JP2013123766A - Processing point position correcting method in groove processing of thin film solar cell workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄膜太陽電池ワークに直線状に溝加工を施す際の、加工手段の加工点位置補正方法に関するものする。 The present invention relates to a method for correcting a processing point position of processing means when linearly grooving a thin film solar cell work.
従来、薄膜太陽電池の製造工程において、透明なガラス基板の表面に薄膜が配置された薄膜太陽電池ワークに対して、薄膜層を隣接する構造から分離するために、レーザ光の照射等によって直線状に溝加工が施される。このような溝加工を施すレーザ加工装置は、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1のレーザ加工装置は、薄膜太陽電池ワークの裏面側に配置された加工ヘッド部(加工手段)により、ワーク裏面側からレーザ光を照射してワークの表面側の薄膜に対して溝加工を施している。加工された各溝の間隔にばらつきが発生すると薄膜太陽電池の性能に与える影響は大きいため、加工手段の加工点の位置決めを高精度に保つ必要があった。
Conventionally, in a thin film solar cell manufacturing process, in order to separate a thin film layer from an adjacent structure with respect to a thin film solar cell work in which a thin film is arranged on the surface of a transparent glass substrate, a linear shape is formed by laser light irradiation or the like. Grooving is applied to A laser processing apparatus that performs such groove processing is disclosed in
特許文献2には、レーザ光を加工箇所に照射してワークを加工するプリント基板加工機において、あらかじめ指定されたガルバノ補正時間に達している場合、ガルバノミラーの位置決め精度の確認のために、レーザ光をガルバノ精度補正用ワークに照射し、加工した穴をカメラにて読み取り、画像装置にて位置誤差を求め、位置誤差に基づいてガルバノ装置を補正することが開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-26883 discloses a printed circuit board processing machine for processing a workpiece by irradiating a laser beam to a processing position, in order to confirm the positioning accuracy of a galvano mirror when a galvano correction time specified in advance is reached. It is disclosed that a galvano accuracy correction work is irradiated with light, a processed hole is read by a camera, a position error is obtained by an image device, and the galvano device is corrected based on the position error.
レーザ加工機での補正専用ワークには、安価で入手がし易く、軽量で取り扱いが容易、加工性が良い等の理由から通常アクリル板が用いられるが、実際のパターン加工ワークとは異なる材質や異なる板厚の補正専用ワークにマークを加工するとなると、レーザ出力やショット数、焦点距離等の加工条件を変更する必要があり、また材質や板厚の相違による位置誤差の許容値や補正量についても考慮しなければならず、作業者の負担になっていた。 Acrylic plates are usually used for correction work in laser processing machines because they are cheap, easy to obtain, lightweight, easy to handle, and easy to work with. When processing marks on correction workpieces with different plate thicknesses, it is necessary to change the processing conditions such as laser output, number of shots, and focal length, as well as tolerances and correction amounts for position errors due to differences in materials and plate thickness. Also had to be taken into account, which was a burden on the workers.
また、補正専用ワークにかかる費用を抑えようとすると、補正専用ワーク1枚あたりのマーク加工数をできるだけ多くするために、補正専用ワークのサイズおよびマークサイズから、補正専用ワークへのマーク数および各マーク間の間隔を求め、マーク位置をずらして加工するよう制御しなければならず、また補正専用ワークのサイズについても、装置の大きさ、加工軸数、クランプ機構等を考慮して決定しなければならず、作業者の負担をさらに大きくしていた。 Also, in order to reduce the cost of the compensation dedicated work, in order to maximize the number of marks processed per compensation dedicated work, the number of marks on the compensation dedicated work and each The distance between marks must be obtained and control must be performed so that the mark position is shifted, and the size of the compensation-dedicated workpiece must also be determined in consideration of the size of the device, the number of machining axes, the clamping mechanism, etc. The burden on the worker was further increased.
補正専用ワークを使用することで、補正専用ワークにかかる費用に加えて、補正専用ワークのための設置スペース、クランプ機構、補正専用ワーク交換のための搬出入に伴う時間、搬出入のための専用機構等が必要となり、生産コストを増大させ、かつ生産効率を低下させていた。 In addition to the cost of the compensation-dedicated workpiece, using the compensation-dedicated workpiece, installation space for the compensation-dedicated workpiece, clamping mechanism, time required for loading / unloading for the compensation-dedicated workpiece, dedicated for loading / unloading A mechanism or the like is required, increasing the production cost and reducing the production efficiency.
そこで、本発明は、補正専用ワークを使用することによる上記従来技術の問題点を解決することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art due to the use of a correction-dedicated workpiece.
上記問題点を解決するために、加工点位置補正用マークを薄膜太陽電池ワークのエッジデリーション領域の任意の位置に加工し、補正専用ワークを不要とすることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the processing point position correction mark is processed at an arbitrary position in the edge deletion region of the thin film solar cell work, so that the work dedicated for correction is not required.
エッジデリーション領域とは、周囲との間の電気的な絶縁を確保するために絶縁加工されるワーク周縁部に設けられる領域であり、通常ワークの端から一定の幅以上で設定される。 The edge deletion region is a region provided at the peripheral portion of the workpiece to be insulated so as to ensure electrical insulation from the surroundings, and is usually set at a certain width or more from the end of the workpiece.
薄膜太陽電池ワークにおいては、エッジデリーション領域は溝加工領域を囲む形でワークの縁から所定の幅(例えば10〜15mm)をもって設定され、溝加工の後工程で絶縁加工されるため、溝加工の際にエッジデリーション領域に薄膜太陽電池の加工に必要のないマーク等を加工しても、電池性能に影響を与えることはない。また、エッジデリーション領域の材質や板厚は溝加工領域とまったく同じであることから、エッジデリーション領域への加工点位置補正用マークの加工のために、レーザ出力や焦点距離等の加工条件をあらたに設定する必要はない。溝加工と同じ加工条件で加工点位置補正用マークを加工できることで、位置決め精度の信頼性は向上する。さらに、マーク加工位置はエッジデリーション領域内の任意の位置でよいため、補正専用ワークにマーク位置をずらして加工するようなマーク位置制御は必要ない。以上のことから、本願発明者は、エッジデリーション領域に加工点位置補正用マークを加工すると良いということを見い出した。 In a thin film solar cell workpiece, the edge deletion region is set with a predetermined width (for example, 10 to 15 mm) from the edge of the workpiece so as to surround the groove processing region, and is subjected to insulation processing in a subsequent process of the groove processing. In this case, even if a mark or the like that is not necessary for processing the thin film solar cell is processed in the edge deletion region, the battery performance is not affected. In addition, since the material and thickness of the edge deletion area are exactly the same as those of the groove processing area, processing conditions such as laser output and focal length are required for processing the processing point position correction mark in the edge deletion area. There is no need to set a new. The processing point position correction mark can be processed under the same processing conditions as the groove processing, so that the reliability of positioning accuracy is improved. Furthermore, since the mark processing position may be an arbitrary position within the edge deletion area, it is not necessary to perform mark position control that shifts the mark position to the correction-dedicated work. From the above, the inventor of the present application has found that the processing point position correction mark should be processed in the edge deletion region.
本発明により、補正専用ワークを不要にでき、補正専用ワークにかかる費用や設置スペース、クランプ機構、補正専用ワークの搬出入に伴う時間や搬出入のための専用機構が不要になることから、ランニングコストの低減、ダウンタイムの短縮、イニシャルコストの削減が可能となり、生産性向上につながる。 The present invention eliminates the need for a compensation-only workpiece, and eliminates the cost, installation space, clamping mechanism, time required for loading / unloading the compensation-only workpiece, and a dedicated mechanism for loading / unloading. Costs can be reduced, downtime can be reduced, and initial costs can be reduced, leading to improved productivity.
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
薄膜太陽電池のワークに溝加工を施す工程における加工点位置補正処理は、所定の補正時間間隔ごとに図1のようなフローで実施される。 The processing point position correction processing in the step of grooving the workpiece of the thin-film solar cell is performed with a flow as shown in FIG. 1 at every predetermined correction time interval.
まず補正処理を行う。最初のステップS10では、図2で示すように、位置決め手段24を用いて、加工手段20の加工点を薄膜太陽電池ワーク1のエッジデリーション領域1aの任意の位置に相対的に移動させる。位置決め手段24は、例として、XYテーブルである。あるいは加工手段20やマーク位置検出手段21に駆動装置を搭載させたものなどでもよい。加工手段20は、例として、レーザ発振器とガルバノスキャナ、ドリルなどである。
First, correction processing is performed. In the first step S10, as shown in FIG. 2, the processing point of the
次のステップS20では、加工手段20を用いてエッジデリーション領域1aの任意の位置に加工点位置補正用マーク11を加工する。加工点位置補正用マーク11の形状は十字型や丸型(点)等、マークサイズは十字型の場合は通常1mm×1mm程度であるが、マーク位置検出手段21にて中心位置を検出できるものであればよい。
In the next step S20, the processing point
次に図5で示すマーク位置検出手段21により、加工点位置補正用マーク11を検出し(S30)、マークの中心位置の計測を行い(S40)、狙い位置12とのずれ量を算出する(S50)。 Next, the mark position detecting means 21 shown in FIG. 5 detects the machining point position correcting mark 11 (S30), measures the center position of the mark (S40), and calculates the deviation from the target position 12 (S40). S50).
マーク位置の検出を画像処理で行う場合は、例えば図6で示すように、加工点位置補正用マーク11を撮像する撮像手段22と、撮像した画像からマークの中心位置を計測し、狙い位置12とのずれ量を算出する画像処理装置23とからなる。
When the mark position is detected by image processing, for example, as shown in FIG. 6, the image pickup means 22 for picking up the processing point
狙い位置12は、例えば撮像手段22の中心位置を装置の基準位置としている場合は、図3で示すように撮像手段22の中心位置が狙い位置12となる。
For example, when the center position of the
画像処理で行う場合、ステップS30〜S50は次のようになる。 In the case of performing image processing, steps S30 to S50 are as follows.
ステップS30では、位置決め手段24を用いて撮像手段22の撮像点を加工点位置補正用マーク11の位置に相対的に移動させ、撮像手段22を用いて加工点位置補正用マーク11を撮像する。
In step S30, the imaging point of the
ステップS40では、撮像した画像から、画像処理装置23を用いて加工点位置補正用マーク11の中心位置の計測を行う。
In step S <b> 40, the center position of the processing point
ステップS50では、画像処理装置23にて、ステップS40で計測した加工点位置補正用マーク11の中心位置と、加工点位置補正用マーク11加工時の狙い位置12とを比較し、加工点の位置のずれ量を算出する。例えば基準位置からの距離を測定し、狙い位置12がP12=(X12,Y12)=(10mm,10mm)であり、加工点位置補正用マーク11の中心位置がP11=(X11,Y11)=(
X12−0.012mm,Y12+0.010mm)であるとすると、加工点のずれ量DはD=(ΔX,ΔY)=(−0.012mm,+0.010mm)となる。
In step S50, the
Assuming that X12−0.012 mm, Y12 + 0.010 mm), the machining point shift amount D is D = (ΔX, ΔY) = (− 0.012 mm, +0.010 mm).
ステップS60では、加工点のずれ量Dを打ち消す補正量Aを制御装置25に設定する。本実施例の場合の補正量Aは、A=(Xa,Ya)=(−ΔX,−ΔY)=(+0.012mm,−0.010mm)となり、これを制御装置25に設定する。これにより加工点がP=(X,Y)=(X12+Xa,Y12+Ya)=(10+0.012mm,10−0.010mm)=(10.012mm,9.990mm)である位置に移動し、狙い位置12に加工点位置補正用マーク11が加工されるように加工点の位置が補正される。
In step S <b> 60, a correction amount A that cancels the machining point deviation amount D is set in the
次に、設定した補正量Aが適切であるか確認処理を行う。ステップS110では、ステップS10と同様に、加工手段20の加工点を薄膜太陽電池ワーク1のエッジデリーション領域1a内の、S20で加工した加工点位置補正用マーク11と一定の間隔を有する任意の位置に相対的に移動させる。
Next, a confirmation process is performed to determine whether the set correction amount A is appropriate. In step S110, as in step S10, the processing point of the processing means 20 in the
ステップ120では、加工手段20を用いてエッジデリーション領域1aの加工点位置補正用マーク11と一定の間隔を有する任意の位置に加工点位置確認用マーク111を加工する。通常、加工点位置確認用マーク111は、加工点位置補正用マーク11と同様のものを使用する。加工点位置補正用マーク11とその狙い位置12および加工点位置確認用マーク111とその狙い位置112の位置関係を図示すると、図4のようになる。
In step 120, the processing point
次に、図5で示すマーク位置検出手段21により、加工点位置確認用マーク111を検出し(S130)、マークの中心位置の計測を行い(S140)、この時の狙い位置112とのずれ量を算出する(S150)。通常、ステップS130〜S150は、ステップS30〜S50と同様の手順で実施される。
Next, the mark position detection means 21 shown in FIG. 5 detects the machining point position confirmation mark 111 (S130), measures the center position of the mark (S140), and the amount of deviation from the
ステップS160では、ステップS150で算出した補正後の加工点のずれ量D’=(ΔX’,ΔY’)を許容値T=(Tx,Ty)と比較して、許容値未満であるかを判定する。ΔX’<TxかつΔY’<Tyである場合は、許容値未満であると判定される。 In step S160, the corrected machining point deviation D ′ = (ΔX ′, ΔY ′) calculated in step S150 is compared with an allowable value T = (Tx, Ty) to determine whether it is less than the allowable value. To do. When ΔX ′ <Tx and ΔY ′ <Ty, it is determined that the value is less than the allowable value.
補正後の加工点のずれ量D’が許容値以上である場合は、加工手段20に異常があるとしてアラーム出力を行い、加工点位置補正処理を終了する。 If the corrected machining point deviation amount D ′ is greater than or equal to the allowable value, an alarm is output that the machining means 20 is abnormal, and the machining point position correction process is terminated.
補正後の加工点のずれ量D’が許容値未満である場合は、そのまま加工点位置補正処理を終了する。 When the corrected machining point deviation amount D ′ is less than the allowable value, the machining point position correction process is terminated as it is.
1 薄膜太陽電池ワーク
1a エッジデリーション(絶縁加工)領域
1b 溝加工領域
11 加工点位置補正用マーク
12 加工点位置補正用マークの狙い位置
20 加工手段
21 マーク位置検出手段
22 撮像手段
23 画像処理装置
24 位置決め手段
25 制御装置
111 加工点位置確認用マーク
112 加工点位置確認用マークの狙い位置
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記加工手段の加工点を前記ワークのエッジデリーション領域の任意の位置に相対的に移動させるステップと、
前記加工手段を用いて前記任意の位置に加工点位置補正用マークを加工するステップと、
前記加工点位置補正用マークを検出するステップと、
検出した前記加工点位置補正用マークの中心位置の計測をするステップと、
前記加工点位置補正用マークの中心位置と加工点位置補正用マーク加工時の狙い位置とを比較し、加工点のずれ量を算出するステップと、
前記加工点のずれ量を打ち消す補正量を制御装置に設定するステップと、
前記加工手段の加工点を前記ワークのエッジデリーション領域の加工点位置補正用マークと一定の間隔を有する任意の位置に相対的に移動させるステップと、
前記加工手段を用いて前記加工点位置補正用マークと一定の間隔を有する任意の位置に加工点位置確認用マークを加工するステップと、
前記加工点位置確認用マークを検出するステップと、
検出した前記加工点位置確認用マークの中心位置の計測をするステップと、
前記加工点位置確認用マークの中心位置と加工点位置確認用マーク加工時の狙い位置とを比較し、加工点の補正後ずれ量を算出するステップと、
算出した前記加工点の補正後ずれ量が許容値未満であるかを判定するステップと、
前記加工点の補正後ずれ量が許容値以上である場合、アラーム出力するステップと、
を有することを特徴とする加工点位置補正方法。
When a thin film is placed on the surface of a transparent glass substrate and a thin film solar cell workpiece having an edge deletion region that is subjected to insulation processing at a peripheral portion in a subsequent process is subjected to grooving using a processing means, a predetermined correction time A machining point position correction method for correcting a displacement of a machining point of the machining means for each interval,
Relatively moving the machining point of the machining means to an arbitrary position in the edge deletion area of the workpiece;
Processing a processing point position correction mark at the arbitrary position using the processing means;
Detecting the machining point position correction mark;
Measuring the detected center position of the processing point position correction mark;
Comparing the center position of the processing point position correction mark and the target position at the time of processing point position correction mark processing, and calculating a processing point deviation amount;
Setting a correction amount for canceling the deviation amount of the machining point in the control device;
Relatively moving the machining point of the machining means to an arbitrary position having a fixed distance from the machining point position correction mark in the edge deletion area of the workpiece;
Processing the processing point position confirmation mark at an arbitrary position having a certain distance from the processing point position correction mark using the processing means;
Detecting the processing point position confirmation mark;
Measuring the center position of the detected processing point position confirmation mark;
Comparing the center position of the processing point position confirmation mark and the target position at the time of processing point confirmation mark processing, and calculating a corrected deviation amount of the processing point;
Determining whether the calculated post-correction deviation amount of the machining point is less than an allowable value;
If the amount of deviation after correction of the machining point is greater than or equal to an allowable value, outputting an alarm;
A machining point position correcting method characterized by comprising:
Priority Applications (1)
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