Die interne Entwicklung eines elektrischen Linearantriebssystems ist häufig der kosten- und zeiteffizienteste Weg zu einer automatisierten Bewegungslösung. Manchmal ist es besser, zu kaufen.

Wer könnte besser als Sie genau wissen, was Ihr elektrischer Linearantrieb braucht? Und heute können Sie so viele vorgefertigte Unterkomponenten kaufen, dass Sie sie einfach zu „Modulen“ zusammenbauen können – es ist nur eine geringe Teilefertigung erforderlich. Die Entwicklung eines eigenen Linearantriebssystems ist oft der kosten- und zeiteffizienteste und klügste Weg zu einer automatisierten Bewegungslösung. Wenn man jedoch die Zeit bedenkt, die man außerhalb anderer Projekte verbringt, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass die internen Talente im Bereich Lineartechnik spärlich sind, und die Chance, dass versteckte Probleme und Kosten in den ungünstigsten Zeiten zum Vorschein kommen – der „Design Your Own“-Ansatz verliert etwas an Glanz.

Elektrische Linearbewegungen bieten einige Lösungen – und Probleme –, die sich von anderen Antriebskomponenten unterscheiden. Beispielsweise gibt es für lineare elektrische Antriebe keine allgemein anerkannte Maßnorm wie bei älteren Kraftübertragungskomponenten wie Lagern und Kettenantrieben. Außerdem ist die elektrische Lineartechnik noch nicht so alt wie andere Antriebstechnologien und hat daher auch keine so lange Anwendungsgeschichte. Darüber hinaus sind viele Anbieter in diesem Bereich selbst relativ neu. In jeder Situation können solche Unterschiede ein Vorteil oder ein Nachteil sein.

Ein Make-vs.-Buy-Test

Der folgende 3-Punkte-Test kann Maschinenkonstrukteuren dabei helfen, das Dilemma zwischen Hersteller und Kauf zu lösen.

1. Time-to-Market: Können wir unsere Maschine schneller fertigstellen, indem wir eine Linearbewegungslösung kaufen oder herstellen?

Die Beschleunigung der Einführung neuer Produkte ist ein Überlebensrezept in der heutigen wettbewerbsintensiven Wirtschaft. Die Entwicklungszykluszeiten müssen denen Ihrer Mitbewerber überlegen sein, daher müssen Sie ständig nach Möglichkeiten suchen, die Zeit bis zur Markteinführung zu verkürzen.

Kann ein Aktuatorlieferant das System schneller bauen, als Sie es selbst entwerfen und bauen können? Oder – vielleicht besser – gibt es einen Standardantrieb, der den Bedarf erfüllt? Wenn Sie den Aktuator aus einer Vielzahl von Komponenten entwerfen, überlegen Sie, ob Ihr Projekt eine Verzögerung aufgrund der verspäteten Lieferung einer Komponente verkraften kann. Wie groß ist die Chance, dass ein selbst entwickeltes Produkt gleich beim ersten Mal richtig funktioniert? Wenn die Ausrüstung, die der Antrieb bedienen soll, zur Herstellung Ihres Produkts verwendet wird, finden Sie heraus, welche Produktionszeit mit der neuen Maschine Ihrem Unternehmen wert ist. Wenn Sie eine Maschine zum Verkauf bauen, prüfen Sie, ob Sie den Umsatz Ihres Kunden steigern können, indem Sie die Maschine früher liefern, oder ob Sie eine Strafe für verspätete Lieferung zahlen müssen.

Bevor Sie ein Linearbewegungssystem kaufen, um die Entwicklungszykluszeit zu verkürzen, sollten Sie sich über die Vorlaufzeit und die pünktliche Lieferleistung des Aktuatorherstellers informieren – insbesondere, wenn sich der Aktuator auf dem kritischen Weg zum Projektabschluss befindet. Dann stellen Sie sich die gleiche Frage an Ihre eigene Designgruppe und Ihren eigenen Shop.

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

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

Wenn die Aktuatorkonstruktion Zeit von anderen, wichtigeren Projekten in Anspruch nimmt, ist es möglicherweise besser, dieses Subsystem zu beschaffen.

Derselbe Mangel an Standardisierung, der die Auswahl elektrischer Linearantriebe erschweren kann, kann sie auch vereinfachen. Elektromechanische Aktuatoren gibt es in verschiedenen Konfigurationen von immer mehr Anbietern. Daher stehen die Chancen gut, dass Sie einen Aktuator mit der richtigen Komponentenkombination für Ihre Anwendung finden.

Mehrere Aktuatorlieferanten bieten modulare Designs an, die problemlos an Ihre individuellen Anforderungen angepasst werden können. Designmodularität, umfassender Einsatz von CAD-Tools, CAM-Software und CNC-Geräten ermöglichen zudem eine effiziente Anpassung. Wenn Sie sich für die Beschaffung eines Stellantriebs entscheiden, prüfen Sie, ob der Hersteller bereit ist, das Produkt anzupassen.

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

3. Wahre Kosten: Wie hoch sind unsere tatsächlichen Kosten für die Entwicklung eines Linearbewegungssystems, die Beschaffung von Teilen, den Zusammenbau, die Prüfung, ggf. Korrekturen und die Unterstützung des Systems vor Ort?

Aus technischer Sicht scheint es oft, dass man es für weniger Geld selbst bauen kann. Stellen Sie diese dritte Frage, bevor Sie eine endgültige Entscheidung treffen. Sie müssen darüber nachdenken, was die Spezifizierung, Beschaffung und Prüfung jeder Komponente kostet und über den Kaufpreis der Komponente hinausgeht. Stellen Sie sich die gleiche Frage zu einem gekauften Linearbewegungssystem.

Entwerfen Sie Ihr eigenes

Tabelle 1 fasst ein Kostenmodell zusammen, um den Unterschied zwischen dem Bau und dem Kauf eines einfachen elektrischen Linearantriebs zu zeigen. Dieses Kostenmodell basiert auf einer einfachen linearen Positionierungsanwendung – Hin- und Herbewegung zu festen Positionen mit geringer Wiederholgenauigkeit und ohne dass besondere Umwelt- oder Sicherheitsvorkehrungen erforderlich sind. Es kommt eine einfache Endschaltersteuerung zum Einsatz. Einige Anwendungen würden je nach Last, Hub, Arbeitszyklus, Genauigkeit, Durchsatz, Steuerschnittstelle, Flexibilität usw. weniger kosten, andere mehr. Diese Schätzung beinhaltet keine Neugestaltung.

Wenn Sie sich für den Kauf entscheiden

Aktuatorunternehmen unterscheiden sich stark in der Produktpalette und in den Branchen, die sie bedienen und verstehen. Die Aktuatoren selbst reichen von ein paar Pfund bis zu mehreren tausend Pfund Schubkraft und von einer Wiederholgenauigkeit im Subzoll- bis Submikrometerbereich.

Die meisten Antriebshersteller bieten keine Steuerungen zur Vervollständigung der Lösung an, was Ihre Arbeit erschweren kann. Einige bieten jedoch den Komfort, komplette Aktuator- und Steuerungspakete zu kaufen, die sofort montiert, verkabelt und in Betrieb genommen werden können.

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, die bei modular aufgebauten Aktuatoren verfügbar sind, werden die Aktuatoren im Allgemeinen auf Bestellung gefertigt. Unternehmen, die JIT-Lager, interne Bearbeitung und Montage sowie flexible zellenbasierte Abläufe nutzen, können regelmäßig Standardantriebs- und Steuerungssysteme innerhalb von 2 bis 3 Wochen nach Auftragseingang liefern.