Lineární pohon: vyrobit nebo koupit?

20.08.2017

S řadou lineárních pohonů na trhu je pro výrobce strojů a koncové uživatele stále snazší najít standardní nebo „uživatelsky standardní“ produkt, který splňuje i ty nejnáročnější požadavky na aplikaci.

Ale stále existují chvíle, kdy má smysl, ať z finančního nebo technického hlediska, si navrhnout a vyrobit v podniku vlastní pohon.

Nicméně rozhodnutí o vlastní výrobě nebo nákupu není tak jednoduché – nelze jen jednoduše sečíst náklady jednotlivých komponentů při volbě typu „udělej si sám" a jejich porovnání při použití standardního řešení. Výběr mezi interně vyrobeným pohonem a již existujícím (vyrobeným) pohonem znamená zvážení mnoha faktorů, z nichž některé jsou obtížně kalkulovatelné z hlediska časové náročnosti nebo stanovení finančních nákladů. Vedle technických detailů návrhu a montáže existuje také základní obchodní hodnocení, zda lze pohon vyrobit (a měl by být vyroben) interně, a posouzení často přehlíženého faktoru poprodejní podpory.

OBCHODNÍ HODNOCENÍ

První otázka, kterou by si měla společnost položit dříve, než se chystá vyrobit svůj vlastní lineární pohon, je následující: Máme dostatek odborných znalostí k tomu, abychom si tento pohon mohli sami ve vlastním podniku vyrobit? Mějte na paměti, že toto zahrnuje nejen mechanický návrh, ale také stanovení velikosti a výběr motoru a ovládacích prvků a integraci systému. V mnoha případech má jedno oddělení nebo funkční oblast zkušenosti s mechanickým designem, zatímco jiné oddělení má odborné znalosti v oblasti elektrotechniky. V takových případech je důležité zachytit obě oblasti znalostí tím, že vytvoříte funkční tým napříč odděleními pro projektovou a inženýrskou fázi.

Pokud je odpověď na otázku ohledně zajištění odborných znalostí "ano", další věcí, kterou je třeba zvážit, je to, zda máte dostatečnou kapacitu a finanční prostředky k tomu, abyste takto učinili interně. Jedná se o otázku, která je často přehlížena, protože manažeři předpokládají, že pokud se projekt realizuje interně, společnost bude mít kontrolu nad kvalitou, náklady a časovým harmonogramem. Ale výroba vlastního pohonu znamená spoléhat se na mnoho externích dodavatelů a být odkázaní na jejich milost či nemilost při dodávkách a dodržení kvality. Pokud se projekt opozdí, může dojít k ovlivnění přízně zákazníků nebo se to může odrazit na dosažených ziscích.

Klíčové otázky:

Máme odborné znalosti a kontrolní mechanismy k tomu, abychom si lineární pohon vyrobili ve vlastním podniku?

Jaké budou důsledky pro nás a pro naše zákazníky, pokud se projekt opozdí?

POŽADAVKY NA VÝROBU A MONTÁŽ

Výroba vlastního pohonu znamená, že budeme mít svobodu při navrhování a jeho přizpůsobení specifickým potřebám. Hlavními komponenty každého pohonu jsou základová deska, vodicí dráha a hnací jednotka. Jedním z nejjednodušších typů pohonů, které lze interně vyrobit, je provedení založené na hliníkovém výlisku. Výhodou použití takového výlisku je to, že jsou snadno dostupné v širokém rozsahu průřezů a délek. Rovněž vyžadují jen malou nebo žádnou úpravu pro montáž vedení a hnacího mechanismu. Nevýhodou použití výlisků průtlačného lisování je to, že pokud je vyžadována vysoká přesnost pojezdu, je obtížné dosáhnout přesný montážní povrch.

Další možností je opracovaná základová deska. Relativně levná a snadno obrobitelná hliníková základová deska je dobrým řešením pro mnoho interně vyráběných pohonů. Pokud je zapotřebí velmi vysoká přesnost a tuhost pojezdů, obvykle nejlepší volbou je obrobená ocelová deska. Ať už se jedná o hliník nebo ocel, pokud je použita opracovaná základová deska, ujistěte se, zda je možné obrábění provádět interně. (To platí také pro jiné opracované součásti, jako například upevňovací držáky motoru / převodovky, nosné desky a ochranné kryty. Tyto položky mohou být při hodnocení času a kapacity potřebné pro vlastní výrobu snadno přehlédnutelné.

O typu vedení, které se má použít, se často rozhoduje ruku v ruce s rozhodnutím o konstrukci základové desky pohonu. Když se jako základna použije hliníkový výlisek, nejlepší volbou je obvykle jednoduché vedení s použitím vačkových kladek, koleček nebo kulatých hřídelových a lineárních kulových pouzder. Pro vyšší tuhost je možno použít profilované kolejnicové vedení a vozíky. Pokud však není možné výlisek obrobit s dosažením požadované montážní přesnosti, výhoda vyšší přesnosti pojezdu, kterou normálně profilované kolejnicové vedení poskytuje, se ztratí nepřesnostmi při výrobě výlisku.

Aplikace, které mají vysoké momentové zatížení, obvykle vyžadují dvě paralelně montovaná vedení, což vyžaduje použití buď velmi širokého výlisku, nebo základové desky pro uložení vedení vedle sebe. Hnací mechanismus, bez ohledu na to, zda se bude jednat o řemen, šroubovici, ozubenou tyč a pastorek atd., by se měl namontovat mezi obě dvě vedení tak, aby se snížily účinky vazby. U dvojitých vedení je důležité obě vedení správně vystředit tak, aby se zabránilo uváznutí, což může způsobit další zatížení ložisek a snížit jejich životnost.

Hnací mechanismy obvykle spadají do jedné ze dvou kategorií: řemeny nebo šroubovice. Řemenové pohony se relativně snadno integrují, protože nevyžadují přesné zarovnání. Je však nutné je řádně napnout, aby se z pásu odstranil „průhyb", a musí mít dostatečnou kapacitu. Napínání během montáže obvykle není problém, ale přemýšlejte o tom, jak bude koncový uživatel kontrolovat napnutí řemenu a v případě potřeby jej znovu napínat. Napínání řemenu by měl být pro uživatele představovat poměrně jednoduchý proces údržby a nevyžadovat dlouhou dobou demontáže a opětovné montáže.

Pokud je jako hnací mechanizmus použito kuličkové vřeteno nebo vodicí šroub, je třeba určit, jaký typ čelní opěrné desky bude potřeba. Pevné jednoduché uspořádání (axiální ložisko s kosoúhlým stykem na poháněném konci a jednoduché kuličkové ložisko na nehnaném konci) je nejběžnější, ale pokud se otáčky výrazně zvýší nebo pokud dojde ke vzpěrnému namáhání, může být vhodnější použití pevně uložených ložisek.

Klíčové otázky:

Je možné provést potřebné obrábění, zarovnání a montáž interně v rámci podniku?

Má výroba dostatečnou kapacitu, aby byla schopna realizovat požadovanou výrobu?

POTŘEBY ZÁKAZNICKÉ PODPORY

Většina pohonů plní v zařízení nebo procesu kritickou funkci a prostoje mohou mít pro výrobu katastrofický dopad. Díky tomu představuje zákaznická podpora zásadní faktor při rozhodování o tom, zda výrobu pohonu zajistit interně nebo pohon nakoupit. Máte dostatek kvalifikovaných pracovníků, kteří mohou poskytovat podporu, pokud bude třeba řešit problémy nebo zajistit servis pohonu? Jste schopni zajistit dopravu náhradních dílů potřebných pro rychlé opravy? Tyto úvahy jsou důležité, ať už je pohon součástí výrobního stroje, který je prodáván externím zákazníkům, nebo je součástí vlastního stroje, kde je zákazníkem jedno z vašich vlastních zpracovatelských nebo výrobních oddělení.

Také mějte na paměti to, že komponenty s valivými nebo oběžnými prvky budou pravděpodobně během životnosti stroje vyžadovat opětovné mazání. To platí zejména pro kuličková vřetena, lineární vedení kuličkových ložisek a vedení profilových lišt. I když jsou součásti označovány jako „mazané po celou dobu životnosti", podmínky použití mohou vyžadovat opětovné mazání během užitečné životnosti stroje. Tím, že během fáze návrhu vezmeme v úvahu možnost jednodušší údržby pro uživatele, usnadníme provádění údržby a plnění servisních požadavků.