ITPD20110416A1

ITPD20110416A1 - AUTOMATED SYSTEM AND METHOD FOR REALIZING CELL STRINGS FOR PHOTOVOLTAIC MODULES

Info

Publication number: ITPD20110416A1
Application number: IT000416A
Authority: IT
Inventors: Dario Bernardi; Antonio Galiazzo; Javier Guidolin
Original assignee: 2Bg S R L
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2013-06-30
Also published as: WO2013098720A1

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Campo di applicazione Field of application

Forma oggetto della presente invenzione un sistema automatizzato e un metodo per realizzare stringhe di celle per moduli fotovoltaici. The subject of the present invention is an automated system and a method for making strings of cells for photovoltaic modules.

Stato della tecnica State of the art

In generale, la produzione di un modulo fotovoltaico prevede le seguenti fasi operative: In general, the production of a photovoltaic module involves the following operational phases:

- connessione elettrica di singole celle fotovoltaiche in serie per formare stringhe; - electrical connection of single photovoltaic cells in series to form strings;

- posizionamento di più stringhe su una lastra di vetro in corrispondenza di una faccia della lastra stessa ricoperta con un film di materiale polimerico collante (ÈVA); - positioning of several strings on a glass plate in correspondence with a face of the same plate covered with a film of gluing polymeric material (ÈVA);

- interconnessione elettrica delle stringhe alle estremità con realizzazione di linee di connessione (bus) così da formare un modulo fotovoltaico; - electrical interconnection of the strings at the ends with the creation of connection lines (bus) so as to form a photovoltaic module;

- ultimazione del modulo con l'applicazione di fogli collanti e protettivi e laminazione del modulo; - completion of the module with the application of adhesive and protective sheets and lamination of the module;

- rifilatura dei bordi del modulo e fissaggio di cornici e della scatola per i contatti elettrici esterni; - trimming the edges of the module and fixing the frames and the box for the external electrical contacts;

- test finale. - final test.

In particolare, nella prima fase operativa una stringa viene realizzata allineando un predefinito numero di singole celle secondo una direzione di allineamento. Tra una cella e l'altra vengono opportunamente posizionate e saldate bandelle di interconnessione elettrica, note in gergo come "ribbon". Queste operazioni vengono tutte realizzate in modo automatizzato. In particular, in the first operating phase a string is made by aligning a predefined number of single cells according to an alignment direction. Between one cell and another, electrical interconnection strips, known in jargon as "ribbon", are suitably positioned and welded. These operations are all carried out in an automated way.

Tradizionalmente, un sistema automatizzato per realizzare stringhe di celle per moduli fotovoltaici è dotato di un nastro trasportatore disposto lungo la direzione di allineamento, sul quale vengono allineate le celle e opportunamente posizionate le bandelle. Più in dettaglio, il sistema è dotato di un primo dispositivo manipolatore atto a prelevare la singola cella da un adiacente magazzino e a posizionarla all'ingresso del nastro trasportatore. Grazie al movimento del nastro trasportatore le celle ivi posizionate vengono progressivamente traslate lungo la direzione di allineamento così da liberare l'ingresso per il posizionamento di nuove celle. Il sistema è dotato di un secondo dispositivo manipolatore atto a prelevare le bandelle da un adiacente magazzino e posizionarle sulle celle. Le bandelle vengono posizionate con una prima porzione disposta superiormente alla cella che per ultima è stata posizionata sul nastro trasportatore e con una seconda porzione, sfalsata rispetto alla prima, in appoggio sul nastro trasportatore, così da ricevere in sovrapposizione una nuova cella. Il sistema è inoltre dotato di un dispositivo di saldatura delle bandelle, che è disposto a valle della zona di ingresso, i.e. a valle della zona di posizionamento delle celle e delle bandelle. Traditionally, an automated system for making strings of cells for photovoltaic modules is equipped with a conveyor belt arranged along the alignment direction, on which the cells are aligned and the strips suitably positioned. More in detail, the system is equipped with a first manipulator device adapted to pick up the single cell from an adjacent warehouse and to position it at the entrance to the conveyor belt. Thanks to the movement of the conveyor belt, the cells positioned therein are progressively translated along the alignment direction so as to free the entrance for the positioning of new cells. The system is equipped with a second manipulator device suitable for picking up the strips from an adjacent warehouse and positioning them on the cells. The strips are positioned with a first portion arranged above the cell which was last positioned on the conveyor belt and with a second portion, offset from the first, resting on the conveyor belt, so as to receive a new cell overlapping. The system is also equipped with a strip welding device, which is arranged downstream of the entrance area, i.e. downstream of the cell and strip positioning area.

II dispositivo di saldatura opera in posizione fissa rispetto al nastro trasportatore; il primo dispositivo manipolatore è libero di muoversi trasversalmente alla direzione di allineamento, i.e. trasversalmente alla direzione di movimentazione del nastro trasportatore; il secondo dispositivo manipolatore è libero di muoversi lungo la direzione di allineamento, i.e. lungo la direzione di movimentazione del nastro trasportatore. The welding device operates in a fixed position with respect to the conveyor belt; the first manipulator device is free to move transversely to the alignment direction, i.e. transversely to the direction of movement of the conveyor belt; the second manipulator device is free to move along the alignment direction, i.e. along the direction of movement of the conveyor belt.

Operativamente, il nastro trasportatore viene azionato a scatti, i.e. con una sequenza di fermate e ripartenze. Le diverse operazioni di posizionamento di cella e bandelle e di saldatura avvengono infatti con nastro trasportatore fermo, cioè le operazioni vengono effettuare in discontinuo. Operationally, the conveyor belt is driven in jerks, i.e. with a sequence of stops and starts. In fact, the various cell and strip positioning and welding operations take place with the conveyor belt stationary, i.e. the operations are performed discontinuously.

II funzionamento ad intermittenza del nastro trasportatore aumenta inevitabilmente i tempi morti di processo. Ciò influisce negativamente sulla produttività del processo produttivo. The intermittent operation of the conveyor belt inevitably increases the dead times of the process. This negatively affects the productivity of the production process.

Presentazione dell'invenzione Presentation of the invention

Pertanto, scopo della presente invenzione è quello di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota sopra citata, mettendo a disposizione un sistema automatizzato ed un metodo per realizzare stringhe di celle per moduli fotovoltaici che permettano di ridurre i tempi morti di processo, aumentando la produttività del processo stesso. Therefore, the purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the aforementioned prior art, by providing an automated system and a method for making strings of cells for photovoltaic modules that allow to reduce the dead times of the process, increasing the productivity of the process. same.

Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un sistema automatizzato per realizzare stringhe di celle per moduli fotovoltaici che sia operativamente semplice ed efficace e al contempo di semplice ed economica realizzazione. A further object of the present invention is to provide an automated system for making strings of cells for photovoltaic modules which is operationally simple and effective and at the same time simple and economical to produce.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

Le caratteristiche tecniche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una o più forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui: la Figura 1 mostra una vista prospettica del sistema automatizzato per realizzare stringhe di celle per moduli fotovoltaici secondo una forma realizzativa preferita dell'invenzione, illustrato con i suoi componenti in una prima configurazione operativa; The technical characteristics of the invention, according to the aforementioned purposes, are clearly verifiable from the content of the claims reported below and the advantages thereof will be more evident in the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings, which represent one or more embodiments purely exemplary and non-limiting, in which: Figure 1 shows a perspective view of the automated system for making strings of cells for photovoltaic modules according to a preferred embodiment of the invention, illustrated with its components in a first operating configuration;

- la Figura 2 mostra una vista ortogonale dall'alto del sistema illustrato nella Figura 1; Figure 2 shows an orthogonal view from above of the system illustrated in Figure 1;

- la Figura 3 mostra una vista prospettica del sistema automatizzato di Figura 1, illustrato con i suoi componenti in una seconda configurazione operativa; Figure 3 shows a perspective view of the automated system of Figure 1, illustrated with its components in a second operating configuration;

- la Figura 4 mostra una vista ortogonale dall'alto del sistema illustrato nella Figura 3; Figure 4 shows an orthogonal view from above of the system illustrated in Figure 3;

- la Figura 5 mostra un dettaglio ingrandito del sistema di figura 3, contenuto nel cerchio V ivi indicato e relativo ad un primo dispositivo manipolatore; Figure 5 shows an enlarged detail of the system of Figure 3, contained in the circle V indicated therein and relating to a first manipulator device;

- la Figura 6 mostra una vista prospettica del sistema automatizzato di Figura 1, illustrato con i suoi componenti in una terza configurazione operativa; e - la Figura 7 mostra una vista ortogonale dall'alto del sistema illustrato nella Figura 6. Figure 6 shows a perspective view of the automated system of Figure 1, illustrated with its components in a third operating configuration; and - Figure 7 shows an orthogonal top view of the system illustrated in Figure 6.

Descrizione dettagliata Detailed description

Con riferimento agli uniti disegni è stato indicato nel suo complesso con 1 un sistema automatizzato per realizzare stringhe di celle di moduli fotovoltaici secondo l'invenzione. With reference to the accompanying drawings, the numeral 1 indicates as a whole an automated system for making strings of cells of photovoltaic modules according to the invention.

In accordo ad una forma realizzativa generale dell'invenzione, il sistema automatizzato 1, comprende: - almeno un nastro trasportatore 2 disposto lungo una direzione di allineamento X delle celle, sul quale vengono progressivamente posizionate celle e bandelle di interconnessione elettrica tra celle a partire da una estremità di ingresso 2' del nastro stesso; According to a general embodiment of the invention, the automated system 1 comprises: - at least one conveyor belt 2 arranged along an alignment direction X of the cells, on which cells and strips for electrical interconnection between cells are progressively positioned starting from an inlet end 2 'of the belt itself;

- almeno un primo dispositivo manipolatore 10 atto a posizionare singole celle in sequenza sul nastro trasportatore 2; - at least a first manipulator device 10 adapted to position single cells in sequence on the conveyor belt 2;

- almeno un secondo dispositivo manipolatore 20 atto a posizionare sul nastro 2 bandelle di interconnessione tra celle; - at least a second manipulator device 20 suitable for positioning on the belt 2 interconnection strips between cells;

- almeno un dispositivo 30 per saldare le bandelle alle celle . - at least one device 30 for welding the strips to the cells.

Secondo un primo aspetto dell'invenzione, il sistema 1 comprende primi mezzi 40 per movimentare il dispositivo di saldatura 30 lungo la direzione di allineamento X superiormente al nastro trasportatore 2. According to a first aspect of the invention, the system 1 comprises first means 40 for moving the welding device 30 along the alignment direction X above the conveyor belt 2.

Secondo un altro aspetto dell'invenzione, come sarà ripreso nel seguito descrivendo il metodo per realizzare stringhe di celle, il sistema 1 comprende almeno un'unità elettronica di controllo (non illustrata nelle Figure allegate) che gestisce l'attività del dispositivo di saldatura 30 e dei primi mezzi di movimentazione 40 in modo tale che il dispositivo di saldatura 30 possa operare inseguendo -lungo la direzione di allineamento X - le celle e le bandelle posizionate sul nastro trasportatore 2 mantenuto in movimento. According to another aspect of the invention, as will be resumed in the following describing the method for making cell strings, the system 1 comprises at least an electronic control unit (not illustrated in the attached Figures) which manages the activity of the welding device 30 and of the first handling means 40 in such a way that the welding device 30 can operate by following - along the alignment direction X - the cells and the straps positioned on the conveyor belt 2 kept in motion.

In accordo ad una soluzione realizzativa preferita dell'invenzione, il sistema 1 comprende secondi 50 e terzi mezzi 60 per movimentare rispettivamente il primo 10 ed il secondo dispositivo manipolatore 20 almeno lungo la direzione di allineamento X superiormente al nastro trasportatore 2. Operativamente, l'unità elettronica di controllo gestisce l'attività anche dei due dispositivi manipolatori 10, 20 secondo una o più predefinite sequenze operative in modo tale che i due dispositivi manipolatori operino inseguendo l'ultima cella posizionata in ordine temporale sul nastro trasportatore mantenuto in movimento. According to a preferred embodiment of the invention, the system 1 comprises second 50 and third means 60 for moving respectively the first 10 and the second manipulator device 20 at least along the alignment direction X above the conveyor belt 2. Operatively, the electronic control unit also manages the activity of the two manipulator devices 10, 20 according to one or more predefined operating sequences in such a way that the two manipulator devices operate by following the last cell positioned in chronological order on the conveyor belt kept in motion.

Più in dettaglio, come si può osservare confrontando le figure 4 e 7, la posizione assunta dal primo dispositivo manipolatore può variare lungo l'asse di allineamento X. In altre parole la singola cella può essere posizionata sul nastro trasportatore in corrispondenza dell'estremità di ingresso 2' (vedi figura 4) oppure più a valle rispetto a tale estremità di ingresso (vedi figura 7). More in detail, as can be seen by comparing figures 4 and 7, the position assumed by the first manipulator device can vary along the alignment axis X. In other words, the single cell can be positioned on the conveyor belt at the end of the inlet 2 '(see figure 4) or further downstream from this inlet end (see figure 7).

Alla luce di quanto sopra espresso va quindi intesa l'espressione "a partire da una estremità di ingresso del nastro trasportatore" relativa al posizionamento delle celle e delle bandelle. Con estremità di ingresso del nastro si intende l'estremità del nastro che si trova nella posizione più a monte di tutto il nastro rispetto alla direzione di avanzamento del nastro. In altre parole il posizionamento delle celle e delle bandelle può iniziare in prossimità dell'estremità di ingresso, ma può poi continuare anche più a valle in funzione delle esigenze di inseguimento delle celle già posizionate e quindi della velocità del nastro stesso. In accordo ad una soluzione realizzativa alternativa dell'invenzione (non illustrata nelle Figure allegate), il sistema 1 non comprende mezzi per movimentare i dispositivi manipolatori lungo l'asse di allineamento X. In altre parole, da un punto di vista operativo non è previsto che i dispositivi manipolatori per celle e bandelle inseguano il nastro trasportatore. Possono infatti essere previsti manipolatori, ad esempio del tipo a giostra, che in modo regolare posizionano la singola cella e le bandelle di interconnessione sempre e solo in corrispondenza dell'estremità di ingresso, con un ritmo di posizionamento adeguato all'avanzamento del nastro. In the light of the foregoing, the expression "starting from an inlet end of the conveyor belt" relating to the positioning of the cells and of the straps must therefore be understood. The entry end of the belt means the end of the belt which is located in the most upstream position of the entire belt with respect to the direction of advance of the belt. In other words, the positioning of the cells and of the strips can start near the inlet end, but can then continue even further downstream depending on the tracking needs of the cells already positioned and therefore on the speed of the belt itself. According to an alternative embodiment of the invention (not illustrated in the attached Figures), the system 1 does not comprise means for moving the manipulator devices along the alignment axis X. In other words, from an operational point of view it is not provided that the handling devices for cells and strips follow the conveyor belt. In fact, manipulators can be provided, for example of the carousel type, which regularly position the single cell and the interconnection strips always and only in correspondence with the inlet end, with a positioning rate suitable for the advancement of the belt.

Vantaggiosamente, i movimenti lungo la direzione di allineamento X dei due dispositivi manipolatori 10, 20 e del dispositivo di saldatura 30 sono tra loro indipendenti. In particolare, sono indipendenti i movimenti del dispositivo di saldatura rispetto ai movimenti dei due manipolatori. Advantageously, the movements along the alignment direction X of the two manipulator devices 10, 20 and of the welding device 30 are independent of each other. In particular, the movements of the welding device are independent with respect to the movements of the two manipulators.

Preferibilmente, i movimenti lungo la direzione di allineamento X dei due dispositivi manipolatori 10, 20 e del dispositivo di saldatura 30 sono tra loro coordinati dall'unità elettronica per evitare interferenze. Preferably, the movements along the alignment direction X of the two manipulator devices 10, 20 and of the welding device 30 are coordinated with each other by the electronic unit to avoid interference.

Preferibilmente, i primi 40, i secondi 50 e i terzi mezzi di movimentazione 60 comprendono ciascuno almeno una prima guida lineare 41, 51, 61 parallela all'asse di allineamento X. Preferably, the first 40, the second 50 and the third movement means 60 each comprise at least a first linear guide 41, 51, 61 parallel to the alignment axis X.

In accordo alla soluzione realizzativa preferita illustrata nelle Figure allegate, i primi mezzi di movimentazione 40 comprendono solo la suddetta prima guida lineare 41. Come si può osservare nelle Figure allegate, il dispositivo di saldatura 30 è disposto superiormente al nastro trasportatore 2 ed è movimentato parallelamente alla direzione di allineamento X tramite tale prima guida 41. Preferibilmente, tale prima guida 41 è dimensionata in modo tale che il dispositivo di saldatura 30 sia movimentabile tra l'estremità di ingresso 2' del nastro 2 e l'estremità di uscita 2". In accordance with the preferred embodiment illustrated in the attached Figures, the first handling means 40 comprise only the aforementioned first linear guide 41. As can be seen in the attached Figures, the welding device 30 is arranged above the conveyor belt 2 and is moved parallel to it. to the direction of alignment X by means of this first guide 41. Preferably, this first guide 41 is dimensioned in such a way that the welding device 30 can be moved between the inlet end 2 'of the strip 2 and the outlet end 2 ".

In accordo alla soluzione realizzativa preferita illustrata nelle Figure allegate, i secondi mezzi di movimentazione 50 comprendono una seconda guida 52 trasversale all'asse allineamento X e quindi alla prima guida 51. Vantaggiosamente, una di tali guide è fissa e l'altra è traslabile lungo la prima così da consentire un movimento in due dimensioni del primo dispositivo manipolatore 10. In particolare, la guida mobile (che nella soluzione realizzativa illustrata nelle Figure allegate è in particolare la seconda guida 52, trasversale) è scorrevolmente associata alla guida fissa prima (nelle Figure allegate la prima guida 51, longitudinale) tramite una slitta. In accordance with the preferred embodiment illustrated in the attached Figures, the second movement means 50 comprise a second guide 52 transversal to the alignment axis X and therefore to the first guide 51. Advantageously, one of these guides is fixed and the other can be moved along the first so as to allow a movement in two dimensions of the first manipulator device 10. In particular, the mobile guide (which in the embodiment illustrated in the attached Figures is in particular the second transverse guide 52) is slidingly associated with the first fixed guide (in the Figures attached to the first longitudinal guide 51) by means of a slide.

Vantaggiosamente, come si può osservare in particolare dalle figure 2 e 4, il primo dispositivo manipolatore 10 (i.e. quello preposto al posizionamento delle celle) è movimentabile trasversalmente all'asse di allineamento X tramite la seconda guida 52 (i.e. quella trasversale) tra una posizione operativa sul nastro trasportatore 2 ed almeno una posizione lateralmente esterna al nastro trasportatore 2 dove può essere prevista una zona di prelievo di celle, indicata con 70 nelle Figure allegate. Advantageously, as can be observed in particular from Figures 2 and 4, the first manipulator device 10 (i.e. the one responsible for positioning the cells) can be moved transversely to the alignment axis X through the second guide 52 (i.e. the transverse one) between a position operative on the conveyor belt 2 and at least one position laterally external to the conveyor belt 2 where a cell pick-up area can be provided, indicated with 70 in the attached Figures.

Vantaggiosamente, come si può osservare in particolare nella Figura 2, la zona di prelievo celle 70 comprende un piano di appoggio intermedio 71 sul quale va appoggiata la singola cella, pronta per essere prelevata dal primo dispositivo manipolatore 10. Il sistema 1 è quindi dotato di un dispositivo manipolatore ausiliario il preposto a rifornire continuamente il piano intermedio con celle. Tale dispositivo ausiliario il (anche esso dotato di propri mezzi di movimentazione 12) fa la spola tra un magazzino celle (non illustrato) e il piano di appoggio intermedio, così da ridurre l'escursione di movimento per il primo dispositivo 10. Vantaggiosamente, il piano di appoggio intermedio 71 è movimentabile per semplificare i movimenti del primo dispositivo manipolatore 10. Advantageously, as can be observed in particular in Figure 2, the cell pick-up area 70 comprises an intermediate support surface 71 on which the single cell is placed, ready to be picked up by the first manipulator device 10. The system 1 is therefore equipped with an auxiliary manipulator device responsible for continuously supplying the intermediate floor with cells. Said auxiliary device 11 (also equipped with its own handling means 12) shuttles between a cell store (not shown) and the intermediate support surface, so as to reduce the range of movement for the first device 10. Advantageously, the intermediate support surface 71 can be moved to simplify the movements of the first manipulator device 10.

In accordo alla soluzione realizzativa preferita illustrata nelle Figure allegate, i terzi mezzi di movimentazione 60 comprendono solo la suddetta prima guida lineare 61. Come si può osservare nelle Figure allegate, il secondo dispositivo manipolatore 20 (i.e. quello preposto al posizionamento delle bandelle) è disposto superiormente al nastro trasportatore 2 ed è movimentato parallelamente alla direzione di allineamento X tramite tale prima guida 61. Preferibilmente, tale prima guida 61 è dimensionata in modo tale che il dispositivo di saldatura 30 sia movimentabile tra una posizione sul nastro 2 corrispondente ad una sezione intermedia del nastro stesso (vedi Figura 7) ed almeno una posizione esterna al nastro trasportatore, a monte dell'estremità di ingresso (2') dove può essere prevista una zona di prelievo di bandelle, indicata con 80 nelle Figure allegate. Vantaggiosamente nella zona di prelievo delle bandelle può essere disposto un dispositivo di formatura (piegatura e taglio; non illustrato nelle Figure allegate) di bandelle a partire da una o più bobine di nastro metallico oppure un distributore di bandelle già pronte. In accordance with the preferred embodiment illustrated in the attached Figures, the third movement means 60 comprise only the aforementioned first linear guide 61. As can be seen in the attached Figures, the second manipulator device 20 (i.e. the one in charge of positioning the strips) is arranged above the conveyor belt 2 and is moved parallel to the alignment direction X by means of this first guide 61. Preferably, this first guide 61 is dimensioned in such a way that the welding device 30 can be moved between a position on the belt 2 corresponding to an intermediate section of the belt itself (see Figure 7) and at least one position external to the conveyor belt, upstream of the inlet end (2 ') where a strip pick-up area can be provided, indicated with 80 in the attached Figures. Advantageously, a device for forming (folding and cutting; not shown in the attached figures) of strips starting from one or more reels of metal strip or a distributor of ready-made strips can be arranged in the area for picking up the strips.

In alternativa a quanto sopra descritto, è possibile invertire la conformazione tra i secondi e i terzi mezzi di movimentazione, ossia primo dispositivo manipolatore 10 movimentabile solo sopra il nastro e secondo dispositivo manipolatore 20 movimentabile in due dimensioni anche esternamente al nastro 2, con corrispondente inversione tra zona di prelievo celle e zona di prelievo bandelle. La necessità di disporre da due a più bandelle contemporaneamente, orientandole con i loro assi longitudinali parallelamente all'asse di allineamento X rende tuttavia preferita la configurazione illustrata nelle Figure allegate. Da un punto di vista impiantistico e di gestione è infatti più semplice ed efficiente prelevare le bandelle già orientate parallelamente all'asse di allineamento X. In accordo alla soluzione realizzativa preferita illustrata nelle Figure allegate, le guide lineari 41, 51, 52, 61 dei mezzi di movimentazione sono guide motorizzate con vite a ricircolo di sfere. In particolare le guide sono dotate di motori elettrici brushless 65. As an alternative to what has been described above, it is possible to invert the conformation between the second and third handling means, i.e. the first manipulator device 10 which can be moved only above the belt and the second manipulator device 20 which can be moved in two dimensions also externally to the belt 2, with corresponding inversion between cell pick-up area and strip pick-up area. The need to arrange from two to more strips at the same time, orienting them with their longitudinal axes parallel to the alignment axis X, however, makes the configuration illustrated in the attached Figures preferred. From a plant engineering and management point of view, it is in fact simpler and more efficient to remove the strips already oriented parallel to the alignment axis X. In accordance with the preferred embodiment illustrated in the attached Figures, the linear guides 41, 51, 52, 61 of the handling means are motorized guides with ball screw. In particular, the guides are equipped with 65 brushless electric motors.

In accordo a soluzioni realizzative alternative non illustrate nelle Figure allegate, i mezzi di movimentazione possono essere costituiti tutti o in parte da bracci robotizzati. In particolare, i secondi mezzi di movimentazione 50 (i.e. quelli preposti a movimentare il primo dispositivo manipolatore) possono essere costituiti da un braccio robotizzato. In accordance with alternative embodiments not shown in the attached Figures, the handling means can be all or part of robotic arms. In particular, the second moving means 50 (i.e. those designed to move the first manipulator device) can consist of a robotic arm.

In alternativa alle guide lineari con vite a ricircolo di sfere possono essere utilizzate altri dispositivi meccanici, come ad esempio pistoni o cremagliere. As an alternative to linear guides with ball screw, other mechanical devices, such as pistons or racks, can be used.

Il dispositivo di saldatura 30 può essere di qualsiasi tipo adatto allo scopo. In particolare può essere un dispositivo di saldatura ad infrarossi, ad ultrasuoni o al laser. The welding device 30 can be of any type suitable for the purpose. In particular, it can be an infrared, ultrasonic or laser welding device.

Il primo dispositivo manipolatore 10, preposto al posizionamento delle celle, è preferibilmente del tipo a ventose. Possono tuttavia essere utilizzati anche altri dispositivi adatti allo scopo. The first manipulator device 10, designed for positioning the cells, is preferably of the suction cup type. However, other suitable devices can also be used.

II secondo dispositivo manipolatore 20, preposto al posizionamento delle bandelle, è preferibilmente del tipo a pinze, come illustrato nelle Figure allegate. In particolare, tale secondo dispositivo 20 è costituito da un ala 21, collegata a sbalzo ad una slitta di scorrimento 22 (associata alla guida lineare 61 disposta a lato del nastro 2) per muoversi sopra al nastro trasportatore 2. Dall'ala 21 sporgono una pluralità di pinze automatizzate di afferraggio 23, distribuite trasversalmente all'asse di allineamento X. Ciascuna pinza 23 è preposta a prelevare e trasportare una singola bandella. In alternativa, possono essere utilizzati anche altri dispositivi adatti allo scopo. Viene descritto di seguito il metodo per realizzare stringhe di celle per moduli fotovoltaici secondo 1'invenzione. The second manipulator device 20, designed for positioning the strips, is preferably of the gripper type, as illustrated in the attached Figures. In particular, this second device 20 is constituted by a wing 21, cantilevered connected to a sliding slide 22 (associated with the linear guide 61 arranged at the side of the belt 2) to move over the conveyor belt 2. From the wing 21 protrudes a plurality of automated gripping grippers 23, distributed transversely to the alignment axis X. Each gripper 23 is designed to pick up and transport a single strip. Alternatively, other devices suitable for the purpose can also be used. The method for making cell strings for photovoltaic modules according to the invention is described below.

Il metodo comprende una fase a) di predisporre un sistema 1 per realizzare stringhe di celle per moduli fotovoltaici comprendente: The method comprises a step a) of providing a system 1 for making strings of cells for photovoltaic modules comprising:

- almeno un nastro trasportatore 2 disposto lungo la direzione di allineamento X delle celle, sul quale vengono progressivamente posizionate le celle e bandelle di interconnessione elettrica a partire dall'estremità di ingresso 2'; - at least one conveyor belt 2 arranged along the alignment direction X of the cells, on which the cells and electrical interconnection strips are progressively positioned starting from the inlet end 2 ';

- almeno un primo dispositivo manipolatore 10 atto a posizionare singole celle in sequenza all'ingresso del nastro trasportatore; - at least a first manipulator device 10 adapted to position single cells in sequence at the entrance to the conveyor belt;

- almeno un dispositivo per saldare le bandelle alle celle; - at least one device for welding the strips to the cells;

- primi mezzi 40 per movimentare il dispositivo di saldatura 30 lungo la direzione di allineamento X superiormente al nastro trasportatore; - first means 40 for moving the welding device 30 along the alignment direction X above the conveyor belt;

- un'unità elettronica di controllo che gestisce l'attività del dispositivo di saldatura 30 e dei primi mezzi di movimentazione 40. - an electronic control unit which manages the activity of the welding device 30 and of the first handling means 40.

In particolare nella fase a) di predisposizione si può predisporre un sistema 1 secondo l'invenzione, come descritto in precedenza. In particular, in stage a) of preparation, a system 1 according to the invention can be arranged, as previously described.

Il metodo prevede una fase b) di mantenere in movimento il nastro trasportatore 2 lungo l'asse di allineamento X, preferibilmente con direzione di avanzamento dall'ingresso verso l'uscita. Grazie al movimento di avanzamento del nastro trasportatore le celle ivi posizionate vengono progressivamente traslate lungo la direzione di allineamento così da liberare spazio per il posizionamento di nuove celle. Preferibilmente, il nastro 2 viene mantenuto in movimento per tutto il processo di realizzazione della stringa. La velocità di avanzamento del nastro può essere costante oppure essere variabile secondo un o più profili di velocità. Il metodo comprende inoltre le seguenti fasi operative: c) posizionare singole celle allineandole sul nastro trasportatore 2 in movimento tramite il primo dispositivo manipolatore 10; The method provides for a step b) of keeping the conveyor belt 2 in motion along the alignment axis X, preferably with the direction of advancement from the inlet to the outlet. Thanks to the forward movement of the conveyor belt, the cells positioned therein are progressively translated along the alignment direction so as to free space for the positioning of new cells. Preferably, the tape 2 is kept in motion throughout the process of making the string. The speed of advancement of the belt can be constant or can be variable according to one or more speed profiles. The method also comprises the following operating steps: c) positioning individual cells by aligning them on the moving conveyor belt 2 by means of the first manipulator device 10;

d) posizionare sul nastro 2 bandelle tra ciascuna cella tramite il secondo dispositivo manipolatore 20; d) placing 2 strips on the belt between each cell by means of the second manipulator device 20;

e) saldare le bandelle alle celle tramite il dispositivo di saldatura 30. e) welding the strips to the cells by means of the welding device 30.

Preferibilmente, la saldatura viene effettuata su gruppi di un numero predefinito di celle. Ciò è legata alle dimensioni del dispositivo di saldatura, i.e. al numero di celle che possono essere trattate contemporaneamente dal dispositivo stesso. Preferably, the welding is carried out on groups of a predefined number of cells. This is related to the size of the welding device, i.e. the number of cells that can be treated simultaneously by the device itself.

Le fasi c) di posizionamento delle celle e d) di posizionamento delle bandelle, nonché la fase e) di saldatura sono ripetute in funzione del numero di celle che devono formare la stringa. The steps c) of positioning the cells and d) of positioning the strips, as well as the step e) of welding are repeated according to the number of cells that must form the string.

Il metodo comprende per ciascuna fase di saldatura e) una fase f) di movimentazione del dispositivo di saldatura lungo l'asse di allineamento X tramite i primi mezzi di movimentazione 40 in modo tale che il dispositivo di saldatura 30 insegua un gruppo di celle da saldare con il nastro 2 in movimento. The method comprises for each welding phase e) a phase f) of moving the welding device along the alignment axis X by means of the first handling means 40 in such a way that the welding device 30 follows a group of cells to be welded with belt 2 in motion.

Operativamente, la centralina elettronica gestisce il movimento del dispositivo di saldatura 30 in funzione della velocità del nastro 2 e della posizione sul nastro assunta dal gruppo di celle da saldare. Operationally, the electronic control unit manages the movement of the welding device 30 as a function of the speed of the strip 2 and of the position on the strip assumed by the group of cells to be welded.

Ciascuna fase e) di saldatura è condotta durante una rispettiva fase f) di movimentazione. Operativamente, il dispositivo di saldatura 30 si muove in modo da posizionarsi superiormente al gruppo di celle da saldare, adeguando la propria velocità di spostamento alla velocità del nastro. La fase f) di movimentazione può quindi comprendere una sottofase di transizione durante la quale il dispositivo si muove con velocità differente in modulo e verso rispetto alla velocità del nastro per raggiungere l'obiettivo, i.e. il gruppo di celle da saldare. Durante la fase f) di movimentazione, la velocità del dispositivo di saldatura 30 può quindi essere variabile. In particolare, il dispositivo 30 può essere soggetto anche ad arretramenti rispetto alla direzione di avanzamento del nastro. Each welding step e) is carried out during a respective handling step f). Operationally, the welding device 30 moves so as to position itself above the group of cells to be welded, adjusting its speed of movement to the speed of the belt. The handling phase f) can therefore comprise a transition sub-phase during which the device moves with different speed in modulus and direction with respect to the speed of the belt to reach the objective, i.e. the group of cells to be welded. During the handling step f), the speed of the welding device 30 can therefore be variable. In particular, the device 30 can also be subject to backward movements with respect to the direction of advance of the belt.

In accordo ad una soluzione realizzativa particolarmente preferita, il sistema 1 comprende secondi 50 e terzi mezzi 60 per movimentare rispettivamente il primo 10 ed il secondo dispositivo manipolatore 20 lungo la direzione di allineamento X superiormente al nastro trasportatore 2. In accordance with a particularly preferred embodiment, the system 1 comprises second 50 and third means 60 for moving respectively the first 10 and the second manipulator device 20 along the alignment direction X above the conveyor belt 2.

In particolare, secondo la suddetta soluzione realizzativa preferita, per ciascuna fase c) di posizionamento di una singola cella il metodo comprende una fase g) di movimentare tramite i secondi mezzi 50 di movimentazione il primo dispositivo manipolatore 10 lungo l'asse di allineamento X, in modo tale che il primo dispositivo 10 insegua l'ultima cella posizionata sul nastro trasportatore in ordine di tempo. In particular, according to the aforementioned preferred embodiment, for each step c) of positioning a single cell the method comprises a step g) of moving the first manipulator device 10 along the alignment axis X by means of the second movement means 50, in such a way that the first device 10 follows the last cell positioned on the conveyor belt in order of time.

Preferibilmente, ciascuna fase c) di posizionamento di una singola cella è condotta durante una rispettiva fase g) di movimentazione; Preferably, each step c) of positioning a single cell is carried out during a respective movement step g);

Sempre secondo la suddetta soluzione realizzativa preferita, per ciascuna fase d) di posizionamento delle bandelle di interconnessione tra due singole celle il metodo comprende inoltre una fase h) di movimentare tramite i terzi mezzi 60 di movimentazione il secondo dispositivo manipolatore 20 lungo l'asse di allineamento X in modo tale che il secondo dispositivo 20 insegua l'ultima cella posizionata sul nastro trasportatore in ordine di tempo. Still according to the aforementioned preferred embodiment solution, for each step d) of positioning the interconnection strips between two single cells, the method also comprises a step h) of moving the second manipulator device 20 along the axis of movement by means of the third movement means 60. alignment X in such a way that the second device 20 follows the last cell positioned on the conveyor belt in order of time.

Preferibilmente, ciascuna fase d) di posizionamento di bandelle è condotta durante una rispettiva fase h) di movimentazione. Preferably, each step d) of positioning the strips is carried out during a respective movement step h).

Operativamente, la centralina elettronica gestisce il movimento dei due dispositivi manipolatori 10 e 20 in funzione della velocità del nastro e della posizione sul nastro assunta dall'ultima cella posizionata in ordine di tempo sul nastro. Operationally, the electronic control unit manages the movement of the two manipulator devices 10 and 20 as a function of the speed of the belt and of the position on the belt assumed by the last cell positioned in order of time on the belt.

Più in dettaglio, i dispositivi manipolatori 10 e 20 si muovono in modo da raggiungere l'ultima cella posizionata in ordine di tempo sul nastro. Raggiunta la cella, il dispositivo manipolatore 10, 20 adegua la propria velocità di spostamento alla velocità del nastro, per un periodo di tempo sufficiente a completate l'operazione di posizionamento della cella o delle bandelle. Le fasi g) ed h) di movimentazione possono quindi comprendere sottofasi di transizione durante le quali il dispositivo si muove con velocità differente in modulo e verso rispetto alla velocità del nastro per raggiungere l'obiettivo, i.e. l'ultima cella posizionata. Durante tali fase g) e h) di movimentazione, la velocità dei dispositivi manipolatori 10, 20 può quindi essere variabile. In particolare, i dispositivi possono essere soggetti anche ad arretramenti rispetto alla direzione di avanzamento del nastro. More in detail, the manipulator devices 10 and 20 move so as to reach the last cell positioned in order of time on the belt. Once the cell has been reached, the manipulator device 10, 20 adjusts its speed of movement to the speed of the belt, for a period of time sufficient to complete the positioning operation of the cell or of the strips. The handling phases g) and h) can therefore comprise transition sub-phases during which the device moves with different speed in modulus and direction with respect to the speed of the belt to reach the objective, i.e. the last cell placed. During these handling phases g) and h), the speed of the manipulator devices 10, 20 can therefore be variable. In particular, the devices can also be subject to backward movements with respect to the direction of advance of the belt.

Più in dettaglio, la centralina di controllo gestisce i movimenti del dispositivo di saldatura e dei due dispositivi manipolatori secondo la logica di inseguimento precedentemente descritta sulla base dei valori della velocità di avanzamento del nastro trasportatore e sulla base delle coordinate spaziali delle celle già posizionate sul nastro. Preferibilmente, le coordinate spaziali delle celle già posizionate ed in particolare dell'ultima cella posizionata in ordine di tempo, sono calcolate con processi di interpolazione, mediante opportuni algoritmi calcolo. More in detail, the control unit manages the movements of the welding device and of the two manipulator devices according to the tracking logic previously described on the basis of the values of the speed of advancement of the conveyor belt and on the basis of the spatial coordinates of the cells already positioned on the belt. . Preferably, the spatial coordinates of the cells already positioned and in particular of the last cell positioned in order of time, are calculated with interpolation processes, by means of suitable calculation algorithms.

L'invenzione permette di ottenere numerosi vantaggi in parte già descritti. The invention allows to obtain numerous advantages already partially described.

Il sistema ed il metodo per realizzare stringhe di celle per moduli fotovoltaici secondo la presente invenzione consentono di evitare un funzionamento ad intermittenza del nastro trasportatore. L'invenzione consente quindi di operare con un nastro trasportatore in continuo movimento, anche a velocità variabile. Ciò consente di ridurre notevolmente i tempi morti di processo rispetto ai sistemi tradizionali. The system and method for making cell strings for photovoltaic modules according to the present invention allow to avoid intermittent operation of the conveyor belt. The invention therefore allows to operate with a continuously moving conveyor belt, even at variable speed. This makes it possible to considerably reduce process downtimes compared to traditional systems.

La gestione automatizzata delle operazioni affidata ad un'unità elettronica di controllo che implementa opportune logiche di controllo e gestione consente di non perdere in precisione nel posizionamento delle celle/bandelle e nelle saldature, garantendo quindi una elevata qualità del prodotto finale. The automated management of the operations entrusted to an electronic control unit that implements appropriate control and management logics makes it possible not to lose precision in the positioning of the cells / strips and in the welding, thus guaranteeing a high quality of the final product.

II sistema automatizzato per realizzare stringhe di celle per moduli fotovoltaici secondo l'invenzione è inoltre operativamente semplice ed efficace e al contempo di semplice ed economica realizzazione, soprattutto nel caso in cui si utilizzino guide lineari motorizzate (in particolare con vite e ricircolo di sfere) come mezzi di movimentazione dei dispositivi manipolatori e/o del dispositivo di saldatura. The automated system for making cell strings for photovoltaic modules according to the invention is also operationally simple and effective and at the same time simple and economical to produce, especially in the case where motorized linear guides are used (in particular with screw and ball recirculation) as means for moving the manipulator devices and / or the welding device.

L'invenzione così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi. The invention thus conceived therefore achieves the intended purposes.

Ovviamente, essa potrà assumere, nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione. Obviously, in its practical embodiment, it may also assume forms and configurations different from the one illustrated above without thereby departing from the present scope of protection.

Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni, le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità. Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements and the dimensions, shapes and materials used can be any according to the needs.

Claims

CLAIMS 1. Automated system for making cell strings of photovoltaic modules, comprising: - at least one conveyor belt (2) arranged along an alignment direction (X) of the cells, on which cells and strips for electrical interconnection between cells are progressively positioned starting from an inlet end (2 '); - at least a first manipulator device (10) adapted to position single cells in sequence on the conveyor belt (2); - at least a second manipulator device (20) able to position interconnection strips between cells on the belt (2); - at least one device (30) for welding the strips to the cells; characterized in that it comprises first means (40) for moving the welding device (30) along the alignment direction (X) above the conveyor belt (2) and characterized in that it comprises at least an electronic control unit which manages the 'activity of the welding device (30) and of the first handling means (40) in such a way that the welding device (30) operates by following along the alignment direction (X) the cells and the straps positioned on the conveyor belt (2 ) kept in motion.

2. System according to claim 1, comprising second (50) and third means (60) for moving respectively the first (10) and the second manipulator device (20) at least along the alignment direction (X) above the conveyor belt (2 ), the electronic control unit also managing the activity of the two manipulator devices (10, 20) according to one or more predefined operating sequences so that the two manipulator devices operate by following the last cell positioned in chronological order on the conveyor belt kept moving.

System according to claim 2, in which the movements along the direction of alignment (X) of the two manipulating devices (10, 20) and of the welding device (30) are mutually independent.

System according to claim 2 or 3, wherein the movements along the alignment direction (X) of the two manipulating devices (10, 20) and of the welding device (30) are coordinated with each other to avoid interference.

System according to one or more of the preceding claims, in which the first, second and third movement means (40, 50 and 60) each comprise at least a first linear guide (41, 51, 61) parallel to the alignment axis ( X).

System according to one or more of the preceding claims, in which the welding device (30) is arranged above the conveyor belt (2) and can preferably be moved between the inlet end (2 ') and the outlet end ( 2 ") of the belt itself parallel to the alignment axis (X), preferably by means of said first linear guide (41).

System according to one or more of the preceding claims, in which the second movement means (50) comprise a second guide (52) transversal to the alignment axis (X), of these two guides one is fixed and the other is translatable along the first so as to cause a two-dimensional movement of the first manipulator device (10).

8. System according to claim 7, wherein said first manipulator device (10) can be moved transversely to the alignment axis (X) through said second guide (52) between a position on the conveyor belt (2) and at least one laterally external position to the conveyor belt (2) where a cell pick-up area can be provided.

System according to one or more of claims 2 to 8, wherein said second manipulator device (10) can be moved along the alignment axis (X) by means of said third movement means (60) between a position on the conveyor belt ( 2) and at least one position external to the conveyor belt, upstream of the inlet end (2 ') where a strip pick-up area can be provided.

10. System according to one or more of claims 5 to 9, wherein said linear guides are motorized guides with ball screw.

Method for making cell strings for photovoltaic modules, comprising the following steps: a) providing a system (1) for making cell strings for photovoltaic modules according to one or more of the preceding claims; b) keep the conveyor belt (2) moving along the alignment axis (X); c) positioning single cells by aligning them on the moving conveyor belt (2) by means of the first manipulator device (10); d) placing on the belt (2) strips between each cell by means of the second manipulator device (20); e) welding the strips to the cells by means of the welding device (30), the welding being carried out on groups of a predefined number of cells; the method comprising for each welding step e) a step f) of moving the welding device along the alignment axis (X) by means of the first moving means (40) so that the welding device (30) follows a group of cells to be welded with the belt (2) in motion, the electronic control unit managing the movement of the welding device (30) according to the speed of the belt (2) and the position on the belt assumed by the group of cells, each phase e) welding being carried out during a respective handling step f).

Method according to claim 11, wherein said system comprises second (50) and third means (60) for moving respectively the first (10) and the second manipulator device (20) along the alignment direction (X) above the belt carrier (2), the method comprising: - for each step c) of positioning a single cell, a step g) of moving the first manipulator device (10) along the alignment axis (X) by means of the second moving means (50), so that the first device (10) follows the last cell positioned on the conveyor belt in order of time, each step c) of positioning a single cell being carried out during a respective movement step g); - for each step d) of positioning the interconnection strips between two single cells, a step h) of moving the second manipulator device (20) along the alignment axis (X) by means of the third handling means (60) in such a way that the second device (20) follows the last cell positioned on the conveyor belt in order of time, each step d) of positioning the strips being carried out during a respective movement step h); the electronic control unit managing the movement of the two manipulator devices according to the speed of the belt and the position on the belt taken by the last cell positioned in order of time on the belt.