JP2011526214A - 光発電モジュールを切り取るための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

２つの縦軸側及び２つの横軸側を有し、一方の上に他方が載置された同サイズの２つのガラス板から成る長方形状の光発電モジュール（２８）を自動的に切り取るための装置及び方法であって、該モジュールは、全ての側面に前記ガラス板に重なるフィルムを構成する中間層を有し、（ａ）モジュール（２８）の後方の横軸側（３８，３９，４０）を固定する保持手段、（ｂ）後方横軸側で、正確に端部の位置合わせをし、モジュール（２８）の重なるフィルムを切断する手段（７，１３）、（ｃ）両方の縦の側で、正確な端部の位置決めで、モジュール（２８）の重なるフィルムを同時に切り取る手段（４２，１４，２９，１７）、（ｄ）モジュール（２８）の前方の横軸側（３８，３９，４０）を固定する保持手段、（ｅ）前方の縦軸側で、正確な端部の位置決めで、モジュール（２８）の重なるフィルムを切り取る手段（５，１５）、及び前記方法を実行するプログラムを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの縦軸側及び２つの横軸側を有し、一方の上に他方が載置された同サイズの２つのガラス板から成る長方形の光発電モジュールの自動切り取り（トリミング）に関し、このモジュールは、全ての側面にはガラス板に重なるフィルムを構成する中間層を有する。

多くの場合、現在のガラス建物の壁面は、構造の機能要素であるだけでなく、太陽エネルギーを生成する役割を果たすようになってきている。製造される太陽モジュールは、正確に統一された格子や形状を可能とする。半透明な太陽電池だけでなく、透明な領域を含んでいる不透明な太陽電池は、光で満たされて光発電光沢が現れる。ここで、太陽電池は、たびたび、太陽や光沢に対する要求される保護の効果を有する。

そのような光発電システムの製造は、半導体やＩＣの生産において、従来の一義的な操作条件を要求する。光発電システムの生産においては、加えて、いわゆるクリーンルームもまた、大きな表面積の衝撃に弱いガラス板を操作するために必要となる。

そのようなガラス板を安全に操作するため、正しい寸法で、いわゆる光発電モジュールを生産する間、２つのガラス板の間に位置し、端部からはみ出したフィルムを切断する必要がある。外側から見ると、光発電モジュールは、熱で前記ガラス板を接着するフィルムを用いて、ガラス基板、光発電素子、及びカバーガラスとしてのガラス板の接続を有している。

ＤＥ10 2004 030 411 A1は、そのような光発電素子や薄板安全ガラスとしての太陽モジュールを開示している。

この出願の発明の目的では、太陽モジュールが、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）に基づくフィルムを使用する、薄板で安全な板ガラスの特質を有した太陽モジュールを提供することである。

これは、安全な薄板の板ガラスとしての太陽モジュールによって達成され、この薄板のフィルムは、ａ）ガラス枠、ｂ）少なくとも、２つのＰＶＢを使用したフィルムの間で整列した１つの太陽電池、ｃ）裏面のカバー、から成り、少なくともＰＶＢを使用したフィルムの１つは、少なくとも１６Ｎ／ｍｍ^２の引き裂き抵抗を有している。しかしながら、製造中に、調整のため、どのように、そのフィルムの突き出し部を切断するかをこの文献から知ることはできない。

DE 10 2005 027 964 A1は、薄板のガラス板のプラスチックフィルムの突き出た箇所を取り除く方法及び装置を開示している。

この文献は、方法及び特に、この方法を実行するのに適した装置を提供することを目的とし、それにより、より早く、より低コストになるだけでなく、とりわけ、より正確に、機械的にプラスチックフィルムの突出部を取り除くことを可能とする。

この目的を達成するために、この文献の請求項１では、薄板ガラス板のガラス枠間のプラスチックフィルムの端部の突出部を取り除く方法を開示し、この方法においては、プラスチックフィルムの突出部が、少なくとも１つの回転する研磨部によって、鋭く輪郭を描かれた端部を取り除くことが特徴とされる。

この文献において、請求項９は、特に、請求項１から８の何れかの方法を実行するため、さらに、薄板のガラス板のガラス枠間のプラスチックフィルムの端部の突出部を取り除く装置を開示している。この装置は、薄板ガラス板の軸受部又は支持表面、この表面上又はこの表面に沿って薄板ガラス板を移動させる運搬部、前記表面の端部上の固定位置に取り付けられ、円周表面を経由して、接線接触をなす回転研磨ディスクを有し、薄板ガラス板の縦軸端部で、また、正しい角度で運搬装置（薄板のガラス板の横軸寸法の方向で）に動かされ、また第二の同類の道具を支える台車により特徴付けられる。

前記文献には説明図は付いていない。

DE 10 2005 027 964 A1は、実質的に、プラスチックフィルムの突出部を取り除くため研磨回転装置の使用を開示し、この装置の縦軸側は固定され、横軸は動作可能である。この文献は、自動システムで、この輪郭測定を実現するため特別な技術要求を扱うわけではなく、技術的な境界条件が考慮に入れられ、及び素早いサイクルタイムが要求される。

本発明に係る装置及び本発明に係る方法は、光発電モジュールを切り取る、すなわち、低コストで、自動運転で、低いサイクルタイムで、安心して全ての側面の、余分なプラスチックフィルムを切り取るのを確実にすることを目的とする。

この目的は、請求項１に記載された装置によって、及び請求項５に記載された方法によって達成される。

本発明に係る装置は、後述の文章で詳細に述べる。

本発明による装置の詳細を以下に記載する。

図１は、本発明に係る装置の斜視図である。 図２は、切断装置の領域からの平面図である。 図３は、固定装置の領域からの平面図である。 図４は、切断頭部の斜視図である。 図５は、前方の横側の固定装置の領域からの斜視図である。 図６は、右手の切断頭部の斜視図である。

図１は、光発電モジュール（２８）を製造する過程における切り取るための装置の斜視図を示している。図２において、右側に示す矢印は、光発電モジュール（２８）の進行方向を示している。これに対して、左側に示す矢印は、モジュール（２８）のその後に進む方向を示している。

外側から見て、光発電モジュール（２８）は、本質的に、同じサイズの２つの長方形ガラス板から成り、このガラス板は、一方のガラスが他方のガラス上に載置され、全ての側面上にガラス板に重なるフィルムを構成する中間層を有している。本発明に係る装置の目的は、清潔且つ正確に、ガラス板の端部の、折り重なったフィルムを自動的に切り取ることである。後述するように、そのような光発電モジュール（２８）は、単にモジュール（２８）として参照される。

この図１において、（２）は、前方の入口支持部、及び後方の横軸の切断装置を示す。左手側は、前方の作動レールクロスアーム（４）を示し、右手側は、後方作動レールクロスアーム（９）を示す。ここで、「前方」又は「後方」は、フィルムの切断過程における、モジュール（２８）の動作方向を参照している。従って、図１において、「前方」は、図の左手側を参照し、「後方」は、図の右手側を参照している。同様に、２つの縦の切断装置に関して「左」は、モジュール（２８）の走行方向から見て、観察者に対して正面を向く側に、すなわち、図１の切り取るための装置の手前側を参照する。また、「右」は、切り取るための装置の奥側、すなわち、図１において観察者から離れる側を参照している。

図１の（１２）は、縦の切断装置の右手の作動レールを示し、モジュール（２８）の作動方向に沿って延長し、観察者から離れた側では、中央部分で隠れて見える。縦の切断装置の左手の作動レール（１０）は、観察者の側を向き、切断装置の他方の側に示される。

図２は、切断装置の平面図である。図２で最も突出して見える形状は、後方側の作動レールクロスアーム（９）及び前方側の作動レールクロスアーム（４）であり、図１の記述に既に述べており、横軸切断装置の２つの縦のビーム（８）を介して接続される。この場合、後方の作動レールクロスアーム（９）は、駆動部（７）を支え、後方の切断頭部（１３）がクロスアーム（９）に沿って動くことを可能にする。また、駆動部（５）は前方の切断頭部（１５）が作動レールクロスアーム（４）に沿って動くことを可能にしている。図１に示す縦の切断装置の左手及び右手の作動レール（１０）及び（１２）は図２に示され、動作時には、中央の両方向の矢印方向に動くことを可能として提供される。結果として、これらの作動レール（１０，１２）は、その都度、切り取られるモジュール（２８）の、形状フォーマットに応じて、互いのその平行間隔に関して調整できる（この点に関して図６も参照のこと）。

縦の切断装置の左手の切断頭部（１４）は、左手の作動レール（１０）に固定され、作動レール（１２）は、右手の切断頭部（１７）を保持する。コンベヤベルトの駆動部（１１）又はベルト（１６）は、図２の右手側の下部に示される。横軸の切断装置の入口支持部（２）は、同様に図２に示される。

モジュール（２８）の位置を検知するセンサ（３０）は、後方の作動レールクロスアーム（９）の近傍領域に示される。それらは、移動するモジュール（２８）の前方端部を正確に測定することができるのみでなく、その端部が正しい角度で、切り取るための装置の縦の方向に延長するか、若しくはそれから外れているかをも検証できる。このセンサ（３０）の数および／又は間隔の増加は、そのような測定の正確性を増加させる。

さらに、センサ（３０）は、モジュール（２８）の後方端部の位置を記録する。モジュール（２８）の長さは、これら２つの端部の移動する時間差から算出される。しかしながら、この目的のため、当業者が想到する他のセンサを使用することも可能である。

図３は、固定装置の平面図を示している。ここで、（２９）及び（４２）は、右手の縦の切断装置及び左手の縦の切断装置の、互いに反対側に位置された駆動部を示している。

上部のモジュール固定装置のため、左手側及び右手側に示される支持部（１８）は、本図で同様に示される。それらは、横軸切断装置及び縦の切断装置のため同数示されている、というのも、それらは、各々が同様の効果を有し、特に、加圧手段（図示せず）を介して、それぞれの側部上のベース上にモジュール（２８）を加圧する。これは、それらの間に横たわる、フィルムを切断する操作中において、モジュールの２つのガラス板が互いに置き換えられることを防止するためである。固定装置のより詳細な図面を、図５に参考として示す。図３において、縦の切断装置の左手の横軸調整駆動部（３２）、及び切り取るための装置の中央領域における縦の切断装置の右手の横軸調整駆動部（３１）を容易に見つけることができ、ここで、モジュール（２８）も示される。図２で既に示したように、これらの駆動部（３１，３２）は、２つの縦の切断装置の間の空きスペースを、それぞれのモジュールの幅に自動的に適合して使用される。

（６）は、横軸切断装置、及び縦の切断装置の同時に起こす垂直動作のための駆動部を示す。これは、切断操作を、全体として異なるガラス厚に適合するために必要である。この操作は、同様に自動的に進行する。それぞれのモジュール（２８）のガラス厚は、センサを用いて測定され、そのセンサの選択は明らかなため詳細には示さず当業者に一任する。これらのセンサからの出力信号は、コントロールプログラムに利用できる。

図４は、モジュール（２８）の全ての４つの側面に使用される４つの切断頭部の内の１つの斜視図である。

ここで外部境界に示される駆動部（３）は、切断ディスク（２１）を回転させ、切断車輪（２２）及び切断頭部の推進力を加えて、重なるフィルムを切断する。前方のフィルムガイドのキャスタ（２４）は、後方フィルムガイド（２０）に加えて、切断操作の間、モジュール（２８）のガラス端部からのスペースに関して定められた、切断頭部の定まった軸受部の停止を確実にする。切断操作に開始の前に、フィルムが、切断頭部の操作領域に運ばれるのを確実にするため、前方のフィルムガイドのキャスタ（２４）及び後方フィルムガイドのローラ（２０）がお互い離れて連帯して組み合わせられる。この操作は、駆動シリンダ（３６）によって実行され、この駆動シリンダ（３６）は、前方フィルムガイドの低部軸受部（２３）を垂直に動かすことができ、機械的に低部ローラ（２０）に接続される。対応するフィルムの外縁は、（２５）によって示され、フィルムガイドの固定上部軸受部は、（３５）で示される。加圧シリンダ（３４）は、置換装置（３３）を用いて、真前方から切断するモジュール（２８）の定められた接触圧力があることを確実にする。

センサ（３７）は、切り取るための装置のコントロールプログラムのための切断頭部の正確な位置決めを決定するために使用される。このセンサからの出力信号は、切り取りシステムのコントロールプログラムに記録され判断される。

図５は、一例として、前方の横側の固定装置からの斜視図である。前方の切断頭部（１３）は、前方の作動レールクロスアーム（４）の近傍位置に示され、というのも、上部固定装置の支持部（１８）は、モジュール（２８）上に、圧力をかける装置（１９）を用いて、上部駆動部（３９）により加圧し、低部駆動部（４０）及び低部固定装置（３８）を用いてモジュール（２８）を下方から上方へ加圧する。

図６は、短いコンベヤベルト（４１）によるコンベヤベルト（１６）の延長を示す。このようにコンベヤベルト（１６）で形成されたこの隙間は、図６で示すように、右手切断頭部（１７）がコンベヤベルト（１６）を通過することを可能にし、結果的に、矢印に示す方向で、縦の切断装置の右手の作動レール（１２）を調整する必要がでる。そのような調整は、切り取るための装置が異なるフォーマット（図２参照）に変更されるとき必要である。

フィルムが清潔に切断され、裂けることを防止するため、切断頭部の推進力が切断操作の終了前に、予め定められた範囲に減速される。異なるガラス厚、フィルム及びフィルムの厚さの異なるタイプの予備のテストの結果は、システムのコントロールプログラムの操作パラメータとして含まれる。プログラムは、同様に、適切なセンサを用いて、モジュールの異なるフォーマットを記録することができ、また、縦の切断装置の自動調整により、及び計算された値を用いて切断頭部の変更された送り速度の軌道、及び送り速度のレートに自動的に調整することができる。

(1) ベース枠
(2) フィルムの横軸の切断装置の入口支持部
(3) 切断頭部駆動部（切断ディスク）
(4) 前方の作動レールクロスアーム（クロスカッター）
(5) 前方の横軸切断装置の駆動部
(6) 横軸切断装置、及び縦の切断装置の垂直動作のための駆動部
(7) 後方の横軸切断装置の駆動部
(8) 横軸切断装置の縦のビーム
(9) 後方の作動レールクロスアーム（クロスカッター）
(10) 横軸切断装置の左手の作動レール
(11) 動くベルトの駆動部
(12) 横軸切断装置の右手の作動レール
(13) 後方の切断頭部（横軸方向）
(14) 左手の切断頭部（縦の方向）
(15) 前方の切断頭部（横軸方向）
(16) 光発電モジュールのコンベヤベルト
(17) 右手の切断頭部（縦の方向）
(18) 上部のモジュール固定装置（支持部）
(19) 上部のモジュール固定装置（圧力をかける手段）
(20) 後方のフィルムガイド
(21) 切断ディスク
(22) 切断車輪
(23) 前方のフィルムガイドの低部軸受部
(24) 前方のフィルムガイドのキャスタ
(25) フィルムの外縁
(26) コンベヤベルトの駆動軸
(27) 切断頭部台車
(28) 光発電モジュール
(29) 右手の縦の切断装置の駆動部
(30) 光発電モジュールの位置決めセンサ
(31) 右手の横軸調整駆動部（縦の切断装置）
(32) 左手の横軸調整駆動部（縦の切断装置）
(33) 切断頭部の置換装置（キャスタ上の接触圧力）
(34) 光発電モジュールの切断頭部の加圧シリンダ
(35) フィルムガイドの上部軸受部（固定化）
(36) フィルムガイドの低部軸受部の駆動シリンダ
(37) 切断頭部位置決めのセンサ
(38) 光発電モジュールの低部固定装置
(39) 光発電モジュールの固定装置の上部駆動部
(40) 光発電モジュールの固定装置の低部駆動部
(41) 短いコンベヤベルト
(42) 左手の縦の切断装置の駆動部

Claims (10)

1. ２つの縦軸側及び２つの横軸側を有し、基本的に一方の上に他方が載置された同じサイズの２つのガラス板から成る長方形状の光発電モジュール（２８）を自動的に切り取るための装置であって、該モジュールは、全ての側面に前記ガラス板に重なるフィルムを構成する中間層を有し、
   （ａ）水平位で到着するモジュール（２８）の前方端部を検出する検出装置（３０）と、
   （ｂ）開始位置で、前記モジュール（２８）の後方端部を位置決めする装置と、
   （ｃ）全ての前記切断装置を、前記各モジュール（２８）のガラス厚に垂直に適合する手段（６）と、
   （ｄ）前記モジュール（２８）の前記後方の横軸側（３８，３９，４０）を固定する保持手段と、
   （ｅ）前記後方の横軸側で、正確に端部の位置合わせをし、前記モジュール（２８）の重なるフィルムを切断する手段（７，１３）と、
   （ｆ）２つの縦の切断装置の領域に前記モジュール（２８）を動かす手段（１１，１６）と、
   （ｇ）前記モジュール（２８）の２つの縦の側を固定する保持手段（３８，３９，４０）と、
   （ｈ）両方の縦の側で、正確な端部の位置決めで、前記モジュール（２８）の重なるフィルムを同時に切り取る手段（４２，１４，２９，１７）と、
   （ｉ）前方の縦軸の切断装置の領域に、前記モジュール（２８）を動かす手段（１１，１６）と、
   （ｊ）前記モジュール（２８）の前記前方の縦軸の側を固定する保持手段（３８，３９，４０）と、
   （ｋ）前記前方の縦軸側で、正確な端部の位置決めで、前記モジュール（２８）の重なるフィルムを切り取る手段（５，１５）と、また、
   （ｌ）更なる過程において、前記切り取られたモジュールを動かす手段（１１，１６）と、を備えることを特徴とする装置。
2. 前記縦の切断装置を、前記モジュール（２８）の異なる形状のフォーマットに適合する装置（３１，３２）を備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記切断頭部は、前記切断操作の終了前に、予め定められた方法で、減速されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置。
4. 異なるモジュール及びフィルムが使用される場合、その違いがセンサを介して記録され、前記切り取り操作の制御に勘案されるよう、経験値から生成される記憶が使用されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の装置。
5. ２つの縦軸側及び２つの横軸側を有し、基本的に一方の上に他方が載置された同じサイズの２つのガラス板から成る長方形状の光発電モジュール（２８）を自動的に切り取るための方法であって、該モジュールは、全ての側面に前記ガラス板に重なるフィルムを構成する中間層を有し、
   （ａ）モジュール（２８）は、水平位で切断装置の領域に移動され、ここで、前方端部の位置が検出され記録され、
   （ｂ）前記モジュール（２８）は、後方端部が特定の、予め定められた開始位置に配置されるまで動かされ、
   （ｃ）前記モジュール（２８）のガラス厚がそれから決定され、全ての前記切断装置が前記ガラス厚に垂直方向で適合され（６）、
   （ｄ）前記モジュール（２８）の前記後方の縦軸側は、それから固定され（３８，３９，４０）、
   （ｅ）フィルムガイドの下部軸受部（３６）は、垂直に下方に移動し、対応する前記切断頭部は上方に動き、前記下部軸受部は、再度上方に動き、前記切断頭部は前記モジュール（２８）の前記ガラス端部にまで上方に導かれ、
   （ｆ）前記切断頭部は、前記後方の縦軸側に沿って、前記回転切断ディスクと共に導かれ、前記重なるフィルムは切断され、
   （ｇ）前記モジュール（２８）は、２つの縦の切断装置（１１，１６）の領域に移動され、両方の縦の側を固定され（３８，３９，４０）、（ｄ）及び（ｅ）の特徴に応じて、前記重なるフィルムは両方の縦の側で切断され、
   （ｈ）前記モジュール（２８）は、それから前記前方の横軸の切断装置（１１，１６）の領域に移動され、前記モジュール（２８）の前記正面の横軸側は固定され（３８，３９，４０）、また、（ｄ）及び（ｅ）の特徴に応じて、前記重なるフィルムは両方の縦の側で切断され、また、
   （ｉ）前記切り取られた要素は、更なる過程に移動されることを特徴とする方法。
6. 前記縦の切断装置を、前記モジュール（２８）の異なる形状のフォーマットに適合する装置（３１，３２）を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 前記切断頭部は、前記切断操作の終了前に、予め定められた方法で、減速されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の方法。
8. 異なるモジュール及びフィルムが使用される場合、その違いがセンサを介して記録され、前記切り取り操作の制御に勘案されるよう、経験値から生成される記憶が使用されることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の方法。
9. プログラムをコンピュータによって実行する場合、請求項５乃至８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有することを特徴とするコンピュータプログラム。
10. プログラムをコンピュータによって実行する場合において、請求項５乃至８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラムのプログラムコードを記録していることを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。

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