- Die Wiesbadener Automatisierungsexperten der Eckelmann AG setzen Bildverarbeitung von Stemmer Imaging in verschiedenen Anwendungen der Photovoltaik-Produktion ein. Für die Asys Unternehmensgruppe beispielsweise hat Eckelmann eine Anlage zur Laserkantenisolation entwickelt.
Vision für die Photovoltaik-Industrie
Die Laserkantenisolation dient zur elektrischen Trennung der aktiven Frontseite einer Solarzelle von der Rückseite. Dazu wird mit einem Laser entlang der Zellenkanten ein feiner Graben gebrannt, dessen Tiefe von der Dotierung der Zelle abhängig ist. Anspruchsvoll ist dabei, den Graben möglichst weit an die Außenkontur der Zelle zu positionieren, um die aktive Fläche und damit den Wirkungsgrad zu maximieren.
Eckelmann hat für diese Aufgabenstellung ein Zeilenkamera-basiertes Bildverarbeitungs-System entwickelt, das die Außenkonturen einer Solarzelle hoch genau vermessen und die Konturdaten an die Steuereinheit eines angeschlossenen spiegelabgelenkten Lasers übergeben kann. „Die Bildaufnahme und -auswertung erledigt unser System in rekordverdächtigen 800 Millisekunden", erklärt Dr. Johannes Stelter, Leiter des Geschäftsbereichs Intralogistik & Bildverarbeitung: „Die Auflösung des Systems ermöglicht dabei, dass der Randabstand der Laserbearbeitung deutlich unter 100 Mikrometer liegt." Die Kalibrierung und Einmessung von Laser und Kamera wurde ebenfalls automatisiert.
Dabei werden sowohl die individuelle Charakteristik der Laser-Ablenkeinheit als auch die inneren und äußeren Kamera-Parameter ermittelt. Das System errechnet aus diesen Daten ein Kompensationskennfeld, das zur Fehlerkorrektur in der Ansteuerung der Laser-Ablenkeinheit herangezogen wird. Ein aufwendiges Einmessen des Kamera- und Laserkoordinatensystems ist somit nicht erforderlich. Auch Fehlerzustände im Transportsystem können so diagnostiziert werden.
Um die für die jeweilige Aufgabe optimalen Komponenten auszuwählen, arbeitet Eckelmann in der Regel mit Stemmer Imaging zusammen. „Auch im Falle des Systems zur Kantenisolation unterstützte uns Stemmer durch intensive Machbarkeitsstudien und gab uns wertvolle Empfehlungen für die Bildverarbeitungs-Komponenten", so Stelter.
So wurde eine Steuerung für die Laserkantenisolation mit einer Zeilenkamera mit 4096 Pixeln des kanadischen Herstellers Dalsa und einer passenden Optik von Zeiss sowie einer individuellen LED-Beleuchtung realisiert. Die Bildauswertung erfolgt im Kontext der Maschinensteuerung und ist damit vollständig in die Infrastruktur der Maschine integriert.
Stemmer Imaging GmbH www.stemmer-imaging.de
