DE102017216190A1 - Production plant and working process for carrying out a production process in a plant area of a production plant - Google Patents

Production plant and working process for carrying out a production process in a plant area of a production plant Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage (1) zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich (3) der Fertigungsanlage (1), mit einer Sicherheitseinheit (14), wobei die Sicherheitseinheit (14) ausgebildet ist, den Anlagenbereich (3) zu überwachen und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der Überwachung zu stoppen und/oder zu unterbrechen und/oder zu verlangsamen, wobei die Fertigungsanlage (1) zumindest ein Funktionsmodul (2) zur Durchführung zumindest eines Fertigungsschrittes des Fertigungsprozesses und zumindest eine Auswerteeinheit (17) umfasst, wobei die Auswerteeinheit (17) ausgebildet ist, eine absolute Position des Funktionsmoduls (2) in dem Anlagenbereich (3) auf Basis von mit einer Sensoreinheit (12, 20) erzeugten Umgebungsdaten zu bestimmen. Die Erfindung betrifft ferner Arbeitsverfahren zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich (3) einer Fertigungsanlage (1), wobei eine Sicherheitseinheit (14) den Anlagenbereich (3) überwacht und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der Überwachung stoppt und/oder unterbricht und/oder verlangsamt, wobei eine Auswerteeinheit (17) eine absolute Position eines Funktionsmoduls (2) zur Durchführung zumindest eines Fertigungsschrittes des Fertigungsprozesses in dem Anlagenbereich (3) auf Basis von mit einer Sensoreinheit (12, 20) erzeugten Umgebungsdaten bestimmt.The invention relates to a production plant (1) for carrying out a production process in a plant area (3) of the production plant (1) with a safety unit (14), wherein the safety unit (14) is designed to monitor the plant area (3) and the production process stop and / or interrupt and / or slow down as a function of the monitoring, the production facility (1) comprising at least one function module (2) for carrying out at least one production step of the production process and at least one evaluation unit (17), wherein the evaluation unit (17 ) is designed to determine an absolute position of the functional module (2) in the system area (3) on the basis of environmental data generated by a sensor unit (12, 20). The invention further relates to working methods for carrying out a production process in a plant area (3) of a production plant (1), wherein a safety unit (14) monitors the plant area (3) and stops and / or interrupts and / or slows down the production process as a function of the monitoring; wherein an evaluation unit (17) determines an absolute position of a functional module (2) for carrying out at least one production step of the manufacturing process in the plant area (3) on the basis of environmental data generated by a sensor unit (12, 20).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Fertigungsanlage und ein Arbeitsverfahren zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich einer Fertigungsanlage.The invention relates to a production plant and a working process for carrying out a production process in a plant area of a production plant.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2004 051 753 A1 ist ein Schutzgehäuse für eine Montageeinrichtung bekannt. Die Montageeinrichtung weist einen Montageroboter auf. Aus der DE 10 2004 051 753 ist ferner eine Sicherungseinrichtung bekannt, die verhindert, dass ein Roboterarm des Montageroboters Personen oder Anlagen gefährdet.From the German patent application DE 10 2004 051 753 A1 a protective housing for a mounting device is known. The mounting device has a mounting robot. From the DE 10 2004 051 753 Furthermore, a safety device is known which prevents a robot arm of the assembly robot from endangering persons or equipment.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Fertigungsanlage zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich der Fertigungsanlage, mit einer Sicherheitseinheit, wobei die Sicherheitseinheit ausgebildet ist, den Anlagenbereich zu überwachen und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der Überwachung zu stoppen und/oder zu unterbrechen und/oder zu verlangsamen, wobei die Fertigungsanlage zumindest ein Funktionsmodul zur Durchführung zumindest eines Fertigungsschrittes des Fertigungsprozesses und zumindest eine Auswerteeinheit umfasst, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, eine absolute Position des Funktionsmoduls in dem Anlagenbereich auf Basis von mit einer Sensoreinheit erzeugten Umgebungsdaten zu bestimmen, hat den Vorteil dass ein sicherer Betrieb von modular einsetzbaren Funktionsmodulen gewährleistet ist ohne dass jedes der Funktionsmodule entsprechend Sicherheitseinrichtungen zum Schutz des Anwenders aufweisen müssen. Dies wird dadurch erreicht, indem alle für den sicheren operativen Betrieb erforderlichen Komponenten, insbesondere im Hinblick auf die Maschinensicherheit, in der Basiszelle enthalten sind. Dazu zählen Sicherheitselemente, wie beispielsweise trennende Schutzeinrichtungen und/oder Lichtgitter und/oder eine Sicherheitssteuerung und/oder die Steuerungstechnik und/oder Roboter mit einer Sensorhaut zur Erkennung der Annäherung von Objekten.The production plant according to the invention for carrying out a production process in a plant area of the production plant, with a safety unit, wherein the safety unit is designed to monitor the plant area and to stop and / or interrupt the production process as a function of the monitoring and / or to slow down, the production plant At least one functional module for carrying out at least one production step of the manufacturing process and at least one evaluation unit, wherein the evaluation unit is designed to determine an absolute position of the functional module in the system area based on environmental data generated by a sensor unit, has the advantage that safe operation of modular applicable functional modules is ensured without each of the function modules must have corresponding safety devices to protect the user. This is achieved by including all components required for safe operational operation, in particular with regard to machine safety, in the basic cell. These include security elements, such as separating guards and / or light grids and / or a safety controller and / or the control technology and / or robot with a sensor skin for detecting the approach of objects.

Vorteilhaft ist, dass die Sensoreinheit als Kamera und/oder als Lasersensor, beispielsweise als LIDAR-Einheit, ausgebildet ist. Besonders vorteilhaft ist, dass die Sensoreinheit auf einem Laser basiertes Messverfahren beruht. Derartige Sensoreinheiten haben den Vorteil, dass diese zum einen durch die breite Verwendung außerhalb der Fertigungstechnik kostengünstig sind. Gleichzeitig tragen diese Sensoreinheiten dazu bei, dass eine hohe Messgenauigkeit erreichbar ist. In vorteilhafter Weise ist der Lasersensor zur Laufzeitmessungen zwischen Infrarotblitzen und Laserlinien ausgebildet. Dabei signalisieren Infrarot LEDs durch ein kurzes Aufleuchten den Startzeitpunkt für einen ersten Laser, der den zu überwachenden Raum von einer Seite zur anderen abscannt. Durch ein zweites kurzes Aufleuchten der Infrarot LEDs wird der Startzeitpunkt des zweiten Lasers signalisiert, so dass der zweite Laser den zu überwachend Raum von oben nach unten ab abscannt. Durch einen solchen Lasersensor werden Messgenauigkeiten von besser als 1 mm erreicht.It is advantageous that the sensor unit is designed as a camera and / or as a laser sensor, for example as a LIDAR unit. It is particularly advantageous that the sensor unit is based on a laser-based measuring method. Such sensor units have the advantage that they are cost-effective on the one hand due to their broad use outside of production technology. At the same time, these sensor units contribute to the fact that a high measuring accuracy can be achieved. Advantageously, the laser sensor is designed for transit time measurements between infrared flashes and laser lines. With a brief flash, infrared LEDs signal the start time for a first laser, which scans the room to be monitored from one side to the other. A second brief illumination of the infrared LEDs signals the starting time of the second laser so that the second laser scans the space to be monitored from top to bottom. Such a laser sensor achieves measurement accuracies of better than 1 mm.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Sensoreinheit derart an der Fertigungsanlage, räumlich beabstandet zum Funktionsmodul angeordnet ist, dass die Sensoreinheit zumindest einen Teil des Anlagenbereichs, vorzugsweise den gesamten Anlagenbereich, erfasst. Besonders vorteilhaft ist, dass die ebene Platte der Fertigungsanlage lediglich teilweise mit der Sensoreinheit überwacht wird, während der verbleibende Teil anderweitig, aber nicht durch die Funktionsmodule genutzt werden kann. Besonders vorteilhaft ist jedoch, dass die von der Sensoreinheit erzeugten Umgebungsdaten einerseits für die Ermittlung der Positionen der Funktionsmodule verwenden werden und andererseits für die Überwachung des Anlagenbereichs während der Durchführung des Fertigungsprozesses eingesetzt werden.It is particularly advantageous if the sensor unit is arranged at the production facility, spatially spaced from the functional module such that the sensor unit detects at least a part of the installation area, preferably the entire installation area. It is particularly advantageous that the flat plate of the manufacturing plant is only partially monitored with the sensor unit, while the remaining part can be used otherwise, but not by the function modules. However, it is particularly advantageous that the environmental data generated by the sensor unit, on the one hand, will be used to determine the positions of the functional modules and, on the other hand, be used for monitoring the system area during the execution of the manufacturing process.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Sensoreinheit derart an der Fertigungsanlage angeordnet ist, dass die Sensoreinheit den gesamten Anlagenbereich erfasst. In Verbindung mit der Auswerteeinheit trägt dies dazu bei, dass die Funktionsmodule und/oder Werkstückaufnahmen innerhalb der Basiszelle mit einer Messgenauigkeit besser 0,1 mm in mindestens 3 Freiheitsgraden eingemessen werden können. Dies hat insgesamt den Vorteil, dass die Einrichtung der Fertigungsanlage schneller erfolgen kann, da es dem Bediener das manuelle, zeitintensive und fehleranfällige Einlernen von Posen erspart.It is particularly advantageous that the sensor unit is arranged on the production line such that the sensor unit detects the entire system area. In conjunction with the evaluation unit, this contributes to the functional modules and / or workpiece holders being able to be measured within the basic cell with a measurement accuracy better than 0.1 mm in at least 3 degrees of freedom. This has the overall advantage that the facility can be set up faster because it saves the operator the manual, time-consuming and error-prone teaching of poses.

Vorteilhaft ist, dass das Funktionsmodul eine Befestigungsfläche umfasst, wobei zur Fixierung des Funktionsmoduls im Anlagenbereich die Befestigungsfläche den Anlagenbereich flächig in einer Kontaktfläche kontaktiert, wobei die Sensoreinheit am Funktionsmodul derart angeordnet ist, dass die Sensoreinheit bei an der Kontaktfläche fixiertem Funktionsmodul zumindest einen Teil der Kontaktfläche erfasst. In Verbindung mit der Verwendung von Markierungen auf der Anordnungsfläche des Funktionsmoduls ermöglicht dies ein besonders genaues Bestimmen der absoluten Position der Funktionsmoduls.It is advantageous that the functional module comprises a mounting surface, wherein for fixing the functional module in the system area, the mounting surface contacts the system area surface in a contact surface, wherein the sensor unit is arranged on the functional module such that the sensor unit at at the contact surface fixed functional module at least part of the contact surface detected. In conjunction with the use of markings on the placement surface of the function module, this allows a particularly accurate determination of the absolute position of the function module.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, eine Sollposition des Funktionsmoduls im Anlagenbereich in Abhängigkeit des zu fertigenden Werkstücks und der Funktionsbeschreibung des zumindest eines Fertigungsschrittes des Funktionsmoduls zu ermitteln und die bestimmte Sollposition des Funktionsmoduls über eine Ausgabeeinheit auszugeben. Diese Funktionalität unterstützt und assistiert den Anwender bei der Einrichtung der Fertigungsanlage, so dass das Einrichten schneller und mit einer geringen Wahrscheinlichkeit für Einrichtungsfehler durchgeführt werden kann.It is particularly advantageous that the control unit is designed, a desired position of the functional module in the system area depending on the workpiece to be manufactured and the Function description of the at least one manufacturing step of the function module to determine and output the specific target position of the function module via an output unit. This functionality supports and assists the user in setting up the manufacturing line so that setup can be done faster and with less likelihood of setup errors.

Vorteilhaft ist ferner, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, eine Positionsänderung des Funktionsmoduls im Anlagenbereich zu erkennen und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der erkannten Positionsänderung des Funktionsmoduls an die Positionsänderung anzupassen. Zum einen hat dies den Vorteil, dass Änderungen im Aufbau automatisch erkannt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass der Fertigungsprozess automatisch an die Positionsänderung angepasst wird ohne dass hierzu ein Anwender manuell eingreifen muss.It is also advantageous that the control unit is designed to detect a change in position of the functional module in the installation area and to adapt the production process to the position change as a function of the detected change in position of the function module. On the one hand, this has the advantage that changes in the structure are automatically detected. It is particularly advantageous that the manufacturing process is automatically adapted to the change in position without the need for manual intervention by a user.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Fertigungsanlage zusätzlich zu dem zumindest einen Funktionsmodul zumindest eine fest im Anlagenbereich angebrachte Handhabungseinheit umfasst. Die meisten Fertigungsprozesse erfolgen in mehreren, hintereinander stattfindenden Fertigungsschritten. Zudem wird regelmäßig ein Zuführen und/oder Abführen von zu bearbeitenden Werkstückrohlingen und fertigen Werkstücken durchgeführt. Eine universell nutzbare Handhabungseinheit, die fest im Anlagenbereich angebracht ist, kann diese Funktionen schnell und einfach zur Verfügung stellen. Zudem hat die fest im Anlagenbereich angebrachte Handhabungseinheit den Vorteil, dass die Position und der Arbeitsbereich der Handhabungseinheit vorab bekannt sind und daher nicht mehr bestimmt werden muss.It is particularly advantageous that, in addition to the at least one functional module, the production system comprises at least one handling unit fixedly mounted in the installation area. Most manufacturing processes take place in several consecutive production steps. In addition, a feeding and / or discharge of workpiece blanks to be machined and finished workpieces is carried out regularly. A universally usable handling unit, which is fixed in the system area, can provide these functions quickly and easily. In addition, the handling unit fixedly mounted in the installation area has the advantage that the position and the working area of the handling unit are known in advance and therefore no longer has to be determined.

Zusammenfassend haben die Fertigungsanlage und das Arbeitsverfahren zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich einer Fertigungsanlage den Vorteil, den Anwender bei der Programmierung, Inbetriebnahme und Ausführung von automatisierten Prozessen zu assistieren. Dies trägt zu einer wirtschaftlichen Automatisierung auch bei kleinen Stückzahlen oder Losgrößen bei, indem ein geringer Schulungsaufwandes des Anwenders notwendig ist, da der Fertigungsprozess durch Konfigurieren anstatt durch Programmieren auf Code-Ebene eingerichtet werden kann, sowie Funktionsmodule und auch Prozessparameter wiederverwendet werden können. Zudem trägt die Automatisierung zu einer reproduzierbare Qualität der hergestellten Werkstücke bei. Besonders vorteilhaft ist, dass Positionen von Funktionsmodulen automatisch erkannt werden und in den Funktionsmodulen gespeicherte Ablaufprogramme schnell, einfach und automatisiert parametriert werden, um diese Ablaufprogramme dann auszuführen. Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Fertigungsanlage und des Arbeitsverfahren liegt darin, dass damit eine (teil-)automatisierte Fertigung ohne Programmierkenntnisse möglich ist.In summary, the manufacturing facility and method of performing a manufacturing process in a plant area of a manufacturing facility has the advantage of assisting the user in programming, commissioning, and executing automated processes. This contributes to economical automation even in small lots or lot sizes by requiring little user training because the manufacturing process can be set up by configuring instead of programming at the code level, as well as reuse functional modules and process parameters. In addition, the automation contributes to a reproducible quality of the manufactured workpieces. It is particularly advantageous that positions of function modules are detected automatically and sequence programs stored in the function modules are parameterized quickly, simply and automatically in order to then execute these sequence programs. The particular advantage of the production system according to the invention and of the working method is that a (partially) automated production without programming knowledge is possible.

Im Übrigen gelten die in Bezug auf die Fertigungsanlage beschriebenen Vorteile entsprechend auch für das Arbeitsverfahren zur Durchführung eines Fertigungsprozesses.Incidentally, the advantages described in relation to the production facility also apply accordingly to the working process for carrying out a production process.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Figuren und aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantages will become apparent from the following description of embodiments with reference to the figures and from the dependent claims.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnungen anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings with reference to several figures and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:

  • 1 eine Fertigungsanlage;
  • 2 einen Anlagenbereich der Fertigungsanlage;
  • 3 ein Funktionsmodul mit Blick auf die Befestigungsfläche; und
  • 4 ein Ablaufdiagramm eines Arbeitsverfahrens zur Durchführung eines Fertigungsprozesses.
Show it:
  • 1 a manufacturing plant;
  • 2 a plant area of the production plant;
  • 3 a functional module with a view of the mounting surface; and
  • 4 a flow diagram of a working method for performing a manufacturing process.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Nachfolgend wird eine Fertigungsanlage zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich der Fertigungsanlage beschrieben. Die Fertigungsanlage umfasst eine Sicherheitseinheit, wobei die Sicherheitseinheit ausgebildet ist, den Anlagenbereich zu überwachen und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der Überwachung zu stoppen und/oder zu unterbrechen und/oder zu verlangsamen. Ferner umfasst die Fertigungsanlage zumindest ein Funktionsmodul zur Durchführung zumindest eines Fertigungsschrittes des Fertigungsprozesses und zumindest eine Auswerteeinheit, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, eine absolute Position des Funktionsmoduls in dem Anlagenbereich auf Basis von mit einer Sensoreinheit erzeugten Umgebungsdaten zu bestimmen. Ferner wird ein Arbeitsverfahren zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich einer Fertigungsanlage beschrieben, wobei eine Sicherheitseinheit den Anlagenbereich überwacht und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der Überwachung stoppt und/oder unterbricht und/oder verlangsamt, wobei eine Auswerteeinheit eine absolute Position eines Funktionsmoduls zur Durchführung zumindest eines Fertigungsschrittes des Fertigungsprozesses in dem Anlagenbereich auf Basis von mit einer Sensoreinheit erzeugten Umgebungsdaten bestimmt.In the following, a production plant for carrying out a production process in a plant area of the production plant will be described. The manufacturing plant comprises a security unit, wherein the security unit is designed to monitor the plant area and to stop and / or interrupt the production process depending on the monitoring and / or to slow it down. Furthermore, the production facility comprises at least one functional module for carrying out at least one production step of the production process and at least one evaluation unit, wherein the evaluation unit is designed to determine an absolute position of the functional module in the system area on the basis of environmental data generated by a sensor unit. Furthermore, a working method for carrying out a production process in a plant area of a production plant is described, wherein a safety unit monitors the plant area and stops and / or interrupts and / or slows down the production process depending on the monitoring, wherein an evaluation unit has an absolute position of a functional module for carrying out at least one Manufacturing step of the manufacturing process in the plant area determined based on environmental data generated with a sensor unit.

Die nachfolgend beschriebene Fertigungsanlage besteht aus einer Basiszelle, beispielsweise einer Basiszelle einer CNC-Fertigungsmaschine (CNC: computerized numerical control, rechnergestützte numerische Steuerung). Die Basiszelle umfasst einen mechanischen Grundaufbau, beispielsweise als Box mit Füßen und Türen. Ferner umfasst die Basiszelle Sicherheitstechnik bestehend aus mechanischen Bauelementen, beispielweise Schutztüren und/oder Lichtgittern, und eine Sicherheitssteuerung zur Freigabe der mechanischen Bewegungen. Zusätzlich umfasst die Basiszelle eine Handhabungseinheit zur Ausführung von Bewegungen und Manipulation von Werkstücken, beispielsweise ein kartesisches Achssystem und/oder eine Delta-Kinematik und/oder einen Mehrachs-Roboter. Vorzugsweise umfasst die Basiszelle ferner eine Steuerungstechnik und eine Bedieneinheit zur Programmierung der Handhabungseinheit. Ferner ist die Basiszelle ausgestattet folgende Funktionalitäten einzeln oder gemeinsam zu realisieren:

  • - Positionsbestimmung von mechatronischen Objekten in Form von Funktionsmodulen mit einer Messgenauigkeit besser als 0,1 mm. Dies wird vorzugsweise durch ein zentrales Kamerasystem oberhalb der Maschine erreicht. In einer Variante wird diese Messgenauigkeit durch dezentrale Kamerasysteme erreicht, die in jedem der mechatronischen Objekte integriert sind. In einer weiteren Variante erfolgt die Positionsbestimmung durch ein Lasermesssystem mit Markern und/oder Konturerkennung.
  • - Ausführung von Prozessschritten und/oder Handhabung von Werkstücken durch mechatronische Objekte in Form von Funktionsmodulen.
  • - Erstellung von Arbeitsabläufen für die Bearbeitung oder Montage von Werkstücken.
  • - Unterstützung des Anwenders der Fertigungsanlage bei der Auswahl und Platzierung der erforderlichen mechatronischen Objekte in Form der Funktionsmodule
  • - Ausführung von Arbeitsabläufen anhand der zuvor platzierten mechatronischen Objekte ohne manuelle Programmierung durch den Anwender der Fertigungsanlage.
The manufacturing plant described below consists of a basic cell, for example a basic cell of a CNC manufacturing machine (CNC: computerized numerical control, computer-aided numerical control). The basic cell comprises a basic mechanical structure, for example as a box with feet and doors. Furthermore, the basic cell comprises safety technology consisting of mechanical components, for example protective doors and / or light grids, and a safety control for releasing the mechanical movements. In addition, the basic cell comprises a handling unit for carrying out movements and manipulating workpieces, for example a Cartesian axis system and / or a delta kinematics and / or a multi-axis robot. Preferably, the basic cell further comprises a control technique and an operation unit for programming the handling unit. Furthermore, the basic cell is equipped to realize the following functions individually or together:
  • - Position determination of mechatronic objects in the form of function modules with a measurement accuracy better than 0.1 mm. This is preferably achieved by a central camera system above the machine. In one variant, this measurement accuracy is achieved by decentralized camera systems that are integrated in each of the mechatronic objects. In another variant, the position is determined by a laser measuring system with markers and / or contour recognition.
  • - Execution of process steps and / or handling of workpieces by mechatronic objects in the form of function modules.
  • - Creation of workflows for the machining or assembly of workpieces.
  • - Support of the user of the manufacturing plant in the selection and placement of the required mechatronic objects in the form of function modules
  • - Execution of work processes based on the previously placed mechatronic objects without manual programming by the user of the production plant.

1 zeigt eine Fertigungsanlage 1. Die Fertigungsanlage 1 wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einer Kabine 27 gebildet, wobei die Kabine 27 auf vier Gestellbeinen 24 in einer Höhe von etwa 0,5 m bis 2,5 m angeordnet ist. Die Kabine 27 wird durch eine ebene Platte 29 und ein rahmenartiges Gestell 23 gebildet, wobei im bevorzugten Ausführungsbeispiel in den seitlichen, der hinteren und der oberen Öffnung des Gestells 23 bruchfeste Scheiben 25, insbesondere aus Glas und/oder Plexiglas, angeordnet sind. Die Platte 29 und das Gestell 23 bestehen aus Metall, vorzugsweise aus Stahl und/oder Aluminium. Die vordere Öffnung des Gestells 23 ist durch zwei, zu öffnende Türen 26, die ebenfalls mit bruchfesten Scheiben 25 ausgestattet sind, verschlossen. Die Stellung der Türen 26, insbesondere ob die Türen 26 geöffnet oder geschlossen sind, wird durch jeweils einen Öffnungssensor 32 an jeder der Türen 26 detektiert. In einer Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels sind lediglich in den seitlichen Öffnungen des Gestells 23 bruchfeste Scheiben 25 angeordnet, während die hintere Öffnung als Tür 26 ausgeführt ist, die sicher geschlossen werden kann, wobei eine aktive Zuhaltung durch die Sicherheitseinheit 14 überwacht wird. Das Vorsehen einer Tür 25 in der hinteren Öffnung hat den Vorteil, dass die Platte 29 im hinteren Bereich besser zugänglich ist. In dieser Variante wird die vordere Öffnung durch ein Lichtgitter überwacht, wobei ein Eingreifen durch den Bediener vom Lichtgitter detektiert wird und die Sicherheitseinheit die Maschine bei einem detektierten Eingreifen stoppt. In einer Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels ist die obere Öffnung dann frei, wenn ein Eingreifen durch den Menschen aufgrund der Höhe der Maschine ausgeschlossen werden kann. Dies ist ab einer Maschinenhöhe von mindestens 2 Metern gegeben. Innerhalb der Kabine 27 befindet sich auf der ebenen Platte 29 ein Anlagenbereich 3 für eine Positionierung und Befestigung von zumindest einem Funktionsmodul 2. Das Funktionsmodul 2 und der Anlagenbereich 3 werden nachfolgend mit Bezug zu den 2 und 3 in verschiedenen Ausführungsvarianten näher beschrieben. Das Funktionsmodul 2 und der Anlagenbereich 3 sind derart ausgebildet, dass das Funktionsmodul 2, insbesondere auch mehrere Funktionsmodule 2, frei und/oder ungerastert im Anlagenbereich 3 anordenbar ist. Ferner ist das Funktionsmodul 2 zur Ausführung zumindest eines Fertigungsschrittes ausgebildet. Bei dem Fertigungsschritt handelt es sich beispielsweise um eine mechanische Bearbeitung eines Werkstücks, beispielsweise durch Bohren oder Fräsen, und/oder eine Dosierung und Aufbringung von Pasten und/oder ein Abwiegen von Stoffen und/oder ein Mischen von Stoffen und/oder ein Pressen von Materialien und/oder ein Härten von Metallen und/oder ein Montieren eines Werkstücks, beispielsweise ein Schrauben und/oder Aufsetzen und/oder Eindrehen und/oder Auflegen. Das Funktionsmodul 2 zeichnet sich ferner dadurch aus, dass in einem Speicher des Funktionsmoduls 2 eine durch Anwendungsparameter parametrisierbare Funktionsbeschreibung in dem Funktionsmodul 2 hinterlegt ist. Das Funktionsmodul 2 ist eingerichtet, den zumindest einen Fertigungsschritt auszuführen, nachdem das Funktionsmodul 2 durch die Anwendungsparameter parametrisiert wurde. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist oberhalb des Anlagenbereiches 3 eine Sensoreinheit 20 angeordnet, wobei die Sensoreinheit 20 vorzugsweise als Kamera und/oder als Lasersensor, beispielsweise als LIDAR-Einheit, ausgebildet ist. Die Sensoreinheit 20 ist derart in der Kabine 27 der Fertigungsanlage 1 angeordnet ist, dass die Sensoreinheit 20 mit ihrem Erfassungsbereich den gesamten Anlagenbereich 3 erfasst. Ferner ist innerhalb der Kabine 27 eine ortsfest angebrachte Handhabungseinheit 28 derart angebracht, dass ein Arbeitsbereich der Handhabungseinheit 28 zumindest eines Teils des Anlagenbereich 3 umfasst. Die Handhabungseinheit 28 ist zur Ausführung von Bewegungen und Manipulationen von Werkstücken ausgebildet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Handhabungseinheit 28 um ein kartesisches Achssystem. Alternativ oder zusätzlich ist die Handhabungseinheit 28 in einer Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels als Mehrachs-Roboter und/oder durch eine Delta-Kinematik gebildet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der bewegliche Kopf der Handhabungseinheit 28 mit einem Greifer 31 zum Greifen von Werkstücken ausgestattet. Ferner umfasst die Fertigungsanlage 1 eine an der Außenseite des Gestells 23 in einem Schaltschrank angeordnete Recheneinheit 30. In dem Schaltschrank sind ferner Sicherungen, Kommunikationsschnittstellen und Leistungselektronik für die Ansteuerung der Handhabungseinheit 28 angeordnet. Die Recheneinheit 30 wird im bevorzugten Ausführungsbeispiel durch einen Mikroprozessor mit Speicher gebildet. Der Mikroprozessor führt Computerprogramme aus, die auf dem Speicher abgespeichert sind. Die Recheneinheit 30 realisiert im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Sicherheitseinheit 14, eine Auswerteeinheit 17, eine Steuerungseinheit 18 und eine Einleseeinheit 19. Die Sicherheitseinheit 14 ist ausgebildet, den Anlagenbereich 3 zu überwachen und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der Überwachung zu stoppen und/oder zu unterbrechen und/oder zu verlangsamen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt dies indem die Sicherheitseinheit 14 mit den Öffnungssensoren 32 datentechnisch verbunden ist und so ein Öffnen der Türen 26 der Kabine 27 erkennt. Sobald die Sicherheitseinheit 14 eine offene Tür 26 oder eine Gefährdung eines Bedieners detektiert, greift die Sicherheitseinheit 14 in den laufenden Fertigungsprozess ein, um den Fertigungsprozess zu stoppen und/oder zu unterbrechen und/oder zu verlangsamen. Die Sicherheitseinheit 14 ist zur Freigabe von mechanischen Bewegungen ausgebildet. Die mechanischen Sicherheitseinrichtungen, insbesondere die Einhausung des Anlagenbereichs 3 in der Kabine 27 mit den Scheiben 25 und den Türen 26, bilden zusammen mit der Sicherheitseinheit 14 eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz von Personen. Die Auswerteeinheit 17 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel ebenfalls zentral durch die Recheneinheit 30 realisiert, wobei die Auswerteeinheit 17 ausgebildet ist, eine absolute Position des Funktionsmoduls 2 in dem Anlagenbereich 3 auf Basis von mit der Sensoreinheit 20 erzeugten Umgebungsdaten des Anlagenbereichs 3 zu bestimmen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Auswerteeinheit 17 und insbesondere auch die Sensoreinheit 20 ausgebildet, die absolute Position des Funktionsmoduls 2 mit einer Messgenauigkeit von besser als 1 mm, vorzugsweise mit einer Messgenauigkeit von besser als 0,1 mm, zu bestimmen. Ferner ist die Auswerteeinheit 17 ausgebildet, eine relative Position des Funktionsmoduls 2 zu einem weiteren Funktionsmodul im Anlagenbereich 3 zu bestimmen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel führt die Auswerteeinheit 17 hierzu eine Objekterkennung in den von der Sensoreinheit 20 erzeugten Bilddaten durch. Mittels Objekterkennung erkennt die Auswerteeinheit 17 das Funktionsmodul 2 und bestimmt anschließend die absolute Position des Funktionsmoduls 2 im Anlagenbereich 3. Die Steuerungseinheit 18 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel ebenfalls zentral durch die Recheneinheit 30 realisiert, wobei die Steuerungseinheit 18 ausgebildet ist, die Anwendungsparameter der Funktionsbeschreibung des zumindest einen Fertigungsschrittes in Abhängigkeit eines zu fertigenden Werkstücks zu ermitteln. Hierzu werden über eine Einleseeinheit 19 CAD-Daten (CAD: computer-aided design, rechnerunterstütztes Konstruieren) des zu erstellenden Werkstückes eingelesen und der Steuerungseinheit 18 zur Verfügung gestellt. Ferner liest die Steuerungseinheit 18 die Funktionsbeschreibung aus den im Anlagenbereich 3 angeordneten Funktionsmodule 2 aus. Ferner ist die Steuerungseinheit 18 ausgebildet, eine Sollposition des Funktionsmoduls 2 im Anlagenbereich 3 in Abhängigkeit des zu fertigenden Werkstücks und der Funktionsbeschreibung des zumindest eines Fertigungsschrittes des Funktionsmoduls 2 zu ermitteln und die bestimmte Sollposition des Funktionsmoduls über eine Ausgabeeinheit 21 auszugeben. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinheit 18 ferner ausgebildet, eine nachträgliche Positionsänderung des Funktionsmoduls 2 im Anlagenbereich 3 zu erkennen und den Fertigungsprozess, insbesondere die Anwendungsparameter des Funktionsmoduls, in Abhängigkeit der erkannten Positionsänderung des Funktionsmoduls 2 an die Positionsänderung anzupassen. Die Recheneinheit 30 ist datentechnisch mit einer Ausgabeeinheit 21 in Form eines Bildschirms und/oder einer Eingabeeinheit 22, beispielsweise in Form einer Tastatur und/oder einer Eingabemaus, und/oder mit einer berührungssensitiven Anzeige (Touchdisplay) verbunden. 1 shows a manufacturing plant 1 , The manufacturing plant 1 is in the preferred embodiment of a cabin 27 formed, with the cabin 27 on four frame legs 24 is arranged at a height of about 0.5 m to 2.5 m. The cabin 27 gets through a flat plate 29 and a frame-like frame 23 formed in the preferred embodiment in the side, the rear and the upper opening of the frame 23 break-proof discs 25 , in particular of glass and / or Plexiglas, are arranged. The plate 29 and the frame 23 consist of metal, preferably of steel and / or aluminum. The front opening of the frame 23 is through two doors to open 26 also with break-resistant discs 25 are equipped, locked. The position of the doors 26 especially the doors 26 are opened or closed, each by an opening sensor 32 at each of the doors 26 detected. In a variant of the preferred embodiment are only in the lateral openings of the frame 23 break-proof discs 25 arranged while the rear opening as a door 26 is executed, which can be safely closed, with an active guard locking by the security unit 14 is monitored. The provision of a door 25 in the rear opening has the advantage that the plate 29 is more accessible in the rear area. In this variant, the front opening is monitored by a light grid, wherein an intervention by the operator is detected by the light grid and the safety unit stops the machine at a detected intervention. In a variant of the preferred embodiment, the upper opening is free when human intervention can be ruled out due to the height of the machine. This is given from a machine height of at least 2 meters. Inside the cabin 27 is on the flat plate 29 a plant area 3 for a positioning and fastening of at least one functional module 2 , The functional module 2 and the plant area 3 will be described below with reference to the 2 and 3 described in more detail in different embodiments. The functional module 2 and the plant area 3 are designed such that the functional module 2 , in particular also several functional modules 2 , free and / or ungated in the plant area 3 can be arranged. Furthermore, the functional module 2 designed to execute at least one manufacturing step. The manufacturing step involves, for example, machining a workpiece, for example by drilling or milling, and / or dispensing and applying pastes and / or weighing substances and / or mixing substances and / or pressing materials and / or hardening metals and / or mounting a workpiece, for example screwing and / or fitting and / or screwing and / or laying on. The functional module 2 is also characterized by the fact that in a memory of the functional module 2 a function description which can be parameterized by application parameters in the function module 2 is deposited. The functional module 2 is configured to perform the at least one manufacturing step after the functional module 2 parameterized by the application parameters. In the preferred embodiment is above the plant area 3 a sensor unit 20 arranged, wherein the sensor unit 20 is preferably designed as a camera and / or as a laser sensor, for example as a LIDAR unit. The sensor unit 20 is like that in the cabin 27 the production plant 1 is arranged that the sensor unit 20 with their coverage area the entire plant area 3 detected. Furthermore, inside the cabin 27 a stationary mounted handling unit 28 mounted such that a working area of the handling unit 28 at least part of the plant area 3 includes. The handling unit 28 is designed to carry out movements and manipulations of workpieces. In the preferred embodiment, the handling unit 28 a Cartesian axis system. Alternatively or additionally, the handling unit 28 formed in a variant of the preferred embodiment as a multi-axis robot and / or by a delta kinematics. In the preferred embodiment, the movable head is the handling unit 28 with a gripper 31 equipped for gripping workpieces. Furthermore, the manufacturing facility includes 1 one on the outside of the frame 23 arranged in a cabinet computing unit 30 , In the cabinet are also fuses, communication interfaces and power electronics for controlling the handling unit 28 arranged. The arithmetic unit 30 is formed in the preferred embodiment by a microprocessor with memory. The microprocessor executes computer programs stored in the memory. The arithmetic unit 30 realized in the preferred embodiment, a security unit 14 , an evaluation unit 17 , a control unit 18 and a reading-in unit 19 , The security unit 14 is trained, the plant area 3 and to stop and / or interrupt the production process depending on the monitoring and / or to slow it down. In the preferred embodiment, this is done by the security unit 14 with the opening sensors 32 is technically connected and so opening the doors 26 the cabin 27 recognizes. Once the security unit 14 an open door 26 or detects a threat to an operator, the security unit attacks 14 in the ongoing manufacturing process to stop and / or interrupt and / or slow down the manufacturing process. The security unit 14 is designed to release mechanical movements. The mechanical safety devices, in particular the enclosure of the plant area 3 in the cabin 27 with the discs 25 and the doors 26 , form together with the security unit 14 a safety device for the protection of persons. The evaluation unit 17 is also central in the preferred embodiment by the arithmetic unit 30 realized, wherein the evaluation unit 17 is formed, an absolute position of the functional module 2 in the plant area 3 based on with the sensor unit 20 generated environment data of the plant area 3 to determine. In the preferred embodiment, the evaluation unit 17 and in particular also the sensor unit 20 trained, the absolute position of the functional module 2 with a measurement accuracy of better than 1 mm, preferably with a measurement accuracy of better than 0.1 mm. Furthermore, the evaluation unit 17 designed, a relative position of the functional module 2 to another functional module in the plant area 3 to determine. In the preferred embodiment, the evaluation unit 17 For this purpose, an object recognition in the of the sensor unit 20 generated image data. The evaluation unit recognizes by means of object recognition 17 the functional module 2 and then determines the absolute position of the function module 2 in the plant area 3 , The control unit 18 is also central in the preferred embodiment by the arithmetic unit 30 realized, wherein the control unit 18 is designed to determine the application parameters of the functional description of the at least one manufacturing step depending on a workpiece to be manufactured. For this purpose, a read-in unit 19 CAD data (CAD: computer-aided design, computer-aided design) of the workpiece to be created and read the control unit 18 made available. Further, the control unit reads 18 the functional description from those in the plant area 3 arranged functional modules 2 out. Further, the control unit 18 designed, a desired position of the function module 2 in the plant area 3 depending on the workpiece to be manufactured and the functional description of the at least one production step of the functional module 2 to determine and the specific target position of the function module via an output unit 21 issue. In the preferred embodiment, the control unit 18 further formed, a subsequent change in position of the functional module 2 in the plant area 3 to recognize and the manufacturing process, in particular the application parameters of the function module, depending on the detected change in position of the function module 2 to adapt to the change in position. The arithmetic unit 30 is data technology with an output unit 21 in the form of a screen and / or an input unit 22 , for example in the form of a keyboard and / or an input mouse, and / or connected to a touch-sensitive display (touch display).

2 zeigt einen Ausschnitt eines Anlagenbereichs 3 einer Fertigungsanlage 1 in einer Variante des in Bezug auf die 1 beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiels. In der mit Bezug auf die 2 beschriebenen Variante ist die Sensoreinheit zur Erzeugung von Umgebungsdaten zur Bestimmung der absoluten Position des Funktionsmoduls 2 nicht oberhalb des Anlagenbereichs 3 in der Kabine angeordnet, sondern die Sensoreinheit ist im Funktionsmodul 2 selbst angeordnet. In dieser Variante wird der Anlagenbereich 3 teilweise von einer Basisplattform 4 gebildet. Die Basisplattform 4 ist als eine ebene, ferromagnetische Platte mit einer Anordnungsfläche 5 ausgebildet, auf der das Funktionsmodul 2 fixierbar ist. Das Funktionsmodul 2 ist insbesondere magnetisch auf der Anordnungsfläche 5 und/oder Basisplattform 4 fixierbar, so dass keine Löcher oder Gewinde zur Fixierung des Funktionsmoduls 2 angebracht werden müssen. Die Basisplattform 4 umfasst optische Markierungen 6, wobei die optischen Markierungen 6 auf der Anordnungsfläche 5 angebracht sind. Der besseren Übersicht wegen, sind in 2 beispielhaft nur drei optische Markierungen 6 mit Bezugszeichen versehen. Die optischen Markierungen 6 sind matrixartig in Zeilen und Spalten angeordnet und insbesondere äquidistant angeordnet. In den optischen Markierungen 6 ist die Position, an der jeweilige optische Markierung angebracht ist, codiert. Die optischen Markierungen 6 sind im bevorzugten Ausführungsbeispiel 2-dimensionale optische Codes, wobei die 2-dimensionalen optischen Codes die Koordinaten der jeweiligen Position codieren. Das Funktionsmodul 2 weist eine Grundeinheit 7 und einen Funktionseinheit 8 auf, wobei die Funktionseinheit 8 auf der Grundeinheit 7 angeordnet ist. Die Funktionseinheit 8 umfasst ein Arbeitsaktorik 9, wobei die Arbeitsaktorik 9 der Abschnitt der Funktionseinheit 8 ist, der zu einer Werkstückbearbeitung ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Funktionseinheit 8 als Fräsmaschine ausgebildet. Die Fräsmaschine weist eine als Fräser ausgebildete Arbeitsaktorik 9 auf, wobei die Arbeitsaktorik 9 um einen zentralen Befestigungspunkt 10 rotierbar befestigt ist. Die Arbeitsaktorik 9 ermöglicht durch die Rotationsmöglichkeit das Bearbeiten eines Werkstückes in einem Arbeitsbereich 11, wobei der Arbeitsbereich 11 ein Kreis um den Befestigungspunkt 7 ist. Der Arbeitsbereich ist insbesondere abhängig von der Funktion eines Funktionsmoduls 2 und kann in anderen Ausführungsbeispielen rechteckig, elliptisch oder beliebig geformt sein. 2 shows a section of a plant area 3 a manufacturing plant 1 in a variant of in relation to the 1 described preferred embodiment. In terms of the 2 variant described is the sensor unit for generating environmental data for determining the absolute position of the functional module 2 not above the plant area 3 in the Cabin arranged, but the sensor unit is in the functional module 2 arranged yourself. In this variant, the plant area 3 partly from a base platform 4 educated. The base platform 4 is as a planar, ferromagnetic plate with a placement surface 5 trained, on which the functional module 2 can be fixed. The functional module 2 is particularly magnetic on the placement surface 5 and / or base platform 4 fixable, so no holes or threads for fixing the functional module 2 must be attached. The base platform 4 includes optical marks 6 where the optical marks 6 on the arrangement surface 5 are attached. For the sake of clarity, are in 2 by way of example only three optical markings 6 provided with reference numerals. The optical marks 6 are arranged like a matrix in rows and columns and arranged in particular equidistant. In the optical marks 6 the position at which the respective optical marking is attached is coded. The optical marks 6 are in the preferred embodiment 2-dimensional optical codes, the 2-dimensional optical codes encoding the coordinates of the respective position. The functional module 2 has a basic unit 7 and a functional unit 8th on, with the functional unit 8th on the basic unit 7 is arranged. The functional unit 8th includes a working approach 9 , where the working factor 9 the section of the functional unit 8th is, which is designed for workpiece machining. In this embodiment, the functional unit 8th designed as a milling machine. The milling machine has a working mechanism designed as a milling cutter 9 on, with the working factor 9 around a central attachment point 10 is rotatably mounted. The work actuarial 9 allows the rotation possibility editing a workpiece in a workspace 11 , where the work area 11 a circle around the attachment point 7 is. The work area is particularly dependent on the function of a function module 2 and may be rectangular, elliptical, or any other shape in other embodiments.

3 zeigt ein mit Bezug auf die 2 beschriebenes Funktionsmodul 2 und insbesondere die Grundeinheit in einer Ansicht von unten, wobei von unten vom Anlagenbereich auf die Befestigungsfläche 13 meint. Die Befestigungsfläche 13 ist rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgebildet. In einer Variante ist die Befestigungsfläche rechteckig mit Ecken mit kleinen Radien ausgebildet. In den vier abgerundeten Ecken ist jeweils ein Magnet 15 zur rasterlosen Fixierung des Funktionsmoduls 2 im Anlagenbereich 3 angeordnet. Die Magnete 15 sind hier als Permanentmagneten ausgeführt, alternativ können die Magneten 15 aber auch ansteuerbare Elektromagneten sein, die nur zur und/oder während der Fixierung des Funktionsmoduls 2 magnetisch sind. Alternativ können die Magneten ausgebildet sein im stromlosen Zustand magnetisch zu sein und im bestromten Zustand nichtmagnetisch zu sein. Es ist somit eine abschaltbare Fixierungstechnologie zur Befestigung der Funktionsmodule 2 vorgesehen. In dieser Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels ist in dem Funktionsmodul 2 als Sensoreinheit 12 eine Kamera eingebaut. Die Kamera ist mit einer senkrechten Blickrichtung auf die Befestigungsfläche 13 in der Grundeinheit angebracht. Die Kamera ist daher ausgebildet die optischen Markierungen 6 im Anlagenbereich 3 als Umgebungsdaten aufzunehmen, oberhalb der sich die Kamera befindet. Ein weitere Unterschied zum der mit Bezug auf die 1 beschriebene Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels ist, dass das Funktionsmodul 2 eine embedded Steuerung 16 mit einer Auswerteeinheit 17, eine Steuerungseinheit 18 und einer Einleseeinheit 19 umfasst, wobei die embedded Steuerung 16 in der Grundeinheit angeordnet ist. Die Kamera ist datentechnisch mit der Auswerteeinheit 17 verbunden. Die Auswerteeinheit 17 ist ausgebildet die absolute Position und/oder Relativposition des Funktionsmoduls 2 auf Basis der von der Kamera erfassten Umgebungsdaten und/oder der optischen Markierungen 6 zu bestimmen. Die Auswerteeinheit 17 ist zur Bereitstellung der absoluten Position und/oder Relativposition des Funktionsmoduls 2 mit der Steuereinheit 18 datentechnisch verbunden. Ferner kann sich die Steuereinheit 18 des Funktionsmoduls 2 selbstständig mit anderen Steuereinheiten 18 von anderen dergleichen Funktionsmodulen 2 im Anlagenbereich 3 verbinden, so dass das Funktionsmodul 2 ein Plug & Produce Funktionsmodul 2 bildet. Die Steuereinheit 18 ist ausgebildet die Funktion des Funktionsmoduls 2 anzusteuern, insbesondere diese zu starten und/oder zu stoppen. Die Steuereinheit 18 ist ausgebildet, die zur Ausführung der Funktion von der parametrisierten Funktionsbeschreibung benötigten Anwendungsparameter bereitzustellen. Die Anwendungsparameter umfassen insbesondere absolute Position und/oder Relativposition und/oder alle Lagefreiheitsgrade der Arbeitsaktorik 9. Die Einleseeinheit 19 ist datentechnisch mit der Steuereinheit 18 verbunden. Die Steuereinheit ist ausgebildet durch die Einleseeinheit 19 mit Anwendungsparameter versorgt zu werden. Die Einleseeinheit 19 ist mit einer der Datenschnittstellen datentechnisch zum Einlesen und/oder Erfassen von CAD-Daten eines zu fertigenden Werkstückes verbunden. Die Einleseeinheit 19 ist ausgebildet aus den CAD-Plänen des zu fertigenden Werkstückes die Anwendungsparameter zu extrahieren und der Steuereinheit 18 bereitzustellen, die das Funktionsmodul 2 zur Ausführung der Funktion benötigt. Die Steuereinheit 18 ist ferner ausgebildet, mit Steuereinheiten 18 anderer Funktionsmodule datentechnisch zu kommunizieren, um die einzelnen Fertigungsschritte des Fertigungsprozesses zeitlich zu synchronisieren. 3 shows with reference to the 2 described functional module 2 and in particular the base unit in a view from below, wherein from below the system area on the mounting surface 13 means. The mounting surface 13 is rectangular with rounded corners. In a variant, the attachment surface is rectangular with corners formed with small radii. The four rounded corners each have a magnet 15 for gridless fixing of the functional module 2 in the plant area 3 arranged. The magnets 15 are here designed as permanent magnets, alternatively, the magnets 15 but also be controllable electromagnets that only for and / or during the fixation of the functional module 2 are magnetic. Alternatively, the magnets may be designed to be magnetic in the de-energized state and to be non-magnetic in the energized state. It is thus a turn-off fixation technology for attaching the function modules 2 intended. In this variant of the preferred embodiment is in the functional module 2 as a sensor unit 12 a camera installed. The camera is perpendicular to the mounting surface 13 mounted in the basic unit. The camera is therefore designed the optical markings 6 in the plant area 3 as environmental data above which the camera is located. Another difference with respect to the 1 described variant of the preferred embodiment is that the functional module 2 an embedded controller 16 with an evaluation unit 17 , a control unit 18 and a reader unit 19 includes, the embedded control 16 is arranged in the basic unit. The camera is data-technically with the evaluation unit 17 connected. The evaluation unit 17 is formed the absolute position and / or relative position of the functional module 2 based on the environmental data captured by the camera and / or the optical markings 6 to determine. The evaluation unit 17 is to provide the absolute position and / or relative position of the functional module 2 with the control unit 18 connected by data technology. Furthermore, the control unit may 18 of the function module 2 independently with other control units 18 from other similar functional modules 2 in the plant area 3 connect so that the function module 2 a Plug & Produce function module 2 forms. The control unit 18 is formed the function of the function module 2 to control, in particular to start and / or stop. The control unit 18 is configured to provide the application parameters needed to perform the function from the parameterized functional description. The application parameters include in particular absolute position and / or relative position and / or all position degrees of freedom of the work actuation 9 , The reading unit 19 is data technology with the control unit 18 connected. The control unit is formed by the read-in unit 19 to be supplied with application parameters. The reading unit 19 is data-technically connected to one of the data interfaces for reading in and / or recording CAD data of a workpiece to be produced. The reading unit 19 is formed from the CAD plans of the workpiece to be machined to extract the application parameters and the control unit 18 to provide the functional module 2 needed to perform the function. The control unit 18 is also designed with control units 18 other functional modules to communicate data technically, in order to synchronize the individual production steps of the manufacturing process in time.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Arbeitsverfahrens zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich einer Fertigungsanlage, insbesondere der vorstehend beschriebenen Fertigungsanlage, wobei das Arbeitsverfahren sowohl durch eine zentrale Recheneinheit als auch durch eine dezentrale in den Funktionsmodulen realisierte embedded Steuerung oder in einer Kombination aus beiden realisiert werden kann. In einem ersten Verfahrensschritt 40 wird eine absolute Position eines Funktionsmoduls in dem Anlagenbereich und/oder eine relative Position des Funktionsmoduls zu einem weiteren Funktionsmodul im Anlagenbereich auf Basis von den mit einer Sensoreinheit erzeugten Umgebungsdaten bestimmt. In einem zweiten Verfahrensschritt 41 werden CAD-Daten des zu fertigenden Werkstücks und die Funktionsbeschreibungen der im Anlagenbereich angeordneten Funktionsmodule eingelesen. Alternativ oder zusätzlich werden die Werkstückdaten manuell durch einen Bediener eingegeben, so dass der Prozess manuell durch den Bediener zumindest teilweise konfiguriert wird. In einem dritten Verfahrensschritt 42 werden die Anwendungsparameter der Funktionsbeschreibung des zumindest einen von dem jeweiligen Funktionsmodul durchzuführenden Fertigungsschrittes in Abhängigkeit des zu fertigenden Werkstücks ermittelt und das Funktionsmodul mit den ermittelten Anwendungsparametern parametrisiert. In einem vierten Verfahrensschritt 43 wird eine Sollposition des Funktionsmoduls im Anlagenbereich in Abhängigkeit des zu fertigenden Werkstücks und der Funktionsbeschreibung des zumindest eines Fertigungsschrittes des Funktionsmoduls ermittelt und die bestimmte Sollposition des Funktionsmoduls über eine Ausgabeeinheit ausgegeben. Alternativ oder zusätzlich wird die bestimmte Sollposition des Funktionsmoduls im Anlagenbereich beispielsweise mittels eines Laserzeiger und/oder einen Projektor optisch angezeigt. Alternativ oder zusätzlich zeigen die Funktionsmodule das Erreichen der Sollposition im Anlagenbereich durch ein haptisches Feedback des Funktionsmoduls, beispielsweise in Form eines mechanischen Aktors, insbesondere durch einen Vibrationsmotor, an. In einem fünften Verfahrensschritt 44 führen das oder die Funktionsmodule, sowie die fest im Anlagenbereich angebrachte Handhabungseinheit, die verschiedenen Fertigungsschritte koordiniert als gesamter Fertigungsprozess zur Herstellung eines Werkstücks aus. In einem sechsten Verfahrensschritt 45 wird die Position der Funktionsmodule im Anlagenbereich kontinuierlich überwacht. Falls eine Positionsänderung des Funktionsmoduls im Anlagenbereich erkannt wird, wird der Fertigungsprozess in Abhängigkeit der erkannten Positionsänderung des Funktionsmoduls an die Positionsänderung angepasst, indem zum dritten Verfahrensschritt 42 gesprungen wird. In einem siebten Verfahrensschritt 46 wird der Anlagenbereich überwacht. Falls eine Gefährdung einer Person erkannt wird, wird der Fertigungsprozess gestoppt und/oder unterbrochen und/oder verlangsamt. 4 shows a flowchart of a working method for performing a Manufacturing process in a plant area of a manufacturing plant, in particular the manufacturing plant described above, wherein the working method can be implemented both by a central processing unit and by a decentralized realized in the functional modules embedded control or in a combination of both. In a first process step 40 An absolute position of a functional module in the system area and / or a relative position of the functional module to a further functional module in the system area are determined on the basis of the environmental data generated by a sensor unit. In a second process step 41 CAD data of the workpiece to be manufactured and the functional descriptions of the functional modules arranged in the system area are read in. Alternatively or additionally, the workpiece data is entered manually by an operator, so that the process is at least partially configured manually by the operator. In a third process step 42 the application parameters of the functional description of the at least one production step to be carried out by the respective functional module are determined as a function of the workpiece to be manufactured, and the functional module is parameterized with the determined application parameters. In a fourth process step 43 a setpoint position of the function module in the system area is determined as a function of the workpiece to be manufactured and the functional description of the at least one production step of the function module, and the specific setpoint position of the function module is output via an output unit. Alternatively or additionally, the specific nominal position of the functional module in the system area is optically displayed, for example, by means of a laser pointer and / or a projector. Alternatively or additionally, the functional modules indicate the achievement of the desired position in the system area by a haptic feedback of the functional module, for example in the form of a mechanical actuator, in particular by a vibration motor. In a fifth process step 44 lead the functional module (s), as well as the fixed in the plant area handling unit, the various manufacturing steps coordinated as the entire manufacturing process for the production of a workpiece from. In a sixth process step 45 the position of the function modules in the plant area is continuously monitored. If a change in position of the function module is detected in the system area, the production process is adapted to the position change as a function of the detected position change of the function module by the third method step 42 is jumped. In a seventh process step 46 the plant area is monitored. If a threat to a person is detected, the manufacturing process is stopped and / or interrupted and / or slowed down.

Bevorzugt ist die vorstehend beschriebene Sicherheitseinheit dazu ausgebildet, Tätigkeiten, insbesondere für den Anwender gefahrbringende Tätigkeiten, der Funktionsmodule als die mechatronischen Objekte sicher still zu setzen. Beispielsweise stoppt die Sicherheitseinheit beim Auslösen einen 230V Antrieb für einen Linearförderer, der auf dem Funktionsmodul angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Funktionsmodul dazu ausgebildet, eine Liste der von dem Funktionsmodul ausgehenden möglichen Gefährdungen bereitzustellen und auszugeben. Vorzugsweise wird die Liste an einer Anzeigeeinheit angezeigt. Durch die Ausgabe der Liste von möglichen Gefährdungen wird ein Sicherheitsingenieur bei der Gefährdungsbeurteilung der Fertigungsanlage unterstützt.Preferably, the security unit described above is designed to safely shut down activities, in particular activities that are dangerous for the user, of the function modules as the mechatronic objects. For example, when triggered, the safety unit stops a 230V drive for a linear feeder located on the function module. Preferably, the function module is designed to provide and output a list of potential hazards emanating from the function module. Preferably, the list is displayed on a display unit. By issuing the list of possible hazards, a safety engineer is supported in the risk assessment of the production plant.

Die beschriebene Fertigungsanlage und das Arbeitsverfahren zur Durchführung eines Fertigungsprozesses kann vorteilhaft im Bereich des Musterbaus, sowie in der produktionsvorbereitenden Fertigung von Prototypen und Kleinserien eingesetzt werden. Ferner kann die beschriebene Fertigungsanlage und das Arbeitsverfahren in Labore der Chemie oder Biologie eingesetzt werden, um Abläufe, wie das Herstellen und Handhaben von Chargen zu automatisieren. Besonders vorteilhaft kann die Fertigungsanlage und das Arbeitsverfahren bei der Batteriefertigung eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Fertigungsanlage und des Arbeitsverfahrens bei kleinen Stückzahlen und/oder hoher Varianz der Werkstücke.The production plant described and the working method for carrying out a production process can advantageously be used in the field of prototyping, as well as in the production-ready production of prototypes and small batches. Furthermore, the described manufacturing plant and method can be used in chemistry or biology laboratories to automate operations such as making and handling batches. Particularly advantageous, the manufacturing plant and the working method can be used in battery production. Particularly advantageous is the application of the manufacturing system and the working method with small quantities and / or high variance of the workpieces.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102004051753 A1 [0002]DE 102004051753 A1 [0002]
  • DE 102004051753 [0002]DE 102004051753 [0002]

Claims (16)

Fertigungsanlage (1) zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich (3) der Fertigungsanlage (1), mit einer Sicherheitseinheit (14), wobei die Sicherheitseinheit (14) ausgebildet ist, den Anlagenbereich (3) zu überwachen und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der Überwachung zu stoppen und/oder zu unterbrechen und/oder zu verlangsamen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage (1) zumindest ein Funktionsmodul (2) zur Durchführung zumindest eines Fertigungsschrittes des Fertigungsprozesses und zumindest eine Auswerteeinheit (17) umfasst, wobei die Auswerteeinheit (17) ausgebildet ist, eine absolute Position des oder der Funktionsmodule (2) in dem Anlagenbereich (3) auf Basis von mit einer Sensoreinheit (12, 20) erzeugten Umgebungsdaten zu bestimmen.Production plant (1) for carrying out a production process in a plant area (3) of the production plant (1), with a safety unit (14), wherein the safety unit (14) is designed to monitor the plant area (3) and the production process as a function of the monitoring to stop and / or to interrupt and / or to slow down, characterized in that the production plant (1) comprises at least one functional module (2) for carrying out at least one production step of the production process and at least one evaluation unit (17), wherein the evaluation unit (17) is designed to determine an absolute position of the one or more functional modules (2) in the plant area (3) on the basis of environmental data generated by a sensor unit (12, 20). Fertigungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (12, 20) als Kamera und/oder als Lasersensor ausgebildet ist.Production plant (1) according to Claim 1 , characterized in that the sensor unit (12, 20) is designed as a camera and / or as a laser sensor. Fertigungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (20) derart an der Fertigungsanlage (1) angeordnet ist, dass die Sensoreinheit (20) zumindest einen Teil des Anlagenbereichs (3), vorzugsweise den gesamten Anlagenbereich (3), erfasst.Production plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit (20) is arranged on the production plant (1) such that the sensor unit (20) at least a part of the plant area (3), preferably the entire plant area (3 ), detected. Fertigungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (2) eine Befestigungsfläche (13) umfasst, wobei zur Fixierung des Funktionsmoduls (2) im Anlagenbereich (3) die Befestigungsfläche (13) den Anlagenbereich (3) flächig in einer Kontaktfläche kontaktiert, wobei die Sensoreinheit (12) am Funktionsmodul (2) derart angeordnet ist, dass die Sensoreinheit (12) bei an der Kontaktfläche fixiertem Funktionsmodul (2) zumindest einen Teil der Kontaktfläche erfasst.Production plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the functional module (2) comprises a fastening surface (13), wherein for fixing the functional module (2) in the plant area (3) the mounting surface (13) the plant area (3) area contacted in a contact surface, wherein the sensor unit (12) on the functional module (2) is arranged such that the sensor unit (12) detects at at the contact surface fixed functional module (2) at least part of the contact surface. Fertigungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (2) frei und/oder ungerastert im Anlagenbereich (3) anordenbar ist.Production plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the functional module (2) can be arranged freely and / or ungraded in the plant area (3). Fertigungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch Anwendungsparameter parametrisierbare Funktionsbeschreibung in dem Funktionsmodul (2) hinterlegt ist und/oder das Funktionsmodul (2) den zumindest einen Fertigungsschrittes ausführt, nachdem das Funktionsmodul (2) durch die Anwendungsparameter parametrisiert wurde.Production plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a parameterizable by application parameters functional description in the function module (2) is deposited and / or the function module (2) performs the at least one manufacturing step after the function module (2) by the application parameters was parametrized. Fertigungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (17) die absolute Position des Funktionsmoduls (2) mit einer Messgenauigkeit von besser als 1 mm, vorzugsweise mit einer Messgenauigkeit von besser als 0,1 mm, bestimmt.Production plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit (17) determines the absolute position of the functional module (2) with a measurement accuracy of better than 1 mm, preferably with a measurement accuracy of better than 0.1 mm. Fertigungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (17) ausgebildet ist, eine relative Position des Funktionsmoduls (2) zu einem weiteren Funktionsmodul (2) im Anlagenbereich (3) zu bestimmen.Production plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit (17) is designed to determine a relative position of the functional module (2) to a further functional module (2) in the plant area (3). Fertigungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage (2) eine Steuerungseinheit (18) umfasst.Production plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the production plant (2) comprises a control unit (18). Fertigungsanlage (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (18) ausgebildet ist, die Anwendungsparameter der Funktionsbeschreibung des zumindest einen Fertigungsschrittes in Abhängigkeit eines zu fertigenden Werkstücks zu ermitteln.Production plant (1) according to Claim 9 , characterized in that the control unit (18) is designed to determine the application parameters of the functional description of the at least one production step in dependence on a workpiece to be manufactured. Fertigungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (18) ausgebildet ist, eine Sollposition des Funktionsmoduls (2) im Anlagenbereich (3) in Abhängigkeit des zu fertigenden Werkstücks und der Funktionsbeschreibung des zumindest eines Fertigungsschrittes des Funktionsmoduls (2) zu ermitteln und die bestimmte Sollposition des Funktionsmoduls über eine Ausgabeeinheit (21) auszugeben.Production plant (1) according to one of Claims 9 or 10 , characterized in that the control unit (18) is designed to determine a desired position of the functional module (2) in the system area (3) as a function of the workpiece to be manufactured and the functional description of the at least one manufacturing step of the functional module (2) and the specific nominal position of Output function module via an output unit (21). Fertigungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (18) ausgebildet ist, eine Positionsänderung des Funktionsmoduls (2) im Anlagenbereich (3) zu erkennen und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der erkannten Positionsänderung des Funktionsmoduls (2) an die Positionsänderung anzupassen.Production plant (1) according to one of Claims 9 to 11 , characterized in that the control unit (18) is adapted to detect a change in position of the function module (2) in the system area (3) and to adapt the manufacturing process in dependence on the detected change in position of the function module (2) to the position change. Fertigungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlagenbereich (3) in einer Kabine (27) eingehaust ist, wobei vorzugsweise die Kabine (27) allseitig geschlossen ist und/oder die Kabine (27) an zumindest einer Seite durch eine Tür (26) und/oder einen Lichtvorhang gesichert ist..Production plant (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the plant area (3) in a cabin (27) is housed, preferably the cabin (27) is closed on all sides and / or the cabin (27) on at least one side secured by a door (26) and / or a light curtain .. Fertigungsanlage (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinheit (14) ausgebildet ist, Objekte in einem Inneren der Kabine (27) und/oder ein Öffnen der Kabine (27) zu erkennen, wobei die Sicherheitseinheit (14) ausgebildet ist, den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der erkannten Objekte und/oder in Abhängigkeit des erkannten Öffnens der Kabine (27) zu stoppen und/oder zu unterbrechen und/oder zu verlangsamen.Production plant (1) according to Claim 13 characterized in that the safety unit (14) is adapted to detect objects in an interior of the cabin (27) and / or opening the cabin (27), the safety unit (14) being adapted to the manufacturing process in dependence of the detected To stop and / or interrupt and / or slow down objects and / or depending on the detected opening of the car (27). Fertigungsanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigungsanlage (1) zusätzlich zu dem zumindest einen Funktionsmodul (2) zumindest eine fest im Anlagenbereich (3) angebrachte Handhabungseinheit (28) umfasst. Production plant (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that the manufacturing plant (1) comprises at least one fixed in the plant area (3) handling unit (28) in addition to the at least one functional module (2). Arbeitsverfahren zur Durchführung eines Fertigungsprozesses in einem Anlagenbereich (3) einer Fertigungsanlage (1), insbesondere einer Fertigungsanlage (1) nach einer der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Sicherheitseinheit (14) den Anlagenbereich (3) überwacht und den Fertigungsprozess in Abhängigkeit der Überwachung stoppt und/oder unterbricht und/oder verlangsamt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteeinheit (17) eine absolute Position eines Funktionsmoduls (2) zur Durchführung zumindest eines Fertigungsschrittes des Fertigungsprozesses in dem Anlagenbereich (3) auf Basis von mit einer Sensoreinheit (12, 20) erzeugten Umgebungsdaten bestimmt.Working method for carrying out a production process in a plant area (3) of a production plant (1), in particular a production plant (1) according to one of the preceding claims, wherein a safety unit (14) monitors the plant area (3) and stops the production process as a function of the monitoring and / or interrupts and / or slows down, characterized in that an evaluation unit (17) an absolute position of a functional module (2) for performing at least one manufacturing step of the manufacturing process in the plant area (3) based on with a sensor unit (12, 20) generated Environment data determined.
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