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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Herstellung eines Bauteils in einer Produktionszelle gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine entsprechende Produktionszelle.
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Im Stand der Technik sind additive Fertigungsverfahren bzw. sog. 3D-Druckverfahren bekannt. Beispiele hierfür sind etwa das FDM (fused deposition molding) -Verfahren, bei dem in einem kontinuierlichen Prozess pulver- oder granulatförmiges Material aufgeschmolzen und aufgetragen wird, oder das AKF (Arburg Kunststoff Freiformen) -Verfahren, welches anstelle eines kontinuierlichen Aufschmelzens und Ablagerns ein hochfrequent gepulstes Aufschmelzen und Ablagern des Materials vorsieht. Im Allgemeinen zeichnen sich additive Fertigungsverfahren dadurch aus, dass einem Werkstück mit definierter Geometrie ein formloser Werkstoff stoffschlüssig zugefügt wird.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
US 2021 229 361 AA eine Vorrichtung zum Herstellen einer dreidimensionalen Struktur mittels eines PBF (Powder Bed Fusion) - Verfahrens, umfassend einen Pulverabscheider, der in einer Kammer angeordnet ist und über ein Pulverbett fährt, um eine Pulverschicht abzuscheiden. Anschließend wird die abgeschiedene Pulverschicht mittels einer geeigneten Energiequelle, wie z.B. eines Lasers selektiv aufgeschmolzen.
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Aus der
WO18228919 A1 ist eine Vorrichtung mit einem Druckkopf für den lagenweisen, additiven und dreidimensionalen Materialaufbau für die Herstellung von Bauteilen aus Metall, Kunststoff bzw. Mischformen bekannt. Der Druckkopf ist wechselbar gegen unterschiedliche Sensoren sowie gegen spanende Bearbeitungsgeräte zur mechanischen Bearbeitung während oder nach dem Materialaufbauprozess.
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Die
US 2018 020 683 AA offenbart ein computergestütztes Verfahren zum Drucken eines Objekts unter Verwendung eines 3D-Druckersystems mit einem dynamischen Druckbett, wobei das Verfahren die Schritte „Empfangen von Messungen“ entsprechend den Abmessungen eines Objekts und „Einstellen des dynamischen Druckbetts“ basierend auf den Abmessungen des Objekts umfasst. Das Einstellen des dynamischen Druckbetts erfolgt dabei über das Einstellen einer Position eines ersten Satzes von Stiften des dynamischen Druckbetts. Schließlich wird ein erster Abschnitt des Objekts gedruckt, wobei der erste Satz von Stiften den ersten Abschnitt des Objekts trägt.
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Die bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen sind jedoch dahingehend nachteilbehaftet, als dass sie lediglich die Herstellung von Einzelteilen aus einem spezifischen Material oder ggf. auch aus einer Zusammenstellung verschiedener Materialen ermöglichen. Eine automatisierte Weiterbearbeitung der Einzelteile insbesondere zur Herstellung einer komplexen Baugruppe ist jedoch gemäß dem Stand der Technik ebenso wenig möglich wie die Verwendung eines Halbzeugs zur Verkürzung der Herstellungsdauer.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur automatisierten Herstellung eines Bauteils in einer Produktionszelle vorzuschlagen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren zur automatisierten Herstellung eines Bauteils in einer Produktionszelle gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Herstellung eines Bauteils in einer Produktionszelle. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein erstes Halbzeug einem ersten Magazin der Produktionszelle automatisiert entnommen wird, dass das erste Halbzeug auf einer Auflagefläche der Produktionszelle automatisiert positioniert und ausgerichtet wird und dass das erste Halbzeug einem automatisierten additiven Herstellungsverfahren unterworfen wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt also die Herstellung eines Bauteils, wobei das Bauteil in einer automatisierten Produktionszelle hergestellt wird. Unter einer Produktionszelle wird dabei eine definierte Anordnung von Werkzeugmaschinen oder anderen Produktionsvorrichtungen, wie etwa Drehwerkzeugen, Fräswerkzeugen, Trennwerkzeugen, Greifarmen bzw. Förderbändern verstanden. Diese Werkzeugmaschinen bzw. Produktionsvorrichtungen sind dabei auf einer vorgegebenen Fläche derart zueinander angeordnet, dass sie gemeinsam in aufeinander abfolgenden Schritten das erste Halbzeug bearbeiten können, um daraus das Bauteil herzustellen.
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Das erste Halbzeug ist insbesondere ein metallisches Halbzeug oder ein Halbzeug aus einem Kunststoff. Auch Kombinationen unterschiedlicher Metalle und Kombinationen unterschiedlicher Kunststoffe sind möglich und bevorzugt. Ebenso ist es denkbar und bevorzugt, dass das erste Halbzeug teilweise aus einem oder mehreren Metallen und teilweise aus einem oder mehreren Kunststoffen besteht. Ebenso kann das erste Halbzeug auch ganz oder teilweise aus einer Keramik bestehen.
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Das Bauteil kann zudem ein einstückiges Bauteil sein oder ein mehrstückiges Bauteil sein, wobei ein einstückiges Bauteil im Sinne der Erfindung nur ein Halbzeug umfasst während ein mehrstückiges Bauteil im Sinne der Erfindung mindestens zwei Halbzeuge umfasst.
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Der Produktionszelle ist außerdem zumindest ein erstes Magazin zugeordnet, welches eine Vielzahl von ersten Halbzeugen bevorratet. Ein erstes Halbzeug kann nun automatisiert dem ersten Magazin entnommen werden, beispielsweise mittels eines Roboterarms und eines am Roboterarm angeordneten Greifers. Das solcherart dem ersten Magazin automatisiert entnommene erste Halbzeug wird im nächsten Schritt ebenfalls automatisiert auf einer dafür vorgesehenen Auflagefläche der Produktionszelle abgelegt und gleichzeitig in eine Soll-Position sowie in eine Soll-Ausrichtung gebracht. Vorteilhaft erfolgt auch die Positionierung und die Ausrichtung mittels des Roboterarms bzw. mittels des am Roboterarm angeordneten Greifers.
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Unter einer Soll-Position bzw. unter dem Begriff „positionieren“ wird dabei verstanden, dass das erste Halbzeug an einer bestimmten Stelle der Auflagefläche abgelegt wird. Die Soll-Position wird also durch eine Translationsbewegung des ersten Halbzeugs erreicht. Unter einer Soll-Ausrichtung bzw. unter dem Begriff „ausrichten“ wird dabei verstanden, dass das erste Halbzeug an der Soll-Position so ausgerichtet wird, dass eine bestimmte Seite des ersten Halbzeugs in eine bestimmte Richtung weist. Die Soll-Ausrichtung wird also durch eine Rotationsbewegung des ersten Halbzeugs erreicht.
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Nachdem das erste Halbzeug in die Soll-Position und in die Soll-Ausrichtung gebracht wurde, wird es dem additiven Fertigungsverfahren unterworfen. Unter einem additiven Fertigungsverfahren wird ganz allgemein ein materialhinzufügendes Verfahren verstanden, vorzugsweise mittels einer 3D-Druckvorrichtung.
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Vorteilhaft können sowohl die Soll-Position als auch die Soll-Ausrichtung während des Herstellung des Bauteils mit fortschreitendem Herstellungsfortschritt beliebig häufig geändert werden. Beispielsweise kann das Bauteil gewendet werden, so dass eine bisher nach unten weisende Seite des Bauteils nun nach oben weist und somit ebenfalls auf einfache Weise einem additiven Fertigungsverfahren unterworfen werden kann.
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Der 3D-Druckvorrichtung ist bevorzugt ein Vorratsbehälter zugeordnet, der das additiv hinzuzufügende Material bevorratet. Das Material ist dabei insbesondere in formloser Form, beispielsweise als Granulat oder Pulver, bevorratet.
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Insbesondere werden unter additiven Fertigungsverfahren die im folgenden bezeichneten und dem Fachmann bekannten Fertigungsverfahren verstanden:
- • FDM: fused deposition molding, ein kontinuierlicher materialauftragender Prozess eines aufgeschmolzenen, pulver- oder granulatförmigen Materials, wobei das Material vor dem Austreten oder unmittelbar nach Austreten aus einer Düse (z.B. am Druckkopf einer 3D-Druckvorrichtung) aufgeschmolzen wird;
- • AKF: Arburg Kunststoff Freiformen, ein modifiziertes FDM-Verfahren, bei welchem statt eines kontinuierlichen Materialauftrags ein hochfrequent gepulster Auftrag von aufgeschmolzenen Materialtropfen erfolgt;
- • Alle materialzuführenden Verfahren(im Gegensatz zu selektiven Aufschmelz- oder Sinterverfahren im Pulverbett, wie z.B. SLM, SLS, EBAM, LENS,..)
- • Alle Verfahren mit Werkstoffauftrag, z.B. einfaches und mehrfaches Jetting bzw. Aufspritzverfahren (Nano Particle Jetting, Multi Jet Fusion, Drop on Demand, etc.)
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Die Erfindung führt somit zu dem Vorteil, dass das Bauteil, das beispielsweise ein Ersatzteil für ein ausgelaufenes Serienprodukt sein kann, bei Bedarf jederzeit sofort und automatisiert hergestellt werden kann. Somit können Lager- und Logistikkosten eingespart werden, da das Bauteil nicht in großer Stückzahl gelagert und bevorratet werden muss, sondern stattdessen bedarfsweise hergestellt werden kann. Zur großserienmäßigen Herstellung des Bauteils vorgesehene Fertigungslinien können abgebaut bzw. zur Herstellung eines aktuellen Produkts umgerüstet werden. Durch die Automatisierung der Produktionszelle bzw. der einzelnen Verfahrensschritte ist die Herstellung des Bauteils sehr kostengünstig und flexibel.
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Bei Auslauf einer Serienfertigung kann beispielsweise durch den Hersteller ein Fertigungsplan inkl. aller Prozessschritte sowie aller dabei benötigten Halbzeuge und Materialien für die Produktionszelle erstellt werden. Dieser Fertigungsplan kann dann in einem der Produktionszelle zugeordneten, beispielsweise cloud-basierten, Produktionssteuerungssystem bereitgestellt werden. Im Rahmen eines Geschäftsmodells könnte die Bereitstellung des Fertigungsplans beispielsweise unentgeltlich oder als sog. pay-per-use erfolgen.
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Zudem besteht nur ein geringes Betreuungsverhältnis von Anlagenbedienern zu Produktionszellen. Ein weiterer Vorteil ist auch darin zu sehen, dass die Produktionskapazitäten auf einfache Weise skalierbar sind.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das erste Halbzeug einen oder mehrere Hohlräume aufweist. Hohlräume des ersten Halbzeugs können beispielsweise dazu genutzt werden, um Material und Gewicht einzusparen, sofern dieses für die Festigkeit des Bauteils nicht benötigt wird. Bei Bedarf können die Hohlräume auch verfüllt werden, beispielsweise mit Glaskugeln oder 3D-Druckmaterial.
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Die Halbzeuge können gleichermaßen als offene oder geschlossene Profile, Stangen oder Stäbe beliebigen Querschnitts, insbesondere eines genormten Querschnittes, sowie als beliebige Normteile wie Schrauben, Muttern, Inserts, Bolzen oder Lager ausgebildet sein. Auch eine Ausbildung der Halbzeuge als Katalogware wie elektrische und elektronische Bauteile, Spulen, Schalter, Stecker oder beliebige PCBs ist denkbar und bevorzugt.
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Das erste Magazin ist bevorzugt als ein standardisierter Behälter ausgebildet, beispielsweise als ein sog. KLT-Behälter.
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Bevorzugt umfasst die Produktionszelle geeignete Sensorik, beispielsweise Kamerasensorik mit einer angegliederten Bilderkennungssoftware, um erkennen, ob noch ausreichend erste Halbzeuge im Magazin bevorratet sind. Sofern eine vorgebbare Anzahl von ersten Halbzeugen unterschritten wird, kann automatisiert eine Bestellung von neuen ersten Halbzeugen ausgelöst werden.
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Besonders vorteilhaft werden neu angelieferte erste Halbzeuge automatisiert in das erste Magazin einsortiert und dort bevorratet, beispielsweise durch den Roboterarm.
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Die Produktionszelle kann vorteilhaft unterschiedliche Bauteile aus unterschiedlichen Halbzeugen und unterschiedlichen Materialien herstellen. Dazu kann beispielsweise jeweils eine unterschiedliche Programmierung der Produktionszelle erfolgen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Halbzeug weiterhin einem automatisierten abtragenden Herstellungsverfahren unterworfen wird. Beispielsweise können im Rahmen des additiven Herstellungsverfahrens erzeugte Stützstrukturen oder auch von vornherein am ersten Halbzeug vorhandene, für das additive Herstellungsverfahren erforderliche Stützstrukturen entfernt werden. Ebenso können beispielsweise auch Oberflächen nachbehandelt werden. Das abtragende Herstellungsverfahren kann beispielsweise durch den Roboterarm bzw. ein vom Roboterarm aufgenommenes, hierzu geeignetes Werkzeug erfolgen oder durch einen Energieeintrag der 3D-Druckvorrichtung, beispielsweise durch ein Lasermodul.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Oberfläche des ersten Halbzeugs chemisch oder physikalisch dazu vorbereitet ist, dem additiven Herstellungsverfahren unterworfen zu werden. Die Vorbereitung der Oberfläche kann z.B. durch Aufbringen eines Primers erfolgen, durch Sandstrahlen oder durch Erosion. Die Haftung des additiv hinzugefügten Materials kann zudem verbessert werden durch Verwendung gleichartiger oder kompatibler Materialien, welche sich im Rahmen des additiven Herstellungsverfahrens fest miteinander verbinden. Somit kann die Bindung zwischen dem ersten Halbzeug und dem additiv hinzugefügten Material verbessert werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Bauteil einem automatisierten Formkontrollverfahren unterworfen wird und anschließend einem Nachbearbeitungsverfahren unterworfen wird, sofern im Formkontrollverfahren eine Abweichung einer Ist-Form von einer Soll-Form erkannt wird. Das Formkontrollverfahren kann beispielsweise erfolgen, indem das Bauteil bzw. dessen äußere Form optisch mittels Kamerasensorik, Ultraschallsensorik oder mechanischer Tastsensorik abgetastet wird. Insbesondere kann die Kamerasensorik, Ultraschallsensorik oder Tastsensorik vom Roboterarm aufgenommen werden und im Rahmen des Formkontrollverfahrens um das Bauteil herumgeführt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das erste Halbzeug mittels eines Roboterarms positioniert und ausgerichtet und mittels des Roboterarms dem abtragenden Herstellungsverfahren unterworfen wird, wobei den unterschiedlichen Funktionen des Roboterarms zugeordnete Werkzeuge des Roboterarms vom Roboterarm aus einem Werkzeugmagazin aufgenommen werden und im Werkzeugmagazin wieder abgelegt werden. Somit kann das erste Halbzeug auf einfache Weise sehr präzise positioniert und ausgerichtet werden. Indem der Roboterarm zudem über ein ihm zugeordnetes Werkzeugmagazin verfügt und dazu ausgebildet ist, unterschiedliche Werkzeuge automatisiert aufzunehmen, zu verwenden und wieder abzulegen, kann das erste Halbzeug sehr flexibel einer Vielzahl von unterschiedlichen Bearbeitungsverfahren unterworfen werden, insbesondere ohne menschliches Zutun.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein zweites Halbzeug einem zweiten Magazin der Produktionszelle automatisiert entnommen wird, dass das zweite Halbzeug relativ zum ersten Halbzeug automatisiert positioniert und ausgerichtet wird und dass das zweite Halbzeug mittels eines automatisierten additiven Herstellungsverfahrens mit dem ersten Halbzeug verbunden wird. In diesem Fall ist das Bauteil entsprechend als zweistückiges Bauteil ausgebildet, welches zwei unterschiedliche Halbzeuge umfasst. Somit handelt es sich um ein vergleichsweise komplexes Bauteil, welches jedoch im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens automatisiert auf einfache Weise hergestellt werden kann. Das additiv hinzugefügte Material verbindet dabei das erste Halbzeug mit dem zweiten Halbzeug.
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Auch das zweite Magazin ist bevorzugt als ein standardisierter Behälter ausgebildet, beispielsweise als ein sog. KLT-Behälter.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Vielzahl von weiteren Halbzeugen einer Vielzahl von weiteren Magazinen der Produktionszelle automatisiert entnommen wird, dass die Vielzahl von weiteren Halbzeugen relativ zum ersten Halbzeug und/oder zum zweiten Halbzeug automatisiert positioniert und ausgerichtet wird und dass die Vielzahl von weiteren Halbzeugen mittels eines automatisierten additiven Herstellungsverfahrens mit dem ersten Halbzeug und/oder dem zweiten Halbzeug verbunden wird. Somit kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ein nochmals komplexeres Bauteil auf einfache Weise hergestellt werden, welches eine Vielzahl von unterschiedlichen Halbzeugen umfasst.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Produktionszelle zur automatisierten Herstellung eines Bauteils. Die erfindungsgemäße Produktionszelle zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen Roboterarm, eine Auflagefläche und mindestens ein erstes Magazin umfasst, wobei die Produktionszelle dazu ausgebildet ist, das erste Halbzeug mittels des Roboterarms dem ersten Magazin zu entnehmen, das erste Halbzeug mittels des Roboterarms auf der Auflagefläche zu positionieren und auszurichten und das erste Halbzeug mittels der 3D-Druckvorrichtung einem automatisierten additiven Herstellungsverfahren zu unterwerfen.
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Bevorzugt ist die Produktionszelle zudem dazu ausgebildet, dass erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Daraus ergeben sich die bereits beschriebenen Vorteile.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Produktionszelle dazu ausgebildet ist, in einem Frachtcontainer aufbaubar zu sein ist und im Frachtcontainer betreibbar zu sein. Bei dem Frachtcontainer handelt es sich vorteilhaft um einen Standard-Container, beispielsweise um einen sog. 40-Fuß-Container. Dadurch ist die Produktionszelle auf einfache Weise transportierbar und an nahezu jedem Ort betreibbar, solange eine ausreichende Energieversorgung gewährleistet ist. Auch muss die Produktionszelle nicht nach dem Transport aufgebaut werden bzw. vor dem Transport abgebaut werden. Im Gegenteil kann die Produktionszelle sogar während des Transports betrieben werden, solange Schwingungen und Stöße durch den Transport in einem erforderlichen Maße gedämpft werden können. Beispielsweise bei einem Transport der Produktionszelle auf einem Schiff ist in der Regel ein störungsfreier Betrieb möglich. Zur Energieversorgung der Produktionszelle im Frachtcontainer können vorteilhaft die bei einem als Kühlcontainer ausgebildeten Frachtcontainer vorhandenen Stromanschlüsse verwendet werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
- 1 beispielhaft eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatisierten Herstellung eines Bauteils in einer Produktionszelle in Form eines Flussdiagramms und
- 2 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Produktionszelle.
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Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.
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1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatisierten Herstellung eines Bauteils in einer Produktionszelle 10 in Form eines Flussdiagramms.
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In einem ersten Verfahrensschritt 101 entnimmt ein Roboterarm 11 ein erstes Halbzeug 12 aus einem ersten Magazin 14. Dazu ist der Roboterarm 11 mit einem Greifer ausgestattet. Im folgenden Schritt 102 positioniert der Roboterarm 11 das erste Halbzeug 12 auf einer Auflagefläche 13 der Produktionszelle 10 und richtet es aus. Das erste Halbzeug 12 ist somit an seiner Soll-Position und in seiner Soll-Ausrichtung.
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In Verfahrensschritt 103 beginnt eine 3D-Druckvorrichtung 17, die beispielsgemäß zur Ausführung eines FDM-Verfahrens ausgebildet ist, ein additives Herstellungsverfahren, nämlich das FDM-Verfahren, in dessen Zuge dem ersten Halbzeug Material hinzugefügt wird, um das Bauteil herzustellen.
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Im folgenden Verfahrensschritt 104 entnimmt der Roboterarm 11 mittels seines Greifers einem zweiten Magazin 15 ein zweites Halbzeug 16. Dieses zweite Halbzeug 16 wird vom Roboterarm 11 in Schritt 105 relativ zum ersten Halbzeug 12 automatisiert positioniert und ausgerichtet.
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In Verfahrensschritt 106 wird auch das zweite Halbzeug 16 durch die 3D-Druckvorrichtung 17 einem additiven Herstellungsverfahren, nämlich das FDM-Verfahren, unterworfen. Verfahrensschritt 106 hält solange an, bis das erste Halbzeug 12 und das zweite Halbzeug 16 gemeinsam mit dem durch die 3D-Druckvorrichtung 17 zugefügten Material zum herzustellenden Bauteil geworden sind.
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Im folgenden Schritt 107 legt der Roboterarm 11 den Greifer in ein dem Roboterarm 11 zugeordnetes Werkzeugmagazin 18 ab und nimmt in Schritt 108 einen Kamerasensor aus dem Werkzeugmagazin 18 auf. In Schritt 109 führt der Roboterarm 11 den Kamerasensor von verschiedenen Seiten um das Bauteil, so dass das Bauteil einem optischen Formkontrollverfahren unterworfen wird.
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Sofern im Rahmen des Formkontrollverfahrens in Schritt 109 erkannt wird, dass die Ist-Form des Bauteils der Soll-Form des Bauteils entspricht, so legt der Roboterarm 11 in Schritt 110 den Kamerasensor ab und nimmt den Greifer wieder auf. Dann schleust er das Bauteil in Schritt 111 aus der Produktionszelle 11 aus.
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Sofern im Rahmen des Formkontrollverfahrens in Schritt 109 jedoch erkannt wird, dass die Ist-Form des Bauteils von der Soll-Form des Bauteils abweicht, weil beispielsgemäß erkannt wurde, dass zuviel Material hinzugefügt wurde so legt der Roboterarm 11 in Schritt 112 den Kamerasensor ab und nimmt ein Fräswerkzeug auf. Mithilfe des Fräswerkzeugs wird nun das zuviel hinzugefügte Material entfernt. Anschließend beginnt das Verfahren wieder ab Schritt 107.
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2 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Produktionszelle 10. Die dargestellte Produktionszelle 10 umfasst eine 3D-Druckvorrichtung 17, einen Roboterarm 11, eine Auflagefläche 13, ein erstes Magazin 14, ein zweites Magazin 15 und ein dem Roboterarm 11 zugeordnetes Werkzeugmagazin 18. Das erste Magazin 14 bevorratet eine Vielzahl von ersten Halbzeugen 12 und das zweite Magazin 15 bevorratet eine Vielzahl von zweiten Halbzeugen 16. Das Werkzeugmagazin 18 bevorratet wiederum eine Vielzahl von unterschiedlichen Werkzeugen für den Roboterarm 11, beispielsgemäß ein Trennwerkzeug, ein Bohrwerkzeug, ein Schraubwerkzeug, einen Greifer und einen Kamerasensor. Die Positionszelle 10 ist dazu ausgebildet, mittels des Roboterarms 11 ein erstes Halbzeug 12 dem ersten Magazin 14 und ein zweites
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Halbzeug 16 dem zweiten Magazin 14 zu entnehmen. Weiterhin ist die Produktionszelle 10 dazu ausgebildet, mittels des Roboterarms 11 das erste Halbzeug 12 auf der Auflagefläche 13 zu positionieren und auszurichten sowie das zweite Halbzeug relativ zum ersten Halbzeug 12 ebenfalls auf der Auflagefläche 13 zu positionieren und auszurichten. Mittels der 3D-Druckvorrichtung 17 kann die Produktionszelle 10 das erste Halbzeug 12 und das zweite Halbzeug 16 einem automatisierten additiven Herstellungsverfahren unterwerfen. Mittels des Roboterarms 11 und des Kamerasensors kann die Produktionszelle 10 das erste Halbzeug 12 und das zweite Halbzeug 16 auch einem Formkontrollverfahren unterwerfen. Mittels des Roboterarms 11 und des Trennwerkzeugs sowie des Bohrwerkzeugs kann die Produktionszelle 10 zudem das erste Halbzeug 12 und das zweite Halbzeug 16 einem abtragenden Herstellungsverfahren unterwerfen. Die Produktionszelle 10 ist beispielsgemäß in einem Frachtcontainer 19 aufgebaut.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Produktionszelle
- 11
- Roboterarm
- 12
- erstes Halbzeug
- 13
- Auflagefläche
- 14
- erstes Magazin
- 15
- zweites Magazin
- 16
- zweites Halbzeug
- 17
- 3D-Druckvorrichtung
- 18
- Werkzeugmagazin
- 19
- Frachtcontainer
- 101
- Entnehmen des ersten Halbzeugs aus dem ersten Magazin
- 102
- Positionieren und Ausrichten des ersten Halbzeugs
- 103
- Unterwerfen des ersten Halbzeugs dem additiven Herstellungsverfahren
- 104
- Entnehmen des zweiten Halbzeugs aus dem zweiten Magazin
- 105
- Positionieren und Ausrichten des zweiten Halbzeugs relativ zum ersten Halbzeug
- 106
- Unterwerfen des zweiten Halbzeugs dem additiven Herstellungsverfahren
- 107
- Ablegen des Greifers in das Werkzeugmagazin
- 108
- Aufnehmen des Kamerasensors aus dem Werkzeugmagazin
- 109
- Unterwerfen des Bauteils dem Formkontrollverfahren
- 110
- Wiederaufnehmen des Greifers aus dem Werkzeugmagazin
- 111
- Ausschleusen des Bauteils aus der Produktionszelle
- 112
- Ablegen des Kamerasensors in das Werkzeugmagazin und Aufnehmen des Fräswerkzeugs aus dem Werkzeugmagazin
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2021229361 AA [0003]
- WO 18228919 A1 [0004]
- US 2018020683 AA [0005]
