Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei Bauteilen der in den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche

angegebenen Art.

Die DE 10 2006 002 237 B4 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei Bauteilen. Ein Fügeelement wird in die beiden Bauteile eingebracht und währenddessen wird ein den Fügevorgang quantifizierender Parameter ermittelt. Konkret wird die beim Fügevorgang auf die Bauteile wirkende Reaktionskraft mittels eines Kraftsensors erfasst und zum Bewerten des Fügeprozesses und/oder zum Bewerten der Fügeverbindung verwendet.

Die DE 10 2010 006 402 A1 zeigt ein Verfahren zum Überwachen eines

Hochgeschwindigkeits-Fügeprozesses, bei welchem zumindest zwei Bauteile mittels eines Nagels gefügt werden. Die während des Fügeprozesses entstehenden

Schallemissionen werden mittels eines Sensors erfasst und ausgewertet.

Die DE 10 2010 006 403 A1 zeigt ebenfalls ein Verfahren zum Überwachen eines Hochgeschwindigkeits-Fügeprozesses, bei welchem zumindest zwei Bauteile mittels eines Nagels miteinander verbunden werden. Die während des Eintreibens des Nagels ausgeübte Setzkraft wird dabei mittels eines Kraftsensors ermittelt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine vereinfachte und verbesserte Überwachung sowie Bewertung eines Fügeprozesses sowie der dadurch hergestellten Fügeverbindung ermöglicht wird.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch eine Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei Bauteilen mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen

Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Um eine verbesserte und vereinfachte Überwachung und Bewertung eines

Fügeprozesses sowie der dadurch hergestellten Fügeverbindung zu ermöglichen, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass das Fügeelement mittels eines Roboters eingebracht und der zumindest eine den Fügevorgang quantifizierende

Parameter mittels des Roboters ermittelt wird. Die Ermittlung von zumindest einem oder auch mehreren den Fügevorgang quantifizierenden Parametern erfolgt also im

Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht über eine zusätzliche Sensorik, wie beispielsweise akustische Sensoren oder Kraftsensoren.

Stattdessen ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Fügeelement mittels eines Roboters in die beiden zu verbindenden Bauteile eingebracht und währenddessen mittels des Roboters direkt zumindest ein den Fügevorgang quantifizierender Parameter ermitteln wird. Dadurch ist es auf einfache und zuverlässige Weise möglich, den

Fügeprozess als solchen zu überwachen und die fertige Fügeverbindung, welche aus den beiden Bauteilen und dem Fügeelement hergestellt worden ist, zu bewerten, da zumindest ein den Fügevorgang quantifizierender Parameter direkt mittels des Roboters ermittelt und auch ausgewertet werden kann. Aufwändige, gegebenenfalls fehleranfällige und teure zusätzliche Sensoren zur Ermittlung von einem oder mehreren den

Fügevorgang qualifizierenden Parametern sind somit nicht mehr erforderlich. Eine Prozessüberwachung des Fügevorgangs ist somit in sehr einfacher, kostengünstiger und störungsarmer Art und Weise möglich.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Roboter in Abhängigkeit von dem zumindest einen den Fügevorgang quantifizierenden Parameter geregelt wird. Der zumindest eine den Fügevorgang quantifizierende Parameter wird also nicht nur mittels des Roboters ermittelt, der Roboter wird zusätzlich noch in Abhängigkeit von dem zumindest einen den Fügevorgang quantifizierenden Parameter geregelt. Der Roboter kann dabei während des gesamten Fügevorgangs den zumindest einen den Fügevorgang quantifizierenden Parameter ermitteln und auswerten, so dass der Roboter je nach ermittelten Werten für den zumindest einen Parameter entsprechend geregelt und angesteuert werden kann, so dass ein bestmögliches Fügeergebnis erzielt werden kann. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein

Stromverbrauch jeweiliger Antriebsachsen des Roboters gemessen und basierend darauf der zumindest eine den Fügevorgang qualifizierende Parameter ermittelt wird. Jeweilige Stromverbräuche der Antriebsachsen des Roboters während des Einbringens des Fügeelements können auf sehr einfache Weise beispielsweise aus einer

Robotersteuerung oder dergleichen abgegriffen und zur Bestimmung beziehungsweise zur Ermittlung des zumindest einen den Fügevorgang quantifizierenden Parameters herangezogen werden. Somit kann der zumindest eine den Fügevorgang quantifizierende Parameter auf besonders einfache und zuverlässige Weise ermittelt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Kraft zum Eintreiben des Fügeelements, die Energie zum Eintreiben des Fügeelements, die Beschleunigung des Fügeelements und/oder der Weg des

Fügeelements mittels des Roboters während des Einbringens des Fügeelements in die beiden Bauteile ermittelt wird. Im Wesentlichen können dabei alle für den Fügevorgang relevanten Parameter ermittelt werden, so dass der Fügeprozess als solcher während des Einbringens des Fügeelements in die beiden Bauteile fortlaufend überwacht und auch die fertige Fügeverbindung, welche die beiden Bauteile und das eingebrachte

Fügeelement umfasst, anhand der ermittelten, den Fügevorgang quantifizierenden Parameter bewertet werden kann. Der Fügevorgang als solcher kann somit besonders prozesssicher und auch wiederholgenau durchgeführt werden, so dass insbesondere die Qualität der Fügeverbindung verbessert werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fügen von wenigstens zwei Bauteilen ist dazu ausgebildet, ein Fügeelement in die beiden Bauteile einzubringen und wenigstens einen den Fügevorgang quantifizierenden Parameter während des Fügevorgangs zu ermitteln. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass die Vorrichtung einen Roboter aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, das Fügeelement einzubringen und den zumindest einen den Fügevorgang quantifizierenden Parameter zu ermitteln.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzusehen, wobei die Vorrichtung insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen

Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 eine Perspektivansicht, in welcher ein Fügevorgang von zwei Bauteilen dargestellt ist, in die ein Fügeelement zum Fügen der beiden Bauteile eingebracht wird; und in

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Roboters, mittels welchem das Fügeelement in die beiden Bauteile eingebracht werden kann.

In einer Perspektivansicht sind zwei Bauteile 10, 12 gezeigt, bevor diese mittels eines Fügeelements 14 miteinander gefügt werden. Bei dem Fügeelement 14 kann es sich beispielsweise um einen Nagel, einen Setzbolzen oder dergleichen handeln. Zum Fügen beziehungsweise zum Verbinden der beiden Bauteile 10, 12 wird das Fügeelement 14 in die beiden Bauteile 10, 12 eingebracht beziehungsweise in diese hineingetrieben bzw. in diese hineingedrückt. Vorzugsweise wird das Fügeelement 14 mit einer Geschwindigkeit von weniger als fünf Metern pro Sekunde in die beiden Bauteile 10, 12 eingedrückt. Das Fügeelement 14 kann aber auch mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit, insbesondere mit einer Geschwindigkeit zwischen fünf und dreihundert Metern pro Sekunde in die beiden Bauteile 10, 12 eingebracht werden. Um eine gleichbleibend gute Qualität bei der Herstellung einer Fügeverbindung aus den beiden Bauteilen 10, 12 und dem Fügeelement 14 sicherstellen zu können, ist es wichtig, den Fügeprozess als solchen sowie die fertige Fügeverbindung bewerten zu können. Während des

Fügevorgangs, also während des Einbringens des Fügeelements 14 in die beiden Bauteile 10, 12, wäre es also vorteilhaft, zumindest einen den Fügevorgang

quantifizierenden Parameter, vorzugsweise mehrere den Fügevorgang quantifizierende Parameter, bereitstellen zu können.

In Fig. 2 ist ein Roboter 16 in einer Seitenansicht gezeigt. Um einen oder mehrere den Fügevorgang quantifizierende Parameter während des Fügeprozesses zu ermitteln, ist es vorgesehen, dass das Fügeelement 14 mittels des Roboters 16 eingebracht und zumindest ein den Fügevorgang quantifizierender Parameter, vorzugsweise mehrere den Fügevorgang quantifizierende Parameter, währenddessen direkt mittels des Roboters 16 ermittelt wird. Der Roboter 16 wird dabei in Abhängigkeit von dem zumindest einen den Fügevorgang quantifizierenden Parameter geregelt.

Zur Überwachung und Bewertung des Fügeprozesses sowie der fertigen Fügeverbindung ist es also vorgesehen, dass der Roboter 16 das Fügeelement 14 in die beiden Bauteile 10, 12 einbringt und vorzugsweise mehrere den Fügevorgang quantifizierende Parameter ermittelt. Zur Ermittlung der den Fügevorgang quantifizierenden Parameter kann beispielsweise ein Stromverbrauch jeweiliger Antriebsachsen 18 des Roboters 16 gemessen und ausgewertet werden, so dass basierend darauf jeweilige den

Fügevorgang quantifizierende Parameter ermittelt werden können. Es ist also keine zusätzliche Sensorik notwendig, um den Fügevorgang quantifizierende Parameter während des Eintreibens beziehungsweise Einbringens des Fügeelements 14 in die beiden Bauteile 10, 12 zu ermitteln.

Vorzugsweise wird die Kraft zum Eintreiben des Fügeelements 14, die Energie zum Eintreiben des Fügeelements 14, die Beschleunigung des Fügeelements 14 und der Weg des Fügeelements 14 mittels des Roboters 16 ermittelt, indem beispielsweise jeweilige Stromverbräuche der Antriebsachsen 18 während des Fügevorgangs überwacht und ausgewertet werden.

Während des Eintreibens des Fügeelements 14 in die beiden Bauteile 10, 12 ist es also fortlaufend möglich, die für den Fügevorgang wesentlichen Prozessparameter mittels des Roboters 16 zu überwachen. Beispielsweise können entsprechende Sollbeziehungsweise Idealwerte für die jeweiligen Prozessparameter vorgegeben und fortlaufend mit den ermittelten Prozessparametern abgeglichen werden. Sollten sich Abweichungen zwischen den tatsächlich gemessenen beziehungsweise ermittelten Prozessparametern und den Idealwerten ergeben, kann der Roboter 16 entsprechend geregelt werden, so dass sich die wunschgemäßen Prozessparameter einstellen.

Der Fügeprozess kann also auf einfache Weise überwacht und der Roboter so geregelt werden, dass möglichst ein optimaler Fügevorgang mit einer entsprechend optimalen Fügeverbindung hergestellt werden kann. Darüber hinaus ist es möglich, anhand der mittels des Roboters 16 erfassten Prozessparameter die aus den beiden Bauteilen 10, 12 und in dem Fügeelement 14 hergestellte Fügeverbindung zu bewerten. Es kann also nicht nur der Fügeprozess als solcher überwacht und entsprechend geregelt werden, es ist darüber hinaus auch noch möglich, beispielsweise durch Abspeichern der während des Fügevorgangs ermittelten Prozessparameter die Qualität der fertig gestellten

Fügeverbindung zu bewerten.