KR102321177B1 - 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 패널을 구성하는 다수 개의 단위 솔라셀을 상호 연결하여 일체화하되, 상기 단위 솔라셀을 상호 연결하기 위한 리본이 인접한 한 쌍의 단위 솔라셀 사이의 거리에 대응하는 길이를 가지도록 형성된 후 단위 솔라셀에 융착되기 때문에 리본 융착에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 융착 부위의 오류 발생을 방지할 수 있어 양품 생산 효율을 극대화한 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치에 관한 것으로, 본 발명은, 일정한 속도로 태양광 패널용 단위셀을 이송하는 단위셀 이송모듈; 상기 단위셀 이송모듈을 통해 이송된 단위셀에 도전성 리본을 부착하는 리본 융착모듈; 다수 개의 리본권취롤과, 상기 다수 개의 리본권취롤을 각각 회전시키는 다수 개의 리본 공급용모터을 포함한 리본 공급모듈; 상기 리본 공급모듈을 통해 공급된 도전성 리본을 일정 길이로 절단하는 리본 절단모듈; 상기 리본 절단모듈을 통해 절단된 도전성 리본이 안치되는 리본 로더모듈; 상기 리본 로더모듈에 안치된 도전성 리본을 상기 리본 융착모듈로 전달하는 리본 픽업모듈;을 포함하고, 상기 리본 절단모듈은, 상기 도전성 리본을 인접한 한 쌍의 단위셀 사이를 연결하는 길이를 가지도록 절단하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치{Automated tabbing device for solar panel manufacturing}

본 발명은 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 패널을 구성하는 다수 개의 단위 솔라셀을 상호 연결하여 일체화하되, 상기 단위 솔라셀을 상호 연결하기 위한 리본이 인접한 한 쌍의 단위 솔라셀 사이의 거리에 대응하는 길이를 가지도록 형성된 후 단위 솔라셀에 융착되기 때문에 리본 융착에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 융착 부위의 오류 발생을 방지할 수 있어 양품 생산 효율을 극대화한 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치에 관한 것이다.

태양전지 셀(Solar cell)은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시켜주는 역할을 하는 것으로, 반도체 재료인 실리콘, 갈륨비소, 카드뮴 텔루르, 황화카드뮴, 인듐인 또는 이들을 복합한 재료들이 사용되며, 통상적으로는 주로 실리콘이 이용된다.

상기 태양전지 셀은 반도체 재료를 확산법에 의해 p-n 접합시켜 제조되며, 빛을 받을 때 작은 양의 전류가 흐르게 되는 광전효과(photovoltaic effect)를 이용한 것으로, 대부분 보통의 태양전지 셀은 대면적의 p-n 접합 다이오드로 이루어져 있으며, 상기 p-n 접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하면 단위 태양전지로서 작용하게 된다.

상기와 같이 이루어진 태양전지 셀은 그 기전력이 작기 때문에 다수의 단위 태양전지 셀을 연결하여 적정 기전력을 갖는 태양전지모듈(Photovoltaic Module)을 구성하여 사용하게 되는데, 이 때 각 단위 태양전지 셀들은 납이 피복된 일정 길이의 도체 리본에 의해 연결된다.

상기 도체 리본을 태양전지 셀에 납땜하여 고정시키는 단계는 태양전지모듈의 여러 제조 단계에서 가장 복잡하고 동시에 예민한 공정 중의 하나로서, 납땜 전에 태양전지 셀의 표면 전극에 상기 도체 리본을 접촉시킨 후 납땜이 이루어지게 된다.

종래의 태양광 모듈의 생산 공정에 대하여 간략히 살펴보면, 대략 정사각 혹은 직사각 형태의 다수의 단위 셀(cell)이 공급되면 다수의 셀을 몇 개씩 일렬로 배열한 다음, 일렬 배치된 다수의 셀을 양극(+) 및 음극(-)을 고려하면서 인접된 것끼리 다수의 셀 커넥터 리본으로 연결하여 하나의 묶음 단위의 스트링으로 만든다.

스트링이 제작되면 스트링들을 판면 방향으로 여러 개 배열한 후, 스트링들의 일측으로 노출된 셀 커넥터 리본들을 다수의 스트링 커넥터 리본으로 연결하여 모든 셀들이 통전되도록 함으로써 하나의 스트링 어셈블리를 제작한다.

이후, 유리기판의 상면으로 방수막을 위한 제1에바시트, 스트링 어셈블리, 제2에바시트, 그리고 백시트를 차례로 배치하고 라미네이팅하여 태양전지판을 제작하고, 제작한 태양전지판의 외곽에 프레임을 조립하고 정션박스를 설치함으로써 하나의 태양전지 셀이 완성된다.

이때 종래의 스트링거는 다수의 셀과 그 상면으로 셀 커넥터 리본이 배치되어 이송되는 이송 유닛과, 이송 유닛의 일측에 배치되고 셀 커넥터 리본 쪽으로 가압되면서 열에 의해 셀 커넥터 리본과 셀을 용접시키는 용접 유닛을 구비한다. 이에 이송 유닛 상으로 다수의 셀과 그 상면으로 리본이 배치되어 용접 유닛 측으로 이송되면 용접 유닛의 솔더링 팁(soldering tip)이 하강하면서 셀 커넥터 리본을 열가압함에 따라 셀 커넥터 리본과 셀을 상호간 용접하며 이러한 과정은 각 셀마다 반복적으로 수행된다.

그런데, 종래기술의 경우 솔더링 팁이 셀 커넥터 리본에 직접 접촉 및 가압되면서 셀 커넥터 리본과 셀을 상호 용접시키고 있기 때문에 용접 공정 중에 파생되는 납이나 기타 불순물 등의 이물질에 의해 솔더링 팁이 오염될 수 있다.

또한 상술한 바와 같이 다수의 셀의 상면에 셀 커넥터 리본이 연속하여 배치된 형태이기 때문에 셀 커넥터 리본의 길이가 배치되는 셀의 판면 방향으로 가로질러 배치되기 때문에 각각의 셀 커넥터 리본이 길이가 길어질 수밖에 없고, 길어진 셀 커넥터 리본이 셀의 판면 방향으로 가로질러 배치된 상태에서 이동하는 과정 중 위치 변위가 발생하고 이로 인해 타 셀 커넥터 리본과 결합하는 과정에서 오류 발생의 확률이 높아 불량률이 상승하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1088046호(2011.11.23., 등록) 대한민국 등록특허 제10-1479533호(2014.12.30., 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 인접한 한 쌍의 단위 셀을 연결하는 도전성 리본이 인접한 한 쌍의 단위 셀 사이를 연결하는 길이를 가지도록 구성되고, 상기 도전성 리본의 길이 방향 양단을 인접한 한 쌍의 단위 셀에 각각 융착함으로써 필요한 기전력을 가지는 태양광 패널을 제조할 수 있는 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 도전성 리본의 길이를 종래에 비해 짧게 형성한 후 이를 인접한 한 쌍의 단위 셀에 각각 융착하는 일련의 공정을 자동화하고, 자동화된 공정을 통해 단위 셀과 리본의 융착 정밀도를 향상시켜 제품 수율을 극대화할 수 있는 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 상기 도전성 리본을 공급하고, 소정 길이로 절단하되, 절단된 리본을 평탄화하여 융착모듈로 제공함으로써 융착시 불량 발생을 최소화하여 수율을 극대화함은 물론 불량 융착에 의한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있어 안전성을 높인 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치을 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

일정한 속도로 태양광 패널용 단위셀을 이송하는 단위셀 이송모듈;

상기 단위셀 이송모듈을 통해 이송된 단위셀에 도전성 리본을 부착하는 리본 융착모듈;

다수 개의 리본권취롤과, 상기 다수 개의 리본권취롤을 각각 회전시키는 다수 개의 리본 공급용모터을 포함한 리본 공급모듈;

상기 리본 공급모듈을 통해 공급된 도전성 리본을 일정 길이로 절단하는 리본 절단모듈;

상기 리본 절단모듈을 통해 절단된 도전성 리본이 안치되는 리본 로더모듈;

상기 리본 로더모듈에 안치된 도전성 리본을 상기 리본 융착모듈로 전달하는 리본 픽업모듈;을 포함하고,

상기 리본 절단모듈은,

상기 도전성 리본을 인접한 한 쌍의 단위셀 사이를 연결하는 길이를 가지도록 절단하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 리본 절단모듈은, 상기 리본 공급모듈을 통해 전달된 도전성 리본이 인입되는 유입블럭과, 상기 유입블럭의 일단에서 승강 가능하게 배치되는 커터블럭과, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 커터블럭을 승강시키는 절단실린더 및 상기 커터블럭에 의해 절단된 도전성 리본을 평탄화하기 위한 평탄화수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 평탄화수단은, 상기 리본 로더모듈에 안치된 도전성 리본의 길이 방향 일단을 하방에서 지지하는 바텀블럭과, 상기 바텀블럭에 대향하여 상방에 배치되되 승강 가능하게 배치되어 상기 바텀블럭에 지지된 도전성 리본의 일단을 타격하는 탑블럭과, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 탑블럭을 승강시키는 평탄화실린더를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 리본 로더모듈은, 절단된 도전성 리본을 가압하는 로더블럭과, 상기 로더블럭을 수평 방향으로 이동시켜 상기 리본 절단모듈에 근접하거나 이격시키는 로더용실린더와, 상기 로더블럭의 높이를 변경하는 가이드부를 포함한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 가이드부는, 상기 로더블럭을 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드판과, 상기 한 쌍의 가이드판에 각각 형성된 가이드공과, 상기 로더블럭에 배치되어 상기 가이드공을 따라 이동하는 한 쌍의 가이드볼을 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 리본 픽업모듈은, 공급된 압축 공기를 통해 상기 리본 로더모듈에 안치된 도전성 리본을 흡착하는 피커와, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 피커를 X축 및 Y축으로 이동시키는 트랜스퍼를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 리본 공급모듈은, 상기 리본권취롤에서 인출된 도전성 리본의 방향을 전환하기 위한 다수 개의 변위롤러가 구비된 변위부와, 상기 변위부와 이웃하게 배치되며 수평 방향으로 이동 가능하게 배치되어 이송된 리본을 소정 길이 만큼 수평 방향으로 이동시키는 인출부를 포함한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 인출부는, 길이 방향으로 연장되며 편평한 플레이트 형태로 이루어져 길이 방향 일단으로 상기 변위롤러로부터 이동한 도전성 리본이 인입되는 인입블럭과, 상기 인입블럭의 길이 방향 타단에 배치된 인출블럭과, 상기 인입블럭과 상기 인출블럭에 각각 형성되되 상호 연통되게 형성되어 인입된 도전성 리본이 이동하는 리본안내홈과, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 인입블럭을 수평방향으로 이동시키는 로더실린더를 포함한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 인출블럭에는, 상기 리본안내홈을 외부와 연통시키는 가압홈이 형성되고, 상기 가압홈의 상방에서 승강 가능하게 배치된 리본 가압구가 구비되어, 상기 리본 가압구의 하강시 상기 리본안내홈에 인입된 도전성 리본을 가압하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은, 도전성 리본의 길이를 인접한 한 쌍의 단위셀 사이를 연결하는 길이만큼 절단하고, 절단된 도전성 리본의 길이 방향 양단을 인접한 한 쌍의 단위셀에 각각 융착함으로써 제조비용을 낮추는 효과를 기대할 수 있고, 융착에 소요되는 시간을 단축시키고 동시에 단위셀에 추가적인 고정 작업이 필요 없어 전체 제조시간을 단축시킴으로써 제조효율을 극대화할 수 있고, 또한 도전성 리본을 절곡하지 않은 상태에서 단위셀에 융착하여 절곡된 부위에서 발생하는 전기저항 및 이물질의 유입을 차단하여 안정성을 극대화한 효과가 있다.

또한 본 발명은, 평탄화수단을 통해 일측으로 절곡된 도전성 리본을 타격하여 평탄화시켜 상기 리본 융착모듈로 제공할 수 있어 정확한 위치로의 융착이 가능하여 양품의 생산효율이 높아지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치를 다른 각도에서 도시한 개략도.
도 3은 본 발명을 구성하는 셀 이송모듈을 도시한 예시도.
도 4는 본 발명을 구성하는 플럭스도포수단을 도시한 예시도.
도 5는 본 발명을 구성하는 리본 융착모듈을 도시한 예시도.
도 6은 본 발명을 구성하는 리본 공급모듈을 도시한 예시도.
도 7은 본 발명을 구성하는 변위부를 도시한 예시도.
도 8은 본 발명을 구성하는 인출부를 도시한 예시도.
도 9는 본 발명을 구성하는 리본 절단모듈을 도시한 예시도.
도 10은 본 발명을 구성하는 평탄화수단의 동작 상태를 도시한 상태도.
도 11은 본 발명을 구성하는 리본 로더모듈을 도시한 예시도.
도 12는 본 발명을 구성하는 리본 픽업모듈을 도시한 예시도.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.

먼저 본 발명에 따른 태양광 패널 제조용 자동화 태방장치(1)는, 일정한 속도로 태양광 패널용 단위셀을 이송하는 단위셀 이송모듈(10)과, 상기 단위셀 이송모듈(10)을 통해 이송된 단위셀에 도전성 리본(R)을 부착하는 리본 융착모듈(20)과, 다수 개의 리본권취롤(31)과, 상기 다수 개의 리본권취롤(31)을 각각 회전시키는 다수 개의 리본 공급용모터(32)을 포함한 리본 공급모듈(30)과, 상기 리본 공급모듈(30)을 통해 공급된 도전성 리본(R)을 일정 길이로 절단하는 리본 절단모듈(40)과, 상기 리본 절단모듈(40)을 통해 절단된 도전성 리본(R)이 안치되는 리본 로더모듈(50) 및 상기 리본 로더모듈(50)에 안치된 도전성 리본(R)을 상기 리본 융착모듈(20)로 전달하는 리본 픽업모듈(60)을 포함한다.

상기 단위셀 이송모듈(10)은, 태양광 패널을 구성하기 위한 다수 개의 단위셀을 일정한 속도와 간격으로 연속적으로 공급하기 위한 것으로, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 구동모터와, 상기 구동모터로부터 동력을 전달 받아 일정한 속도로 이동하고 상면에 단위셀이 배치되는 이송컨베이어(11)와, 상기 이송컨베이어를 이동 가능하게 지지하며 상호 이격되게 다수 개가 배치된 지지판(12)을 포함한다.

상기 이송컨베이어(11)는 한 쌍이 상호 이격된 위치에 나란히 배치되어 상호 연동하여 이동하도록 구성된 것으로 도면 중 도시된 바와 같이 각각의 이송컨베이어(11)는 길이 방향으로 연장된 띠 형태로 이루어진다.

본 발명에서 상기 이송컨베이어(11)가 한 쌍이 상호 이격된 위치에 나란히 배치되는 것은 후술하는 리본 융착모듈(20)의 동작 과정에서 도전성 리본(R)을 단위셀에 융착하는 공간을 제공하면서 동시에 단위셀을 안정적으로 이동시키기 위한 것이다.

즉, 상기 이송컨베이어(11)가 일반적인 이송용 컨베이어와 같이 하나의 편평한 띠 형태로 이루어져 그 상면에 단위셀이 배치되는 경우 후술하는 리본 융착모듈(20)에 의해 도전성 리본(R)이 단위셀에 융착될 때 융착열이 이송컨베이어(11)로 전달되어 이송컨베이어가 열변형이 발생하거나 심한 경우 파손되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 이송컨베이어(11)를 상호 이격된 위치에 나란히 배치되는 한 쌍의 띠 형태로 구성하여 리본 융착모듈(20)의 융착 동작시 이송컨베이어의 변형 및 파손을 방지할 수 있는 것이다.

상기 지지판(12)은 상면이 편평한 플레이트 형태로 이루어지고 상면에 상기 이송컨베이어(11)가 이동 가능하게 배치된다.

이때 상기 지지판(12)은 다수 개가 상호 간격을 두고 배치되어 이송컨베이어(11)가 장력을 유지하도록 지지하고 동시에 이송컨베이어(11)에 배치된 단위셀을 하방에서 지지한다.

그리고 상기 지지판(12) 중 후술하는 리본 융착모듈(20)이 동작하는 구간에 배치되는 지지판(12)은 리본 융착모듈(20)의 융착 동작이 가능하도록 상호 이격된 위치에 배치된다.

상기 리본 융착모듈(20)은, 상기 단위셀 이송모듈(10)을 통해 이소된 단위셀에 후술하는 리본 픽업모듈(60)을 통해 공급된 도전성 리본(R)을 융착하는 것이다.

이를 위한 리본 융착모듈(20)은 융착용 플럭스를 단위셀의 융착부위에 도포하는 플럭스도포수단(21)과, 상기 단위셀의 융착부위에 도전성 리본(R)이 배치된 상태에서 고온의 열 또는 고온의 공기를 공급하는 융착수단(22)을 포함한다.

상기 플럭스도포수단(21)은 융착용 플럭스가 저장된 저장탱크(211)와 상기 저장탱크로부터 일정량의 플럭스를 단위셀의 융착부위에 도포하는 도포기(212)를 포함한다.

상기 저장탱크(211)는 내부가 빈 함체 형태로 이루어지며 내부에 융착용 플럭스가 저장되고, 저장된 융착용 플럭스를 상기 도포기(212)측으로 공급한다. 여기서 저장탱크(211)에 저장되는 융착용 플럭스의 소재와 도포기로 공급되는 공급량은 도전성 리본(R)과 단위셀 각각의 폭과 단위셀에 맞닿는 면적에 대응하여 변경 가능하다.

상기 도포기(212)는 상기 저장탱크(211)에 결합되어 융착용 플럭스를 전달 받아 이를 외부로 배출하되, 일정한 양으로 배출하는 것이다.

상기 융착수단(22)은 이송된 단위셀과 도전성 리본(R)을 융착하여 일체화하는 것으로, 이를 위해 고온의 열 또는 고온의 공기를 분사하는 융착부(225)와, 상기 융착부(225)를 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 지지하는 융착용겐트리(222)를 포함한다.

상기 융착부(225)는 고열 또는 고온의 공기를 배출하는 다수 개의 융착노즐(221)이 구비되되, 상기 융착노즐(221)은 인접한 한 쌍의 단위셀의 융착부위를 동시에 융착할 수 있도록 상호 마주보는 방향에서 대칭되게 배치된다.

그리고 상기 융착부(225)에는 상기 융착노즐(221)로 고온의 열 또는 고온의 공기를 제공하는 열원공급수단(도면 중 미도시됨)이 더 구비되며, 상기 열원공급수단은 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 히터로 구성될 수 있으나 이는 하나의 실시예이며 소정 온도 이상의 열 또는 고온의 공기를 제공할 수 있으면 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

상기 융착용겐트리(222)는 상기 융착노즐(221)을 상기 단위셀에 대해 상하 및 좌우 방향으로 이동시키기 위한 것으로, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 X축이동부(223)와, Y축이동부(224)가 각각 구비된다.

여기서 X축이동부(223)는 상호 대칭되게 배치된 한 쌍의 융착노즐(221)을 상호 근접하거나 이격하는 방향으로 이동시키고, 상기 Y축이동부(224)는 상기 융착노즐(221)을 상기 단위셀에 근접하거나 이격시키는 방향으로 이동시킨다.

이러한 융착용겐트리(222)의 구조 및 동작관계는 다양한 기술분야에서 사용되는 것으로 이에 대한 상세한 도시 및 설명은 생략하도록 한다.

상기 리본 공급모듈(30)은 상기 융착모듈(20)로 공급하기 위한 전도성 리본(R)이 권취되고, 권취된 전도성 리본(R)을 일정한 속도로 전달하기 위한 것으로, 이를 위해 도전성 리본(R)이 각각 권취된 다수 개의 리본권취롤(31)과, 상기 다수 개의 리본권취롤(31)에 각각 연결되어 이를 회전시키는 다수 개의 리본공급용 모터(32)와, 상기 리본권취롤(31)에서 인출된 도전성 리본(R)의 방향을 전환하기 위한 다수 개의 변위롤러(331)가 구비된 변위부(33)와, 상기 변위부(33)와 이웃하게 배치되며 수평 방향으로 이동 가능하게 배치되어 이송된 리본을 소정 길이만큼 수평 방향으로 이동시키는 인출부(34)를 포함한다.

상기 리본권취롤(31)은 직립된 권취프레임(311)에 다수 개가 상호 이격된 위치에 배치되며, 각각의 리본권취롤(31)에 도전성 리본(R)이 권취되어 롤 형태로 배치된다.

이러한 리본권취롤(31)은 권취프레임(311)에 고정축에 의해 회전 가능하게 배치되고 도면 중 도시된 바와 같이 다수 개가 상호 이격된 위치에 배치된다. 이때 도면에서는 각각의 리본권취롤(31)이 서로 다른 높이에 배치된 것을 도시하였으나, 이는 권취프레임(311)의 폭을 좁히기 위한 하나의 실시예이며 다수 개의 리본권취롤(31)을 동일한 높이에서 서로 이웃하게 배치하여 동일한 높이에서 도전성 리본이 배출되도록 할 수 있다.

상기 리본 공급용모터(32)는 상기 리본권취롤(31)을 회전시키기 위한 회전력을 제공하는 것으로, 상기 권취프레임(311)에 고정배치되며 다수 개의 리본권취롤(31)에 각각 기어, 벨트, 체인과 같은 동력전달체를 통해 연결되도록 다수 개가 배치된다.

상기 변위부(33)는 상기 리본권취롤(31)에서 인출된 도전성 리본(R)의 방향을 전환하여 후술하는 리본 절단모듈(40)측으로 공급하기 위한 것이다.

이를 위한 변위부(33)는 상기 도전성 리본(R)과 맞닿아 이동 방향과 곡률을 보정하도록 배치되되 상하 및 전후로 이격된 위치에 배치된 변위롤러(331)와, 상기 변위롤러(331)가 회전 가능하게 결합되는 변위프레임(332)을 포함한다.

이때 상기 변위롤러(331)는 상대적으로 상방에 배치된 상위변위롤러(333)와 상대적으로 하방에 배치된 하위변위롤러(334)로 구성되며, 상기 변위프레임(332)에는 상기 상위변위롤러(333)를 상하 및 전후로 이동 가능하게 지지하는 가변프레임(335)이 구비된다.

상기 상위변위롤러(333)와 하위변위롤러(334)는 변위프레임(332)에 배치된 상태에서 인입 및 인출되는 도전성 리본(R)의 이동 방향을 변경시킨다.

상기 가변프레임(335)은 상하 방향 및 전후 방향으로 상위변위롤러(333)를 각각 이동시키고 이동된 위치에 고정하도록 구성된 것으로, 이를 위한 위치조절용볼트(335a) 및 상기 위치조절용볼트(335a)의 조임 또는 해제에 의해 상하 또는 전후 방향으로 이동하고 일단에 상기 상위변위롤러(333)가 회전 가능하게 배치된 가변블럭(335b)으로 이루어진다.

이러한 가변프레임(335)은 도전성 리본(R)이 이동 중 장력이 해제되는 경우 지정된 길이만큼 이동하지 못하는 문제 발생을 최소화하기 위한 것이다.

상기 인출부(34)는 상기 변위부(33)와 이웃하게 배치되어 도전성 리본(R)을 수평 방향으로 이동시키는 것으로, 길이 방향으로 연장되며 편평한 플레이트 형태로 이루어져 길이 방향 일단으로 상기 변위롤러(331)로부터 이동한 도전성 리본(R)이 인입되는 인입블럭(341)과, 상기 인입블럭(341)의 길이 방향 타단에 배치된 인출블럭(342)과, 상기 인입블럭(341)과 상기 인출블럭(342)에 각각 형성되되 상호 연통되게 형성되어 인입된 도전성 리본(R)이 이동하는 리본안내홈(343)과, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 인입블럭(341)을 수평방향으로 이동시키는 로더실린더(344)를 포함한다.

상기 인입블럭(341)은 상기 변위부(33)와 후술하는 리본 절단모듈(40)을 연결하는 방향을 따라서 연장되며 상면이 편평한 플레이트 형태로 이루어지고, 길이 방향을 따라 상기 도전성 리본(R)이 인입되는 입구(341a)가 형성된다.

이때 상기 입구(341a)는 인입되는 도전성 리본(R)의 인입 안정성을 위하여 단부는 확장되고 상기 단부로부터 도전성 리본이 이동하는 방향을 따라 점진적으로 좁아지는 형태로 이루어지는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 인출블럭(342)은 상기 인입블럭(341)의 길이 방향 타단 즉, 상기 입구(341a)의 반대 방향에 배치되어 이동한 도전성 리본(R)이 리본 절단모듈(40)측으로 배출되는 것이다.

여기서 상기 인출블럭(342)에는 후술하는 로더실린더(344)에 의해 수평 방향으로 이동하는 과정 중 리본안내홈(343)에 배치된 도전성 리본(R)을 가압하는 리본가압구(345)와 리본안내홈(343)에 형성되어 상기 리본가압구(345)가 출입하는 가압홈(346)이 구비된다.

상기 리본가압구(345)는 로더실린더(344)에 의해 인입블럭(341) 및 이에 결합된 인출블럭(342)이 리본 절단모듈(40)측을 향해 이동할 때 도전성 리본을 가압하여 인출블럭(342)과 동시에 이동시킨다.

상기 리본안내홈(343)은 상기 인입블럭(341)과 인출블럭(342)에는 각각 도전성 리본(R)이 이동하기 위하여 형성된 것으로, 상기 리본안내홈(343)은 인입블럭(341)과 인출블럭(342)의 상면에서 하방을 향해 요입 형성되고, 상기 인입블럭(341)에 형성된 입구(341a)는 상기 리본안내홈(343)과 연통되도록 형성된다.

상기 로더실린더(344)는 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 인입블럭(341)을 수평 방향 즉, 리본 절단모듈(40)측으로 근접시키거나 이격시키는 방향으로 이동시키는 것이다.

상기 리본 절단모듈(40)은 상기 리본 공급모듈(30)을 통해 공급된 도전성 리본(R)을 일정 길이로 절단하기 위한 것으로, 이때 도전성 리본(R)을 절단하는 길이는 한 쌍의 단위셀 사이를 연결하는 길이이다.

즉, 종래의 태양광 패널을 구성하는 다수 개의 단위셀에 결합되는 도전성 리본은 각각의 단위셀의 판면방향 전체를 가로질러 배치된 후 단위셀의 외측으로 노출된 도전성 리본에 인접한 타 단위셀에서 노출된 도전성 리본을 겹친 후 이를 용접하였고, 이때 각각의 단위셀에 배치되는 도전성 리본은 타 도전성 리본과 겹쳐지기 때문에 상측 또는 하측으로 절곡되어야 한다.

이러한 종래 도전성 리본은 단위셀의 판면방향을 가로질러 배치되기 때문에 사용하는 재료비가 상승하고, 단위셀의 평면과 맞닿은 부위에 이격을 방지하기 위한 추가의 고정 작업이 필요하고, 나아가 상측 또는 하측으로 각각 절곡된 한 쌍의 도전성 리본을 상호 겹친 후 이를 용접하기 때문에 절곡된 방향 및 각도, 그리고 길이가 상이할 경우 맞닿은 위치에서 틈새가 발생하고, 이러한 틈새로 공기 및 이물질이 유입됨으로써 용접부위의 부식을 발생시키는 주요한 원인이 된다.

본 발명에서는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 도전성 리본(R)의 길이를 인접한 한 쌍의 단위셀 사이를 연결하는 길이만큼 절단하고, 절단된 도전성 리본의 길이 방향 양단을 인접한 한 쌍의 단위셀에 각각 융착함으로써 제조비용을 낮추는 효과를 기대할 수 있고, 융착에 소요되는 시간을 단축시키고 동시에 단위셀에 추가적인 고정 작업이 필요 없어 전체 제조시간을 단축시킴으로써 제조효율을 극대화할 수 있고, 또한 도전성 리본을 절곡하지 않은 상태에서 단위셀에 융착하여 절곡된 부위에서 발생하는 전기저항 및 이물질의 유입을 차단하여 안정성을 극대화한 효과가 있다.

상술한 효과를 기대하기 위하여 도전성 리본(R)을 일정 길이로 절단하는 리본 절단모듈(40)은, 상기 리본 공급모듈(30)을 통해 전달된 도전성 리본(R)이 인입되는 유입블럭(41)과, 상기 유입블럭(41)의 일단에서 승강 가능하게 배치되는 커터블럭(42)과, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 커터블럭(42)을 승강시키는 절단실린더(43) 및 상기 커터블럭(42)에 의해 절단된 도전성 리본(R)을 평탄화하기 위한 평탄화수단(44)을 포함한다.

상기 유입블럭(41)은 상기 리본 공급모듈(30)과 이웃하게 배치되어 도전성 리본(R)을 전달 받고, 전달 받은 도전성 리본(R)이 커터블럭(42)에 의해 절단되는 과정에서 발생하는 충격 또는 진동에 의해 위치 이탈하는 것을 방지하기 위한 가압실린더(411)와 상기 가압실린더(411)의 로드가 출입하며 도전성 리본(R)이 이동하는 가압공(412)을 포함한다.

상기 가압실린더(411)와 가압공(412)은 커터블럭(42)에 의해 도전성 리본이 절단되는 과정에서 발생하는 진동 또는 충격 또는 이들 모두에 의해 후방에서 대기 중인 도전성 리본이 전진 또는 후퇴하는 등의 위치 변위가 발생하는 것을 방지한다.

상기 커터블럭(42)은 상기 유입블럭(41)의 일단에서 승강 가능하게 배치되되 상기 절단실린더(43)로부터 동력을 전달 받아 하강하면서 도전성 리본(R)을 컷팅하고, 상승하여 원위치로 복귀한다.

이러한 커터블럭(42)은 도 9에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 컷팅홈(421)이 형성된 사각의 판재 형태로 이루어질 수 있으나 이는 하나의 실시예이며 다양한 변형이 가능함은 물론이다.

상기 절단실린더(43)는 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 커터블럭(42)을 상승 또는 하강시키는 것이다.

상기 평탄화수단(44)은 상기 커터블럭(42)에 의해 절단된 도전성 리본(R)을 타격하여 평탄화시키기 위한 것으로, 이를 위해 상기 리본 로더모듈(50)에 안치된 도전성 리본(R)의 길이 방향 일단을 하방에서 지지하는 바텀블럭(441)과, 상기 바텀블럭(441)에 대향하여 상방에 배치되되 승강 가능하게 배치되어 상기 바텀블럭(441)에 지지된 도전성 리본(R)의 일단을 타격하는 탑블럭(442)과, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 탑블럭(442)을 승강시키는 평탄화실린더(443)를 포함한다.

상기 바텀블럭(441)은 후술하는 리본 로더모듈(50)에 배치되어 수평 방향으로 이동 가능하게 배치되어 커터블럭(42)에 의해 절단된 도전성 리본(R)의 일부를 하방에서 지지한다.

여기서 바텀블럭(441)에는 도전성 리본의 일부가 지지되고, 다른 일부는 후술하는 리본 로더모듈(50)에 의해 지지된다.

상기 탑블럭(442)은 상기 커터블럭(42)의 일측에서 상하로 승강 가능하게 배치되어 상기 바텀블럭(441)에 안치된 도전성 리본의 일부를 타격한다.

상기 평탄화실린더(443)는 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 탑블럭(442)을 상승 또는 하강시키는 것이다.

상기와 같이 이루어진 평탄화수단(44)은 도전성 리본(R)이 커터블럭(42)에 의해 절단되는 과정에서 상기 가압실린더(411)에 의해 가압되는데, 상하로 이동하는 커터블럭(42)의 절단력과 상기 가압실린더(411)의 고정력에 의하여 절단된 도전성 리본의 일단이 하측으로 이동하는 형태로 절곡된다.

일측으로 절곡된 도전성 리본을 단위셀에 융착시키는 경우 인접한 한 쌍의 단위셀 사이의 거리에 비해 상대적으로 짧은 위치에 배치되기 때문에 정확한 위치에 융착이 어렵고, 이는 제조 불량으로 이루어지는 문제점이 있다.

따라서 본 발명에서는 상기 평탄화수단(44)을 통해 일측으로 절곡된 도전성 리본을 타격하여 평탄화시켜 상기 리본 융착모듈(20)로 제공할 수 있어 정확한 위치로의 융착이 가능하여 양품의 생산효율이 높아지는 효과가 있다.

상기 리본 로더모듈(50)은 상기 리본 절단모듈(40)에 의해 절단된 도전성 리본(R)을 인계받아 후술하는 리본 픽업모듈(60)이 동작하여 도전성 리본을 융착모듈(20)로 전달하기 전까지 도전성 리본이 대기하는 것이다.

이러한 리본 로더모듈(50)은, 절단된 도전성 리본(R)을 가압하는 로더블럭(51)과, 상기 로더블럭(51)을 수평 방향으로 이동시켜 상기 리본 절단모듈(40)에 근접하거나 이격시키는 로더용실린더(52)와, 상기 로더블럭(51)의 높이를 변경하는 가이드부(53)를 포함한다.

상기 로더블럭(51)은 절단된 도전성 리본을 가압하는 것으로, 이러한 로더블럭(51)은 커터블럭(42)에 의해 절단되는 도전성 리본(R)의 길이 방향 단부를 상방에서 가압하여 절단시 도전성 리본의 위치 변위를 방지한다.

이때 상기 로더블럭(51)은 도면 중 도시된 형태 이외에도 다양한 변형이 가능한 것으로 도면 중 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.

한편 상기 로더블럭(51)의 전방 즉, 로더블럭에서 절단모듈측을 향한 방향에는 절단된 전도성 리본이 안치되는 안치블럭(511)이 구비되며, 상기 안치블럭(511)에는 전도성 리본이 인입되는 리본안내홈이 형성된다.

여기서 상기 로더블럭(51)을 수평 방향으로 이동시켜 도전성 리본을 가압 또는 해제하는 가압용실린더(512)가 구비되며, 상기 가압용실린더(512)는 상기 로더블럭(51)의 반대 방향의 단부가 힌지(513) 결합되어 상하로 회전 가능하게 배치된다.

상기 가압용실린더(512)의 로드가 외측으로 인출되면서 로더블럭(51)을 절단모듈(40)측으로 이동시킬 때 상기 가이드부(53)에 의해 로더블럭(51)이 하방으로 이동하면서 도전성 리본(R)을 상방에서 가압하는데, 이때 로더블럭(51)이 하강할 때 가압용실린더(512)가 상기 힌지(521)에 의해 회전하는 것이다.

상기 로더용실린더(52)는 상기 로더블럭(51)을 전후 방향으로 이동시키기 위한 것으로, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작한다.

상기 가이드부(53)는 상기 로더블럭(51)이 수평 방향으로 이동할 때 이를 상하 방향으로 이동시켜 전도성 리본(R)의 상방을 가압하거나 원위치로 복귀시키는 것이다.

이를 위한 가이드부(53)는, 상기 로더블럭(51)을 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드판(531)과, 상기 한 쌍의 가이드판(531)에 각각 형성된 가이드공(532)과, 상기 로더블럭(51)에 배치되어 상기 가이드공(532)을 따라 이동하는 한 쌍의 가이드볼(533)을 포함한다.

상기 한 쌍의 가이드판(531)은 상호 이격된 위치에서 대칭되게 배치되며 각각의 가이드판(531)에는 가이드공(532)이 관통 형성된다.

여기서 상기 가이드공(532)은 일단과 타단이 상호 다른 높이를 가지도록 형성된 것으로, 이러한 가이드공(532)의 형태 및 양단의 높이는 상기 로더블럭(51)의 이동 거리 및 이동 높이에 따라 변경 가능하여 도면 중 도시된 형태에 한정되지 않음은 물론이다.

상기 가이드볼(533)은 상기 로더블럭(51)에 배치되며 상기 가이드공(532)에 이동 가능하게 배치되는 것으로, 상기 로더블럭(51)이 로더용실린더(52)에 의해 이동할 때 가이드볼(533)이 가이드공(532)에서 구름 이동하면서 하방 또는 상방으로 이동한다.

상기와 같이 이루어진 가이드부(53)를 통해 로더블럭(51)이 수평 방향으로 이동할 때 가이드공(532)을 따라 하강하면서 도전성 리본(R)의 상면을 가압하고, 이후 후술하는 리본 픽업모듈(60)이 도전성 리본(R)이 픽업될 때는 상기 로더블럭(51)이 원위치로 이동하면서 도전성 리본(R)을 가압하던 가압력을 해제한다.

상기 리본 픽업모듈(60)은, 상기 리본 로더모듈(50)에 안치된 도전성 리본(R)을 상기 리본 융착모듈(20)로 전달하는 것으로, 공급된 압축 공기를 통해 상기 리본 로더모듈(50)에 안치된 도전성 리본(R)을 흡착하는 피커(61)와, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 피커(61)를 X축 및 Y축으로 이동시키는 트랜스퍼(62)를 포함한다.

상기 피커(61)는 흡입력을 통해 도전성 리본을 흡착하여 리본 융착모듈(20)로 이동시키는 픽 앤 플레이스의 구조로 이루어지고, 상기 트랜스퍼(62)는 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 피커(61)를 X축 및 Y축으로 이동시킨다.

이러한 리본 픽업모듈(60)은 다양한 자동화 고정에서 부품을 이동시키는데 사용하는 것으로, 상세한 도시 및 동작관계에 대한 설명은 생략하도록 한다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1 : 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치
10 : 셀 이송모듈
11 : 이송컨베이어 12 : 지지판
20 : 리본 융착모듈
21 : 플럭스도포수단 22 : 융착수단
221 : 융착노즐 222 : 융착용겐트리
223 : X축이동부 224 : Y축이동부
30 : 리본 공급모듈
31 : 리본권취롤 32 : 리본 공급용모터
33 : 변위부 34 : 인출부
331 : 변위롤러 332 : 변위프레임
333 : 상위변위롤러 334 : 하위변위롤러
335 : 가변프레임
341 : 인입블럭 342 : 인출블럭
343 : 리본안내홈 344 : 로더실린더
345 : 리본가압구 346 : 가압홈
40 : 리본 절단모듈
41 : 유입블럭 42 : 커터블럭
43 : 절단실린더 44 : 평탄화수단
441 : 바텀블럭 442 : 탑블럭
443 : 평탄화실린더
50 : 리본 로더모듈
51 : 로더블럭 52 : 로더용실린더
53 : 가이드부
511 : 안치블럭 512 : 가압용실린더
513 : 힌지
531 : 가이드판 532 : 가이드공
533 : 가이드볼
60 : 리본 픽업모듈
61 : 피커 62 : 트랜스퍼

Claims (9)

1. 일정한 속도로 태양광 패널용 단위셀을 이송하는 단위셀 이송모듈(10);
   상기 단위셀 이송모듈(10)을 통해 이송된 단위셀에 도전성 리본(R)을 부착하는 리본 융착모듈(20);
   다수 개의 리본권취롤(31)과, 상기 다수 개의 리본권취롤(31)을 각각 회전시키는 다수 개의 리본 공급용모터(32)을 포함한 리본 공급모듈(30);
   상기 리본 공급모듈(30)을 통해 공급된 도전성 리본(R)을 일정 길이로 절단하는 리본 절단모듈(40);
   상기 리본 절단모듈(40)을 통해 절단된 도전성 리본(R)이 안치되는 리본 로더모듈(50);
   상기 리본 로더모듈(50)에 안치된 도전성 리본(R)을 상기 리본 융착모듈(20)로 전달하는 리본 픽업모듈(60);을 포함하고,
   상기 리본 절단모듈(40)은,
   상기 도전성 리본(R)을 인접한 한 쌍의 단위셀 사이를 연결하는 길이를 가지도록 절단하하되,
   상기 리본 절단모듈(40)은,
   상기 리본 공급모듈(30)을 통해 전달된 도전성 리본(R)이 인입되는 유입블럭(41)과,
   상기 유입블럭(41)의 일단에서 승강 가능하게 배치되는 커터블럭(42)과,
   인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 커터블럭(42)을 승강시키는 절단실린더(43) 및
   상기 커터블럭(42)에 의해 절단된 도전성 리본(R)을 평탄화하기 위한 평탄화수단(44)을 포함하며,
   상기 평탄화수단(44)은,
   상기 리본 로더모듈(50)에 안치된 도전성 리본(R)의 길이 방향 일단을 하방에서 지지하는 바텀블럭(441)과,
   상기 바텀블럭(441)에 대향하여 상방에 배치되되 승강 가능하게 배치되어 상기 바텀블럭(441)에 지지된 도전성 리본(R)의 일단을 타격하는 탑블럭(442)과,
   인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 탑블럭(442)을 승강시키는 평탄화실린더(443)를 포함한 것을 특징으로 하는 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 리본 로더모듈(50)은,
   절단된 도전성 리본(R)을 가압하는 로더블럭(51)과,
   상기 로더블럭(51)을 수평 방향으로 이동시켜 상기 리본 절단모듈(40)에 근접하거나 이격시키는 로더용실린더(52)와,
   상기 로더블럭(51)의 높이를 변경하는 가이드부(53)를 포함한 것을 특징으로 하는 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 가이드부(53)는,
   상기 로더블럭(51)을 수평 방향으로 이동 가능하게 지지하는 한 쌍의 가이드판(531)과,
   상기 한 쌍의 가이드판(531)에 각각 형성된 가이드공(532)과,
   상기 로더블럭(51)에 배치되어 상기 가이드공(532)을 따라 이동하는 한 쌍의 가이드볼(533)을 포함한 것을 특징으로 하는 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 리본 픽업모듈(60)은,
   공급된 압축 공기를 통해 상기 리본 로더모듈(50)에 안치된 도전성 리본(R)을 흡착하는 피커(61)와,
   인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 피커(61)를 X축 및 Y축으로 이동시키는 트랜스퍼(62)를 포함한 것을 특징으로 하는 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치.
7. 청구항 1에 있어서, 상기 리본 공급모듈(30)은,
   상기 리본권취롤(31)에서 인출된 도전성 리본(R)의 방향을 전환하기 위한 다수 개의 변위롤러(331)가 구비된 변위부(33)와,
   상기 변위부(33)와 이웃하게 배치되며 수평 방향으로 이동 가능하게 배치되어 이송된 리본을 소정 길이 만큼 수평 방향으로 이동시키는 인출부(34)를 더 포함한 것을 특징으로 하는 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 인출부(34)는,
   길이 방향으로 연장되며 편평한 플레이트 형태로 이루어져 길이 방향 일단으로 상기 변위롤러(331)로부터 이동한 도전성 리본(R)이 인입되는 인입블럭(341)과,
   상기 인입블럭(341)의 길이 방향 타단에 배치된 인출블럭(342)과,
   상기 인입블럭(341)과 상기 인출블럭(342)에 각각 형성되되 상호 연통되게 형성되어 인입된 도전성 리본(R)이 이동하는 리본안내홈(343)과,
   인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 인입블럭(341)을 수평방향으로 이동시키는 로더실린더(344)를 포함한 것을 특징으로 하는 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치.
9. 청구항 8에 있어서, 상기 인출블럭(342)에는,
   상기 리본안내홈(343)을 외부와 연통시키는 가압홈(346)이 형성되고,
   상기 가압홈(346)의 상방에서 승강 가능하게 배치된 리본가압구(345)가 구비되어,
   상기 리본가압구(345)의 하강시 상기 리본안내홈(343)에 인입된 도전성 리본(R)을 가압하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 제조용 자동화 태빙장치.
   

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