Серводвигатели и сервоприводы Siemens: серии, отличия и подбор
Siemens выпускает несколько поколений сервотехники, и на станках с ЧПУ они часто работают вместе. Обозначения вида 1FK7083-5AF71-1AH0 или 6SL3120-2TE21-0AA3 выглядят похоже, но за ними стоят разные семейства с разными интерфейсами обратной связи и разным способом подключения к ЧПУ. Ошибка в подборе оборачивается простоем: двигатель не «подружится» с приводом, а энкодер не будет распознан. В статье разобраны основные серии двигателей и приводов, их отличия и порядок подбора. Материал ориентирован на сервисных инженеров и специалистов по закупкам.
- Как устроена связка двигатель — привод — ЧПУ
- Серии серводвигателей Siemens
- Серии сервоприводов: SIMODRIVE 611 и SINAMICS S120
- Совместимость: обратная связь, интерфейсы, ЧПУ
- Как подобрать двигатель и привод: пошаговый порядок
- Типичные ошибки при замене и эксплуатации
- Заключение
Как устроена связка двигатель — привод — ЧПУ
Сервопривод подачи состоит из трёх частей. Система ЧПУ формирует задание по положению и скорости. Силовой модуль (сервоусилитель, или инвертор) преобразует это задание в трёхфазное напряжение нужной амплитуды и частоты. Серводвигатель отрабатывает момент, а датчик обратной связи (энкодер, резольвер или тахогенератор) сообщает реальные положение и скорость. Подробнее о принципе работы: что такое сервопривод и как им управлять.
У Siemens эта цепочка исторически строилась вокруг двух платформ. Аналоговая и ранняя цифровая SIMODRIVE 611 работала с двигателями семейства 1FT5/1FT6. Современная SINAMICS S120 работает с двигателями 1FK7 и более новыми сериями, а обратную связь передаёт по цифровой шине DRIVE-CLiQ. На станках встречаются обе платформы, а также смешанные варианты после частичной модернизации.
Поэтому подбор всегда идёт от системы целиком: сначала определяется платформа привода и ЧПУ, затем двигатель и тип энкодера. Общие принципы выбора двигателя для станка описаны в материале как выбрать серводвигатель для станка с ЧПУ.
Серии серводвигателей Siemens
В обозначении двигателя первые четыре символа задают семейство. Ниже перечислены серии, которые чаще всего встречаются при ремонте и замене на станках. Параметры конкретных исполнений (момент, скорость, класс защиты) уточняйте по каталогу Siemens и шильдику.
| Серия | Тип | Типовая платформа привода | Особенности |
|---|---|---|---|
| 1FT5 | Синхронный серводвигатель с постоянными магнитами | SIMODRIVE 611 | Предыдущее поколение; встречаются варианты с тахогенератором, датчиком положения, тормозом |
| 1FT6 | Синхронный серводвигатель | SIMODRIVE 611, SINAMICS | Развитие 1FT5; широко применялся на станках 840D |
| 1FK7 | Синхронный серводвигатель, компактное исполнение | SINAMICS S120 | Современная серия; энкодер с интерфейсом DRIVE-CLiQ в ряде исполнений |
| 1PH | Асинхронный двигатель главного привода | SIMODRIVE 611, SINAMICS | Используется как шпиндельный, а не как двигатель подач |
Серия 1FK7 рассчитана на работу с SINAMICS S120. Расшифровка обозначения включает типоразмер, длину пакета, номинальную скорость, исполнение вала, тип энкодера и наличие тормоза. Для 1FK7083-5AF71-1AH0 значение каждой позиции сверяйте с каталогом: у разных поколений кодировка отличается, а серия по номеру не определяет вариант обратной связи.
Синхронный серводвигатель серии 1FK7 для приводов SINAMICS S120. Типичный вариант для подач станков с современными системами Siemens.
Двигатели предыдущего поколения 1FT5 ещё работают на многих станках, и их замена нередко упирается в наличие вариантов с нужным датчиком. В названии позиции ниже указан вариант с тахогенератором. Тахогенератор — датчик скорости, выдающий напряжение, пропорциональное частоте вращения; в цифровых приводах его роль выполняет энкодер или резольвер.
Серводвигатель серии 1FT5 из семейства для SIMODRIVE 611. Актуален при ремонте станков с приводами прежнего поколения.
Другие двигатели и приводы по этому производителю собраны на странице Siemens, а весь ассортимент двигателей — в разделе серводвигатели.
Серии сервоприводов: SIMODRIVE 611 и SINAMICS S120
Привод — это силовой модуль, а у многоосевых систем ещё и общий питающий модуль, который выпрямляет сетевое напряжение и создаёт шину постоянного тока. Две платформы отличаются конструкцией, способом связи с ЧПУ и цифровой обратной связью.
SIMODRIVE 611 — модульная система в виде набора модулей, устанавливаемых рядом и объединённых шиной. Модули питания и силовые модули обозначаются кодами 6SC61xx. Связь с ЧПУ SINUMERIK 840D у версии 611D идёт цифровым способом, у аналоговой версии — через задание напряжением ±10 В. Платформа снята с развития, поэтому запасные модули поставляются в основном по запросу.
SINAMICS S120 — актуальная платформа. Двигательные модули (Motor Module) обозначаются кодами 6SL3120, питающие (Line Module) — 6SL31xx. Обратная связь подключается по DRIVE-CLiQ, а параметры двигателя считываются из электронной таблички энкодера. Это заметно ускоряет ввод в эксплуатацию.
| Признак | SIMODRIVE 611 | SINAMICS S120 |
|---|---|---|
| Статус | Снята с развития | Актуальная платформа |
| Код модулей | 6SC61xx | 6SL31xx (двигательные модули — 6SL3120) |
| Двигатели | 1FT5, 1FT6, 1PH | 1FK7 и другие современные серии |
| Обратная связь | Аналоговые и прежние цифровые интерфейсы, резольвер, тахогенератор | DRIVE-CLiQ с электронной табличкой двигателя |
| Типичное ЧПУ | SINUMERIK 840D, более ранние системы | SINUMERIK 840D sl, 828D |
| Диагностика | Светодиоды модулей, сообщения ЧПУ | Светодиоды, программные средства, журнал ошибок |
Ниже — по одному представителю каждой платформы. В названии карточки SIMODRIVE указаны токи модуля 6/12 А, для точных данных используйте документацию на конкретный артикул.
Силовой модуль платформы SIMODRIVE 611. Нужен при ремонте станков, где остались приводы прежнего поколения.
Двигательный модуль линейки SINAMICS S120 (код 6SL3120). Работает с двигателями 1FK7 через DRIVE-CLiQ.
Полный список доступных модулей — в разделе сервоприводы. О типовых отказах S120 читайте в статье сервоприводы Siemens SINAMICS: типовые отказы.
Совместимость: обратная связь, интерфейсы, ЧПУ
Самая частая причина неработающей замены — несовпадение типа датчика обратной связи. Проверяйте четыре уровня.
- Платформа привода. Двигатель 1FK7 рассчитан на SINAMICS, а 1FT5 — на SIMODRIVE 611. Установка двигателя другого поколения требует замены привода или согласующих элементов и перенастройки.
- Тип датчика. Резольвер, инкрементальный энкодер sin/cos, абсолютный энкодер и энкодер с DRIVE-CLiQ подключаются к разным входам и требуют разных параметров. Об отличиях читайте в статьях чем резольвер отличается от энкодера и интерфейсы энкодеров.
- Версия ЧПУ и ПО привода. Станки SINUMERIK 840D и 840D sl используют разные платформы; версия прошивки влияет на набор поддерживаемых двигателей.
- Механика. Посадочный фланец, диаметр и исполнение вала (гладкий или со шпоночным пазом), наличие стояночного тормоза.
Стояночный тормоз удерживает вертикальную ось при отключенном питании. Двигатель с тормозом и без него конструктивно различается, поэтому в номере они будут разными. Ниже — двигатель 1FT5 с тормозом, если на станке стоит такой вариант.
Серводвигатель серии 1FT5, вариант из семейства с тормозом. Подходит для осей, которые должны удерживаться при снятом питании.
Если датчик нужно заменить отдельно от двигателя, ориентируйтесь на статью подбор энкодера по серводвигателю и на раздел энкодеры.
Как подобрать двигатель и привод: пошаговый порядок
- Снимите данные с шильдика. Полный заказной номер, серийный номер, номинальные момент, скорость и ток. Сфотографируйте шильдик двигателя и привода.
- Определите платформу. По коду модулей (6SC61 или 6SL31) и по ЧПУ. Это задаёт семейство двигателей.
- Уточните тип обратной связи. Проверьте, что в заказном номере нового двигателя указан тот же тип датчика, что был у прежнего.
- Сверьте механику. Фланец, вал, тормоз, класс защиты и способ подключения (разъём или клеммная коробка).
- Проверьте запас привода. Номинальный и пиковый токи модуля должны покрывать требования двигателя. Запас по току определяется руководством к станку и режимом работы.
- Проверьте питание. Состояние питающего модуля и блока управляющего питания 24 В. Для таких задач подойдут блоки питания.
- Убедитесь в исправности двигателя перед заказом. Чек-лист приведён в статье проверка серводвигателя перед заказом.
Перед закупкой запросите у поставщика подтверждение совместимости по полному номеру и сроки поставки. Как планировать закупку с учётом логистики, описано в статье сроки поставки запчастей.
Типичные ошибки при замене и эксплуатации
- Подбор по типоразмеру без проверки датчика. Двигатель физически встаёт на место, но привод не видит обратную связь и выдаёт ошибку энкодера.
- Замена только двигателя при неисправном приводе. Если причиной отказа была неисправность силового модуля или короткое замыкание в кабеле, новый двигатель может выйти из строя. Диагностику начинайте с измерения изоляции и проверки кабеля.
- Игнорирование питания 24 В. Просадки управляющего питания вызывают самопроизвольные отключения и потерю связи по DRIVE-CLiQ. Проверьте источник, например блок SITOP, и качество соединений.
- Неправильные параметры после замены. Для SINAMICS S120 данные двигателя считываются автоматически, но для двигателей без электронной таблички или при смене платформы параметры вводятся вручную.
- Перегрев. Загрязнённые радиаторы и вентиляторы приводят к аварийным остановам по температуре. Подробнее — причины перегрева серводвигателя.
- Работа с неисправным тормозом. Залипание тормоза приводит к перегрузке двигателя при отпускании оси. Проверяйте напряжение на катушке тормоза и отсутствие механического износа.
Стабилизированный блок питания серии SITOP для цепей управления. Используется в шкафах с приводами Siemens.
Если привод уходит в аварию и причина неясна, сверьтесь с кодами ошибок системы: SINUMERIK 840D: коды ошибок и SINUMERIK 828D: ошибки. Общий порядок проверки описан в материале диагностика сервосистемы ЧПУ.
FAQ: частые вопросы
Чем серводвигатель 1FK7 отличается от 1FT5?
1FK7 — современная серия для приводов SINAMICS S120, в ряде исполнений с интерфейсом DRIVE-CLiQ. 1FT5 относится к прежнему поколению и работает с SIMODRIVE 611. Точный вариант определяется по полному заказному номеру.
Можно ли подключить двигатель 1FK7 к приводу SIMODRIVE 611?
Как правило, нет: разные платформы и интерфейсы обратной связи. Возможность такой замены проверяйте по документации Siemens и на уровне всей системы, включая ЧПУ.
Что значит код 6SL3120 в номере привода?
Это двигательные модули (Motor Module) линейки SINAMICS S120. Конкретные токи и число осей уточняйте по полному заказному номеру и каталогу.
Как определить, какая платформа привода стоит на станке?
Посмотрите код на шильдике модуля: 6SC61 — SIMODRIVE 611, 6SL31 — SINAMICS S120. Дополнительно ориентируйтесь на модель ЧПУ и документацию станка.
Что проверить перед заказом замены серводвигателя Siemens?
Полный номер на шильдике, тип датчика обратной связи, наличие тормоза, посадочные размеры и совместимость с приводом. Также убедитесь, что причина отказа не в приводе или кабеле.
Заключение
Серводвигатели и сервоприводы Siemens нужно подбирать как единую систему. Сначала определите платформу — SIMODRIVE 611 или SINAMICS S120, затем серию двигателя, тип обратной связи и механические параметры. Экономия времени на сверке полного заказного номера обычно обходится дешевле, чем повторная закупка и простой станка.
Если вам нужна помощь с идентификацией оборудования, подбором двигателя или привода либо с диагностикой неисправности, обратитесь к специалистам ООО «Эффективное производство»: пришлите фото шильдиков, и мы подскажем варианты и сроки поставки.
Связанные материалы
Читайте также
Использование рециркулятора воздуха помогает бороться с возникновением очагов заражения в офисах. Плохая вентиляция, большое количество людей в замкнутом пространстве — все это приводит к тому, что работники начинают болеть один за другим. В итоге работа простаивает, нужно оплачивать больничные.
Чтобы не допустить массового заражения сотрудников, нужно очищать воздух. В этой статье мы расскажем о том, как выбрать бактерицидный рециркулятор для офиса.
При современном уровне автоматизации производства и стремлению к увеличению его эффективности, на первый план выходит контроль качества работы оборудования. Контактные измерительные системы (ИС) для станков, оснащенных ЧПУ, стали неотъемлемым элементов множества техпроцессов. В статье расскажем про их классификацию и практическом применении.