"VERFAHREN ZUR AUSRICHTUNG ZWEIER WERKSTÜCKE ZUR AUSBILDUNG EINER FÜGEVERBINDUNG UND MANIPULATOR"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrichtung zweier Werkstücke zur Ausbildung einer Fügeverbindung sowie einen Manipulator zur Ausführung eines derartigen Verfahrens.

Zur Herstellung von sogenannten Tailored Blanks werden

typischerweise als Blechplatinen aus verschiedenen Werkstoffen bzw. Werkstoffgüten und/oder Blechdicken ausgebildete

Werkstücke zusammengesetzt und durch Schweißen verbunden, um nachfolgend dann beispielsweise durch Tiefziehen umgeformt zu werden. Von der Automobilindustrie werden an den Leading Edge Offset (LEO) bzw. an den Tailing Edge Offset (TEO) , also an den Versatz, welche die zu verbindenden Werkstücke nach dem Verschweißen an der führenden Kante bzw. der nachfolgenden Kante aufweisen, sehr hohe Anforderungen gestellt, die nur erfüllt werden können, wenn die beiden Werkstücke vor dem Schweißen sehr genau aufeinander ausgerichtet sind.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Ausrichtung zweier Werkstücke zur Ausbildung einer Fügeverbindung bekannt, welche die nachfolgend genannten Schritte umfassen: Einlegen oder Vorhalten von mindestens zwei Werkstücken in einer

Bereitstellungsstation, Greifen des ersten Werkstücks mit einem ersten Greifer, Greifen des zweiten Werkstücks mit einem zweiten Greifer und Entnehmen der Werkstücke aus der

Bereitstellungsstation und Transport der Werkstücke zu einer Bearbeitungsstation. Mit derartigen Verfahren können die

Anforderungen der Automobilindustrie bezüglich eines minimalen Versatzes zwischen den Werkstücken nicht erfüllt werden. Weiterhin sind aus dem Stand der Technik Manipulatoren bekannt, welche einen ersten Greifer und einen zweiten Greifer umfassen . Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine

Vorrichtung vorzuschlagen, welche eine sehr genaue Ausrichtung der Werkstücke ermöglicht, ohne dass zwischen einer

Bereitstellungsstation und einer Bearbeitungsstation eine Ausrichtungsstation angeordnet werden muss, welche jeweils für den Materialfluss durch einen Manipulator verkettet sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des

Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 13 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 13 gelöst. In den jeweiligen Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige

Weiterbildungen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausrichtung zweier

Werkstücke zur Ausbildung einer Fügeverbindung, welche

insbesondere als flächige Werkstücke in Form von Platinen ausgebildet sind, umfasst die Schritte, dass in einem

Längsausrichtungsschritt das erste Werkstück relativ zu dem zweiten Werkstück entlang mindestens einer der Werkstückkanten durch Linearbewegung mindestens eines der Greifer relativ zum jeweils anderen Greifer ausgerichtet wird und dass der

Längsausrichtungsschritt während des Transports der Werkstücke von der Bereitstellungsstation zu der Bearbeitungsstation ausgeführt wird. Hierdurch wird die Aufgabe einer

Ausrichtungsstation zur Ausrichtung der Werkstücke durch die ohnehin vorhandenen Greifer ausgeführt, so dass eine

zusätzliche Handhabung der Werkstücke in einer

Ausrichtungsstation sowie ein weiterer Transportschritt vermieden werden können. Dies bringt nicht nur den Vorteil einer Einsparung von Taktzeit mit sich, sondern bedeutet auch geringere Kosten für die Fertigungsanlage, da weder die erwähnte Ausrichtstation noch ein zusätzliches Transportsystem zwischen der Ausrichtungsstation und der Bearbeitungsstation erforderlich sind. Es ist weiterhin vorgesehen, das Verfahren so auszubilden, dass vor dem Längsausrichtungsschritt in einem

Querausrichtungsschritt

eine erste Bewegung des ersten Greifers in Richtung des zweiten Greifers erfolgt und/oder

eine erste Bewegung des zweiten Greifers in Richtung des ersten Greifers erfolgt,

wobei es insbesondere vorgesehen ist, dass bei Bewegung der beiden Greifer die erste und die zweite Bewegung

zeitgleich oder nacheinander ausgeführt werden und

wobei es insbesondere vorgesehen ist, dass der

Querausrichtungsschritt während des Transports der Werkstücke von der Bereitstellungsstation zu der Bearbeitungsstation ausgeführt wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass die beiden Werkstücke vor dem Längsausrichtungsschritt bezüglich ihrer zur fügenden Längskanten parallel in x-Richtung (Richtung der auszubildenden Schweißnaht) ausgerichtet sind, so dass vor dem Verschweißen allenfalls noch eine technisch einfach und schnell realisierbare Zusammenschiebebewegung erfolgen muss.

Es ist weiterhin vorgesehen, das Verfahren so auszubilden, dass bei dem Querausrichtungsschritt das erste Werkstück mit der ersten Bewegung insbesondere mit seiner zu fügenden

Längskante gegen einen ersten Anschlag (Queranschlag)

angefahren wird, und diesen als erste Referenzposition berührt und das zweite Werkstück mit der ersten Bewegung insbesondere mit seiner zu fügenden Längskante gegen einen zweiten Anschlag (Queranschlag) angefahren wird, und diesen als erste

Referenzposition berührt. Hierdurch wird auf einfache Weise eine parallel Ausrichtung der Werkstücke in Bezug auf sich gegenüber liegende Längskanten erreicht. Es ist vorgesehen, dass das Anfahren beider Werkstücke so erfolgt, dass diese sich beim Anfahren auch in einer Verschiebeebne, in welcher diese bewegt werden, verdrehen bzw. verschwenken können, sofern eine derartige Verdrehung bzw. Verschwenkung

erforderlich ist, um eine linienförmige Anlage an dem ersten bzw. zweiten Anschlag zu erreichen. Hierbei ist es gemäß einer ersten Ausführungsvariante vorgesehen, dass eine derartige Verdrehung bzw. Verschwenkung durch einen motorischen Antrieb ausgeführt wird. Der motorische Antrieb ist dann derart ausgeführt, dass der Greifer um seine Hochachse wahlweise nach links oder nach rechts verdreht bzw. verschwenkt wird. Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante ist es vorgesehen, dass die Platine gemeinsam mit dem Greifer durch äußere, auf die

Platine wirkende Kräfte verdrehbar bzw. verschwenkbar ist.

Hierzu ist der Greifer frei um seine Hochachse verdrehbar.

Eine ggf. vorhandene Bremse oder Blockiereinrichtung ist bei dem Vorgang der Ausrichtung der Platine an einem Queranschlag gelöst, so dass der Greifer mit der Platine nach links bzw. rechts verdreht bzw. verschwenkt wird.

Es ist auch vorgesehen, das Verfahren derart auszubilden, dass nach dem Querausrichtungsschritt in dem

Längsausrichtungsschritt eine zweite Bewegung des ersten

Greifers in einer von der ersten Bewegung abweichenden, zur ersten Bewegung des ersten Greifers nicht-parallelen Richtung erfolgt und/oder dass eine zweite Bewegung des zweiten

Greifers in einer von der ersten Bewegung abweichenden, zur ersten Bewegung des zweiten Greifers nicht-parallelen Richtung erfolgt, wobei es insbesondere vorgesehen ist, dass bei

Bewegung beider Greifer die zweiten Bewegungen zeitgleich ausgeführt werden. Durch die Ausführung des

Längsausrichtungsschritts nach dem Querausrichtungsschritt ist es leicht zu gewährleisten, dass eine korrekte Querausrichtung bei der Durchführung des Längsausrichtungsschritts nicht mehr verloren geht. Durch eine zeitgleiche Bewegung wird die

Gesamtzeit der Bewegung kurz gehalten.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass Verfahren derart

auszubilden, dass bei dem Längsausrichtungsschritt

bei der zweiten Bewegung des ersten Werkstücks das erste Werkstück gegen einen dritten Anschlag, welcher als

Längsanschlag ausgebildet ist, angefahren wird, und

insbesondere diesen als Referenzposition nutzt und

bei der zweiten Bewegung des zweiten Werkstücks das zweite Werkstück gegen einen vierten Anschlag, welcher als Längsanschlag ausgebildet ist, angefahren wird, und insbesondere diesen als Referenzposition nutzt. Hierdurch wird die Längsausrichtung der beiden Werkstücke jeweils durch eine einzige Verfahrbewegung des Greifers bewirkt und kostet damit wenig Zeit. Hierbei sind der dritte und der vierte Anschlag jeweils als körperlicher Anschlag zur mechanischen Berührung oder als virtueller Anschlag berührungsfrei ausgebildet, durch welchen die Bewegung des Werkstücks exakt gestoppt wird.

Es ist auch vorgesehen, das Verfahren derart auszubilden, dass zu Beginn des Längsausrichtungsschritts vor der zweiten

Bewegung des ersten Werkstücks und/oder vor der zweiten

Bewegung des zweiten Werkstücks mindestens ein Messvorgang umfasst ist, wobei in dem Messvorgang eine erste

Referenzposition am ersten Werkstück und eine zweite

Referenzposition am zweiten Werkstück durch mindestens einen, vorzugsweise je einen Sensor erfasst wird und ein relativer Abstand in mindestens einer Raumrichtung zwischen der ersten und der zweiten Referenzposition ermittelt und gespeichert wird. Hierdurch können die Sensoren unabhängig von der

tatsächlichen Position, welche die beiden Werkstücke einnehmen sollen angeordnet sein.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass bei dem Verfahren zum

Beenden des Längsausrichtungsschritts mindestens eine Bewegung eines der Greifer zur Ausrichtung eines der Werkstücke gegen ein berührungsloses Referenzmittel, insbesondere einen

Positionssensor oder insbesondere einen virtuellen Anschlag erfolgt. Auf diese Weise kann die abschließende

Längsausrichtung durch eine sanfte und damit genaue

Verfahrbewegung des Greifers oder der Greifer erfolgen.

Es ist weiterhin vorgesehen, dass der erste Greifer und der zweite Greifer an einem gemeinsamen Manipulator, bevorzugt an einem gemeinsamen Mehrachs-Roboter angeordnet sind und im Raum mittels dieses Manipulators gemeinsam von der

Bereitstellungsstation zur Bearbeitungsstation bewegt werden. Hierdurch ist für den Transport zweier Werkstücke lediglich ein Manipulator ausreichend. Weiterhin ist durch die gemeinsame Anbindung der beiden Greifer an denselben

Manipulator eine mechanische Kopplung der Greifer erreicht und somit eine exakte Quer- und Längsausrichtung der Werkstücke erleichtert.

Weiter ist es vorgesehen, dass nach dem

Längsausrichtungsschritt eine Offset-Position (Versatz) der Werkstücke insgesamt gemessen wird und die Greifer während des Transfers um die Offsetposition verfahren werden, wobei das

Verfahren einer Transportbewegung überlagert ist oder in einer Transportpause (schwebend in Ruhe) ausgeführt wird. Hierdurch können Werkstücke unterschiedlichster Abmessungen gehandhabt und orientiert werden, ohne dass an den Greifern oder am

Manipulator Anpassungen erfolgen müssen.

Es ist auch vorgesehen, dass der Manipulator bei der Ablage in der Bearbeitungsstation einen Offset (Versatz), bevorzugt in Längsrichtung korrigiert. Hierdurch müssen die Werkstückpaare nicht exakt im Greifer sondern nur relativ zueinander exakt vorliegen .

Weiterhin ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass die

Werkstücke nach dem Längsausrichtungsschritt in der

Bearbeitungsstation aneinander gefügt und insbesondere

aneinander geschweißt werden, wobei das Verschweißen

insbesondere durch ein Laserschweißverfahren ausgeführt wird. Mit diesen Schritten ist eine wirtschaftliche Fertigung von maßgeschneiderten Bauteilen aus hochgenau aufeinander

ausgerichteten Werkstücken möglich.

Schließlich ist es vorgesehen, dass die Werkstücke als

flächige Platinen, insbesondere Blechplatinen und bevorzugt Blechplatinen unterschiedlicher Dicke und/oder

unterschiedlichen Materials ausgebildet sind. Derartige

Werkstücke sind für das Verfahren besonders geeignet.

Bei dem erfindungsgemäßen Manipulator, welcher einen ersten Greifer und einen zweiten Greifer umfasst, ist es vorgesehen, dass der Manipulator mechanische Anschlagmittel,

insbesondere einen Rollenblock umfasst,

wobei die mechanischen Anschlagmittel, insbesondere der Rollenblock zwischen den Greifern angeordnet ist,

wobei die mechanischen Anschlagmittel zum dem ersten Greifer hin eine Anschlagkante definieren, wobei es

insbesondere vorgesehen ist, dass der Rollenblock zu dem ersten Greifer hin wenigstens drei Rollen umfasst, welche mit ihren Laufflächen die Anschlagkante definieren,

wobei die mechanischen Anschlagmittel zum dem zweiten Greifer hin eine Anschlagkante definierten, wobei es

insbesondere vorgesehen ist, dass der Rollenblock zu dem zweiten Greifer hin wenigstens drei weitere Rollen umfasst, welche mit ihren Laufflächen die Anschlagkante definieren, wobei die definierten Anschlagkanten parallel zueinander ausgerichtet sind,

wobei die Greifer jeweils parallel zu den Anschlagkanten längs in Richtung einer x-Achse verfahrbar sind,

wobei die Greifer jeweils quer zu den Anschlagkanten quer in Richtung einer y-Achse verfahrbar sind und

wobei die Greifer um eine senkrecht zu der x-Richtung und der y-Richtung stehende ^' Hochachse verdrehbar sind. Mit einem derartigen Manipulator lassen sich Werkstücke beim Transport aufeinander ausrichten.

Es ist bei dem Manipulator auch vorgesehen, dass die Greifer in Richtung der quer verlaufenden y-Achse pneumatisch

angetrieben sind und/oder dass mindestens einer der Greifer in Richtung der längs verlaufenden x-Achse durch einen Servomotor oder einen Schrittmotor angetrieben ist. Durch die Verwendung von auf die unterschiedlichen Anforderungen angepassten

Antrieben lässt sich der Manipulator kostengünstig herstellen.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass an dem Manipulator jedem Greifer wenigstens ein Sensor, insbesondere ein messender Sensor zugeordnet ist, wobei der Sensor insbesondere als

Flächensensor ausgebildet ist, welcher eine Fläche überwacht, und/oder dass wenigstens einer der Sensoren an dem Manipulator fixiert ist und mit dem Manipulator verfahrbar ist und/oder dass wenigstens einer der Sensoren ein unverfahrbarer

Bestandteil der Fertigungsanlag ist, und/oder dass die

insbesondere der als Rollenblock ausgebildeten mechanischen Anschlagmittel an jeder Anschlagkante in Längsrichtung in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt zweigeteilt sind und der erste und der zweite Abschnitt jeweils galvanisch voneinander getrennt sind, so dass ein an beiden

Blockabschnitten anliegendes, elektrisch leitfähiges Werkstück elektrisch detektierbar ist. Ein derartiger Manipulator ermöglicht sowohl ein Ausrichten von Werkstücken als auch ein Überwachung bzw. Kontrolle der vorgenommenen Ausrichtschritte. Schließlich ist es vorgesehen, dass der Manipulator einen Portalträger umfasst, wobei der Portalträger an den

Manipulator angeflanscht ist und wobei der Portalträger zwischen dem Manipulator und den beiden Greifern angeordnet ist, wobei der Rollenblock ebenfalls an den Manipulator angeflanscht ist, derart, dass der Manipulator die Greifer und der Rollenblock gemeinsam bewegt und derart, dass der erste Greifer das erste Werkstück und der zweite Greifer das zweite Werkstück unabhängig voneinander relativ zu dem Portalträger und relativ zu dem an dem Portalträger fixierten Rollenblock bewegen. Dadurch, dass beide Werkstücke mittels der an

demselben Manipulator angeordneten Greifer getragen werden und bewegt werden, kann das Ausrichten der beiden Werkstücke mit technisch einfachen Mitteln erfolgen. Im Sinne der Erfindung werden unter Greifern Sauggreifer oder Magnetgreifer oder Kombinationen von Saug- und Magnetgreifern verstanden.

Im Sinne der Erfindung können Referenzposition Kanten der Werkstücke aber auch definierte Bohrungen in den Werkstücken oder Markierungen, wie zum Beispiel Farbmarkierungen oder Positionsnocken an den Werkstücken sein. Derartige Positionen können ebenfalls von Sensoren erfasst werden und zur Ausrichtung der Werkstücke zueinander die benötigten Messwerte des gegebenen Versatzes liefern.

Im Sinne der Erfindung ist unter dem als „während dem

Transport" bezeichneten Zeitraum der Zeitraum zu verstehen, welcher zwischen der Entnahme der Werkstücke aus der

Bereitstellungsstation und der Ablage der Werkstücke in die Bearbeitungsstation liegt. Es ist dabei nicht vorgesehen, dass die Werkstücke permanent in Bewegung sind, jedoch ist eine Ablage der Werkstücke in eine Station während des Transports nicht möglich. Die Werkstücke verbleiben während des

Transports stets am Manipulator angeordnet.

Unter einem „virtuellen Anschlag" ist im Sinne der Erfindung u.a. auch eine vorgegebene Position eines

Stellmotors/Schrittmotors zu verstehen, welche z.B. durch einen gemessenen Distanzwert (Offset) vorgegeben wird.

Im Sinne der Erfindung wird unter einer zeitgleichen

Ausführung eines Querausrichtungsschritts und/oder eine

Längsausrichtungsschritts verstanden, dass in wenigstens einem Zeitintervall beide Greifer verfahren werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben .

Hierbei zeigt: Figur 1: eine schematische Ansicht eines Teils einer ersten

Ausführungsvariante einer Fertigungsanlage zur Herstellung von maßgeschneiderten Bauteilen aus zwei Werkstücken, wobei die Fertigungsanlage einen Manipulator, eine Bereitstellungsstation und eine Bearbeitungsstation umfasst;

Figur 2 bis 9: acht Momentaufnahmen aus dem Verfahrensablauf jeweils in Draufsicht auf die in der Figur 1 ausschnittsweise dargestellt erste

Ausführungsvariante der Fertigungsanlage und

Figur 10: eine schematische Ansicht eines Teils einer

weiteren Ausführungsvariante einer

Fertigungsanlage zur Herstellung von maßgeschneiderten Bauteilen aus zwei Werkstücken, wobei die Fertigungsanlage einen Manipulator, eine Bereitstellungsstation und eine

Bearbeitungsstation umfasst.

In der Figur 1 ist in schematischer Draufsicht ein Teil einer ersten Ausführungsvariante einer Fertigungsanlage 1 zur

Herstellung von maßgeschneiderten Bauteilen 101 (siehe Figur 9) aus flächigen Werkstücken 102, 103 gezeigt, wobei die

Werkstücke als Platinen 104, 105 ausgeführt sind und zu einem maßgeschneiderten Blech 106 (siehe Figur 9) verschweißt werden. Die Fertigungsanlage 1 umfasst einen Manipulator 2, eine Bereitstellungsstation 3 und einer Bearbeitungsstation 4.

Der Manipulator 2 dient grundsätzlich zum Transport der

Werkstücke 102, 103 von der Bereitstellungsstation 3 in die Bearbeitungsstation 4, wobei in der Figur 1 in der

Bearbeitungsstation 4 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, wo die Werkstücke 102, 103 von dem Manipulator 2 in der

Bearbeitungsstation 4 abgelegt werden.

Der Manipulator 2 umfasst einen Portalträger 5, welcher auf Schienen 6, 7 entlang einer x-Achse verfahrbar ist. Der

Manipulator 2 umfasst mechanische Anschlagmittel MA, welche an dem Portalträger 5 zwischen zwei Längstraversen 8, 9

angeordnet sind. Die mechanischen Anschlagmitteln MA umfassen einen ersten Anschlag 10 und einen zweiten Anschlag 11, wobei die Anschläge 10, 11 als Queranschläge 12 ausgebildet sind. Die Längstraversen 8, 9 sind entlang einer y-Achse an dem

Portalträger 5 verfahrbar und tragen Greifer 13, 14, welche entlang der x-Achse an den Längstraversen 8, 9 verfahrbar und jeweils um senkrecht auf der Zeichnungsebene und orthogonal zu der x-Achse und der y-Achse ausgerichtet z-Achsen Z13 bzw. Z14 bzw. Hochachsen gegenüber der jeweils zugeordneten

Längstraverse 8, 9 verdrehbar bzw. verschwenkbar sind und bevorzugt in Richtung der zugeordneten z-Achsen Z13 bzw. Z14 absenkbar und anhebbar sind. An den Längstraversen 8, 9 ist jeweils zu der Bearbeitungsstation 4 hin an einem Halterarm 15, 16 ein Sensor 17, 18 aufgehängt. Gemäß einer nicht

dargestellten Ausführungsvariante ist es vorgesehen, dass der bzw. die erwähnten Sensoren nicht an dem Manipulator

angeordnet ist bzw. sind, sondern in der Fertigungsanlage feststehend angeordnet ist bzw. sind, so dass der Manipulator die erste Platine und/oder die zweite Platine beim Transport von der Bereitstellungsstation zu der Bearbeitungsstation durch einen Überwachungsbereich des wenigstens einen Sensors bewegt. Eine derartige Ausführungsvariante ist in der Figur 9 schematisch als Alternative dargestellt.

In der Figur 2 ist in einer ersten Momentaufnahme nun gezeigt wie der Manipulator 2 auf den Schienen 6, 7 über die

Bereitstellungsstation 3 gefahren ist und mit seinem Greifer 13 die Platine 104 und mit seinem Greifer 14 die Platine 105 angesaugt und angehoben hat, so dass diese mit dem Greifer 13 bzw. 14 transportiert und bewegt werden können. Mit einem Pfeil PI ist angedeutet, dass sich der Manipulator 2 zusammen mit den gegriffenen Platinen 13, 14 nun aus seiner Stellung Sl in eine Stellung S2 bewegt, in welcher dieser dann in der Figur 3 gezeigt ist. Gemäß einer nicht dargestellten

Ausführungsvariante ist es auch vorgesehen, dass die Greifer statt pneumatischen Saugern Elektromagnete umfassen, um die Platinen zu greifen. In einer weiteren Ausführungsvariante ist es vorgesehen, dass die Greifer pneumatische Sauger und

Elektromagnete umfassen.

In der Figur 3 ist in einer zweiten Momentaufnahme nun gezeigt wie der Manipulator 2 die erwähnte Stellung S2 erreicht hat, wobei die Platinen 13, 14 auf dem Weg von der Stellung Sl in die Stellung S2 noch nicht relativ zu dem Portalträger 5 des Manipulators 2 bewegt wurden. Mit einem Pfeil P2 ist angedeutet, dass sich der Manipulator 2 nun weiter in eine Stellung S3 bewegt und sich hierbei entsprechend Pfeilen P3 und P4 auch die Greifer 13, 14 zusammen mit den Längsträgern 8, 9 und den an den Greifern 13, 14 haftenden Platinen 104, 105 in Richtung des ersten Anschlags 10 und in Richtung des zweiten Anschlags 11 bewegt werden, um während der

Verfahrbewegung des Manipulators 2 entlang der X-Achse in Richtung der Bearbeitungsstation 4 einen

Querausrichtungsschritt auszuführen.

In der Figur 4 ist in einer dritten Momentaufnahme nun gezeigt wie der zwischen den Stellungen S2 und S3 erfolgende

Querausrichtungsschritt bereits abgeschlossen ist. Dies zeigt sich dadurch, dass die Platine 104 mit einer zu fügenden

Längskante 104a bzw. Werkstückkante (siehe auch Figur 3) an dem ersten Anschlag 10 des Manipulators 2 anliegt und dass die Platine 105 mit einer zu fügenden Längskante 105a bzw.

Werkstückkante (siehe Figur 3) an dem zweiten Anschlag 11 des Manipulators 2 anliegt. Hierbei wurde die zweite Platine 105 lediglich linear in Richtung der y-Achse an den zweiten

Anschlag 11 angefahren. Bei der ersten Platine 104 erfolgte beim Anfahren an den ersten Anschlag 10 auch eine Drehung der Platine 104 im Uhrzeigersinn um etwa 15°, da die erste Platine 104 in der Bereitstellungsstation 3 mit ihrer zu fügenden Längskante 104a gegenüber dem ersten Anschlag 10 schräg ausgerichtet war. Entsprechen wurde der erste Greifer 13 bei dem beschriebenen Querausrichtungsschritt im Rahmen einer Zwangsbewegung beim Anschwimmen der ersten Platine 104 an den ersten Anschlag um 15° im Uhrzeigersinn um seine z-Achse Z13 verdreht. Diese Drehung kann alternativ auch als aktive

Bewegung durch einen Drehantrieb ausgeführt werden. Wie mit Pfeilen P5, P6, P7 in der Figur 4 angedeutet ist, bewegt sich der Manipulator 2 mit den Platinen 104, 105 nun weiter in eine Stellung S4, wobei während dieser Bewegung auch die Platinen 104, 105 von den Greifern 13, 14 in Richtung der x-Achse entlang den Anschlägen 10, 11 an den Längstraversen 8, 9 in Richtung der Bearbeitungsstation 4 verfahren werden. Entsprechend werden die Platinen 104, 105 nun von den Greifern 13, 14 mit ihren Führungskanten 104b bzw. 105b auf die nach unten (in die Zeichnungsebene hinein) gerichteten Sensoren 17, 18 zu und in deren Überwachungsbereiche 17a bzw. 18a bewegt.

In der Figur 5 ist in einer vierten Momentaufnahme nun gezeigt wie die Bewegung des Greifers 14 von dem Sensor 18 gestoppt wird, wenn die zweite Platine 105 mit ihrer Führungskante 105b in dem Überwachungsbereich 18a eine definierte Position 18b (siehe auch Figur 5) erreicht hat. Die definierte Position 18b bildet einen vierten Anschlag, welcher als virtueller Anschlag bzw. virtueller Längsanschlag ausgebildet ist. Mit Pfeilen P8 und P9 ist angedeutet, dass auf dem Weg des Manipulators 2 von der Stellung S4 in die Stellung S5 der Greifer 13 weiter an der Längstraverse 8 verfährt, um die Führungskante 104b der ersten Platine 104 in einen Überwachungsbereich 17a des

Sensors 17 zu bewegen.

In der Figur 6 ist in einer fünften Momentaufnahme nun gezeigt wie die Bewegung des Greifers 13 von dem Sensor 17 gestoppt ist, wenn die erste Platine 104 in dem Überwachungsbereich 17a (siehe Figur 5) mit ihrer Führungskante 104b eine definierte Position 17b (siehe Figur 5) erreicht hat. Die definierte Position 17b bildet einen dritten Anschlag, welcher als virtueller Anschlag bzw. virtueller Längsanschlag ausgebildet ist .

Sofern die Sensoren 17, 18 derart exakt zueinander

positioniert sind, dass die Führungskanten 104b und 105b der Platinen 104, 105 nun sprungfrei ineinander übergehen, wenn die Platinen 104, 105 quer zu der x-Achse in entlang der y- Achse zusammengeschoben werden, dann kann der Manipulator 2, wie dies mit dem Pfeil P10 angedeutet ist, mit den Platinen 104, 105 aus der Stellung S5 weiter in eine Stellung S6 fahren .

Sofern zwischen den Platinen noch ein Versatz gegeben ist oder ein Offset korrigiert werden soll, können die Platinen unabhängig voneinander und relativ zueinander von den Greifern entlang der x-Achse verfahren werden, so dass die gewünschte Ausrichtung der Platinen erreicht wird. Ggf. ist es auch ausreichend, wenn nur eine Platine verfahren wird. Weiterhin ist es wahlweise vorgesehen, dass das Verfahren

sensorüberwacht erfolgt oder dass ein Antrieb des ersten

Greifers und/oder ein Antrieb des zweiten Greifers

entsprechend angesteuert wird, um die Platine in eine

gewünschte Position zu bringen. Alle erwähnten

Verfahrbewegungen können sowohl erfolgen während sich der

Portalträger des Manipulators bewegt als auch erfolgen während sich der Portalträger des Manipulators im Stillstand befindet.

In der Figur 7 ist in einer sechsten Momentaufnahme nun gezeigt wie der Manipulator 2 mit den Platinen 104, 105 nun bei der Bearbeitungsstation 4 angekommen ist und die Platinen 104, 105 dort abgesetzt hat. Mit einem Pfeil Pll ist

angedeutet, dass der Manipulator 2 in einem nächsten Schritt wieder in Richtung der Bereitstellungsstation 3 zurückfährt, um weitere Platinen zu handhaben.

In der Figur 8 ist in einer siebten Momentaufnahme nun gezeigt wie sich der Manipulator 2 auf seinem Rückweg in einer

Stellung S7 befindet und die abgelegten Platinen 104, 105 noch in der Bearbeitungsstation 4 liegen. Mit einem Pfeil P12 ist angedeutet, dass der Manipulator 2 weiter in Richtung der Bereitstellungsstation 3 zurück fährt.

In der Figur 9 ist in einer achten Momentaufnahme nun gezeigt wie der Manipulator 2 weiter in Richtung der

Bereitstellungsstation 3 verfahren ist, wobei die Platinen 104, 105 in der Bearbeitungsstation 4 zwischenzeitlich

zusammengeschoben und zu dem oben erwähnten maßgeschneiderten Blech 106 verschweißt wurden und von einem nicht dargestellten Manipulator abtransportiert werden.

In der Figur 9 ist zusätzlich eine Ausführungsvariante

dargestellt, bei welcher die Fertigungsanlage 1 alternativ zu den mit dem Manipulator 2 verfahrenden Sensoren 17 und 18 ortsfeste Sensoren 217 und 218 umfasst. Diese Sensoren 217, 218 sind als messende Sensoren ausgebildet und in einer

Trägereinheit 251 angeordnet. Die Trägereinheit 251 ist unter einer Verfahrebene VE, in welcher der Manipulator 2 Werkstücke bzw. Platinen verfährt, positioniert. Indem der Sensor 217 eine Führungskante einer ersten Platine zum Beispiel mit einer Koordinate a und der Sensor 218 eine Führungskante einer zweiten Platine zum Beispiel mit einer Koordinate b erfasst, wird auf der Basis der Koordinaten a, b von einer nicht dargestellten Kontrolleinrichtung der Fertigungsanlage 1 ein Versatz V zwischen den erwähnten Führungskanten der Platinen ermittelt. Auf der Basis dieses Versatzen V wird entweder ein Steuerbefehl für einen x-Antrieb des ersten Greifers 13 oder ein Steuerbefehl für einen x-Antrieb des zweiten Greifers 14 oder für einen x-Antrieb des ersten Greifers 13 und einen x- Antrieb des zweiten Greifers 14 berechnet und an den bzw. die x-Antriebe übermittelt, so dass sich die Stellung, welche die beiden Platinen zueinander einnehmen, derart in Richtung der x-Achse bzw. der Orientierung von zu fügenden Längskanten der Platinen verändert, dass diese von dem Manipulator 2

versatzfrei gehalten werden. Dies bedeutet, dass die

Führungs kanten der beiden Platinen nach einer Eliminierung des Versatzes V auf einer Geraden liegen.

Gemäß einer Ausführungsvariante ist es im Verfahrensablauf vorgesehen, dass das Ergebnis einer durch wenigstens einen der x-Antriebe erfolgten Korrektur durch die Sensoren 217, 218 oder weitere Sensoren kontrolliert wird und ggf. eine

nochmalige Korrektur, Eliminierung eines Versatzes,

vorgenommen wird.

Grundsätzlich ist zur Figurenbeschreibung anzumerken, dass die dargestellten und beschriebenen Momentaufnahmen bzw.

Stellungen nicht zwangsweise implizieren, dass sich der

Manipulator und/oder die Längstraversen und/oder die Greifer im Stillstand befinden. Das Verfahren sieht vielmehr vor, dass sich der Manipulator und/oder die Längstraversen und/oder die Greifer auf dem Weg von der Bereitstellungsstation in die Bearbeitungsstation sanft und ruckfrei bewegen. Hierdurch kann die Taktzeit gering gehalten werden und hierdurch können störende Beschleunigungskräfte vermieden werden.

Aus den Figuren 3 und 4 ist ersichtlich, dass der erste

Anschlag 10 und der zweite Anschlag 11 durch einen Rollenblock 19 realisiert sind, bei welchem eine Vielzahl von

nebeneinander angeordneten Rollen eine gedachte Anschlagkante 10a bzw. IIa bilden. Hierdurch ist ein Anschwimmen der

Platinen 104 bzw. 105 möglich, da durch die Rollen ein

Verkanten der Längskante 104a der Platine 104 bzw. der

Längskante 105a der Platine 105 wirksam verhindert wird. Die Sensoren 17, 18 und die weiteren erwähnten Sensoren sind vorzugsweise als messende Sensoren, sogenannte Liniensensoren, ausgeführt, durch welche die Führungskante der Platinen erfasst wird. Alternativ oder kumulativ ist es auch

vorgesehen, dass Referenzpunkte und/oder die Folgekante bzw. die hintere Kante der Platinen erfasst wird. Um möglichst wenig Einstellarbeiten vornehmen zu müssen, ist es auch vorgesehen, einen oder mehrere Sensoren anzuordnen, um einen Offset zu erfassen und beim Übergeben der Platinen in die Bearbeitungsstation dann entsprechend korrigierend

einzugreifen.

Abhängig von der Geometrie der Werkstücke bzw. Platinen ist es vorgesehen, die Greifer auch relativ zueinander zu verfahren, um Verfahrzeiten zu minimieren, wobei das relative Verfahren dadurch erfolgen kann, dass nur einer der beiden Greifer verfahren wird oder dass die Greifer mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und/oder in unterschiedliche Richtungen Verfahren werden. Durch das beschriebene Verfahren wird bei entsprechender

Auslegung der Komponenten erreicht, dass die Platinen des maßgeschneiderten Blechs einen Kantenversatz von +/- < 0,3mm aufweisen . Im Verfahrensablauf ist es auch vorgesehen, dass zur Beibehaltung einer Position des bzw. der Werkstücke die

Freiheitsgrade des Manipulators wenigstens teileweise

blockiert werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass wenigstens eine der Längstraversen 8, 9 am Portalträger verriegelt wird und/oder dass wenigsten einer der Greifer an der jeweils zugehörigen Längstraverse bezüglich eine Bewegung in Richtung der x-Achse und/oder bezüglich eine Hubbewegung in Richtung seiner Hochachse bzw. Z-Achse verriegelt wird.

Durch den Manipulator erfolgt ein definiertes Ablegen der Platinen in der Bearbeitungsstation bzw. eine definierte Übergabe zur Bearbeitung, so dass in der Bearbeitungsstation auf eine weitere aktive Ausrichtung der Platinen verzichtet werden kann.

In der Figur 10 ist in schematischer Draufsicht ein Teil einer weiteren Ausführungsvariante einer Fertigungsanlage 501 zur Herstellung von maßgeschneiderten Bauteilen 601 aus flächigen Werkstücken 602, 603 gezeigt, wobei die Werkstücke 602, 603 als Platinen 604, 605 ausgeführt sind und zu einem

maßgeschneiderten Blech 606 verschweißt werden. Die

Fertigungsanlage 501 umfasst einen Manipulator 502, eine Bereitstellungsstation 503 und einer Bearbeitungsstation 504.

Der Manipulator 502 dient grundsätzlich zum Transport der Werkstücke 602, 603 von der Bereitstellungsstation 503 in die Bearbeitungsstation 504. Der Manipulator 502 umfasst einen Mehrachsroboter 502a und eine Handhabungseinrichtung 502b, die an dem Mehrachsroboter 502a angekuppelt ist und von diesem im Raum bewegt wird. Die Handhabungseinrichtung 502b umfasst einen Portalträger 505. Die Handhabungseinrichtung 502b wird von dem Mehrachsroboter 502a von einer auf die

Bereitstellungsstation 503 ausgerichteten Stellung S501 um

270° im Uhrzeigersinn bis in eine auf die Bearbeitungsstation 504 ausgerichtete Stellung S506 um eine senkrecht auf der Zeichnungsebene stehende Hochachse H502a des Mehrachsroboters 502a geschwenkt. Um die Handhabungseinrichtung 502b aus der Stellung S506 wieder in die Stellung S501 zu bringen, schwenkt der Mehrachsroboter 502a die Handhabungseinrichtung 502b entweder um weiter 90° im Uhrzeigersinn oder bewegt diese um 270° gegen den Uhrzeigersinn zurück. In der Figur 10 ist der Manipulator 502 in vier unterschiedlichen Stellungen S501, S503, S505 und S506 gezeigt, wobei der Mehrachsroboter 502a nur in der Stellung S501 vollständig dargestellt ist. In den übrigen Stellungen ist der Mehrachsroboter 502a zur Erhaltung der Übersichtlichkeit nur ausschnittsweise abgebildet. Der Mehrachsroboter 502a kann auch die horizontale Lage, welche die Handhabungseinrichtung 502b in der Figur 10 im Raum einnimmt, verändern, um diese zum Beispiel an weiteren, nicht dargestellten Bestandteilen der Fertigungsanlage 501

vorbeizubewegen. Weiterhin kann der Mehrachsroboter 502a die Handhabungseinrichtung 502b auch in einer nicht dargestellten Wechselstation ablegen und eine andere Handhabungseinrichtung greifen, welche zur Handhabung anderer Werkstücke geeignet ist. Die Handhabungseinrichtung 502b umfasst mechanische

Anschlagmittel MA, welche an dem Portalträger 505 zwischen zwei Längstraversen 508, 509 angeordnet sind. Die mechanischen Anschlagmitteln MA umfassen einen ersten Anschlag 510 und einen zweiten Anschlag 511, wobei die Anschläge 510, 511 als Queranschläge 512 ausgebildet sind. Bezüglich der Ausführung der mechanischen Anschlagmittel MA wird auch auf die

Beschreibung zu den Figuren 1 bis 9 verwiesen, da die dort beschriebenen Anschlagmittel baugleich ausgeführt sind. Die Längstraversen 508, 509 sind entlang einer y-Achse an dem Portalträger 505 verfahrbar und tragen Greifer 513, 514, welche entlang einer x-Achse an den Längstraversen 508, 509 verfahrbar und jeweils um senkrecht auf der Zeichnungsebene und orthogonal zu der x-Achse und der y-Achse ausgerichtet z- Achsen Z513 bzw. Z514 bzw. Hochachsen gegenüber der jeweils zugeordneten Längstraverse 508, 509 verdrehbar bzw.

verschwenkbar sind und bevorzugt in Richtung der zugeordneten z-Achsen Z513 bzw. Z514 absenkbar und anhebbar sind. An den Längstraversen 508, 509 ist jeweils zu der Bearbeitungsstation 504 hin an einem Halterarm 515, 516 ein Sensor 517, 518 aufgehängt .

Gemäß einer mit gestrichelten Linien in der Figur 10

dargestellten Ausführungsvariante ist es vorgesehen, dass der bzw. die erwähnten Sensoren nicht an dem Manipulator

angeordnet ist bzw. sind, sondern in der Fertigungsanlage feststehend angeordnet ist bzw. sind, so dass der Manipulator die erste Platine und/oder die zweite Platine beim Transport von der Bereitstellungsstation zu der Bearbeitungsstation durch einen Überwachungsbereich 717a bzw. 718a eines Sensors 717 bzw. 718 bewegt. Hierbei sind die Sensoren 717, 718 an einer Trägereinheit 751 angeordnet, welche ortsfest in der Fertigungsanlage 501 verbaut ist.

In Analogie zu der in den Figuren 1 bis 9 gezeigten ersten Ausführungsvariante werden die beiden Platinen 604 und 605 während der Mehrachsroboter 502a die Handhabungseinrichtung 502b aus der Stellung S501 in die Stellung S503 schwenkt an den ersten Anschlag 510 bzw. den zweiten Anschlag 511

schwimmend herangeführt. Hierzu werden die Längstraversen 508 und 509 jeweils in Richtung der mechanischen Anschlagmittel MA verfahren, wobei die um ihre Hochachsen Z513 bzw. Z514 drehbaren Greifer 513, 514 hierbei ein Verschwenken der

Platinen 604, 605 erlauben, so dass sich diese mit ihren zu fügenden Längskanten 604a bzw. 605a an das Anschlagmittel MA anlegen können, wie dies in der Stellung S503 gezeigt ist.

Auf dem Weg der Handhabungseinrichtung 502b von der Stellung S503 in die Stellung S505 werden die Platinen 604 und 605 entlang der Längstraversen 508, 509 in Richtung der Sensoren 517, 518 verfahren, wobei die Platinen 604 und 605 mit Hilfe der messenden Sensoren 517, 518 so verfahren werden, dass die Führungskanten 504b und 505b der Platinen 504, 505 auf einer Linie liegen und somit versatzfrei aufeinander ausgerichtet sind .

Sofern die Fertigungsanlage 501 nicht mit den Sensoren 517 und 518 betrieben wird, sondern mit den Sensoren 717 und 718 arbeitet, wird die Handhabungseinrichtung 502b von dem

Mehrachsroboter 502a zunächst in die Stellung S505 bewegt. In dieser Stellung S505 werden dann die Platinen 604, 605 über den Sensoren 717 bzw. 718 unabhängig voneinander so verfahren, dass ihre Führungskanten 504b und 505b nach dem Verfahren versatzfrei in einer Linie zueinander ausgerichtet sind.

Aus der Stellung S505 wird die Handhabungseinrichtung 502b dann von dem Mehrachsroboter 502a in die Stellung S506 über die Bearbeitungsstation 504 geschwenkt. Dort werden die

Platinen 504, 505 abgelegt, zusammengeschoben und an ihren Längskanten 504a und 505a zu dem maßgeschneiderten Blech 606 verschweißt, welches - wie in der Figur 10 gezeigt - dann aus der Bearbeitungsstation 504 ausgeschleust wird.

Es ist auch vorgesehen, dass der in den Figuren 1 bis 9 gezeigte Manipulator durch einen Mehrachsroboter und eine Handhabungseinrichtung gebildet ist.

Bezugs zeichenliste :

1 Fertigungsanlage

2 Manipulator

3 Bereitstellungsstation

4 BearbeitungsStation

5 Portalträger

6, 7 Schiene

8, 9 Längstraverse

10 erster Anschlag bzw. erster Queranschlag

10a gedachte Anschlagkante

11 zweiter Anschlag bzw. zweiter Queranschlag

IIa gedachte Anschlagkante

12 Queranschlag

13, 14 Greifer

15, 16 Halterarm für 17, 18

17 Sensor

17a Überwachungsbereich von 17

17b definierte Position in 17a

18 Sensor

18a Überwachungsbereich von 18

18b definierte Position in 18a

19 Rollenblock

101 maßgeschneidertes Bauteil

102, 103 Werkstück

104 Platine

104a zu fügende Längskante bzw. Werkstückkante

104b Führungskante

105 Platine

105a zu fügende Längskante bzw. Werkstückkante

105b Führungskante

106 maßgeschneidertes Blech

217 Sensor

218 Sensor

251 Trägereinheit für 217, 218 501 Fertigungsanlage

502 Manipulator

502a Mehrachsroboter

502b Handhabungseinrichtung

503 Bereitstellungsstation

504 Bearbeitungsstation

505 Portalträger

506, 507 Schiene

508, 509 Längstraverse

510 erster Anschlag bzw. erster Queranschlag

511 zweiter Anschlag bzw. zweiter Queranschlag

512 Queranschlag

513, 514 Greifer

515, 516 Halterarm für 17, 18

517 Sensor

517a Überwachungsbereich von 17

518 Sensor

518a Überwachungsbereich von 18

518b definierte Position in 18a

601 maßgeschneidertes Bauteil

602, 603 Werkstück

604 Platine

604a zu fügende Längskante bzw. Werkstückkante 604b Führungskante

605 Platine

605a zu fügende Längskante bzw. Werkstückkante

605b Führungskante

606 maßgeschneidertes Blech

717 Sensor

717a Überwachungsbereich von 17

718 Sensor

718a Überwachungsbereich von 18

751 Trägereinheit a Koordinate der Führungskante der 1. Platine b Koordinate der Führungskante der 2. Platine H502a Hochachse von 502a

MA mechanische Anschlagmittel

V Versatz von a und b

VE Verfahrebene für 102, 103 bzw. 104 , 105

Z13 z-Achse von 13 bzw. Hochachse von 13

Z513 z-Achse von 513 bzw. Hochachse von 513

Z14 z-Achse von 14 bzw. Hochachse von 14

Z514 z-Achse von 514 bzw. Hochachse von 514