Siemens 1FK7022-5AK71-1LH3 Servomotor de alta precisión de 0,1 kW para aplicaciones exigentes de control de movimiento en automatización industrial

Servomotor Siemens 1FK7022-5AK71-1LH3: Análisis técnico detallado

de Siemens1FK7022-5AK71-1LH3 representa un componente de alta precisión dentro de la serie SIMOTICS S-1FK7 de servomotores síncronos, diseñado para aplicaciones exigentes de control de movimiento. Diseñado para una integración perfecta con el sistema de accionamiento SINAMICS S120, este motor ejemplifica el compromiso de Siemens con el rendimiento, la flexibilidad y la robustez en la automatización industrial1.

1. Especificaciones técnicas y rendimiento principales

Este servomotor compacto pero capaz ofrece una potencia de salida de 0,10 kW y alcanza velocidades de rotación notables de hasta 6000 rpm. Su tamaño de bastidor se adhiere al estándar IMB 5 (compatible con los tipos de montaje IM V1 e IM V3), lo que lo hace adecuado para instalaciones con espacio limitado. Las características clave de rendimiento incluyen:

• Alta respuesta dinámica: Permite una aceleración y desaceleración rápidas para un posicionamiento preciso.

• Funcionamiento suave del eje: Cuenta con un eje liso con clase de tolerancia N que garantiza un acoplamiento fiable y una vibración mínima1.

• Frenado integrado: Incorpora un freno de estacionamiento para aplicaciones de seguridad y par de retención, crucial para ejes verticales o paradas de emergencia1.

Tabla de especificaciones técnicas:

2. Diseño mecánico y protección ambiental

El motor cuenta con una construcción mecánica robusta. Su grado de protección IP64 significa una defensa integral contra la entrada de polvo y salpicaduras de agua desde cualquier dirección, lo que lo hace resistente en entornos industriales desafiantes como máquinas herramienta, embalaje o producción de alimentos y bebidas1. La clasificación IP54 ligeramente inferior en la brida es típica de las áreas de unión, pero la integridad general del sistema se mantiene en IP64. La pintura gris oscuro RAL 7016 proporciona un acabado duradero y resistente a la corrosión. Los conectores de alimentación y señal giratorios (270°) ofrecen una flexibilidad significativa durante la instalación, lo que permite un enrutamiento óptimo de los cables para minimizar la tensión y mejorar la organización del armario1.

3. Codificador de alta resolución e integración Drive-CLiQ

Una característica definitoria es su codificador absoluto de alta resolución integrado (tipo AM20DQ). Este sistema proporciona una resolución excepcional de 20 bits por revolución (1.048.576 posiciones/rev) de una sola vuelta, junto con una capacidad multivuelta de 12 bits (4.096 revoluciones). Esto ofrece varias ventajas críticas:

• Posicionamiento absoluto: Elimina la necesidad de rutinas de referencia después del encendido, maximizando la disponibilidad de la máquina.

• Ultra alta precisión: Permite un control de posición y velocidad extremadamente fino para aplicaciones exigentes.

• Seguimiento multivuelta: Esencial para aplicaciones que involucran largas distancias de recorrido con husillos o donde son comunes múltiples revoluciones.

• Interfaz Drive-CLiQ: Proporciona un enlace de comunicación digital de alta velocidad directamente a los accionamientos SINAMICS S120. Esto permite:

  • Configuración automática (plug-and-play) del motor/codificador en el accionamiento.

  • Transmisión en tiempo real de datos de posición, velocidad y diagnóstico.

  • Capacidades mejoradas de diagnóstico del sistema y monitorización de condiciones.

  • Cableado simplificado (un solo cable por nodo Drive-CLiQ para comunicaciones + alimentación del codificador).

La incorporación de este sofisticado sistema de codificador da como resultado una ligera reducción de potencia de aproximadamente el 10% en comparación con motores idénticos sin este codificador1, una compensación necesaria por la precisión obtenida.

4. Aplicaciones objetivo e integración del sistema

El 1FK7022-5AK71-1LH3 está diseñado para aplicaciones que exigen un tamaño compacto, alta precisión y respuesta dinámica:

• Ejes de máquinas herramienta: Avances en pequeñas fresadoras CNC, rectificadoras o máquinas EDM que requieren un posicionamiento preciso.

• Maquinaria de embalaje: Unidades de recogida y colocación de alta velocidad, cabezales de llenado, estaciones de corte y sistemas de etiquetado.

• Manipulación de materiales: Accionamientos de cintas transportadoras, pequeños brazos robóticos (por ejemplo, SCARA, delta), puertas de clasificación.

• Ensamblaje automatizado: Atornillado de precisión, inserción de piezas pequeñas, equipos de prueba.

• Impresión y conversión: Control de registro, accionamientos de pinza, bobinadoras/rebobinadoras.

• Dispositivos médicos: Equipos de diagnóstico, sistemas de manipulación de muestras.

Su compatibilidad nativa con el sistema de accionamiento SINAMICS S120 crea una potente solución de control de movimiento. El S120 proporciona algoritmos de control servo avanzados, funciones de seguridad integrales (por ejemplo, STO, SS1, SLS) y una integración perfecta en sistemas de automatización de nivel superior como SIMATIC a través de PROFINET o PROFIBUS. La conexión Drive-CLiQ garantiza un ajuste óptimo del rendimiento entre el accionamiento y este motor específico.

5. Resumen de ventajas

• Densidad de potencia compacta: Salida de 0,10 kW en un pequeño bastidor IMB5.

• Capacidad de alta velocidad: Rango operativo de 6000 rpm.

• Precisión excepcional: El codificador absoluto de 20 bits + 12 bits permite un posicionamiento sub-minuto de arco.

• Robustez: La protección IP64 y el revestimiento RAL 7016 garantizan la durabilidad en entornos hostiles.

• Seguridad integrada: El freno de estacionamiento proporciona una sujeción fiable.

• Integración simplificada: Drive-CLiQ plug-and-play, conectores giratorios y montaje estándar.

• Conectividad digital: Base para el diagnóstico y la monitorización de condiciones de la Industria 4.0 a través de Drive-CLiQ.

El Siemens 1FK7022-5AK71-1LH3 ejemplifica la tecnología moderna de servomotores, equilibrando dimensiones compactas con alto rendimiento e inteligencia. Su integración de un codificador absoluto de vanguardia a través de Drive-CLiQ lo convierte en una opción preparada para el futuro para los fabricantes de equipos originales y los integradores de sistemas que construyen maquinaria automatizada de alta precisión donde la fiabilidad, la precisión y la puesta en marcha rápida son primordiales. Si bien su potencia nominal es modesta, sus puntos fuertes residen en la precisión, la velocidad y la integración perfecta dentro del completo ecosistema de Automatización Totalmente Integrada (TIA) de Siemens.