Geschäftsbewertung, Fertigungs- und Montageanforderungen, Kundensupportbedarf.

Dank der großen Auswahl an Linearantrieben auf dem Markt wird es für Maschinenbauer und Endnutzer immer einfacher, ein Standardprodukt oder ein kundenspezifisches Standardprodukt zu finden, das selbst die individuellsten Anwendungsanforderungen erfüllt. Dennoch gibt es Fälle, in denen es aus finanzieller oder technischer Sicht immer noch sinnvoll ist, einen Antrieb selbst zu entwickeln und zu bauen.

Die Entscheidung zwischen Eigenbau und Kauf ist jedoch nicht so eindeutig, wie die Kosten für selbstgebaute Komponenten mit denen einer Standardlösung zu vergleichen. Bei der Wahl zwischen einem selbstgebauten und einem vorgefertigten Aktuator sind viele Faktoren zu berücksichtigen, von denen einige in Zeit und Kosten schwer zu quantifizieren sind. Neben den technischen Details von Konstruktion und Montage ist auch die grundlegende betriebswirtschaftliche Bewertung, ob dies intern möglich (und sinnvoll) ist, sowie der oft übersehene Faktor des After-Sales-Supports zu berücksichtigen.

Geschäftsbewertung

Die erste Frage, die sich ein Unternehmen stellen sollte, bevor es mit der Entwicklung eines eigenen Linearantriebs beginnt, lautet: Verfügen wir über das nötige Know-how, um dies intern umzusetzen? Bedenken Sie, dass dies nicht nur die mechanische Konstruktion, sondern auch die Dimensionierung und Auswahl von Motor und Steuerung sowie die Systemintegration umfasst. Oftmals verfügt eine Abteilung oder ein Funktionsbereich über Erfahrung in der mechanischen Konstruktion, während eine andere Abteilung über das elektrische Know-how verfügt. In diesen Fällen ist es wichtig, beide Wissensbereiche zu nutzen, indem ein funktionsübergreifendes Team für die Konstruktions- und Entwicklungsphase zusammengestellt wird.

Wenn die Frage nach der Expertise mit „Ja“ beantwortet wurde, sollten Sie als Nächstes prüfen, ob Sie über die Kapazitäten und Ressourcen verfügen, um das Projekt intern durchzuführen. Diese Frage wird oft übersehen, da Manager davon ausgehen, dass das Unternehmen bei einem intern durchgeführten Projekt die Kontrolle über Qualität, Kosten und Zeitplan hat. Die Herstellung eines eigenen Aktuators bedeutet jedoch, sich auf mehrere externe Lieferanten zu verlassen und deren Liefertreue und Qualität ausgeliefert zu sein. Verzögerungen im Projekt können Kunden oder Gewinne beeinträchtigen.

Schlüsselfragen:

1. Verfügen wir über die erforderliche Fachkompetenz im Bereich Linearbewegung und Steuerung, um den Antrieb im eigenen Unternehmen zu bauen?

2. Welche Konsequenzen hat eine Projektverzögerung für uns und unsere Kunden?

Fertigungs- und Montageanforderungen

Die Eigenfertigung eines Aktuators bietet Ihnen die Freiheit, ihn Ihren spezifischen Anforderungen entsprechend zu konstruieren. Die Hauptkomponenten eines jeden Aktuators sind die Basis, die Führung und die Antriebseinheit. Eine der einfachsten Aktuatorarten für die Eigenfertigung ist die Konstruktion auf Basis eines Aluminium-Strangpressprofils. Der Vorteil von Strangpressprofilen liegt in deren Verfügbarkeit in einer breiten Palette von Querschnitten und Längen. Zudem sind für die Montage der Führungen und des Antriebsmechanismus kaum oder gar keine Modifikationen erforderlich. Der Nachteil von Strangpressprofilen besteht darin, dass bei hohen Anforderungen an die Stellgenauigkeit die Bereitstellung einer präzisen Montagefläche schwierig ist.

Die nächste Option ist eine bearbeitete Grundplatte. Aluminiumplatten sind relativ kostengünstig und leicht zu bearbeiten und eignen sich daher gut für viele selbstgebaute Aktuatoren. Sind hohe Stellgenauigkeit und Steifigkeit erforderlich, ist eine bearbeitete Stahlplatte in der Regel die beste Wahl. Unabhängig davon, ob Aluminium oder Stahl zum Einsatz kommt, sollten Sie bei der Verwendung einer bearbeiteten Grundplatte unbedingt prüfen, ob die Bearbeitung im eigenen Haus möglich ist. (Dies gilt auch für andere bearbeitete Teile wie Motor-/Getriebehalterungen, Schlittenplatten und Schutzabdeckungen. Diese können bei der Bewertung des Zeit- und Kapazitätsbedarfs für die Eigenproduktion leicht übersehen werden.)

Die Wahl der Führungsart erfolgt oft parallel zur Grundstruktur des Antriebs. Bei Verwendung eines Aluminium-Strangpressprofils als Basis eignet sich typischerweise eine Einzelführung mit Laufrollen, Rädern oder Rundwellen und Linearkugellagern am besten. Für höhere Steifigkeit eignen sich Profilschienen und -schlitten. Sofern das Strangpressprofil jedoch nicht für eine präzise Montagereferenz bearbeitet werden kann, geht der Vorteil der höheren Verfahrgenauigkeit, die Profilschienen üblicherweise bieten, durch Ungenauigkeiten im Strangpressprofil verloren.

Anwendungen mit hohen Momentbelastungen erfordern typischerweise zwei parallel montierte Führungen. Dies erfordert entweder ein sehr breites Profil oder eine Grundplatte zur Aufnahme der nebeneinander angeordneten Führungen. Der Antriebsmechanismus, egal ob Riemen, Spindel, Zahnstange usw., sollte zwischen den beiden Führungen montiert werden, um das Risiko eines Verklemmens zu verringern. Bei Doppelführungskonstruktionen ist die korrekte Ausrichtung der beiden Führungen wichtig, um ein Verklemmen zu vermeiden. Dies kann zusätzliche Kräfte auf die Lager ausüben und deren Lebensdauer verkürzen.

Antriebsmechanismen lassen sich üblicherweise in zwei Kategorien einteilen: Riemen oder Schrauben. Riemenantriebe lassen sich relativ einfach integrieren, da sie keine präzise Ausrichtung erfordern. Sie müssen jedoch richtig gespannt sein, damit der Riemen nicht durchhängt und seine Nennkraft erreicht. Das Spannen während der Montage ist in der Regel kein Problem. Überlegen Sie jedoch, wie der Endbenutzer die Riemenspannung prüft und gegebenenfalls nachspannt. Dies sollte ein relativ einfacher Wartungsprozess sein und für den Benutzer keinen erheblichen Demontage- und Montageaufwand erfordern.

Wird als Antriebsmechanismus eine Kugelumlaufspindel oder eine Leitspindel verwendet, muss die benötigte Lagerart bestimmt werden. Die gängigste Lageranordnung ist die Festlageranordnung (ein Schrägkugellager am angetriebenen Ende und ein einzelnes Kugellager am nicht angetriebenen Ende). Bei sehr hohen Drehzahlen oder Knicklasten kann jedoch eine Festlageranordnung sinnvoller sein.

Schlüsselfragen:

1. Können die erforderlichen Bearbeitungen, Ausrichtungen und Zusammenbauten im eigenen Unternehmen durchgeführt werden?

2. Verfügt die Fertigung über die Kapazität, die erforderliche Produktion zu erbringen?

Kundensupportanforderungen

Die meisten Aktuatoren erfüllen eine kritische Funktion in der Maschine oder im Prozess, und Ausfallzeiten können die Produktionsleistung erheblich beeinträchtigen. Daher ist der Kundensupport ein entscheidender Faktor bei der Entscheidung zwischen Eigenfertigung und Kauf. Haben Sie Mitarbeiter, die den Aktuator bei der Fehlerbehebung oder Wartung unterstützen können? Haben Sie die für eine schnelle Reparatur benötigten Ersatzteile vorrätig? Diese Überlegungen sind wichtig, unabhängig davon, ob der Aktuator Teil einer Produktionsmaschine ist, die an externe Kunden verkauft wird, oder Teil einer internen Maschine, bei der der Kunde eine Ihrer eigenen Fertigungs- oder Produktionsabteilungen ist.

Bedenken Sie auch, dass Komponenten mit Wälz- oder Umlaufelementen während der Lebensdauer der Maschine wahrscheinlich nachgeschmiert werden müssen. Dies gilt insbesondere für Kugelumlaufspindeln, Linearführungen und Profilschienenführungen. Selbst wenn Komponenten als „lebensdauergeschmiert“ gekennzeichnet sind, können die Anwendungsbedingungen während der Nutzungsdauer der Maschine eine Nachschmierung erforderlich machen. Die Berücksichtigung einer benutzerfreundlichen Wartung bereits in der Konstruktionsphase trägt dazu bei, den Wartungsaufwand zu reduzieren.

Schlüsselfragen:

1. Verfügen wir über die Struktur und die Ressourcen (Personal und Inventar), um Endbenutzer zu unterstützen, wenn eine Fehlerbehebung und Reparatur erforderlich ist?

2. Wie einfach ist es für den Benutzer, grundlegende Wartungsarbeiten durchzuführen?

So wie beim Kauf eines vorgefertigten Aktuators eine Bewertung aller damit verbundenen Kosten erfolgen sollte, müssen bei der Eigenfertigung eines Aktuators die Konstruktions-, Fertigungs- und Serviceanforderungen sowie die Kosten der Komponenten berücksichtigt werden.