Touchscreens haben in allen Industriezweigen ihren Siegeszug angetreten. Auch die ’Gläserne Fabrik’ von Volkswagen steuert ihre Maschinen mit dem richtigen Touch.

Offenes, top-modernes Design: Die Gläserne Manufaktur in Dresden

Die Möglichkeit, Maschinen über die direkte Berührung mit dem Finger und ohne weitere Eingabemedien wie Tatstatur oder Maus zu steuern, setzt sich in der Industrie auf breiter Front durch. In immer mehr Schaltschränken, Schalttafeln, Pulten und Tragarmen finden sich die übersichtlichen und berührungsempfindlichen Displays. Dabei stellt jede Branche ihre spezifischen Anforderungen an den Einsatz von Touchtechnologie. In der Herstellung von Nahrungsmitteln oder Pharmazeutika bestehen besonders strenge Hygienevorschriften, die auch für die Produktionsmittel gelten. In der chemischen Industrie müssen sich Touchscreens als besonders widerstandsfähig gegenüber aggressivsten Substanzen beweisen. An derart branchenspezifischen Anforderungen orientieren Touch-Hersteller – wie der Marktführer Elo TouchSystems, Tochterunternehmen von Tyco Electronics – verstärkt ihr Angebot.

Touch im Automobilbau

Ein gutes Beispiel, wie Touchtechnologie in den unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen eingesetzt werden kann, ist die Produktion bei Volkswagen. Sowohl im Stammwerk in Wolfsburg als auch in den Werken in Bratislava, Crewe, Emden, Dresden oder bei Bentley Crewe wird die Qualitätsdateneingabe in der Montage ohne Tastatur gesteuert. Über 250 Arbeitsstände wurden mit den bedienungsfreundlichen Mensch-Maschine-Schnittstellen bestückt. Dabei darf es keine Rolle spielen, ob der Produktionsmitarbeiter die Software über den Touch-Bildschirm mit dem blanken Finger oder mit einem Handschuh bedient. Wenn es um die Qualitätssicherung in der Fließfertigung geht, ist Zuverlässigkeit besonders gefragt. Daher haben die Touchscreens schnell und zuverlässig zu funktionieren. Auch dürfen durch die Berührung keine Eigenschwingungen auftreten. Entsprechend massiv muss das Bedienelement mit dem Touch ausgelegt sein. Gleiches gilt für Schwingungs- und Schockbelastungen von außen: Sie dürfen die Touch-Genauigkeit und -Zuverlässigkeit nicht beeinträchtigen.

Volkswagen hatte für sein Touch-Projekt in der Qualitätssicherung ganz klare Vorstellungen. Die Touchfläche sollte eine besonders hohe Kratzfestigkeit und sehr gute optische Eigenschaften aufweisen. Bei der Umsetzung dieser Kriterien ließ sich Volkswagen vom Expertenteam der Kohlstädt GmbH beraten. „IntelliTouch von Elo TouchSystems brachte hier durch seine hohe Lichtdurchlässigkeit und geringe Reflektionen die besten Voraussetzungen mit“, bestätigt Dirk Wieghofer, Produktmanager bei Kohlstädt. Das Unternehmen aus Vlotho ist seit vielen Jahren spezialisiert auf Computerlösungen rund um die Produktionstechnik.

IntelliTouch basiert auf der Oberflächenwellen-Technologie, der Touchscreen besteht aus einer einzigen, klaren Glasscheibe und arbeitet ohne Kunststoff-Folien oder -Beschichtungen. IntelliTouch Touchscreens überzeugen durch ihre Bildklarheit und sind deutlich verschleißresistenter als andere Touchscreens; wichtige Faktoren für den Einsatz im Mehrschichtbetrieb der Automobilindustrie. Die Technologie ist weitgehend unempfindlich gegenüber Kratzern und ihre Kalibrierung ist stabil. Diese Robustheit wirkt sich auch auf die Folgekosten für Service und Wartung äußerst positiv aus.

Besonders hohe Ansprüche an Funktionalität und Design stellte Volkswagen insbesondere für die Gläserne Manufaktur in Dresden, wo seit 2001 sein Flaggschiff, der Phaeton, hergestellt wird. Das besondere dort: Die Kunden können zusehen, wie „ihr“ Auto die Manufaktur durchläuft. Genauso elegant wie das Fahrzeug ist auch das exklusive Dresdner Werk eingerichtet. Die Kombination aus Glas, Edelstahl und Parkett in den Produktionsräumen soll eine Atmosphäre erzeugen, in der Technik und Emotion verschmelzen. Volkswagen setzte damit neue Maßstäbe in der Automobil-Produktion.

Die stringente Umsetzung der mit dieser Forderung verbundenen Philosophie stellt hohe Anforderungen in puncto Individualisierung an die elektronischen und mechanischen Komponenten. Formale und technische Ziele wurden in der Kombination Elo/Kohlstädt eindrucksvoll erreicht.

Der Touchscreen zum Bedienen der Software war vom dazugehörigen PC einige Meter zu trennen und in einen speziell entworfenen Sockel zu integrieren. Diese Bediensäule steht in der Gläsernen Manufaktur direkt am so genannten Schuppenband – einem Montageband, dessen Oberfläche aus jeweils 29 mit Parkett belegten Einzelgliedern besteht. Es transportiert das zu montierende Fahrzeug durch die Anlage und bildet das Kernelement der neuen Fertigungslinie im Dresdener Werk. „Mit den Touchkomponenten von Elo TouchSystems konnten wir sowohl den anspruchvollen technischen Erfordernissen als auch den besonderen Design-Vorgaben leicht entsprechen“, erinnert sich Dirk Wieghofer an die Planungsphase des Projekts.

Rundrum dicht? Dauertest für Touch und Wagen

Ganz andere Anforderungen stellt die Spritzwasser-Prüfung: Hier wird, teilweise sogar im Freien, intensiv getestet, ob die Insassen des Fahrzeugs auch bei starken Regengüssen absolut trocken bleiben. Bei einem solchen Test wird nicht nur das Fahrzeug auf eine harte Probe gestellt. Auch der Prüfstand muss dem Wasser trotzen – und das quasi im Dauertest.

Die hierbei verwendete Touchkonsole hatte die Anforderungen nach IP65 zu erfüllen. Das heißt: Sie muss staubdicht sein und Schutz vor Strahlwasser bieten, damit es zu keinen Kriechströmen kommt. Für solche Fälle eignet sich ein Touchscreen mit Widerstands-Technologie, wie der AccuTouch von Elo, am besten. Da Volkswagen auch hier eine besonders hohe Lebensdauer forderte, kam für den Wolfsburger Automobilkonzern nur ein Fünfdraht-resistiver Touch in Frage. Diese Technologie verträgt mehr als 35 Millionen Berührungen an jedem Punkt ihrer Oberfläche. Andere verwandte Technologien, wie die Vier- oder Acht-Draht-Technologien, entsprechen diesen hohen Industrie-Anforderungen nicht. Sie sind eher für kurzlebigere Anwendungen geeignet.

Übersichtliches Menü

Wo immer Touch zum Einsatz kommt, ist eine entsprechend angepasste Software ein wichtiger Erfolgsfaktor für die Gesamtlösung. Im industriellen Umfeld werden die Touchoberflächen vor allem für Bedien- und Beobachtungsfunktionen für Maschinen und Anlagen verwendet. Schaltflächen, Leuchtmelder, Bilder, Balkendiagramme, Ein- und Ausgabefelder sowie Hilfetexte unterstützen den Produktionsmitarbeiter.

Durch die übersichtliche Visualisierung kann er das Wesentliche auf einen Blick erfassen und sobald es nötig ist, mit einer kurzen Berührung schnell in die Produktion eingreifen. Da der gesamte Prozess von Software gesteuert ist, kann er leichter gewartet und variiert werden, als mit Tasten und Schaltern. Touchsteuerungen mit benutzerfreundlichen Menüführungen und klarer Gliederung sind weitgehend sicher vor Fehlbedienung, denn es werden nur die für die Anwendung relevanten Operationen angezeigt. So können Trainingszeiten für neue Mitarbeiter deutlich verringert werden, Neu- Einsteiger werden schnell produktiv.

Besondere Anforderungen der Prozessindustrie

In der Lebensmittelproduktion und in der chemischen Industrie sind Touch-Oberflächen stark gefordert. Hier gelten penibelste Vorschriften für Sauberkeit, Schutz nach der Norm IP65 ist ein Muss. Die Bedienpanels sind zudem mit lebensmittelechten Dichtungen zwischen Gehäuse und Touch auszustatten. Insbesondere in Bereichen, wo es auf eine saubere Verarbeitung zur Maschinenfront hin und auf Stabilität hinsichtlich Vibration und Temperaturwechsel ankommt (beispielsweise Kühlhäuser und Fleischverarbeitungsmaschinen), ist ein abgestimmtes Zusammenspiel von Frontplatte/Gehäuse und Sensor ein Argument für die Sicherheit der Investition. Um der gefürchteten Keimbildung keine Chance zu geben, müssen die Displays leicht zu reinigen sein und auch scharfen Substanzen und Chemikalien Paroli bieten. Hier spielt eine Neuentwicklung ihre Stärken aus: Der 'Super Flat Profile' (SFP) Touchscreen von Elo TouchSystems verfügt über eine völlig flache Frontoberfläche aus reinem Glas. Zusätzlich ist beim Einsatz von Touchscreens in der Prozessindustrie zu berücksichtigen, dass sie mit einem Handschuh genauso wie mit dem blanken Finger bedient werden können.

Ein Touch für jede Branche

Doch der richtige Touchscreen kommt mit quasi jeder Umgebungsbedingung zurecht. Während sich die resistive Technologie durch besondere Widerstandsfähigkeit und Langlebigkeit auszeichnet, profitieren Anwendungen, bei denen Farbtreue ein entscheidendes Kriterium ist, von der besonderen Brillanz der Oberflächenwellen-Technologie (beispielsweise in der Fotoentwicklung oder beim Arbeiten mit radiologischen Aufnahmen). Für Anwendungen im Freien eignen sich Screens mit Infrarot-Touchtechnologie: Sie stellen dem Benutzer das 100%ige Originalbild des Bildschirms zur Verfügung und funktionieren selbst bei extremen Temperaturen.

"Wichtig ist, dass man zu Beginn die Anforderungen vor Ort genau analysiert. Nur so kann man aus dem breiten Spektrum der Touch-Technologien die optimale Lösung für den spezifischen Einsatzzweck erarbeiten“, erklärt Wieghofer. Er kann auf zahlreiche Projekte mit Elo Touchscreens verweisen, bei denen das Material immer wieder auch besonders harten Anforderungen ausgesetzt wird. So hat Kohlstädt beispielsweise in der Antarktis Windkraftanlagen mit Touchsteuerungen ausgestattet. Der richtige Touchscreen kann selbst unter extremsten Bedingungen Wind und Wetter trotzen. Es findet sich für das hochempfindliche Reinraumklima genauso wie für raue Umgebungen immer der richtige Touch – passend für jede Branche.

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