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Elektrische Linearantriebe: Selber machen oder kaufen?

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Der kosten- und zeiteffizienteste Weg zu einer automatisierten Bewegungslösung.

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Wer könnte besser als Sie wissen, was genau Ihr elektrischer Linearantrieb braucht? Und heute können Sie so viele fertige Unterkomponenten kaufen, dass Sie einfach "Module" zusammenstellen können - wenig Teilefertigung erforderlich. Die Entwicklung Ihres eigenen Linearantriebssystems ist oft der kosten- und zeiteffizienteste Weg zu einer automatisierten Bewegungslösung. Wenn Sie jedoch bedenken, dass die Zeit, die Sie für andere Projekte aufwenden müssen, zu knapp bemessen ist, und die Wahrscheinlichkeit besteht, dass versteckte Probleme und Kosten zum ungünstigsten Zeitpunkt auftauchen, verliert der Ansatz, ein eigenes System zu entwickeln, etwas an Glanz.

Die elektrische Linearbewegung bietet einige Lösungen - und Probleme -, die sich von denen anderer Antriebskomponenten unterscheiden. Zum Beispiel gibt es für elektrische Linearantriebe keine allgemein akzeptierte Maßnormung wie bei älteren Kraftübertragungskomponenten wie Lagern und Kettenantrieben. Auch ist die elektrische Lineartechnik noch nicht so alt wie andere Antriebstechnologien und hat daher noch keine so lange Anwendungsgeschichte. Außerdem sind viele Anbieter auf diesem Gebiet selbst noch recht neu. In jeder Situation können solche Unterschiede ein Vorteil oder ein Nachteil sein.

Ein Test zwischen Hersteller und Käufer

Der folgende 3-Punkte-Test kann dem Maschinenkonstrukteur helfen, das "Make-vs.-buy"-Dilemma zu lösen

1. Zeit bis zur Markteinführung: Können wir unsere Maschine schneller fertigstellen, wenn wir sie kaufen oder wenn wir eine lineare Bewegungslösung herstellen?

Die Beschleunigung der Markteinführung neuer Produkte ist ein Rezept zum Überleben in der heutigen wettbewerbsorientierten Wirtschaft. Die Entwicklungszyklen müssen besser sein als die Ihrer Konkurrenten, also müssen Sie ständig nach Möglichkeiten suchen, die Markteinführungszeit zu verbessern.

Kann ein Antriebslieferant das System schneller bauen, als Sie es selbst entwickeln und bauen können? Oder - vielleicht besser - gibt es einen Standard-Aktuator, der den Anforderungen entspricht? Wenn Sie den Aktuator aus einer Vielzahl von Komponenten konstruieren, überlegen Sie, ob sich Ihr Projekt eine Verzögerung durch die verspätete Lieferung einer einzelnen Komponente leisten kann. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein selbst entwickeltes Produkt gleich beim ersten Mal richtig funktioniert? Wenn die Anlage, für die der Aktuator bestimmt ist, für die Herstellung Ihres Produkts verwendet wird, finden Sie heraus, was die Produktionszeit mit der neuen Maschine für Ihr Unternehmen wert ist. Wenn Sie eine Maschine für den Verkauf bauen, prüfen Sie, ob Sie den Umsatz Ihres Kunden erhöhen können, indem Sie die Maschine früher ausliefern, oder ob Sie eine Strafe für eine verspätete Lieferung zahlen müssen.

Bevor Sie ein Linearsystem kaufen, um die Entwicklungszeit zu verkürzen, sollten Sie herausfinden, wie es um die Vorlaufzeit und die Liefertreue des Antriebsherstellers bestellt ist - vor allem, wenn der Antrieb auf dem kritischen Pfad zur Projektfertigstellung liegt. Stellen Sie dann die gleiche Frage Ihrer eigenen Konstruktionsgruppe und Ihrem eigenen Geschäft.

2. Fachwissen: Verfügen wir über das Fachwissen, um einen zuverlässigen Aktuator zu entwickeln, und wäre dies die beste Nutzung unseres Fachwissens?

Die lineare Bewegungssteuerung ist oft peripher zu den kritischen Prozessen einer Maschine. Niemand weiß besser als Sie, welche Komponenten sich am stärksten auf die Gesamtleistung Ihrer Maschine auswirken und welche daher besondere Aufmerksamkeit bei der Konstruktion erfordern.

Wenn die Konstruktion von Aktuatoren Zeit von anderen, wichtigeren Projekten abzieht, sollten Sie dieses Subsystem besser auslagern.

Der gleiche Mangel an Standardisierung, der die Auswahl elektrischer Linearantriebe erschweren kann, kann sie auch vereinfachen. Elektromechanische Aktuatoren werden in einer Vielzahl von Konfigurationen von einer wachsenden Anzahl von Anbietern angeboten, so dass die Chancen gut stehen, dass Sie einen Aktuator mit der richtigen Kombination von Komponenten für Ihre Anwendung finden.

Mehrere Anbieter von Aktuatoren bieten modulare Designs an, die leicht konfiguriert werden können, um Ihre individuellen Anforderungen zu erfüllen. Die Modularität des Designs und der umfangreiche Einsatz von CAD-Werkzeugen, CAM-Software und CNC-Ausrüstung ermöglichen zudem eine effiziente Anpassung. Wenn Sie sich für einen Aktuator entscheiden, prüfen Sie, ob der Hersteller bereit ist, das Produkt individuell anzupassen.

Manchmal können Sie natürlich nicht genau das kaufen, was Sie brauchen, auch nicht nach Maß.

3. Wahre Kosten: Wie hoch sind die tatsächlichen Kosten für die Entwicklung eines linearen Bewegungssystems, die Beschaffung der Teile, die Montage, den Test, die Korrekturen und den Support des Systems im Feld?

Aus technischer Sicht sieht es oft so aus, als ob man es selbst für weniger Geld bauen kann. Stellen Sie diese dritte Frage, bevor Sie eine endgültige Entscheidung treffen. Sie müssen bedenken, was es kostet, jede Komponente zu spezifizieren, zu beschaffen und zu prüfen, und zwar zusätzlich zum Kaufpreis der Komponente. Stellen Sie sich die gleiche Frage bei einem gekauften Linearantriebssystem.

Eigene Konstruktion

Tabelle 1 fasst ein Kostenmodell zusammen, das den Unterschied zwischen dem Bau und dem Kauf eines einfachen elektrischen Linearantriebs aufzeigt. Dieses Kostenmodell basiert auf einer einfachen linearen Positionieranwendung - Hin- und Herbewegung zu festen Positionen mit geringer Wiederholgenauigkeit und ohne Bedarf an besonderen Umwelt- oder Sicherheitsvorkehrungen. Es wird eine einfache Endschaltersteuerung verwendet. Manche Anwendungen würden weniger, manche mehr kosten, abhängig von Last, Hub, Einschaltdauer, Genauigkeit, Durchsatz, Steuerungsschnittstelle, Flexibilität usw. Dieser Kostenvoranschlag beinhaltet keine Neukonstruktion.

Wenn Sie sich für den Kauf entscheiden

Antriebshersteller unterscheiden sich stark in der Produktpalette und in den Branchen, die sie bedienen und verstehen. Die Aktuatoren selbst reichen von ein paar Pfund Schubkraft bis zu mehreren Tausend und von Sub-Zoll bis Sub-Mikron Wiederholgenauigkeit.

Die meisten Antriebshersteller bieten keine Steuerungen an, um die Lösung zu vervollständigen, was Ihre Arbeit erschweren kann. Einige bieten jedoch die Möglichkeit, komplette Antriebs- und Steuerungspakete zu kaufen, die fertig montiert, verdrahtet und in Betrieb genommen werden können.

Prüfen Sie, ob Sie alle Anwendungsinformationen zur Verfügung gestellt haben, die der Lieferant benötigt, um eine zuverlässige und kostengünstige Lösung zu empfehlen.

Aufgrund des breiten Spektrums an Standardoptionen, die bei modular aufgebauten Aktuatoren verfügbar sind, werden die Aktuatoren in der Regel auf Bestellung gefertigt. Unternehmen, die JIT-Lagerhaltung, interne Bearbeitung und Montage sowie flexible zellenbasierte Abläufe nutzen, können Standard-Aktor- und Steuerungssysteme regelmäßig innerhalb von 2 bis 3 Wochen nach Auftragseingang liefern.