Servomotor 1FK7042-2AF71-1RG2 Protección IP64 para Control de Movimiento de Precisión S120

Perfil técnico completo: Servomotor Siemens 1FK7042-2AF71-1RG2

El Siemens 1FK7042-2AF71-1RG2 es un servomotor síncrono de alta eficiencia de la serie *SIMOTICS S-1FK7 Compact*, diseñado para el control de movimiento de precisión en aplicaciones industriales con limitaciones de espacio. Se distingue por su sistema de codificador incremental, su diseño de auto-enfriamiento, y su robustez con clasificación IP64, este motor ofrece un rendimiento optimizado en costos sin comprometer la respuesta dinámica ni las capacidades de integración. A continuación se presenta un análisis técnico detallado, enfatizando atributos únicos ausentes en las introducciones anteriores de motores Siemens.

1. Especificaciones principales y filosofía de diseño

Innovaciones clave:

• Retroalimentación del codificador incremental: Equipado con un codificador incremental de 2048 S/R SIN/COS (tipo I-2048) a través de Drive-CLiQ, a diferencia de los codificadores absolutos (por ejemplo, AM20DQI de 20+12 bits en los modelos 1RA0). Esto se adapta a aplicaciones que requieren alta inmunidad al ruido y menor costo, aunque requiere rutinas de referencia después del encendido.

• Densidad de potencia optimizada: Genera 0.82 kW de potencia nominal a 3 Nm de par continuo (ciclo de trabajo de 100K) dentro de un tamaño de bastidor compacto de 42 mm (montaje IMB5), logrando una relación par-peso un 15% mayor que las variantes con freno (por ejemplo, 1RH0).

• Eficiencia de auto-enfriamiento (IC 10): El enfriamiento por convección natural elimina los ventiladores externos, reduciendo el ruido acústico (<70 dB) y los costos de mantenimiento, al tiempo que mantiene el 100% de la salida de par a temperaturas ambiente de hasta 60°C.

2. Rendimiento mecánico y térmico

Robustez estructural:

• Sellado IP64: Protección completa contra la entrada de polvo y chorros de agua, validada para entornos de lavado (por ejemplo, procesamiento de alimentos, envasado farmacéutico).

• Control de tolerancia de precisión:

  • Excentricidad radial del eje: ≤0.025 mm

  • Concentricidad: ≤0.05 mm
    Garantiza una vibración mínima en operaciones de alta velocidad (hasta 6.000 rpm), fundamental para husillos CNC.

• Eje liso con chavetero (Tolerancia N): Facilita el acoplamiento seguro con cajas de engranajes manteniendo la precisión de alineación.

Gestión térmica:

• Sensores de temperatura KTY84: Integrados en los devanados del estator para el monitoreo térmico en tiempo real, lo que permite el apagado predictivo y extiende la vida útil en un 20% en ciclos de trabajo cíclicos.

• Eficiencia y reducción de potencia: Funciona con una eficiencia de η ≈ 90%, con una constante de tiempo térmica de 35 minutos. Mantiene el par completo hasta 60°C ambiente, ideal para moldeo por inyección de plástico o fundiciones.

3. Respuesta dinámica e integración de control

Aceleración y estabilidad:

• Baja inercia del rotor (0.00067 kg·m²): Logra una aceleración de 0–3000 rpm en <80 ms, superando a las contrapartes con freno (por ejemplo, 1UB0).

• Linealidad del par: Mantiene una desviación de ±1.8% en el rango de 0–4500 rpm, lo que garantiza una fuerza constante en las líneas de envasado de alto ciclo.

Ecosistema Drive-CLiQ:

• Configuración automática: La integración perfecta con los accionamientos SINAMICS S120 reduce el tiempo de puesta en marcha a <15 minutos.

• Diagnóstico en tiempo real: Transmite datos de vibración y temperatura a SINUMERIK Edge para el mantenimiento predictivo, reduciendo el tiempo de inactividad en un 30%.

4. Aplicaciones objetivo y ventajas competitivas

Casos de uso industrial:

• Ejes de avance CNC: Aprovecha 3 Nm de par y una repetibilidad de ±5 μm para fresado/rectificado de precisión.

• Entornos de alta EMI: La resistencia del codificador incremental a la interferencia electromagnética (EMI) lo hace ideal para celdas de soldadura por puntos o calentamiento por inducción.

• Maquinaria textil: La clasificación IP64 resiste la entrada de polvo de fibra en los sistemas de control de tensión del hilo.

Compensaciones de costos vs. rendimiento vs. modelos de codificador absoluto:

Tabla de especificaciones técnicas

*Tabla: 1FK7042-2AF71-1RG2 vs. Variantes clave 1FK7*

Conclusión: Ajuste estratégico para la precisión sensible a los costos

El 1FK7042-2AF71-1RG2 destaca como una solución optimizada para el presupuesto y robusta a la EMI para la automatización de ejes horizontales. Su codificador incremental, sellado IP64 y diseño de auto-enfriamiento lo hacen ideal para:

• Aplicaciones de alta EMI (por ejemplo, soldadura, corte por plasma),

• Sistemas de ciclo rápido que requieren una aceleración ≤80 ms,

• Actualizaciones OEM donde el posicionamiento absoluto no es esencial.

Este motor ofrece un rápido retorno de la inversión para los sectores de ingeniería de precisión. Para la seguridad del eje vertical o tareas críticas de posición absoluta, se recomiendan alternativas como 1FK7xx-1xHx (freno) o 1FK7xx-1xAx (codificador de 24 bits). El 1RG2 personifica el compromiso de Siemens con la innovación adaptada a la aplicación—equilibrando el rendimiento, la durabilidad y el costo en los accionamientos industriales.