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  • Messespecial zur FMB

    Wir stellen Ihnen schon heute die Neuheiten vor, die auf der FMB im November in Bad Salzuflen zu sehen sein werden.

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Montag, Oktober 23, 2017
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Aus den Specials

  • Dach- und Fassadenelemente mit integrierten optoelektronischen Bauelementen

    fraunhofer0317 Das vom BMWI geförderte Verbundprojekt „Flex-G“ unter der Forschungsinitiative „ Energiewende Bauen “ ist kürzlich gestartet. Ziel des Vorhabens ist die Erforschung von Technologien zur Herstellung von transluzenten und transparenten Dach- und Fassadenelementen mit integrierten optoelektronischen Bauelementen. Im Fokus stehen dabei ein schaltbarer Gesamtenergiedurchlassgrad (g-Wert) und die Integration flexibler Solarzellen. Weiterlesen
  • Toolcraft unterstützt Hyperloop 2.0 Projekt der Warr e.V. an der TU München

    toolkraft0317 Die Idee des „Hyperloops“ stammt von Elon Musk, der nicht nur Paypal verwirklicht, sondern auch namhafte Firmen wie Tesla oder SpaceX gegründet hat. Jetzt geht der Traum vom schnellen Reisen in die nächste Runde: Dabei sollen Menschen in einer Kapsel mit Schallgeschwindigkeit (1200 km/h) in einer Vakuumröhre an ihr Ziel Weiterlesen
  • Würth Elektronik und Fela forschen gemeinsam an neuer Technologie

    wuerth0317 Trotz der der positiven Umsatzzuwächse innerhalb der Leiterplattenbranche ist davon auszugehen, dass die Konsolidierung noch nicht abgeschlossen ist. Leiterplattenhersteller müssen sich dem enormen Preisdruck asiatischer Hersteller, den steigenden Herstellungskosten in Europa und dem angespannten globalen Wettbewerbsumfeld stellen. Seit Anfang des Jahres vereint daher Würth Elektronik und Fela eine Entwicklungskooperation zur Weiterlesen
  • Dünnringlager in künstlichem Kniegelenk und E-Bike mit Automatikgetriebe

    rodriguez0217 Dünnringlager von Rodriguez erreichen trotz Miniaturisierung eine vergleichbare Leistungsfähigkeit und Lebensdauer wie normale Wälzlager. So lässt sich mit ihnen die Getriebeeinheit im Kniegelenk eines Exoskelettes ohne komplizierte und platzraubende Hilfskonstruktionen lagern. Zudem kommen sie in einem Fahrrad mit Automatikgetriebe zum Einsatz. Weiterlesen
  • Positronen als neues Werkzeug für die Forschung an Lithiumionen-Batterien

    TUM0117 Forschungsbericht

    Akkus, deren Kathode aus einer Mischung aus Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium besteht, gelten derzeit als die leistungsfähigsten. Doch auch sie haben eine begrenzte Lebensdauer. Schon beim ersten Zyklus verlieren sie bis zu 10 % ihrer Kapazität. Woran das liegt und was gegen den darauffolgenden schleichenden Kapazitätsverlust unternommen werden kann, Weiterlesen

  • Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

    nanoscribe0117 Forschungsbericht

    Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der Universität Stuttgart haben nun im 3D-Druck Sensoren hergestellt, die das Adlerauge auf kleiner Fläche nachbilden und das mit neuester 3D-Druck-Technologie von Nanoscribe realisieren.

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  • Prüfsystem für zukunftsweisende Composites-Forschung

    zwick10416 Im vergangenen Jahrzehnt hat sich die Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der TU Chemnitz zu einer der führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet des Leichtbaus entwickelt. Um den steigenden Prüfbedarf in immer neuen Anwendungsfeldern für Composites-Materialien decken zu können, hat sich die Professur SLK für ein fortschrittliches Prüfsystem von Zwick Roell Weiterlesen
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ief11013Anwenderbericht

Für das schonende Handling von empfindlichen Solarzellen setzt Somont auf ein Sechs-Achs-Positioniersystem von IEF-Werner. Der Automatisierungsspezialist lieferte diese Lösung nicht nur voll funktionstüchtig, er schneiderte sie darüber hinaus individuell auf die vorhandene Produktionslinie zu. Schnell, präzise und eine schonende Handhabung standen dabei im Fokus. Mit dieser Maßschneiderung ließ sich das Mehrachssystem direkt integrieren, erforderlich war nur noch die Verkabelung.

Nach einer positiven Marktentwicklung in den vergangenen Jahren steht die Solarbranche in Deutschland aktuell – besonders durch asiatische Wettbewerber – unter enormem Kostendruck. Hersteller in diesem Markt benötigen entlang der gesamten Prozesskette Automatisierungskonzepte auf hohem technologischem Niveau. Denn an die Produktion werden große Anforderungen gestellt wie das schnelle, präzise und gleichzeitig schonende Handhaben der sensiblen Zellen. Dabei gilt es stets, Durchlaufzeiten zu verkürzen und handhabungsbedingte Ausschussraten zu verringern. Denn die Zellen sind sehr bruchempfindlich und weisen bei einer Größe von 156 x 156 mm² oft nur 160 µm Dicke auf.

Komplexer Schichtenverbund

Solarmodule bestehen im Wesentlichen aus einer komplex geschichteten Scheibe: bestehend aus optisch aktiven, kristallinen Solarzellen, einer Glasplatte, die das spröde in Silikon eingebettete Material trägt sowie verschiedenen Schutzschichten. Diese schirmen das Bauteil gegen schädigende mechanische sowie witterungsbedingte Einflüsse ab. Zusammen mit den elektrischen Komponenten wie Anschlussdose und Anschlussterminal ist der komplex gefügte und sicher umschlossene Schichten-Verbund in einen Aluminiumrahmen eingepasst. Die Solarzellen selbst werden in Strängen, sogenannten Strings, hintereinander positioniert und durch ein Lötbändchen elektrisch miteinander verschaltet. Diese Verbindungstechnik übt keine mechanischen Belastungen auf die Solarzellen aus und hält thermische Spannungen klein. Im Bruchteil einer Sekunde sind Verbinder und Solarzelle mechanisch und elektrisch stabil gefügt.

Schonendes Handling schnell gefordert

ief21013Als Hersteller von Anlagen und schlüsselfertigen Produktionslinien für die Solarbranche setzt Somont aus Umkirch bei Freiburg für das Handling der empfindlichen Solarzellen auf eine „Pick and Place“-Lösung von IEF-Werner. Diese nimmt die empfindlichen Zellen für den Verbindeprozess von einem Band auf, führt sie schonend und schnell der Lötstation zu und richtet sie dabei exakt aus. „Um auf die individuellen Anforderungen des Anlagenbauers eingehen zu können, haben wir ein modular aufgebautes Sechs-Achs-Positioniersystem in enger Zusammenarbeit mit Somont entwickelt und konstruiert“, sagt Thomas Hettich, Produktmanager bei IEF-Werner. Dieses soll die Bruchraten gering halten und sich reibungslos in die bereits vorhandene Linie einfügen. „Deswegen kommt auch keine Standardlösung zum Einsatz. Auf die verschiedenen Anforderungen wie Positionier- und Wiederholgenauigkeiten, den erforderlichen Hub, die Geschwindigkeit, aber vor allem die Baugröße konnten wir individuell reagieren“, erklärt Hettich.

Mehr als die Summe seiner Teile

Bei der Auswahl der passenden Lineareinheit für das Sechs-Achs-Positioniersystem waren verschiedene Aspekte relevant. Von zentraler Bedeutung waren unter anderem die Baulänge sowie das Antriebskonzept. Aus Platzgründen kommt das Modul 160/15 G zum Einsatz. Die maximale Verfahrgeschwindigkeit beträgt 5 m/s. Sein Aufbau besteht aus einem Doppelhohlkörperprofil, zwei Führungen und zwei Zahnriemen. Die Variante „G“ zeichnet sich dadurch aus, dass diese mit zwei unabhängig voneinander verfahrbaren Schlitten ausgestattet ist. Dabei werden zwei Zahnriemen über zwei Motoren angetrieben. Das spart erheblich Bauraum. „Um die Taktzeit zu erhöhen, hätten zwei Lineareinheiten nebeneinander angeordnet werden müssen. Durch das innovative Antriebskonzept beim Modul 160/15 G genügt eine Einheit“, erläutert Hettich.

Die Lineareinheit ist so positioniert, dass die Greifer, die auf den beiden Schlitten befestigt sind, abwechselnd in die Mitte fahren und die Zellen aufnehmen. Dafür dass sie anschließend exakt in der richtigen Lage auf der Transporteinheit zur Lötanlage abgelegt werden können, sorgt das Modul 68 D. Diese präzise lineare Verstelleinheit mit Zahnriemenantrieb ist mit einer als Hohlwelle ausgeführten Drehachse ausgestattet. Das Drehmoment des Motors wird über ein Riemengetriebe auf die Drehachse übertragen. Zur Überwachung des Verfahrbereiches sind die Endlagen von Linearachse und Dreheinheit mit integrierten induktiven Näherungsschaltern versehen, die auf einen gemeinsamen Stecker geführt sind. Zusätzlich zu dieser elektrischen Überfahrsicherung besitzt dieses Modul Dämpfungselemente als Auffahrsicherung. Der Drehwinkel liegt bei 440° bei maximaler Widerholgenauigkeit. Die Komponente ist leicht und besonders kompakt. In die Hohlwelle lassen sich außerdem die Pneumatikschläuche und Steuerungskabel integrieren.

Das Sechs-Achs-Positioniersystem nimmt die Solarzellen, die von einem zentralen Zuführband linear und getaktet ankommen, auf, richtet sie aus und legt sie anschließend auf zwei parallelen, nachfolgenden Bändern ab. Dazu werden die Positionsdaten der Solarzellen von einem Kamerasystem erfasst und über die Maschinensteuerung an das Positioniersystem übermittelt. Dieses kann somit die Solarzellen lagerichtig und präzise auf dem nachfolgenden Band ablegen. Parallel dazu wird der Anlage das Lötbändchen zugeführt und mit Flussmittel benetzt. Im folgenden Lötprozess werden Solarzelle und Lötbändchen miteinander verbunden.

Nachfrage an Komponenten von der Stange sinkt

Zum kompletten System gehörten nicht nur die Linear- und die Verstelleinheit sondern auch das passende Untergestell, Energieführungen, Motoren, Verkabelung und Verschlauchungen. „Die Lösung lässt sich einfach in die vorhandene Montageanlage integrieren. Es müssen lediglich die Kabel angeschlossen werden“, sagt Bernd Hirzler, Konstruktionsleiter bei Somont. Bedient wird das Sechs-Achs-Positioniersystem zusammen mit der kompletten Montageanlage über die vorhandene Maschinensteuerung von Somont. „Das war der Wunsch des Kunden“, erklärt Hettich. „Bei Bedarf liefern wir natürlich mit unserer PA-Control-Touch auch ein passendes Steuerungssystem.“ Der Anwender kann aber grundsätzlich selbst entscheiden, welchen Anteil er beisteuern möchte und welche Komponenten IEF-Werner integriert. „Ob Lineareinheit, Greifer, Motoren oder eben die Steuerung – wir liefern alles aus einer Hand. Komponenten von der Stange sind immer seltener gefragt“, erläutert er die Marktsituation.

Die Somont-Anlagen haben sich im 24-Stunden-Betrieb bereits als standfeste Industrie-Automaten bewährt.

Bild oben: Das Modul 160/15 G ist eine zahnriemengetriebene Lineareinheit mit zwei unabhängig verfahrbaren Schlitten.

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