ELAU PacDrive SM-070/60/010/P0/45/S1/B0 Servomotor: Ingeniería de vanguardia para embalaje y robótica de alta velocidad

Servomotor servo ELAU PacDrive™ SM-070/60/010/P0/45/S1/B0: Potencia de precisión para automatización exigente

Diseñado para aplicaciones donde el espacio es limitado pero el rendimiento no es negociable, el servomotor ELAU PacDrive™ SM-070/60/010/P0/45/S1/B0 representa el pináculo del control de movimiento compacto y de alta dinámica. Como parte de la aclamada serie SM de ELAU AG, este motor ofrece una precisión excepcional, una aceleración rápida y una robusta fiabilidad en un paquete de brida de 70 mm notablemente pequeño. Diseñado para satisfacer las exigentes demandas de la automatización moderna, desde líneas de envasado de alta velocidad hasta robótica de precisión y manipulación de semiconductores, el SM-070/010 combina ingeniería de vanguardia con facilidad de servicio práctica.

Tecnología central y filosofía de diseño

El SM-070/010 es un servomotor síncrono rotativo con imanes permanentes de neodimio-hierro-boro (NdFeB). Este avanzado material magnético proporciona la base para su alta densidad de par y eficiencia. El motor se adhiere a los más altos estándares de dinamismo y precisión, un principio fundamental de la serie SM. Las características clave del diseño incluyen:

• Inercia del rotor ultrabaja (0,48 kg·cm²): Permite una aceleración y desaceleración excepcionalmente rápidas (hasta 129.175 rad/s² a par máximo), minimizando los tiempos de ciclo y mejorando la capacidad de respuesta en aplicaciones de alta dinámica como pick-and-place o cizallas volantes.

• Par de engranaje minimizado: Asegura una rotación suave a bajas velocidades, fundamental para el posicionamiento de precisión y los acabados superficiales de alta calidad en aplicaciones como el mecanizado CNC o la impresión.

• Alta densidad de potencia: Empaqueta una potencia significativa (0,7 kW de potencia de corte) en su factor de forma compacto, optimizando la utilización del espacio de diseño de la máquina.

• Construcción robusta: Cuenta con una clasificación de protección IP65 (lograda con el sello de eje requerido en el montaje IM B5/V1). El "45" en el código de tipo significa protección IP6x para el área del sello del eje e IP5x para la carcasa. Este robusto sellado protege contra la entrada de polvo y chorros de agua, lo que garantiza un funcionamiento fiable en entornos industriales hostiles como el procesamiento de alimentos o las áreas de lavado.

• Aislamiento avanzado (Clase F - 155°C): Proporciona un margen de seguridad térmica significativo, lo que mejora la longevidad y la fiabilidad incluso en ciclos de trabajo exigentes. La temperatura se controla a través de una resistencia de 3 códigos en la bobina del estator, que se activa a 130°C.

• Conexión estandarizada y con capacidad de servicio: Utiliza un robusto sistema de conector de caja de terminales, que combina la durabilidad de una caja de abrazadera con la facilidad de servicio de un sistema enchufable estándar. No se requieren herramientas especiales para la preparación del cable, lo que minimiza el tiempo de inactividad durante la instalación o el mantenimiento.

Decodificación de la clave de tipo: SM-070/60/010/P0/45/S1/B0

• SM: Serie de servomotores PacDrive™ SM.

• 070: Tamaño de la brida (70 mm).

• 60: Velocidad nominal (6000 rpm).

• 010: Par de parada, M₀ (1,0 Nm estándar / 1,1 Nm con ventilación superficial).

• P0: Versión del eje (eje liso, sin ranura para pluma/cuña).

• 45: Clase de protección (sello del eje: compatible con IP64/IP65; carcasa: IP65).

• S1: Sistema de codificador (SinCos® de un solo giro con interfaz HIPERFACE®).

• B0: Freno de retención (Ninguno).

Especificaciones de rendimiento

El SM-070/60/010 ofrece un rendimiento impresionante dentro de su marco compacto:

• Par de parada (M₀): 1,1 Nm (Estándar), 1,1 Nm (Ventilación superficial - los datos específicos del modelo anulan la tabla general)

• Par máximo (M_SM): 4,7 Nm

• Velocidad nominal (n_N): 6000 rpm

• Potencia de corte (P_ECKM): 0,7 kW

• Corriente máxima (I_SM): 6,0 A

• Corriente de parada (I_OM): 1,43 A

• Momento de inercia del motor (J_M): 0,48 kg·cm²

• Aceleración máxima a M_SM (A_SM): 129.175 rad/s²

• Velocidad mecánica máxima: 700 rad/s (~6684 rpm - margen de seguridad por encima de la velocidad nominal)

• Constante de par (K_M): 0,86 Nm/A a 20°C, 0,78 Nm/A a 120°C

• Resistencia del bobinado (R_W): 12,39 Ohm a 120°C

• Inductancia del bobinado (L_W): 21,9 mH a 20°C

• Constante de tiempo térmico (t_A): 46 minutos

• Masa: 2,75 kg

• Fuerza contraelectromotriz (EMC a 1000 rpm): 52 V

• Robustez mecánica: Resiste golpes de hasta 200 m/s² (todas las direcciones), vibraciones radiales de hasta 200 m/s² y vibraciones axiales de hasta 40 m/s².

• Clase de equilibrio: G 2.5 (según VDI 2060).

Sistema de retroalimentación: SinCos S1 con HIPERFACE®

El codificador de un solo giro SinCos® S1 integrado proporciona una retroalimentación de posición de alta resolución esencial para el control de movimiento preciso. La interfaz HIPERFACE® es una gran ventaja, ya que ofrece:

• Información de posición absoluta: Incluso al encenderse, lo que elimina la necesidad de rutinas de referencia en muchas aplicaciones, lo que ahorra un tiempo valioso.

• Canal de comunicación digital: Permite el intercambio de datos bidireccional entre el motor y el accionamiento. Esto permite la identificación automática de los parámetros del motor, simplifica la puesta en marcha, proporciona acceso a los datos de tiempo de ejecución (como la temperatura) y facilita el diagnóstico avanzado y las estrategias de mantenimiento predictivo.

• Alta resolución: Las señales analógicas Sin/Cos de 1 Vpp ofrecen la resolución fina necesaria para un control de velocidad suave y un posicionamiento preciso.

Conexiones eléctricas e integración

La conexión se gestiona a través de una robusta caja de terminales que alberga enchufes estandarizados:

• X2 - Alimentación del motor (3 fases) y PE: Pines 1(U), 2(V), 3(W), 4(PE). Acepta cables de hasta 2,5 mm² de sección transversal. Clasificado para 3 AC 0-480V.

• X3 - Freno / Temperatura: Pines 1 y 2 (Sensor de temperatura - PTC), Pines 3 (Br- DC 0V) y 4 (Br+ DC 24V). Fundamentalmente, este motor tiene B0 (sin freno), por lo que X3 se utiliza únicamente para el sensor de temperatura del motor PTC integrado (umbral de conmutación de 130°C). Acepta cables de 1,5 mm².

• X4 - Codificador (SinCos/HIPERFACE®): Proporciona alimentación (Pin 1: Us DC 7-12V, Pin 2: GND) y líneas de señal (Pines 3: REFSIN, 4: SIN, 5: REFCOS, 6: COS, 7: RS485-, 8: RS485+). Requiere cables de hilo fino (máx. 0,25 mm²).

PRECAUCIÓN: Es fundamental prestar estricta atención a la numeración de los pines al cablear los conectores X3 y X4 para evitar daños en el motor.

Dimensiones físicas y montaje

El SM-070/010 cuenta con un diseño muy compacto:

• Longitud total (A): 201 mm (7,91 pulgadas) - Sin freno (B0) y sin ventilación superficial.

• Dimensión de montaje clave (X): 152 mm (5,98 pulgadas).

• Eje: Extremo del eje cilíndrico liso según DIN 748 (P0), tolerancia de diámetro j6. La precisión concéntrica, la coaxialidad y la carrera axial cumplen con la tolerancia N (normal) de DIN 42955.

• Opciones de montaje: Estandarizado según IEC 60034-7 (anteriormente DIN 42950): IM B5 (montado en brida), IM V1 (montado en pie, brida hacia abajo), IM V3 (montado en pie, brida hacia arriba).

Áreas de aplicación ideales

El SM-070/60/010/P0/45/S1/B0 destaca en aplicaciones que exigen un tamaño compacto, alta velocidad, aceleración rápida y posicionamiento preciso:

1. Maquinaria de embalaje de alta velocidad: Etiquetadoras, llenadoras, taponadoras, encartonadoras, envolvedoras que requieren movimientos rápidos del eje para la manipulación del producto y los cambios de formato.

2. Robótica y automatización pequeñas: Articulaciones de brazos articulados, robots SCARA, selectores delta, sistemas de pórtico donde la baja inercia y la alta dinámica son primordiales.

3. Fabricación de semiconductores y electrónica: Manipulación de obleas de precisión, colocación de componentes, montaje de PCB, conexión de cables, equipos de prueba.

4. Dispositivos médicos: Automatización de laboratorio, equipos de diagnóstico, articulaciones de robots quirúrgicos que requieren un movimiento suave y fiabilidad.

5. Impresión y conversión: Control de registro, tensado, guiado de banda, cuchillos rotativos en prensas y convertidores más pequeños.

6. Maquinaria textil: Hilado de alta velocidad, bobinado, control de hilo de precisión.

7. Automatización general: Indexación de transportadores, pequeñas mesas giratorias, accionamientos de alimentación, accionamiento de válvulas.

Comparación dentro de la serie SM-070 y ventajas clave

Tabla: Comparación de la serie SM-070 (Especificaciones clave a 6000 rpm, 400 V)

Ventajas clave resumidas:

1. Dinámica inigualable: La inercia más baja (0,48 kg·cm²) y la aceleración más alta (129.175 rad/s²) en el tamaño de brida de 70 mm, lo que permite los tiempos de ciclo más rápidos.

2. Compacidad y ligereza excepcionales: La huella física más pequeña (201 mm de longitud) y la masa más baja (2,75 kg) de su clase, lo que libera un valioso espacio en la máquina.

3. Alta precisión y suavidad: El bajo par de engranaje, la retroalimentación SinCos de alta calidad con HIPERFACE® y la robusta construcción mecánica garantizan un movimiento preciso y sin vibraciones.

4. Robustez industrial: La protección IP65, el aislamiento de clase F, la alta resistencia a golpes/vibraciones y la monitorización de temperatura integrada garantizan la fiabilidad en entornos de fábrica exigentes.

5. Integración y servicio simplificados: La autoidentificación HIPERFACE®, las conexiones estandarizadas de la caja de terminales y la preparación de cables sin herramientas agilizan la puesta en marcha y el mantenimiento.

6. Optimizado para cargas ligeras: Proporciona el rango de par ideal (1,1 Nm cont. / 4,7 Nm pico) para aplicaciones donde minimizar la inercia es más crítico que la salida de par máxima.

Conclusión

El servomotor ELAU PacDrive™ SM-070/60/010/P0/45/S1/B0 es una maravilla tecnológica en miniatura. Encarna los puntos fuertes fundamentales de la serie SM: alta dinámica, precisión, densidad de potencia y robustez, dentro de la huella de brida más pequeña de 70 mm. Su inercia ultrabaja y la aceleración resultante lo convierten en la mejor opción para aplicaciones donde la velocidad, la capacidad de respuesta y la compacidad son factores críticos de éxito. Junto con la inteligencia y la facilidad de uso que proporciona la interfaz HIPERFACE® y un diseño IP65 resistente, este motor ofrece una solución convincente para los ingenieros que diseñan la próxima generación de sistemas de automatización de alto rendimiento y optimizados para el espacio en diversas industrias. Cuando se requiere el máximo rendimiento dinámico en un paquete mínimo, el SM-070/010 destaca como un componente de ingeniería excepcional.