Keba hat für WMT ein Mensch-Maschine-Interface entwickelt Offenes, flexibles Soft-HMI für Schleifmaschinen

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Die WMT Leipzig GmbH in Leipzig entwickelt für einen chinesischen Hersteller hochwertige Rund- und Spitzenlosschleifmaschinen. Um diese komfortabel und sachgerecht bedienen zu können, verwirklichte die Keba Industrial Automation GmbH, Linz, eine offene und flexibel programierbare Mensch-Maschine-Interaktion.

Bereits im Jahr 2021 diskutierte das Team von WMT mit Experten von Keba über ein Bedienkonzept, das auf die besonderen Forderungen beim Rund- und Spitzenlossschleifen optimiert ist. Man beabsichtigte, eine zeitgemässe, völlig frei gestaltbare HMI-Oberfläche, die unabhängig vom Steuerungshersteller ist, zu verwirklichen. Anhin gab es weder ein bestehendes Bedienpult noch eine passende HMI-Software. Für ihre anspruchsvollen Forderungen fanden die Entwickler von WMT keine geeigneten Systeme.

Die bestehenden Mensch-Maschine-Interfaces (HMI) waren zwar für Dreh- und Fräsaufgaben sehr gut geeignet, für Schleifanwendungen, insbesondere für das Spitzenlosschleifen, jedoch nur sehr rudimentär. Hinzu kam, dass die Software «WinCC Unified» für die Sinumerik-Anbindung weder freigegeben noch die Unterstützung gewährleistet war. Dadurch war vor allem die zentrale Anforderung schwierig zu erfüllen. Stefan Cämmerer, Leiter der Software-Entwicklung und Elektrokonstruktion bei WMT Leipzig, sagt: «Wir waren auf der Suche nach einer HMI-Software, die uns volle Freiheit bei der Gestaltung der Oberfläche gibt und uns Zugriff auf alle NCK-Daten ermöglicht.» Für die High-End-Maschinen von WMT Leipzig war die Bedienoberfläche das Herzstück und sollte ein einzigartiges Nutzererlebnis ermöglichen.

Offen und flexibel

Mit dem für WMT Leipzig individuell verwirklichten Bedienpanel «AP 524» mit Force Feedback, dem «KeWheel» und der Strategie Software First stellten die Experten von Keba das passende System zur Verfügung. Entscheidend waren die Offenheit und die Leistungsfähigkeit der Software. «Keba ist einzigartig, was Software-Funktionalitäten angeht», so Stefan Cämmerer. «Das gesamte Framework ermöglicht es uns, unsere eigene Bedienphilosophie ohne Einschränkungen umzusetzen. Diese Art der Flexibilität und Offenheit kannten wir bis dato nicht.»

Die Entwickler von WMT Leipzig schätzen, dass das Framework volle Funktionalität mit «JavaFX» unterstützt. Dadurch können sie sämtliche Applikationen mit dieser Softwareroutine - Schnittstellen, Visualisierungen und Bibliotheken - integrieren und nutzen. Stefan Cämmerer führt ein Beispiel an, das die Vorteile dieser Funktionalität verdeutlicht: «Wir können am HMI live vorberechnen, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass ein Werkstück beim Schleifen eine unerwünschte Polygonform bekommt, und dieses Ergebnis nutzen, um im Schleifprozess entsprechend entgegenzuwirken. Der mathematische Teil dieser Aufgabe stammt aus einer Optimierungsbibliothek der Java-Welt. Als Feature ist das von unschätzbarem Wert.»

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Auf Bildschirm konzentriert

Die Technologie «Force Feedback» (haptisches Feedback am Panel) setzt WMT Leipzig vor allem bei sicherheitsrelevanten RealTime Widgets ein – etwa für Funktionen wie Maschine Ein/Aus oder Zyklus Start/Stopp.

Bislang wurden dafür Hardware-Tasten verwendet. «Wir wollten eine saubere Oberfläche, sprich möglichst viel der Bedienung unter Glas, und hatten uns zum Ziel gesetzt, die Tastenleiste auf ein Minimum zu reduzieren. Dadurch steigt einerseits die Übersichtlichkeit (und somit die Bedienergonomie) andererseits die Flexibilität, in der HMI immer nur die Tasten anzuzeigen, die gerade benötigt werden. RealTime Widgets über Force Feedback waren hier die ideale Lösung», sagt Stefan Cämmerer.

Bedienrad universell nutzen

Auch das «KeWheel» nutzen die Programmierer bei WMT in Leipzig. Sie setzen es wahlweise als Vorschub-Override ein, um die Achsgeschwindigkeit bei Verfahrbewegungen zu verändern, als Spindel-Override, um die Drehzahl der Spindeln zu beeinflussen, oder als Handrad, um Achsen inkrementell zu verfahren und die Maschine auf wenige µm genau einzurichten. Die Umschaltung der Modi des «KeWheels» erfolgt dabei wahlweise (und in Abhängigkeit von der Betriebsart der Maschine) durch Durchtoggeln mittels Klick (Druck) auf das «KeWheel» oder durch direkte Anwahl über das HMI (Bedieneroberfläche) oder die SPS.

Zusätzlich nutzt WMT Leipzig die Möglichkeit, den Vorschub-Override gezielt aus dem NC-Programm oder der PLC heraus auf 0 Prozent zu setzen. Dadurch können sich Bediener, besonders vor kritischen Bewegungen der Maschine, zunächst bei niedriger Geschwindigkeit an eine Situation herantasten, ohne jedes Mal zuerst manuell den Override zudrehen zu müssen. Das erhöht die Ergonomie, besonders bei einrichtintensiven Prozessen, und vermindert das Risiko von Kollisionen.

Stefan Cämmerer ergänzt: «Ein grosser Vorteil liegt darin, dass ein einziges ‹KeWheel› für all diese Funktionen genutzt werden kann. Wir als Hersteller können selbst entscheiden, an welchen Maschinentypen welche Modi zur Verfügung stehen, und setzen trotzdem immer die gleiche Hardware ein.»

(kmu)

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