1FK7063-5AF71-1AG0 Interfaz Drive-CLiQ Permite la conexión plug-and-play con las unidades SINAMICS simplificando la puesta en marcha y el mantenimiento

Perfil técnico completo: Servomotor Siemens 1FK7063-5AF71-1AG0

El Siemens 1FK7063-5AF71-1AG0 es un servomotor síncrono de alta eficiencia de la serie *SIMOTICS S-1FK7 Compact*, diseñado para el control de movimiento de precisión en la automatización industrial. Diseñado para una integración perfecta con los sistemas de accionamiento SINAMICS de Siemens, este motor destaca en aplicaciones que exigen respuesta dinámica, diseño compacto y fiabilidad operativa. A continuación se presenta un análisis técnico detallado, que enfatiza aspectos únicos no cubiertos en las introducciones anteriores de motores Siemens.

1. Especificaciones principales y filosofía de diseño

Innovaciones clave:

• Relación potencia-tamaño optimizada: Ofrece 2,3 kW de potencia nominal a 3000 rpm dentro de un bastidor IMB5 compacto (tamaño del bastidor), logrando una alta densidad de par (7,3 Nm de par continuo) al tiempo que minimiza la huella espacial.

• Eficiencia de auto-enfriamiento: Utiliza enfriamiento IC 10 (convección natural), eliminando ventiladores externos y reduciendo las necesidades de mantenimiento.

• Sistema de codificador incremental: Cuenta con un codificador SIN/COS 1VSS 2048 S/R (tipo IC2048S/R), que proporciona una retroalimentación de posición precisa para aplicaciones que no requieren posicionamiento absoluto.

2. Rendimiento térmico y eléctrico

Resistencia térmica:

• Monitorización de temperatura KTY84: Los sensores integrados en el bobinado del estator permiten la protección térmica en tiempo real, evitando el sobrecalentamiento durante el funcionamiento continuo.

• Métricas de eficiencia: Funciona con una eficiencia del 91% (η), reduciendo las pérdidas de energía en un 15–20% en comparación con los servomotores convencionales. Esta eficiencia permite un funcionamiento continuo a plena carga sin reducción de potencia hasta 60°C ambiente.

Dinámica eléctrica:

• Constante de tiempo eléctrica baja (11,8 ms): Permite una rápida acumulación de corriente para una respuesta de par instantánea.

• Linealidad del par: Mantiene una precisión del par de ±1,5% entre 0–3000 rpm, fundamental para la sincronización del mecanizado CNC.

3. Robustez mecánica y precisión

Integridad estructural:

• Protección IP64: Sellado contra la entrada de polvo y salpicaduras de agua desde todas las direcciones, adecuado para entornos de lavado (por ejemplo, procesamiento de alimentos, automoción).

• Rigidez axial (35.000 Nm/rad): Minimiza la deflexión torsional bajo cargas variables, asegurando una precisión de posicionamiento ≤±0,01 mm en herramientas de precisión.

Control de tolerancia:

• Tolerancias de descentramiento ultra ajustadas:

  • Descentramiento radial: 0,040 mm

  • Concentricidad: 0,10 mm

  • Descentramiento frontal: 0,10 mm.

• Eje liso (clase de tolerancia N): Asegura un acoplamiento sin vibraciones con cajas de engranajes o accionamientos directos.

4. Respuesta dinámica y estabilidad de control

Capacidad de aceleración:

• Constante de tiempo mecánica (1,56 ms): Logra una aceleración de 0–3000 rpm en <50 ms, ideal para líneas de embalaje de alto ciclo.

• Baja inercia del rotor (17,3 kg·cm²): Mejora la capacidad de respuesta en perfiles de movimiento bidireccionales (por ejemplo, pick-and-place robótico).

Mitigación de vibraciones:

• Cumplimiento de la norma ISO 10816-3: Niveles de vibración ≤2,8 mm/s (Grado A), reduciendo el estrés mecánico en husillos de alta velocidad.

5. Aplicaciones objetivo y validación

Casos de uso industrial validados:

• Máquinas herramienta CNC: Ejes de avance para máquinas de fresado/rectificado, aprovechando 7,3 Nm de par para cargas de corte de metales.

• Automatización del embalaje: Sistemas de llenado/taponado de alta velocidad que funcionan a ≤120 ciclos/minuto, utilizando una capacidad de sobrevelocidad de 4500 rpm.

• Manipulación de materiales: Sincronización de transportadores en el montaje de automóviles, donde la clasificación IP64 resiste la exposición a partículas.

Información sobre el modo de fallo:

• Resolución de anomalías de corriente: Los datos de campo indican que las corrientes estáticas elevadas (por ejemplo, 7–8 A) a menudo se derivan de una desalineación mecánica (por ejemplo, juego excesivo de engranajes >4,7 mm) o cargas de unión. Las soluciones incluyen la optimización del engranaje y la reducción de la precarga axial.

6. Ventajas comparativas e integración del ecosistema

Compatibilidad con el accionamiento SINAMICS:

• Integración nativa: La configuración automática con los accionamientos SINAMICS S120 a través de Drive-CLiQ reduce el tiempo de puesta en marcha en un 40%.

• Seguridad funcional: Admite protocolos PROFIsafe (STO, SS1) para el cumplimiento de SIL3/PLe.

Escalabilidad del ecosistema:

• Sincronización del portal TIA: Los parámetros del motor se rellenan automáticamente en el entorno de ingeniería de Siemens, unificando la parametrización de PLC/HMI/accionamiento.

Tabla de especificaciones técnicas

*Tabla: Métricas de rendimiento avanzado de 1FK7063-5AF71-1AG0*

Conclusión: Diseñado con precisión para la automatización exigente

El 1FK7063-5AF71-1AG0 ejemplifica el compromiso de Siemens con la optimización electro-mecánica y la durabilidad industrial. Sus atributos destacados (tolerancias ultra ajustadas, resistencia térmica y precisión del codificador incremental) lo hacen ideal para:

• Sistemas de producción de alto ciclo que requieren una aceleración ≤50 ms,

• Entornos hostiles donde el sellado IP64 garantiza la longevidad,

• Operaciones de ahorro de energía que aprovechan el 91% de eficiencia.

Como componente del Digital Enterprise de Siemens, este motor es compatible con la fabricación basada en datos a través de diagnósticos de temperatura integrados e interoperabilidad del portal TIA. Aunque se ha descatalogado como producto nuevo, sigue siendo una solución probada en campo a través de distribuidores, que ofrece una opción fiable para las actualizaciones o el mantenimiento de sistemas heredados en sectores de ingeniería de precisión en todo el mundo.