KR101131065B1 - 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치 - Google Patents

태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치 Download PDF

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Abstract

태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치가 개시된다. 본 발명의 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치는, 리본에 의해 다수의 셀이 묶음 단위로 연결된 스트링과 접촉되어 스트링을 이동시키되, 스트링의 단부로부터 노출된 노출 리본을 미리 결정된 길이로 커팅(cutting)하는 작업위치인 커팅 작업위치로 스트링을 얼라인(align)시키는 얼라인 유닛; 노출 리본을 커팅하는 회전형 커터와, 회전형 커터를 회전구동시키는 회전구동부를 구비하며, 얼라인 유닛에 인접하게 배치되어 커팅 작업위치에서 얼라인된 스트링의 단부로부터 노출된 노출 리본을 미리 결정된 길이로 커팅하는 커팅 유닛; 및 커팅 유닛과 연결되어 커팅 유닛을 커팅 작업위치에 대해 수직방향으로 업/다운(up/down) 구동시키는 수직방향 구동부를 포함하며, 얼라인 유닛은, 스트링을 하부에서 떠받쳐 지지하며, 업/다운(up/down) 구동 가능한 스트링 지지부재; 스트링 지지부재에 지지된 스트링을 다수의 셀이 연결되는 방향에 교차되는 방향인 X축 방향을 따라 얼라인시키는 X축 얼라인부; 및 스트링 지지부재에 지지된 스트링을 다수의 셀이 연결되는 방향인 Y축 방향을 따라 얼라인시키는 Y축 얼라인부를 포함한다.

Description

태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치{Ribbon cutting apparatus for solar battery module manufacturing apparatus}
본 발명은, 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 리본에 의해 다수의 셀이 묶음 단위로 연결된 스트링의 단부로부터 노출된 리본이 공정에서 요구되는 수준의 노출 길이를 갖도록 효과적으로 커팅할 수 있는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치에 관한 것이다.
석탄이나 석유와 같은 화학에너지의 고갈 및 화학에너지 사용에 따른 환경오염 문제로 인해 근자에 들어서는 대체에너지의 개발에 노력을 기울이고 있는데, 그 중에 하나가 태양에너지를 이용한 태양광 발전(Photo Voltaic)이다. 태양광 발전이라 함은 태양에너지(태양열 또는 태양광)를 전기에너지로 변환시키는 일련의 기술이다.
기본 원리에 대해 간략하게 살펴보면, p-n 접합 반도체로 구성된 태양 전지(solar cell)에 태양광이 조사되면 광 에너지에 의한 전자, 정공 쌍이 생겨나고, 전자와 양공이 이동하여 n층과 p층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생함으로써 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르는 결과를 이용한다.
이처럼 무한정, 무공해의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키기 위해서는 무엇보다도 태양광을 집광하기 위한 태양광 모듈(solar battery module)에 대한 기술 개발이 요구된다.
동일하지는 않지만 LCD 공정 또는 반도체 공정과 마찬가지로 한 장의 태양광 모듈이 생산되기 위해서는 다수의 장치 또는 시스템을 거쳐야 한다.
태양광 모듈의 생산 공정에 대해 간략하게 살펴본다. 우선 대략 정사각 혹은 직사각 형태의 다수의 셀(cell)이 공급되면, 다수의 셀을 몇 개씩 일렬로 배열한다. 다음, 일렬 배치된 다수의 셀(cell)을 양극(+) 및 음극(-)을 고려하면서 인접된 것끼리 다수의 리본으로 연결하여 하나의 묶음 단위의 스트링으로 만들고, 이 스트링을 판면 방향으로 여러 개 배열한 후 스트링들의 일측으로 노출된 리본들을 연결하여 모든 셀들이 통전되도록 한다. 그러 다음에 전체 스트링들의 표면 양측에는 E.V.A라는 물질을 도포하여 방수막을, 일측에는 유리를, 그리고 타측에는 백 시트(back sheet)를 배치하여 고정시킨 후에, 최종적으로 외곽에 프레임을 조립함으로써 하나의 태양광 모듈이 완성된다.
간략하게 설명하였으나 하나의 태양광 모듈이 생산되기 까지는 수많은 공정들, 즉 해당 공정을 수행하는 다수의 장치 또는 시스템을 거쳐야 한다. 이처럼 다양하고 복잡한 장치 또는 시스템, 그리고 이들을 아우르는 설비를 갖추어야만 비로소 태양광 모듈을 생산할 수 있기 때문에 태양광 발전 산업이 차세대 산업으로서 중요하다고 인정되는 것에 반하여 쉽게 접근하거나 투자하기 어려운 것이 현실이다.
따라서 현재까지 보면, 태양광 모듈을 생산하기 위한 다양한 장치 또는 시스템에 대한 연구 활동이 지속될 뿐 태양광 모듈 생산 설비의 각종 장치 또는 시스템에 대해 공지된 기술은 많지 않다.
한편, 전술한 태양광 모듈 생산 공정 중에 보면, 일렬 배치된 다수의 셀(cell)을 양극(+) 및 음극(-)을 고려하면서 인접된 것끼리 다수의 리본으로 연결하여 하나의 묶음 단위의 스트링을 제작하는 공정이 있는데, 이러한 스트링이 제작된 후에는 스트링의 단부로부터 노출된(늘어진) 리본의 노출 길이가 서로 다르기 때문에 노출 길이를 공정에서 요구되는 수준의 길이로 커팅(cutting, 절단)해야 한다. 그래야만 후공정이 진행될 수 있고 양질의 태양광 모듈을 제작할 수 있다.
이처럼 스트링의 단부로부터 노출된 리본을 공정에서 요구되는 수준의 길이로 커팅하는 작업과 관련하여, 생산성 향상을 위하여 자동으로 스트링을 커팅 작업위치에서 얼라인시킨 다음에 리본을 커팅하기 위한 별도의 리본 커팅장치가 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은, 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 리본에 의해 다수의 셀이 묶음 단위로 연결된 스트링의 단부로부터 노출된 리본이 공정에서 요구되는 수준의 노출 길이를 갖도록 효과적으로 커팅할 수 있는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 리본에 의해 다수의 셀이 묶음 단위로 연결된 스트링과 접촉되어 상기 스트링을 이동시키되, 상기 스트링의 단부로부터 노출된 노출 리본을 미리 결정된 길이로 커팅(cutting)하는 작업위치인 커팅 작업위치로 상기 스트링을 얼라인(align)시키는 얼라인 유닛; 및 상기 얼라인 유닛에 인접하게 배치되어 상기 커팅 작업위치에서 얼라인된 스트링의 단부로부터 노출된 노출 리본을 미리 결정된 길이로 커팅하는 커팅 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 커팅 유닛은, 상기 노출 리본을 커팅하는 회전형 커터; 및 상기 회전형 커터를 회전구동시키는 회전구동부를 포함할 수 있다.
상기 회전형 커터는, 상기 회전구동부의 회전축심을 축으로 하여 방사상으로 배치되는 다수의 커터아암; 및 상기 커터아암에 착탈 가능하게 결합되어 상기 노출 리본을 커팅하는 커터날을 포함할 수 있다.
상기 커터날에서 상기 노출 리본을 실질적으로 커팅하는 부분은 다른 부분에 비해 상대적으로 더 돌출되고 단부가 뾰족하게 형성될 수 있다.
상기 커팅 유닛과 연결되어 상기 커팅 유닛을 상기 커팅 작업위치에 대해 수직방향으로 업/다운(up/down) 구동시키는 수직방향 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 얼라인 유닛은, 상기 스트링을 하부에서 떠받쳐 지지하며, 업/다운(up/down) 구동 가능한 스트링 지지부재; 상기 스트링 지지부재에 지지된 스트링을 상기 다수의 셀이 연결되는 방향에 교차되는 방향인 X축 방향을 따라 얼라인시키는 X축 얼라인부; 및 상기 스트링 지지부재에 지지된 스트링을 다수의 셀이 연결되는 방향인 Y축 방향을 따라 얼라인시키는 Y축 얼라인부를 포함할 수 있다.
상기 얼라인 유닛은, 상기 스트링 지지부재에 지지된 스트링의 위치를 촬영하는 적어도 하나의 비젼 카메라; 및 상기 비젼 카메라의 촬영 신호에 기초하여 상기 X축 얼라인부 또는 상기 Y축 얼라인부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 리본에 의해 다수의 셀이 묶음 단위로 연결된 스트링의 단부로부터 노출된 노출 리본을 미리 미리 결정된 길이로 커팅하는 것으로서, 상기 노출 리본을 커팅(cutting)하는 커터날을 구비하는 회전형 커터; 및 상기 회전형 커터를 회전구동시키는 회전구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 유닛에 의해서도 달성된다.
상기 회전형 커터는, 상기 회전구동부의 회전축심을 축으로 하여 방사상으로 배치되는 다수의 커터아암; 및 상기 커터아암에 착탈 가능하게 결합되어 상기 노출 리본을 커팅하는 커터날을 포함할 수 있으며, 상기 커터날에서 상기 노출 리본을 실질적으로 커팅하는 부분은 다른 부분에 비해 상대적으로 더 돌출되고 단부가 뾰족하게 형성될 수 있다.
상기 커팅 작업위치로 업/다운(up/down) 구동시키는 업/다운 구동부를 더 포함할 수 있다.
상기 회전형 커터 영역의 외곽에 결합되어 상기 회전형 커터를 부분적으로 보호하는 보호커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 리본에 의해 다수의 셀이 묶음 단위로 연결된 스트링의 단부로부터 노출된 리본이 공정에서 요구되는 수준의 노출 길이를 갖도록 효과적으로 커팅할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리본 공급 시스템이 적용된 태양광 모듈 생산 설비에 의해 생산된 태양광 모듈이 생산되는 과정을 단계적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치의 사시도로서 스트링이 이동된 상태를 도시한 도면들이다.
도 5는 커팅 유닛 영역의 확대 사시도이다.
도 6은 도 5의 배면 사시도이다.
도 7 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치의 동작을 단계적으로 도시한 도면들이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리본 공급 시스템이 적용된 태양광 모듈 생산 설비에 의해 생산된 태양광 모듈이 생산되는 과정을 단계적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다.
앞서도 기술하였지만 도 1 및 도 2에 도시된 태양광 모듈(1)의 생산 공정에 대해 주로 도 1을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 1의 (a)와 같이 대략 정사각 혹은 직사각 형태의 셀(2, cell)을 도 1의 (b)와 같이 10개씩 일렬로 배열하고 일렬로 배열된 셀(2)들을 양극(+) 및 음극(-)을 고려하면서 인접된 것끼리 다수의 중앙 리본(3)으로 연결함으로써 하나의 묶음 단위의 스트링(4)을 만든다.
그런 다음, 도 1의 (c)와 같이 스트링(4)들을 판면 방향으로 6개 배열한 후, 스트링(4)들의 일측으로 노출된 중앙 리본(3)들을 다수의 사이드 리본(5)으로 연결하여 60개의 셀(2)들이 상호 통전되도록 한 스트링 어셈블리(6)를 만든다.
그리고 나서 스트링 어셈블리(6)의 양측면에 E.V.A라는 물질을 도포하고 일측에는 유리를, 타측에는 백 시트(back sheet)를 배치한 후, 도 1의 (d)와 같이 최종적으로 외곽에 프레임(7)을 조립함으로써 태양광 모듈(1)이 생산된다.
본 실시예의 경우, 하나의 태양광 모듈(1)에 총 60개의 셀(2)이 사용되며, 도 1의 (b)와 같이 스트링(4)의 제조 시 중앙 리본(3)은 3줄이 사용되고, 도 1의 (c)와 같이 스트링 어셈블리(6)의 제조 시 사이드 리본(5)은 다른 길이로서 총 6개 사용되고 있다.
물론, 이는 하나의 실시예로 제조된 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 도시된 태양광 모듈(1)의 형상에 제한될 필요는 없다. 즉 셀(2)의 개수 및 사이즈, 중앙 리본(3) 및 사이드 리본(5)의 개수 및 사이즈 등은 상황에 따라 얼마든지 변경될 수 있는 것이다. 이하, 스트링(4)을 제조하기 위해 다수의 셀(2)을 연결하는 3줄의 중앙 리본(3)을 편의상 리본(3)이라 하여 설명하기로 한다.
한편, 앞서 기술한 바와 같이, 스트링(4)이 제작된 후에는 스트링(4)의 단부로부터 노출된(늘어진) 리본(3)의 노출 길이가 서로 다르기 때문에 노출 길이를 공정에서 요구되는 수준의 길이로 커팅(cutting, 절단)해야 한다. 그래야만 후공정이 진행될 수 있고 양질의 태양광 모듈(1)을 제작할 수 있다. 이러한 커팅 작업을 위해 아래의 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치가 제안된다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치의 사시도로서 스트링이 이동된 상태를 도시한 도면들이고, 도 5는 커팅 유닛 영역의 확대 사시도이며, 도 6은 도 5의 배면 사시도이고, 도 7 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치의 동작을 단계적으로 도시한 도면들이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 커팅 장치는, 스트링(4)을 커팅 작업위치 쪽으로 이송시키는 이송 유닛(100)과, 스트링(4)을 커팅 작업위치로 얼라인시키는 얼라인 유닛(200)과, 얼라인 유닛(200)에 인접하게 배치되어 커팅 작업위치에서 얼라인된 스트링(4)의 단부로부터 노출된 노출 리본(3a, 도 1 및 도 13 참조)을 미리 결정된 길이로 커팅하는 커팅 유닛(300)을 포함한다.
이송 유닛(100)은, 스트링(4)을 커팅 작업위치 쪽으로 이송시키는 역할을 한다. 도시된 바와 같이, 벨트 컨베이어로 적용될 수 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없으므로 벨트 컨베이어 대신에 롤러 컨베이어 등이 적용되어도 무방하다.
자세히 후술하겠지만 도면을 통해 쉽게 확인할 수 있는 바와 같이, 얼라인 유닛(200)은 부분적으로 이송 유닛(100)의 사이사이에 배치된다. 따라서 이송 유닛(100)은 그 상면 전체가 막힌 구조가 되면 곤란하며, 본 실시예와 같이 그 사이사이에 간격이 형성될 수 있는 구조로 마련되어야 한다. 즉 단위 컨베이어(미도시)들을 상호간 이격간격이 형성되도록 스트링(4)의 길이 방향을 따라 배열함으로써 본 실시예의 이송 유닛(100)을 제작할 수 있다. 이때, 각 단위 컨베이어들은 독립적으로 구동되어도 좋고 한번에 함께 구동되어도 좋다. 본 실시예에서는 후자의 방식을 적용하고 있다.
얼라인 유닛(200)은, 도 6 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 스트링(4)을 하부에서 떠받쳐 지지하는 스트링 지지부재(210)와, 스트링 지지부재(210)에 지지된 스트링(4)을 다수의 셀(2)이 연결되는 방향에 교차되는 방향인 X축 방향을 따라 얼라인시키는 X축 얼라인부(220)와, 스트링 지지부재(210)에 지지된 스트링(4)을 다수의 셀(2)이 연결되는 방향인 Y축 방향을 따라 얼라인시키는 Y축 얼라인부(230, 도 12 참조)를 포함한다.
우선, 스트링 지지부재(210)는 그 단면이 대략 영문 대문자 'T'자 형상을 가지며, 스트링(4)을 형성하는 셀(2)들은 스트링 지지부재(210)의 상면에 안착된다. 전술한 바와 같이, 본 실시예에서 스트링(4)은 총 10개의 셀(2)이 연결되어 형성된 것이므로 스트링 지지부재(210) 역시 10개가 마련되어 10개의 셀(2)들을 하나씩 지지한다. 10개의 스트링 지지부재(210)들은 모두가 한 몸체로 연결되어 한번에 함께 동작된다.
이러한 스트링 지지부재(210)는 이송 유닛(100)과 간섭되지 않는 범위 내에서 이송 유닛(100)의 사이사이에 배치된다. 평상 시 스트링 지지부재(210)는 이송 유닛(100)의 표면보다 낮은 위치에 배치되어 있다가 얼라인 작업이 진행될 때 이송 유닛(100)의 표면보다 약간 높은 위치로 업(up)되어 셀(2)들을 하나씩 지지함으로써 전체적으로 스트링(4)을 소정 높이 업(up)시킨다.
따라서 스트링 지지부재(210)에는 스트링 지지부재(210)를 업/다운 구동시키는 수단이 연결된다. 스트링 지지부재(210)를 업/다운 구동시키는 수단에 대해서는 자세하게 도시하고 있지 않지만 한 몸체로 연결된 스트링 지지부재(210)들에 연결되는 실린더(cylinder)나 리니어 모터(linear motor)로 적용될 수 있다.
X축 얼라인부(220)는, 스트링 지지부재(210)에 지지된 상태에서 이송 유닛(100)의 표면보다 약간 높은 위치로 업(up)된 스트링(4)을 X축 방향을 따라 얼라인시키는 역할을 한다.
이러한 X축 얼라인부(220)는, X축을 따라 이동되면서 스트링(4)의 측면에 접촉지지되는 X축 접촉지지블록(221)과, X축 접촉지지블록(221)과 연결되어 X축 접촉지지블록(221)을 X축 방향으로 왕복구동시키는 X축 왕복구동부(222)를 구비한다.
X축 접촉지지블록(221)은 최소한 스트링(4)의 Y축 길이보다 길게 형성되며, 상면은 스트링 지지부재(210)에 의해 스트링(4)이 업(up)된 최대 높이보다 더 높게 마련된다.
그리고 X축 왕복구동부(222)는 도시 않은 모터에 의해 회전하는 회전축(222a)과, 회전축(222a)의 양단부에 결합되는 회전원판(222b)과, 일단부는 회전원판(222b)의 회전축심에서 편심된 위치에 연결되고 타단부는 X축 접촉지지블록(221)에 연결되는 링크(222c)를 구비한다. 이처럼 링크(222c)의 일단부가 회전원판(222b)의 편심된 위치에 연결되어 있는 관계로 회전축(222a)에 의해 회전원판(222b)이 회전되면 링크(222c)가 X축 접촉지지블록(221)을 밀거나 당기는 역할을 수행하게 되므로 X축 접촉지지블록(221)은 X축 방향을 따라 왕복구동하면서 스트링(4)을 X축 방향으로 얼라인시킬 수 있게 된다.
마지막으로, Y축 얼라인부(230)는 X축 얼라인부(220)와는 다른 방향에서 즉, Y축 방향으로 스트링(4)을 얼라인시키는 역할을 한다. Y축 얼라인부(230)에 의한 스트링(4)의 Y축 방향 얼라인 작업 역시 스트링(4)이 스트링 지지부재(210)에 지지되어 이송 유닛(100)의 표면보다 약간 높은 위치로 업(up)된 상태에서 진행된다.
이러한 Y축 얼라인부(230)는 한 몸체로 연결된 스트링 지지부재(210)와 연결되어 스트링 지지부재(210)를 Y축 방향으로 왕복구동시키는 Y축 왕복구동부(232, 도 12 참조)를 포함한다. 도 12에 개략적으로 도시하고 있지만 Y축 왕복구동부(232)는 리니어 모터(linear motor)로 적용될 수 있으나 실린더(cylinder)로 변경 적용될 수도 있다.
한편, X축 얼라인부(220)에 의한 X축 얼라인 작업은 X축 왕복구동부(222)에 의해 X축 접촉지지블록(221)이 스트링(4)의 측면을 접촉지지 혹은 접촉가압하는 형태만으로 충분히 가능하다. 즉 이송 유닛(100) 상에서 비뚤어진 상태로 스트링(4)이 안착된 후에 커팅 작업위치 쪽으로 이송된다 하더라도 X축 왕복구동부(222)에 의해 X축 접촉지지블록(221)이 스트링(4)의 측면을 접촉지지됨으로써 비뚤어진 스트링(4)의 X축 방향 얼라인은 쉽게 진행된다.
하지만, Y축 얼라인부(230)에 의한 Y축 얼라인 작업에 의해 스트링(4)과 커팅 유닛(300) 사이의 거리가 결정되고, 이로 인해 노출 리본(3a)이 얼마만큼 커팅될 것인지가 결정되기 때문에 X축 얼라인부(220)의 구성정도만으로 대체하기는 곤란하다.
부연하면, 특히 Y축 얼라인부(230)에 의한 Y축 얼라인 작업을 진행하기 위해, 본 실시예의 얼라인 유닛(200)은 스트링 지지부재(210)에 지지된 스트링(4)의 위치를 촬영하는 비젼 카메라(240)와, 비젼 카메라(240)의 촬영 신호에 기초하여 Y축 얼라인부(230)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하고 있다.
이때, 비젼 카메라(240)는 스트링(4)의 양 단부 영역을 촬영하는 한 쌍의 비젼 카메라(240)로 적용된다. 한 쌍의 비젼 카메라(240) 각각은 컬럼(242)에 결합되며, 근접 촬영을 위해 Z축 왕복구동부(241)에 의해 컬럼(242) 상에서 Z축 방향을 따라 승하강 이동된다. 이에, 비젼 카메라(240)가 Y축 방향으로 얼라인 작업이 진행될 스트링(4)의 양단부 영역을 촬영하여 그 정보를 제어부로 전송하면 제어부는 스트링(4)이 +Y축 방향 혹은 -Y축 방향 중에서 어떠한 방향으로 얼마만큼 이동되어야 하는지를 판단한 후 Y축 왕복구동부(232)를 구동시킴으로써 스트링(4)에 대한 Y축 방향의 얼라인 작업을 진행하게 된다.
한편, 커팅 유닛(300)은, 전술한 얼라인 유닛(200)에 인접하게 배치되어 커팅 작업위치에서 얼라인된 스트링(4)의 단부로부터 노출된 노출 리본(3a)을 미리 결정된 길이로 커팅하는 역할을 한다.
이러한 커팅 유닛(300)은, 도 5 및 도 13에 도시된 바와 같이, 노출 리본(3a, 도 1 및 도 13 참조)을 커팅하는 회전형 커터(310)와, 회전형 커터(310)를 회전구동시키는 회전구동부(320)와, 리본지지블록(340, 도 13 참조)과, 이들의 외곽에 부분적으로 결합되는 보호커버(330)를 구비한다.
회전형 커터(310)는, 도 13에 자세히 도시된 바와 같이, 회전구동부(320)의 회전축심을 축으로 하여 방사상으로 배치되는 다수의 커터아암(311)과, 예컨대 볼트(B) 등에 의해 커터아암(311)에 착탈 가능하게 결합되어 노출 리본(3a)을 커팅하는 커터날(312)을 구비한다.
본 실시예에서 커터아암(311)은 원주방향을 따라 상호간 등간격으로 4개가 마련되므로 커터아암(311)에 착탈 가능하게 결합되는 커터날(312) 역시 4개가 마련된다. 커터날(312)에서 노출 리본(3a)을 실질적으로 커팅하는 부분은 다른 부분에 비해 상대적으로 더 돌출되고 단부가 뾰족하게 형성된다. 이에, 회전구동부(320)에 의해 회전형 커터(310)가 90도씩 회전되면 커터날(312)이 이에 따라 90도씩 회전되면서 뾰족한 단부가 노출 리본(3a)을 커팅하게 된다. 한편, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없으므로 커터아암(311)과 커터날(312)의 개수는 도시된 것보다 많거나 혹은 적을 수도 있다.
리본지지블록(340)은 회전구동부(320)에 의해 회전형 커터(310)가 동작되기 전에 노출 리본(3a)을 하부에서 부분적으로 떠받쳐 지지하는 역할을 한다. 즉 회전구동부(320)의 동작에 의해 회전형 커터(310)가 회전되는 동작만으로도 노출 리본(3a)은 커팅될 수 있지만, 회전구동부(320)에 의해 회전형 커터(310)가 동작되기 전에 노출 리본(3a)을 하부에서 부분적으로 떠받쳐 지지하면 노출 리본(3a)을 커팅하기가 보다 수월해지기 때문에 리본지지블록(340)이 마련되는 것이다.
회전구동부(320)는, 도 5에 자세히 도시된 바와 같이, 구동모터(321)와, 구동모터(321)의 회전축에 연결되는 감속기(322)와, 감속기(322)와 연결되고 회전형 커터(310)를 회전 가능하게 지지하는 커터지지부(323)를 구비한다.
보호커버(330)는 회전형 커터(310)와 회전구동부(320)의 일부 영역의 외곽에 결합되어 이들을 보호하는 역할을 한다. 투명 또는 반투명의 유리, 플라스틱 재질로 제작될 수 있는 보호커버(330)는 회전형 커터(310) 등의 부품을 보호하는 역할 외에도 커팅된 노출 리본(3a)이 외부로 비산되는 것을 방지하는 역할을 겸한다.
한편, 노출 리본(3a)의 커팅 길이나 위치는 제품에 따라 얼마든지 변경될 수 있기 때문에, 특히 리본지지블록(340)과 회전형 커터(310)는 커팅 작업위치로의 상대 위치 조절이 용이해질 필요가 있다. 이를 위해, 본 실시예의 커팅 장치에는 도 13에 자세히 도시된 바와 같이, 수직방향 구동부(350)와 수평방향 구동부(360)가 구비된다.
수직방향 구동부(350)는 커팅 유닛(300)과 연결되어 커팅 유닛(300)을 커팅 작업위치에 대해 수직방향으로 업/다운(up/down) 구동시키는 역할을 담당하고, 수평방향 구동부(360)는 커팅 유닛(300)과 연결되어 커팅 유닛(300)을 커팅 작업위치에 대해 수평방향으로 접근 또는 이격 구동시키는 역할을 한다.
수직방향 구동부(350)와 수평방향 구동부(360) 모두는 실린더(cylinder)나 리니어 모터(linear motor)로 적용될 수 있는데, 본 실시예의 경우, 수직방향 구동부(350)를 실린더로, 그리고 수평방향 구동부(360)를 리니어 모터로 적용하고 있다. 특히, 수직방향 구동부(350)에는 수직방향을 안내하는 안내부(351, 도 13 참조)가 더 구비된다.
이러한 구성을 갖는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치의 작용에 대해 도 7 내지 도 13을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 7처럼 작업 대상의 스트링(4)이 이송 유닛(100) 상에 로딩되어 이송 유닛(100)을 통해 커팅 작업위치로 이송된다.
도 8a 및 도 8b처럼 스트링(4)이 커팅 작업위치 영역에 도달되면 이송 유닛(100)의 동작이 정지되고, 이송 유닛(100) 사이사이에 배치된 스트링 지지부재(210)가 도 9처럼 업(up)되면서 스트링(4)을 이루는 하나씩의 셀(2, cell)들을 소정 높이 업(up)시킨다.
이어, 도 10처럼 X축 얼라인부(220)의 X축 왕복구동부(222)에 의해 X축 접촉지지블록(221)이 X축으로 이동되면서 스트링(4)의 측면에 접촉지지된다. 따라서 즉 스트링 지지부재(210)에 의해 이송 유닛(100)의 표면보다 약간 높은 위치로 업(up)된 스트링(4)은 X축 방향으로 얼라인된다.
다음, 도 11처럼 한 쌍의 비젼 카메라(240)가 Z축 방향으로 약간 다운(down)된 상태에서 Y축 방향으로 얼라인 작업이 진행될 스트링(4)의 양단부 영역을 촬영하여 그 정보를 제어부로 전송한다.
그러면, 제어부는 스트링(4)이 +Y축 방향 혹은 -Y축 방향 중에서 어떠한 방향으로 얼마만큼 이동되어야 하는지를 판단한 후 도 12처럼 Y축 왕복구동부(232)를 구동시킴으로써 스트링(4)에 대한 Y축 방향의 얼라인 작업을 진행한다.
스트링(4)에 대한 X축 방향 및 Y축 방향의 얼라인 작업이 완료되면, 수직방향 구동부(350)에 의해 커팅 유닛(300)이 Z축 방향으로 업(up)된다. 그러면 도 13처럼 리본지지블록(340)이 리본(3a)을 하부에서 부분적으로 떠받쳐 지지하게 되고, 이어 회전구동부(320)에 의해 회전형 커터(310)가 동작됨으로써 공정에서 요구되는 길이만큼 노출 리본(3a)이 커팅된다.
노출 리본(3a)의 커팅 작업이 완료되면 장치들은 원위치로 복귀되고, 해당 스트링은 후공정으로 취출되며, 다시 새로운 스트링이 제공되어 전술한 과정을 반복하게 된다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면, 간단하고 단순한 구조를 가지면서도 리본(3)에 의해 다수의 셀(2)이 묶음 단위로 연결된 스트링(4)의 단부로부터 노출된 리본(3)이 공정에서 요구되는 수준의 노출 길이를 갖도록 효과적으로 커팅할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 태양광 모듈 2 : 셀
3 : 리본 3a : 노출 리본
4 : 스트링 100 : 이송 유닛
200 : 얼라인 유닛 210 : 스트링 지지부재
220 : X축 얼라인부 230 : Y축 얼라인부
240 : 비젼 카메라 300 : 커팅 유닛
310 : 회전형 커터 320 : 회전구동부
330 : 보호커버 340 : 리본지지블록
350 : 수직 방향 구동부 360 : 수평방향 구동부

Claims (11)

  1. 리본에 의해 다수의 셀이 묶음 단위로 연결된 스트링과 접촉되어 상기 스트링을 이동시키되, 상기 스트링의 단부로부터 노출된 노출 리본을 미리 결정된 길이로 커팅(cutting)하는 작업위치인 커팅 작업위치로 상기 스트링을 얼라인(align)시키는 얼라인 유닛;
    상기 노출 리본을 커팅하는 회전형 커터와, 상기 회전형 커터를 회전구동시키는 회전구동부를 구비하며, 상기 얼라인 유닛에 인접하게 배치되어 상기 커팅 작업위치에서 얼라인된 스트링의 단부로부터 노출된 노출 리본을 미리 결정된 길이로 커팅하는 커팅 유닛; 및
    상기 커팅 유닛과 연결되어 상기 커팅 유닛을 상기 커팅 작업위치에 대해 수직방향으로 업/다운(up/down) 구동시키는 수직방향 구동부를 포함하며,
    상기 얼라인 유닛은,
    상기 스트링을 하부에서 떠받쳐 지지하며, 업/다운(up/down) 구동 가능한 스트링 지지부재;
    상기 스트링 지지부재에 지지된 스트링을 상기 다수의 셀이 연결되는 방향에 교차되는 방향인 X축 방향을 따라 얼라인시키는 X축 얼라인부; 및
    상기 스트링 지지부재에 지지된 스트링을 다수의 셀이 연결되는 방향인 Y축 방향을 따라 얼라인시키는 Y축 얼라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전형 커터는,
    상기 회전구동부의 회전축심을 축으로 하여 방사상으로 배치되는 다수의 커터아암; 및
    상기 커터아암에 착탈 가능하게 결합되어 상기 노출 리본을 커팅하는 커터날을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커터날에서 상기 노출 리본을 커팅하는 부분은 다른 부분에 비해 상대적으로 더 돌출되고 단부가 뾰족하게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 얼라인 유닛은,
    상기 스트링 지지부재에 지지된 스트링의 위치를 촬영하는 적어도 하나의 비젼 카메라; 및
    상기 비젼 카메라의 촬영 신호에 기초하여 상기 X축 얼라인부 또는 상기 Y축 얼라인부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 생산 설비용 리본 커팅 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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