Die Eigenentwicklung eines elektrischen Linearantriebssystems ist oft der kosten- und zeiteffizienteste Weg zu einer automatisierten Bewegungslösung. Manchmal ist der Kauf jedoch günstiger.

Wer könnte besser als Sie selbst wissen, welche Anforderungen Ihr elektrischer Linearantrieb genau stellt? Heutzutage sind so viele fertige Unterkomponenten erhältlich, dass Sie nur noch „Module“ zusammenbauen müssen – die Fertigung kleiner Teile ist nur noch ein kleiner Aufwand. Die Entwicklung eines eigenen Linearantriebssystems ist oft der kosten- und zeiteffizienteste und sinnvollste Weg zu einer automatisierten Bewegungslösung. Bedenkt man jedoch die Zeit, die Sie für andere Projekte aufwenden, die Wahrscheinlichkeit, dass intern Fachkräfte für Linearantriebe fehlen, und die Möglichkeit, dass versteckte Probleme und Kosten im ungünstigsten Moment auftauchen, verliert der Ansatz der Eigenentwicklung an Attraktivität.

Elektrische Linearantriebe bieten einige Lösungen – und Probleme –, die sich von denen anderer Antriebskomponenten unterscheiden. Beispielsweise gibt es für lineare elektrische Antriebe keine allgemein anerkannte Maßnormung wie für ältere Antriebskomponenten wie Lager und Kettenantriebe. Zudem ist die Technologie der elektrischen Linearbewegung nicht so alt wie andere Antriebstechnologien und hat daher eine kürzere Anwendungsgeschichte. Zudem sind viele Anbieter in diesem Bereich selbst relativ neu. Solche Unterschiede können in jeder Situation sowohl Vor- als auch Nachteile mit sich bringen.

Ein Make-vs.-Buy-Test

Der folgende 3-Punkte-Test kann Maschinenbauern dabei helfen, das „Make-vs.-Buy“-Dilemma zu lösen.

1. Markteinführungszeit: Können wir unsere Maschine durch den Kauf oder die Herstellung einer Linearbewegungslösung schneller fertigstellen?

Die Beschleunigung der Produkteinführung ist ein Erfolgsrezept für das Überleben in der heutigen wettbewerbsorientierten Wirtschaft. Die Entwicklungszyklen müssen denen Ihrer Wettbewerber überlegen sein, daher müssen Sie ständig nach Möglichkeiten suchen, die Markteinführungszeit zu verkürzen.

Kann ein Aktuatorlieferant das System schneller bauen, als Sie es selbst konstruieren und bauen können? Oder – vielleicht besser – gibt es einen Standardaktuator, der den Bedarf deckt? Wenn Sie den Aktuator aus verschiedenen Komponenten konstruieren, überlegen Sie, ob Ihr Projekt eine Verzögerung durch die verspätete Lieferung einer Komponente verkraften kann. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein selbst entwickeltes Produkt gleich beim ersten Mal einwandfrei funktioniert? Wenn die Anlage, die der Aktuator bedienen soll, zur Herstellung Ihres Produkts verwendet wird, prüfen Sie, wie viel Produktionszeit mit der neuen Maschine Ihrem Unternehmen wert ist. Wenn Sie eine Maschine für den Verkauf bauen, prüfen Sie, ob Sie den Umsatz Ihres Kunden durch eine frühere Lieferung steigern können oder ob Sie für eine verspätete Lieferung eine Vertragsstrafe zahlen.

Bevor Sie ein Linearantriebssystem kaufen, um die Entwicklungszeit zu verkürzen, informieren Sie sich über Lieferzeiten und Liefertreue des Antriebsherstellers – insbesondere, wenn der Antrieb im kritischen Pfad zur Projektabwicklung liegt. Stellen Sie sich anschließend die gleiche Frage auch für Ihre eigene Konstruktionsgruppe und Ihre eigene Werkstatt.

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

Die lineare Bewegungssteuerung spielt für die kritischen Prozesse einer Maschine oft eine untergeordnete Rolle. Niemand weiß besser als Sie, welche Komponenten die Gesamtleistung Ihrer Maschine am stärksten beeinflussen und daher besondere Aufmerksamkeit bei der Konstruktion erfordern.

Wenn die Entwicklung des Aktuators Zeit von anderen, wichtigeren Projekten in Anspruch nimmt, ist es für Sie möglicherweise besser, dieses Subsystem zu beschaffen.

Der Mangel an Standardisierung, der die Auswahl elektrischer Linearantriebe erschweren kann, kann sie auch vereinfachen. Elektromechanische Antriebe sind in verschiedenen Konfigurationen von einer wachsenden Zahl von Anbietern erhältlich. Daher stehen die Chancen gut, dass Sie einen Antrieb mit der richtigen Komponentenkombination für Ihre Anwendung finden.

Mehrere Anbieter von Aktuatoren bieten modulare Designs an, die sich problemlos an Ihre individuellen Anforderungen anpassen lassen. Modularität im Design, der umfassende Einsatz von CAD-Tools, CAM-Software und CNC-Maschinen ermöglichen zudem eine effiziente Anpassung. Wenn Sie sich für einen Aktuator entscheiden, prüfen Sie, ob der Hersteller bereit ist, das Produkt anzupassen.

Manchmal kann man natürlich nicht genau das kaufen, was man braucht, auch nicht maßgeschneidert.

3. Tatsächliche Kosten: Wie hoch sind unsere tatsächlichen Kosten für die Entwicklung eines Linearbewegungssystems, die Beschaffung von Teilen, die Montage, Prüfung, ggf. Korrektur und Unterstützung des Systems vor Ort?

Aus technischer Sicht erscheint es oft so, als könne man es selbst günstiger bauen. Stellen Sie sich diese dritte Frage, bevor Sie eine endgültige Entscheidung treffen. Berücksichtigen Sie die Kosten für Spezifikation, Beschaffung und Prüfung der einzelnen Komponenten zusätzlich zum Kaufpreis. Stellen Sie sich die gleiche Frage bei einem gekauften Linearsystem.

Entwerfen Sie Ihr eigenes

Tabelle 1 fasst ein Kostenmodell zusammen, das den Unterschied zwischen dem Bau und dem Kauf eines einfachen elektrischen Linearantriebs verdeutlicht. Dieses Kostenmodell basiert auf einer einfachen linearen Positionierungsanwendung – Hin- und Herbewegung zu festen Positionen mit geringer Wiederholgenauigkeit und ohne besondere Umwelt- oder Sicherheitsvorkehrungen. Es kommt eine einfache Endschaltersteuerung zum Einsatz. Je nach Last, Hub, Einschaltdauer, Genauigkeit, Durchsatz, Steuerungsschnittstelle, Flexibilität usw. sind manche Anwendungen günstiger, manche teurer. Diese Schätzung berücksichtigt keine Neukonstruktion.

Wenn Sie sich zum Kauf entscheiden

Die Hersteller von Aktuatoren unterscheiden sich stark in ihrer Produktpalette und den Branchen, die sie bedienen und verstehen. Die Schubkraft der Aktuatoren selbst reicht von wenigen bis zu mehreren tausend Pfund, und die Wiederholgenauigkeit liegt zwischen 1,2 und 1,6 Mikrometer.

Die meisten Hersteller von Stellantrieben bieten keine Steuerungen zur Komplettierung der Lösung an, was Ihre Arbeit erschweren kann. Einige bieten jedoch den Komfort, komplette Stellantriebs- und Steuerungspakete zu erwerben, die montage-, verdrahtungs- und betriebsbereit sind.

Überprüfen Sie unbedingt, ob Sie alle erforderlichen Anwendungsinformationen bereitgestellt haben, damit der Lieferant eine zuverlässige und kostengünstige Lösung empfehlen kann.

Aufgrund der breiten Palette an Standardoptionen für modular aufgebaute Aktuatoren werden diese in der Regel auftragsbezogen gefertigt. Unternehmen, die JIT-Lagerhaltung, hauseigene Fertigung und Montage sowie flexible, zellenbasierte Abläufe nutzen, können Standard-Aktuator- und Steuerungssysteme regelmäßig innerhalb von zwei bis drei Wochen nach Auftragseingang liefern.