Sichere Kommunikation: Next Level in der Maschinenbedienung bei Pfiffner

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Pfiffner entwickelt, produziert und vertreibt Rundtaktmaschinen. Pfiffner und Witzig & Frank (Pfiffner-Gruppe) mit Hauptsitz im schweizerischen Utzenstorf gehören zu FFG E&A, die Teil der global agierenden Fair Friend Group ist. Um die Herausforderungen in seinen Märkten zu meistern, setzt Maschinenbauer Pfiffner auf die Zusammenarbeit mit und auf die Lösungsansätze von Keba Industrial Automation. Kennengelernt haben sich Pfiffner und Keba auf der EMO 2017.

Tobias Flaig, Elektroingenieur bei Pfiffner: „Wir waren damals auf der Suche nach Ideen und Ansätzen für Volltouch-Bediendisplays – da der Trend in der Industrie eindeutig in die Richtung zeigte. Auf der EMO lernten wir Keba kennen und erfuhren, dass der Automatisierer aus Österreich da bereits konkrete Ansätze für eine sichere Kommunikation in petto hatte. “Keba-Ingenieure zeigten das Panel und die technischen Feinheiten hinter dem Konzept. „Unser Entwicklungsleiter war sowohl vom Gespräch als auch vom Keba Ansatz ziemlich angetan,“ so Flaig weiter. „Als unser damaliger Lieferant das bestehende Panel als Produkt abkündigte, ging es bei uns Schlag auf Schlag.“

Real Time Widgets und sichere Kommunikation über Profinet

Eine Entwicklung zusammen mit dem vorigen Lieferanten zahlte sich laut Pfiffner nicht mehr aus. Keba war im Standard, was Technik anbelangt, bereits wesentlich weiter. Pfiffner startete eine komplette Neuentwicklung und setzte beim UX-Design an. Es wurde ein externes UX-Designbüro beauftragt, das zusammen mit Keba eine komplett neue Oberfläche entwickelte. Dabei wurden Abläufe genau unter die Lupe genommen und Feedback von Mitarbeiter von Pfiffner integriert. Daraufhin erstellte das Team mit Kebas Visualisierungssoftware KeView Style eine Rahmenapplikation, die auch das Fenstermanagement macht, und den Maschinenbedienteil.

Elektroingenieur Flaig weiter: „Bei Full-Touchscreen Displays ist oftmals das Problem, dass diese Touch-Tasten per OPC UA in die Steuerung reingespielt werden und das dann nicht sicher ist. Der Pluspunkt der Keba-Lösung waren die sogenannten Real Time Widgets, diese sehen vor, dass alle Tasten des Maschinenbedienteils per Profinet bei uns in die SPS-Steuerung reinkommen.“ Die Hardwaretasten von früher wurden 1:1 als Soft Keys realisiert. Flaig: „Das Besondere an dieser Lösung war, dass diese Soft Keys realtimefähig sind und in Echtzeit in die Steuerung übertagen werden können. Über den Profinet Controller werden sie in die SPS geschrieben. Gleichzeitig gibt es als zweiten Kanal OPC UA. Somit hat man eine sichere Kommunikation mit Soft Keys in die PLC.“

KeWheel punktet im Handumdrehen

Ausschlaggebend für die Entscheidung, mit Keba die neue Generation HMI zu entwickeln, war auch das KeWheel. Beim KeWheel handelt es sich um einen volladaptiven Dreh-Drückknopf. Als zentrales Bedienelement lassen sich über das KeWheel Overrides, Handräder, Betriebswahlschalter, Achsverfahrtasten und User Interface Eingabemöglichkeiten in einem Gerät vereinen. Das KeWheel lässt den Bediener über ein breites Spektrum an haptischem Feedback zusätzliche Information über den Maschinenzustand erfühlen. Flaig: „Vom KeWheel und seinen Optionen waren wir von Anfang an richtig angetan. Bis dato hatten wir zwei Overrides, einen für Vorschub und einen für Spindel, die haben wir auf das KeWheel zusammengelegt. In Zukunft wird das KeWheel bei unserer Bedienung weitere Funktionen bekommen, etwa als Handrad – da haben wir noch Potenzial zum Ausschöpfen.“

Sichere Kommunikation auf Augenhöhe

Ein solch umfangreiches Projekt kann nur erfolgreich sein, wenn auch der Beziehungsfit gegeben ist. „Wir haben schnell bemerkt, dass die Mitarbeiter bei Keba sehr, sehr fit sind. Auf jede Frage, die wir gestellt haben, egal wie detailliert die auch war, bekamen wir eine Antwort. Dieses Gefühl bekamen wir seit dem ersten Gespräch vermittelt und wurde ab dann nur noch verstärkt. Als wir bei Keba zu Besuch waren, haben wir gesehen und gespürt, wie Keba tickt und arbeitet – danach waren alle Beteiligten noch motivierter“, berichtet Flaig.

Bis dato war Bosch Rexroth softwareseitig der Master, dieses Mal war es aber andersherum, denn das Keba-Framework integrierte das Bosch Rexroth-System. „Ein Projekt dieses Umfangs hat nun mal seine Eigenheiten, aber auch die haben wir gemeistert und werden wir auch weiterhin meistern, weil eben die Kommunikation hervorragend funktioniert,“ sagt Tobias Flaig.

Immer mehr komplexere Elektronikbauteile

Rundtaktmaschinen sind Werkzeugmaschinen, bei denen das zu bearbeitende Werkstück in einem liegenden oder stehenden sogenannten „Rundschalttisch“ gespannt wird. Sie sind besonders für Massenfertigung mit Stückzahlen ab etwa 250.000 geeignet. Michael Ensel, Technology Sales Manager bei Pfiffner „Unsere Faustformel lautet: Bei einer Bearbeitungszeit von 15 Sekunden können auf einer Maschine etwa 1,2 Millionen Teile im Jahr produziert werden.“

Die Kunden von Pfiffner stellen unterschiedliche Bauteile her – von Elektronikkomponenten bis zu Gehäusen für Antriebskomponenten und beliefern unterschiedliche Industrien wie Schließtechnik, E-Mobility, Gas- und Schweißtechnik, Elektronik und Kommunikation. Mit Maschinen von Pfiffner lassen sich Bauteile etwa so groß wie eine Faust (Kubus mit Kantenlänge von 100 mm) bearbeiten. Für größere Bauteile kommen Maschinen von Witzig & Frank zum Einsatz. Dazu Tobias Flaig: „Wir bekommen immer mehr Anfragen für Elektronikbauteile, die allgemein immer komplexer werden und schon längst nicht mehr (nur) gestanzt werden können. So ist unser größter Kunde momentan ein Unternehmen das Stecker für den Hochfrequenzbereich herstellt.“

Rundtaktmaschinen ersetzen konventionelle Maschinen

Die Vorteile von Rundtaktmaschinen sind einerseits weniger benötigter Platz, da eine Anlage mehrere konventionelle Anlagen ersetzen kann, andererseits wesentlich geringere Kosten, denn eine Anlage bedeutet auch nur Energie (nur eine Kühlanlage), Betriebsmittel, Ersatzteile und Service für nur eine Anlage. Weiterhin gibt es auf Lieferantenseite nur einen Ansprechpartner und es gilt ebenfalls nur einen Prozess zu überwachen und vom Endkunden freizugeben, was vor allem in der Automobilindustrie sehr wichtig ist, denn da braucht man für jede Produktionsanlage die Freigabe des Endkunden. In der Regel bedient ein Maschinenbediener zwei, drei, bis zu fünf Rundtaktmaschinen. Dazu Technology Sales Manager Ensel: „Es gibt keine pauschale Zahl, wie viele konventionelle Maschinen eine Rundtaktmaschine ersetzen kann. Bei einem Kunden in Kasachstan haben wir mit zwei Maschinen 38 einzelne konventionelle Maschinen ‚in den wohlverdienten Ruhestand‘ geschickt.“

Zu den wichtigsten Pain Points ihrer Endkunden zählen laut Pfiffner Stückkosten und Genauigkeit. Ensel: „Die Werkstücktoleranzen liegen meist im µm-Bereich. Unsere Maschinen haben 12 und 16 Spannstationen und bis zu 24 Bearbeitungseinheiten. Deswegen ist es äußerst wichtig, jede Station so genau wie möglich auszurichten.“

Die zu bearbeitenden Materialien sind keine Hürde für Rundtaktmaschinen – auch schwer zerspanbare Materialien sind machbar.

Der Autor Filip Miermans ist Leiter Kommunikation und Marketing bei der Keba Industrial Automation GmbH.

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