Maßgeschneidertes Design von Industrie-Displays: Von den Anforderungen bis zur Produktion

Ein maßgeschneidertes Design für Industrieanzeigen ist dann sinnvoll, wenn ein Standard-Industriemonitor die Anforderungen hinsichtlich Einbau, Betrieb oder Wartung des Geräts nicht erfüllen kann. Dies kann die Verwendung eines anderen Deckglases, angepasster Halterungen oder einer kompletten, speziell auf das Host-System zugeschnittenen Display-Baugruppe erfordern.

Ermitteln Sie zunächst, was das Standardprodukt nicht leisten kann. Daraus ergeben sich der Umfang der Entwicklung, die erforderlichen Tests und die Frage, ob sich die Kosten für eine individuelle Anpassung lohnen. Ein Monitor, der die Anforderungen bereits erfüllt, muss möglicherweise nur einer Installationstest unterzogen werden und muss nicht neu entwickelt werden.

Wann muss ein Industrie-Display individuell angepasst werden?

Die Bildschirmgröße ist selten die einzige Einschränkung. Ein Display kann zwar die richtige Diagonale und Auflösung haben, sich aber dennoch nicht für das fertige Gerät eignen.

Zu den gängigen Gründen für eine individuelle Anpassung gehören:

• Mechanische Fehlanpassung: Das Gehäuse, die Befestigungspunkte oder die hintere Einbautiefe passen nicht zum Gerät.
• Verbindungsprobleme: Wenn die Steckverbinder auf ein Hindernis stoßen, die Kabel sich nicht sicher biegen lassen oder das Host-Gerät einen anderen Eingang benötigt.
• Unzuverlässiger Betrieb: Die Berührungsempfindlichkeit kann je nach Art des Glases, der Handschuhe, der Erdung oder der elektrischen Umgebung variieren.
• Schlechte Sichtbarkeit nach dem Einbau: Reflexionen oder die Temperatur im Gehäuse führen dazu, dass der Bildschirm die Anforderungen an die Sichtbarkeit nicht erfüllt.
• Schwierige Wartung: Um das Display auszutauschen, müssen nicht dazugehörige Geräte demontiert werden.

Beschreiben Sie das Problem, bevor Sie die Lösung darlegen. “Das HDMI-Kabel stößt an die Schranktür” liefert dem Lieferanten eine nützliche Konstruktionsvorgabe. “Wir benötigen einen vollständig maßgeschneiderten Monitor” gibt hingegen nicht vor, was geändert werden muss.

Vergleichen Sie die verfügbaren Industriemonitore diese Einschränkungen berücksichtigen, bevor wir mit der Entwicklung beginnen.

Wählen Sie den richtigen Grad an individueller Anpassung

Für einen kundenspezifischen Monitor ist nicht unbedingt ein neu entwickeltes LCD-Panel erforderlich. Bei vielen Projekten kommen vorhandene industrielle LCD-Displays und Steuerungen zum Einsatz, wobei Anpassungen an der Touch-Baugruppe, der Mechanik oder den Anschlüssen vorgenommen werden.

Vorgehensweise	Wenn es passt	Was ist zu bestätigen?
Standard-Industriemonitor	Ein bereits vorhandenes Modell erfüllt die entscheidenden Anforderungen.	Installation, Kompatibilität mit dem Host und Betrieb im Gerät.
Modifizierter Standardmonitor	Änderungen beschränken sich auf Komponenten wie Glas, Halterungen, Kabel oder die Konfiguration.	Welche bestehenden Spezifikationen bleiben gültig und was muss erneut geprüft werden?.
Maßgeschneiderte Display-Baugruppe	Mehrere mechanische, optische oder elektrische Anforderungen müssen gemeinsam gelöst werden.	Umfang der Entwicklung, Zuständigkeiten, Entwicklungsgebühren und Abnahmekriterien.

Beispielsweise benötigt ein Monitor, der zwar in ein vorhandenes Gehäuse passt, dessen Anschlüsse jedoch nicht zugänglich sind, möglicherweise lediglich eine angepasste Anschlussanordnung. Ein gleichzeitiger Austausch des LCD-Bildschirms, des Touchsensors und des Gehäuses würde zusätzlichen Aufwand bedeuten, ohne dass sich das Ergebnis zwangsläufig verbessert.

Einigen Sie sich außerdem auf das zu liefernde Produkt: ein LCD- und Touch-Modul, einen kompletten Monitor mit Video- und Stromanschlüssen oder einen Panel-PC mit integrierter Rechenleistung. Dies bringt unterschiedliche Verantwortlichkeiten bei der Integration mit sich.

Legen Sie die Ausstattungsanforderungen fest, bevor mit der Planung begonnen wird

Eine aussagekräftige Anforderung beschreibt die Bedingungen, unter denen das Display funktionieren muss, und wie der Erfolg überprüft wird. Trennen Sie feste Vorgaben von Präferenzen, damit der Lieferant weiß, wo Alternativen möglich sind.

Anforderung	Anzugebende Informationen
Einrichtung	Schranköffnung, verfügbare Tiefe, Befestigungspunkte, Freiraum für Steckverbinder und Ausbau-Richtung.
Anzeige und Bedienung	Angezeigte Inhalte, Betrachtungsabstand, Ausrichtung, Handschuhe und zu erwartender Kontakt mit Wasser.
Host-Verbindung	Host-Modell, Videoausgang, Touch-Oberfläche, Eingangsspannung und Kabelanordnung.
Umgebungsbedingungen	Beleuchtung, Temperatur im Inneren des Geräts, Staub, Feuchtigkeit, Vibrationen und elektrische Lasten in der Nähe.
Produktion	Anzahl der Prototypen, voraussichtlicher Jahresbedarf, Zeitplan für die Zulassung und geplante Nutzungsdauer.

Eine Zeichnung des Gehäuses und eine Beschreibung des noch ungelösten Problems reichen für eine erste Besprechung oft aus. Fehlende Anforderungen sollten als zu klärende Punkte vereinbart werden, bevor Zeichnungen und Komponenten freigegeben werden.

Bei Austauschprojekten sind das vorhandene Modell und dessen Dokumentation beizufügen. Die Übereinstimmung der Bildschirmdiagonale garantiert keine mechanische oder elektrische Kompatibilität.

Lösen Sie die Design-Kompromisse, die sich auf die Integration auswirken

Abdeckglas, Touch-Leistung und Schutz der Vorderseite

Das Deckglas beeinflusst das Erscheinungsbild, das Stoßverhalten und die Berührungsempfindlichkeit. Überprüfen Sie dessen Dicke, den aufgedruckten Rand, die Halterung und die Abdichtung gemeinsam mit dem Sensor und der Steuerung.

Falls Handschuhe oder der Einsatz unter Nässe erforderlich sind, legen Sie die tatsächlichen Bedingungen fest. Führen Sie Tests mit repräsentativen Handschuhen und unter Wassereinwirkung unter Verwendung des vorgesehenen Glases und der vorgesehenen Erdungsanordnung durch. Ein erfolgreicher Test mit bloßen Fingern an einer losen Probe reicht nicht aus.

Sofern eine IP-Schutzart oder eine Schutzklasse angegeben ist, sind die geprüften Baugruppen und Einbaubedingungen abzustimmen. Die Spezifikationen der einzelnen Komponenten allein gewährleisten noch keinen Schutz an der Verbindungsstelle zwischen Display und Gehäuse.

Lesbarkeit, Helligkeit und Wärme

Legen Sie die Betrachtungsbedingungen fest, bevor Sie einen Helligkeitswert auswählen. Der Einbauwinkel, reflektiertes Licht, das Deckglas und die angezeigten Inhalte beeinflussen die Lesbarkeit.

Eine Erhöhung der Hintergrundbeleuchtungsleistung kann zu einer zusätzlichen thermischen Belastung führen. Prüfen Sie, ob das vorgeschlagene Display die erforderliche Leistung innerhalb des Gehäuses bei der vorgesehenen Betriebstemperatur aufrechterhalten kann. Das Leitfaden zur Auswahl von bei Sonnenlicht lesbaren Monitoren erläutert die optischen Aspekte ausführlicher.

Im Rahmen der Konstruktionsprüfung sollte festgelegt werden, wer die thermischen Bedingungen im Gehäuse vorgibt und wer das Ergebnis nach dem Einbau überprüft. Eine Spezifikation der Umgebungstemperatur für das Display gibt nicht alle Temperaturen im Inneren einer in Betrieb befindlichen Maschine wieder.

Schnittstellen, Kabelführung und Einbauraum

Bestätigen Sie die Video-, Touch- und Stromversorgung jeweils separat. Bei einem typischen Touch-Monitor überträgt das Videokabel das Bild, während eine separate Verbindung die Touch-Daten an den Host zurücksendet.

Der Name einer Schnittstelle ist nur ein Teil der Spezifikation. Überprüfen Sie die unterstützten Videotaktfrequenzen, Anschlüsse, Kabellängen, Stromversorgungsanforderungen und das Startverhalten. Bei direkten LCD-Anschlüssen sollten Sie die genaue Pinbelegung des Bildschirms und die elektrischen Anforderungen überprüfen.

Sehen Sie ausreichend Platz für Steckverbinder, Kabelbögen und Wartungswerkzeuge vor. Überprüfen Sie die Erdung und die Kabelführung anhand des Geräteplans; andernfalls kann es vorkommen, dass ein mechanisch einwandfreies Exemplar nach der Installation dennoch zeitweise Funktionsstörungen aufweist.

Verklebung, mechanische Befestigung und Wartungszugang

Durch optisches Verkleben lassen sich interne Reflexionen reduzieren, allerdings ändern sich dadurch auch die Möglichkeiten bei Montage und Reparatur. Entscheiden Sie, ob im Außendienst einzelne Teile oder die gesamte verklebte Baugruppe ausgetauscht werden sollen.

Die Halterung muss das Display stützen, ohne ungleichmäßigen Druck auf das LCD auszuüben. Überprüfen Sie die Rahmentoleranzen, die Befestigung und den Anpressdruck der Dichtung anhand der endgültigen Konstruktion.

Berücksichtigen Sie die Demontage bei der Konstruktionsprüfung. Ein Bauteil, das während der Montage durch die Öffnung passt, lässt sich möglicherweise nur schwer austauschen, sobald die umgebenden Geräte installiert sind.

Was beeinflusst die Kosten und die Lieferzeit für kundenspezifische Displays?

Die Kosten hängen davon ab, welche Änderungen vorgenommen werden und wie diese überprüft werden. Für neue Werkzeuge, maßgefertigtes Glas, die Entwicklung von Schaltkreisen und Firmware-Arbeiten können separate, einmalige Entwicklungskosten anfallen. Mindestbestellmengen können sich zudem aus speziellen Bauteilen ergeben.

Fordern Sie Angebote an, um folgende Unterschiede zu erkennen:

• Kosten für Konstruktion oder Werkzeugbau und was darin enthalten ist.
• Musterpreis und Produktionspreis bei der erwarteten Bestellmenge.
• Verantwortlichkeiten in den Bereichen Prüfung, Dokumentation und Zulassung.
• Lieferzeit für Muster und Lieferzeit für Nachbestellungen.
• Bedingungen für Konstruktionsänderungen nach der Genehmigung.

Eine bestehende Konstruktionsänderung und eine neue Baugruppe sollten nicht allein anhand des Stückpreises verglichen werden. Prüfen Sie auch die Verfügbarkeit der Komponenten und die Validierungsarbeiten. Eine frühzeitige Einigung über das Gehäuse, die Schnittstellen und die Betriebsbedingungen trägt dazu bei, wiederholte Überarbeitungen der Muster zu vermeiden.

Den Prototyp validieren und die Produktionskonfiguration festlegen

Installieren Sie den Prototyp in einer repräsentativen Anlage. Legen Sie vor Beginn der Tests die Abnahmekriterien fest, damit beide Teams wissen, was für eine Freigabe erforderlich ist.

Überprüfen Sie den mechanischen Sitz, die Lesbarkeit, die Bedienung per Berührung, den Dauerbetrieb sowie den Betrieb bei Stromausfall und beim Neustart. Führen Sie Tests mit entsprechenden elektrischen Lasten im Betrieb durch und schließen Sie die für das Projekt vorgeschriebenen Umgebungs- und Schutzprüfungen ab. Vergewissern Sie sich, dass das Display über den vorgesehenen Wartungszugang ausgebaut werden kann.

Erfassen Sie nach der Genehmigung die Zeichnungsrevision, die Spezifikation, die Stückliste, die Firmware und die Prüfanforderungen. Legen Sie fest, wie vorgeschlagene Komponentenersetzungen geprüft werden und welche Änderungen eine erneute Geräteprüfung erfordern.

Auch für die langfristige Versorgung ist eine Planung erforderlich. Besprechen Sie Auslaufankündigungen, die Bewertung von Ersatzkomponenten und Ersatzgeräte, anstatt davon auszugehen, dass ein Modell unverändert auf unbestimmte Zeit verfügbar bleibt.

Was ist für eine erste Entwurfsprüfung einzureichen?

Senden Sie uns den Geräteantrag, die Angaben zur Strombegrenzung sowie alle verfügbaren Zeichnungen oder Fotos. Geben Sie dabei bitte die Host-Schnittstelle, die Betriebsbedingungen, die Anforderungen an die Proben und die erwartete Produktionsmenge an.

Eagle Touch kann diese Angaben über seine Service für maßgeschneiderte Touch-Lösungen und empfehlen, ob ein Standardmonitor, ein modifiziertes Modell oder eine Sonderanfertigung geeignet ist. Falls die Spezifikation unvollständig ist, gehen Sie zunächst von der Gehäusezeichnung und dem zu lösenden Problem aus.