Optimiertes Design for Manufacturing So entstand die kleinste 5-Achs-Fräsmaschine

Teamwork zwischen EMS und OEM

Dental Manufacturing Unit realisiert unter anderem Spezialmaschinen für die Bearbeitung von Zahnrohstoffen. Bei der Industrialisierung einer neuartigen Mini-5-Achs-Fräsmaschine setzt DMU auf die Kooperation mit Ginzinger electronic systems.

Die 5-Achs-Fräsmaschine wird in vierstelligen Stückzahlen produziert und weltweit ausgeliefert.
Das Salzburger Startup DMU GmbH, das mittlerweile ca. 30 MitarbeiterInnen zählt, entwickelte die Mini-5-Achs-Fräsmaschine, nach Angaben des Herstellers die kleinste ihrer Art, bis zur Serienreife. Um die Anpassungen vom Prototypen hin zum fertigen, industrietauglichen Produkt vorzunehmen, waren Änderungen an der bisher verwendeten Proof-of-Concept-Elektronik notwendig. Ginzinger electronic systems übernahm im Auftrag die Optimierung und Integration der elektronischen Komponenten.

Die Hardware der Prototypen war ursprünglich auf viele Platinen mit hohem Verdrahtungsaufwand ausgelegt. In der Serienproduktion wäre dieser nicht tragbar. Das Ziel war daher, alle Funktionen auf zwei Platinen, einem IO-Board und einem Spindelcontroller-Board, neu zu integrieren und so zu designen, dass diese ideal an das Fräsmaschinengehäuse angepasst und thermisch gesichert sind. Darüber hinaus sollten der Montageaufwand minimiert sowie Hardware-/Softwarefunktionsgruppen logisch und wirtschaftlich optimiert werden.

Die beengte Raumsituation durch die Kompaktheit der Minifräse stellte das Design vor einige Herausforderungen. Dazu zählten beispielsweise ein optimales thermisches Management sowie die EMV. Die Konzeption der IO-Platine war dabei zeitintensiver als zunächst gedacht. Und durch die Streuung der Parameter bei einer Flüssigkeitspumpe gab es sporadische Ausfälle. DMU konnte hier mechanisch eingreifen und optimieren. Zusätzlich versuchte das Team von Ginzinger, mittels der Softwaretreiber am IO-Board eine verbesserte Ansteuerung der Pumpe zu erreichen, und analysierte durch Experimente und Messungen die Pumpenparameter.

Ginzinger arbeitet in vielen Projekten mit einer eigenen Embedded-Runtime auf Mikrocontrollerbasis. Diese vereinfacht Entwicklung, Tests und Serienproduktion und arbeitet seit vielen Jahren robust in zigtausenden ausgelieferten Geräten. Auch DMU setzt diese Runtime als Plattform für die Softwareentwicklung auf dem IO-Board ein. Das Anwendungs-Know-how bleibt damit gänzlich bei DMU, die Implementierung der Software und das komplexe Ablaufmanagement setzen auf die beständige Ginzinger-Firmware. »Microcontroller sind aus modernen elektronischen Komponenten nicht mehr wegzudenken«, sagt Andreas Pfeiffer, Leiter der Kundenbetreuung.

»Doch anstatt diese immer wieder mühsam bare-bone zu programmieren und das Rad neu zu erfinden, bewährt sich eine schlanke Runtime-Firmware über den gesamten Lebenszyklus der Elektronik. Man setzt auf ein robustes, tausendfach bewährtes Fundament, vereinfacht die Entwicklung mittels schlüsselfertiger Bibliotheken, kann sich bei der Wartung der Plattform auf einen erfahrenen Partner verlassen und bekommt darüber hinaus Testroutinen auf IO-Ebene frei Haus mitgeliefert. Alles in allem führt das zu einer großen Erleichterung für jeden Projektbeteiligten und zu einer wesentlichen Reduktion der Gesamtkosten.«

Durch das gemeinsame Projekt entstand eine enge Zusammenarbeit zwischen DMU und Ginzinger. Optimierungen und Erweiterungen am Produkt werden weiterhin laufend gemeinsam durchgeführt.

»Wir freuen uns, dass wir mit Ginzinger electronic systems einen verlässlichen Partner, noch dazu ganz in der Nähe, gefunden zu haben, der uns sehr rasch und auch unbürokratisch bei der Realisierung unserer Ideen geholfen hat«, sagt Martin Huber, technischer Geschäftsführer von DMU. »Die Erfahrung, aber auch viele neue Ideen der Ginzinger Techniker haben wir gerne in unsere Produktentwicklung aufgenommen. Auf dieser Basis konnten wir uns auch freispielen, um uns auf unseren Kundennutzen zu konzentrieren.«