Smarte Steuerung für Landmaschinen

Bedien- und Steuerungssysteme müssen robust, funktional und ergonomisch gestaltet sein. Sie sollen eine sichere und ermüdungsfreie Nutzung ermöglichen und gleichzeitig moderne Technologie integrieren. Für die neue Traktoren-Modellreihe von Massey Ferguson hat Rafi spezifische Multifunktions-Armlehnen konzipiert. Diese ermöglichen eine intuitive Steuerung und verbessern die Benutzerfreundlichkeit im landwirtschaftlichen Einsatz.

Mit seiner neuen, in zahlreichen Leistungsklassen und drei Ausbaustufen erhältlichen Traktorgeneration deckt der Landmaschinenhersteller Massey Ferguson ein breites Einsatzspektrum ab. Das 1847 in Kanada von Daniel Massey gegründete Unternehmen firmiert seit 1957 unter diesem Namen und gehört seit 1994 zum AGCO-Konzern. Das global tätige Unternehmen entwickelt neben Traktoren ein umfangreiches Portfolio an agrartechnischen Maschinen sowie digitale Lösungen für die Datenkommunikation und Smart-Farming-Anwendungen.

Modellwechsel mit neuem Bedienkonzept

Massey Ferguson hat kürzlich einen Modellwechsel in der Traktorenfertigung durchgeführt. Für die neuen Schlepperbaureihen in den Ausbaustufen „Efficient“ und „Exclusive“ hat das EMS-Unternehmen eine skalierbare Armrest-Steuerung mit bis zu vier Joystick-Varianten entwickelt und produziert. Der HMI-Spezialist bietet ein breites Leistungsspektrum von der Elektronik- und Softwareentwicklung über eigene Spritzgießanlagen und Bestückungslinien bis hin zur Inhouse-Fertigung von Touchscreen-Systemen für anspruchsvolle Industrieanwendungen. Auf Basis der Technologieplattformen Glasscape und Joyscape entstehen kundenspezifische Lösungen mit hoher Effizienz. Bereits zuvor hat Rafi Bediensysteme für Landmaschinen der AGCO-Marken Fendt und Valtra realisiert.

Eigene Technologien für präzise Steuerung

Beim Armrest-System für Massey Ferguson setzt Rafi auf eigene Technologien und Fertigungsprozesse. Die Silikontastaturen sind mit Kurzhubtastern der Serie Micon 5 ausgestattet, die durch ihr markantes taktiles Feedback und langlebige Goldkontakte eine hohe Schaltsicherheit bieten sollen. Für sicherheitskritische Funktionen kommen die redundant ausgelegten Mikrotaster Micon 5 Safety zum Einsatz.

Die bis zu vier verbauten Joystick-Varianten basieren auf unterschiedlichen Joyscape-Konzepten. Ihre Bewegungserfassung erfolgt kontaktlos über verschleißfreie Hall-Sensoren mit einer Lebensdauer von mindestens fünf Millionen Betätigungszyklen. Schirmbleche schützen die Sensorik zusätzlich vor magnetischen Fremdfeldeinflüssen.

Welche Joystick-Technologien kommen zum Einsatz?

Der 3-Achsen-Multifunktionsjoystick für die Fahrzeugsteuerung basiert auf der robusten Technologieplattform Joyscape Rough. Er ist für hohe Betätigungskräfte bis 2,0 Nm, eine maximale Anschlagfestigkeit von 100 Nm sowie starke Druck- und Zugbelastungen ausgelegt.

Alle Bedienelemente für die Traktorsteuerung sind redundant und diagnosefähig konstruiert, um den Anforderungen der funktionalen Sicherheit zu entsprechen. Im Griff befinden sich je nach Ausbaustufe Schalter, Scrollwheels, Wipptaster sowie ein kompakter Daumenjoystick der Tiny-Plattform zur Hydrauliksteuerung. Zusätzlich ist im Frontbereich ein 3-Achsen-Joystick auf Basis der Joyscape Multi-Plattform für Hydraulikfunktionen integriert. Ergänzend stehen vier einachsige Linearjoysticks mit Rastfunktion zur Verfügung, die eine präzise Fingerbedienung weiterer Hydrauliksysteme wie der Kippfunktion von Frontladern ermöglichen.

Variantenvielfalt mit modularem Systemaufbau lösen

Die gewünschte Variantenvielfalt für die Armrest-Steuerung stellte hohe Anforderungen an Entwicklung und Fertigung. Um die Traktorbedienung an unterschiedliche Anwendungsprofile anzupassen, wurde ein modularer Systemaufbau konzipiert. Dieser ermöglicht den Kunden die Wahl zwischen zwölf Ausbaustufen mit variierender Funktionsbreite und Joystick-Ausstattung. Der hohe Individualisierungsgrad erhöhte die Komplexität des Komponentendesigns. Rafi entwickelte daher rund 80 neue Spritzguss- und andere Werkzeuge, um die Bauteilfertigung präzise an die Anforderungen anzupassen.

Wie wurde die Produktion optimiert?

Ein zentraler Faktor bei der Produktentwicklung war das Design for Manufacturing für eine effiziente und qualitätsgesicherte Produzierbarkeit aller Armrest-Varianten. Dafür wurde eine neue Produktionslinie eingerichtet und der Montageprozess auf das One-Piece-Flow-Verfahren umgestellt. Jede Armrest-Fertigung umfasst mehrere hundert Arbeitsschritte, bis zu 18 verbaute Platinen sowie verschiedene Joysticks und Bedienelemente. Eine einzelne Montagekraft übernimmt die komplette Fertigung entlang aller Stationen. Zur Unterstützung werden Arbeitsschritte auf Monitoren visualisiert, während das Pick-by-Light-System für eine präzise Bauteilkommissionierung sorgt. Diese Prozesse sollen eine schnelle Einarbeitung, gleichbleibend hohe Qualität und eine lückenlose Rückverfolgbarkeit aller Komponenten ermöglichen.

Robustes Design auf AgPL c-Level

Die Armrest-Konstruktion erfüllt die Anforderungen der DIN EN ISO 25119 sowie den Agricultural Performance Level c (AgPL c). Sämtliche sicherheitskritischen Bedienelemente für die Fahrzeug- und Hydrauliksteuerung sind mit redundanter Hardware und diagnosefähiger Software ausgestattet. Diese Maßnahmen sichern das System gegen Funktionsfehler ab, die beispielsweise durch Kabelschäden oder Kurzschlüsse entstehen können. Zur Datenübertragung ist ein CAN-Bus integriert, der die Signale an die zentrale Traktor-Steuereinheit weiterleitet. Das Gehäusedesign ist für den Einsatz unter extremen Bedingungen und Temperaturschwankungen von -40 °C bis +85 °C ausgelegt und erreicht die Schutzart IP 54. Eine Schutzlackierung der Leiterplatten verhindert Feuchtigkeitsschäden. Schock- und Vibrationsprüfungen nach den Qualifikationskriterien von Massey Ferguson sowie die hohe Belastbarkeit der Armlehne mit einer Stützlast von 60 kg sorgen für langfristige Robustheit.

Auch Designaspkete wurden berücksichtigt

Besonderes Augenmerk lag auf einer hochwertigen Optik, die sich harmonisch in das Kabinendesign von Massey Ferguson einfügt. Mithilfe neuer Spritzgusswerkzeuge, eigener Folienbedruckung im Siebdruck- und Tamponverfahren sowie spezieller Chromapplikationen und Beleuchtungselemente entstand ein individuelles Armrest-Design im modernen Automotive-Look. Die markante Form der Tasterflächen, eine lasergravierte Oberschale und ein verchromter Drehschalter zur Feinjustierung der Ackerschiene betonen das hochwertige Erscheinungsbild. Eine seitlich integrierte Lichtleiste sorgt als Ambient-Beleuchtung für eine besondere Akzentuierung. Zusätzlich sind die Tasterflächen mit einer LED-Funktionsbeleuchtung ausgestattet, die den Schaltzustand durch Farbwechsel anzeigt. Ein sensorgesteuerter Nachtmodus dimmt automatisch die Helligkeit, um Blendeffekte bei Dunkelheit zu vermeiden. Frei belegbare Funktionstasten und Joystickfunktionen ermöglichen eine individuelle Anpassung an verschiedene Einsatzanforderungen.

Das Projekt zusammengefasst

Landmaschinenhersteller Massey Ferguson, Teil der AGCO Group, betreibt acht Fertigungsstätten in Frankreich, Italien, Brasilien, China und den USA. Für die neue Traktorgeneration beauftragte das Unternehmen Rafi mit der Entwicklung und Produktion einer Armrest-Steuerung in zwölf Ausbaustufen. Um die Variantenvielfalt zu realisieren, konstruierte der EMS rund 80 neue Werkzeuge und richtete eine Fertigungslinie mit optimiertem Montageverfahren ein. Das skalierbare Bediensystem kommt inzwischen in den meisten für Europa und Nordamerika produzierten Massey-Ferguson-Traktoren zum Einsatz. Dank des modularen Aufbaus können Teilkomponenten wie der Multi-Joystick durch Schnittstellenanpassung auch in Bedieneinheiten für andere Märkte, etwa Asien, integriert werden.