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Actuadores lineales: la decisión de hacer o comprar

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Evaluación del negocio, Requisitos de fabricación y montaje, Necesidades de apoyo al cliente.

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Con la gama de actuadores lineales que hay en el mercado, cada vez es más fácil para los constructores de máquinas y los usuarios finales encontrar un producto estándar o "estándar personalizado" que cumpla incluso los requisitos de aplicación más exclusivos. Pero todavía hay momentos en los que tiene sentido, desde un punto de vista financiero o técnico, diseñar y construir un actuador en la propia empresa.

Sin embargo, la decisión de hacer o comprar no es tan clara como simplemente sumar los costos de los componentes del "hágalo usted mismo" y compararlo con una solución ya existente. Elegir entre un actuador casero y uno prefabricado significa considerar muchos factores, algunos de los cuales son difíciles de cuantificar en términos de tiempo o dólares. Además de los detalles técnicos de diseño y montaje, está la evaluación comercial básica de si puede (y debe) hacerse en casa, y el factor, a menudo pasado por alto, del apoyo posventa.

Evaluación comercial

La primera pregunta que una compañía debería hacerse antes de embarcarse en la fabricación de su propio actuador lineal es: ¿tenemos la experiencia necesaria para hacer esto en casa? Tenga en cuenta que esto incluye no sólo el diseño mecánico, sino también el dimensionamiento y la selección del motor y los controles y la integración del sistema. En muchos casos, un departamento o área funcional tiene experiencia en diseño mecánico, mientras que otro departamento tiene la experiencia eléctrica. En estos casos, es importante captar ambos conjuntos de conocimientos estableciendo un equipo interfuncional para la fase de diseño e ingeniería.

Si la respuesta a la pregunta sobre los conocimientos especializados es "sí", lo siguiente que hay que considerar es si se tiene la capacidad y los recursos para hacerlo internamente. Esta es una pregunta que a menudo se pasa por alto, porque los gerentes asumen que si un proyecto se realiza internamente, la empresa tiene control sobre la calidad, el costo y el plazo. Pero fabricar su propio actuador significa confiar en múltiples proveedores externos y estar a merced de su entrega y calidad. Si el proyecto se retrasa, los clientes podrían verse afectados o los beneficios podrían verse afectados.

Preguntas clave:

1.¿Tenemos la experiencia en movimiento lineal y controles para construir el actuador en casa?

2.¿Cuáles son las consecuencias para nosotros y para nuestros clientes si el proyecto se retrasa?

Requisitos de fabricación y montaje

Construir un actuador en casa significa que tienes la libertad de diseñarlo para tus necesidades específicas. Los componentes principales de cualquier actuador son la base, el carril-guía y la unidad de accionamiento. Uno de los tipos de actuadores más simples de construir en casa es un diseño basado en una extrusión de aluminio. El beneficio de usar una extrusión es que están disponibles en una amplia gama de secciones y longitudes. También requieren poca o ninguna modificación para el montaje de las guías y el mecanismo de accionamiento. La desventaja de usar una extrusión es que, cuando se requiere una alta precisión de desplazamiento, es difícil obtener una superficie de montaje precisa.

La siguiente opción es una placa base mecanizada. Relativamente barata y fácil de mecanizar, la placa de aluminio es una buena solución para muchos actuadores de construcción propia. Si se necesita una gran precisión de desplazamiento y rigidez, la placa de acero mecanizada suele ser la mejor opción. Ya sea aluminio o acero, si se utiliza una placa base mecanizada, asegúrese de evaluar si el mecanizado puede realizarse en la propia empresa (esto también se aplica a otras piezas mecanizadas, como los soportes del motor/caja de cambios, las placas del carro y las cubiertas protectoras). Estos elementos pueden pasarse por alto fácilmente al evaluar el tiempo y la capacidad necesarios para la producción interna)

El tipo de guía a utilizar suele decidirse junto con la decisión relativa a la estructura base del actuador. Cuando se utiliza una extrusión de aluminio como base, la mejor elección es típicamente una guía simple basada en rodillos de leva, ruedas o bujes de eje redondo y bolas lineales. Para una mayor rigidez, se pueden utilizar raíles perfilados y carros. Pero, a menos que la extrusión pueda mecanizarse para una referencia de montaje precisa, el beneficio de la mayor precisión de desplazamiento que proporcionan normalmente los rieles perfilados se perderá por las inexactitudes de la extrusión.

Las aplicaciones que tienen altas cargas de momento suelen requerir dos guías montadas en paralelo, lo que requiere el uso de una extrusión muy amplia, o una placa base para acomodar las guías de lado a lado. El mecanismo de accionamiento, independientemente de si es de correa, tornillo, cremallera o piñón, etc., debe montarse entre las dos guías para reducir los efectos de la unión. En los diseños de doble guía, es importante alinear las dos guías correctamente para evitar el atascamiento, que puede causar fuerzas adicionales en los cojinetes y reducir su vida útil.

Los mecanismos de accionamiento suelen pertenecer a una de estas dos categorías: correas o tornillos. Los mecanismos de transmisión por correa son relativamente fáciles de integrar ya que no requieren una alineación precisa. Sin embargo, deben estar bien tensados para eliminar la "holgura" de la correa y permitir que cumpla con su índice de fuerza. La tensión durante el montaje no suele ser un problema, pero piense en cómo el usuario final comprobará la tensión de la correa y la volverá a tensar si es necesario. Este debería ser un proceso de mantenimiento relativamente simple y no requerir un tiempo significativo de desmontaje y reensamblaje para el usuario.

Si se utiliza una bola o un tornillo de plomo como mecanismo de accionamiento, tendrá que determinar qué tipo de soporte final se necesita. La disposición fija-simple (un rodamiento de empuje de contacto angular en el extremo accionado y un rodamiento de una sola bola en el extremo no accionado) es la más común, pero si se producen velocidades significativamente altas o cargas de pandeo, una disposición de rodamiento fijo-simple podría ser más apropiada.

Preguntas clave:

1. ¿Puede el mecanizado, la alineación y el montaje necesarios hacerse en casa?

2. ¿Tiene la fabricación la capacidad de cumplir con la producción requerida?

Necesidades de apoyo al cliente

La mayoría de los actuadores realizan una función crítica en la máquina o el proceso, y el tiempo de inactividad puede ser catastrófico para el rendimiento de la producción. Esto hace que el soporte al cliente sea una consideración esencial en la decisión de hacer o comprar. ¿Tiene usted personal que pueda apoyar al actuador si se necesita la solución de problemas o el servicio? ¿Es capaz de llevar las piezas de repuesto necesarias para una rápida reparación? Estas consideraciones son importantes tanto si el actuador es parte de una máquina de producción vendida a clientes externos, como si es parte de una máquina interna, donde el cliente es uno de sus propios departamentos de fabricación o producción.

Recuerde también que los componentes con elementos rodantes o recirculantes probablemente necesitarán volver a lubricarse durante la vida de la máquina. Esto es especialmente cierto para los husillos de bolas, las guías de rodamientos lineales y las guías de raíles perfilados. Incluso si los componentes se designan como "lubricados de por vida", las condiciones de aplicación pueden justificar la relubricación durante la vida útil de la máquina. Tener en cuenta el mantenimiento facilitado por el usuario durante la fase de diseño ayudará a facilitar los requisitos de servicio.

Preguntas clave:

1. ¿Tenemos la estructura y los recursos (personal e inventario) para apoyar a los usuarios finales si es necesario resolver problemas y hacer reparaciones?

2. ¿Qué tan fácil es para el usuario realizar el mantenimiento básico?

Al igual que la compra de un actuador prefabricado debe incluir una evaluación de todos los costos involucrados, la fabricación de un actuador en la propia empresa requiere considerar los requisitos de ingeniería, fabricación y servicio, así como el costo de los componentes.