Bedienen & Beobachten mit Kraftrückmeldung

Saia-Burgess präsentierte bereits im September 2008 anlässlich einer Pressekonferenz in Murten als Innovation die ersten haptischen Touchpanels als Prototypen (wir berichteten). Bei der Haptik-Technologie wird die Touchfront von vier Mikroantrieben in einer Art bewegt, dass der Bediener einen großen Hub wie bei einem elektromechanischen Bedienschalter wahrnimmt. Wie sich ein Haptik-Touchpanel konkret anfühlt, lässt sich leider nicht gut in Worte fassen – es ist eben eine Gefühlssache. Jeder empfindet diesen taktilen Effekt etwas anders. Was jedoch bei Allen sichtbar war, die im Rahmen einer Technologiepräsentation an ein Hapik-Touchpanel Hand anlegen konnten, ist ein großer Überraschungseffekt und eine sichtbare Begeisterung – selbst bei Automationsfachleuten, die schon seit Jahrzehnten in der Branche sind und dachten, sie hätten bereits alles gesehen. Diese Experten sehen das Haptik-Touch etwas grundlegend Neues ist und nicht wie viele andere Innovationen nur eine Verbesserung bzw. Variation von Altbekanntem darstellt. Beim Bedienen und Beobachten nutzte der Anwender bislang seine Augen und Ohren, um vom Prozess oder der Maschine eine Rückmeldung zu erhalten. Die Nase kommt nur in Ausnahmefällen zum Einsatz, beispielsweise wenn etwas gänzlich daneben geht. Mit der Haptik-Technologie kommt nun auch noch der Tastsinn hinzu und komplettiert bzw. ergänzt die bislang gebräuchlichen optischen und akustischen Schnittstellen. Haptik in der Automation bringt mehr Sicherheit Mit einem Touchpanel, das auch eine Rückmeldung über den Tastsinn gibt wird die Sicherheit beim Bedienen von Prozessen/Maschinen erhöht. Welche Art von Sicherheit ist das? Die Sicherheit bei fehlender bzw. eingeschränkter \’Sicht\‘ auf den Prozess dennoch nicht \’blind\‘ bedienen zu müssen. Mit fehlender Sicht ist nicht nur der reine optische Aspekt im Sinne eines Hindernisses im Sichtfeld gemeint. Eingeschränkte Sicht mit unserem Auge haben wir prinzipiell auf wichtige Prozessgrößen wie z.B. Drehmomente, Schwingungen oder Temperaturen. Ein weiterer Sicherheitsaspekt: Fokussierung auf den Prozess. Mit Haptik kann man die Bedienerführung so einrichten, dass die Augen nicht vom Bildschirm zum Prozess hin- und herspringen müssen. Zudem bringt Haptik auch mehr Sicherheit bezüglich Ignoranz und Unaufmerksamkeit von Bedienern. Da man diese menschlichen Schwächen nicht grundsätzlich ausschließen kann, hat man nun die Möglichkeit, diese mit Technik zu kompensieren. So kann z.B. der Haptikeffekt am Touchpanel jedem Bediener bei jeder Berührung des Bildschirmes unübersehbar und erlebbar deutlich machen, dass etwas schief läuft. Jede rein optische Meldung kann viel leichter \’übersehen\‘ werden. Dies bedeutet, dass die Fehlerrate bei Eingaben niedriger ausfallen wird und damit die Produktivität gesteigert werden kann. Freude und Komfort mit Haptik-Touch Die Steigerung der Sicherheit ist ein rein rationaler Aspekt. Vielfach sind jedoch emotionale Aspekte bei der Wertung von Menschen viel wichtiger. Deshalb sollte bei der Betrachtung von Haptik in der Automation auch Freude und Komfort nicht unterschätzt werden. Ein Bediener hat einfach mehr Spaß bei der Arbeit, wenn sich eine Touch-Oberfläche bei der Eingabe wie eine elektromechanische Tastatur anfühlt. Und es ist sicher auch komfortabler, wenn ein Arbeiter zum Bedienen eines Touchpanels jeweils nicht seine dicken Arbeitshandschuhe aus- und anziehen muss. Ein positives Bedienerlebnis ist garantiert. Wir stehen erst am Anfang Haptik in der Automation befindet sich erst in den Kinderschuhen. Dem Publikum wurde diese Technologie von Saia-Burgess als Innovation auf der letzten SPS-Messe im November 2008 vorgestellt. Auf dem Messestand bestand die Möglichkeit, den taktilen Haptikeffekt am Touchpanel des Demomodells mit einer Linearachse zu spüren. Die Entwicklung bei Saia-Burgess geht auf Hochtouren weiter; es ist das erklärte Ziel, die Haptik-Technologie längerfristig standardmäßig in alle SaiaPCD-Web-Panels (5,7 bis 19\“) einzudesignen. Die Haptik-Touch-Technologie funktioniert bereits überzeugend und wird im Laufe dieses Jahres im Feld erprobt. Saia konnte bereits mehrere Kunden aus der Maschinenindustrie und der Robotertechnik motivieren, die Haptik-Touch-Technologie in ihre Anwendungen zu integrieren. Saia arbeitet des Weiteren an einem haptischen Joystick, der bestimmt auch neue Wege in der industriellen Automation mitprägen wird. Kasten 1: Haptik-Touch-Technologie Bei der Haptik-Touch-Technologie wird die Touchfront des Bedienpanels von vier Mikroantrieben mit Schwingungen versetzt. Diese Schwingungen lösen die taktilen Rückmeldungen aus, welche vom Bediener als sanftes Vibrieren bis hin zu einem energischen Klopfen wahrgenommen werden. Haptik wird bei SaiaPCD-Produkten nicht als teure Zusatzoption verkauft werden, sondern einen effektiven Mehrwert ohne riesige Zusatzkosten darstellen. Die dazu eingesetzten Haptik-Mikromotoren stammen von Johnson Electric, dem Mutterhaus von Saia-Burgess. Alles aus einer Hand – dies wird Saia-Burgess einen weiteren Innovationsvorsprung sichern. SaiaPCD-Web-Panels verfügen zudem über interessante nicht proprietäre Web- und IT-Features, welche beliebig als Komponenten in bestehende Anlagen als Nachrüstung für den Einsatz neuer Technologien eingesetzt werden können. Kasten 2: Der Trick mit dem Haptik-Touch Beim haptischen Touchpanel wird der Tastsinn des Menschen durch einen technischen Trick und Geschwindigkeit überlistet. Genauso wie bei Zaubereien auf der Bühne: Das Auge und somit die gesamte Wahrnehmung wird überlistet. Wie ist es möglich, dass unser Tastsinn die Bewegung eines Langhubtasters meldet, das Auge jedoch keine Bewegung der Oberfläche wahrnimmt? Der Trick besteht darin, die Oberfläche des Touchpanels mit hochfrequenten Schwingungsstößen zu versetzen. Deren Amplitude beträgt weniger als 1mm. Die Schwingungen können rein in der Ebene des Touchs erfolgen und trotzdem fühlt man einen großen Hub bis in die Ebene der Touchoberfläche hinein. Unserem Gehirn wird von der Hand etwas gemeldet, was nicht wirklich existiert – die perfekte Illusion. Durch eine Kombination von Schwingungsamplitude, der Schwingungsfrequenz und der Form der Schwingungskurve lässt sich eine unbegrenzte Zahl an verschiedenen gefühlten Effekten erzeugen. Die Hubtaste ist sicher eine der interessantesten Effekte. Es lassen sich mit dieser Technik sogar die Illusion eines Schildkrötenpanzers, einer Schlangenhaut oder eines Sandstrandes auf die Touchoberfläche \’zaubern\‘. Einfach unglaublich, bis man es selbst gefühlt hat.