Lötsysteme zur Fertigung von Solarmodulen

In den vergangenen Jahren hat sich das Induktionslöten für die Randverschaltung von Solarmodulen etabliert. So konnte der Berliner Lötspezialist ATN Automatisierungstechnik Niemeier GmbH in den vergangen drei Jahren über 300 Lötsysteme weltweit installieren. Wurden bisher die meisten Induktionslötsysteme in vollautomatische Anlagen integriert, so bietet ATN zur Intersolar 2013 eine semi-automatische Lösung für kleinere und flexiblere Linien an. Dabei werden die Querverbinder mittels Templates manuell vorkonfektioniert und aufgelegt. Die Verlötung hingegen erfolgt automatisch und in der von ATN gewohnten Qualität.

 

Um einen für das Löten erforderlichen Kontakt zwischen den Kontaktbändern zu erreichen, müssen diese mechanisch zusammengedrückt werden und unter Druck verlötet werden. Dazu werden die Kontaktbänder der Lötstelle mit einem Keramikstempel niedergedrückt und mit der eingearbeiteten Induktionsspule erwärmt.

Induktionslötköpfe für prozesssichere Verlötung der Randverschaltung von Solarmodulen

 

Je nach Linien-Konzept bietet ATN drei unterschiedliche Maschinenkonzepte an:

  • X-BUS Inline Station mit 1-6 Lötköpfen für einen Durchsatz bis zu 90 Module/h (Taktzeit 40 s)
  • R-BUS Hochflexible Roboter-Lösung mit 1-2 Lötköpfen
  • M2-BUS Modulare, manuelle Lötstation

 

Bei den Maschinen für LongEdgeLeading X-BUS-Lx und den Maschinen für ShortEdgeLeading X-BUS-Sx werden die Templates mit den Querverbindern vor der Station aufgelegt und erst nach der Station entnommen. Die Taktzeit wird voll für die Bearbeitung genutzt. Zwei Handlingsysteme bearbeiten parallel jeweils die beiden Seiten des Moduls. Mit einer Kamera werden die Lötpositionen vermessen, um Toleranzen beim Auflegen zu kompensieren. Dann erfolgt die Verlötung mit Induktion: wahlweise mit Einzel-, Doppel- oder Dreifach-Lötkopf. Bei den Maschinen mit zwei Dreifachköpfen und schnellem Transfer (30 m/min) lässt sich ein Durchsatz von 90 Module/h erreichen (Taktzeit 40 s).

 

X-BUS: Inline-Lötstation für die Randverschaltung

Die Version X-BUS-Tx ist mit einem Drehtisch ausgestattet und verfügt nur über ein Handling mit Lötkopf. Es ist möglich, die Templates in der Station aufzulegen und zu entnehmen. Das Modul läuft in die Station. Der Werker legt das Template auf. Der Tisch wird gedreht und die Querverbinder werden an der dem Werker gegenüberlegenden Seite gelötet. Gleichzeitig legt der Werker das nächste Template auf. Der Drehtisch wird erneut gedreht. Die zweite Seite wird gelötet. Der Werker entnimmt das erste Template. Nach einer erneuten Drehung wird auch das zweite Template entnommen und das Modul verlässt die Station. Je nach Konfiguration des Drehtisches ist der Transfer LongEdgeLeading, ShortEdgeLeading oder gemischt möglich, z.B. LEL-Einlauf vom LayUP und SEL-Auslauf zur Inspektion.

 

R-BUS: Lötstation mit 6achs-Roboter

Die Roboter-Lösung R-BUS verwendet das gleiche Lötverfahren. Jedoch wird der Lötkopf mit einem 6-Achs-Leichtbauroboter geführt. Die Leichtbauweise ermöglicht es, den Roboter kopfüber über dem Modul zu montieren. Dadurch werden die Wege kürzer und die Station bleibt sehr kompakt. Diese Lösung eignet sich besonders für die Nachrüstung in bestehenden Linien. Der Roboter wird mit dem Grundgestell einfach über das bestehende Transferband gesetzt und die Produktion kann beginnen.

 

Um das qualitätsbringende Induktions-Lötverfahren auch in kleineren Linien und bei geringerer Investition zu ermöglichen, hat ATN nun die manuelle Lötstation M2-BUS entwickelt. Bei dieser manuellen Lötstation erfolgt das Handling des Lötkopfes durch den Werker, der qualitätsbestimmende Lötprozess jedoch ist automatisiert und damit reproduzierbar. Der Lötkopf wird mit einem Manipulatorarm geführt und lässt sich leicht positionieren. Der Induktor ist so angeordnet, dass ein Laserpointer durch die Spule leuchtet und die aktuelle Position markiert. Der Werker bringt den Laserpunkt mit der Lötstelle in Deckung, arretiert die Bremsen und startet den Prozess. Auch dieses System kann modular auf die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.

 

manuelles Busing von ATN: Der Werker positioniert den Lötkopf mit einem Manipulatorarm und startet den automatischen Lötprozess.

Selbstverständlich bietet ATN auch die erforderlichen Systeme zur Konfektionierung der Querverbinder. Die Schneidemaschine verarbeitet das Material von der Rolle und längt es auf die programmierten Längen ab. Zum Biegen der L-Verbinder, der Abzweige zur J-Box, gibt es eine halbautomatische Biegevorrichtung. Das Biegen wird kinderleicht und erfolgt mit hoher Präzision.

 

 

 

 

 

 

 

Über ATN:

Die ATN Automatisierungstechnik Niemeier GmbH aus Berlin entwickelt, produziert und vertreibt Komponenten, Systeme und Software für die Elektronikfertigung. Dieses umfasst Löttechnik und Lötroboter sowie die komplette Dosiertechnik. Drittes Geschäftsfeld sind Lötsysteme für die Herstellung von Solarmodulen.

Die ATN wurde 1996 aus dem Produktionstechnischen Zentrum Berlin (PTZ) der TU Berlin gegründet. ATN beschäftigt heute 30 Mitarbeiter. Das Team der ATN zeichnet sich aus durch ein hohes Wissen über Prozesse und Applikationen. Zur Bearbeitung der Aufgaben ist das erforderliche Know-how in den Bereichen Applikation Löten, Konstruktion, Steuerungsentwicklung und -bau sowie Programmierung vorhanden.

 

Infos

ATN auf der InterSolar München 19. – 21.06.2013 Halle A5, Stand 556

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Bildquelle: ATN

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Ansprechpartner:

ATN Automatisierungstechnik Niemeier GmbH

Segelfliegerdamm 94-98, 12487 Berlin

Geschäftsführer Dr.-Ing. Joerg Niemeier

Tel. ++49 (0)30 565 9095-0

Fax ++49 (0)30 565 9095-60

Mail: info@atn-berlin.de

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