電動リニアアクチュエータシステムを社内で設計することは、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、多くの場合、最もコスト効率と時間効率に優れた方法です。場合によっては、購入した方が得策な場合もあります。

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理解している人はいるでしょうか？今日では、既製のサブコンポーネントが数多く購入でき、それらを「モジュール」として組み立てるだけで済みます。つまり、部品の製造はごくわずかです。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、最もコスト効率と時間効率に優れ、自動化されたモーションソリューションを実現する最も賢明な方法です。しかし、他のプロジェクトに費やす時間、社内のリニアモーションに精通した人材が不足している可能性、そして最悪のタイミングで隠れた問題やコストが顕在化する可能性があることを考えると、独自設計アプローチの魅力は薄れてしまいます。

電動リニアモーションは、他の駆動部品とは異なるソリューションと課題をいくつか提供します。例えば、ベアリングやチェーンドライブといった従来の動力伝達部品とは異なり、電動リニアモーションには世界的に認められた寸法規格がありません。また、電動リニアモーション技術は他の駆動技術ほど古くはなく、そのため応用の歴史もそれほど長くありません。さらに、この分野のサプライヤーの多くは、それ自体が比較的新しい企業です。こうした違いは、状況によってはメリットにもデメリットにもなり得ます。

製造 vs. 購入テスト

次の 3 点テストは、機械設計者が製造か購入かのジレンマを解決するのに役立つ可能性があります。

1. 市場投入までの時間: リニアモーションソリューションを購入または作成することで、マシンをより早く完成させることができますか?

新製品の導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短くなければなりません。そのため、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、自社で設計・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が存在するでしょうか？アクチュエータを複数のコンポーネントから設計する場合、いずれかのコンポーネントの納期遅延によってプロジェクトが遅延する可能性があるかどうかを検討してください。社内設計の製品が最初から正常に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装置が製品の製造に使用される場合、新しい機械の生産時間が貴社にとってどの程度の価値があるかを検討してください。販売用に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加できるかどうか、あるいは納期遅延によるペナルティを支払うかどうかを検討してください。

開発サイクルタイムを短縮する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把握してください。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に位置する場合は重要です。そして、自社の設計グループと自社工場にも同様の質問を自問自答してみましょう。

2. 専門知識: 当社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りますか? また、これが当社の専門知識を最も有効に活用する方法でしょうか?

リニアモーションコントロールは、機械の重要なプロセスにおいて周辺的な役割を果たすことがよくあります。どのコンポーネントが機械全体のパフォーマンスに最も影響を与え、どのコンポーネントに設計上の注意を払う必要があるかを最もよく理解しているのは、あなたです。

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の時間が取られる場合は、このサブシステムを調達する方がよいかもしれません。

電動リニアアクチュエータの選定を複雑にする要因の一つである標準化の欠如は、選定を簡素化する要因にもなります。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おり、アプリケーションに最適なコンポーネントの組み合わせを持つアクチュエータが見つかる可能性は高いでしょう。

多くのアクチュエータサプライヤーは、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。設計のモジュール化、CADツール、CAMソフトウェア、CNC装置の広範な活用により、効率的なカスタマイズが可能になります。アクチュエータを調達する際には、メーカーが製品のカスタマイズに対応しているかどうかを確認してください。

もちろん、カスタマイズされていても、必要なものを正確に購入できない場合もあります。

3. 実際のコスト: 直線運動システムを設計し、部品を調達し、組み立て、テストし、必要に応じて修正し、現場でシステムをサポートするための実際のコストはいくらでしょうか?

エンジニアリングの観点から見ると、自分で作った方が安く済むように見えることがよくあります。最終決定を下す前に、この3つ目の質問を自問してみてください。部品の購入価格に加えて、各部品の仕様、調達、検査にかかる費用を考慮する必要があります。購入した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モデルをまとめたものです。このコストモデルは、シンプルなリニア位置決めアプリケーション（固定位置への往復動作、低い再現性、特別な環境対策や安全対策は不要）に基づいています。シンプルなリミットスイッチ制御を使用しています。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、柔軟性などに応じて、アプリケーションによってコストは異なります。この見積りには再設計は含まれていません。

購入を決めたなら

アクチュエータメーカーは、製品ラインナップや、顧客企業や業界知識において大きく異なります。アクチュエータ自体の推力は数ポンドから数千ポンドまで、再現性はサブインチからサブミクロン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機能を提供していないため、作業が複雑になる可能性があります。しかし、取り付け、配線、動作まですぐに行えるアクチュエータと制御機能のパッケージを販売しているメーカーもあります。

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推奨するために必要なすべてのアプリケーション情報を提供しているかどうかを必ず確認してください。

モジュラー設計のアクチュエータは幅広い標準オプションが用意されているため、通常は受注生産となります。JIT在庫、社内での加工・組立、そして柔軟なセルベースオペレーションを採用している企業は、標準的なアクチュエータと制御システムを受注後2～3週間以内に納品することが可能です。