Assistenza e riparazione del motore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2

L’assistenza e riparazione del motore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 comprende la diagnostica della parte elettromeccanica, dell’encoder, degli avvolgimenti, dei cuscinetti, dei connettori e della cooperazione tra il servomotore e l’azionamento. Questo modello della famiglia SIMOTICS S 1FK7 Compact lavora più spesso negli assi di macchine CNC, nei sistemi di posizionamento, nell’automazione di produzione, nella robotica e nelle applicazioni che richiedono una regolazione precisa della coppia. Il guasto di un motore di questo tipo raramente è solo un problema meccanico. Molto spesso riguarda anche la retroazione, il cavo dell’encoder, la parametrizzazione dell’azionamento o una meccanica dell’asse sovraccaricata.

Per il reparto manutenzione è fondamentale stabilire rapidamente se il problema è causato dal motore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2, dal servoazionamento, dai cavi, dall’encoder, dal giunto o dal sistema meccanico della macchina. In RGB Elektronika eseguiamo diagnostica, riparazione, rigenerazione, test funzionali e valutazione della convenienza della futura operatività dei servomotori Siemens 1FK7 Compact.

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Motore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 nei sistemi servoazionati
e nell’automazione industriale

Che cos’è il servomotore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 e dove lavora?

Il servomotore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 è un motore sincrono a magneti permanenti, destinato ad applicazioni servoazionate precise. La costruzione 1FK7 Compact è stata progettata per garantire una struttura compatta, una buona dinamica, un’elevata capacità di sovraccarico e un funzionamento stabile nei sistemi che richiedono un posizionamento accurato.

I servomotori di questa famiglia collaborano con convertitori e servoazionamenti Siemens SINAMICS, soprattutto nelle applicazioni in cui sono importanti la fluidità del movimento, la ripetibilità della posizione, il controllo della coppia e la rapida risposta dell’asse. Negli stabilimenti produttivi il modello 1FK7083-5AF71-1AG2 si trova, tra l’altro, in macchine utensili CNC, linee di confezionamento, robotica, sistemi di trasporto, macchine speciali
e postazioni di assemblaggio automatizzate.

Il guasto di un motore di questo tipo può fermare un intero asse o tutto il processo. Per questo l’assistenza del Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 dovrebbe comprendere non solo la sostituzione degli elementi usurati, ma anche la verifica della causa del problema nel contesto dell’intero sistema di azionamento.

Dati tecnici principali del Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2

Il modello Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 appartiene alla versione 1FK7 Compact. È un servomotore sincrono trifase destinato ad applicazioni industriali in cui sono importanti la precisione del movimento
e una caratteristica di coppia stabile.

I parametri operativi più importanti di questo modello sono:

• famiglia: SIMOTICS S 1FK7 Compact,
• tipo di motore: servomotore sincrono a magneti permanenti,
• coppia nominale: circa 16 Nm,
• velocità nominale: 3000 giri/min,
• potenza nominale: circa 3,30 kW,
• corrente: circa 7,4 A,
• raffreddamento: naturale,
• montaggio: a flangia IM B5 / IM V1 / IM V3,
• altezza d’asse: 80 mm,
• albero: liscio
• freno di stazionamento: assente,
• encoder: incrementale sin/cos 1 Vpp, 2048 impulsi per giro,
• connettori: connettori di potenza e di segnale orientabili di 270°,
• grado di protezione: IP65, con flangia lato azionamento IP67.

Questi dati sono importanti durante la diagnostica, perché permettono di valutare il corretto funzionamento del motore, scegliere le procedure di misura appropriate e verificare la conformità con l’applicazione. Nei servomotori Siemens 1FK7 sono particolarmente importanti le misure degli avvolgimenti, il controllo dell’isolamento, la verifica dell’encoder, la valutazione dei cuscinetti e il test di cooperazione con l’azionamento.

Perché un guasto del servomotore Siemens 1FK7 può fermare la produzione?

Il servomotore in un asse macchina non è responsabile solo della rotazione dell’albero. In pratica è un elemento di un anello di regolazione chiuso, in cui azionamento, encoder, cavi, meccanica dell’asse e controllo CNC o PLC devono funzionare come un unico sistema. Se il segnale di retroazione è instabile, l’azionamento può segnalare errori, fermare l’asse o impedire il riferimento della macchina.

Per la manutenzione il problema spesso si presenta in modo simile: la macchina perde il riferimento, compaiono allarmi dell’asse, il motore inizia a funzionare in modo irregolare, dopo il riscaldamento compare un errore di posizionamento oppure l’azionamento segnala sovraccarico. In una situazione del genere, la sola sostituzione del motore senza diagnostica potrebbe non risolvere il problema,
se la causa è il cavo dell’encoder, un modulo di potenza danneggiato, un giunto usurato o resistenze meccaniche eccessive.

Se il motore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 ferma un asse di produzione, conviene eseguire una diagnostica prima di acquistare un nuovo dispositivo. Questo permette di ridurre il rischio di sostituire il componente sbagliato e di accorciare il tempo di fermo.

Assistenza e riparazione del motore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 – sintomi, diagnostica e riparazione

Quali sintomi indicano un guasto del Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2?

La riparazione del Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 è più spesso necessaria quando compaiono errori legati a posizione, retroazione, temperatura, coppia o meccanica del motore. Non ogni sintomo indica subito un danno agli avvolgimenti. Nei servomotori industriali si guastano molto spesso anche cuscinetti, encoder, connettori, cavi di segnale o elementi che collaborano con l’asse.

Errori dell’encoder, perdita di riferimento e funzionamento instabile dell’asse

Una delle aree diagnostiche più importanti è la diagnostica dell’encoder Siemens 1FK7083. Il modello 1FK7083-5AF71-1AG2 utilizza un encoder incrementale sin/cos 1 Vpp con risoluzione di 2048 impulsi per giro. Un segnale encoder non corretto può causare perdita del riferimento, errori di posizionamento, strattoni dell’asse, funzionamento instabile a basse velocità e allarmi sul lato del servoazionamento.

I sintomi tipici dei problemi di retroazione sono:

• errori dell’encoder segnalati dall’azionamento,
• perdita della posizione dopo il riferimento dell’asse,
• funzionamento instabile a bassa velocità,
• strattoni durante l’accelerazione o la frenata,
• errore che compare solo dopo il riscaldamento del motore,
• comunicazione non corretta tra motore e servoazionamento,
• arresti casuali dell’asse durante il ciclo produttivo.

In una situazione del genere bisogna verificare non solo l’encoder stesso, ma anche il connettore di segnale, la schermatura del cavo, la qualità dei segnali sin/cos, lo stato del fissaggio meccanico dell’encoder e la stabilità del funzionamento dell’azionamento.

Rumore dei cuscinetti, surriscaldamento e calo della coppia

Il secondo gruppo di guasti riguarda la parte elettromeccanica. Cuscinetti usurati possono causare rumore, aumento delle vibrazioni, temperatura di lavoro più elevata, eccentricità dell’albero e peggioramento della stabilità dell’asse. Nei casi estremi, un danno meccanico può trasferirsi all’encoder o provocare ulteriori danni all’interno del motore.

I sintomi che dovrebbero spingere a inviare il servomotore in diagnostica includono, tra gli altri:

• rumore insolito durante il funzionamento,
• giochi meccanici percepibili, giochi meccanici percepibili,
• aumento delle vibrazioni dell’asse,
• surriscaldamento degli avvolgimenti,
• calo della coppia,
• sovraccarichi dell’asse,
• peggioramento della precisione di posizionamento,
• allarmi che compaiono sotto carico.

Non conviene ignorare il rumore dei cuscinetti o gli errori periodici di posizionamento. Nelle applicazioni CNC
e nell’automazione di produzione, un piccolo guasto del servomotore può rapidamente trasformarsi in un’avaria che ferma l’intera linea.

Diagnostica dell’encoder Siemens 1FK7083 e del sistema di retroazione

Nell’assistenza dei servomotori Siemens 1FK7 Compact è fondamentale verificare se l’azionamento riceve un segnale di retroazione corretto e stabile. L’encoder sin/cos 1 Vpp deve generare forme d’onda corrette,
e la loro qualità influisce direttamente sul comportamento dell’asse. Disturbi, interruzioni nel cavo, danneggiamento del connettore o instabilità del segnale possono dare sintomi simili a un guasto dell’azionamento.

La diagnostica dovrebbe includere:

• controllo del connettore dell’encoder e del cavo di segnale,
• verifica della qualità dei segnali sin/cos,
• controllo della stabilità del segnale in diverse condizioni operative,
• valutazione del collegamento meccanico dell’encoder con l’albero,
• controllo dell’influenza della temperatura sul funzionamento della retroazione,
• test di cooperazione del motore con il servoazionamento.

Molti errori interpretati come motore danneggiato possono derivare dal cavo, dal connettore, dalla schermatura, dalla parametrizzazione dell’azionamento o dal modulo di potenza. Per questo la diagnostica dovrebbe coprire tutto il percorso di azionamento,
e non solo le misure di base della resistenza degli avvolgimenti.

Ambito dell’assistenza per servomotori Siemens 1FK7 Compact

L’assistenza dei servomotori Siemens 1FK7 dovrebbe essere svolta per fasi. Prima bisogna confermare lo stato elettrico e meccanico del motore, e solo dopo decidere la riparazione, la rigenerazione o la sostituzione degli elementi.

Nel caso del modello Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2, l’ambito del servizio tecnico può includere:

• misure della resistenza degli avvolgimenti,
• misura della resistenza di isolamento,
• controllo della simmetria delle fasi,
• verifica del sensore di temperatura,
• valutazione dello stato dei magneti permanenti,
• controllo dei cuscinetti,
• misura dell’eccentricità dell’albero,
• verifica dei giochi meccanici,
• controllo del connettore di potenza e del connettore dell’encoder,
• pulizia dell’interno del motore,
• sostituzione dei cuscinetti,
• controllo e sostituzione delle guarnizioni,
• test dei segnali dell’encoder,
• prova di funzionamento con l’azionamento,
• test funzionali dopo la riparazione.

Dopo la riparazione il servomotore dovrebbe essere controllato per fluidità di rotazione, stabilità della retroazione, comunicazione corretta con l’azionamento e comportamento dei parametri durante il funzionamento.
Per uno stabilimento produttivo questo test è importante, perché riduce il rischio di un nuovo arresto della macchina dopo il montaggio del motore sulla linea.

Riparazione, rigenerazione o acquisto del motore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2?

La decisione tra riparazione e acquisto dipende dallo stato tecnico del motore, dalla disponibilità delle parti, dal tempo di fermo e dal costo della sostituzione. In molti casi la riparazione del motore Siemens 1FK7 Compact è una soluzione ragionevole, soprattutto quando il danno riguarda cuscinetti, connettori, cavi, guarnizioni, encoder o elementi rigenerabili.

La riparazione o la rigenerazione ha senso quando:

• il motore è adattato alla macchina esistente e alla parametrizzazione dell’azionamento,
• non c’è tempo per una lunga attesa di un nuovo modello,
• il guasto può essere eliminato tramite intervento di assistenza,
• è importante mantenere la compatibilità meccanica ed elettrica,
• il costo del fermo è superiore al costo della diagnostica e della riparazione.

L’acquisto di un ricambio vale la pena di essere considerato quando il motore presenta gravi danni meccanici, danni agli avvolgimenti non convenienti da riparare, una struttura dei magneti compromessa o quando lo stabilimento necessita di un sostituto immediato per riavviare la produzione. In pratica, spesso una buona soluzione è procedere in parallelo: diagnostica del servomotore danneggiato e verifica della disponibilità di un sostituto o di un dispositivo ricondizionato.

RGB Elektronika supporta gli stabilimenti industriali in diversi scenari: riparazione, assistenza, rigenerazione, diagnostica, modernizzazione, scelta del ricambio e acquisto di dispositivi danneggiati. In questo modo il reparto manutenzione può scegliere una soluzione adatta alla situazione produttiva, non solo al numero di catalogo.

Come preparare un servomotore Siemens per la spedizione al servizio tecnico?

Prima di inviare il motore Siemens 1FK7083-5AF71-1AG2 al servizio tecnico, conviene descrivere i sintomi del guasto
e le condizioni in cui il problema si verifica. L’informazione se l’errore compare subito dopo l’avvio,
dopo il riscaldamento, a bassa velocità, sotto carico o durante il riferimento dell’asse può ridurre notevolmente i tempi di diagnostica.

Alla richiesta conviene allegare:

• numero completo del modello dalla targhetta,
• descrizione della macchina o dell’applicazione,
• informazione sull’azionamento Siemens SINAMICS associato,
• codici errore dall’azionamento o dal controllo CNC,
• descrizione dei sintomi meccanici, come rumore, vibrazioni o giochi,
• informazione se il problema compare dopo il riscaldamento,
• foto dei connettori, dell’albero e della targhetta.

Una richiesta preparata in questo modo facilita la valutazione se sarà necessaria una rigenerazione completa, la riparazione dell’encoder, la sostituzione dei cuscinetti, il test dei cavi, il controllo degli avvolgimenti o un’analisi aggiuntiva della cooperazione con l’azionamento.

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