Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken, insbesondere durch Schweißen und Löten.The invention relates to a method and a device for joining workpieces to be machined, in particular by welding and soldering.
In den Fertigungstechniken werden durch Fügen zwei oder mehrere feste Körper dauerhaft miteinander verbunden bzw. gefügt. Stoffschlüssige Verbindungen stellen eine Verbindung zwischen den Fügeteilen bzw. Werkstücken im Werkstoff selbst her. Zu den stoffschlüssigen Verbindungen gehören auch Schweiß- und Lötverbindungen. Beim Fügen durch Schweißen erfolgt das Fügen unter Einfluss von Wärme und/oder Druck. An den Fügestellen werden die zu verbindenden Werkstücke aufgeschmolzen. Beim Fügen durch Löten erfolgt das Fügen durch Schmelzen von Lot. Hierbei werden die Fügestellen zwar erwärmt, jedoch nicht geschmolzen. Allgemein kann das Fügen durch Einsatz von Hilfsstoffen bzw. Zusatzstoffen erfolgen. Hierzu zählen flüssiges Lot, Schweißzusatzwerkstoffe sowie Klebstoffe.In manufacturing techniques, two or more solid bodies are permanently connected or joined to one another by joining. Cohesive connections establish a connection between the parts to be joined or workpieces in the material itself. The material connections also include welded and soldered connections. When joining by welding, joining takes place under the influence of heat and / or pressure. The workpieces to be connected are melted at the joints. When joining by soldering, joining is done by melting solder. The joints are heated, but not melted. In general, joining can take place through the use of auxiliary materials or additives. These include liquid solder, welding consumables and adhesives.
Die Herstellung der Fügeverbindung erfolgt durch eine Herstellungseinheit, beispielsweise einen Schweißbrenner. Die Positionierung des Herstellungswerkzeuges hat eine direkte Auswirkung auf die herzustellende Fügeverbindung zwischen den zu bearbeitenden Werkstücken. Bei dem Fertigungsprozess kann es zu Ungenauigkeiten bei der Führung des Werkzeuges, der Werkstückhandhabung oder der Vorbereitung des Fertigungsprozesses kommen, welche die Qualität der Fügeverbindung zwischen den Werkstücken reduziert. Insbesondere die Genauigkeit bei der Führung des Herstellungswerkzeuges hat einen großen Einfluss auf die Qualität der Fügeverbindung. Daher bedarf ein Nutzer bzw. Monteur einer gewissenhaften Einarbeitung, um Herstellungsfehler während des Fertigungsprozesses zu verringern.The joint connection is produced by a production unit, for example a welding torch. The positioning of the production tool has a direct effect on the joint to be produced between the workpieces to be processed. During the manufacturing process, inaccuracies can occur in the guidance of the tool, the workpiece handling or the preparation of the manufacturing process, which reduces the quality of the joint between the workpieces. In particular, the accuracy in guiding the production tool has a great influence on the quality of the joint. A user or fitter therefore needs thorough training in order to reduce manufacturing errors during the manufacturing process.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken zu schaffen, bei welcher die Qualität der durch Fügen hergestellten Verbindung zwischen den Werkstücken gesteigert wird und fehlerhafte Verbindungen vermieden werden.It is therefore an object of the present invention to provide a method and a device for joining workpieces to be machined, in which the quality of the connection between the workpieces produced by joining is increased and faulty connections are avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, this object is achieved by a method having the features specified in claim 1.
Die Erfindung schafft demnach ein Verfahren zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken mit den Schritten: Platzieren der Werkstücke derart, dass ein Schweißstoßzwischen den Werkstücken besteht,
Projizieren einer herzustellenden Fügenaht entlang des zwischen den Werkstücken bestehenden Schweißstoßes durch eine Projektoreinheit und
Herstellen der Fügenaht entlang der entlang des Schweißstoßes projizierten Fügenaht.The invention accordingly creates a method for joining workpieces to be machined with the following steps: placing the workpieces in such a way that there is a weld joint between the workpieces,
Projecting a joint seam to be produced along the weld joint existing between the workpieces by a projector unit and
Production of the joint seam along the joint seam projected along the weld joint.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beiden zu bearbeitenden Werkstücke entlang des Schweißstoßes miteinander verschweißt.In a possible embodiment of the method according to the invention, the two workpieces to be processed are welded to one another along the weld joint.
Bei einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beiden zu bearbeitenden Werkstücke entlang des Schweißstoßes miteinander verlötet.In an alternative embodiment of the method according to the invention, the two workpieces to be processed are soldered to one another along the weld joint.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beiden zu bearbeitenden Werkstücke entlang des Stoßes miteinander verklebt.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the two workpieces to be processed are glued to one another along the joint.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Lage und/oder die Form des zwischen den beiden Werkstücken bestehenden Schweißstoßes durch eine Sensoreinheit optisch zur Erzeugung von Bilddaten erfasst.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the position and / or the shape of the weld joint existing between the two workpieces is optically detected by a sensor unit in order to generate image data.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Konturen der zu bearbeitenden Werkstücke und/oder Markierungen der zu bearbeitenden Werkstücke durch eine Sensoreinheit optisch zur Erzeugung von Bilddaten erfasst.In a further possible embodiment of the method according to the invention, contours of the workpieces to be processed and / or markings of the workpieces to be processed are optically captured by a sensor unit in order to generate image data.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Bilddaten durch eine Steuereinheit ausgewertet und die Projektoreinheit in Abhängigkeit des Auswerteergebnisses zur Projektion einer herzustellenden Fügenaht entlang des zwischen den beiden platzierten Werkstücken bestehenden Schweißstoßes angesteuert.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the image data are evaluated by a control unit and the projector unit is activated as a function of the evaluation result to project a joint to be produced along the weld joint between the two workpieces.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Plandaten, insbesondere CAD-Dateien, durch die Steuereinheit aus einer lokalen oder entfernten Speichereinheit ausgelesen.In a further possible embodiment of the method according to the invention, plan data, in particular CAD files, are read out by the control unit from a local or remote storage unit.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die von der Steuereinheit erhaltenen Plandaten Informationen über die zu bearbeitenden Werkstücke und/oder über die herzustellende Fügenaht.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the plan data received from the control unit include information about the workpieces to be machined and / or about the joint seam to be produced.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens projiziert die Projektoreinheit Zusatzinformationen entlang des zwischen den platzierten Werkstücken bestehenden Schweißstoßes auf Oberflächen der zu bearbeitenden Werkstücke.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the projector unit projects additional information along the information that exists between the placed workpieces Weld joint on the surfaces of the workpieces to be machined.
Diese Zusatzinformationen geben insbesondere die Richtung an, in welcher die Fügenaht entlang des Schweißstoßes herzustellen ist.This additional information indicates in particular the direction in which the joint seam is to be produced along the weld joint.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens berechnet die Steuereinheit anhand der erhaltenen Bilddaten und/oder Plandaten eine genaue Position der auf einem Bearbeitungstisch platzierten Werkstücke.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the control unit uses the received image data and / or plan data to calculate an exact position of the workpieces placed on a processing table.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst die Steuereinheit automatisch anhand der erhaltenen Bilddaten und/oder Plandaten die platzierten Werkstücke als Objekte.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the control unit automatically detects the placed workpieces as objects on the basis of the image data and / or plan data received.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt die Steuereinheit in Abhängigkeit des erkannten Objekttyps des oder der Werkstücke einen Herstellungsprozess zur Herstellung der Fügenaht automatisch ein.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the control unit automatically sets a manufacturing process for manufacturing the joint seam as a function of the recognized object type of the work piece or pieces.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt die Steuereinheit in Abhängigkeit des erkannten Objekttyps des Werkstückes bzw. der Werkstücke Prozessparameter zur Herstellung der Fügenaht entlang der projizierten Fügenaht automatisch ein.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the control unit automatically sets process parameters for producing the joint along the projected joint as a function of the recognized object type of the workpiece or the workpieces.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt die Steuereinheit automatisch anhand der erhaltenen Bilddaten eine Abweichung zwischen der projizierten Fügenaht und der hergestellten Fügenaht während des Herstellungsprozesses der Fügenaht und meldet diese Abweichung.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the control unit automatically determines, on the basis of the image data received, a deviation between the projected joint and the produced joint during the production process of the joint and reports this deviation.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt die Steuereinheit automatisch anhand der erhaltenen Bilddaten und/oder erhaltenen Plandaten eine Spaltbreite des zwischen den platzierten Werkstücken bestehenden Schweißstoßes.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the control unit automatically determines a gap width of the weld joint existing between the placed workpieces on the basis of the image data and / or plan data obtained.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens projiziert die Projektoreinheit eine durch die Steuereinheit ermittelte Spaltbreite eines an dem Schweißstoß vorhandenen Spaltes als Zusatzinformation auf der Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke entlang des Schweißstoßes.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the projector unit projects a gap width determined by the control unit of a gap present on the weld joint as additional information on the surface of the workpieces to be processed along the weld joint.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens projiziert die Projektoreinheit ein Warnsignal auf der Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke, falls die ermittelte Spaltbreite des an dem Schweißstoß vorhandenen Spaltes einen Schwellenwert überschreitet.In a further possible embodiment of the method according to the invention, the projector unit projects a warning signal on the surface of the workpieces to be processed if the determined gap width of the gap present at the weld joint exceeds a threshold value.
Die Erfindung schafft gemäß einem weiteren Aspekt eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken mit den in Patentanspruch 17 angegebenen Merkmalen.According to a further aspect, the invention creates a device for joining workpieces to be machined with the features specified in claim 17.
Die Erfindung schafft demnach eine Vorrichtung zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken mit:
- einem Bearbeitungstisch zum Platzieren der Werkstücke auf der Oberfläche des Bearbeitungstisches derart, dass ein Schweißstoß zwischen den Werkstücken besteht,
- einer Projektoreinheit, die eine herzustellende Fügenaht entlang des zwischen den Werkstücken bestehenden Schweißstoßes projiziert und mit
- einer Herstellungseinheit, welche eine Fügenaht entlang der entlang des Schweißstoßes projizierten Fügenaht herstellt.
The invention accordingly creates a device for joining workpieces to be machined with: - a machining table for placing the workpieces on the surface of the machining table in such a way that a weld joint exists between the workpieces,
- a projector unit that projects a joint seam to be produced along the weld joint between the workpieces and with it
- a production unit which produces a joint seam along the joint seam projected along the weld joint.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese mindestens eine Sensoreinheit auf, welche die Lage und/oder die Form des zwischen den beiden Werkstücken bestehenden Schweißstoßes und/oder eines dort vorhandenen Spaltes und/oder die Konturen der zu bearbeitenden Werkstücke und/oder Markierungen der zu bearbeitenden Werkstücke optisch zur Erzeugung von Bilddaten erfasst.In a possible embodiment of the device according to the invention, it has at least one sensor unit which detects the position and / or the shape of the weld joint existing between the two workpieces and / or a gap there and / or the contours of the workpieces to be processed and / or markings of the Workpieces to be processed are optically captured to generate image data.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese eine Steuereinheit auf, welche die von der Sensoreinheit erzeugten Bilddaten auswertet und die Projektoreinheit in Abhängigkeit des Auswerteergebnisses zur Projektion einer herzustellenden Fügenaht entlang des zwischen den platzierten Werkstücken bestehenden Schweißstoßes ansteuert.In a further possible embodiment of the device according to the invention, it has a control unit which evaluates the image data generated by the sensor unit and controls the projector unit depending on the evaluation result to project a joint to be produced along the weld joint between the placed workpieces.
Im Weiteren werden mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.In the following, possible embodiments of the method according to the invention and the device according to the invention for joining workpieces to be machined are explained in more detail with reference to the accompanying figures.
Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken;
- 2 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken.
Show it: - 1 a schematic representation of an exemplary embodiment of a device according to the invention for joining workpieces to be machined;
- 2 a flowchart to illustrate an embodiment of a method according to the invention for joining workpieces to be machined.
Wie man in 1 erkennen kann, umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Zusammenfügen von Werkstücken W bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Bearbeitungstisch 2 zum Platzieren der Werkstücke W auf der Oberfläche des Bearbeitungstisches 2 derart, dass zwischen den Werkstücken W1, W2 ein Schweißstoß besteht. Der Schweißstoß kann einen Spalt Sp aufweisen. Bei den Werkstücken W kann es sich um beliebige Werkstücke W handeln, die aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Metall oder Kunststoff, bestehen und die in einem Herstellungsprozess zusammenzufügen sind.How to get in 1 can recognize comprises a device according to the invention 1 a machining table for joining workpieces W in the illustrated embodiment 2 for placing the workpieces W on the surface of the processing table 2 such that between the workpieces W1 , W2 there is a sweat. The weld joint can have a gap Sp. The workpieces W can be any workpieces W which are made of different materials, for example metal or plastic, and which are to be assembled in a manufacturing process.
Der Schweißstoß ist der Bereich, in dem die Bauteile bzw. Werkstücke W durch Schweißen, Löten oder auch Kleben miteineinander vereinigt werden. Die Schweißnaht vereinigt die Bauteile an dem Schweißstoß. An dem Schweißstoß stoßen die platzierten Werkstücke aneinander. Die Nahtart hängt im Wesentlichen von der Schweißstoßart, der Nahtvorbereitung (Fugenform), dem Werkstoff und dem eingesetzten Schweißverfahren ab.The weld joint is the area in which the components or workpieces W are united with one another by welding, soldering or gluing. The weld seam unites the components at the weld joint. The placed workpieces butt against each other at the weld joint. The type of seam essentially depends on the type of weld, the preparation of the seam (joint shape), the material and the welding process used.
Die Naht kann an dem Schweißstoß durch den Spalt bzw. der Fuge derart vorbereitet werden, dass ein Aufschmelzen der Kanten, ein Durchschweißen der Wurzel sowie ein vollkommendes Füllen des Nahtquerschnittes gewährleistet ist. Je nach Schweißstoßart können verschiedene Nahtarten angewendet werden. Man unterscheidet Stumpf- und Kehlnähte. In Stumpfnähten verlaufen die Kraftlinien mit relativ gleichmäßiger Spannungsverteilung, während bei Kehlnähten die Kraftlinien umgelenkt werden.Man unterscheidet verschiedene Schweißstoßarten, wie beispielsweise Stumpfstoß, Überlappstoß, T-Stoß oder Eckstoß.The seam can be prepared at the weld joint through the gap or the joint in such a way that melting of the edges, welding through of the root and complete filling of the seam cross-section is guaranteed. Different types of seams can be used depending on the type of weld joint. A distinction is made between butt and fillet welds. In butt welds, the lines of force run with a relatively even distribution of stress, while in fillet welds the lines of force are deflected. A distinction is made between different types of weld joint, such as butt joint, lap joint, T-joint or corner joint.
Die Vorrichtung 1 weist eine Projektoreinheit 3 auf, die eine herzustellende Fügenaht entlang des Schweißstoßes projiziert. Die Projektoreinheit 3 weist bei einer möglichen Ausführungsform einen Videoprojektor auf, welcher eine herzustellende Fügenaht auf eine Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke W projiziert. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform weist die Projektoreinheit 3 einen Laserprojektor auf, welcher einen sich stetig verändernden Laserpunkt auf die Oberfläche der Werkstücke W projiziert. Der Laserprojektor weist eine oder mehrere Laserquellen mit einer oder mehreren Farben RGB auf. Der generierte Laserstrahl kann über Spiegel oder sonstige optische Bauteile auf die Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke W projiziert werden. Bei einer möglichen Implementierung wird die Fügenaht an den beiden Rändern auf beiden Seiten des an dem Schweißstoß bestehenden Spaltes Sp auf die Oberflächen der Werkstücke W1, W2 projiziert.The device 1 has a projector unit 3 on, which projects a seam to be produced along the weld joint. The projector unit 3 In one possible embodiment, it has a video projector which projects a joint seam to be produced onto a surface of the workpieces W to be processed. In a further possible embodiment, the projector unit 3 a laser projector which projects a constantly changing laser point onto the surface of the workpieces W. The laser projector has one or more laser sources with one or more colors RGB. The generated laser beam can be projected onto the surface of the workpieces W to be processed via mirrors or other optical components. In one possible implementation, the joint seam at the two edges on both sides of the gap Sp existing on the weld joint is applied to the surfaces of the workpieces W1 , W2 projected.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Herstellungseinheit 4 auf, welche eine Fügenaht entlang der entlang des Schweißstoßes projizierten Fügenaht herstellt. Bei einer möglichen Ausführungsform werden die beiden zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 durch die Herstellungseinheit 4 entlang des Schweißstoßes miteinander verschweißt. Bei dieser Ausführungsform weist die Herstellungseinheit 4 einen Schweißbrenner zur Herstellung einer Schweißnaht auf. Unterschiedliche Schweißverfahren können zur Herstellung der Fügenaht bzw. Schweißnaht eingesetzt werden, insbesondere MIG/MAG-Schweißen, WIG-Schweißen oder Laserschweißen.The device according to the invention 1 points to the in 1 illustrated embodiment a manufacturing unit 4th which creates a joint along the joint projected along the weld joint. In one possible embodiment, the two workpieces to be machined are W1 , W2 by the manufacturing unit 4th welded together along the weld joint. In this embodiment, the production unit 4th a welding torch to produce a weld seam. Different welding processes can be used to produce the joint seam or weld seam, in particular MIG / MAG welding, TIG welding or laser welding.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 werden die beiden zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 entlang des Schweißstoßes durch die Herstellungseinheit 4 miteinander verlötet.In a further possible embodiment of the device according to the invention 1 the two workpieces to be machined W1 , W2 along the weld joint through the manufacturing unit 4th soldered together.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 werden die beiden zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 entlang des Schweißstoßes miteinander verklebt.In a further possible embodiment of the device according to the invention 1 the two workpieces to be machined W1 , W2 glued together along the weld joint.
Die Fügenaht zur Herstellung der beiden Werkstücke W1, W2 kann mit oder ohne Hilfsstoff hergestellt werden. Bei einem Schweißherstellungsprozess kann ein Zusatzwerkstoff als Hilfsstoff in Form einer Schweißdrahtelektrode zugeführt werden, der während des Herstellungsprozesses schmilzt. Werden die beiden Werkstücke W1, W2 entlang des Schweißstoßes durch die Herstellungseinheit 4 miteinander verlötet, wird als Hilfswerkstoff Lot zugeführt. Werden bei einer weiteren Ausführungsvariante die beiden Werkstücke W1, W2 entlang der Fügenaht durch die Herstellungseinheit 4 miteinander verklebt, wird als Hilfsstoff ein Klebestoff zugeführt.The seam for manufacturing the two workpieces W1 , W2 can be produced with or without excipients. In a welding production process, a filler material can be supplied as an auxiliary material in the form of a welding wire electrode, which melts during the production process. Will the two workpieces W1 , W2 along the weld joint through the manufacturing unit 4th soldered together, solder is supplied as an auxiliary material. In a further variant, the two workpieces W1 , W2 along the joint through the manufacturing unit 4th glued together, an adhesive is added as an auxiliary material.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken W kann demnach bei einer möglichen Ausführungsform auch eine Zuführeinheit zum Zuführen eines Zusatzwerkstoffes oder Hilfswerkstoffes umfassen (nicht in 1 dargestellt).The device according to the invention 1 For joining workpieces W to be machined, in a possible embodiment, a feed unit for feeding an additional material or auxiliary material can accordingly also be included (not in FIG 1 shown).
Die Vorrichtung 1 weist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Sensoreinheit 5 auf, die Sensordaten bzw. Bilddaten an eine Steuereinheit 6 der Vorrichtung 1 abgibt. Die Steuereinheit 6 steuert die Herstellungseinheit 4 über Steuersignale. Die Sensoreinheit 5 erfasst bei einer möglichen Ausführungsform die Lage und/oder die Form des an den beiden Werkstücken W1, W2 bestehenden Schweißstoßes oder Spaltes Sp. Weiterhin kann die Sensoreinheit 5 bei einer möglichen Ausführungsform Konturen, insbesondere Außenkonturen, der zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 optisch erfassen. Weiterhin kann die Sensoreinheit 5 bei einer möglichen Ausführungsvariante zusätzlich Markierungen optisch zur Erzeugung von Bilddaten erfassen, welche an den zu bearbeitenden Werkstücken W1, W2 angebracht sind. Bei einer möglichen Ausführungsform weist die Sensoreinheit 5 eine oder mehrere Kameras auf, die auf die Oberflächen der beiden zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 gerichtet sind und entsprechende Bilddaten generieren. Die Bilddaten stellen die Konturen und/oder Umrisse der Werkstücke W1, W2 und des bestehenden Schweißstoßes dar.The device 1 points to the in 1 illustrated embodiment a sensor unit 5 on, the sensor data or image data to a control unit 6th the device 1 gives away. The control unit 6th controls the manufacturing unit 4th via control signals. The sensor unit 5 detects in one possible embodiment the position and / or the shape of the on the two workpieces W1 , W2 existing weld joint or gap Sp. Furthermore, the sensor unit 5 in one possible embodiment contours, in particular outer contours, of the machined workpieces W1 , W2 capture optically. Furthermore, the sensor unit 5 in one possible variant, additionally detect markings optically to generate image data which are on the workpieces to be processed W1 , W2 are attached. In one possible embodiment, the sensor unit 5 one or more cameras on the surfaces of the two workpieces to be processed W1 , W2 are directed and generate corresponding image data. The image data represent the contours and / or outlines of the workpieces W1 , W2 and the existing weld joint.
Die Steuereinheit 6 erhält die Bilddaten bzw. Sensordaten von der Sensoreinheit 5 und wertet diese aus. Die Steuereinheit 6 steuert die Projektoreinheit 3 in Abhängigkeit des Auswerteergebnisses zur Projektion einer herzustellenden Fügenaht entlang des bestehenden Schweißstoßes an. Beispielsweise wird ein Laserpunkt auf einen oder beide Ränder der Werkstücke W1, W2 projiziert, welcher sich während des Herstellungsprozesses entlang der Fügenaht bewegt. Alternativ kann eine herzustellende Fügenaht entlang der gesamten Länge des Schweißstoßes auf den Rändern der Oberflächen der beiden Werkstücke W1, W2 projiziert werden. Kameras der Sensoreinheit 5 können Bilddaten liefern, welche es erlauben, eine Fügenaht und/oder weitere Zusatzinformationen unverzerrt auf den Oberflächen der Werkstücke W1, W2 zu projizieren.The control unit 6th receives the image data or sensor data from the sensor unit 5 and evaluates them. The control unit 6th controls the projector unit 3 depending on the evaluation result for the projection of a seam to be produced along the existing weld joint. For example, a laser point is placed on one or both edges of the work piece W1 , W2 projected, which moves along the joint seam during the manufacturing process. Alternatively, a seam to be produced can be produced along the entire length of the weld joint on the edges of the surfaces of the two workpieces W1 , W2 projected. Sensor unit cameras 5 can deliver image data that allow a joint seam and / or other additional information to appear undistorted on the surfaces of the workpieces W1 , W2 to project.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhält die Steuereinheit 6 über Datenleitungen zusätzlich Plandaten aus einem Datenspeicher 7. Dieser Datenspeicher 7 kann bei einer möglichen Ausführungsvariante in die Vorrichtung 1 integriert sein. Alternativ handelt es sich bei dem Datenspeicher 7 um einen entfernten Datenspeicher, der über ein Datennetzwerk mit der Steuereinheit 6 der Vorrichtung 1 verbunden ist. Die Steuereinheit 6 liest somit Plandaten, insbesondere CAD-Dateien, aus einer lokalen oder entfernten Speichereinheit 7 aus. Die Plandaten können bei einer möglichen Ausführungsvariante auch ein CAD-Datenmodell der zu verarbeitenden Werkstücke W1, W2 und des daraus herzustellenden Gesamtbauteils umfassen. Die Plandaten beinhalten Informationen über die zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2, das herzustellende Gesamtbauteil und/oder über die herzustellende Fügenaht FN.In a possible embodiment of the device according to the invention, the control unit receives 6th additional planning data from a data memory via data lines 7th . This data store 7th can in a possible embodiment variant in the device 1 be integrated. Alternatively, it is the data memory 7th a remote data storage device connected to the control unit via a data network 6th the device 1 connected is. The control unit 6th thus reads plan data, in particular CAD files, from a local or remote storage unit 7th the end. In one possible embodiment variant, the plan data can also be a CAD data model of the workpieces to be processed W1 , W2 and the overall component to be produced therefrom. The plan data contain information about the workpieces to be machined W1 , W2 , the entire component to be produced and / or via the joint seam FN to be produced.
Die Projektoreinheit 3 projiziert Zusatzinformationen entlang des bestehenden Schweißstoßes auf Oberflächen der zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2. Diese Zusatzinformationen können beispielsweise die Richtung angeben, in welche die Fügenaht durch die Herstellungseinheit 4 entlang des Schweißstoßes herzustellen ist. Die Herstellungseinheit 4 kann durch einen Nutzer entlang der projizierten Fügenaht handgeführt werden, um die Fügenaht, beispielsweise eine Schweißnaht, herzustellen. Die projizierten Zusatzinformationen unterstützen den Nutzer bzw. Schweißer bei der Durchführung der Bewegung der Herstellungseinheit 4, beispielsweise des Schweißbrenners. Die zu schweißende Naht wird dem Schweißer mittels der Projektoreinheit 3 auf die Oberflächen der Werkstücke W1, W2 projiziert. Sie unterstützt den Schweißer bzw. Nutzer dabei, an der richtigen Position der Werkstücke W1, W2 den Schweißvorgang durchzuführen. Anhand der durch die Sensoreinheit 5 generierten Bilddaten können bei einer möglichen Ausführungsform das zu schweißende Bauteil bzw. die zusammenzufügenden Werkstücke W1, W2 erkannt werden und eine Position und Lage der projizierten Schweißnaht korrigiert werden.The projector unit 3 projects additional information along the existing weld joint onto the surfaces of the workpieces to be machined W1 , W2 . This additional information can, for example, indicate the direction in which the joint seam through the manufacturing unit 4th is to be made along the weld joint. The manufacturing unit 4th can be manually guided along the projected joint seam by a user in order to produce the joint seam, for example a weld seam. The projected additional information supports the user or welder in carrying out the movement of the manufacturing unit 4th , for example the welding torch. The seam to be welded is shown to the welder by means of the projector unit 3 on the surfaces of the workpieces W1 , W2 projected. It supports the welder or user in finding the correct position of the workpieces W1 , W2 carry out the welding process. Based on the by the sensor unit 5 In one possible embodiment, the generated image data can be the component to be welded or the workpieces to be joined W1 , W2 can be recognized and a position and location of the projected weld seam corrected.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 berechnet die Steuereinheit 6 anhand der erhaltenen Bilddaten und/oder anhand der erhaltenen Plandaten eine Position der auf dem Bearbeitungstisch 2 platzierten Werkstücke W1, W2. Anhand der Plandaten kann beispielsweise die Steuereinheit 6 eine Soll-Position und/oder Soll-Ausrichtung der zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 berechnen. Anhand der von der Sensoreinheit 5 gelieferten Bilddaten kann die Steuereinheit 6 ferner eine Ist-Position und/oder Ist-Ausrichtung der beiden auf dem Bearbeitungstisch 2 platzierten Werkstücke W1, W2 berechnen. Weicht die ermittelte Ist-Position und/oder Ist-Ausrichtung von der berechneten Soll-Position bzw. Soll-Ausrichtung der Werkstücke W1, W2 zu sehr ab, kann ein Nutzer bzw. Monteur über eine Nutzerschnittstelle der Vorrichtung 1 über die bestehende Abweichung informiert werden, sodass er die beiden Werkstücke W1, W2 auf dem Bearbeitungstisch 2 nachjustieren kann, um eine geeignete Position und/oder Ausrichtung der Werkstücke W1, W2 zu erreichen. Sobald die beiden Werkstücke W1, W2 in geeigneter Weise auf dem Bearbeitungstisch 2 platziert worden sind, kann mit dem Herstellungsprozess zur Herstellung einer Fügenaht begonnen werden. Die Platzierung der Werkstücke W1, W2 auf dem Bearbeitungstisch 2 kann manuell, halbautomatisch oder vollautomatisch erfolgen.In one possible embodiment of the device according to the invention 1 calculates the control unit 6th a position on the processing table based on the image data obtained and / or based on the plan data obtained 2 placed workpieces W1 , W2 . Using the plan data, for example, the control unit 6th a target position and / or target alignment of the workpieces to be machined W1 , W2 to calculate. Based on the from the sensor unit 5 The control unit can deliver the image data 6th furthermore an actual position and / or actual alignment of the two on the machining table 2 placed workpieces W1 , W2 to calculate. Does the determined actual position and / or actual alignment deviate from the calculated target position or target alignment of the workpieces W1 , W2 too much, a user or fitter can use a user interface of the device 1 be informed of the existing deviation so that he can handle the two workpieces W1 , W2 on the processing table 2 can readjust to a suitable position and / or alignment of the workpieces W1 , W2 to reach. Once the two workpieces W1 , W2 in a suitable manner on the processing table 2 have been placed, the manufacturing process for producing a joint can begin. The placement of the workpieces W1 , W2 on the processing table 2 can be done manually, semi-automatically or fully automatically.
Bei einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfasst die Steuereinheit 6 anhand der von der Sensoreinheit 5 erhaltenen Bilddaten und anhand der aus dem Speicher 7 ausgelesenen Plandaten die platzierten Werkstücke W1, W2 als Objekte automatisch. Bei dieser Ausführungsvariante führt die Steuereinheit 6 anhand der Bilddaten und Plandaten eine Objekterkennung der auf dem Bearbeitungstisch 2 platzierten Werkstücke W aus. Die Steuereinheit 6 kann anhand der erhaltenen Bilddaten und/oder Plandaten einen Objekttyp der platzierten Werkstücke W1, W2 detektieren bzw. erkennen. In Abhängigkeit des erkannten Objekttyps der Werkstücke W1, W2 stellt die Steuereinheit 6 bei einer möglichen Ausführungsform einen Herstellungsprozess zur Herstellung der Fügenaht automatisch ein. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 6 in Abhängigkeit des erkannten Objekttyps der Werkstücke zusätzliche Prozessparameter zur Herstellung der Fügenaht entlang der projizierten Fügenaht automatisch einstellen.In a possible embodiment of the device according to the invention, the control unit records 6th based on the from the sensor unit 5 image data obtained and based on the from the memory 7th read out plan data the placed workpieces W1 , W2 as objects automatically. In this embodiment variant, the control unit leads 6th object recognition on the processing table based on the image data and plan data 2 placed workpieces W from. The control unit 6th can use the received image data and / or plan data to determine an object type of the placed workpieces W1 , W2 detect or recognize. Depending on the recognized object type of the workpieces W1 , W2 represents the control unit 6th in one possible embodiment, a production process for producing the joint seam is automatically included. In addition, the control unit can 6th Depending on the recognized object type of the workpieces, automatically set additional process parameters for producing the joint along the projected joint.
Während des Herstellungsvorganges bzw. Herstellungsprozesses, beispielsweise eines Schweißprozesses, wertet die Steuereinheit 6 kontinuierlich in Echtzeit die von der Sensoreinheit 5 erhaltenen Bilddaten aus. Anhand der erhaltenen Bilddaten kann die Steuereinheit 6 bei einer möglichen Ausführungsform eine Abweichung zwischen der projizierten Fügenaht und der tatsächlich hergestellten Fügenaht während des Herstellungsprozesses der Fügenaht automatisch ermitteln bzw. detektieren. Diese bestehende Abweichung kann bei einer möglichen Ausführungsvariante zusätzlich als Zusatzinformation fortlaufend neben die projizierte Fügenaht auf die Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 projiziert werden, sodass der Monteur bzw. Nutzer ständig über eine Abweichung zwischen der projizierten Fügenaht und der tatsächlich hergestellten Fügenaht informiert wird. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform berechnet die Steuereinheit 6 anhand der erhaltenen Bilddaten und/oder Plandaten kontinuierlich eine Spaltbreite des zwischen den platzierten Werkstücken W1, W2 an dem Schweißstoß bestehenden Spaltes Sp , welche variieren kann. Die Spaltbreite des Spaltes Sp hängt einerseits von der Platzierung der beiden Werkstücke W1, W2 auf dem Bearbeitungstisch 2 ab und andererseits von den Außenkonturen der beiden Werkstücke W1, W2.During the manufacturing process or manufacturing process, for example a welding process, the control unit evaluates 6th continuously in real time from the sensor unit 5 received image data. On the basis of the image data obtained, the control unit can 6th in one possible embodiment, a deviation between the projected joint seam and the joint seam actually produced during the production process of the joint seam is determined or detected automatically. In a possible embodiment variant, this existing deviation can also be used continuously as additional information next to the projected joint seam on the surface of the workpieces to be processed W1 , W2 projected, so that the fitter or user is constantly informed about a discrepancy between the projected joint and the actually produced joint. In a further possible embodiment, the control unit calculates 6th based on the image data and / or plan data obtained, continuously a gap width between the placed workpieces W1 , W2 existing gap Sp at the weld joint, which can vary. The gap width of the gap Sp depends on the one hand on the placement of the two workpieces W1 , W2 on the processing table 2 from and on the other hand from the outer contours of the two workpieces W1 , W2 .
Während die Herstellungseinheit 4 zur Herstellung der Fügenaht entlang des Schweißstoßes bewegt wird, kann bei einer Ausführungsvariante die momentan bestehende Spaltbreite des an dem Schweißstoßbestehenden Spaltes Sp als Zusatzinformation auf die Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke W projiziert werden. Überschreitet die fortlaufend ermittelte Spaltbreite des an dem Schweißstoß bestehenden Spaltes Sp einen vorgegebenen Schwellenwert, kann bei einer möglichen Ausführungsform die Steuereinheit 6 die Projektoreinheit 3 derart ansteuern, dass sie ein Warnsignal auf die Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 projiziert. Zusätzlich kann ein entsprechender Hinweis über eine Nutzerschnittstelle der Vorrichtung 1 ausgegeben werden. Das Warnsignal kann auch in akustischer Form ausgegeben werden. Bei einer möglichen Ausführungsvariante werden die Zusatzinformationen einerseits auf die Oberflächen der Werkstücke W projiziert und andererseits akustisch an Kopfhörer abgegeben, welche der Nutzer bzw. Monteur während des Herstellungsprozesses trägt.While the manufacturing unit 4th is moved along the weld joint to produce the joint, in one embodiment the currently existing gap width of the gap Sp existing on the weld joint can be projected onto the surface of the workpieces W to be processed as additional information. If the continuously determined gap width of the gap Sp existing on the weld joint exceeds a predetermined threshold value, in one possible embodiment the control unit can 6th the projector unit 3 control in such a way that they emit a warning signal on the surface of the workpieces to be machined W1 , W2 projected. In addition, a corresponding message can be sent via a user interface of the device 1 are issued. The warning signal can also be issued in acoustic form. In a possible embodiment variant, the additional information is projected on the one hand onto the surfaces of the workpieces W and on the other hand acoustically emitted to headphones which the user or fitter wears during the manufacturing process.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante kann der Nutzer bzw. Monteur auch mit der Vorrichtung 1 über eine Nutzerschnittstelle der Vorrichtung 1 interagieren. Beispielsweise kann der Nutzer Befehle hinsichtlich der Projektion der herzustellenden Fügenaht und der Zusatzinformationen über ein Mikrofon eingeben und somit darauf Einfluss nehmen, welche Informationen ihm in welcher Form auf die Oberfläche projiziert werden. Beispielsweise kann der Nutzer akustisch angeben, dass er die Spaltbreite des zwischen den Werkstücken W1, W2 bestehenden Spaltes Sp neben der projizierten Fügenaht als Zusatzinformation auf der Oberfläche angezeigt haben möchte. Ein derartiger Sprachbefehl wird durch die Steuereinheit 6 der Vorrichtung 1 erkannt, die in Folge die gewünschte Zusatzinformation auf die Oberfläche der zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 projiziert.In a further possible embodiment variant, the user or fitter can also use the device 1 via a user interface of the device 1 to interact. For example, the user can enter commands regarding the projection of the joint seam to be produced and the additional information via a microphone and thus influence which information is projected onto the surface in which form. For example, the user can acoustically indicate that he has the gap width between the workpieces W1 , W2 existing gap Sp next to the projected joint seam as additional information on the surface. Such a voice command is given by the control unit 6th the device 1 recognized, which as a result, the desired additional information on the surface of the workpieces to be machined W1 , W2 projected.
Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Nutzer über die Nutzerschnittstelle konfigurieren, welche Zusatzinformationen er in welcher Weise angezeigt haben möchte. Beispielsweise möchte ein erster Nutzer zusätzlich die Information erhalten, in welcher Richtung die Fügenaht entlang des Schweißstoßes herzustellen ist, während ein anderer Nutzer auf diese Zusatzinformation verzichtet.In one possible embodiment, the user can configure via the user interface which additional information he would like to have displayed in which way. For example, a first user would also like to receive the information about the direction in which the joint seam is to be produced along the weld joint, while another user does not need this additional information.
Der Umfang der angezeigten Zusatzinformationen kann auch in Abhängigkeit von dem Erfahrungsschatz der Nutzer variieren. Beispielsweise erhält ein erfahrener Schweißer weniger Zusatzinformationen angezeigt bzw. projiziert als ein relativ unerfahrener Schweißer bzw. Nutzer.The scope of the additional information displayed can also vary depending on the experience of the user. For example, an experienced welder receives less additional information displayed or projected than a relatively inexperienced welder or user.
Bei einer möglichen Ausführungsvariante werden als Zusatzinformationen auch Prozessparameter zur Herstellung der Fügenaht durch die Projektoreinheit 3 auf die Oberflächen der Werkstücke W projiziert. Beispielsweise können bei einem Schweißprozess Zusatzinformationen wie Schweißparameter, beispielsweise eingestellte Spannung, Schweißstrom, Drahtvorschub und/oder Schweißgeschwindigkeit, auf die Oberflächen projiziert werden, sodass der Nutzer bzw. Schweißer darüber während des Schweißvorganges informiert wird. Auch davon abgeleitete Größen, die durch die Steuereinheit 6 anhand der eingestellten Parameter berechnet werden, können als Zusatzinformation auf die Oberfläche der Werkstücke W projiziert werden. Beispielsweise kann fortlaufend die eingestellte elektrische Leistung anhand der Spannung des eingestellten Schweißstromes berechnet werden und als Zusatzinformation auf die Oberflächen der Werkstücke W1, W2 projiziert werden.In one possible embodiment variant, process parameters for producing the joint seam by the projector unit are also used as additional information 3 projected onto the surfaces of the workpieces W. For example, additional information such as welding parameters, for example set voltage, welding current, wire feed and / or welding speed, can be projected onto the surfaces during a welding process so that the user or welder is informed about this during the welding process. Also derived variables that are generated by the control unit 6th calculated using the set parameters can be projected onto the surface of the workpieces W as additional information. For example, the set electrical power can be continuously calculated based on the voltage of the set welding current and as additional information on the surfaces of the workpieces W1 , W2 projected.
Bei einer möglichen Ausführungsvariante kann die Steuereinheit 6 zusätzlich eine Zuführeinheit zum Zuführen eines Zusatzwerkstoffes für den Herstellungsprozess ansteuern. Beispielsweise kann die Steuereinheit 6 die Drahtvorschubgeschwindigkeit eines zugeführten Schweißdrahtes ansteuern und die eingestellte Drahtvorschubgeschwindigkeit als Zusatzinformation auf den Oberflächen der Werkstücke W1, W2 projizieren.In a possible embodiment variant, the control unit 6th additionally control a feed unit for feeding in a filler material for the manufacturing process. For example, can the control unit 6th control the wire feed speed of a supplied welding wire and the set wire feed speed as additional information on the surfaces of the workpieces W1 , W2 project.
Wird bei einem Schweißprozess beispielsweise ein Schutzgas eingesetzt kann als weitere Zusatzinformation auch die Menge des zugeführten Schutzgases und/oder die Art des zugeführten Schutzgases auf die Oberflächen der zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 projiziert werden.If, for example, a protective gas is used in a welding process, the amount of protective gas supplied and / or the type of protective gas supplied to the surfaces of the workpieces to be processed can also be used as additional information W1 , W2 projected.
Die Sensoreinheit 5 kann unterschiedliche Sensoren umfassen, insbesondere optische Sensoren zur Erzeugung von Bilddaten, insbesondere Kameras. Die von den Sensoren erzeugten Bilddaten können zur Lagebestimmung der Bauteile bzw. Werkstücke W1, W2 ausgewertet werden, beispielsweise um einen Anfang einer herzustellenden Fügenaht oder um ein Ende einer herzustellenden Fügenaht anhand der Bilddaten zu ermitteln. Weiterhin kann anhand der Bilddaten die Herstellung der Fügenaht kontinuierlich verfolgt werden und diese Information zur Adaption der Prozessparameter ausgewertet werden. Die Sensordaten, insbesondere Bilddaten, werden durch die Steuereinheit 6 bei einer möglichen Ausführungsform auch zur Ermittlung der Qualität der während des Herstellungsprozesses bereits gebildeten Fügenaht ausgewertet. Auf diese Weise kann der Nutzer bzw. der Schweißer während des Herstellungsprozesses seine Arbeitsweise korrigieren bzw. optimieren. Die Vorrichtung 1 kann über eine Nutzerschnittstelle oder durch Projektion dem Nutzer ein Feedback hinsichtlich der Qualität der von ihm während des Herstellungsvorganges hergestellten Fügenaht geben. Bei einer möglichen Ausführungsvariante kann zu Dokumentationszwecken die ermittelte Qualität der Fügenaht in dem Speicher 7 der Vorrichtung 1 abgelegt werden, um so die Qualitätskontrolle für das herzustellende Bauteil zu erleichtern.The sensor unit 5 can include different sensors, in particular optical sensors for generating image data, in particular cameras. The image data generated by the sensors can be used to determine the position of the components or workpieces W1 , W2 be evaluated, for example in order to determine the beginning of a joint seam to be produced or in order to determine an end of a joint seam to be produced on the basis of the image data. Furthermore, the production of the joint seam can be continuously tracked using the image data and this information can be evaluated for adapting the process parameters. The sensor data, in particular image data, are generated by the control unit 6th in one possible embodiment also evaluated to determine the quality of the joint seam already formed during the manufacturing process. In this way, the user or the welder can correct or optimize his working method during the manufacturing process. The device 1 can give the user feedback on the quality of the joint seam produced by him during the manufacturing process via a user interface or by projection. In a possible embodiment variant, the quality of the joint seam determined in the memory can be used for documentation purposes 7th the device 1 are stored in order to facilitate the quality control for the component to be manufactured.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1, wie sie in 1 dargestellt ist, eignet sich auch zur Schulung von Monteuren bzw. Nutzern. Durch die Projektion der Zusatzinformationen können Nutzer, insbesondere Schweißer, gezielt geschult werden. Die über dem Herstellungs- bzw. Bearbeitungsplatz 2 angebrachte Projektionseinheit 3 kann dem Nutzer Informationen zu dem zu schweißenden Bauteil direkt auf das Bauteil projizieren.The device according to the invention 1 as in 1 is also suitable for training fitters and users. By projecting the additional information, users, in particular welders, can be specifically trained. The one above the manufacturing or processing station 2 attached projection unit 3 can project information about the component to be welded directly onto the component.
Bei einer möglichen Ausführungsvariante kann eine Kamera der Sensoreinheit 5 den Arbeitsplatz filmen und beispielsweise die zu bearbeitenden Werkstücke W anhand von ihrer Kontur bzw. Form oder anhand angebrachter QR-Codes erkennen. Anhand der Bilddaten kann die exakte Position der zu verbindenden Werkstücke W1, W2 durch einen Prozessor der Steuereinheit 6 berechnet werden. Es kann bei einer möglichen Ausführungsform auch erkannt werden, dass die für den Herstellungsprozess vorbereiteten Werkstücke W1, W2 für den Herstellungsprozess ungeeignet sind bzw. ungeeignet platziert sind. In diesem Falle müssen die Werkstücke W1, W2 entweder ausgetauscht werden oder neu auf den Bearbeitungstisch 2 justiert werden.In a possible embodiment variant, a camera of the sensor unit 5 film the workplace and, for example, recognize the workpieces W to be processed by means of their contour or shape or by means of attached QR codes. The exact position of the workpieces to be connected can be determined using the image data W1 , W2 by a processor of the control unit 6th be calculated. In one possible embodiment, it can also be recognized that the workpieces prepared for the manufacturing process W1 , W2 are unsuitable for the manufacturing process or are unsuitably placed. In this case, the workpieces must W1 , W2 either exchanged or new on the processing table 2 adjusted.
Bei einer möglichen Ausführungsform kann die Projektoreinheit 3 die herzustellende Fügenaht bzw. Schweißnaht zwischen den beiden Werkstücken W1, W2 beispielsweise farblich markieren. Weiterhin kann beispielsweise mittels Pfeilen auch die Richtung angegeben werden, in welcher der Herstellungsprozess vorgenommen werden soll. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 dem Nutzer Hinweise geben, falls der zwischen den beiden zu bearbeitenden Werkstücken W1, W2 bestehende Spalt Sp zu groß ist, und eine entsprechende Warnmeldung abgeben, beispielsweise indem die gesamte Arbeitsfläche rot beleuchtet wird.In one possible embodiment, the projector unit 3 the joint or weld to be produced between the two workpieces W1 , W2 for example, mark in color. Furthermore, the direction in which the manufacturing process is to be carried out can also be indicated by means of arrows. In addition, the device according to the invention 1 give the user information if there is between the two workpieces to be machined W1 , W2 existing gap Sp is too large, and issue a corresponding warning message, for example by illuminating the entire work surface in red.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zusammenfügen von Werkstücken W. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren im Wesentlichen drei Hauptschritte. 2 shows a flowchart to illustrate an embodiment of a method according to the invention for joining workpieces W. In the case of FIG 2 In the illustrated embodiment, the method essentially comprises three main steps.
In einem ersten Schritt S1 werden die Werkstücke W1, W2 derart auf dem Bearbeitungstisch 2 platziert, dass ein Schweißstoß zwischen den Werkstücken W1, W2 besteht.In a first step S1 are the workpieces W1 , W2 like that on the machining table 2 placed that a weld joint between the workpieces W1 , W2 consists.
In einem weiteren Schritt S2 wird eine herzustellende Fügenaht entlang des zwischen den Werkstücken W1, W2 bestehenden Schweißstoßes durch eine Projektoreinheit 3 projiziert.In a further step S2 is a seam to be produced along the between the workpieces W1 , W2 existing weld joint through a projector unit 3 projected.
In einem weiteren Schritt S3 wird die Fügenaht entlang der entlang des Schweißstoßes projizierten Fügenaht hergestellt. Dabei werden die zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 miteinander in einem Herstellungsprozess verbunden bzw. zusammengefügt. Die Werkstücke W1, W2 können beispielsweise miteinander verschweißt werden. Alternativ können die beiden Werkstücke W1, W2 entlang des Schweißstoßes miteinander verlötet werden. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante werden die beiden zu bearbeitenden Werkstücke miteinander im Schritt S3 verklebt.In a further step S3 the joint seam is produced along the joint seam projected along the weld joint. The workpieces to be machined are thereby W1 , W2 connected or joined together in a manufacturing process. The work pieces W1 , W2 can for example be welded together. Alternatively, the two workpieces W1 , W2 be soldered together along the weld joint. In a further possible embodiment variant, the two workpieces to be machined are stepped together S3 glued.
Anhand der gespeicherten Plandaten kann bei einer möglichen Ausführungsform der Nutzer bei der Platzierung der Werkstücke W1, W2 auf dem Bearbeitungstisch 2 unterstützt werden. Beispielsweise können die Außenkonturen der zu platzierenden Werkstücke W1, W2 auf die Oberfläche des Bearbeitungstisches 2 projiziert werden, sodass ein Nutzer die entsprechenden Werkstücke W1, W2 in richtiger Weise auf dem Bearbeitungstisch 2 legt bzw. platziert. Anhand der Bilddaten, welche die Sensoreinheit 5 liefert, kann die Steuereinheit 6 überwachen, ob die Werkstücke W1, W2 entsprechend der Plandaten in korrekter Weise auf der Oberfläche des Bearbeitungstisches 2 platziert worden sind oder nicht. Während des Platzierens im Schritt S1 kann der Nutzer durch projizierte Zusatzinformationen oder über eine Nutzerschnittstelle bei der korrekten Platzierung der Werkstücke W1, W2 auf der Arbeitsfläche des Bearbeitungstisches 2 unterstützt werden. Sobald die Werkstücke W1, W2 in korrekter Weise auf dem Bearbeitungstisch 2 im Schritt S2 projiziert worden sind, kann anhand der Bilddaten bei einer möglichen Ausführungsform berechnet werden, wo mit der Herstellung der Fügenaht begonnen werden soll, d.h. ein Anfang der herzustellenden Fügenaht wird automatisch ermittelt. Diese Stelle kann im Schritt S2 auf die Oberflächen der platzierten Werkstücke W1, W2 projiziert werden, sodass der Nutzer die Herstellungseinheit 4 an diese Stelle führt.In one possible embodiment, the user can use the stored plan data when placing the workpieces W1 , W2 on the processing table 2 get supported. For example, the outer contours of the workpieces to be placed W1 , W2 on the surface of the processing table 2 projected so that a user the corresponding workpieces W1 , W2 correctly on the machining table 2 lays or places. Using the image data that the sensor unit 5 supplies, the control unit can 6th monitor whether the workpieces W1 , W2 according to the plan data in the correct manner on the surface of the machining table 2 have been placed or not. While placing in the crotch S1 the user can use projected additional information or a user interface to correctly position the workpieces W1 , W2 on the work surface of the processing table 2 get supported. Once the workpieces W1 , W2 in the correct way on the machining table 2 in step S2 have been projected, the image data can be used in a possible embodiment to calculate where the production of the joint is to begin, ie a start of the joint to be produced is automatically determined. This point can be in the step S2 on the surfaces of the placed workpieces W1 , W2 are projected so that the user can use the manufacturing unit 4th leads to this point.
Die herzustellende Fügenaht wird im Schritt S2 projiziert und der Nutzer führt die Herstellungseinheit 4, beispielsweise einen Schweißbrenner, von der projizierten Anfangsstelle der Schweißnaht entlang der projizierten Fügenaht bis zum projizierten Ende der Fügenaht. Während der Nutzer die Herstellungseinheit 4 entlang des Schweißstoßes und der projizierten Fügenaht entlangführt, erhält er fortlaufend projizierte Zusatzinformationen, die ihn hierbei unterstützen. Diese Zusatzinformationen umfassen beispielsweise die Richtung, in welcher die Fügenaht herzustellen ist und/oder die momentane Spaltbreite zwischen den beiden Werkstücken W1, W2. Weitere Zusatzinformationen umfassen beispielsweise eingestellte Prozessparameter oder Warnhinweise. Hierdurch kann die Qualität der hergestellten Fügenaht bzw. Schweißnaht signifikant gesteigert werden. Darüber hinaus wird die Fehlerrate bei der Herstellung einer Fügenaht erheblich reduziert, sodass die Qualität des hergestellten Bauteils erhöht wird. Mithilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es zudem möglich, die Anlernzeiten für Monteure zu reduzieren.The seam to be produced is in step S2 projected and the user guides the manufacturing unit 4th , for example a welding torch, from the projected starting point of the weld seam along the projected joint to the projected end of the joint. While the user is using the manufacturing unit 4th along the weld joint and the projected joint, he receives continuously projected additional information that supports him in this process. This additional information includes, for example, the direction in which the joint seam is to be produced and / or the current gap width between the two workpieces W1 , W2 . Further additional information includes, for example, set process parameters or warnings. As a result, the quality of the joint seam or weld seam produced can be significantly increased. In addition, the error rate in the production of a joint seam is significantly reduced, so that the quality of the component produced is increased. With the aid of the device according to the invention 1 and the method according to the invention, it is also possible to reduce the training times for fitters.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der sensorisch erfassten Bilddaten optische Eigenschaften der zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 erfasst und ausgewertet. Beispielsweise wird ermittelt, ob die beiden Werkstücke W1, W2 aus einem Material bestehen, welches die von der Projektionseinheit 3 abgegebenen Projektionsstrahlen stärker oder schwächer reflektieren. Bei dieser Ausführungsvariante wird die Projektionseinheit 3 durch die Steuereinheit 6 in Abhängigkeit von optischen Oberflächeneigenschaften der beiden zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 eingestellt. Weisen die beiden zu bearbeitenden Werkstücke W1, W2 beispielsweise eine dunkle Oberfläche auf, werden die herzustellende Schweißnaht bzw. Fügenaht und die weiteren Zusatzinformationen beispielsweise hell bzw. weiß auf die Oberflächen W1, W2 projiziert. Bestehen die beiden Werkstücke W1, W2 beispielsweise aus einem hellen Kunststoff, werden die herzustellende Fügenaht, beispielsweise Klebenaht, und die Zusatzinformationen relativ dunkel auf die Oberflächen der Werkstücke W1, W2 projiziert.In a further possible embodiment of the device according to the invention 1 and the method according to the invention, optical properties of the workpieces to be processed are determined using the image data recorded by sensors W1 , W2 recorded and evaluated. For example, it is determined whether the two workpieces W1 , W2 consist of a material that corresponds to that of the projection unit 3 emitted projection rays reflect more or less. In this embodiment variant, the projection unit 3 through the control unit 6th depending on the optical surface properties of the two workpieces to be machined W1 , W2 set. Assign the two workpieces to be machined W1 , W2 For example, on a dark surface, the weld seam or joint seam to be produced and the other additional information are, for example, light or white on the surfaces W1 , W2 projected. Pass the two workpieces W1 , W2 For example, made of a light-colored plastic, the joint seam to be produced, for example a glued seam, and the additional information are relatively dark on the surfaces of the workpieces W1 , W2 projected.
Durch einen Helligkeitssensor der Sensoreinheit 5 kann zudem die Ausleuchtung des Arbeitsplatzes ermittelt werden. Befindet sich der Arbeitsplatz bzw. der Bearbeitungstisch 2 in einer relativ dunklen Umgebung, wird durch die Steuereinheit 6 die Projektoreinheit 3 automatisch derart angesteuert, dass die projizierte Fügenaht und die projizierten Zusatzinformationen mit höherer Intensität auf die Oberflächen der Werkstücke W1, W2 projiziert werden. Bei einer möglichen Ausführungsvariante kann der Nutzer zusätzlich über eine Nutzerschnittstelle die Projektionsstärke der projizierten Fügenaht und/oder der projizierten Zusatzinformationen nachjustieren. Dies kann auch in akustischer Form, beispielsweise durch entsprechende Sprachbefehle, erfolgen, beispielsweise durch den Sprachbefehl „heller“ oder den Sprachbefehl „dunkler“.By a brightness sensor of the sensor unit 5 the illumination of the workplace can also be determined. Is the workplace or the processing table 2 in a relatively dark environment, is controlled by the control unit 6th the projector unit 3 automatically controlled in such a way that the projected joint seam and the projected additional information with higher intensity on the surfaces of the workpieces W1 , W2 projected. In a possible embodiment variant, the user can also readjust the projection strength of the projected joint seam and / or the projected additional information via a user interface. This can also take place in acoustic form, for example using appropriate voice commands, for example using the voice command “lighter” or the voice command “darker”.
Bei einer möglichen Ausführungsform wird der gesamte Herstellungsprozess zur Herstellung der Fügenaht aufgezeichnet und in dem Speicher 7 des Systems abgelegt.In one possible embodiment, the entire production process for producing the joint seam is recorded and stored in the memory 7th of the system.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken W eignet sich für unterschiedliche Herstellungsprozesse, insbesondere Schweiß-, Löt- oder Klebprozesse, sowie unterschiedliche Werkstücke aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Metall oder Kunststoff.The method according to the invention for joining workpieces W to be machined is suitable for different manufacturing processes, in particular welding, soldering or adhesive processes, as well as different workpieces made of different materials, for example metal or plastic.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsvariante kann die Projektoreinheit 3 auch relativ zu den zu bearbeitenden Werkstücken W1, W2 beweglich angeordnet sein, um beispielsweise einen durch die Herstellungseinheit 4 geworfenen Schatten auf die Oberflächen der Werkstücke W1, W2 zu vermeiden. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform kann auch der Bearbeitungstisch 2 eine Relativbewegung zu der Projektoreinheit 3 der Vorrichtung 1 durchführen. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 befinden sich Sensoren, insbesondere auch Bildsensoren, direkt an der Herstellungseinheit 4, beispielsweise einem handgeführten Schweißbrenner, um Bilddaten zur Auswertung durch die Steuereinheit 6 zu generieren. Hierdurch kann die Effizienz bei der Visualisierung der Fügenaht zusätzlich erhöht werden. Durch die an der Herstellungseinheit 4 angebrachten Sensoren, insbesondere die optischen Sensoren, können zudem genauere Aussagen hinsichtlich der hergestellten Fügenaht getroffen werden.In a further possible embodiment variant, the projector unit 3 also relative to the workpieces to be machined W1 , W2 be movably arranged, for example by one through the manufacturing unit 4th cast shadows on the surfaces of the workpieces W1 , W2 to avoid. In a further possible embodiment, the processing table can also 2 a relative movement to the projector unit 3 the device 1 carry out. In a further possible embodiment of the device according to the invention 1 there are sensors, in particular image sensors, directly on the manufacturing unit 4th , for example a hand-held welding torch, to image data for evaluation by the control unit 6th to generate. In this way, the efficiency in the visualization of the joint seam can be additionally increased. Through the at the manufacturing unit 4th attached sensors, in particular the optical sensors, more precise statements can be made with regard to the joint seam produced.
Die verschiedenen geschilderten Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Zusammenfügen von zu bearbeitenden Werkstücken können miteinander kombiniert werden.The various described design variants of the device according to the invention 1 and the method according to the invention for joining workpieces to be machined can be combined with one another.
