.
Solarmodule werden grundsätzlich in Glas/Glas – oder in Glas/Folie – Sandwichbauweise je nach Anforderung der Kunden aufgebaut. Der Aufbau beginnt mit der Sichtseite und endet mit der Rückseite. Die Bauweise in Glas/Glas besteht von unten nach oben betrachtet aus einer Glasscheibe, einer Schmelzfolie, den Solarzellen in Form einer Matrix, wiederum einer Schmelzfolie und zum Abschluss einer weiteren Glasscheibe. Bei der Glas/Folie – Bauweise wird die oberste Glasscheibe durch eine Deckfolie ersetzt. Die Produktion eines Solarmoduls beginnt mit dem Erstellen eines Strangs in vorgegebener Länge aus Solarzellen welche untereinander verlötet werden. Diese Stränge werden zu einer Matrix zusammengestellt die dann ausgerichtet wird. Die Matrix wird dann zu einem ganzen Feld verlötet oder verschweisst. Danach wird die unterste Glasscheibe bereit gestellt, darauf wird eine Schmelzfolie gelegt, auf dieser wiederum wird die ganze Matrix abgelegt. Anschliessend wird darauf eine weitere Schmelzfolie gelegt, den Abschluss bildet je nach Bauweise eine Glasscheibe oder Deckfolie. Dieses ganze Sandwich wird dann zu einem Paket gebacken (laminiert) und anschliessend erfolgen weitere Arbeitsschritte wie Einrahmung, Verschalten, usw. Die weiteren Arbeitsschritte sind für diese Erfindung nicht von Bedeutung.
Bei der bisherigen Produktion von Solarmodulen sind alle Produktionsschritte hintereinander wie bei einer Fliessbandfertigung platziert. Die einzelnen Stationen sind mit gängigen Handhabungssystemen wie Portalroboter, Rollen oder Transportbänder verbunden. Dies gilt für manuelle wie auch für automatisierte Montagelinien. Diese Art der Fertigung erfordert einen hohen Platzbedarf für die gesamte Linie. Ausserdem ist die gesamte Montagelinie starr, was bei Änderungen in der Produktionskette zu hohem finanziellen und zeitlichen Aufwand führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist daher eine Anordnung zu schaffen, die die starre Verkettung der Produktionsstationen aufbricht und eine flexible Verbindung zulässt. Desweiteren soll durch die Schaffung einer neuen Anordnung der Platzbedarf für die Produktionsstationen reduziert werden.
Drehbare Arbeitstische sind im Werkzeugmaschinenbau als Rundschalttische in vielfältiger Weise im Einsatz und gehören zum unbedingten Stand der Technik. Um den Rundschalttisch sind in beliebiger Anzahl Arbeitsstationen angebracht. Die Arbeitsabläufe sind direkt nacheinander angeordnet. Die Rundschalttische selber sind nur mit einer Arbeitsebene ausgeführt.
Bei der patentgemässen Lösung wird die neue Anordung durch den Einsatz von zwei übereinander liegenden Arbeitstischen erreicht, welche im Zentrum einen gemeinsamen Drehpunkt besitzen. An den äusseren Enden der Arbeitstische sind Arbeitsflächen vorhanden, welchen eine definierte Aufgabe zugewiesen ist. Die Produktionsstationen sind bevorzugt um jeweils 90° zum Drehpunkt hin angeordnet.
Die im gemeinsamen Zentrum drehbaren Arbeitstische werden jeweils separat angetrieben. So kann die Lagerung bzw. der Antrieb für jeden Belastungsfall spezifisch ausgeführt werden. Die Arbeitstische sind flexibel für den gewählten Ablauf gestaltbar. Die Arbeitstische können über eine Steuerung unabhängig oder in Abhängigkeit voneinander gesteuert werden. Jedem Arbeitstisch können flexibel Aufgaben zum Aufbau von Solarmodulen zugewiesen werden. Nach heutigem Stand der Technik kann der Ablauf wie folgt gestaltet werden: im oberen Arbeitstisch sind Einsätze angebracht auf denen die ausgerichteten Stränge manuell oder automatisiert abgelegt werden. Diese Einsätze sind tauschbar und werden den jeweiligen Anforderungen an Zellengrösse, Zellenabstände und Modulformat angepasst. Durch die Ablage der Stränge auf den Einsätzen wird das endgültige Format des zu fertigenden Solarmoduls bestimmt. Die Einsätze sind symmetrisch zum Drehpunkt an den jeweiligen äusseren beiden Enden des oberen Arbeitstisches angebracht. Nach der Ablage der Stränge in den Einsätzen wird der Arbeitstisch entsprechend der Anordnung der Produktionsstationen gedreht, bevorzugt um 180°. Nach der Drehung werden auf der einen Seite die Stränge aufgelegt und auf der gegenüberliegenden Seite werden die Stränge zu einer Matrix miteinander verbunden mittels Löten oder Schweissen. Nun dreht der Arbeitstisch auf eine Zwischenposition, die bevorzugt um 90° versetzt angebracht ist. In dieser Position wird die Matrix vertikal nach oben entnommen und der Arbeitstisch dreht sich wieder bevorzugt um 90° auf die Position zum Beladen der Stränge. Der untere Tisch wird an den äusseren beiden Enden symmetrisch zum Drehpunkt mit Zinken ausgeführt, auf denen das Glas abgelegt wird. Die Zinken müssen derart ausgeführt werden, dass dazwischen geeignete Transportsysteme wie Rollen oder Bänder angeordnet werden können. Diese Transportsysteme müssen abgekippt oder nach unten gefahren werden um ein Drehen des Arbeitstisches zu ermöglichen. Nach dem Ablegen der Glasscheibe erfolgt der weitere Aufbau des Sandwiches je nach Ausführung. Nachdem der Aufbau abgeschlossen ist, erfolgt eine Drehung des Tisches zur nächsten Produktionsstation bevorzugt um 180°. Dort wird der ganze Aufbau abgenommen und den weiteren Produktionsschritten zugeführt. Während dessen wird am gegenüberliegenden Ende ein neues Solarmodul aufgebaut.
Durch den Einsatz von zwei Arbeitsebenen bzw. -tischen und die flexible Zuordnung der Arbeiten zu den Arbeitsflächen, lässt sich auch der Materialfluss flexibel gestalten und sehr einfach auch neuen, zukünftigen Anforderungen anpassen.
Die Ausführung der patentgemässen Lösung sieht in 1 als Ansicht von oben die Anordnung der Produktiosstationen (1) um jeweils 90° vor. Die dem oberen Arbeitstisch (2) zugewiesenen Aufgaben sind dabei um 180° gegenüberliegend angeordnet. Der obere Arbeitstisch (2) ist an den äusseren beiden Enden (3) mit tauschbaren Einsätzen (4) zur Aufnahme und Anordnung der Stränge (5) versehen. Beide Arbeitstische besitzen einen gemeinsamen Drehpunkt (6). Beim unteren Arbeitstisch (7) sind an dessen äusseren Enden (8) Zinken (9) angebracht, auf denen die Glasscheibe (10) abgesetzt wird. 2 zeigt die Anordnung in einer Ansicht von vorn, wobei die jeweiligen Produktionsstationen (1) nicht dargestellt sind. 3 zeigt in einer Frontansicht links das Abkippen (11) eines Transportsystems und rechts das Abfahren (12) des Transportsystems, damit der untere Tisch (7) gedreht werden kann.

Claims

Anordnung von drehbaren Arbeitstischen zum Aufbau von Solarmodulen, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitstische in zwei Ebenen mit einem gemeinsamen Drehpunkt als Zentrum angeordnet aber unabhängig voneinander drehbar sind und den äusseren Enden symmetrisch zum Drehpunkt feste Aufgaben zugewiesen werden.
Anordnung von drehbaren Arbeitstischen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Arbeitsflächen auf den Arbeitstischen je nach Ablauf flexibel Aufgaben zugewiesen werden können.
Anordnung von drehbaren Arbeitstischen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Arbeitstisch tauschbare Einsätze angebracht sind, welche das endgültige Format des Solarmoduls festlegt.
Anordnung von drehbaren Arbeitstischen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Arbeitstisch mittels Vakuum die Stränge auf der Platte gehalten werden.
Anordnung von drehbaren Arbeitstischen nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Arbeitstisch Zinken angebracht sind um Transportsystemen das Zwischenfahren zu ermöglichen.
Anordnung von drehbaren Arbeitstischen nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitstische manuell bedient werden.
Anordnung von drehbaren Arbeitstischen nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitstische automatisch bedient werden.
Anordnung von drehbaren Arbeitstischen nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitstische in einen automatisierten Ablauf eingebunden werden.
Anordnung von drehbaren Arbeitstischen nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitstische miteinander kommunizieren.
Anordnung von drehbaren Arbeitstischen nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionsstationen in beliebigen Winkeln um den Drehpunkt der Arbeitstische angeordnet sind.