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Modulares Greifersystem mit One-Screw-Technologie von Tünkers

Modulares Greifersystem TOS von Tünkers
Eine Schraube pro Modulverbindung

Tünkers One Screw, kurz TOS, ist ein vom Automationsspezialisten Tünkers eigens entwickeltes, modulares Greifersystem. Interessant ist, welche aktuellen Kundenanforderungen sich im Greifersystem widerspiegeln und welche konstruktiven Vorteile der modulare Aufbau mit sich bringt. Details und Hintergründe erläutern André Tünkers, Geschäftsführer Tünkers Maschinenbau, sowie TOS-Produktmanager Jan Hornung.

» Nico Schröder, Korrespondent KEM Konstruktion, Augsburg

Inhaltsverzeichnis
1. Modulares Greifersystem mit One-Screw-Technologie
2. Konstruktive Besonderheiten von TOS
3. Neues TOS003 baut besonders kompakt
4. Einfache Montage, geringes Gewicht
5. Modulsystem mit breitem Einsatzspektrum
6. Drei Fragen an André Tünkers, Geschäftsführer von Tünkers Automation

Tünkers One Screw, kurz TOS, ist ein von Tünkers entwickeltes, modulares Greifersystem. In der Entwicklung des Systems hat der Automationsspezialist seine Grundidee umgesetzt, Verbindungen mit einer Schraube – eben One Screw – zu schaffen, also keine zusätzlichen Befestigungselemente wie Blindnietenmuttern oder Klemmelemente nutzen zu müssen. Demnach soll bereits eine Schraube einzelne Module am Grundrahmen eines Greifersystems schnell und einfach verbinden können.

Modulares Greifersystem mit One-Screw-Technologie

„Wenn Anwender in allen anderen Modul-Systemen etwas ausbauen oder ersetzen wollen, müssen sie zuerst viele Verbindungen lösen. Beim Euro Gripper Tooling (EGT) – ein Standard, auf den unter anderem Daimler, VW und BMW setzen – sind das beispielsweise bis zu 16 Schrauben für eine einfache T-Verbindung.

Nur jede Schraube, die gelöst werden muss, kostet Zeit. Nun ist es aus unserer Sicht besonders wichtig, die Systeme einfach reparieren zu können, aber bei vielen Schraubverbindungen ist es nicht so einfach. Insofern haben wir die Idee ‚einer Schraube für eine Verbindung zwischen zwei Profilen/Modulen‘ aufgenommen. Deswegen heißt unser neues System eben ‚Tünkers One Screw‘“, erklärt André Tünkers, Geschäftsführer von Tünkers Automation in Ratingen.

Konstruktive Besonderheiten von TOS

Das TOS-Greifersystem weist die Vorteile eines starren Rahmens mit formschlüssiger Anbindung der Ausleger auf. Dass schließlich doch zwei Schrauben beim TOS-System zum Einsatz kommen können, liegt am Festigkeitsanspruch, der an die hochdynamischen Robotergreifer in der Praxis gestellt wird.

Der Grundrahmen des Systems basiert auf einem Oktagonalprofil mit versetztem Bohrungsraster, wodurch ein Formschluss gegeben ist. Die Anbindungen basieren auf Standard-Rundrohrkomponenten von Tünkers, die kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Sämtliche Komponenten und Elemente sind sorgfältig aufeinander abgestimmt. Jede Komponente, ausgenommen der Rohre, ist mit einer eindeutigen Artikelbezeichnung beziehungsweise einer TG-Nummer und dem Herstellerlogo gekennzeichnet. Einzelne Komponenten des TOS-Modulsystems sollen derart präzise bauen, dass ein Bauteil in der Applikation problemlos gegen ein anderes ersetzt werden kann und Anwender ihre Greifersysteme danach nicht neu vermessen oder kalibrieren müssen.

Zur Entwicklung der TOS-Profile erläutert André Tünkers: „Wir haben festgestellt, dass das Profil TOS001, das wir bis zu einer Länge von 4.078 mm anbieten, relativ dünn ist. Wenn Sie es in voller Länge ausnutzen, biegt es sich natürlich durch. Und wenn man es ungeschickt verbaut, sowieso. Die Anforderung lautet allerdings, komplexere und vor allem große Systeme konstruieren zu können. Teils sind recht große oder schwerere Bauformen gefragt. Das hat uns dazu veranlasst, dieses Profil als Doppeldecker – als sogenanntes Eight-Beam-Profil oder einfach TOS002 – mit bis zu 6,40 m anzubieten. Das Dualprofil ist extra für große Bauteile gemacht. Denken Sie an Seitenwände, zum Beispiel auch Komponenten für Fahrzeuge wie einen Sprinter oder ähnliche, wo solche Längen gut zu gebrauchen sind, weil sie mit einem herkömmlichen Profil gar nicht mehr abzubilden wären. Wir haben also einige Marktanforderungen einfließen lassen, um eine neue Generation Greifersysteme generieren zu können.“ Als Anwendung aus der Elektromobilität komme so beispielsweise das Handling von Batterien infrage, ergänzt Jan Hornung, TOS-Produktmanager bei Tünkers: „Mit dem TOS002-Profil bieten wir hier einen deutlichen Vorteil, denn Batterien sind schwerer als viele andere Bauteile. Das TOS002 ist äußerst stabil. Insofern sind wir für diesen Markt schon gut aufgestellt.“

Das Doppeldecker-Profil ist mit einem speziellen Element wiederum zu einem Quattro erweiterbar. So lassen sich auf einmal Strukturen aufbauen, die nochmals deutlich größer und robuster sind. Eine gewisse Belastung kann damit vorweggenommen werden. Alle Anbindungen, sämtliche Verbindungselemente bleiben gleich. Sie sind identisch und nach wie vor mit dem Profil verwendbar.

Dass das TOS-Greifersystem matt-schwarz lackiert ist, hat folgenden Hintergrund: Produktionen und dort eingesetzte Roboter arbeiten mehr und mehr mit optischen Sensoren und optischen Systemen – die meisten nutzen beispielsweise Laser-Scanner für Sicherheitsfunktionen. Auch AGVs nutzen Laser-Scanner zum Abtasten ihrer Umgebung. Insofern haben die Tünkers-IngenieurInnen berücksichtigt, dass silberfarbene Elemente reflektieren und natürlich stören könnten. Deshalb ist das TOS matt-schwarz, sodass Reflexionen und damit zusammenhängende Fehlerraten weitestgehend reduziert werden.

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Neues TOS003 baut besonders kompakt

Ergänzend zu den Dimensionen TOS001 und TOS002 hat Tünkers das TOS003 entwickelt, um als besonders kompakte Variante die Formschlüssigkeit vom Grundrahmen bis zu den Anbaugeräten wie Spannern zu gewährleisten. Dabei führt TOS003 das Prinzip der Anbindung von TOS001 und TOS002 schlüssig fort. Zu den Besonderheiten von TOS003 sagt Jan Hornung: „Wir bieten jetzt einen Durchmesser 40/30 auf 30, der aus den Anforderungen unserer Kunden entstanden ist, die eben bis hin zum Greifer oder besser gesagt bis zum Spanner, eine formschlüssige Verbindung brauchen und stark auf das Rastermaß setzen, weil ein Werker, der das System auf- oder umbaut, kein Maßband braucht. Er zählt einfach 1, 2, 3, 4, 5… und setzt die Schraube. TOS003 haben wir also neu entwickelt, um die kleinen Arme von Greifern vollständig mit TOS zu bedienen.“

Tünkers arbeitet beim TOS003 mit einer Aluminium-Knetlegierung aus dem Flugzeugbau anstelle von Strangpress-Profilen aus Alumuminium – mit hochfesten Profilen also, um große Steifigkeit und Zugfestigkeit sicherzustellen.

Einfache Montage, geringes Gewicht

Die Montage der Grundelemente mit Winkeln, Verbindern, Adaptern oder Flanschanbindungen erfordert kein Spezialwerkzeug und ist mit dem One-Screw-Schraubenschlüssel oder einem 6-mm-Inbusschlüssel bei minimalem Zeitaufwand möglich. Die geringe Anzahl der zu verwendenden Schrauben spart Gewicht und schafft trotzdem eine hohe Festigkeit. Die geringe Anzahl an Komponenten soll das System sehr wirtschaftlich gestalten, ohne dabei Flexibilität einzubüßen. Das TOS-Greifersystem bietet folgende grundlegende Vorteile:

  • einfachere Montage: Die Montage erfolgt mit einfachen Schrauben, also ohne den Einsatz von Blindnietenmuttern.
  • weniger Schrauben: Mit einer geringeren Anzahl an Schrauben wird die gleiche Festigkeit erreicht.
  • Sonderprofile: Mit dem Doppeldecker-Profil TOS002/Eight Beam für Großbauteile können spezielle, hochdynamische Anwendungen bis über 6 m realisiert werden. Mit TOS003 wird eine besonders kompakte Variante angeboten.
  • Modulsystem mit kürzeren Lieferzeiten: Es geht nicht mehr um Sonderteilefertigung – die meisten Teile sind Standard.

Modulsystem mit breitem Einsatzspektrum

Neben dem klassischen Anwendungsfeld des Handlings von Rohkarosseriebauteilen in der Automobilindustrie kann das TOS-Greifersystem als standardisierter Baukasten in anderen Produktionsbereichen, im Vorrichtungsbau oder beim Bau von Sonder-AGVs mit speziellen Auslegern eingesetzt werden. So können neben Greifern beispielsweise auch Spannsysteme in Verbindung mit TOS zum Einsatz kommen. Durch den schnellen und damit kostengünstigen Aufbau eignet sich TOS gut als Grundlage für die Produktion kleiner Stückzahlen.

„In Japan bei Honda finden die KonstrukteurInnen das System so klasse, dass sie damit einfach Vorrichtungen statisch aufbauen – beispielsweise einen Ständer, an dem Ampeln oder andere Funktionalitäten angebracht sind, wo es einfach nur darum geht, aus Modulen etwas Robustes aufzubauen“, erzählt André Tünkers.

Der modulare Baukasten von Tünkers bietet diverse Produkte, die sich mit dem TOS-System einsetzen lassen: neben den klassischen Pneumatikgreifern sind das Pneumatik- und Elektrospanner, Schwenkspanner oder auch Absteckzylinder in unterschiedlichen Dimensionen. Sämtliche Elemente des modularen TOS-Greifersystems sind im Online-Shop von Tünkers verfügbar.

Details zum modularen Greifersystem TOS – Tünkers One Screw, unter hier.pro/Nczou

Kontakt:
Tünkers Maschinenbau GmbH
Am Rosenkothen 4–12
40880 Ratingen
Tel. +49 2102/4517–0
E-Mail: info@tuenkers.de
www.tuenkers.de


Drei Fragen an André Tünkers, Geschäftsführer von Tünkers Automation

KEM Konstruktion: Herr Tünkers, wie beschreiben Sie denn ganz generell Anforderungen an Greifersysteme für Roboter?

André Tünkers: Relativ einfach gesagt, eine Roboter-Hand soll ja etwas greifen. Dazu nutzt ein Greifer meistens spannende Elemente, wie auch wir sie anbieten. Diese spannenden Elemente werden mit einem Grundrahmen/Gerüst verschraubt. Die Idee ist es dann, eine flache Rahmenstruktur in einer Ebene zu haben und nur ganz kurze Stücke, an denen sozusagen orthogonal spannende Elemente hängen.

KEM Konstruktion: Wo sehen Sie die wichtigsten Vorteile, Greifersysteme modular aufzubauen?

Tünkers: Greifersysteme sind nicht seit jeher modular aufgebaut. Sie sind als geschweißte Grundrahmen konstruiert gewesen. Roboter sind mit einer Roboterhand in Form eines geschweißten Rahmens ausgestattet gewesen, an dem unsere Spanntechnik verbaut gewesen ist. Insofern kam uns die Idee und auch der Trend auf, solche Greifersysteme modular zu gestalten – mit dem großen Vorteil, nicht mehr zwei Greifer für den Fall zu benötigen, dass einer ausfällt. Zuvor hatte man also einen Roboter mit einer Hand. Anwender wussten, es könnte Probleme und Fehler geben, die dazu führen, dass die Hand ausfällt. Dementsprechend haben die Anwender in der Regel einen Ersatzgreifer vorgehalten. Damit sich Anwender nun Ersatzgreifer sparen, sprich auch Investment reduzieren können, hat sich Tünkers mit seinen Entwicklungen längst auf modulare Greifersysteme fokussiert. Denn im Bedarfsfall ist es praktischer und kostengünstiger, Anwender können ein Modul – quasi im einfachen Baukasten-Prinzip – ersetzen und entsprechend schnell weiterproduzieren.

KEM Konstruktion: Ein Standard-Greifersystem ist der sogenannte Euro-Greifer, das Euro Gripper Tooling (EGT), auf das wichtige Automobilhersteller setzen. Bieten Sie mit dem TOS eine echte Alternative?

Tünkers: Nach wie vor ist EGT sehr verbreitet. Das System hat aber gewisse Nachteile, und zwar gar nicht mal so wenige: Es ist schwer, voluminös und im konstruktiven Aufbau ist es sehr groß aufbauend. Wir hatten verschiedene Kunden, die neutral waren, wie Volvo oder auch Ford, die gesagt haben, naja, optimal ist das ja nicht. Und es war natürlich auch nicht deren Standard. Deshalb haben sie uns Anregungen gegeben, was man sonst noch machen kann. Zu den wichtigsten Gedanken unseres modularen TOS-Greifersystems gehören die Aspekte möglicher Umbauten und Reparaturen. Es ist wichtig, die Systeme einfach umbauen und reparieren zu können. Insofern haben wir die Idee aufgenommen, mit einer Schraube für eine Verbindung zwischen zwei Profilen zu sorgen. Zum anderen möchten wir, dass ein Greifersystem aus möglichst wenigen Bauteilen konstruierbar wird – ganz einfach, um anwenderseitig die Konstruktion zu vereinfachen, Zeitersparnis zu bieten und damit Anwender möglichst wenige Ersatzteile vorhalten müssen.




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