Anlagen und Maschinen bedienen Wie ein angepasstes Bediensystem für mehr Sicherheit sorgt

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

In der Industrie sind bei mobilen und stationären Maschinen und Anlagen oftmals kundenspezifische Entwicklungen notwendig. Sicherheit und eine einfache Bedienung spielen dabei eine zentrale Rolle.

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Sicherheit und einfache Bedienung: Heiko Gleißert, Teamleiter Bediensysteme bei Griessbach, mit einem nach Kundenvorgaben entwickelten Bediensystem. „Wir bieten unseren Kunden individuelle Systemlösungen aus einer Hand.“
Sicherheit und einfache Bedienung: Heiko Gleißert, Teamleiter Bediensysteme bei Griessbach, mit einem nach Kundenvorgaben entwickelten Bediensystem. „Wir bieten unseren Kunden individuelle Systemlösungen aus einer Hand.“
(Bild: Griessbach)

Zur Bedienung mobiler und stationärer Maschinen sind oftmals kundenspezifische Lösungen erforderlich. Einen spezialisierten Hersteller von Bediengeräten zeichnet aus, über hohe Entwicklungskompetenz und Fertigungstiefe zu verfügen. Mit seinem Konzept der lichtgeführten Bedienung setzt Griessbach einen besonderen Akzent, damit das Maschinenhandling nicht nur einfach, sondern auch sicher ist. Das muss auch unter widrigen Bedingungen gewährleistet sein. Über das Leistungsspektrum des Unternehmens, das Eingabe- und Anzeigesysteme für unterschiedlichste Branchen von der Bau- und Landmaschinenfertigung bis zur Labor- und Medizintechnik produziert, sprachen wir mit Heiko Gleißert, Teamleiter Bediensysteme bei Griessbach am Standort in Luckenwalde.

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Herr Gleißert, Ihr Unternehmen fertigt komplette Bediensysteme. Welche Entwicklungs- und Fertigungsschritte gehören dazu?

Wir bieten unseren Kunden individuelle Systemlösungen aus einer Hand. Das setzt eine hohe Fertigungstiefe voraus und schließt die Baugruppenbestückung, Frontplatten- und Gehäusefertigung, den Foliendruck sowie Hard- und Softwareentwicklung ein. Um sämtliche Komponenten auf die jeweiligen Erfordernisse abzustimmen, führen wir die einzelnen Fertigungsschritte zur Komplettmontage der Elektronik und deren Integration in die mechanische Umgebung an unserem Standort in Luckenwalde aus.

Ausgehend von der Planung erarbeitet unser Entwicklerteam in Absprache mit dem Anwender entsprechende Hardware-, Software- und Mechaniklösungen. Auf deren Basis fertigen wir Muster, Prototypen und Vorserien, die wir nach Validierung und Freigabe in Serie produzieren. Dazu testen wir umfangreich die EMV sowie die Umweltverträglichkeit. Falls erforderlich, lassen wir die Geräteeigenschaften durch zugelassene Institute prüfen und zertifizieren. Auf diese Weise liefern wir unseren Kunden anschlussfertige Bediengeräte für mobile und stationäre Anwendungen in Bau-, Druck- und Werkzeugmaschinen, für Laborgeräte und medizinische Apparaturen.

Zu Ihrem Produktportfolio zählen verschiedenste Eingabegeräte mit Kurzhub- und Folientastaturen. Sind denn elektromechanische Taster und Schalter angesichts kapazitiver Touchscreens noch zeitgemäß?

Absolut! In vielen Einsatzbereichen, so beispielsweise bei Land- oder Baumaschinen, wird von Bediengeräten eine deutliche Rückmeldung der getätigten Eingabe verlangt. Das gilt insbesondere dann, wenn die Betätigung mit Arbeitshandschuhen oder ohne direkten Sichtkontakt erfolgt. Dafür empfehlen sich Kurzhubtastaturen, die auf unterschiedliche Betätigungskräfte abgestimmt werden können und ein taktiles Feedback geben.

Eine wichtige Rolle für das Thema Bediensicherheit und eine präzise Steuerung spielen auch die haptischen Eigenschaften des Oberflächendesigns des Bediensystems, beispielsweise bei Steuersticks, Reglern, aber natürlich ebenso bei Schaltern. Ist es bei einer Anwendung sinnvoll, dann integrieren wir selbstverständlich auch Touchfelder. Aber gerade bei Anwendungen im rauen Umfeld, wie sie sich in der Industrie finden, sind die taktilen und haptischen Eigenschaften sehr wichtig, wozu gegebenenfalls auch fingerführende Elemente dazu gehören.

Wie unterscheiden sich die branchentypischen Anforderungen an Bedienfronten und Gehäuseeigenschaften?

Maschinenhersteller für die Agrar- und Baubranche benötigen oftmals robuste, stoß- und witterungsfeste Eingabe- und Anzeigeeinheiten mit einem hohen Staubschutz und stabilen Gehäusen, die wir wahlweise aus Metall bzw. gezogenem oder dickwandig geschäumtem Kunststoff fertigen. Die Eingabefronten müssen eine hohe Schlag- und Stoßfestigkeit aufweisen und die Geräte insgesamt unanfällig gegen Vibrationen und Witterungseinflüsse sein. Verschmutzungen sollten sich schnell und einfach – falls erforderlich auch mit Strahlwasser – beseitigen lassen.

In der Medizin- und Labortechnik sind Systeme gefragt, die hohen hygienischen Standards genügen und sich rückstandsfrei reinigen lassen. Hier bieten wir neben Glasfronten mit kapazitiven Eingabefeldern und kundenspezifisch ausgeführter Bedruckung auch besonders wirtschaftliche antibakterielle Bedienoberflächen im Foliendesign an.

Durch das rückseitig im sogenannten Siebdruckverfahren aufgebrachte Layout sind sämtliche Beschriftungen, Piktogramme und andere Dekorelemente nicht nur vor Chemikalien, sondern auch vor Abnutzung geschützt.

Auch bei der Steuerungselektronik und Netzwerkeinbindung variieren die Anforderungen je nach Einsatzbereich. Wo liegen die Schwerpunkte?

Heute müssen sich Bedien- und Steuerungseinheiten in unterschiedlichste Bus- bzw. Netzwerkstrukturen einbinden lassen. Deshalb haben wir einen speziell für Bedienfelder optimierten 32-Bit-Tastaturcontroller mit TPS-1-Interface im sogenannten PROFINET-Standard entwickelt. Der Controller lässt sich für vielfältige Bedienfronten adaptieren und ermöglicht es, die Bedieneinheit in eine bestehende PROFINET-Architektur sicher zu integrieren. Er wird von uns als einsatzfertige Einheit angeboten oder kommt bereits integriert in kundenspezifischen Eingabepanels und verschiedenen Gehäuseausführungen zum Einsatz.

Im Nutzfahrzeugbereich sind vor allem CAN-basierte Bediensysteme gefragt, die wir als anschlussfähige Komplettlösungen bereitstellen. Außerdem führen wir mit unseren CAN-Standardmodulen besonders wirtschaftliche Keypads, die leicht zu montieren sind und bedarfsgerecht mit variabler Tastermatrix, gewünschten Ausleuchtungsvarianten und Betätigungskräften sowie kundenspezifischem Foliendesign ausgestattet werden können.

Ein Markenzeichen Ihres Unternehmens ist die Griessbach-Leuchttaste. Worin besteht ihre Besonderheit?

Die Griessbach-Leuchttaste haben wir bereits im Jahr 1999 im Auftrag eines Kunden entwickelt, der eine flexibel einsetzbare Alternative zu den teuren Leuchtdrucktastern etablierter Hersteller suchte. Das Ergebnis, das wir als Gebrauchsmuster haben schützen lassen, war eine Tasterkappe mit einer Leuchtfläche von 17 mm x 17 mm bei gleichmäßig garantierter Ausleuchtung. Die Kappe kann auf SMD-bestückbaren Tasten diverser Hersteller mit unterschiedlichen Betätigungskräften und Schutzgraden montiert werden.

In der Folge haben wir die Funktionalität unserer Leuchttaste immer weiter ausgebaut. Beispielsweise hat der Anwender die Möglichkeit, die Lichtstärke der Taste an die jeweilige Umgebungshelligkeit anzupassen. Wenn es die Anwendung verlangt, dann lässt sich die Hintergrundbeleuchtung mit einer Funktionsbeleuchtung überlagern.

Auch verschiedene Farbwechsel sind problemlos und sehr kostengünstig realisierbar. Mit diesen Beleuchtungsoptionen wird der Bereich für die Eingabe auch im Dunkeln verlässlich kenntlich gemacht. Durch Unterteilung der Taste in bis zu vier separat ansteuerbare Segmente ergaben sich weitere Möglichkeiten der lichtgeführten Bedienung, auf die wir seither ein besonderes Augenmerk legen.

Was zeichnet Ihr Konzept der lichtgeführten Bedienung aus?

Hier handelt es sich um ein ganzes Spektrum von Beleuchtungsoptionen, die miteinander kombiniert eine besonders übersichtliche Bedienung gewährleisten. Dazu zählen die funktionsabhängige Teilbeleuchtung einzelner Tasten, die Signal- und Nachtbeleuchtung sowie das Ausblenden inaktiver Funktionen. Die Teilbeleuchtung eignet sich beispielsweise, um Eingaben und Schaltzustände, wie etwa die Umstellung von 12 auf 24 V oder Stundenbetrieb, eindeutig und unverwechselbar anzuzeigen.

Die auf der Leiterplatte platzierten Leuchtdioden ermöglichen neben der verschiedenfarbigen Ausleuchtung der Teilbereiche auch den Wechsel der Anzeigefarbe in Abhängigkeit von der getätigten Eingabe. Um die Übersichtlichkeit gerade bei komplexen Bedienfronten weiter zu erhöhen, können aktuell nicht zur Verfügung stehende Eingabeoptionen ausgeblendet bleiben. Der Effekt des Verschwindens hat eine sehr wichtige Funktion: Beugt er doch einer Reizüberflutung und dadurch verursachten Fehleingaben vor. Zur Signalbeleuchtung, die auch bei direkt einfallendem Sonnenlicht zuverlässig den Eingabestatus kenntlich machen muss, integrieren wir leuchtstarke LEDs in unsere Bedieneinheiten. Für einen sicheren Nachtbetrieb können wir die Symbole und Skalen der Bedienfront mit einer dimmbaren Hinterleuchtung in verschiedenen Farben ausstatten. Dabei passen Helligkeitssensoren oder eine spezielle Auswertelogik die Beleuchtungsstärke automatisch an.

Welche weiteren Formfaktoren und Designmerkmale unterstützen die Bediensicherheit auch unter erschwerten Bedingungen?

Neben visuellen Eigenschaften ist eine präzise Fingerführung wichtig. Unsere Eingabefronten statten wir mit verschiedenen haptischen Orientierungshilfen aus. Mit speziellen Folienprägungen lassen sich Form und Kontur der Schaltoberflächen den Kundenwünschen anpassen. Erhabene Orientierungsstege an den Rändern der Tasterfelder, eine durch Folienausprägungen hervorgehobene Eingabe oder auch Mulden erleichtern die Handhabung und ein direkter Blickkontakt ist nicht notwendig. Diverse optisch ansprechende Kunststoffelemente unterstützen die Fingerführung.

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