電動リニアアクチュエータシステムを自社で設計することは、多くの場合、自動化されたモーションソリューションを実現する上で最もコスト効率と時間効率に優れた方法です。しかし、場合によっては購入した方が良いこともあります。

電動リニアアクチュエータのニーズを、あなた以上に正確に把握している人はいないでしょう。今日では、既製のサブコンポーネントを多数購入できるため、「モジュール」を組み立てるだけで済み、必要な部品の製作はごくわずかです。独自のリニアアクチュエータシステムを設計することは、多くの場合、自動化されたモーションソリューションへの最もコスト効率と時間効率に優れた賢明な方法です。しかし、他のプロジェクトに費やせる時間、社内のリニアモーションの専門家が少ない可能性、そして隠れた問題やコストが最悪のタイミングで露呈する可能性を考えると、自社設計のアプローチは魅力が薄れてしまいます。

電動リニアモーションは、他の駆動部品とは異なるいくつかの利点と課題を抱えています。例えば、ベアリングやチェーン駆動といった従来の動力伝達部品とは異なり、電動リニアドライブには普遍的に認められた寸法規格が存在しません。また、電動リニアモーション技術は他の駆動技術ほど歴史が古くなく、そのため長い応用実績もありません。さらに、この分野の多くのサプライヤー自体も比較的新しい企業です。こうした違いは、状況によっては利点にも欠点にもなり得ます。

自社生産か外部購入かのテスト

以下の3点テストは、機械設計者が自社製造か外部購入かというジレンマを解決するのに役立つかもしれません。

1. 市場投入までの時間： 直線運動ソリューションを購入または自作することで、機械の完成を早めることができるでしょうか？

新製品の投入を加速させることは、今日の競争の激しい経済において生き残るための処方箋です。開発サイクルタイムは競合他社よりも優れていなければならないため、市場投入までの時間を短縮する方法を常に模索する必要があります。

アクチュエータのサプライヤーは、あなたが設計・構築するよりも早くシステムを構築できるでしょうか？あるいは、もっと良い方法として、ニーズを満たす標準的なアクチュエータは存在するでしょうか？アクチュエータを様々な部品から設計する場合、いずれかの部品の納期遅延によってプロジェクトに遅れが生じることを許容できるかどうかを検討してください。社内で設計した製品が初回から正しく動作する確率はどれくらいでしょうか？アクチュエータが使用される機器が製品の製造に使用される場合、新しい機械を使用することで会社にとってどれだけの生産時間が節約できるかを確認してください。販売用の機械を製造している場合は、機械を早く納品することで顧客の収益を増やせるかどうか、あるいは納期遅延によるペナルティを支払うことになるかどうかを確認してください。

開発期間短縮のためにリニアモーションシステムを購入する前に、アクチュエータメーカーのリードタイムと納期遵守状況を確認してください。特に、アクチュエータがプロジェクト完了のクリティカルパス上にある場合はなおさらです。そして、自社の設計チームと自社の工場についても同様の質問をしてみてください。

2. 専門知識： 我々には信頼性の高いアクチュエータを設計する専門知識があるのか​​、そしてそれは我々の専門知識を最大限に活用する方法なのか？

直線運動制御は、機械の重要なプロセスにおいて、しばしば周辺的な役割を担います。機械の全体的な性能に最も影響を与えるコンポーネント、そして設計において特に注意を払うべきコンポーネントを、あなた以上によく理解している人はいません。

同様に、アクチュエータの設計に他のより重要なプロジェクトから時間を奪われるのであれば、このサブシステムを外部から調達した方が良いかもしれません。

電気式リニアアクチュエータの選定を複雑にする可能性のある標準化の欠如は、同時に選定を簡素化する要因にもなり得る。電気機械式アクチュエータは、ますます多くのサプライヤーから多様な構成で提供されているため、用途に最適なコンポーネントの組み合わせを持つ製品を見つける可能性は高い。

アクチュエータのサプライヤーの多くは、お客様独自の要件に合わせて容易に構成できるモジュール設計を提供しています。設計のモジュール性、CADツール、CAMソフトウェア、CNC機器の広範な活用により、効率的なカスタマイズも可能になります。アクチュエータの調達を検討される場合は、メーカーが製品のカスタマイズに対応可能かどうかを確認してください。

もちろん、時には、たとえカスタマイズしたものであっても、自分が本当に必要なものが手に入らないこともある。

3. 真のコスト： 直線運動システムの設計、部品の調達、組み立て、テスト、必要に応じた修正、そして現場でのシステムサポートにかかる真のコストはどれくらいでしょうか？

エンジニアリングの観点からすると、自分で作った方が安く済むように思える場合が多いでしょう。しかし、最終決定を下す前に、次の3つ目の質問を自問自答してください。部品の購入価格に加えて、各部品の仕様策定、調達、検査にかかる費用を考慮する必要があります。市販の直線運動システムについても、同じ質問を自問自答してみてください。

自分だけのデザイン

表1は、シンプルな電動リニアアクチュエータを自作する場合と購入する場合のコスト差を示すコストモデルをまとめたものです。このコストモデルは、単純な直線位置決めアプリケーション（繰り返し精度が低く、特別な環境対策や安全対策を必要としない、固定位置への往復運動）に基づいています。制御にはシンプルなリミットスイッチを使用します。負荷、ストローク、デューティサイクル、精度、スループット、制御インターフェース、柔軟性などによって、アプリケーションによってはコストが低くなる場合もあれば、高くなる場合もあります。この見積もりには、設計変更は含まれていません。

購入を決定した場合

アクチュエータメーカーは、製品ラインナップや対象とする業界、そして理解している業界において大きく異なります。アクチュエータ自体の推力も数ポンドから数千ポンドまで、再現性も数インチ未満からミクロン未満まで多岐にわたります。

ほとんどのアクチュエータメーカーは、ソリューションを完成させるための制御装置を提供していないため、作業が複雑になる場合があります。しかし、一部のメーカーは、取り付け、配線、動作準備が整ったアクチュエータと制御装置のパッケージを販売しており、利便性に優れています。

サプライヤーが信頼性が高く費用対効果の高いソリューションを提案するために必要な申請情報をすべて提供したかどうかを必ず確認してください。

モジュール設計のアクチュエータは標準オプションが豊富に用意されているため、一般的に受注生産となります。ジャストインタイム（JIT）在庫、社内での機械加工と組み立て、柔軟なセル生産方式を採用している企業は、注文受付後2～3週間以内に標準的なアクチュエータおよび制御システムを納品することが可能です。