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

Grazie alla vasta gamma di attuatori lineari disponibili 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 i requisiti applicativi più specifici. Tuttavia, ci sono ancora casi in cui, da un punto di vista finanziario o tecnico, ha senso progettare e costruire un attuatore internamente.

Tuttavia, la decisione tra "make-on-buy" e "buy" non è così netta come sommare semplicemente i costi dei componenti fai-da-te e confrontarli con una soluzione standard. Scegliere tra un attuatore fatto in casa e uno pre-assemblato significa considerare molti fattori, alcuni dei quali difficili da quantificare in termini di tempo o denaro. Oltre ai dettagli tecnici di progettazione e assemblaggio, c'è la valutazione aziendale di base se il tutto può (e dovrebbe) essere realizzato internamente, e il fattore spesso trascurato dell'assistenza post-vendita.

Valutazione aziendale

La prima domanda che un'azienda dovrebbe porsi prima di iniziare a realizzare un proprio attuatore lineare è: disponiamo delle competenze necessarie per farlo internamente? È importante tenere presente che questo include non solo la progettazione meccanica, ma anche il dimensionamento e la selezione del motore e dei controlli, nonché l'integrazione del sistema. In molti casi, un reparto o un'area funzionale ha esperienza nella progettazione meccanica, mentre un altro reparto ha competenze elettriche. In questi casi, è importante acquisire entrambe le competenze creando un team interfunzionale per la fase di progettazione e ingegnerizzazione.

Se la risposta alla domanda sulla competenza è "sì", la cosa successiva da considerare è se si dispone della capacità e delle risorse per realizzarlo internamente. Questa è una domanda che spesso viene trascurata, perché i manager danno per scontato che, se un progetto viene realizzato internamente, l'azienda abbia il controllo su qualità, costi e tempi. Ma realizzare un proprio attuatore significa affidarsi a più fornitori esterni ed essere alla mercé della loro consegna e qualità. Se il progetto subisce ritardi, i clienti potrebbero esserne influenzati o i profitti potrebbero subire ripercussioni.

Domande chiave:

1. Disponiamo delle competenze necessarie per realizzare internamente l'attuatore in materia di controllo e movimento lineare?

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

Requisiti di produzione e assemblaggio

Costruire un attuatore internamente significa avere la libertà di progettarlo in base alle proprie esigenze specifiche. I componenti principali di qualsiasi attuatore sono la base, la guida e l'unità di azionamento. Uno dei tipi di attuatori più semplici da costruire internamente è un progetto basato su un estruso di alluminio. Il vantaggio dell'utilizzo di un estruso è che sono facilmente 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. Lo svantaggio 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 meccanicamente. Relativamente economica e facile da lavorare, la piastra in alluminio è una buona soluzione per molti attuatori realizzati internamente. Se sono richieste un'elevata precisione di corsa e rigidità, la piastra in acciaio lavorato è in genere la scelta migliore. Che si tratti di alluminio o acciaio, se si utilizza una piastra di base lavorata meccanicamente, è importante valutare se la lavorazione può essere eseguita internamente. (Questo vale anche per altri componenti lavorati meccanicamente, come i supporti motore/riduttore, le piastre del carrello e le coperture protettive. Questi elementi possono essere facilmente trascurati quando si valutano i tempi e la capacità necessari per la produzione interna.)

Il tipo di guida da utilizzare viene spesso deciso di pari passo con la scelta della struttura di base dell'attuatore. Quando si utilizza un estruso di alluminio come base, la scelta migliore è in genere una guida singola basata su rulli a camme, ruote o alberi tondi e manicotti a sfere lineari. Per una maggiore rigidità, è possibile utilizzare guide profilate e carrelli. Tuttavia, a meno che l'estruso non possa essere lavorato per ottenere un riferimento di montaggio preciso, il vantaggio di una maggiore precisione di corsa normalmente offerta dalle guide profilate verrà vanificato dalle imprecisioni nell'estrusione.

Le applicazioni con carichi di momento elevati richiedono in genere due guide montate in parallelo, il che richiede l'utilizzo di un'estrusione molto larga o di una piastra di base per ospitare le guide affiancate. Il meccanismo di trasmissione, indipendentemente dal fatto che sia a cinghia, a vite, a cremagliera e pignone, ecc., deve essere montato tra le due guide per ridurre gli effetti di inceppamento. Nelle configurazioni a doppia guida, è importante allineare correttamente le due guide per evitare inceppamenti, che possono causare forze aggiuntive sui cuscinetti e ridurne la durata.

I meccanismi di trasmissione rientrano solitamente in una delle due categorie: cinghie o viti. Le trasmissioni a cinghia sono relativamente facili da integrare poiché non richiedono un allineamento preciso. Tuttavia, devono essere tensionate correttamente per eliminare il "gioco" della cinghia e consentirle di raggiungere la sua forza nominale. Il tensionamento durante il montaggio di solito non è un problema, ma è importante considerare come l'utente finale controllerà la tensione della cinghia e la ritensionerà se necessario. Questa dovrebbe essere una procedura di manutenzione relativamente semplice e non richiedere tempi di smontaggio e rimontaggio significativi per l'utente.

Se si utilizza una vite a sfere o una madrevite come meccanismo di azionamento, è necessario determinare il tipo di supporto terminale necessario. La disposizione fissa semplice (un cuscinetto assiale a contatto angolare sull'estremità condotta e un singolo cuscinetto a sfere sull'estremità opposta) è la più comune, ma in caso di velocità significativamente elevate o carichi di punta, una disposizione fissa-fissa potrebbe essere più appropriata.

Domande chiave:

1. È possibile eseguire internamente la lavorazione, l'allineamento e l'assemblaggio necessari?

2. La produzione è in grado di soddisfare la produzione richiesta?

Esigenze di supporto clienti

La maggior parte degli attuatori svolge una funzione critica nella macchina o nel processo e i tempi di fermo macchina possono avere conseguenze catastrofiche sulla produzione. Questo rende l'assistenza clienti un fattore essenziale nella decisione di acquisto o di produzione. Disponete di personale in grado di supportare l'attuatore in caso di necessità di risoluzione dei problemi o manutenzione? Siete in grado di reperire 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.

Si tenga inoltre presente che i componenti con elementi volventi o a ricircolo di sfere dovranno probabilmente essere rilubrificati durante la vita utile della macchina. Questo vale in particolare per viti a sfere, guide lineari a sfere e guide profilate. Anche se i componenti sono designati come "lubrificati a vita", le condizioni applicative potrebbero richiedere una rilubrificazione durante la vita utile della macchina. Tenere conto della manutenzione facilitata dall'utente durante la fase di progettazione contribuirà a semplificare i requisiti di assistenza.

Domande chiave:

1. Disponiamo della struttura e delle 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?

Proprio come l'acquisto di un attuatore prefabbricato dovrebbe includere una valutazione di tutti i costi coinvolti, la produzione interna di un attuatore richiede di considerare i requisiti di ingegneria, produzione e assistenza, nonché il costo dei componenti.