Pfiffner und Keba entwickeln innovative Bedienoberfläche für Rundtaktmaschinen

Seit über 50 Jahren entwickelt Pfiffner Rundtaktmaschinen von höchster Präzision und Flexibilität und bietet im High-Volume-Bereich die wirtschaftlichsten Lösungen für Werkstücke an. Pfiffner und Witzig & Frank (Pfiffner Gruppe) mit Hauptsitz in Utzenstorf, Schweiz, gehören zur FFG E&A, die Teil der global agierenden Fair Friend Group ist.

Der Kontakt mit Keba kam auf der EMO 2017 zustande. „Wir waren damals auf der Suche nach Ideen und Ansätzen für Volltouch-Bediendisplays – da der Trend in der Industrie eindeutig in die Richtung zeigte“, erinnert sich Tobias Flaig, Elektroingenieur bei Pfiffner. „Auf der EMO lernten wir Keba kennen und erfuhren, dass der Automatisierer aus Österreich da bereits konkrete Ansätze in petto hatte.“

Keba-Ingenieure zeigten das Keba Panel und die technischen Feinheiten hinter dem Konzept. „Unser Entwicklungsleiter war sowohl vom Gespräch als auch vom Keba-Ansatz ziemlich angetan,“ so Flaig. „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 hätte sich laut Pfiffner nicht mehr ausgezahlt. Keba war im Standard, was Technik anbelangt, bereits wesentlich weiter. Pfiffner startete eine komplette Neuentwicklung und setzte beim UX-Design (User Experiance) 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 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern von Pfiffner integriert. Daraufhin erstellte das Team mit Kebas Visualisierungssoftware KeView Style eine Rahmenapplikation, die auch das Fenstermanagement abdeckt, sowie den Maschinenbedienteil.

„Bei Full-Touchscreen-Displays ist oftmals das Problem, dass die Touch-Tasten per OPC UA in die Steuerung eingespielt werden und das dann nicht sicher ist“, sagt Flaig. „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 hineinkommen.“

Die Hardwaretasten von früher wurden 1:1 als Soft Keys realisiert. „Das Besondere an dieser Lösung war, dass diese Soft Keys realtimefähig sind und in Echtzeit in die Steuerung übertragen werden können“, so Flaig. „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 HMI-Generation zu entwickeln, war auch das KeWheel. Dabei handelt es sich um einen voll adaptiven 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.

„Vom KeWheel und seinen Optionen waren wir von Anfang an richtig angetan“ sagt Flaig. „Bis dato hatten wir zwei Overrides, einen für den Vorschub und einen für die Spindel. Die haben wir auf das KeWheel zusammengelegt. In Zukunft wird das KeWheel bei unserer Bedienung weitere Funktionen bekommen, z. B. als Handrad – da können wir noch Potenzial ausschöpfen.“

Kommunikation auf Augenhöhe

Ein solch umfangreiches Projekt kann nur erfolgreich sein, wenn auch die Beziehung passt. „Wir haben relativ schnell bemerkt, dass die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bei Keba sehr, sehr fit sind. Auf jede Frage, die wir gestellt haben – egal wie detailliert sie auch war – bekamen wir eine Antwort“, so Flaig. „Dieses Gefühl bekamen wir seit dem ersten Gespräch vermittelt und es 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.“

Klar gab es auch Hürden im Projekt. Die größte war die Tatsache, dass es Bosch Rexroth Operations zu integrieren galt. Bis dato war Bosch Rexroth softwareseitig der Master, dieses Mal war es aber aumgekehrt: das Keba-Framework integrierte das Bosch-Rexroth-System. „Ein Projekt diesen Umfangs hat nun mal seine Eigenheiten, aber auch die haben wir bzw. werden wir meistern, weil eben die Kommunikation hervorragend funktioniert,“ so Flaig.

Rundtaktmaschinen in der Fertigungsindustrie

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 ca. 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: Schließtechnik, E-Mobility, Gas- und Schweißtechnik, Elektronik und Kommunikation, etc. 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, die ebenfalls zur Gruppe gehört. „Wir bekommen immer mehr Anfragen für Elektronikbauteile, die allgemein immer komplexer werden und schon längst nicht mehr (nur) gestanzt werden können“, berichtet Flaig. „So ist unser größter Kunde momentan ein Unternehmen, das Stecker für den Hochfrequenzbereich herstellt.“

Die Vorteile von Rundtaktmaschinen sind einerseits weniger benötigter Platz, da eine Anlage mehrere konventionelle Anlagen ersetzen kann, andererseits wesentlich geringere Kosten, denn man braucht auch nur Energie, Betriebsmittel, Ersatzteile und Service für eine Anlage. Weiterhin gibt es auf Lieferantenseite nur einen Ansprechpartner und es gilt nur einen Prozess zu überwachen und vom Endkunden freizugeben. Letzteres ist vor allem in der Automobilindustrie sehr wichtig, denn dort braucht man für jede Produktionsanlage die Freigabe vom Endkunden. In der Regel bedient ein Maschinenbediener zwei, drei, bis zu fünf Rundtaktmaschinen.

„Es gibt keine pauschale Zahl, wie viele konventionelle Maschinen eine Rundtaktmaschine ersetzen kann“, sagt Ensel. „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. „Die Werkstücktoleranzen liegen meist im µm-Bereich“, sagt Ensel. „Unsere Maschinen haben 12 bzw. 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. „Ich arbeite seit 2014 bei Pfiffner und in der Zeit haben wir noch nie eine Anfrage ablehnen müssen, weil wir einen Werkstoff als nicht zerspanbar eingestuft haben.“ so Ensel.

Auch für die Pfiffner-Ingenieure gilt es, gut zuzuhören, was Kunden beschäftigt, und daraufhin Lösungen zu entwickeln. So feilen die Schweizer an einer Software, die es Kunden ermöglicht, selber Maschinen umzukonfigurieren. Bisher musste Pfiffner per Teleservice die NC-Steuerung, die Antriebe etc. umkonfigurieren. Das kann jetzt der Bediener beim Umrüsten selber erledigen – dabei können häufig wiederkehrende Programme und Einstellungen als Favoriten gespeichert werden.

K.R. Pfiffner AG
www.pfiffner.com

Keba Group AG
www.keba.com