Motor servo SIMOTICS S của Siemens là dòng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu được thiết kế cho các ứng dụng đòi hỏi độ chính xác cao và chuyển động động học phức tạp. Đây là lựa chọn hàng đầu cho định vị điều khiển vị trí, truyền động đồng hồ, điều khiển quỹ đạo, thiết bị xử lý và máy công cụ.

​

Tính năng kỹ thuật chính Motor servo SIMOTICS S

SIMOTICS S servomotor nổi bật với khả năng động học cao, kích thước nhỏ gọn, hiệu suất cao và độ bền vượt trội. Dòng motor này được thiết kế với các đặc tính kỹ thuật ưu việt bao gồm khả năng quá tải lên đến 300%, encoder được tách rời cơ học để chống sốc và rung động, cùng giao diện DRIVE-CLiQ kỹ thuật số với bảng thông số điện tử.

Thông số	1FK2	1FK7	1FL6	1FT2/1FT7
Mô-men dừng	0.16 – 16 Nm	0.2 – 48 Nm (CT)	0.16 – 33.4 Nm	2 – 280 Nm
Công suất định mức	0.05 – 3.3 kW	0.05 – 8.2 kW	0.05 – 7.0 kW	0.88 – 45.5 kW
Tốc độ định mức	3000 rpm	2000 – 6000 rpm	2000 – 5000 rpm	1500 – 6000 rpm
Tốc độ tối đa	8000 rpm	6000 rpm	5000 rpm	6000 rpm
Chiều cao trục (SH)	20 – 100 mm	20 – 100 mm	20 – 90 mm	36 – 132 mm
Độ phân giải encoder	22-bit tuyệt đối	13-24 bit	13-21 bit	24-26 bit
Cấp bảo vệ IP	IP64	IP64/IP65 (IP67 tùy chọn)	IP65	IP64 – IP67
Khả năng quá tải	300%	300%	300%	300%
Hiệu suất	Không rõ	Lên đến 94%	Không rõ	93%+
Phương thức làm mát	Tự nhiên	Tự nhiên, cưỡng bức	Tự nhiên	Tự nhiên, cưỡng bức, nước
Loại đầu nối	M17 xoay được	RJ45/M12/M17 xoay được	M12/RJ45 xoay được	M17 xoay được
Giao diện truyền thông	DRIVE-CLiQ	DRIVE-CLiQ	DRIVE-CLiQ / Analog	DRIVE-CLiQ
Số cực từ	4-10 cực	4-10 cực	4-8 cực	4-10 cực
Phanh giữ	Tùy chọn	Tùy chọn	Tùy chọn	Tùy chọn
Kết hợp biến tần	SINAMICS S210/S120	SINAMICS S110/S120	SINAMICS V90/S120	SINAMICS S120/S150

​

Các dòng sản phẩm SIMOTICS S

Bảng tóm tắt các dòng SIMOTICS S

Dòng 1FK2 được thiết kế đặc biệt để hoạt động với biến tần SINAMICS S210, tạo thành hệ thống servo hoàn chỉnh. Dòng này có ba phiên bản chính: Compact cho điều khiển ổn định với khối lượng trung bình đến cao, High Dynamic cho ứng dụng đòi hỏi đáp ứng nhanh với khối lượng di chuyển nhỏ, và High Inertia cho điều khiển mạnh mẽ với tải quán tính cao và thay đổi.​

Ứng dụng tiêu biểu của dòng 1FK2 bao gồm máy đóng gói, thiết bị xử lý vật liệu, thiết bị cấp và rút liệu, đơn vị xếp chồng, máy lắp ráp tự động, tự động hóa phòng thí nghiệm, công nghiệp chế biến gỗ thủy tinh và gốm sứ, cùng máy in kỹ thuật số. Đặc biệt, phiên bản với thiết kế vệ sinh được sử dụng trong công nghiệp dược phẩm và thực phẩm cho các ứng dụng trộn khuấy, điều hòa không khí thông gió, định lượng và đóng chai.​

SIMOTICS S-1FK7

SIMOTICS S-1FK7 là lựa chọn tối ưu cho các ứng dụng điều khiển chuyển động cần giải quyết dễ dàng và tiết kiệm chi phí với dải mô-men xoắn từ 0.18 đến 48 Nm. Dòng này có ba phiên bản khác nhau: Compact (CT) với thiết kế rất nhỏ gọn, High Dynamic (HD) với mô-men quán tính cực thấp cho ứng dụng đòi hỏi đáp ứng động cao, và High Inertia (HI) với mô-men quán tính rotor cao được thiết kế đặc biệt cho trục cấp liệu với tải quán tính cao hoặc thay đổi.​

Các ứng dụng chính của SIMOTICS S-1FK7 bao gồm định vị theo điểm, điều khiển cam (camming), nội suy chính xác cao, đồng bộ góc và điều khiển quỹ đạo trong máy công cụ. Hệ thống encoder cực kỳ chính xác cho phép thực hiện các chức năng này với độ chính xác cao.​

SIMOTICS S-1FL6

Dòng 1FL6 được chia thành hai phiên bản chính: Low Inertia và High Inertia. Phiên bản Low Inertia với chiều cao trục SH 20 đến SH 50 cung cấp hiệu suất động cao và gia tốc nhanh nhờ mô-men quán tính rất thấp, phù hợp cho các ứng dụng cần thời gian chu kỳ ngắn với tốc độ tối đa lên đến 5000 rpm. Phiên bản High Inertia với chiều cao trục SH 45 đến SH 90 đảm bảo hoạt động mượt mà với độ chính xác mô-men cao hơn và gợn sóng tốc độ thấp, cung cấp mô-men xoắn lên đến 33.4 Nm.​

Các ứng dụng tiêu biểu của SIMOTICS S-1FL6 bao gồm máy xử lý như máy pick and place, máy đóng gói như máy dán nhãn và máy đóng gói ngang, máy cắt, máy khoan và máy tiện, băng tải, và thiết bị in. Thiết kế chắc chắn với đầu nối kim loại chất lượng cao và phớt dầu tiêu chuẩn giúp motor chịu đựng môi trường khắc nghiệt.​

SIMOTICS S-1FT2

SIMOTICS S-1FT2 là phiên bản nâng cao với encoder quang học 26-bit cung cấp độ chính xác và hiệu suất động cao nhất. Dòng này có hai phiên bản: High Dynamic cho ứng dụng động cao với khối lượng di chuyển nhỏ, và Compact cho điều khiển chính xác ổn định với khối lượng trung bình đến cao. Các phiên bản tùy chọn được thiết kế cho điều kiện môi trường khắc nghiệt hơn với tốc độ tối đa được tăng lên và các phiên bản tối ưu hóa cho tốc độ định mức cao hơn và thấp hơn.​

Ứng dụng của SIMOTICS S-1FT2 bao gồm trục cấp liệu và trục phụ trong máy công cụ, robot và thiết bị xử lý, máy đóng gói, thiết bị cấp và rút liệu, máy lắp ráp tự động, tự động hóa phòng thí nghiệm, công nghiệp chế biến gỗ thủy tinh và gốm sứ, cùng máy in kỹ thuật số. Cấp bảo vệ IP67 cao và các lớp phủ motor khác nhau làm cho giải pháp này phù hợp để sử dụng trong môi trường khắc nghiệt hơn.

Hệ thống encoder

SIMOTICS S servomotor được trang bị nhiều loại encoder tùy chọn để đáp ứng yêu cầu ứng dụng. Encoder tăng dần TTL 2500 S/R và encoder tuyệt đối 20-bit single-turn + 12-bit multi-turn là các tùy chọn phổ biến cho dòng High Inertia. Dòng Low Inertia sử dụng encoder tăng dần 2500 S/R và encoder tuyệt đối 21-bit single-turn. Encoder quang học 26-bit trên dòng 1FT2 cung cấp độ chính xác và hiệu suất động học cao nhất.​

Ứng dụng thực tế

SIMOTICS S servomotor được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Các ứng dụng tiêu biểu bao gồm trục cấp liệu và trục phụ trong máy công cụ, robot và thiết bị xử lý vật liệu, máy đóng gói, thiết bị cấp và rút liệu, máy lắp ráp tự động, tự động hóa phòng thí nghiệm, công nghiệp chế biến gỗ, thủy tinh và gốm sứ, cùng máy in kỹ thuật số.

Dòng	Mô-men xoắn	Đặc điểm chính	Ứng dụng tiêu biểu
1FK2	0.16 – 16 Nm	Chuẩn hóa cho S210; encoder 22-bit; đầu nối M17 chắc chắn; độ gợn mô-men thấp	Máy đóng gói, dược phẩm, thực phẩm, xử lý vật liệu, lắp ráp tự động
1FK7	0.18 – 48 Nm	Ba phiên bản CT/HD/HI; encoder thay thế được; IP64/65/67; hiệu suất đến 94%	Máy công cụ, định vị chính xác, điều khiển cam, nội suy, trục cấp liệu
1FL6	0.16 – 33.4 Nm	Tốc độ cao (5000 rpm); encoder 21-bit; thiết kế nhỏ gọn; hoạt động êm	Máy pick & place, dán nhãn, đóng gói ngang, băng tải, máy in
1FT2	Không rõ	Encoder 26-bit cao nhất; IP67 toàn bộ motor; kháng hóa chất tăng cường	Máy công cụ cao cấp, robot, lắp ráp tự động, môi trường khắc nghiệt

​So sánh 1FK2 vs 1FK7

1FK7 cung cấp độ đa dạng tùy chọn cao nhất với nhiều tốc độ định mức, phanh tăng cường, nhiều loại encoder (14-24 bit), sử dụng trong môi trường nổ, và nhiều màu sơn. 1FK2 hỗ trợ các cấu hình tiêu chuẩn phổ biến nhất với độ đa dạng thấp giúp dễ dàng lựa chọn, được tối ưu cho S120 Combi, và có ưu thế kỹ thuật về mô-men dừng và độ gợn mô-men

Ưu điểm vượt trội

Motor servo SIMOTICS S mang lại nhiều lợi ích đáng kể cho người sử dụng. Thời gian điều chỉnh và định vị ngắn, khả năng bù trừ nhiễu nhanh chóng và chính xác, điều khiển vòng kín ổn định với đáp ứng động cao là những điểm mạnh chính. Điều này đạt được nhờ chu kỳ điều khiển nhanh, tần số xung cao, thuật toán điều khiển phức tạp, encoder quang học độ phân giải cao nhất, mô-men quán tính thấp và khả năng quá tải cao.​

Khả năng tích hợp

SIMOTICS servomotor được thiết kế để tích hợp tối ưu với hệ thống truyền động và điều khiển của Siemens. Các motor này hoạt động hoàn hảo với biến tần SINAMICS và hệ thống điều khiển SIMATIC, SINUMERIK và SIMOTION. Giao diện DRIVE-CLiQ cho phép truyền dữ liệu nhanh chóng và giám sát thông tin motor quan trọng một cách minh bạch.​

Thiết kế và độ bền

Motor SIMOTICS S có thiết kế chắc chắn với đầu nối kim loại chất lượng cao và phớt dầu tiêu chuẩn, có khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt. Các motor được kết nối thông qua đầu nối xoay được và cáp được lắp ráp sẵn để đảm bảo kết nối linh hoạt, nhanh chóng và an toàn với biến tần. Encoder có thể thay thế tại hiện trường và kết nối nhanh xoay được giúp thuận tiện cho lắp đặt và bảo trì.​

Phương thức làm mát

SIMOTICS S servomotor cung cấp nhiều phương thức làm mát khác nhau để phù hợp với yêu cầu ứng dụng. Các tùy chọn bao gồm làm mát tự nhiên, làm mát cưỡng bức và làm mát bằng nước, cho phép motor hoạt động ổn định trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau.

​So sánh hiệu suất (moment/sức mạnh) cho ứng dụng đóng gói tốc cao

Cho ứng dụng đóng gói tốc độ cao, hiệu suất motor servo được đánh giá qua mật độ mô-men, khả năng gia tốc và đặc tính quá tải. Dưới đây là so sánh chi tiết các dòng SIMOTICS S phù hợp cho ứng dụng này

Tiêu chí	1FK2 Compact/HD	1FK7 HD	1FL6 Low Inertia	1FT2 HD
Khả năng quá tải	300%	300%	300%	400% (làm mát tự nhiên)
Mô-men quán tính	Rất thấp (HD)	Cực thấp (HD)	Rất thấp	Thấp nhất
Khả năng gia tốc	Rất cao	Cực cao	Cao	Cao nhất
Độ gợn mô-men	Rất thấp	Thấp	Thấp	Cực thấp
Thời gian chu kỳ	Rất ngắn	Rất ngắn	Ngắn	Cực ngắn
Mật độ công suất	0.05-3.3 kW @ SH20-100	0.05-8.2 kW @ SH20-100	0.05-7.0 kW @ SH20-90	0.88-45.5 kW @ SH36-132
Tốc độ tối đa	8000 rpm	6000 rpm	5000 rpm	6000 rpm
Cấp bảo vệ	IP64	IP64/65 (IP67 tùy chọn)	IP65	IP67 toàn motor
Phù hợp pick & place	Tuyệt vời	Tuyệt vời	Rất tốt	Xuất sắc
Chi phí	Thấp-Trung bình	Trung bình	Thấp	Cao

Phân tích hiệu suất theo ứng dụng cụ thể

Máy đóng gói pick-and-place tốc độ cao

Khuyến nghị hàng đầu: 1FK2 HD hoặc 1FK7 HD

SIMOTICS S-1FK7 HD được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng có thời gian chu kỳ rất ngắn trong máy đóng gói nhờ khả năng quá tải cao và mô-men quán tính thấp. Motor 1FK7 HD có 14 loại với dải mô-men từ 1.3 đến 28 Nm và tốc độ định mức lên đến 6000 rpm, đảm bảo khả năng gia tốc cực cao.​

Motor 1FK2 HD có mô-men quán tính thấp cho ứng dụng đòi hỏi đáp ứng nhanh với khối lượng di chuyển nhỏ, lý tưởng cho ứng dụng pick-and-place. Đặc biệt, 1FK2 có độ gợn mô-men thấp hơn 1FK7, giúp chất lượng chuyển động mượt mà hơn và giảm rung động.​

Máy dán nhãn và đóng gói ngang

Khuyến nghị: 1FL6 Low Inertia hoặc 1FK2 Compact

SIMOTICS S-1FL6 Low Inertia với tốc độ tối đa 5000 rpm và mô-men quán tính rất thấp phù hợp cho các ứng dụng dán nhãn, đóng gói ngang đòi hỏi gia tốc nhanh và thời gian chu kỳ ngắn. Thiết kế nhỏ gọn và nhẹ giúp dễ dàng lắp đặt trong không gian hạn chế.​

Motor 1FK2 Compact với chiều dài ngắn nhất trong phân khúc và khả năng quá tải 300% cung cấp điều khiển chính xác ổn định cho khối lượng trung bình đến cao. Encoder 22-bit AS22DQC đảm bảo độ chính xác định vị cao.​

Máy đóng gói thực phẩm/dược phẩm

Khuyến nghị: 1FS2 Stainless Steel (phiên bản đặc biệt của 1FK2)

SIMOTICS S-1FS2 được thiết kế đặc biệt cho công nghiệp thực phẩm, đồ uống và dược phẩm với vỏ inox 1.4404 (AISI 316/316L), phớt EPDM và mỡ bôi trơn NSF H1. Motor có công suất 0.45-2 kW với mô-men 3.1-14 Nm, cấp bảo vệ IP66/67 toàn bộ motor và IP69k (30 bar) ở thân motor.​

Khả năng động cao nhờ mô-men quán tính thấp cùng khả năng quá tải cao phù hợp cho ứng dụng pick-and-place và di chuyển tải nặng chính xác. Motor có thể chịu được quy trình CIP (clean-in-place) và tất cả các chất tẩy rửa thương mại.​

Trục cấp liệu tốc độ cao

Khuyến nghị: 1FT2 HD hoặc 1FK7 HI

SIMOTICS S-1FT2 HD với khả năng quá tải 400% (làm mát tự nhiên) và encoder 26-bit cung cấp hiệu suất cao nhất cho trục cấp liệu trong máy công cụ và máy đóng gói cao cấp. IP67 toàn bộ motor giúp bảo vệ tốt trong môi trường khắc nghiệt.​

Motor 1FK7 HI với mô-men quán tính rotor cao cung cấp đáp ứng điều khiển thoải mái cho tải quán tính cao hoặc thay đổi. Cài đặt bộ điều khiển mặc định đủ đảm bảo chất lượng bề mặt tốt khi sử dụng trên trục cấp liệu.​

Đường cong mô-men-tốc độ

Đường cong đặc tính servo motor có hai vùng chính:​

Vùng hoạt động liên tục (S1): Giới hạn bởi đường cong nhiệt 60K và 100K, motor có thể hoạt động ở chu kỳ làm việc 100%. Vùng này bao gồm vùng không suy giảm từ công suất (không field weakening) từ 0 đến n_rated và vùng field weakening từ n_rated đến n_max.​

Vùng đỉnh tạm thời (S3): Giới hạn bởi M_max, motor có thể hoạt động ở chu kỳ làm việc thấp hơn (S3-25%, S3-40%, S3-60%). Đây là vùng quan trọng cho ứng dụng đóng gói tốc độ cao đòi hỏi gia tốc nhanh và thời gian chu kỳ ngắn.​

Lợi ích hiệu suất cho đóng gói

Các motor SIMOTICS S cung cấp nhiều lợi ích cho đóng gói tốc độ cao:​

Thời gian điều chỉnh ngắn: Chu kỳ điều khiển nhanh và tần số xung cao giúp giảm thời gian định vị. Khả năng bù trừ nhiễu nhanh chóng và chính xác đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định.​

Hiệu suất năng lượng: Motor 1FK7 đạt hiệu suất lên đến 94%, giúp giảm chi phí vận hành và phát thải nhiệt. Điều khiển vòng kín ổn định với đáp ứng động cao tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng.​

Độ tin cậy cao: Encoder tách rời cơ học chống sốc và rung động, thiết kế chắc chắn với IP64-IP67 đảm bảo hoạt động liên tục trong môi trường đóng gói khắc nghiệt.

So sánh hiệu suất mô-men và công suất cho đóng gói tốc độ cao

Ứng dụng đóng gói tốc độ cao đòi hỏi mật độ mô-men cao, gia tốc nhanh và khả năng quá tải vượt trội. Dưới đây là phân tích chi tiết hiệu suất các dòng SIMOTICS S.​

Mật độ mô-men và công suất