DE102022103220B3 - Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk und Fertigungssystem - Google Patents

Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk und Fertigungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE102022103220B3
DE102022103220B3 DE102022103220.5A DE102022103220A DE102022103220B3 DE 102022103220 B3 DE102022103220 B3 DE 102022103220B3 DE 102022103220 A DE102022103220 A DE 102022103220A DE 102022103220 B3 DE102022103220 B3 DE 102022103220B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
profile bar
coupling means
bar
surface section
profile
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102022103220.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Paul Thorwarth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Systems GmbH
Original Assignee
KUKA Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUKA Systems GmbH filed Critical KUKA Systems GmbH
Priority to DE102022103220.5A priority Critical patent/DE102022103220B3/de
Priority to PCT/EP2023/052759 priority patent/WO2023152066A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102022103220B3 publication Critical patent/DE102022103220B3/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10Aligning parts to be fitted together
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • B25J11/005Manipulators for mechanical processing tasks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0084Programme-controlled manipulators comprising a plurality of manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1612Programme controls characterised by the hand, wrist, grip control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1687Assembly, peg and hole, palletising, straight line, weaving pattern movement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7841Holding or clamping means for handling purposes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7855Provisory fixing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/524Joining profiled elements
    • B29C66/5241Joining profiled elements for forming coaxial connections, i.e. the profiled elements to be joined forming a zero angle relative to each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/526Joining bars
    • B29C66/5261Joining bars for forming coaxial connections, i.e. the bars to be joined forming a zero angle relative to each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/84Specific machine types or machines suitable for specific applications
    • B29C66/863Robotised, e.g. mounted on a robot arm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/24Frameworks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04Steel or steel alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben (1.1, 1.2) zu einem Fachwerk (13), aufweisend unter anderem die Schritte des automatisches Ansteckens einer Klammer (4) an einen ersten Profilstab (1.1) und einen zweiten Profilstab (1.2) in einem Überbrückungsbereich eines erste Stoßflächenabschnitts (2.1) und eines zweiten Stoßflächenabschnitts (2.2), um die relative Position des vorpositionierten ersten Profilstabes (1.1) und des vorpositionierten zweiten Profilstabes (1.2) zu fixieren, wobei die Klammer (4) ein erstes Gegenkopplungsmittel (5.1) aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer (4) mit dem ersten Kopplungsmittel (3.1) des ersten Profilstabes (1.1) formschlüssig zusammenzuwirken und ein in einem vorbestimmten Abstand (B) vom ersten Gegenkopplungsmittel (5.1) angeordnetes zweites Gegenkopplungsmittel (5.2) aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer (4) mit dem zweiten Kopplungsmittel (3.2) des zweiten Profilstabes (1.2) formschlüssig zusammenzuwirken, und des automatischen Fügens des ersten Profilstabes (1.1) und des zweiten Profilstabes (1.2), während die Klammer (4) an den ersten Profilstab (1.1) und den zweiten Profilstab (1.2) angesteckt ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein zugehöriges Fertigungssystem.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk. Die Erfindung betrifft außerdem ein zugehöriges Fertigungssystem.
  • Die EP 3 663 473 A1 beschreibt ein automatisiertes Bausystem, umfassend mindestens einen programmierbaren Roboterarm, mindestens ein Werkzeug, das an dem programmierbaren Roboterarm befestigt ist, sowie eine Vielzahl von Baumaterialien, die in einer vorbestimmten Position angeordnet sind, so dass der programmierbare Roboterarm ihre Anordnung erkennt und sie aufnehmen kann. Die Baumaterialien bestehen aus miteinander verbundenen Querträgern für Boden, Wand oder Decke, und Elementen für Boden, Decke oder Wand, die von dem mindestens einen Werkzeug gegriffen und von dem Roboterarm transportiert und montiert werden können. Das mindestens eine Werkzeug besteht aus einer aufwändigen Schweißvorrichtung, einer Greif- und Ladevorrichtung, sowie einem Dicht- und/oder Klebewerkzeug.
  • Die WO 2006/ 136 653 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Dachstühlen, bei dem die Konstruktion aus aneinanderzusetzenden Elementen zusammengesetzt wird und die Elemente mit Hilfe von Nagelplatten aneinander befestigt werden. Dazu werden Daten, welche die Struktur, ihre Elemente, die Positionen der Elemente zueinander und die Befestigung der Elemente aneinander definieren, zur Kontrolle erstellt werden, eine oder mehrere Ebenen zum Zusammenbau der Struktur definiert werden und mehrere Greifer so angeordnet werden, dass sie sich entsprechend der Steuerung in den genannten Ebenen bewegen und drehen.
  • Die US 2005/ 0 186 062 A1 beschreibt ein modulares Produktionssystem und ein Verfahren zur Herstellung von Wandpaneelen für ein modulares Gebäude. Das System umfasst einen Arbeitstisch, eine Vielzahl von Teleskopwerkzeugen, die über dem Arbeitstisch montiert sind, eine neben dem Arbeitstisch angeordnete Hängebahn und eine Vielzahl von Materialzuführungsbrücken, die beweglich auf der Hängebahn gelagert sind, so dass sie über den Arbeitstisch bewegt werden können. Das Verfahren zur Herstellung eines Paneels einer modularen Struktur umfasst das Bewegen der ersten Materialzuführungsbrücke über einen Arbeitstisch, um Blechtafeln auf dem Arbeitstisch zu platzieren, und dann das Bewegen einer zweiten Materialzuführungsbrücke über den Arbeitstisch, um Stahlelemente für die Konstruktion eines Stahlrahmens zu platzieren.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk bereitzustellen, mit dem Fachwerke auch in sehr kleinen Losgrößen sehr flexibel und automatisiert erstellt werden können, ohne aufwändige Positionierrahmen für jede individuelle Gestaltung des Fachwerkes individuell bereitstellen zu müssen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk, aufweisend die Schritte:
    • - Herstellen eines ersten Profilstabes, der wenigstens einen ersten Stoßflächenabschnitt und wenigstens ein dem ersten Stoßflächenabschnitt zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes erstes Kopplungsmittel aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand zum ersten Stoßflächenabschnitt angeordnet ist,
    • - Herstellen eines zweiten Profilstabes, der wenigstens einen zweiten Stoßflächenabschnitt und wenigstens ein dem zweiten Stoßflächenabschnitt zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes zweites Kopplungsmittel aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand zum zweiten Stoßflächenabschnitt angeordnet ist,
    • - automatisches Vorpositionieren des ersten Profilstabes und des zweiten Profilstabes derart, dass der erste Stoßflächenabschnitt des ersten Profilstabes zumindest annähernd bündig an dem zweiten Stoßflächenabschnitt des zweiten Profilstabes anliegt,
    • - automatisches Anstecken einer Klammer an den ersten Profilstab und den zweiten Profilstab in einem Überbrückungsbereich des erste Stoßflächenabschnitts und des zweiten Stoßflächenabschnitts, um die relative Position des vorpositionierten ersten Profilstabes und des vorpositionierten zweiten Profilstabes zu fixieren, wobei die Klammer ein erstes Gegenkopplungsmittel aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer mit dem ersten Kopplungsmittel des ersten Profilstabes formschlüssig zusammenzuwirken und ein in einem vorbestimmten Abstand vom ersten Gegenkopplungsmittel angeordnetes zweites Gegenkopplungsmittel aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer mit dem zweiten Kopplungsmittel des zweiten Profilstabes formschlüssig zusammenzuwirken,
    • - automatisches Fügen des ersten Profilstabes und des zweiten Profilstabes, während die Klammer an den ersten Profilstab und den zweiten Profilstab angesteckt ist,
    • - automatisches Entfernen der Klammer nach dem Fügen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere den Vorteil aufweisen, dass zum automatisierten Vorpositionieren der Profilstäbe, um sie miteinander Fügen zu können, keine für jeden Einzelfall speziell ausgebildete und eingerichtete Positioniervorrichtungen und/oder Klemmvorrichtungen benötigt werden. In der Automatisierungstechnik sind allgemein sogenannte Werkstück-Positionierer bekannt, die dazu vorgesehen sind Werkstücke, wie beispielsweise Profilstäbe hinsichtlich ihrer Position und Lage relativ zu anderen Werkstücken zu positionieren, so dass die mehreren Werkstücke zusammengefügt werden können. Das Zusammenfügen kann beispielsweise durch Schweißen erfolgen. Derartige Werkstück-Positionierer sind jedoch sehr aufwändig, insbesondere bei der Umrüstung, und können nicht sämtliche Anforderungen auf flexible Weise erfüllen. Als alternative einfache Möglichkeit gibt es auch manuelle Spannklemmen, welche zwar sehr flexibel eingesetzt werden können, kostengünstig sind und bei Änderungen der Anforderungen schnell umkonfiguriert werden können. Allerdings müssen solche Spannklemmen manuell betätigt werden, was eine weitgehende oder vollständige Automatisierung des Fügeprozesses verhindert.
  • Das Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk kann in verschiedensten Anwendungsfällen eingesetzt werden. So können die Profilstäbe beispielsweise aus beliebigem Metall, insbesondere beispielsweise Stahl oder Aluminium bestehen, aber gegebenenfalls auch aus beliebigem Kunststoff oder aus beliebigem Holz oder anderen Feststoffen. Die Profilstäbe können im Querschnitt als Vollmaterial ausgebildet sein oder alternativ einen Hohlkammerquerschnitt aufweisen. Die Profilstäbe können eine nahezu beliebige Querschnittsgestalt, verschiedene Profilformen und/oder Konturen aufweisen. So können beispielsweise im Bauwesen die Profilstäbe beispielsweise Profilstähle sein, welche in einer vorbestimmten Fachwerksgestaltung miteinander zu verschweißen sind, um vorgefertigte Wände, Decken oder Böden für Gebäude zu bilden. In einem anderen Anwendungsbeispiel können die Profilstäbe beispielsweise aus Kunststoff oder Holz bestehen und Komponenten von zu fertigenden Fensterstöcken, Fenstern, Türstöcken und/oder Türrahmen bilden. Statt Metall-Schweißen kann in solchen Fällen als Fügeverfahren ein Kunststoff-Schweißen, beispielsweise Ultraschallschweißen oder bei Holz als Fügeverfahren ein Kleben, Nageln und/oder Schrauben zur Anwendung kommen.
  • Jeweils zwei Profilstäbe können demgemäß wahlweise in Form eines Stumpfstoßen, eines T-Stoßes oder eines Überlappungsstoßes aneinandergesetzt und so vorpositioniert werden, um den Verbindungsbereich der beiden Profilstäbe für das nachfolgende Fügen vorzugeben. Demgemäß kann der erste Stoßflächenabschnitt des ersten Profilstabes und/oder der zweiten Stoßflächenabschnitt des zweiten Profilstabes je nach Einzelfall wahlweise eine Stirnendseite des jeweiligen Profilstabes sein, beispielsweise im Falle eines zu fügenden Stumpfstoßes oder T-Stoßes, oder ein beliebiger Längenabschnitt an der Seitenwand des Profilstabes, beispielsweise im Falle eines zu fügenden T-Stoßes oder Überlappungsstoßes.
  • Das automatische Vorpositionieren der Profilstäbe kann auf einem Bearbeitungstisch erfolgen, auf den die Profilstäbe automatisch aufgelegt und in der Ebene des Bearbeitungstisches automatisch in Position gebracht werden. Dazu können vorzugsweise Roboter, d.h. Roboterarme, die von zugehörigen Robotersteuerungen in ihren Bewegungen automatisch ansteuerbar sind, eingesetzt werden, welche die Profilstäbe nach ihrer jeweiligen Herstellung automatisch greifen und auf dem Bearbeitungstisch automatisch vorpositionieren.
  • Der Bearbeitungstisch kann wenigstens eine Referenziereinrichtung aufweisen, wie beispielsweise wenigstens einem Master-Vorsprung oder wenigstens einer Master-Vertiefung, die in Zusammenwirken mit einem Master-Gegenvorsprung oder einer Master-Gegenvertiefung an einem allerersten Profilstab eine genaue Positionierung hinsichtlich Position und Lage des allerersten Profilstabes auf dem Bearbeitungstisch sicherstellt. Jeder folgende Profilstab kann dann statt bezüglich des Bearbeitungstisches selbst, relativ zum allerersten Profilstab bzw. relativ zu jedem weiteren folgenden Profilstab referenziert werden. Der wenigstens eine Master-Gegenvorsprung oder die wenigstens eine Master-Gegenvertiefung an dem allerersten Profilstab kann hinsichtlich seiner Position, seiner Größe, seiner Gestalt oder Kontur anders ausgebildet sein als das Kopplungsmittel bzw. als das Gegenkopplungsmittel.
  • Die Herstellung der Profilstäbe kann in einem speziell dafür eingerichteten Bearbeitungszentrum erfolgen. Dieses kann beispielsweise an einer Laserbearbeitungsmaschine erfolgen, an welcher entsprechende Halbzeuge bzw. Langprodukte, wie beispielsweise Strangprofile mittels Laserschneiden auf die individuell benötigte Länge abgelängt werden können, dabei die Schnittkonturen automatisch erzeugt werden können, und die für das Verfahren gegebenenfalls erforderlichen Kopplungsmittel angebracht werden können (beispielsweise Anschweißen von herausstehenden Zapfen, welche die Kopplungsmittel bilden), oder beispielsweise durch Laserschneiden eingebracht werden können (beispielsweise Laserschneiden von Löchern in die Seitenwände von Hohlkammerprofilen, welche Löcher die Kopplungsmittel bilden).
  • Generell können eine beliebige Anzahl von ersten Profilstäben und zweiten Profilstäben zu einem Fachwerk zusammengesetzt werden. Im Folgenden wird das Verfahren an einem beliebigen beispielshaften Einzelknoten des Fachwerks beschreiben, an dem genau ein erster Profilstab und genau ein zweiter Profilstab zusammentreffen und dort beispielsweise den Stoß bilden, der gefügt werden soll. Selbstverständig können mit dem Verfahren auch Fachwerke gebildet werden, bei denen an einem Knoten mehr als zwei Profilstäbe zusammentreffen. Das Verfahren für einen ersten Profilstab und einen zweiten Profilstab kann jedoch in analoger Weise auch bei drei oder mehr zusammentreffenden Profilstäben angewendet werden.
  • Gemäß dem Verfahren wird an dem jeweiligen Profilstab ein Kopplungsmittel für die Klammer angebracht. Im einfachsten Fall kann das Kopplungsmittel von einem Loch oder einer Bohrung in der Seitenwand des Profilstabes gebildet werden. Das Loche oder die Bohrung bildet das Kopplungsmittel des Profilstabes, das beim Anstecken der Klammer mit einem entsprechend ausgebildeten Stift der Klammer als korrespondierendes Gegenkopplungsmittel zusammenwirkt. Der Außendurchmesser des Stiftes ist an den Innendurchmesser des Loches oder der Bohrung angepasst, und zwar derart, dass sich ein steckbares und lösbares formschlüssiges Verbindungsmittel bildet. Das Loch und der Stift können beispielsweise in zweckmäßiger Weise jeweils eine kreisförmige Querschnittskontur aufweisen. Es ist aber auch möglich, dass das Loche beispielsweise eine quadratische oder mehreckige, wie beispielsweise sechseckige Querschnittskontur aufweist und der Stift weiterhin eine kreisförmige Querschnittskontur aufweist. Das jeweilige Kopplungsmittel und korrespondierende Gegenkopplungsmittel sind jedoch insbesondere so zu gestalten, dass diese formschlüssig und insbesondere in einer der gewünschten Fertigungstoleranz entsprechenden Positionsgenauigkeit passgenau ineinandergesteckt werden können. Diese Steckverbindung ist außerdem vorzugsweise lösbar zu gestalten, so dass die Klammer nach dem Prozessschritt des automatischen Fügens wieder von dem ersten Profilstab und dem zweiten Profilstab entfernt werden kann. Die Klammer bleibt also vorzugsweise nicht dauerhaft an der Verbindungsstelle von erstem Profilstab und zweitem Profilstab.
  • In einem umgekehrten Prinzip von Kopplungsmittel und korrespondierendem Gegenkopplungsmittel kann aber in Sonderfällen auch vorgesehen sein, dass die jeweiligen Profilstäbe von ihren Oberflächen nach außen vorspringende Vorsprünge, wie Zapfen, Stifte oder ähnliches aufweisen und die Gegenkopplungsmittel von korrespondierenden Löcher, Bohrungen, Hülsen und/oder Buchsen an der Klammer gebildet werden, welche ausgebildet sind im angesteckten Zustand der Klammer die Vorsprünge, Zapfen oder Stifte der Profilstäbe formschlüssig aufzunehmen.
  • Die erforderliche Bündigkeit wird zumindest weitgehend von der Art des anzuwendenden Fügeprozesses bestimmt. So kann beispielsweise bei bestimmten Schweißverfahren ein gewisser Mindestspalt zwischen dem ersten Profilstab und dem zweiten Profilstab erforderlich sind. In anderen Fügeverfahren, auch anderen Schweißverfahren, wie beispielsweise dem MAG-Schweißen sollte jedoch möglichst der erste Profilstab und der zweite Profilstab berührend aneinanderstoßen, d.h. einen Null-Spalt bilden, um die Qualität der Verbindung, insbesondere der Schweißverbindung zu optimieren.
  • Nach dem Verfahren ist das jeweilige Kopplungsmittel an dem jeweiligen Profilstab in einem vorbestimmten Abstand zum jeweiligen vorgegebenen Stoßflächenabschnitt des Profilstabes anzubringen. Die Klammer weist demgemäß zwei Gegenkopplungsmittel auf, die in einem festen Abstand voneinander an einem Verbindungssteg der Klammer positioniert sind. Der Abstand der beiden Gegenkopplungsmittel kann insbesondere das Zweifache betragen des Abstandes des Kopplungsmittel vom Stoßflächenabschnitt des jeweiligen Profilstabes, wenn beide Profilstäbe den gleichen vorbestimmten Abstand aufweisen. Die Klammer legt somit in ihrem angesteckten Zustand an dem ersten Profilstab und an dem zweiten Profilstab die relative Position des ersten Profilstabes zum zweiten Profilstab fest.
  • Da die Profilstäbe im Vergleich zu ihren Breiten bzw. Durchmessern eine wesentlich größere Länge aufweisen, kann die genaue relative Winkellage des einen Profilstabes bezüglich des anderen Profilstabes allein mittels der Klammer gegebenenfalls nicht in einer ausreichenden Genauigkeit vorpositioniert, d.h. festgelegt werden. Dann ist gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zweckmäßig, wenn ein zweiter Roboterarm vorgesehen wird, der an einem dem Verbindungsbereich der Klammer gegenüberliegenden Ende des jeweiligen Profilstabes den Profilstab greift und automatisch in die zum anschließenden Fügen benötigte Winkellage bewegt und dort fixiert. Auch wenn es in einer Ausführungsvariante möglich ist, dass der zweite Roboterarm mittels eines speziellen Greifers den jeweiligen Profilstab greift und in die gewünschte Lage bewegt, so kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der zweite Roboterarm zum Greifen dasjenige Kopplungsmittel des zu greifenden Profilstabes verwendet, das in einem anderen Schritt zum Anstecken der Klammer an diesem (gegenüberliegenden) Ende des Profilstabes genutzt wird. Der zweite Roboterarm kann demgemäß ein zu dem jeweiligen Kopplungsmittel korrespondierendes Gegenkopplungsmittel als Greifvorrichtung zum Bewegen des gegriffenen Profilstabes in die zum anschließenden Fügen benötigte Winkellage aufweisen. In einer besonderen Ausführung kann der zweite Roboterarm somit eine identisch oder analog ausgebildete Klammer aufweisen, wie der erste Roboterarm, wobei dann vorzugsweise lediglich eine der beiden Gegenkopplungsmittel der Klammer verwendet wird.
  • Die Klammer kann von einem automatisch angesteuerten ersten Roboterarm geführt werden, insbesondere das Anstecken der Klammer an den ersten Profilstab und den zweiten Profilstab durch den ersten Roboterarm kann automatisch ausgeführt werden und/oder das Entfernen der Klammer nach dem Fügen kann durch den ersten Roboterarm automatisch ausgeführt werden. Der erste Roboterarm kann also ausgebildet sein und steuerungstechnisch so eingerichtet sein, dass er die Klammer verfahrensgemäß an den ersten und zweiten Profilstab automatisch anstecken kann und wieder davon automatisch entfernen kann.
  • In einer solchen Ausgestaltung, bei der die Klammer nach jedem einzelnen Fügen wieder entfernt wird, kann die Klammer dauerhaft fest beispielsweise an einem Handflansch des Roboterarms befestigt sein. Die Klammer kann insoweit sehr einfach und kostengünstig hergestellt sein, insbesondere da sie keinerlei eigene Freiheitsgrade, d.h. aktive Beweglichkeiten benötigt, wie dies beispielsweise bei Klemmgreifern der Fall wäre.
  • Der erste Roboterarm kann die Klammer während der Dauer des automatischen Fügens in ihrer Position und Lage festhalten. Indem der erste Roboterarm die Klammer während der Dauer des automatischen Fügens in ihrer Position und Lage festhält, wird durch den ersten Roboterarm auch die Fügestelle von erstem Profilstab und zweitem Profilstab fixiert, so dass zwischen dem ersten Stoßflächenabschnitt des ersten Profilstabes und dem zweiten Stoßflächenabschnitt des zweiten Profilstabes das automatische Fügen durchgeführt werden kann. Das automatische Fügen kann beispielsweise im Falle des Schweißens auch lediglich durch ein Heften der beiden Profilstäbe abgeschlossen sein, so dass bereits nach einem bloßen Heften die Klammer bereits wieder entfernt werden kann. Durch das Heften ist das Fachwerk ausreichend gefestigt, so dass nach einem Heften aller benötigter Knoten des Fachwerks nach Beendigung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein vollständigen Ausschweißen nach dem Stand der Technik stattfinden kann.
  • Ein zweiter Roboterarm kann ein vom zweiten Kopplungsmittel und/oder vom zweiten Stoßflächenabschnitt entferntes Stabende des zweiten Profilstabes automatisch greifen und der zweite Roboterarm kann durch Bewegen seiner Gelenke den zweiten Profilstab relativ zum ersten Profilstab vor dem Fügen automatisch hinsichtlich seiner Position und/oder Lage relativ zum ersten Profilstab nachjustieren.
  • Da die Profilstäbe im Vergleich zu ihren Breiten bzw. Durchmessern eine wesentlich größere Länge aufweisen, kann die genaue relative Winkellage des einen Profilstabes bezüglich des anderen Profilstabes allein mittels der Klammer gegebenenfalls nicht in einer ausreichenden Genauigkeit vorpositioniert, d.h. festgelegt werden. Dann ist gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zweckmäßig, wenn ein zweiter Roboterarm vorgesehen wird, der an einem dem Verbindungsbereich der Klammer gegenüberliegenden Ende des jeweiligen Profilstabes den Profilstab greift und automatisch in die zum anschließenden Fügen benötigte Winkellage bewegt und dort fixiert. Auch wenn es in einer Ausführungsvariante möglich ist, dass der zweite Roboterarm mittels eines speziellen Greifers den jeweiligen Profilstab greift und in die gewünschte Lage bewegt, so kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der zweite Roboterarm zum Greifen dasjenige Kopplungsmittel des zu greifenden Profilstabes verwendet, das in einem anderen Schritt zum Anstecken der Klammer an diesem (gegenüberliegenden) Ende des Profilstabes genutzt wird. Der zweite Roboterarm kann demgemäß ein zu dem jeweiligen Kopplungsmittel korrespondierendes Gegenkopplungsmittel als Greifvorrichtung zum Bewegen des gegriffenen Profilstabes in die zum anschließenden Fügen benötigte Winkellage aufweisen. In einer besonderen Ausführung kann der zweite Roboterarm somit eine identisch oder analog ausgebildete Klammer aufweisen, wie der erste Roboterarm, wobei dann vorzugsweise lediglich eine der beiden Gegenkopplungsmittel der Klammer verwendet wird.
  • Der zweite Roboterarm kann somit zum Greifen des zweiten Profilstabes ein drittes Kopplungsmittel des zweiten Profilstabes verwenden, das an dem zweiten Profilstab vorgesehen ist, um in einem späteren Verfahrensschritt einen vorpositionierten dritten Profilstab mittels der Klammer bezüglich des zweiten Profilstabes automatisch zu fixieren.
  • Zum automatischen Anstecken der Klammer an den ersten Profilstab und den zweiten Profilstab kann ein an einem Roboterarm angebrachter Endeffektor verwendet werden, der als das erste Gegenkopplungsmittel einen vorspringen ersten Stift aufweist und als das zweite Gegenkopplungsmittel einen vorspringen, sich parallel in einem Abstand zum ersten Stift erstreckenden zweiten Stift aufweist, wobei das erste Kopplungsmittel des ersten Profilstabes von einem zu dem ersten Stift korrespondierenden ersten Loch in dem ersten Profilstab gebildet wird und das zweite Kopplungsmittel des zweiten Profilstabes von einem zu dem zweiten Stift korrespondierenden zweiten Loch in dem zweiten Profilstab gebildet wird.
  • Das automatische Fügen kann ein Füllen, ein Anpressen und/oder Einpressen, ein Umformen, ein Schweißen, ein Löten und/oder ein Kleben sein.
  • Das Herstellen des ersten Profilstabes und/oder das Herstellen des zweiten Profilstabes kann zumindest teilweise durch automatisches Laserschneiden erfolgen.
  • Während oder unmittelbar vor oder nach dem automatischen Laserschneiden der hergestellte erste Profilstab und/oder der zweite Profilstab kann durch eine zusätzliche Laserbearbeitung die Oberfläche des ersten Profilstabes und/oder des zweiten Profilstabes mit wenigstens einer Markierung versehen werden, die wenigstens eine Information trägt über die Profilart, die Länge des Profilstabes, die Position und Lage des ersten Kopplungsmittels und/oder des zweiten Kopplungsmittels, die Art, Position und/oder Lage des ersten Stoßflächenabschnitts oder des zweiten Stoßflächenabschnitts, und/oder über eine Einzelteil-Identifikationsnummer oder -bezeichnung des hergestellten erste Profilstabes und/oder zweiten Profilstabes.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Fertigungssystem, aufweisend:
    • - wenigstens eine Laserbearbeitungsmaschine, die ausgebildet und eingerichtet ist zum Herstellen eines ersten Profilstabes, der wenigstens einen ersten Stoßflächenabschnitt und wenigstens ein dem ersten Stoßflächenabschnitt zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes erstes Kopplungsmittel aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand zum ersten Stoßflächenabschnitt angeordnet ist und/oder zum Herstellen eines zweiten Profilstabes, der wenigstens einen zweiten Stoßflächenabschnitt und wenigstens ein dem zweiten Stoßflächenabschnitt zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes zweites Kopplungsmittel aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand zum zweiten Stoßflächenabschnitt angeordnet ist,
    • - wenigstens einen ersten Roboter zum automatischen Vorpositionieren des ersten Profilstabes und des zweiten Profilstabes derart, dass der erste Stoßflächenabschnitt des ersten Profilstabes zumindest annähernd bündig an dem zweiten Stoßflächenabschnitt des zweiten Profilstabes anliegt, und/oder zum automatischen Anstecken einer Klammer an den ersten Profilstab und den zweiten Profilstab in einem Überbrückungsbereich des erste Stoßflächenabschnitts und des zweiten Stoßflächenabschnitts, um die relative Position des vorpositionierten ersten Profilstabes und des vorpositionierten zweiten Profilstabes zu fixieren, wobei die Klammer ein erstes Gegenkopplungsmittel aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer mit dem ersten Kopplungsmittel des ersten Profilstabes formschlüssig zusammenzuwirken und ein in einem vorbestimmten Abstand vom ersten Gegenkopplungsmittel angeordnetes zweites Gegenkopplungsmittel aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer mit dem zweiten Kopplungsmittel des zweiten Profilstabes formschlüssig zusammenzuwirken, und
    • - eine Fügevorrichtung zum Fügen des ersten Profilstabes und des zweiten Profilstabes, während die Klammer an den ersten Profilstab und den zweiten Profilstab angesteckt ist.
  • Das Fertigungssystem kann eine Fertigungs-Steuereinrichtung aufweisen, die ausgebildet und eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem oder mehreren Ausführungen wie beschrieben auszuführen.
  • Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
  • Es zeigen:
    • 1 ein Flussdiagramm der Schritte in dem grundlegenden erfindungsgemäßen Verfahren,
    • 2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungssystems zum Durchführen des Verfahrens mit einem ersten Roboterarm, der eine Klammer handhabt,
    • 3 eine schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungssystems zum Durchführen des Verfahrens mit einer Laserbearbeitungsmaschine zum Herstellen der Profilstäbe und dem ersten Roboterarm beim Handhaben der Klammer zur Fixierung zweier benachbarter Profilstäbe,
    • 4 eine schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungssystems zum Durchführen des Verfahrens mit einem Schweißroboter zum automatischen Fügen der Profilstäbe und dem ersten Roboterarm beim Fixieren der beiden benachbarter Profilstäbe mittels der Klammer und dem zweiten Roboterarm, und
    • 5 eine schematische Darstellung eines aus mehreren Profilstäben automatisiert aufgebauten Fachwerk in einer Alleinstellung.
  • In der 1 ist schematisch das grundlegende Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk aufgezeigt.
  • In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Herstellen eines ersten Profilstabes 1.1, der wenigstens einen ersten Stoßflächenabschnitt 2.1 und wenigstens ein dem ersten Stoßflächenabschnitt 2.1 zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes erstes Kopplungsmittel 3.1 aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand A zum ersten Stoßflächenabschnitt 2.1 angeordnet ist.
  • In einem zweiten Schritt S2 erfolgt ein Herstellen eines zweiten Profilstabes 1.2, der wenigstens einen zweiten Stoßflächenabschnitt 2.2 und wenigstens ein dem zweiten Stoßflächenabschnitt 2.2 zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes zweites Kopplungsmittel 3.2 aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand A zum zweiten Stoßflächenabschnitt 2.2 angeordnet ist.
  • In einem dritten Schritt S3 erfolgt ein automatisches Vorpositionieren des ersten Profilstabes 1.1 und des zweiten Profilstabes 1.2 derart, dass der erste Stoßflächenabschnitt 2.1 des ersten Profilstabes 1.1 zumindest annähernd bündig an dem zweiten Stoßflächenabschnitt 2.2 des zweiten Profilstabes 1.2 anliegt, wie dies beispielsweise in 2 aufgezeigt ist.
  • In einem vierten Schritt S4 erfolgt ein automatisches Anstecken einer Klammer 4 an den ersten Profilstab 1.1 und den zweiten Profilstab 1.2 in einem Überbrückungsbereich des erste Stoßflächenabschnitts 2.1 und des zweiten Stoßflächenabschnitts 2.2, um die relative Position des vorpositionierten ersten Profilstabes 1.1 und des vorpositionierten zweiten Profilstabes 1.2 zu fixieren, wobei die Klammer 4 ein erstes Gegenkopplungsmittel 5.1 aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer 4 mit dem ersten Kopplungsmittel 3.1 des ersten Profilstabes 1.1 formschlüssig zusammenzuwirken und ein in einem vorbestimmten Abstand B vom ersten Gegenkopplungsmittel 5.1 angeordnetes zweites Gegenkopplungsmittel 5.2 aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer 4 mit dem zweiten Kopplungsmittel 3.2 des zweiten Profilstabes 1.2 formschlüssig zusammenzuwirken.
  • In einem fünften Schritt S5 erfolgt ein automatisches Fügen des ersten Profilstabes 1.1 und des zweiten Profilstabes 1.2, während die Klammer 4 an den ersten Profilstab 1.1 und den zweiten Profilstab 1.2 angesteckt ist.
  • In einem sechsten Schritt S6 erfolgt ein automatisches Entfernen der Klammer 4 nach dem Fügen.
  • Die Klammer 4 wird von einem automatisch angesteuerten ersten Roboterarm 6.1 geführt, insbesondere das Anstecken der Klammer 4 an den ersten Profilstab 1.1 und den zweiten Profilstab 1.2 wird durch den ersten Roboterarm 6.1 automatisch ausgeführt. Auch das Entfernen der Klammer 4 nach dem Fügen wird durch den ersten Roboterarm 6.1 automatisch ausgeführt.
  • Der erste Roboterarm 6.1 hält die Klammer 4 während der Dauer des automatischen Fügens in ihrer Position und Lage fest.
  • Wie insbesondere in 4 ersichtlich ist, kann ein zweiter Roboterarm 6.2 ein vom zweiten Kopplungsmittel 3.2 und/oder vom zweiten Stoßflächenabschnitt 2.2 entferntes Stabende 7.2 des zweiten Profilstabes 1.2 automatisch greifen, wobei der zweite Roboterarm 6.2 durch Bewegen seiner Gelenke den zweiten Profilstab 1.2 relativ zum ersten Profilstab 1.1 vor dem Fügen automatisch hinsichtlich seiner Position und/oder Lage relativ zum ersten Profilstab 1.1 nachjustiert.
  • Der zweite Roboterarm 6.2 kann zum Greifen des zweiten Profilstabes 1.2 ein drittes Kopplungsmittel 3.3 des zweiten Profilstabes 1.2 verwenden, das an dem zweiten Profilstab 1.2 vorgesehen ist, um in einem späteren Verfahrensschritt einen vorpositionierten dritten Profilstab mittels der Klammer 4 bezüglich des zweiten Profilstabes 1.2 automatisch zu fixieren.
  • Zum automatischen Anstecken der Klammer 4 an den ersten Profilstab 1.1 und den zweiten Profilstab 1.2 kann ein an dem ersten Roboterarm 6.1 angebrachter Endeffektor 8 verwendet werden, der als das erste Gegenkopplungsmittel 5.1 einen vorspringen ersten Stift aufweist und als das zweite Gegenkopplungsmittel 5.2 einen vorspringen, sich parallel in einem Abstand zum ersten Stift erstreckenden zweiten Stift aufweist, wobei das erste Kopplungsmittel 3.1 des ersten Profilstabes 1.1 von einem zu dem ersten Stift korrespondierenden ersten Loch in dem ersten Profilstab 1.1 gebildet wird und das zweite Kopplungsmittel 3.2 des zweiten Profilstabes 1.2 von einem zu dem zweiten Stift korrespondierenden zweiten Loch in dem zweiten Profilstab 1.2 gebildet wird.
  • Das automatische Fügen kann ein Füllen, ein Anpressen und/oder Einpressen, ein Umformen, ein Schweißen, ein Löten und/oder ein Kleben sein.
  • Das Herstellen des ersten Profilstabes 1.1 und/oder das Herstellen des zweiten Profilstabes 1.2 kann zumindest teilweise durch automatisches Laserschneiden erfolgten.
  • Die 3 und die 4 zeigen ein Fertigungssystem, aufweisend wenigstens eine Laserbearbeitungsmaschine 9, die ausgebildet und eingerichtet ist zum Herstellen eines ersten Profilstabes 1.1, der wenigstens einen ersten Stoßflächenabschnitt 2.1 und wenigstens ein dem ersten Stoßflächenabschnitt 2.1 zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes erstes Kopplungsmittel 3.1 aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand A zum ersten Stoßflächenabschnitt 2.1 angeordnet ist.
  • Die Laserbearbeitungsmaschine 9 ist außerdem ausgebildet und eingerichtet zum Herstellen eines zweiten Profilstabes 1.2, der wenigstens einen zweiten Stoßflächenabschnitt 2.2 und wenigstens ein dem zweiten Stoßflächenabschnitt 2.2 zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes zweites Kopplungsmittel 3.2 aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand A zum zweiten Stoßflächenabschnitt 2.2 angeordnet ist.
  • Das Fertigungssystem umfasst außerdem wenigstens den ersten Roboter 6.1 zum automatischen Vorpositionieren des ersten Profilstabes 1.1 und des zweiten Profilstabes 1.2 derart, dass der erste Stoßflächenabschnitt 2.1 des ersten Profilstabes 1.1 zumindest annähernd bündig an dem zweiten Stoßflächenabschnitt 2.2 des zweiten Profilstabes 1.2 anliegt.
  • Der wenigstens eine erste Roboter 6.1 kann auch zum automatischen Anstecken der Klammer 4 an den ersten Profilstab 1.1 und den zweiten Profilstab 1.2 dienen, in einem Überbrückungsbereich des erste Stoßflächenabschnitts 2.1 und des zweiten Stoßflächenabschnitts 2.2, um die relative Position des vorpositionierten ersten Profilstabes 1.1 und des vorpositionierten zweiten Profilstabes 1.2 zu fixieren, wobei die Klammer 4 ein erstes Gegenkopplungsmittel 5.1 aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer 4 mit dem ersten Kopplungsmittel 3.1 des ersten Profilstabes 1.1 formschlüssig zusammenzuwirken und ein in einem vorbestimmten Abstand B vom ersten Gegenkopplungsmittel 5.1 angeordnetes zweites Gegenkopplungsmittel 5.2 aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer 4 mit dem zweiten Kopplungsmittel 3.2 des zweiten Profilstabes 1.2 formschlüssig zusammenzuwirken.
  • Eine Fügevorrichtung 10 zum Fügen des ersten Profilstabes 1.1 und des zweiten Profilstabes 1.2, während die Klammer 4 an den ersten Profilstab 1.1 und den zweiten Profilstab 1.2 angesteckt ist, kann von einem dritten Roboterarm 6.3 gebildet werden, der beispielsweise eine Schweißvorrichtung 11 führt, wie dies in 4 aufgezeigt ist.
  • Während oder unmittelbar vor oder nach dem automatischen Laserschneiden mittels der Laserbearbeitungsmaschine 9 kann an dem hergestellten ersten Profilstab 1.1 und/oder dem zweiten Profilstab 1.2 durch eine zusätzliche Laserbearbeitung die Oberfläche des ersten Profilstabes 1.1 und/oder des zweiten Profilstabes 1.2 mit wenigstens einer Markierung 12 versehen werden, die wenigstens eine Information trägt über die Profilart, die Länge des Profilstabes 1.1, 1.2, die Position und Lage des ersten Kopplungsmittels 3.1 und/oder des zweiten Kopplungsmittels 3.2, die Art, Position und/oder Lage des ersten Stoßflächenabschnitts 2.1 oder des zweiten Stoßflächenabschnitts 2.2, und/oder über eine Einzelteil-Identifikationsnummer oder -bezeichnung des hergestellten erste Profilstabes 1.1 und/oder zweiten Profilstabes 1.2. Die Markierung 12 kann beispielsweise ein QR-Code sein, wie es in 3 dargestellt ist.
  • Die 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fachwerks 13. Deutlich erkennbar ist, dass jede Verbindungsstelle (Knoten) zweier Profilstäbe zwei gleichartige, in definiertem Abstand voneinander angeordnete, gegenüberliegende Kopplungsmittel 3.1, 3.2 in Form von Kreislöchern aufweist.
  • Das automatische Vorpositionieren der Profilstäbe kann auf einem Bearbeitungstisch erfolgen, auf den die Profilstäbe automatisch aufgelegt und in der Ebene des Bearbeitungstisches automatisch in Position gebracht werden. Dazu können vorzugsweise Roboter, d.h. Roboterarme, die von zugehörigen Robotersteuerungen in ihren Bewegungen automatisch ansteuerbar sind, eingesetzt werden, welche die Profilstäbe nach ihrer jeweiligen Herstellung automatisch greifen und auf dem Bearbeitungstisch automatisch vorpositionieren.
  • Wie in 3 dargestellt ist, kann ein Bearbeitungstisch 15 vorgesehen sein. Der Bearbeitungstisch 15 kann wenigstens eine Referenziereinrichtung aufweisen, wie beispielsweise wenigstens einem Master-Vorsprung oder wenigstens einer Master-Vertiefung, die in Zusammenwirken mit einem Master-Gegenvorsprung oder einer Master-Gegenvertiefung 16 (5) an einem allerersten Profilstab 1.1 eine genaue Positionierung hinsichtlich Position und Lage des allerersten Profilstabes 1.1 auf dem Bearbeitungstisch 15 sicherstellt. Jeder folgende Profilstab 1.2 kann dann statt bezüglich des Bearbeitungstisches 15 selbst, relativ zum allerersten Profilstab 1.1 bzw. relativ zu jedem weiteren folgenden Profilstab 1.2 referenziert werden. Der wenigstens eine Master-Gegenvorsprung oder die wenigstens eine Master-Gegenvertiefung 16 kann an dem allerersten Profilstab 1.1, wie in 5 aufgezeigt, hinsichtlich seiner Position, seiner Größe, seiner Gestalt oder Kontur anders ausgebildet sein als das Kopplungsmittel 3.1 bzw. 3.2.
  • Sowohl der erste Roboterarm 6.1 als auch der zweite Roboterarm 6.2 und der dritte Roboterarm 6.3 können jeweils von einer Robotersteuerung 14 automatisch in ihren Bewegungen angesteuert sein.

Claims (10)

  1. Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben (1.1, 1.2) zu einem Fachwerk (13), aufweisend die Schritte: - Herstellen eines ersten Profilstabes (1.1), der wenigstens einen ersten Stoßflächenabschnitt (2.1) und wenigstens ein dem ersten Stoßflächenabschnitt (2.1) zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes erstes Kopplungsmittel (3.1) aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand (A) zum ersten Stoßflächenabschnitt (2.1) angeordnet ist, - Herstellen eines zweiten Profilstabes (1.2), der wenigstens einen zweiten Stoßflächenabschnitt (2.2) und wenigstens ein dem zweiten Stoßflächenabschnitt (2.2) zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes zweites Kopplungsmittel (3.2) aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand (A) zum zweiten Stoßflächenabschnitt (2.2) angeordnet ist, - automatisches Vorpositionieren des ersten Profilstabes (1.1) und des zweiten Profilstabes (1.2) derart, dass der erste Stoßflächenabschnitt (2.1) des ersten Profilstabes (1.1) zumindest annähernd bündig an dem zweiten Stoßflächenabschnitt (2.2) des zweiten Profilstabes (1.2) anliegt, - automatisches Anstecken einer Klammer (4) an den ersten Profilstab (1.1) und den zweiten Profilstab (1.2) in einem Überbrückungsbereich des erste Stoßflächenabschnitts (2.1) und des zweiten Stoßflächenabschnitts (2.2), um die relative Position des vorpositionierten ersten Profilstabes (1.1) und des vorpositionierten zweiten Profilstabes (1.2) zu fixieren, wobei die Klammer (4) ein erstes Gegenkopplungsmittel (5.1) aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer (4) mit dem ersten Kopplungsmittel (3.1) des ersten Profilstabes (1.1) formschlüssig zusammenzuwirken und ein in einem vorbestimmten Abstand (B) vom ersten Gegenkopplungsmittel (5.1) angeordnetes zweites Gegenkopplungsmittel (5.2) aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer (4) mit dem zweiten Kopplungsmittel (3.2) des zweiten Profilstabes (1.2) formschlüssig zusammenzuwirken, - automatisches Fügen des ersten Profilstabes (1.1) und des zweiten Profilstabes (1.2), während die Klammer (4) an den ersten Profilstab (1.1) und den zweiten Profilstab (1.2) angesteckt ist, - automatisches Entfernen der Klammer (4) nach dem Fügen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (4) von einem automatisch angesteuerten ersten Roboterarm (6.1) geführt wird, insbesondere das Anstecken der Klammer (4) an den ersten Profilstab (1.1) und den zweiten Profilstab (1.2) durch den ersten Roboterarm (6.1) automatisch ausgeführt wird und/oder das Entfernen der Klammer (4) nach dem Fügen durch den ersten Roboterarm (6.1) automatisch ausgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Roboterarm (6.1) die Klammer (4) während der Dauer des automatischen Fügens in ihrer Position und Lage festhält.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Roboterarm (6.2) ein vom zweiten Kopplungsmittel (3.2) und/oder vom zweiten Stoßflächenabschnitt (2.2) entferntes Stabende des zweiten Profilstabes (1.2) automatisch greift und der zweite Roboterarm (6.2) durch Bewegen seiner Gelenke den zweiten Profilstab (1.2) relativ zum ersten Profilstab (1.1) vor dem Fügen automatisch hinsichtlich seiner Position und/oder Lage relativ zum ersten Profilstab (1.1) nachjustiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Roboterarm (6.2) zum Greifen des zweiten Profilstabes (1.2) ein drittes Kopplungsmittel (3.3) des zweiten Profilstabes (1.2) verwendet, das an dem zweiten Profilstab (1.2) vorgesehen ist, um in einem späteren Verfahrensschritt einen vorpositionierten dritten Profilstab mittels der Klammer (4) bezüglich des zweiten Profilstabes (1.2) automatisch zu fixieren.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum automatischen Anstecken der Klammer (4) an den ersten Profilstab (1.1) und den zweiten Profilstab (1.2) ein an einem Roboterarm (6.1) angebrachter Endeffektor (8) verwendet wird, der als das erste Gegenkopplungsmittel (5.1) einen vorspringen ersten Stift aufweist und als das zweite Gegenkopplungsmittel (5.2) einen vorspringen, sich parallel in einem Abstand (B) zum ersten Stift erstreckenden zweiten Stift aufweist, wobei das erste Kopplungsmittel (3.1) des ersten Profilstabes (1.1) von einem zu dem ersten Stift korrespondierenden ersten Loch in dem ersten Profilstab (1.1) gebildet wird und das zweite Kopplungsmittel (3.2) des zweiten Profilstabes (1.2) von einem zu dem zweiten Stift korrespondierenden zweiten Loch in dem zweiten Profilstab (1.2) gebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Fügen ein Füllen, ein Anpressen und/oder Einpressen, ein Umformen, ein Schweißen, ein Löten und/oder ein Kleben ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen des ersten Profilstabes (1.1) und/oder das Herstellen des zweiten Profilstabes (1.2) zumindest teilweise durch automatisches Laserschneiden erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass während oder unmittelbar vor oder nach dem automatischen Laserschneiden der hergestellte erste Profilstab (1.1) und/oder der zweite Profilstab (1.2) durch eine zusätzliche Laserbearbeitung die Oberfläche des ersten Profilstabes (1.1) und/oder des zweiten Profilstabes (1.2) mit wenigstens einer Markierung (12) versehen wird, die wenigstens eine Information trägt über die Profilart, die Länge des Profilstabes (1.1, 1.2), die Position und Lage des ersten Kopplungsmittels (3.1) und/oder des zweiten Kopplungsmittels (3.2), die Art, Position und/oder Lage des ersten Stoßflächenabschnitts (2.1) oder des zweiten Stoßflächenabschnitts (2.2), und/oder über eine Einzelteil-Identifikationsnummer oder -bezeichnung des hergestellten erste Profilstabes (1.1) und/oder zweiten Profilstabes (1.2).
  10. Fertigungssystem, aufweisend: - wenigstens eine Laserbearbeitungsmaschine (9), die ausgebildet und eingerichtet ist zum Herstellen eines ersten Profilstabes (1.1), der wenigstens einen ersten Stoßflächenabschnitt (2.1) und wenigstens ein dem ersten Stoßflächenabschnitt (2.1) zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes erstes Kopplungsmittel (3.1) aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand (A) zum ersten Stoßflächenabschnitt (2.1) angeordnet ist und/oder zum Herstellen eines zweiten Profilstabes (1.2), der wenigstens einen zweiten Stoßflächenabschnitt (2.2) und wenigstens ein dem zweiten Stoßflächenabschnitt (2.2) zugeordnetes, in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes zweites Kopplungsmittel (3.2) aufweist, das in einem vorbestimmten Abstand (A) zum zweiten Stoßflächenabschnitt (2.2) angeordnet ist, - wenigstens einen ersten Roboter (6.1) zum automatischen Vorpositionieren des ersten Profilstabes (1.1) und des zweiten Profilstabes (1.2) derart, dass der erste Stoßflächenabschnitt (2.1) des ersten Profilstabes (1.1) zumindest annähernd bündig an dem zweiten Stoßflächenabschnitt (2.2) des zweiten Profilstabes (1.2) anliegt, und/oder zum automatischen Anstecken einer Klammer (4) an den ersten Profilstab (1.1) und den zweiten Profilstab (1.2) in einem Überbrückungsbereich des erste Stoßflächenabschnitts (2.1) und des zweiten Stoßflächenabschnitts (2.2), um die relative Position des vorpositionierten ersten Profilstabes (1.1) und des vorpositionierten zweiten Profilstabes (1.2) zu fixieren, wobei die Klammer (4) ein erstes Gegenkopplungsmittel (5.1) aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer (4) mit dem ersten Kopplungsmittel (3.1) des ersten Profilstabes (1.1) formschlüssig zusammenzuwirken und ein in einem vorbestimmten Abstand (B) vom ersten Gegenkopplungsmittel (5.1) angeordnetes zweites Gegenkopplungsmittel (5.2) aufweist, das ausgebildet ist, im angesteckten Zustand der Klammer (4) mit dem zweiten Kopplungsmittel (3.2) des zweiten Profilstabes (1.2) formschlüssig zusammenzuwirken, und - eine Fügevorrichtung (10) zum Fügen des ersten Profilstabes (1.1) und des zweiten Profilstabes (1.2), während die Klammer (4) an den ersten Profilstab (1.1) und den zweiten Profilstab (1.2) angesteckt ist.
DE102022103220.5A 2022-02-11 2022-02-11 Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk und Fertigungssystem Active DE102022103220B3 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022103220.5A DE102022103220B3 (de) 2022-02-11 2022-02-11 Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk und Fertigungssystem
PCT/EP2023/052759 WO2023152066A1 (de) 2022-02-11 2023-02-06 Verfahren zum automatischen zusammensetzen von profilstäben zu einem fachwerk und fertigungssystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022103220.5A DE102022103220B3 (de) 2022-02-11 2022-02-11 Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk und Fertigungssystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022103220B3 true DE102022103220B3 (de) 2023-06-29

Family

ID=85202005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022103220.5A Active DE102022103220B3 (de) 2022-02-11 2022-02-11 Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk und Fertigungssystem

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022103220B3 (de)
WO (1) WO2023152066A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050186062A1 (en) 2003-10-23 2005-08-25 Harlin Wall Modular housing system
WO2006136653A1 (en) 2005-06-23 2006-12-28 Matti Turulin Method and system for fabricating roof trusses or similar structures
EP3663473A1 (de) 2017-07-31 2020-06-10 Becerril Hernández, Germán Automatisiertes system für robotisierte konstruktion und konstruktionsverfahren

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006034130B3 (de) * 2006-07-20 2007-12-06 Fachhochschule Stralsund Verfahren, Hilfselement und Vorrichtung zur Herstellung eines aus stabförmigen Teilen gebildeten Fachwerks
CN205414808U (zh) * 2016-03-24 2016-08-03 郑万众 焊接链接固定装置
US10576569B2 (en) * 2018-05-04 2020-03-03 Caterpillar Inc. Clip for retaining components for welding
DE102019003755A1 (de) * 2019-05-29 2020-12-03 Kuka Systems Gmbh Verfahren und System zum Fügen eines zweiten Bauteils an ein erstes Bauvteil

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050186062A1 (en) 2003-10-23 2005-08-25 Harlin Wall Modular housing system
WO2006136653A1 (en) 2005-06-23 2006-12-28 Matti Turulin Method and system for fabricating roof trusses or similar structures
EP3663473A1 (de) 2017-07-31 2020-06-10 Becerril Hernández, Germán Automatisiertes system für robotisierte konstruktion und konstruktionsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023152066A1 (de) 2023-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3426589B1 (de) Verfahren zum roboterunterstützten herstellen eines tragwerkes für eine personentransportanlage
AT517912B1 (de) Fertigungsanlage zum Fertigen von Bewehrungselementen
DE3506314C2 (de)
EP3687934B1 (de) Ausrichtvorrichtung und verfahren zur montage einer führungsschiene in einem aufzugschacht einer aufzuganlage
WO2017153314A1 (de) Vorrichtung zum roboterunterstützten herstellen eines tragwerkes für eine personentransportanlage
DE3613956A1 (de) Montageanlage zum zusammenbau von teilen
EP2197623B1 (de) Herstellverfahren für maschinen
DE3715927C2 (de)
EP2150373A1 (de) Bearbeitungs-, insbesondere geometrieschweissstation mit bewegbaren spannrahmen, je mit querstreben
EP2142335B1 (de) Herstellverfahren für maschinen
WO2005108019A2 (de) Positionier-und bearbeitungssystem und geeignetes verfahren zum positionieren und bearbeiten mindestens eines bauteils
WO2003045620A1 (de) Typflexible anlage zum rationellen zusammenschweissen der wesentlichen baugruppen einer fahrzeugkarosserie bei deren prototypfertigung
DE60217980T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Haltevorrichtung für dreidimensionale lineare Schneidbearbeitung
EP3357617B1 (de) Profilbearbeitungsvorrichtung, profilbearbeitungsstrecke und verfahren
DE19806484A1 (de) Verbundteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102022103220B3 (de) Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk und Fertigungssystem
EP3819076A1 (de) Werkzeugmaschine mit wechselvorrichtung für befestigungsaggregate
EP2318607A1 (de) Einschaliges flächentragwerk, knoten für ein einschaliges flächentragwerk und verfahren zur herstellung eines derartigen knotens
DE4311434C2 (de) Rahmenweises Fertigen von Fenster- und Türrahmen
EP0953088B1 (de) Tragwerk und dessen konstruktionselemente
DE19834702A1 (de) Nietvorrichtung zum Herstellen eines tonnenförmigen Bauteils, vorzugsweise eines Flugzeugrumpfes
EP0976473B1 (de) Nietvorrichtung zum Herstellen eines tonnenförmigen Bauteils, vorzugsweise eines Flugzeugrumpfes
DE19832397C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken einer m-Kopf-Schweissmaschine
DE1958392B2 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von stabelementen fuer raumfachwerke
DE3437125A1 (de) Verfahren zur fertigung von mehreren flaechensektionen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final