Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk . Die Erfindung betri f ft außerdem ein zugehöriges Fertigungssystem .

Die EP 3 663 473 Al beschreibt ein automatisiertes Bausystem, umfassend mindestens einen programmierbaren Roboterarm, mindestens ein Werkzeug, das an dem programmierbaren Roboterarm befestigt ist , sowie eine Viel zahl 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 gegri f fen und von dem Roboterarm transportiert und montiert werden können . Das mindestens eine Werkzeug besteht aus einer aufwändigen Schweißvorrichtung, einer Grei f- und Ladevorrichtung, sowie einem Dicht- und/oder Klebewerkzeug .

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 j ede 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 Stoß flächenabschnitt und wenigstens ein dem ersten Stoß flächenabschnitt zugeordnetes , in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes erstes Kopplungsmittel aufweist , das in einem vorbestimmten Abstand zum ersten Stoß flächenabschnitt angeordnet ist ,

- Herstellen eines zweiten Profilstabes , der wenigstens einen zweiten Stoß flächenabschnitt und wenigstens ein dem zweiten Stoß flächenabschnitt zugeordnetes , in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes zweites Kopplungsmittel aufweist , das in einem vorbestimmten Abstand zum zweiten Stoß flächenabschnitt angeordnet ist ,

- automatisches Vorpositionieren des ersten Profilstabes und des zweiten Profilstabes derart , dass der erste Stoß flächenabschnitt des ersten Profilstabes zumindest annähernd bündig an dem zweiten Stoß flächenabschnitt des zweiten Profilstabes anliegt ,

- automatisches Anstecken einer Klammer an den ersten Profilstab und den zweiten Profilstab in einem Überbrückungsbereich des erste Stoß flächenabschnitts und des zweiten Stoß flächenabschnitts , um die relative Position des vorpositionierten ersten Profilstabes und des vorpositionierten zweiten Profilstabes zu f ixieren, 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 j eden Einzel fall 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 j edoch 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 weitgehen- de oder vollständige Automatisierung des Fügeprozes ses verhindert .

Das Verfahren zum automatischen Zusammensetzen von Profilstäben zu einem Fachwerk kann in verschiedensten Anwendungs fällen eingesetzt werden . So können die Profilstäbe beispielsweise aus beliebigem Metall , insbesondere beispielsweise Stahl oder Aluminium bestehen, aber gegebenenfalls auch aus beliebigem Kunststof f oder aus beliebigem Hol z oder anderen Feststof fen . Die Profilstäbe können im Querschnitt als Vollmaterial ausgebildet sein oder alternativ einen Hohlkammerquerschnitt aufweisen . Die Profilstäbe können eine nahezu beliebige Querschnittsgestalt , verschiedene Profil formen und/oder Konturen aufweisen . So können beispielswei se 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 Kunststof f oder Hol z bestehen und Komponenten von zu fertigenden Fensterstöcken, Fenstern, Türstöcken und/oder Türrahmen bilden . Statt Metall-Schweißen kann in solchen Fällen als Fügeverfahren ein Kunststof f-Schweißen, beispielsweise Ultraschallschweißen oder bei Hol z als Fügeverfahren ein Kleben, Nageln und/oder Schrauben zur Anwendung kommen .

Jeweils zwei Profilstäbe können demgemäß wahlweise in Form eines Stumpf stoßen, 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 Stoß flächenabschnitt des ersten Profilstabes und/oder der zweiten Stoß flächenabschnitt des zweiten Profilstabes j e nach Einzel- fall wahlweise eine Stirnendseite des j eweiligen 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 Profi lstäbe 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 j eweiligen Herstellung automatisch grei fen und auf dem Bearbeitungstisch automatisch vorpositionieren .

Der Bearbeitungstisch kann wenigstens eine Ref erenz ierein- richtung 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 j edem 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 Bearbeitungs zentrum 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 beispielshaf ten Einzelknoten des Fachwerks beschreiben, an dem genau ein erster Profilstab und genau ein zweiter Profilstab Zusammentref fen 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 Zusammentref fen . Das Verfahren für einen ersten Profilstab und einen zweiten Profilstab kann j edoch in analoger Weise auch bei drei oder mehr zusammentref fenden Profilstäben angewendet werden .

Gemäß dem Verfahren wird an dem j eweiligen 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 Profil- stabes , das beim Anstecken der Klammer mit einem entsprechend ausgebildeten Sti ft der Klammer als korrespondierendes Gegenkopplungsmittel zusammenwirkt . Der Außendurchmesser des Sti ftes 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 Sti ft können beispielsweise in zweckmäßiger Wei se j eweils eine kreis förmige Querschnittskontur aufweisen . Es ist aber auch möglich, dass das Loche beispielsweise eine quadratische oder mehreckige , wie beispielsweise sechseckige Querschnittskontur aufweist und der Sti ft weiterhin eine kreis förmige Querschnittskontur aufweist . Das j eweilige Kopplungsmittel und korrespondierende Gegenkopplungsmittel sind j edoch 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 j eweiligen Profilstäbe von ihren Oberflächen nach außen vorspringende Vorsprünge , wie Zapfen, Sti fte 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 Sti fte der Profilstäbe formschlüssig auf zunehmen . 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 j edoch 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 j eweilige Kopplungsmittel an dem j eweiligen Profilstab in einem vorbestimmten Abstand zum j eweiligen vorgegebenen Stoß flächenabschnitt des Prof ilstabes 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 Zwei fache betragen des Abstandes des Kopplungsmittel vom Stoß flächenabschnitt des j eweiligen 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 j eweiligen Prof ilstabes den Profilstab grei ft und automatisch in die zum anschließenden Fügen benötigte Winkellage bewegt und dort fixiert . Auch wenn es in einer Aus führungsvariante möglich ist , dass der zweite Roboterarm mittels eines speziellen Grei fers den j eweiligen Profilstab grei ft und in die gewünschte Lage bewegt , so kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der zweite Roboterarm zum Grei fen dasj enige Kopplungsmittel des zu grei fenden 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 j eweiligen Kopplungsmittel korrespondierendes Gegenkopplungsmittel als Grei fvorrichtung zum Bewegen des gegri f fenen Profilstabes in die zum anschließenden Fügen benötigte Winkellage aufweisen . In einer besonderen Aus führung 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 j edem 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 Bewegl ichkeiten benötigt , wie dies beispielsweise bei Klemmgrei fern 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 Stoß flächenabschnitt des ersten Profilstabes und dem zweiten Stoß flächenabschnitt 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 Stoß flächenabschnitt entferntes Stabende des zweiten Profilstabes automatisch grei fen 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 nachj ustieren . 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 j eweiligen Prof ilstabes den Profilstab grei ft und automatisch in die zum anschließenden Fügen benötigte Winkellage bewegt und dort fixiert . Auch wenn es in einer Aus führungsvariante möglich ist , dass der zweite Roboterarm mittels eines speziellen Grei fers den j eweiligen Profilstab grei ft und in die gewünschte Lage bewegt , so kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der zweite Roboterarm zum Grei fen dasj enige Kopplungsmittel des zu grei fenden 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 j eweiligen Kopplungsmittel korrespondierendes Gegenkopplungsmittel als Grei fvorrichtung zum Bewegen des gegri f fenen Profilstabes in die zum anschließenden Fügen benötigte Winkellage aufweisen . In einer besonderen Aus führung 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 Grei fen des zweiten Profilstabes ein drittes Kopplungsmittel des zweiten Profilstabes verwenden, das an dem zweiten Profilstab vorgesehen ist , um in einem späteren Verfahrensschritt einen vorpos itionier- ten 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 Endef fektor verwendet werden, der als das erste Gegenkopplungsmittel einen vorspringen ersten Sti ft aufweist und als das zweite Gegenkopplungsmittel einen vorspringen, sich parallel in einem Abstand zum ersten Sti ft erstreckenden zweiten Sti ft aufweist , wobei das erste Kopplungsmittel des ersten Profilstabes von einem zu dem ersten Sti ft korrespondierenden ersten Loch in dem ersten Profilstab gebi ldet wird und das zweite Kopplungsmittel des zweiten Profilstabes von einem zu dem zweiten Sti ft 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 teilwei se durch automatisches Laserschneiden erfolgen .

Während oder unmittelbar vor oder nach dem automati schen 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 Stoß flächenabschnitts oder des zweiten Stoß flächenabschnitts , und/oder über eine Einzelteil- Identi fikationsnummer oder -be zeichnung 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 Stoß flächenabschnitt angeordnet ist und/oder zum Herstellen eines zweiten Profilstabes , der wenigstens einen zweiten Stoß flächenabschnitt und wenigstens ein dem zweiten Stoß flächenabschnitt zugeordnetes , in seinem angekoppelten Zustand formschlüssig wirkendes zweites Kopplungsmittel aufweist , das in einem vorbestimmten Abstand zum zweiten Stoß flächenabschnitt angeordnet ist ,

- wenigstens einen ersten Roboter zum automatischen Vorpositionieren des ersten Profilstabes und des zweiten Profilstabes derart , dass der erste Stoß flächenabschnitt des ersten Profilstabes zumindest annähernd bündig an dem zweiten Stoß flächenabschnitt des zweiten Profilstabes anliegt , und/oder zum automatischen Anstecken einer Klammer an den ersten Profilstab und den zweiten Profilstab in einem Überbrückungsbereich des erste Stoß flächenabschnitts und des zweiten Stoß flächenabschnitts , um die relative Posi- tion 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 Aus führungen wie beschrieben aus zuführen .

Konkrete Aus führungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert . Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Aus führungsbeispiele 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 : Fig . 1 ein Flussdiagramm der Schritte in dem grundlegenden erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig . 2 eine schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Fertigungssystems zum Durchführen des Verfahrens mit einem ersten Roboterarm, der eine Klammer handhabt ,

Fig . 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 ,

Fig . 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

Fig . 5 eine schematische Darstellung eines aus mehreren Profilstäben automatisiert aufgebauten Fachwerk in einer Alleinstellung . In der Fig. 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 Fig. 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 Fig. 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 nachj ustiert .

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 Fig. 3 und die Fig. 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 Fig. 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 Fig. 3 dargestellt ist. Die Fig. 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 Fig. 3 dargestellt ist, kann ein Bearbeitungstisch 15 vorgesehen sein. Der Bearbeitungstisch 15 kann wenigstens eine Ref erenziereinrichtung aufweisen, wie beispielsweise wenigstens einem Master-Vorsprung oder wenigstens einer Master- Vertiefung, die in Zusammenwirken mit einem Master- Gegenvorsprung oder einer Master-Gegenvertiefung 16 (Fig. 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 Fig. 5 aufgezeigt, hinsichtlich seiner Position, sei- ner 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 ei- ner Robotersteuerung 14 automatisch in ihren Bewegungen angesteuert sein.