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Attuatori lineari: la decisione "make vs. buy

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Valutazione aziendale, requisiti di produzione e montaggio, esigenze di assistenza clienti.

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Con la gamma di attuatori lineari presenti sul mercato, sta diventando sempre più facile per i costruttori di macchine e gli utenti finali trovare un prodotto standard o "standard personalizzato" che soddisfi anche le esigenze applicative più particolari. Ma ci sono ancora momenti in cui ha senso, da un punto di vista finanziario o tecnico, progettare e costruire un attuatore internamente.

Tuttavia, la decisione "make vs. buy" non è così chiara come la semplice somma dei costi dei componenti fai-da-te e il confronto con una soluzione pronta all'uso. Scegliere tra un attuatore fatto in casa e uno pre-fabbricato significa considerare molti fattori, alcuni dei quali sono difficili da quantificare in termini di tempo o di dollari. Oltre ai dettagli tecnici della progettazione e del montaggio, c'è la valutazione di base dell'azienda che valuta se può (e deve) essere fatta all'interno dell'azienda e il fattore spesso trascurato del supporto post-vendita.

Valutazione aziendale

La prima domanda che un'azienda dovrebbe porsi prima di intraprendere la realizzazione di un proprio attuatore lineare è: abbiamo le competenze per farlo all'interno dell'azienda? Tenete presente che questo include non solo la progettazione meccanica, ma anche il dimensionamento e la selezione del motore e dei comandi e l'integrazione del sistema. In molti casi, un reparto o un'area funzionale ha esperienza nella progettazione meccanica, mentre un altro reparto ha la competenza elettrica. In questi casi, è importante catturare entrambi i set di conoscenze creando un team interfunzionale per la fase di progettazione e di ingegneria.

Se la risposta alla domanda di competenza è "sì", la prossima cosa da considerare è se avete la capacità e le risorse per farlo all'interno dell'azienda. Questa è una domanda che viene spesso sorvolata, perché i manager partono dal presupposto che se un progetto viene fatto all'interno dell'azienda, l'azienda ha il controllo sulla qualità, sui costi e sulla tempistica. Ma realizzare il proprio attuatore significa affidarsi a più fornitori esterni ed essere alla mercé della loro consegna e della loro qualità. Se il progetto viene ritardato, i clienti potrebbero risentirne o i profitti potrebbero risentirne.

Domande chiave:

1.Abbiamo la competenza nel campo del movimento lineare e dei controlli per costruire l'attuatore all'interno dell'azienda?

2.Quali sono le conseguenze per noi e per i nostri clienti se il progetto viene ritardato?

Requisiti di produzione e montaggio

Costruire un attuatore all'interno dell'azienda significa avere la libertà di progettarlo per le proprie esigenze specifiche. I componenti principali di ogni attuatore sono la base, la guida e l'unità di azionamento. Uno dei tipi più semplici di attuatori da costruire internamente è un progetto basato su un'estrusione di alluminio. Il vantaggio di utilizzare un'estrusione è che sono prontamente disponibili in un'ampia gamma di sezioni e lunghezze. Inoltre richiedono poche o nessuna modifica per il montaggio delle guide e del meccanismo di azionamento. L'inconveniente dell'utilizzo di un estruso è che, quando è richiesta un'elevata precisione di corsa, è difficile ottenere una superficie di montaggio precisa.

L'opzione successiva è una piastra di base lavorata. Relativamente poco costosa e facile da lavorare, la piastra di alluminio è una buona soluzione per molti attuatori costruiti in casa. Se sono necessarie una precisione di corsa e una rigidità molto elevate, la piastra in acciaio lavorato è in genere la scelta migliore. Sia che si tratti di alluminio o di acciaio, se si utilizza una piastra di base lavorata, assicurarsi di valutare se la lavorazione può essere eseguita internamente (questo vale anche per altre parti lavorate, come i supporti del motore/riduttore, le piastre del carrello e le coperture protettive). Questi elementi possono essere facilmente trascurati quando si valuta il tempo e la capacità necessari per la produzione interna)

Il tipo di guida da utilizzare è spesso deciso di pari passo con la decisione relativa alla struttura di base dell'attuatore. Quando si utilizza un'estrusione di alluminio come base, la scelta migliore è tipicamente una guida singola basata su rulli a camme, ruote, o albero tondo e boccole a sfere lineari. Per una maggiore rigidità, si possono utilizzare guide profilate e carrelli. Ma a meno che l'estrusione non possa essere lavorata per un preciso riferimento di montaggio, il vantaggio di una maggiore precisione di corsa che le guide profilate normalmente forniscono sarà vanificato da imprecisioni nell'estrusione.

Le applicazioni con carichi di momento elevati richiedono tipicamente due guide montate in parallelo, il che richiede l'uso di un'estrusione molto ampia o di una piastra di base per accogliere le guide affiancate. Il meccanismo di azionamento, indipendentemente dal fatto che si tratti di cinghia, vite, pignone e cremagliera, ecc. deve essere montato tra le due guide per ridurre gli effetti del legame. Nei progetti a doppia guida, è importante allineare correttamente le due guide per evitare il legame, che può causare forze aggiuntive sui cuscinetti e ridurne la durata.

I meccanismi di azionamento di solito rientrano in una delle due categorie: cinghie o viti. Gli azionamenti a cinghia sono relativamente facili da integrare in quanto non richiedono un allineamento preciso. Tuttavia, devono essere adeguatamente tensionati per rimuovere il "lasco" dalla cinghia e permettere che essa soddisfi la sua forza nominale. Il tensionamento durante il montaggio di solito non è un problema, ma pensate a come l'utente finale controllerà la tensione della cinghia e la ritensionerà se necessario. Questo dovrebbe essere un processo di manutenzione relativamente semplice e non richiedere all'utente un tempo di smontaggio e rimontaggio significativo.

Se come meccanismo di azionamento viene utilizzata una sfera o una vite di piombo, è necessario determinare quale tipo di supporto di estremità è necessario. La disposizione fissa-semplice (un cuscinetto reggispinta a contatto angolare sull'estremità condotta e un singolo cuscinetto a sfere sull'estremità non condotta) è la più comune, ma se si verificheranno velocità o carichi di instabilità significativamente elevati, una disposizione fissa fissa del cuscinetto potrebbe essere più appropriata.

Domande chiave:

1. La lavorazione, l'allineamento e il montaggio necessari possono essere eseguiti all'interno dell'azienda?

2. La produzione ha la capacità di soddisfare la produzione richiesta?

Esigenze di assistenza clienti

La maggior parte degli attuatori svolge una funzione critica nella macchina o nel processo e i tempi di fermo macchina possono essere catastrofici per la produzione. Questo rende l'assistenza clienti una considerazione essenziale nella decisione "make vs. buy". Avete personale in grado di supportare l'attuatore se è necessaria la risoluzione dei problemi o l'assistenza? Siete in grado di trasportare i pezzi di ricambio necessari per riparazioni rapide? Queste considerazioni sono importanti sia che l'attuatore faccia parte di una macchina di produzione venduta a clienti esterni, sia che faccia parte di una macchina interna, dove il cliente è uno dei vostri reparti di produzione o di produzione.

Ricordate anche che i componenti con elementi volventi o a ricircolo dovranno probabilmente essere rilubrificati durante la vita della macchina. Ciò è particolarmente vero per le viti a ricircolo di sfere, le guide lineari a ricircolo di sfere e le guide profilate. Anche se i componenti sono designati come "lubrificati a vita", le condizioni di applicazione possono garantire la rilubrificazione durante la vita utile della macchina. Tenere conto della manutenzione facilitata dall'utente durante la fase di progettazione contribuirà a facilitare i requisiti di servizio.

Domande chiave:

1. Abbiamo la struttura e le risorse (personale e inventario) per supportare gli utenti finali in caso di necessità di risoluzione dei problemi e riparazioni?

2. Quanto è facile per l'utente eseguire la manutenzione di base?

Così come l'acquisto di un attuatore pre-fabbricato dovrebbe includere una valutazione di tutti i costi coinvolti, la realizzazione di un attuatore all'interno dell'azienda richiede di considerare i requisiti di ingegneria, produzione e servizio, così come il costo dei componenti.