Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a processing device having the features in the preamble of the main claim.
Bei der Herstellung von mehrlagigen Solarmodulen ist es aus der Praxis bekannt, an einer Modulseite Löcher durch eine oder mehrere Lagen oder Schichten zu bohren und eine Zugangsöffnung zu einer verborgenen und im Solarmodul eingebetteten elektrischen Leiterbahn zu schaffen. Durch die Zugangsöffnung kann dann ein elektrischer Anschluss der Leiterbahn zur Modulaußenseite, z. B. zu einer dortigen Anschlussdose, hergestellt werden. In der Praxis wird vor dem Bohren die Ist-Lage der verborgenen und von außen nicht sichtbaren Leiterbahn gesucht und ermittelt, z. B. durch eine induktive Abtastung. Durch den Suchvorgang ist der Prozess zeitaufwändig. Außerdem ist die hierfür eingesetzte Bearbeitungs- und Messeinrichtung entsprechend bau- und kostenaufwändig.In the manufacture of multilayer solar modules, it is known in the art to drill holes through one or more layers or layers on a module side and to provide an access opening to a hidden electrical circuit embedded in the solar module. Through the access opening can then be an electrical connection of the conductor to the module outside, z. B. to a local junction box, are produced. In practice, the actual position of the hidden and not visible from the outside trace is searched and determined before drilling, z. B. by an inductive scanning. The search process makes the process time consuming. In addition, the processing and measuring device used for this purpose is correspondingly costly and expensive.
Die US 2011/0119898 A1 betrifft das Vermessen, Markieren und nicht näher erläuterte mechanische Bearbeiten eines Laminats sowie den Anbau einer Schaltdose an einem Solarmodul, wobei die Kontaktflächen bzw. Bändchen innerhalb des Laminats mittels eines induktiven Sensors gesucht werden.The US 2011/0119898 A1 relates to the measuring, marking and unspecified mechanical processing of a laminate and the cultivation of a switch box on a solar module, wherein the contact surfaces or ribbons are searched within the laminate by means of an inductive sensor.
Die US 4,611,377 A befasst sich mit einem robotergeführten Bohrwerkzeug, wobei eine Sensorik zur Vorschubmessung für das Werkzeug mittels eines linearen Encoders vorgesehen ist. Mit dem Encoder und der Vorschubmessung wird festgestellt, ob bei einer Sacklochbohrung die vorgesehene Bohrtiefe erreicht ist oder ob bei einer Durchgangsbohrung das Werkzeug wieder aus dem Werkstück austritt oder ob ein Bohrwerkzeug stumpf geworden ist.The US 4,611,377 A is concerned with a robot-guided drilling tool, wherein a sensor for measuring the feed of the tool by means of a linear encoder is provided. With the encoder and the feed measurement it is determined whether in a blind hole the intended drilling depth is reached or whether in a through hole the tool exits the workpiece again or whether a drilling tool has become dull.
Aus der EP 1 411 556 A1 ist es für die Kontaktbildung und zum Bohren an einem Photovoltaikmodul bekannt, optische Sensoren oder Ultraschallsensoren zur Detektion der gewünschten Bohrtiefe beim Bohren von Sacklöchern einzusetzen. Ansonsten wird noch eine elektrosensitive Sensorik eingesetzt, die einen Spannungsabfall bei Kontakt des Bohrers mit einem elektrischen Kontaktbereich, z. B. einem Bändchen, des Solarmoduls detektiert.From the EP 1 411 556 A1 For contact formation and for drilling on a photovoltaic module, it is known to use optical sensors or ultrasonic sensors for detecting the desired drilling depth when drilling blind holes. Otherwise, an electrosensitive sensor system is used, which causes a voltage drop in contact of the drill with an electrical contact area, eg. B. a ribbon, the solar module detected.
In der EP 2 113 945 A1 sind eine Montagevorrichtung und eine Kontaktiervorrichtung angesprochen, wobei zur Detektion der Bändchenlage ein am Frässpindelsupport einer konventionellen Fräseinrichtung angeordneter induktiver Sensor eingesetzt wird.In the EP 2 113 945 A1 a mounting device and a contacting device are addressed, wherein an inductive sensor arranged on the milling spindle support of a conventional milling device is used to detect the strip position.
Die EP 0 867 947 A2 lehrt zur Montage von Anschlussdosen eine Kleberaupe aufzubringen.The EP 0 867 947 A2 teaches to install junction boxes a Kleberaupe apply.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine andere und verbesserte Bearbeitungstechnik aufzuzeigen.It is an object of the present invention to provide a different and improved processing technique.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch. Die beanspruchte Bearbeitungstechnik kann ohne einen aufwändigen Suchvorgang auskommen. Insbesondere ist es nicht erforderlich, die exakte Ist-Position der verborgenen Lage, insbesondere einer Leiterbahn, in der Tiefe und in seitlicher Richtung zu kennen. Die beanspruchte Bearbeitungstechnik ist in der Lage, beim Materialabtrag die gewünschte verborgene Lage zu detektieren und den Vorschub des abtragenden Werkzeugs entsprechend zu steuern und bei Erreichen der gewünschten Lage zu stoppen. Hierdurch kann auch eine Zerstörung dieser Lage bzw. Leiterbahn beim Materialabtrag der darüberliegenden Schichten oder Lagen verhindert werden.The invention solves this problem with the features in the main claim. The claimed processing technique can do without a complex search. In particular, it is not necessary to know the exact actual position of the hidden position, in particular of a conductor track, in the depth and in the lateral direction. The claimed processing technique is able to detect the desired hidden position during removal of material and to control the feed of the abrasive tool accordingly and to stop when reaching the desired position. In this way, a destruction of this layer or trace during material removal of the overlying layers or layers can be prevented.
Für die seitliche Positionierung des Werkzeugs kann die bekannte seitliche Soll-Position der verborgenen Lage bzw. Leiterbahn genügen.For the lateral positioning of the tool, the known lateral desired position of the hidden layer or conductor can be sufficient.
Die Lage wird durch Härteunterschiede der beim Materialabtrag beaufschlagten Lagen oder Schichten mittels einer Sensorik detektiert. Die Sensorik nimmt Belastungsunterschiede beim Werkzeugvorschub auf und kann dafür an geeigneter Stelle, z. B. am Werkzeug, an der Schnittstelle zu einem Roboter oder in der bevorzugten Ausführungsform innerhalb des Roboters angeordnet sein.The position is detected by differences in hardness of the layers or layers acted upon during material removal by means of a sensor system. The sensor absorbs load differences in the tool feed and can be used at a suitable location, eg. On the tool, at the interface to a robot or, in the preferred embodiment, within the robot.
Bevorzugt kommt ein taktiler Roboter zum Einsatz. Dieser hat z. B. kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Achsen und weist hierfür bereits ein oder mehrere belastungsaufnehmende Sensoren, z. B. Momenten-Sensoren an den Achsantrieben, auf. Auf eine zusätzliche Sensorik kann dadurch verzichtet werden. Mit einem solchen Roboter kann die Vorschubkraft am Werkzeug begrenzt werden, was die gesuchte Lage zusätzlich vor Zerstörung schützt. Der Roboter ist vorzugsweise als Leichtbauroboter ausgebildet. Dieser kann leichtgewichtig sein und eine begrenzte und relativ niedrige Tragkraft haben. Ein taktiler Leichtbauroboter kann einerseits mobil und leicht zu teachen sein und ist andererseits durch seinen einfachen Aufbau auch besonders wirtschaftlich.Preferably, a tactile robot is used. This has z. B. force-controlled or force-controlled axes and has this already one or more load-sensing sensors, z. B. torque sensors on the final drives, on. An additional sensor can be dispensed with. With such a robot, the feed force can be limited to the tool, which additionally protects the desired location from destruction. The robot is preferably designed as a lightweight robot. This can be lightweight and have a limited and relatively low capacity. On the one hand, a tactile lightweight robot can be mobile and easy to teach, and on the other hand it is particularly economical due to its simple design.
Die beanspruchte Bearbeitungstechnik eignet sich für unterschiedlichste mehrlagige Werkstücke. Besondere Vorteile bestehen bei mehrlagigen Solar-Modulen oder LED-Modulen. Hier kann auch ein Materialabtrag, insbesondere ein Bohren der Zugangsöffnungen, von der Modulrückseite und einer dortigen Rückenfolie her erfolgen.The claimed machining technique is suitable for a wide variety of multi-layer workpieces. Special advantages exist with multilayer solar modules or LED modules. Here also a removal of material, in particular a drilling of the access openings, from the back of the module and a local backing film can take place.
Die beanspruchte Bearbeitungstechnik ist zeitsparend, betriebssicher und kommt mit einem geringen Bauaufwand aus. Sie ist dadurch besonders effizient und wirtschaftlich. Sie lässt sich insbesondere in einer automatisierten Fertigung einsetzen.The claimed machining technique is time-saving, reliable and comes with a low construction cost. She is special efficient and economical. It can be used in particular in an automated production.
Neben der Schaffung von ein oder mehreren Zugangsöffnungen sind weitere Bearbeitungsschritte möglich. Zum einen kann mit einer entsprechend ausgebildeten Montagevorrichtung eine Anschlussdose im Öffnungsbereich montiert werden, was ebenfalls vollautomatisch und unter Einsatz eines vorgenannten programmierbaren Roboters, insbesondere eines taktilen Roboters mit kraftgesteuerten oder kraftgeregelten Achsen, erfolgen kann.In addition to the creation of one or more access openings further processing steps are possible. On the one hand can be mounted in the opening area with a correspondingly trained mounting device, a junction box, which can also be done fully automatically and using an aforementioned programmable robot, in particular a tactile robot with force-controlled or force-controlled axes.
Ferner kann der gesamte Bearbeitungsprozess weitere Schritte umfassen. Dies kann z. B. das Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Leiterbahn und einer Anschlussdose sein und kann mittels einer Bearbeitungseinrichtung erfolgen. Diese weist hierfür eine entsprechend ausgebildete und geeignete Kontaktiervorrichtung, insbesondere Lötvorrichtung, auf und kann ebenfalls einen Roboter der vorgenannten Art einsetzen. Hier besteht ebenfalls eine Eignung für unterschiedlichste Arten von mehrlagigen Werkstücken mit besonderer Präferenz für mehrlagige Solar-Module oder LED-Module.Furthermore, the entire machining process may include further steps. This can be z. Example, be establishing an electrical connection between a conductor track and a junction box and can be done by means of a processing device. This has for this purpose a suitably trained and suitable contacting device, in particular soldering device, and can also use a robot of the aforementioned type. There is also a suitability for a wide variety of types of multi-layer workpieces with particular preference for multi-layer solar modules or LED modules.
Schließlich kann in die Prozessfolge ein Trimmvorgang eingebunden sein, mit dem z. B. seitliche Überstände an den Werkstückrändern abgetrennt werden. Die Bearbeitungseinrichtung kann hierfür eine entsprechende Trimmeinrichtung aufweisen.Finally, a trim process can be integrated into the process sequence, with the z. B. lateral projections on the workpiece edges are separated. The processing device can for this purpose have a corresponding trim device.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Bearbeitungseinrichtung finden alle oder ein Teil der vorgenannten Bohr-, Montage-, Trimm- und Kontaktierprozesse vollautomatisch und innerhalb einer gemeinsamen Bearbeitungsstation oder in einer Bearbeitungsanlage statt. Es ist alternativ möglich, einzelne Bearbeitungs- oder Prozessschritte manuell durchzuführen. Dies kann z. B. das Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einer Leiterbahn und einer Anschlussdose betreffen. Ferner kann der Montagevorgang einer Anschlussdose in getrennte Schritte unterteilt werden, wobei zunächst ein offener Dosenkorpus montiert, anschließend die elektrische Verbindung geschaffen und danach der Dosendeckel montiert wird. Die Montagevorrichtung kann sich entsprechend aufteilen. Auch für die anderen Vorrichtungsteile der Bearbeitungseinrichtung können sich entsprechend unterschiedliche Konfigurationen ergeben.In a preferred embodiment of the processing device, all or part of the aforementioned drilling, assembly, trimming and contacting processes take place fully automatically and within a common processing station or in a processing plant. It is alternatively possible to perform individual processing or process steps manually. This can be z. B. relate to establishing an electrical connection between a conductor track and a junction box. Furthermore, the assembly process of a junction box can be divided into separate steps, initially mounted an open can body, then created the electrical connection and then the can lid is mounted. The mounting device can divide accordingly. For the other device parts of the processing device correspondingly different configurations may result.
In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.In the subclaims further advantageous embodiments of the invention are given.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:The invention is illustrated by way of example and schematically in the drawings. In detail show:
1: eine Bearbeitungseinrichtung mit einer Abtragvorrichtung für mehrlagige Werkstücke in perspektivischer Ansicht, 1 : a processing device with a removal device for multilayer workpieces in a perspective view,
2: einen abgebrochenen Querschnitt durch ein mehrlagiges Werkstück, 2 : a broken cross section through a multilayer workpiece,
3 und 4: verschieden stark vergrößerte Teildarstellungen der Abtragvorrichtung von 1, 3 and 4 : variously enlarged partial representations of the ablation device of 1 .
5: eine Bearbeitungsvorrichtung mit einer Montageeinrichtung für Anschlussdosen an mehrlagigen Werkstücken in perspektivischer Ansicht, 5 : a processing device with a mounting device for junction boxes on multi-layered workpieces in perspective view,
6 und 7: einen mehrgliedrigen Roboter gemäß 1 und 5 in perspektivischer Darstellung und in Draufsicht und 6 and 7 : a multi-unit robot according to 1 and 5 in perspective and in plan view and
8: eine Draufsicht auf eine Bearbeitungsanlage. 8th : a top view of a processing plant.
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von mehrlagigen Werkstücken (4). Die Erfindung betrifft ferner eine Bearbeitungsstation und eine Bearbeitungsanlage (35).The invention relates to a processing device and a method for processing multilayer workpieces (US Pat. 4 ). The invention further relates to a processing station and a processing plant ( 35 ).
Wie 2 verdeutlicht, weist das Werkstück (4) mehrere aufeinander liegende Lagen oder Schichten (5, 6, 7, 8) auf. Zumindest eine dieser Lagen (5) ist verborgen oder eingebettet und liegt im Inneren des Lagenpakets.As 2 clarifies, the workpiece ( 4 ) several superimposed layers or layers ( 5 . 6 . 7 . 8th ) on. At least one of these layers ( 5 ) is hidden or embedded and lies inside the layer package.
Im gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Werkstück (4) als plattenförmiges, mehrlagiges Solarmodul ausgebildet. Alternativ kann es sich um ein anderes, lichtaktives Modul, z. B. ein LED-Modul oder dgl. handeln. Die verborgene Lage (5) besteht dabei aus einer oder mehreren elektrischen Leiterbahnen.In the embodiment shown and described, the workpiece ( 4 ) formed as a plate-shaped, multi-layer solar module. Alternatively, it may be another, light-active module, for. As an LED module or the like. Act. The hidden situation ( 5 ) consists of one or more electrical conductors.
Das gezeigte Solarmodul besteht aus einer äußeren lichtdurchlässigen, insbesondere durchsichten, Deckplatte (6) und einer hier mit Berührungskontakt anliegenden oder über eine Zwischenschicht distanzierten inneren Lage (7), die von einer lichtaktiven Schicht, z. B. einer Matrixanordnung von Solarzellen, gebildet wird. In einer Abwandlung kann die lichtaktive Schicht von lichtemittierenden Elementen, z. B. LEDs, gebildet werden. Eine weitere innere oder verborgene Lage (5) wird von einer oder mehreren elektrischen Leiterbahnen der lichtaktiven Schicht (7) gebildet. Die Solarzellen sind einerseits in z. B. einem String oder einer Reihenanordnung untereinander durch elektrische Leitungen, insbesondere Bändchen, miteinander verbunden. Die Leitungen mehrerer Strings sind am Rand des Werkstücks (4) bzw. der lichtaktiven Schicht (7) durch weitere Leiterbahnen quer verbunden. An einer solchen Leiterbahn (5) erfolgt die elektrische Kontaktierung und Stromversorgung von außen in die lichtaktive Schicht (7).The solar module shown consists of an outer translucent, in particular transparent, cover plate ( 6 ) and an inner layer which is in contact therewith or is distanced via an intermediate layer ( 7 ) derived from a photoactive layer, e.g. B. a matrix arrangement of solar cells is formed. In a modification, the photoactive layer of light-emitting elements, for. As LEDs are formed. Another inner or hidden position ( 5 ) is by one or more electrical traces of the photoactive layer ( 7 ) educated. The solar cells are on the one hand in z. B. a string or a series arrangement with each other by electrical lines, in particular ribbon, connected to each other. The lines of several strings are at the edge of the workpiece ( 4 ) or the photoactive layer ( 7 ) by more Conductors connected transversely. On such a track ( 5 ), the electrical contacting and power supply from the outside into the photoactive layer ( 7 ).
Eine weitere äußere Lage (8) des Solarmoduls (4) kann von einer Rückenlage, z. B. einer lichtdichten Rückenfolie, gebildet werden. 2 zeigt im Querschnitt diesen prinzipiellen Lagen- oder Schichtaufbau. 2 verdeutlicht außerdem bei der Rückenfolie (8) einen bei der Modulherstellung entstehenden seitlichen Überstand am Modulrand mit gestrichelten Linien. Dieser randseitige Überstand kann mittels einer nachfolgend erläuterten Trimmvorrichtung (31) abgetrennt werden. Dies kann in bündigem Anschluss mit den anderen Lagenrändern erfolgen, wodurch das Werkstück (4) einen umlaufenden ebenen Seitenrand erhalten kann.Another outer layer ( 8th ) of the solar module ( 4 ) can be from a supine position, z. B. a light-tight backsheet, are formed. 2 shows in cross section this basic layer or layer structure. 2 clarifies also with the back foil ( 8th ) a resulting in module production lateral projection on the edge of the module with dashed lines. This edge-side projection can by means of a trimming device explained below ( 31 ) are separated. This can be done in flush connection with the other layer edges, whereby the workpiece ( 4 ) can receive a circumferential flat side edge.
2 verdeutlicht außerdem die eventuelle Anordnung weiterer Zwischenschichten oder -lagen im Solarmodul (4), die durch Zwischenfolien oder plastische Massen gebildet werden können. 2 also clarifies the possible arrangement of further intermediate layers or layers in the solar module ( 4 ), which can be formed by intermediate films or plastic masses.
1 zeigt eine Bearbeitungseinrichtung (1) mit einer Abtragvorrichtung (2), welche dazu dient, von außen eine oder mehrere Zugangsöffnungen (9) zu mindestens einer inneren Leiterbahn (5) zu schaffen, welche die Strings quer verbindet und in 2 schraffiert dargestellt ist. 1 shows a processing device ( 1 ) with a removal device ( 2 ), which serves, from the outside, one or more access openings ( 9 ) to at least one inner conductor track ( 5 ), which connects the strings transversely and in 2 hatched.
2 zeigt eine solche Durchgangsöffnung (9) im Schnitt, die von der Außenseite des Solar- oder LED-Moduls (4) zu der verborgenen querliegenden Leiterbahn (5) reicht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Durchgangsöffnung (9) von der Rückseite durch die Rückenlage (8) eingebracht, die z. B. direkt oder ggf. über eine dünne Zwischenschicht mittelbar auf der verborgenen Leiterbahn (5) aufliegt. Unter der Leiterbahn (5) befindet sich eine ausgehärtete Zwischenmasse oder eine Zwischenfolie und darunter die Deckplatte (6). 2 shows such a passage opening ( 9 ) in section, from the outside of the solar or LED module ( 4 ) to the hidden transverse track ( 5 ) enough. In the embodiment shown, the passage opening ( 9 ) from the back through the supine position ( 8th ), z. B. directly or optionally via a thin intermediate layer indirectly on the hidden conductor track ( 5 ) rests. Under the track ( 5 ) is a hardened intermediate mass or an intermediate foil and below the cover plate ( 6 ).
In einer abgewandelten Ausführungsform kann die verborgene Leiterbahn (5) tiefer liegen und z. B. direkt oder über eine dünne Zwischenschicht mittelbar auf der Decklage (6) liegen. Über der verborgenen Leiterbahn (5) befindet sich dann außer der Rückenschicht (8) auch eine ausgehärtete Zwischenschicht oder Zwischenfolie.In a modified embodiment, the hidden conductor track ( 5 ) lie lower and z. B. directly or via a thin intermediate layer indirectly on the cover layer ( 6 ) lie. Over the hidden track ( 5 ) is then except the back layer ( 8th ) Also a cured intermediate layer or intermediate film.
Die verborgene Lage (5), insbesondere eine Leiterbahn, besteht aus einem härteren Material als die andere(n) im Bereich der Zugangsöffnung (9) befindliche (n) Lage (n) (8). Insbesondere sind eine z. B. aus Kunststoff bestehende Rückenfolie (8) und ggf. eine Zwischenmasse oder -folie weicher als eine aus Metall bestehende Leiterbahn (5).The hidden situation ( 5 ), in particular a conductor track, consists of a harder material than the other (s) in the region of the access opening (FIG. 9 ) location (s) ( 8th ). In particular, a z. B. plastic backing sheet ( 8th ) and possibly an intermediate mass or foil softer than a metal conductor ( 5 ).
Die Abtrageinrichtung (2) weist gemäß 1, 3 und 4 einen programmierbaren und vorzugsweise taktilen Roboter (10) mit einer Robotersteuerung (11) auf, wobei die Robotersteuerung (11) der Übersicht halber nur in 8 dargestellt ist. Der programmierbare Roboter (10) ist mehrachsig und mehrgliedrig ausgebildet. Einzelheiten werden nachfolgend erläutert.The removal device ( 2 ) according to 1 . 3 and 4 a programmable and preferably tactile robot ( 10 ) with a robot controller ( 11 ), whereby the robot control ( 11 ) for the sake of clarity only in 8th is shown. The programmable robot ( 10 ) is multiaxial and mehrgliedrig trained. Details will be explained below.
Der Roboter (10) führt ein abtragendes Werkzeug (12), welches durch Materialabtrag eine oder mehrere Zugangsöffnungen (9) zu der verborgenden Lage (5) bildet. Der Materialabtrag kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Vorzugsweise kommt ein spanabhebendes bzw. mechanisch wirkendes Werkzeug (12) zum Einsatz. Dieses kann z. B. gemäß 3 und 4 einen rotierenden Bohrer (13) oder Fräser mit einem steuerbaren Antrieb und einen Werkzeughalter (24) zur Verbindung mit dem Roboter (10) aufweisen. Das Werkzeug (12) kann an die Robotersteuerung (11) angeschlossen sein. Die Energie- und Signalversorgung für das Werkzeug (12) kann durch den Roboter (10) und über dessen Anschlussstelle zum Werkzeug (12) erfolgen.The robot ( 10 ) carries an erosive tool ( 12 ), which by removal of material one or more access openings ( 9 ) to the hidden situation ( 5 ). The material removal can be done in different ways. Preferably comes a cutting or mechanically acting tool ( 12 ) for use. This can be z. B. according to 3 and 4 a rotating drill ( 13 ) or milling cutter with a controllable drive and a tool holder ( 24 ) for connection to the robot ( 10 ) exhibit. The tool ( 12 ) can be sent to the robot controller ( 11 ). The power and signal supply for the tool ( 12 ) can by the robot ( 10 ) and via its connection to the tool ( 12 ) respectively.
Das abtragende Werkzeug (12) kann eine oder mehrere Zusatzeinrichtungen aufweisen. Dies kann z. B. eine in 3 und 4 dargestellte Absaugeinrichtung (25) sein. Diese weist eine den zentralen Bohrer oder Fräser (13) umgebende und an der Werkstückoberseite dicht aufliegende Saughülse mit einem seitlichen Anschluss zur Verbindung mit einer Unterdruckquelle (nicht dargestellt) auf. Die ein oder mehreren Zusatzeinrichtungen können ebenfalls mit der Robotersteuerung (11) verbunden sein.The abrasive tool ( 12 ) may have one or more ancillary devices. This can be z. B. an in 3 and 4 illustrated suction device ( 25 ) be. This one has the central drill or cutter ( 13 ) and tightly lying on the workpiece top suction sleeve with a lateral connection for connection to a vacuum source (not shown). The one or more optional devices can also be used with the robot controller ( 11 ).
Die Bearbeitungseinrichtung (1) bzw. die Abtrageinrichtung (2) weist ferner eine Sensorik (14) auf, die zur Detektion von unterschiedlichen Eigenschaften, insbesondere von Härteunterschieden, der vom Werkzeug (12) beaufschlagten Lagen (5, 8) beim Vorschub des Werkzeugs (12) dient. Die Sensorik (14) weist z. B. ein oder mehrere belastungsaufnehmende Sensoren, insbesondere Kraft- und/oder Momentensensoren, auf. Diese können an beliebig geeigneter Stelle im Kraftfluss beim Werkzeugvorschub angeordnet sein, z. B. im Werkzeug (12) oder an dessen Anschlussstelle zum Roboter (10).The processing device ( 1 ) or the removal device ( 2 ) further comprises a sensor system ( 14 ), which are used to detect different properties, in particular differences in hardness, of the tool ( 12 ) acted upon layers ( 5 . 8th ) when feeding the tool ( 12 ) serves. The sensors ( 14 ) has z. B. one or more load-bearing sensors, in particular force and / or torque sensors, on. These can be arranged at any suitable point in the power flow at the tool feed, z. In the tool ( 12 ) or at its connection to the robot ( 10 ).
Der Roboter (10) kann als taktiler Roboter ausgebildet sein, dessen Bewegungen positions- und belastungsabhängig von der Robotersteuerung (11) gesteuert werden. Der taktile Roboter (10) kann eine oder mehrere belastungsabhängig, insbesondere kraft- oder momentengesteuerte oder -geregelte Roboterachsen bzw. Achsantriebe aufweisen.The robot ( 10 ) can be designed as a tactile robot, whose movements dependent position and load of the robot controller ( 11 ) to be controlled. The tactile robot ( 10 ) may have one or more load-dependent, in particular force or torque-controlled or controlled robot axes or axle drives.
Bei dem gezeigten und nachfolgend erläuterten taktilen Roboter (10) ist bereits eine integrierte Sensorik (14) der genannten Art vorhanden, die für die Detektion der Härteunterschiede und der daraus resultierenden unterschiedlich hohen Reaktionskräfte beim Vorschub des Bohrers oder Fräsers (13) benutzt werden kann. Die Sensorik (14) ist ebenfalls in geeigneter Weise mit der Robotersteuerung (11) verbunden.In the illustrated and explained below tactile robot ( 10 ) is already an integrated sensor ( 14 ) of the type mentioned, which are used for the detection of differences in hardness and the resulting different levels Reaction forces during the advance of the drill or milling cutter ( 13 ) can be used. The sensors ( 14 ) is also suitably connected to the robot controller ( 11 ) connected.
Die Robotersteuerung (11) weist eine Rechen- und Steuereinheit sowie einen oder mehrere Datenspeicher für ein Bearbeitungs- und Bewegungsprogramm auf. In der Robotersteuerung (11) kann eine Soll-Position der einen oder mehreren Zugangsöffnungen (9) und/oder einer verborgenen Leiterbahn (5) gespeichert sein, wobei der Roboter (10) nach dieser Soll-Position gesteuert wird.The robot controller ( 11 ) has a computing and control unit and one or more data storage for a processing and movement program. In the robot controller ( 11 ), a desired position of the one or more access openings ( 9 ) and / or a hidden trace ( 5 ), wherein the robot ( 10 ) is controlled according to this desired position.
Der hierfür erforderliche Positionsbezug kann von einer Positioniereinrichtung (16) für das Werkzeug (4) hergestellt werden. Dies kann z. B. ein mechanischer Anschlag in definierter Lage für das z. B. auf einer Werkzeugaufnahme (15) befindliche und ggf. mit einer Fördereinrichtung (17) transportierte Werkstück (4) sein. In 1 ist die Positioniereinrichtung (16) der Übersicht halber nicht dargestellt und durch einen Pfeil symbolisiert. In Anschlagstellung des Werkstücks (4) befindet sich die verborgene Leiterbahn (5) an der vorgegebenen Soll-Position mit einem vorgegebenen Bezug zu einem äußeren Werkzeugteil, z. B. zum benachbarten Modulrand.The position reference required for this purpose can be determined by a positioning device ( 16 ) for the tool ( 4 ) getting produced. This can be z. B. a mechanical stop in a defined position for the z. B. on a tool holder ( 15 ) and possibly with a conveyor ( 17 ) transported workpiece ( 4 ) be. In 1 is the positioning device ( 16 ) is not shown for clarity and symbolized by an arrow. In stop position of the workpiece ( 4 ) is the hidden trace ( 5 ) at the predetermined desired position with a predetermined reference to an outer tool part, for. B. to the adjacent module edge.
In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Bearbeitungseinrichtung (1) eine Detektionseinrichtung für die Ist-Lage des Werkstücks (4) aufweisen. Dies kann z. B. ein optisches System, insbesondere ein Kamerasystem mit einer Bildauswertung sein. Alternativ kann die Ist-Lage des Werkstücks (4) durch kantentastende Sensoren oder dergleichen detektiert werden.In another embodiment, not shown, the processing device ( 1 ) a detection device for the actual position of the workpiece ( 4 ) exhibit. This can be z. B. be an optical system, in particular a camera system with an image analysis. Alternatively, the actual position of the workpiece ( 4 ) are detected by edge-sensing sensors or the like.
Im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit des mehrlagigen Werkstücks (4) befindet sich die Leiterbahn (5) in einer vorgegebenen seitlichen Lage im Solarmodul (4), z. B. in einem vorgegebenen Abstand zum benachbarten parallelen Modulrand. Die Leiterbahn (5) hat außerdem eine gegebene Breite und Dicke. Ferner ist in Axialrichtung der Leiterbahn (5) die Soll-Position von ein oder mehreren möglichen Kontaktierungsstellen für einen Stromanschluss mit Bezug zu den Werkstückkonturen bekannt.As part of the manufacturing accuracy of the multilayer workpiece ( 4 ) is the conductor track ( 5 ) in a predetermined lateral position in the solar module ( 4 ), z. B. at a predetermined distance to the adjacent parallel module edge. The track ( 5 ) also has a given width and thickness. Furthermore, in the axial direction of the conductor track ( 5 ) the target position of one or more possible contact points for a power connection with respect to the workpiece contours known.
Mit diesen Vorgaben kann der Roboter (10) das Werkzeug (12) über der Soll-Position der Leiterbahn (5) positionieren und an das Solarmodul (4) zustellen, z. B. mit einem zur Moduloberfläche senkrechten Vorschub. Beim Vorschub setzt die weiche Rückenlage (8) und eine eventuell vorhandene, ebenfalls weiche Zwischenschicht dem Bohrer oder Fräser (13) wenig mechanischen Widerstand entgegen. Wenn der Bohrer oder Fräser (13) mit seiner Spitze jedoch die härtere Leiterbahn (5) trifft, steigt der Bohr- oder Fräswiderstand signifikant an, was durch die Sensorik (14) detektiert werden kann. Die Robotersteuerung (11) stoppt dann den weiteren Werkzeugvorschub durch den Roboter (10) und zieht anschließend das Werkzeug (12) unter Freigabe der ausgesaugten Zugangsöffnung (9) zurück.With these specifications, the robot ( 10 ) the tool ( 12 ) above the desired position of the track ( 5 ) and to the solar module ( 4 ), z. B. with a vertical feed to the module surface. When feeding the soft supine ( 8th ) and a possibly also present intermediate layer of the drill or milling cutter ( 13 ) little mechanical resistance. When the drill or cutter ( 13 ) with its tip, however, the harder trace ( 5 ), the drilling or milling resistance increases significantly, due to the sensor technology ( 14 ) can be detected. The robot controller ( 11 ) then stops the further tool feed by the robot ( 10 ) and then pull the tool ( 12 ) with release of the extracted access opening ( 9 ) back.
Bei einem kraftgesteuerten oder kraftgeregelten taktilen Roboter (10) kann außerdem die Vorschubkraft des Werkzeugs (12) begrenzt werden. Sie kann so groß gewählt werden, dass sie für den Abtrag der weichen Lage(n) (8) genügt, wobei sie für ein Durchbohren oder eine andere signifikante Zerstörung oder Beschädigung der Leiterbahn (5) aber nicht ausreicht.In a force-controlled or force-controlled tactile robot ( 10 ), the feed force of the tool ( 12 ). It can be chosen so large that it can be used for the removal of the soft layer (s) ( 8th ), for drilling or other significant destruction or damage to the track ( 5 ) but not enough.
Der Durchmesser der Zugangsöffnung (9) und ggf. des Bohrers oder Fräsers (13) wird einerseits so groß gewählt, dass genügend Platz für Werkzeuge zur Herstellung einer Kontaktierung und einer elektrischen Stromverbindung vorhanden ist. Dieser Durchmesser kann andererseits an die Breitenabmessung der Leiterbahn (5) angepasst sein. Auch wenn die Ist-Position der Leiterbahn (5) toleranzenbedingt von der Soll-Position in seitlicher Richtung und/oder im Abstand bzw. der Tiefe gegenüber der beaufschlagten Werkstückaußenseite abweichen sollte, wird ein ausreichend großer Oberflächenbereich der Leiterbahn (5) in der Zugangsöffnung frei gelegt. Wie 2 und 4 verdeutlichen, kann der Öffnungsdurchmesser größer als die Breite der Leiterbahn (5) sein. 4 zeigt außerdem, dass bei einem Solarmodul (4) Zugangsöffnungen (9) zu zwei parallelen Leiterbahnen mit unterschiedlicher Polung geschaffen werden. In 2 ist zur Vereinfachung der Darstellung nur eine der Leiterbahnen (5) gezeigt.The diameter of the access opening ( 9 ) and possibly the drill or milling cutter ( 13 ) is on the one hand chosen so large that there is enough space for tools for making a contact and an electrical power connection. On the other hand, this diameter can be adapted to the width dimension of the conductor track (FIG. 5 ) be adjusted. Even if the actual position of the track ( 5 ) should differ from the nominal position in the lateral direction and / or in the distance or the depth with respect to the applied workpiece outside due to tolerances, a sufficiently large surface area of the conductor track ( 5 ) is exposed in the access opening. As 2 and 4 clarify, the opening diameter may be greater than the width of the track ( 5 ) be. 4 also shows that with a solar module ( 4 ) Access openings ( 9 ) are created to two parallel tracks with different polarity. In 2 is for simplicity of illustration only one of the tracks ( 5 ).
Die in 1 bis 4 dargestellte Bearbeitungseinrichtung (1) mit der Abtrageinrichtung (2) kann als Einzelvorrichtung ausgebildet sein, die nur den Abtragvorgang ausführt und automatisiert, wobei weitere ggf. vor- und nachgeschaltete Bearbeitungs- oder Prozessschritte von Hand ausgeführt werden. Dies kann z. B. das vorerwähnte Trimmen der Modulränder, das Montieren einer Anschlussdose (27) und die Schaffung einer stromleitenden Verbindung zwischen den freigelegten Leiterbahnen (5) und den Kontakten der Anschlussdose (27) betreffen.In the 1 to 4 illustrated processing device ( 1 ) with the removal device ( 2 ) may be formed as a single device that executes and automates only the removal process, with other possibly upstream and downstream processing or process steps are performed by hand. This can be z. B. the aforementioned trimming the module edges, mounting a junction box ( 27 ) and the creation of an electrically conductive connection between the exposed tracks ( 5 ) and the contacts of the junction box ( 27 ) affect.
Alternativ oder zusätzlich können auch einer oder mehrere dieser Bearbeitungs- oder Prozessschritte mechanisiert und ggf. automatisiert werden. Hierfür kann eine entsprechend ausgebildete Bearbeitungseinrichtung (1) eingesetzt werden. Der Roboter (10) kann auch die Kontaktvorbereitung übernehmen, indem er mit einem entsprechenden Werkzeug z. B. frei liegende Bändchen biegt, reinigt und ab- oder zuschneidet etc..Alternatively or additionally, one or more of these processing or process steps can also be mechanized and possibly automated. For this purpose, a correspondingly designed processing device ( 1 ) are used. The robot ( 10 ) can also take the contact preparation by using a suitable tool z. B. bends open tape, cleans and off or cut to size etc ..
5 zeigt z. B. eine Bearbeitungseinrichtung (1) mit einer Montagevorrichtung (3). Diese dient zur Montage einer Anschlussdose (27) an den vorher in der beschriebenen Weise schematisch oder alternativ in anderer Weise, insbesondere manuell, angebrachten einen oder mehreren Zugangsöffnungen (9). Die Montagevorrichtung (3) weist ebenfalls einen programmierbaren mehrachsigen und mehrgliedrigen Roboter (10) mit einer Robotersteuerung (11) auf. Der Roboter (10) führt in diesem Fall ein Greifwerkzeug (26) zum Handhaben und Montieren der Anschlussdose (27) und/oder deren Teilen. Die Anschlussdose (27) kann z. B. aus einem Dosenkorpus (28) und einem Dosendeckel (29) bestehen. Der Dosenkorpus (28) weist untere und obere Öffnungen mit einem umgebenden Dosenrahmen und elektrischen Anschlüssen sowie ein oder mehrere abgehende Anschlusskabel auf. Die obere Korpusöffnung wird mit dem Deckel (29) verschlossen. 5 shows z. B. a processing device ( 1 ) with a mounting device ( 3 ). This is used for mounting a junction box ( 27 ) to the previously in the manner described schematically or alternatively in another way, in particular manually, attached one or more access openings ( 9 ). The mounting device ( 3 ) also has a programmable multi-axis and multi-unit robot ( 10 ) with a robot controller ( 11 ) on. The robot ( 10 ) leads in this case a gripping tool ( 26 ) for handling and mounting the junction box ( 27 ) and / or their parts. The junction box ( 27 ) can z. B. from a can body ( 28 ) and a can lid ( 29 ) consist. The can body ( 28 ) has lower and upper openings with a surrounding can frame and electrical connections and one or more outgoing connection cables. The upper carcase opening is covered with the lid ( 29 ) locked.
Die Montagevorrichtung (3) besitzt ferner eine Auftrageinrichtung (30) für den Auftrag eines Abdichtmittels, z. B. einer fluidischen Masse, insbesondere eines flüssigen oder pastösen aushärtbaren Klebstoffs und/oder Dichtmittels, zur Befestigung und Abdichtung des Dosenkorpus (28) an der Werkstückoberfläche. Dabei werden auch die Zugangsöffnung(en) (9) abgedichtet. Alternativ kann ein Abdichtmittel auch als doppelseitiges Klebeband ausgebildet sein, das z. B. in Form eines Stanzteils vorliegt. Der Roboter (10) kann das Klebeband handhaben und mit definierter Kraft an der Werkstückoberfläche und/oder am Dosenkorpus (28) andrücken. Eine definierte Kraftaufbringung ist günstig für eine optimale und reproduzierbare Haftung.The mounting device ( 3 ) also has an application device ( 30 ) for the application of a sealing agent, for. As a fluid mass, in particular a liquid or pasty curable adhesive and / or sealant, for fastening and sealing of the can body ( 28 ) on the workpiece surface. The access opening (s) ( 9 ) sealed. Alternatively, a sealing means may also be formed as a double-sided adhesive tape, the z. B. is in the form of a stamped part. The robot ( 10 ) can handle the adhesive tape and with defined force on the workpiece surface and / or on the can body ( 28 press). A defined force application is favorable for an optimal and reproducible adhesion.
Die Auftrageinrichtung (30) kann ihrerseits mit der Robotersteuerung (11) verbunden sein und weist eine steuerbare Materialversorgung und eine steuerbare Dosiereinheit für eine Abgabedüse auf, die stationär oder teilweise beweglich im Arbeitsbereich des Roboters (10) angeordnet sind.The applicator ( 30 ) can in turn with the robot controller ( 11 ) and has a controllable material supply and a controllable metering unit for a dispensing nozzle which is stationary or partially movable in the working area of the robot ( 10 ) are arranged.
Das Greifwerkzeug (26) kann multifunktional ausgebildet sein, wobei es nicht nur zur Dosenmontage, sondern auch zum Führen einer ggf. beweglichen Auftrageinrichtung (30) dienen kann. Mit dem Greifwerkzeug (26) können Dosenkorpus (28) und/oder der Deckel (29) gegriffen werden, wobei das Greifwerkzeug (26) hierfür steuerbare Greifelemente, z. B. Greiffinger, Sauger oder dergleichen, aufweist.The gripping tool ( 26 ) can be designed to be multifunctional, it not only for can assembly, but also for guiding a possibly movable applicator ( 30 ) can serve. With the gripping tool ( 26 ) Can body ( 28 ) and / or the lid ( 29 ), whereby the gripping tool ( 26 ) for this controllable gripping elements, eg. B. gripper fingers, suckers or the like.
Für die Dosenmontage kann z. B. der Roboter (10) zunächst den Dosenkorpus (28) greifen und diesen an einer stationären und entsprechend angesteuerten Auftrageinrichtung (30) vorbeiführen, mit der eine Klebstoffraupe an den relevanten Korpusstellen aufgebracht wird. Anschließend positioniert der Roboter (10) den gedrehten Dosenkorpus (28) über dem positionierten Solarmodul (4) und der oder den Zugangsöffnung(en) (9) und drückt den Dosenkorpus (28) anschließend mit der Raupe gegen die Werkstückoberfläche. Auch hierfür ist eine definierte Kraftaufbringung des Roboters (10) günstig.For the can mounting z. B. the robot ( 10 ) first the can body ( 28 ) and this on a stationary and appropriately controlled applicator ( 30 ), with which an adhesive bead is applied to the relevant carcase locations. Then the robot positions ( 10 ) the rotated can body ( 28 ) above the positioned solar module ( 4 ) and the access opening (s) ( 9 ) and presses the can body ( 28 ) then with the bead against the workpiece surface. Again, a defined force application of the robot ( 10 ) Cheap.
Der Roboter (10) kann auch in diesem Fall kraftgesteuerte oder kraftgeregelte Roboterachsen aufweisen und eine vorgegebene Vorschub- und Andrückkraft entwickeln. Eine Kraftregelung und ggf. auch eine Nachgiebigkeitsregelung der betreffenden Roboterachsen erlaubt es, unabhängig von eventuellen Toleranzen in Form und Lage des Werkstücks (4) und von entsprechenden Vorschubabweichungen stets die gleiche vorgegebene Andrückkraft für den Dosenkorpus (28) und die Dicht- oder Klebemasse zu entwickeln. Dadurch sind definierte und konstante Kontakt-, Druck- und Aushärtebedingungen gegeben.The robot ( 10 ) may also have force-controlled or force-controlled robot axes in this case and develop a predetermined feed and pressing force. A force control and possibly also a compliance control of the respective robot axes allows, regardless of any tolerances in the shape and position of the workpiece ( 4 ) and of corresponding feed deviations always the same predetermined pressure force for the can body ( 28 ) and to develop the sealant or adhesive. As a result, defined and constant contact, pressure and curing conditions are given.
Der Roboter (10) kann anschließend den Deckel (29) fest montieren oder ggf. nur lose auflegen. Die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Dosenkontakten und den Leiterbahnen (5) kann vor oder nach der Deckelmontage in beliebig geeigneter Weise erfolgen.The robot ( 10 ) can then open the lid ( 29 ) or, if necessary, apply only loosely. The production of an electrically conductive connection between the can contacts and the printed conductors ( 5 ) can be done before or after the cover assembly in any suitable manner.
6 und 7 verdeutlichen die Ausbildung des Roboters (10). Der Roboter (10) hat mehrere Roboterachsen (I–VII) und mehrere Glieder (18, 19, 20, 21). Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Glieder (18, 19, 20, 21) durch Drehgelenke nebst steuer- oder regelbaren Drehantrieben miteinander verbunden, wobei die Gelenke und Drehantriebe die vorerwähnten Roboterachsen (I–VII) bilden. In der gezeigten Ausführungsform sind vier Glieder (18, 19, 20, 21) und sieben rotatorische Roboterachsen (I–VII) vorhanden. Alternativ kann die Zahl der Glieder und Roboterachsen variieren und kleiner oder größer sein. In weiterer Abwandlung können translatorische Achsen oder eine beliebige Kombination von rotatorischen und translatorischen Achsen zum Einsatz kommen. 6 and 7 illustrate the training of the robot ( 10 ). The robot ( 10 ) has several robot axes (I-VII) and several links ( 18 . 19 . 20 . 21 ). In the embodiment shown, the links ( 18 . 19 . 20 . 21 ) connected by hinges together with controllable or controllable rotary actuators, wherein the joints and rotary drives form the aforementioned robot axes (I-VII). In the embodiment shown, four members ( 18 . 19 . 20 . 21 ) and seven rotary robot axes (I-VII). Alternatively, the number of links and robot axes may vary and be smaller or larger. In a further modification, translatory axes or any combination of rotational and translatory axes can be used.
Der gezeigte Roboter (10) hat ein Basisteil (18) mit einer ersten aufrechten Roboterachse (I). Das Basisteil (18) ist z. B. gemäß 1 und 5 mit einem Anbausockel an einer Werkstückaufnahme (15), z. B. an einem Aufnahmetisch, stehend oder alternativ hängend montiert. Das nachfolgend und über die Roboterachse (II) angebundene Glied (19) ist als geteiltes Zwischenglied ausgebildet, dessen Teile mittels einer längsgerichteten Roboterachse (III) gegenseitig verdrehbar sind. Hieran schließt sich über eine quer gerichtete Roboterachse (IV) ein zweites, ebenfalls geteiltes Zwischenglied (20) an, das eine längsgerichtete Roboterachse (V) zwischen den Gliederteilen aufweist. Am Ende des Zwischenglieds (20) ist über eine weitere quer gerichtete Roboterachse (VI) das Endglied (18) angebunden, welches auch als Roboterhand bezeichnet wird. Das Endglied (18) weist ein um eine Drehachse (23) rotierendes Abtriebselement (22), z. B. einen runden Abtriebsflansch, auf. Die Drehachse (23) bildet die letzte Roboterachse (VII). Durch ein ggf. hohles Abtriebselement (22) und ggf. andere hohle Roboterglieder (18, 19, 20) können eine oder mehrere Leitungen für Betriebsmittel, z. B. Leistungs- und Signalströme, Fluide etc. geführt sein und am Abtriebselement (22) nach außen treten.The robot shown ( 10 ) has a base part ( 18 ) with a first upright robot axis (I). The base part ( 18 ) is z. B. according to 1 and 5 with a mounting base on a workpiece holder ( 15 ), z. B. mounted on a receiving table, standing or alternatively hanging. The link connected below and via the robot axis (II) ( 19 ) is designed as a divided intermediate member whose parts are mutually rotatable by means of a longitudinal robot axis (III). This is followed by a second, likewise divided intermediate member (4) via a transversely directed robot axis (IV) ( 20 ) having a longitudinal robot axis (V) between the link parts. At the end of the intermediate link ( 20 ) is via another transverse robot axis (VI), the end member ( 18 ), which is also called a robot hand. The final member ( 18 ) has an axis of rotation ( 23 ) rotating output element ( 22 ), z. B. a round Output flange, on. The axis of rotation ( 23 ) forms the last robot axis (VII). By a possibly hollow output element ( 22 ) and possibly other hollow robot members ( 18 . 19 . 20 ) can one or more lines for resources such. B. power and signal currents, fluids, etc., and on the output element ( 22 ) step outside.
An einem oder mehreren der vorgenannten Gelenke und Achsantriebe sind ein oder mehrere Sensoren angeordnet. Dies können zum einen belastungsaufnehmende Sensoren, insbesondere Kraft- oder Momentensensoren sein. Ferner können Sensoren zur Positions- und/oder Wegmessung der Achsbewegungen vorhanden sein. Sie bilden zusammen die vorerwähnte Sensorik (14) und sind mit der Robotersteuerung (11) verbunden.One or more sensors are arranged on one or more of the aforementioned joints and axle drives. These can be on the one hand stress-absorbing sensors, in particular force or torque sensors. Furthermore, sensors for position and / or distance measurement of the axis movements may be present. Together they form the aforementioned sensors ( 14 ) and are compatible with the robot controller ( 11 ) connected.
Eine oder mehrere der Roboterachsen (I–VII) sind kraftgesteuert oder kraftgeregelt. Ferner kann der taktile Roboter (10) eine Nachgiebigkeitsregelung aufweisen. Die Nachgiebigkeitsregelung kann eine reine Kraftregelung oder eine Kombination aus einer Positions- und einer Kraftregelung sein. Eine solche nachgiebige Roboterachse kann in verschiedener Hinsicht für den jeweiligen Bearbeitungsprozess vorteilhaft genutzt werden. Einerseits kann der Roboter (10) ein Werkzeug (12, 26) federnd ausweichfähig halten und führen, wodurch z. B. Crashs und insbesondere Unfälle mit Personen vermieden werden können. Die nachgiebige Eigenschaft kann auch zum manuellen Teachen und Programmieren benutzt werden. Über eine Belastungserfassung mit der Robotersensorik an den Achsen (I–VII) kann außerdem das Suchen und Finden der Arbeitsposition unterstützt und erleichtert werden. Auch Winkelfehler in der Relativstellung der Glieder (18, 19, 20, 21) können detektiert und bedarfsweise korrigiert werden.One or more of the robot axes (I-VII) are force-controlled or force-controlled. Furthermore, the tactile robot ( 10 ) have a compliance rule. The compliance control can be a pure force control or a combination of a position and a force control. Such a flexible robot axis can be advantageously used in various ways for the respective machining process. On the one hand, the robot ( 10 ) a tool ( 12 . 26 ) resiliently hold and lead, causing z. As crashes and in particular accidents with persons can be avoided. The compliant feature can also be used for manual teaching and programming. A load detection with the robot sensors on the axles (I-VII) can also help to find and find the working position and facilitate it. Also angle errors in the relative position of the links ( 18 . 19 . 20 . 21 ) can be detected and corrected as needed.
Der dargestellte Roboter (10) ist als Leichtbauroboter ausgebildet und besteht aus leichtgewichtigen Materialien, z. B. Leichtmetallen und Kunststoff. Er hat auch eine kleine Baugröße. Das in seiner Konstruktion und Funktion vereinfachte Werkzeug (12, 26, 33, 34) hat ebenfalls ein geringes Gewicht. Der Roboter (10) mit seinem Werkzeug ist dadurch insgesamt leichtgewichtig und kann ohne größeren Aufwand transportiert und von einem Einsatzort zum anderen verlegt werden. Das Gewicht von Roboter (10) und Werkzeug kann unter 50 kg, insbesondere bei ca. 30 kg, liegen. Durch die Möglichkeit des manuellen Teachens kann die Bearbeitungseinrichtung (1) schnell und einfach programmiert, in Betrieb genommen und an unterschiedliche Bearbeitungsprozesse und -jobs angepasst werden.The illustrated robot ( 10 ) is designed as a lightweight robot and consists of lightweight materials, eg. As light metals and plastic. He also has a small size. The simplistic tool in its construction and function ( 12 . 26 . 33 . 34 ) also has a low weight. The robot ( 10 ) with his tool is thus lightweight overall and can be transported without much effort and moved from one job site to another. The weight of robot ( 10 ) and tool can be less than 50 kg, in particular about 30 kg. Due to the possibility of manual teaching, the processing device ( 1 ) can be quickly and easily programmed, put into operation and adapted to different machining processes and jobs.
8 zeigt eine Bearbeitungseinrichtung (1) in Form einer Bearbeitungsanlage (35) mit einer Reihenanordnung von einer Abtragvorrichtung (2), einer Montagevorrichtung (3), einer Trimmvorrichtung (31) und einer Kontaktiervorrichtung (32). Die einzelne Vorrichtung (2, 3, 31, 32) bilden Funktionsstationen, die einander durch eine Fördereinrichtung (17) verkettet sind und jeweils mindestens einen der vorbeschriebenen Roboter (10) mit einer Robotersteuerung (11) aufweisen. 8th shows a processing device ( 1 ) in the form of a processing plant ( 35 ) with a series arrangement of a removal device ( 2 ), a mounting device ( 3 ), a trimming device ( 31 ) and a contacting device ( 32 ). The single device ( 2 . 3 . 31 . 32 ) form functional stations which are interconnected by a conveyor ( 17 ) and in each case at least one of the above-described robots ( 10 ) with a robot controller ( 11 ) exhibit.
Der erste Anlagenteil in der Prozessfolge kann die Trimmeinrichtung (31) sein, deren Roboter (10) ein Trimmwerkzeug (33) führt und mit diesem seitliche Überstände (2) an den Rändern eines plattenförmigen und z. B. in der Draufsicht rechteckigen Solarmoduls (4) abschneidet. Das Trennmesser (33) kann z. B. ein rotierend angetriebenes und kreisförmig Scheibenmesser oder ein oszillierend angetriebenes und längliches Klingenmesser sein.The first part of the plant in the process sequence can be the trimming device ( 31 ) whose robots ( 10 ) a trimming tool ( 33 ) and with this lateral projections ( 2 ) at the edges of a plate-shaped and z. B. in plan view rectangular solar module ( 4 ) cuts off. The cutting knife ( 33 ) can z. B. be a rotating driven circular disk knife or an oscillating driven and elongated blade knife.
An die Trimmvorrichtung (31) kann sich ggf. eine nicht dargestellte Rahmungseinrichtung anschließen, die an dem Solarmodul (4) einen außenseitig umlaufenden Metallrahmen oder dergleichen montiert, wie er beispielhaft an den weiteren Funktionsstationen dargestellt ist.To the trimming device ( 31 ) can possibly connect a framing device, not shown, on the solar module ( 4 ) mounted on the outside a circumferential metal frame or the like, as it is exemplified at the other functional stations.
In der Prozessfolge kann sich eine Abtragvorrichtung (2) gemäß des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels von 1 bis 4 anschließen.In the process sequence, a removal device ( 2 ) according to the above-described embodiment of 1 to 4 connect.
Hierauf kann eine Montagevorrichtung (3) der vorbeschriebenen Art gemäß 5 folgen. In dieser Montagevorrichtung (3) wird z. B. zunächst nur ein Dosenkorpus (28) auf dem Solarmodul (4) montiert.Then a mounting device ( 3 ) of the type described above 5 consequences. In this mounting device ( 3 ) is z. B. initially only a can body ( 28 ) on the solar module ( 4 ) assembled.
Hieran kann sich eine Kontaktiervorrichtung (32) anschließen, bei der von einem Roboter (10) der genannten Art mit einem geeigneten Werkzeug (34) eine stromleitende Verbindung zwischen den Dosenkontakten und einer frei gelegten Leiterbahn (5) hergestellt wird. Das Werkzeug (34) kann z. B. als Schweiß- oder Lötwerkzeug ausgebildet sein. Das Werkzeug (34) kann auch eine Zusatzfunktion für das Zuführen und Positionieren von Leitungsabschnitten, z. B. Kabeln oder Bändchen, haben. Alternativ kann eine Kontaktierung durch Klemmen mittels Federklemmen erfolgen, wobei der Roboter (10) ggf. den Leitungsabschnitt in die Federklemme einführt.This can be a contacting device ( 32 ), by a robot ( 10 ) of the type mentioned with a suitable tool ( 34 ) an electrically conductive connection between the can contacts and an exposed conductor track ( 5 ) will be produced. The tool ( 34 ) can z. B. be designed as a welding or soldering tool. The tool ( 34 ) can also be an additional function for feeding and positioning of line sections, z. As cables or tapes have. Alternatively, a contact can be made by clamping by means of spring clips, wherein the robot ( 10 ) if necessary, insert the line section into the spring clip.
Für die anschließenden Vorgänge des optionalen Vergießens und der Deckelmontage an dem offenen Dosenkorpus (28) kann sich eine weitere Montagevorrichtung (3) (nicht dargestellt) anschließen.For the subsequent operations of the optional potting and the lid assembly on the open can body ( 28 ), another mounting device ( 3 ) (not shown).
In einem abgewandelten und nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können zwei oder mehr der vorgenannten Vorrichtungen (2, 3, 31, 32) gemeinsam in einer Bearbeitungseinrichtung (1) in Form einer Bearbeitungsstation angeordnet sein. Hierbei können ein oder mehrere der vorbeschriebenen Roboter (10) mit entsprechenden Werkzeugen die genannten Prozessschritte an einem ggf. ruhenden Werkstück (4) ausführen. Die Roboter (10) können ggf. auch die jeweilig benötigten Werkzeuge automatisch wechseln.In a modified and not shown embodiment, two or more of the aforementioned devices ( 2 . 3 . 31 . 32 ) together in a processing facility ( 1 ) may be arranged in the form of a processing station. In this case, one or more of the above-described robots ( 10 ) with appropriate tools, the said process steps on an optionally stationary Workpiece ( 4 ) To run. The robots ( 10 ) may also automatically change the required tools.
Daneben sind weitere Variationsmöglichkeiten gegeben. Z. B. können eine Montagevorrichtung (3) und eine Kontaktiervorrichtung (32) in einer gemeinsamen Bearbeitungseinrichtung (1) oder Bearbeitungsstation zusammengefasst werden, wobei sich vor oder dahinter ggf. weitere Einrichtungen oder Stationen für die anderen Prozessschritte in manueller oder automatisierter Ausführung anschließen. Ferner ist es möglich, eine Abtragvorrichtung (2) und eine erste Montagevorrichtung (3) für die Korpusmontage zu einer Bearbeitungseinrichtung (1) und einer gemeinsamen Station zu kombinieren.In addition, there are further variations possible. For example, a mounting device ( 3 ) and a contacting device ( 32 ) in a common processing facility ( 1 ) or processing station can be summarized, with possibly before or after other facilities or stations for the other process steps in manual or automated execution connect. Furthermore, it is possible to use a removal device ( 2 ) and a first mounting device ( 3 ) for the body assembly to a processing device ( 1 ) and a common station.
Daneben sind weitere beliebige Kombinationen und Zusammenstellungen der Vorrichtungen (2, 3, 31, 32) und darauf gebildete Bearbeitungseinrichtungen (1) bzw. Bearbeitungsstationen oder Bearbeitungsanlagen (35) möglich.In addition, any other combinations and combinations of the devices ( 2 . 3 . 31 . 32 ) and processing equipment ( 1 ) or processing stations or processing plants ( 35 ) possible.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele beliebig untereinander vertauscht oder miteinander kombiniert werden.Variations of the embodiments shown and described are possible in various ways. In particular, the features of the various embodiments can be interchanged with each other or combined with each other.
Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Solarmodule oder LED-Module (4) und auf Leiterbahnen (5). Die Technik ist auch auf optische Displays anwendbar. In Abwandlung dieser Ausführungsbeispiele kann ein mehrlagiges Werkstück (4) eine beliebige andere Ausgestaltung und Funktion haben. Hierbei kann insbesondere die Zahl und Ausbildung der Lagen variieren. Eine im Werkstückinneren verborgene Lage (5) kann statt als Leiterbahn in beliebig anderer Weise ausgebildet sein und kann auch eine andere Funktion haben. Die Merkmale der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich entsprechend auf andere Werkstücke (4) und andere verborgene Lagen (5) adaptieren.The above-described embodiments relate to solar modules or LED modules ( 4 ) and on tracks ( 5 ). The technique is also applicable to optical displays. In a modification of these embodiments, a multilayer workpiece ( 4 ) have any other design and function. In particular, the number and configuration of the layers may vary. A hidden position inside the workpiece ( 5 ) may take the form of a conductor in any other way and may also have another function. The features of the above-described embodiments can be correspondingly applied to other workpieces ( 4 ) and other hidden layers ( 5 ) adapt.
Variabel ist auch die konstruktive Ausbildung der Abtragvorrichtung (2) und der Montagevorrichtung (3). Der Roboter (10) kann als konventioneller und nur positionsgesteuerter mehrachsiger programmierbarer Roboter ausgebildet sein. Eine Variante eines taktilen Roboters (10) kann eine externe und z. B. am Abtriebselement (22) und/oder an einem Werkzeug befindliche und mit der Robotersteuerung (11) verbundene Sensorik (14) aufweisen. Das abtragende Werkzeug (12) kann den Materialabtrag auf andere Weise bewirken, z. B. durch Erosion, Abschmelzen oder dgl. und kann dementsprechend unterschiedliche Lageneigenschaften detektieren, wobei die Sensorik (14) entsprechend anders ausgebildet und angepasst ist. Auf eine Trimmeinrichtung (31) und eine Kontaktiereinrichtung (32) kann ggf. verzichtet werden.Variable is also the structural design of the removal device ( 2 ) and the mounting device ( 3 ). The robot ( 10 ) can be designed as a conventional and only position-controlled multi-axis programmable robot. A variant of a tactile robot ( 10 ) can be an external and z. B. on the output element ( 22 ) and / or on a tool and with the robot controller ( 11 ) connected sensors ( 14 ) exhibit. The abrasive tool ( 12 ) can cause the material removal in other ways, for. B. by erosion, melting or the like. And can accordingly detect different location properties, the sensor ( 14 ) is designed and adapted accordingly differently. On a trimming device ( 31 ) and a contacting device ( 32 ) may be waived if necessary.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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Bearbeitungseinrichtungprocessing device
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22
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Abtragvorrichtungasher
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33
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Montagevorrichtungmounter
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44
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Werkstück, Solarmodul, LED-ModulWorkpiece, solar module, LED module
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55
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Lage, Leiterbahn, BändchenLocation, trace, ribbon
-
66
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Lage, DeckplatteLocation, cover plate
-
77
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Lage, lichtaktive Schicht, Solarzellen, LEDsLocation, photoactive layer, solar cells, LEDs
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88th
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Lage, RückenschichtLocation, backsheet
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99
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Zugangsöffnungaccess opening
-
1010
-
Roboterrobot
-
1111
-
Robotersteuerungrobot control
-
1212
-
WerkzeugTool
-
1313
-
Bohrer, FräserDrills, cutters
-
1414
-
Sensoriksensors
-
1515
-
Werkstückaufnahme, AufnahmetischWorkpiece holder, receiving table
-
1616
-
Positioniereinrichtungpositioning
-
1717
-
FördereinrichtungConveyor
-
1818
-
Glied, Endglied, HandLimb, end member, hand
-
1919
-
Glied, ZwischengliedLink, link
-
2020
-
Glied, ZwischengliedLink, link
-
2121
-
Glied, BasisgliedLimb, base member
-
2222
-
Abtriebselement, Abtriebsflansch, DrehflanschOutput element, output flange, rotary flange
-
2323
-
Drehachseaxis of rotation
-
2424
-
Werkzeughaltertoolholder
-
2525
-
Absaugeinrichtungsuction
-
2626
-
Greifwerkzeuggripping tool
-
2727
-
Anschlussdosejunction box
-
2828
-
Dosenkorpuscan body
-
2929
-
Dosendeckelcan end
-
3030
-
Auftrageinrichtungapplicator
-
3131
-
Trimmvorrichtungtrimming device
-
3232
-
Kontaktiervorrichtung, LötvorrichtungContacting device, soldering device
-
3333
-
Trimmwerkzeugtrim tool
-
3434
-
Werkzeug, LötwerkzeugTool, soldering tool
-
3535
-
Bearbeitungsanlageprocessing plant
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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US 2011/0119898 A1 [0003] US 2011/0119898 A1 [0003]
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