Tag: Servomotores e encoders

Resumo: um encoder incremental Heidenhain com interface TTL entrega dois sinais quadrados defasados em 90° (Ua1 e Ua2), um sinal de marca de referência (Ua0), os sinais inversos de cada um e um sinal de detecção de falha. O sinal de falha fica em nível baixo quando há falha, como rompimento da alimentação ou falha da fonte de luz, e em nível alto no funcionamento normal. A transmissão usa driver diferencial RS-422, e o comprimento máximo do cabo é de 100 m (50 m com o sinal de falha).

Os sinais de um encoder TTL são simples, mas ajudam a entender por que a máquina acusa erro de realimentação ou perde a posição. Este artigo explica cada sinal e os requisitos de alimentação e de cabo publicados pela Heidenhain, na brochura “Interfaces of HEIDENHAIN Encoders” e no catálogo de encoders rotativos. Não é um procedimento de diagnóstico: a Heidenhain não publica, nesses documentos, um passo a passo de reparo.

Sinal	Descrição
Ua1 e Ua2	Sinais incrementais quadrados, com defasagem elétrica de 90°
Ua0	Sinal da marca de referência, formado por um ou mais pulsos de referência combinados com os sinais incrementais
Sinais inversos	Gerados internamente para transmissão com imunidade a ruído
Sinal de falha	Indica falhas como rompimento das linhas de alimentação ou falha da fonte de luz

Fonte: brochura Interfaces of HEIDENHAIN Encoders e catálogo Rotary Encoders. O ROD 426 tem uma marca de referência, segundo o catálogo.

A distância entre duas bordas sucessivas dos sinais Ua1 e Ua2, com avaliação em 1x, 2x ou 4x, é um passo de medição. Como exemplo de cálculo a partir dessa definição, um encoder de 1250 pulsos com avaliação em 4x resulta em 5000 passos de medição por volta.

Para avaliar o sinal da marca de referência, a Heidenhain indica que normalmente se verifica o nível dele quando Ua1 e Ua2 estão em nível alto, combinado com a mudança de borda de Ua1 ou Ua2. O sentido de giro é indicado pela defasagem: na sequência ilustrada pela Heidenhain, Ua2 fica atrás de Ua1 no sentido de movimento mostrado no desenho dimensional.

O sinal de falha é um sinal quadrado TTL: nível baixo (LOW) indica falha e nível alto (HIGH) indica funcionamento correto. A Heidenhain cita rompimento das linhas de alimentação e falha da fonte de luz como exemplos e informa que o sinal pode ser usado, na manufatura automatizada, para desligar a máquina.

A brochura também informa que encoders TTL e HTL monitoram internamente a amplitude dos sinais e geram esse sinal de falha simples. O sinal precisa ser tratado pela eletrônica que recebe o sinal.

1. Saída: driver diferencial conforme a norma EIA RS-422, com carga permitida Z0 de pelo menos 100 Ω e proteção contra curto-circuito a 0 V.
2. Alimentação: no ROD 426, 5 V ±0,5 V. A tensão necessária deve estar presente no encoder (e não só na fonte), e as linhas de sensor permitem monitorar e ajustar a tensão no encoder com uma fonte de sensor remoto.
3. Corrente: no ROD 426, até 120 mA sem carga.
4. Cabo: comprimento máximo de 100 m, ou de 50 m para o sinal de falha, dependendo da separação entre bordas. O catálogo recomenda alívio de tração no cabo.
5. Eletrônica que recebe o sinal: receptor de linha diferencial recomendado DS 26 C 32 AT, com circuito de entrada de 4,7 kΩ, 1,8 kΩ, terminação de 120 Ω e 220 pF para melhorar a imunidade a ruído.

A partir dos requisitos acima, os pontos que a documentação associa ao funcionamento correto são:

1. A alimentação medida no encoder está dentro de 5 V ±0,5 V?
2. O cabo está íntegro, com alívio de tração e dentro do comprimento permitido?
3. A entrada que recebe o sinal usa receptor diferencial e terminação adequados?
4. O sinal de falha está em nível alto?
5. A montagem respeita o acoplamento e as cargas permitidas no eixo?

A Heidenhain também oferece o aparelho de teste PWT 101, que testa e ajusta encoders incrementais com saída 1 VPP, TTL ou 11 µAPP. Se os pontos acima estiverem corretos e a falha continuar, o encoder deve ser avaliado em laboratório.

O que significa o sinal de falha estar em nível baixo?

Segundo a Heidenhain, indica falha, como rompimento da alimentação ou falha da fonte de luz.

Por que o encoder TTL tem sinais inversos?

A Heidenhain gera os sinais inversos para a transmissão com imunidade a ruído.

Qual o comprimento máximo do cabo de um encoder TTL Heidenhain?

Até 100 m, ou 50 m para o sinal de falha, conforme a separação entre bordas.

A marca de referência é um pulso por volta?

No ROD 426, o catálogo informa uma marca de referência.

A FNF faz diagnóstico de encoders?

Sim. O laboratório para servomotores da FNF faz diagnóstico de encoders.

Precisa de ajuda com um encoder TTL com falha de sinal? Fale com o Laboratório Eletrônico ou conheça a Assistência Técnica CNC da FNF Soluções Industriais.

Resumo: os encoders ROD da Heidenhain têm rolamento integrado e são ligados ao eixo por um acoplamento separado, que compensa movimento axial e desalinhamento radial e angular. Para o ROD 426, o catálogo informa carga máxima no eixo de 40 N na direção axial e 60 N na direção radial, na ponta do eixo. A vida útil do rolamento depende da carga, do ponto de aplicação da força e da rotação. Para a montagem, a Heidenhain determina que valem apenas os passos e as dimensões das instruções de montagem do encoder.

Muitos problemas de encoder aparecem depois de uma troca ou de uma intervenção na máquina. Este artigo reúne o que o catálogo oficial da Heidenhain diz sobre a montagem de encoders ROD com acoplamento separado e sobre o ambiente de operação. As especificações do ROD 426 em si estão na página do produto e não são repetidas, exceto os dados de carga, que fazem parte do assunto.

Segundo o catálogo, os encoders ROC, ROQ e ROD têm rolamento integrado e eixo maciço, e o eixo do encoder é ligado ao eixo medido por um acoplamento separado. Esse acoplamento compensa movimento axial e desalinhamento (radial e angular) entre o encoder e o eixo de acionamento. Com isso, o rolamento do encoder não recebe carga externa adicional e sua vida útil não é afetada.

A Heidenhain oferece acoplamentos de diafragma e de fole metálico para o lado do rotor. Os eixos conectados devem ser montados com o menor desalinhamento possível entre si.

Na tabela do ROD 426, o catálogo informa carga no eixo de até 40 N na direção axial e até 60 N na direção radial, na ponta do eixo. A vida útil esperada do rolamento depende da carga no eixo, do ponto de aplicação da força e da velocidade de rotação, e a vida L10h é calculada segundo a norma DIN 281.

Para cargas elevadas, como as de rodas de fricção, polias ou rodas dentadas, a Heidenhain recomenda um encoder ECN, EQN ou ERN 400 montado sobre um conjunto de rolamentos.

Para encoders com flange síncrono, o catálogo descreve duas formas: fixação pelo flange síncrono com três grampos de fixação (três por encoder, ID 200032-01 para a série ROC/ROQ/ROD 400), ou fixação em um flange adaptador pelas roscas da face frontal (ID 257044-01, eletricamente não condutor). Em ambos os casos o acoplamento liga o encoder ao eixo medido.

1. Vibração: os encoders são qualificados em bancada para vibração de 55 Hz a 2000 Hz. Se a aplicação ou a montagem causar vibração ressonante prolongada, o funcionamento pode ser prejudicado ou o encoder pode ser danificado, e o sistema completo precisa ser testado.
2. Umidade: a umidade relativa máxima permitida é de 75%, e 93% é admitida temporariamente. Condensação não é permitida.
3. Campo magnético: campos maiores que 30 mT podem afetar o funcionamento.
4. Cabo: a Heidenhain orienta aplicar alívio de tração ao cabo do encoder.
5. Contato: depois da instalação, todas as partes giratórias devem ser protegidas contra contato acidental.
6. Entrada do eixo: a proteção da entrada do eixo é IP64. Quando isso não for suficiente, por exemplo em montagem vertical, a Heidenhain indica proteção adicional com vedações labirinto. O anel de vedação radial se desgasta por atrito, conforme a aplicação.
7. Ruído: pode haver ruído de funcionamento, principalmente em encoders com rolamento integrado. A intensidade varia com a montagem e com a rotação.

O catálogo é claro: durante a montagem devem ser seguidos somente os passos e as dimensões das instruções de montagem disponíveis para o encoder, e as informações de montagem do catálogo são provisórias e sem caráter vinculante.

A Heidenhain também afirma que o funcionamento correto e a precisão só estão assegurados se o encoder não tiver sido modificado. Qualquer modificação, mesmo pequena, inclusive o uso de travas, lubrificantes (por exemplo, nos parafusos) ou adesivos não prescritos, pode prejudicar o funcionamento, a confiabilidade e a segurança e causar perda da garantia. Em caso de dúvida, o fabricante recomenda consultá-lo.

O catálogo não traz um procedimento de retirada do encoder: o procedimento de cada versão deve ser consultado nas instruções de montagem oficiais.

Qual a carga máxima no eixo do ROD 426?

Segundo o catálogo da Heidenhain, até 40 N axial e até 60 N radial, na ponta do eixo.

Posso ligar o eixo do encoder diretamente ao eixo da máquina?

Não é o previsto para a série ROD. A Heidenhain descreve a ligação por acoplamento separado, que compensa movimento axial e desalinhamento.

Posso usar travas ou lubrificantes nos parafusos de fixação?

Somente os prescritos. A Heidenhain afirma que o uso de travas, lubrificantes ou adesivos não prescritos pode prejudicar o funcionamento e causar perda de garantia.

O que fazer se o encoder foi montado na vertical?

A entrada do eixo tem proteção IP64, e a Heidenhain indica proteção adicional com vedações labirinto quando essa proteção não for suficiente, como na montagem vertical.

Onde encontro o procedimento de montagem de uma versão específica?

Nas instruções de montagem da Heidenhain para a versão, que devem ser seguidas no lugar das informações gerais do catálogo.

Precisa de ajuda com a montagem ou a troca de um encoder rotativo? Fale com o Laboratório Eletrônico ou conheça a Assistência Técnica CNC da FNF Soluções Industriais.

Resumo: cada versão do encoder Heidenhain ROD 426 tem um ID próprio, com seis dígitos, hífen e dois caracteres (por exemplo 376846-86). O catálogo da Heidenhain lista o ROD 426 como “válido para ID 376846-xx”, e o final do ID muda conforme a versão: número de pulsos, tipo de conexão e outras opções. Duas versões com 1250 pulsos podem ser diferentes, como o 376846-86 (cabo livre) e o 376846-E5 (conector M23). Por isso a troca deve ser feita pelo ID completo da etiqueta.

Quem precisa substituir um encoder rotativo costuma começar pelo nome do modelo e pelo número de pulsos. No caso do ROD 426 isso não basta. Este artigo mostra como a Heidenhain identifica as versões e quais itens da etiqueta devem ser comparados com a documentação do fabricante. As especificações completas de uma versão específica ficam na página do produto e não são repetidas aqui.

O catálogo de encoders rotativos da Heidenhain indica, para o ROD 426, “Valid for ID 376846-xx”. Os seis primeiros dígitos identificam o modelo, e os dois caracteres depois do hífen (o “xx”) variam conforme a versão. O catálogo também registra que algumas características são escolhidas no pedido, como o número de pulsos e o tipo de conexão elétrica. Nas páginas oficiais de produto, três exemplos mostram como o final do ID acompanha as diferenças:

ID	Pulsos por volta	Conexão elétrica
376846-62	512	Cabo livre, 1 m
376846-86	1250	Cabo livre, 1 m
376846-E5	1250	Conector M23 macho de 12 pinos, cabo de 1 m

Fonte: páginas de produto da Heidenhain para cada ID.

Em uma unidade ROD 426 avaliada pela FNF, a etiqueta traz a designação do modelo com o número de pulsos, o ID do fabricante, o número de série, a tensão de alimentação (5 V ±10%) e a interface (TTL). Esses itens devem ser lidos juntos: a designação sozinha não diferencia as versões, e o ID é a referência para consultar a documentação.

A Heidenhain não explica, nas fontes consultadas para este artigo, o significado dos números que aparecem no fim da designação impressa. A especificação deve ser confirmada pela etiqueta original do equipamento ou pela documentação técnica do fabricante.

A página de cada ID na Heidenhain reúne os campos que diferenciam uma versão da outra:

1. Número de linhas (pulsos por volta): quantos períodos de sinal o encoder gera em uma volta.
2. Sinal de saída: no ROD 426 de ID 376846-86, TTL.
3. Tipo de flange e tipo de eixo: códigos como 01C (flange síncrono) e 73A (eixo maciço), que definem o encaixe mecânico.
4. Conexão elétrica e comprimento do cabo: cabo livre ou conector, com o comprimento do cabo.
5. Configuração de pinos: código da pinagem da versão.
6. Características especiais: opções fora do padrão do modelo.

Esses campos permitem comparar duas versões pelo ID antes de decidir se uma serve no lugar da outra.

Não. A série ROD 400 reúne encoders incrementais com rolamento integrado, e a própria Heidenhain informa que a série tem versões com interfaces 1 VPP, TTL e HTL. No catálogo, cada modelo da série (ROD 426, ROD 436, ROD 466 e ROD 486) tem sua faixa de IDs, e os dados elétricos mudam entre eles. Um encoder de outro modelo da série não deve ser tratado como equivalente só porque parece igual por fora.

1. Anotar o ID completo e a designação da etiqueta do encoder instalado.
2. Abrir a página oficial da Heidenhain para esse ID e conferir pulsos, sinal de saída, tensão, flange, eixo e conexão.
3. Comparar com a documentação da máquina e com a entrada que recebe o sinal.
4. Verificar o tipo de conexão: cabo livre exige conferir a pinagem do cabo, e conector M23 exige o conector correspondente.
5. Em caso de dúvida, consultar a documentação técnica do fabricante antes de instalar.

A compatibilidade depende do código completo, da configuração da máquina, da versão do hardware e da documentação técnica.

O ID e a designação do encoder são a mesma coisa?

Não. A designação (por exemplo, ROD 426 com o número de pulsos) indica o modelo, e o ID identifica a versão específica no catálogo da Heidenhain.

Dois ROD 426 com 1250 pulsos são intercambiáveis?

Não necessariamente. O ID 376846-86 tem cabo livre de 1 m e o 376846-E5 tem conector M23 de 12 pinos, por exemplo. É preciso comparar o ID completo.

Onde encontro os dados oficiais de um ID?

Na página de produto da Heidenhain, com os campos de linhas, saída, flange, eixo, conexão e proteção.

A FNF faz diagnóstico de encoders?

Sim. O laboratório para servomotores da FNF faz diagnóstico de encoders, e o reparo em nível de componente é feito no laboratório eletrônico, conforme a avaliação.

Precisa de ajuda para identificar um encoder Heidenhain? Fale com o Laboratório Eletrônico ou conheça a Assistência Técnica CNC da FNF Soluções Industriais.

Resumo: o servomotor Siemens 1FK7 é um motor síncrono de ímãs permanentes, compacto, projetado para operar com o sistema de acionamento SINAMICS S120. Ele usa um sistema de encoder integrado para o controle de velocidade e posição, dispensa ventilação externa e é aplicado em máquinas-ferramenta, robôs, máquinas de embalagem e eixos auxiliares. A identificação correta depende do código completo da etiqueta: o tamanho, a rotação, o encoder, o eixo, o freio e o grau de proteção estão todos codificados nele.

Segundo o manual de configuração da Siemens, os motores 1FK7 são motores síncronos de ímãs permanentes extremamente compactos. As opções disponíveis, as unidades de redução e os encoders permitem adaptá-los a cada aplicação, e o conjunto pode ser combinado com o sistema de acionamento SINAMICS S120. O manual informa que os motores são projetados para operar sem refrigeração externa, com o calor dissipado pela superfície do motor, e que têm alta capacidade de sobrecarga.

Nas páginas de produto do SiePortal, a linha aparece como “SIMOTICS S synchronous servo motor 1FK7”. Nas páginas consultadas, os códigos 1FK7 estão classificados como peça de reposição, com ciclo de vida “Prod. Cancellation” e indicação de sucessor 1FK7 Generation 2.

Duas condições de uso aparecem na tabela de características gerais do manual: a classe de isolamento do enrolamento do estator é F, e a altitude de instalação é de até 1000 m acima do nível do mar, havendo redução de potência acima disso.

O 1FK7 trabalha como parte de um conjunto: o motor, o encoder integrado e o conversor SINAMICS S120. O manual descreve quatro elementos que definem esse funcionamento.

1. Motor síncrono de ímãs permanentes

O manual classifica o 1FK7 como motor síncrono de ímãs permanentes, com material magnético de terras raras.

2. Encoder: a realimentação de velocidade e posição

Os sistemas de encoder integrados permitem o controle de velocidade e de posição, e o tipo de encoder é escolhido conforme a aplicação. As opções estão detalhadas na seção 04.

3. Conversor SINAMICS S120: leitura e controle

O sinal de temperatura do motor é lido e avaliado no conversor, cuja malha de controle considera a característica de temperatura das resistências do motor.

4. Proteção térmica com sensor KTY 84

Um sensor KTY 84 (termistor PTC) fica no enrolamento do estator e é ligado pelo cabo de sinal. Segundo o manual, sua resistência é de aproximadamente 580 ohms a 20 °C e de aproximadamente 1000 ohms a 100 °C. Quando a temperatura do motor sobe, o conversor emite a mensagem “Alarm motor overtemperature”. Se esse sinal não for observado, o conversor desliga com a falha correspondente ao ser excedida a temperatura limite do motor ou a de desligamento.

O manual lista os seguintes campos de aplicação:

• Máquinas-ferramenta;
• Robôs e sistemas de manipulação;
• Processamento de madeira, vidro, cerâmica e pedra;
• Máquinas de embalagem, plásticos e têxteis;
• Eixos auxiliares.

Entre os benefícios citados para a versão Compact estão a economia de espaço, pela alta relação potência/peso, o uso universal em muitas aplicações e a ampla gama de motores. Para a versão High Dynamic, o manual cita a resposta dinâmica extremamente alta, graças ao baixo momento de inércia do rotor.

Componente	O que o manual informa
Ímãs permanentes	Material magnético de terras raras
Enrolamento do estator	Isolação classe F; sensor de temperatura KTY 84 integrado
Encoder (opcional na configuração)	Incremental sin/cos 1 Vpp, 2048 sinais por rotação (S/R). Absoluto multivoltas EnDat, 2048 S/R nos tamanhos 1FK704 a 1FK710 e 512 S/R nos tamanhos 1FK701 a 1FK703, com faixa de 4096 rotações. Absoluto simples multivoltas EnDat, 32 S/R, faixa de 4096 rotações. Resolver multipolos e resolver de 2 polos. Disponível com ou sem interface DRIVE-CLiQ
Freio de retenção (opcional)	Mantém o eixo preso com o motor parado, tensão nominal de 24 VDC. Pode ser de ímã permanente ou de mola
Ponta de eixo	Lisa, sem chaveta, como configuração padrão. Com chaveta (balanceamento com meia chaveta) como opção
Conectores de sinal e potência	Podem ser girados em 270°
Redutor planetário (opcional)	Exige ponta de eixo lisa e grau de proteção IP65
Placas de características	O manual lista uma segunda placa colada na tampa do mancal e uma terceira fornecida solta

Nem toda opção existe para todos os tamanhos, e a configuração real do motor deve ser confirmada pelo código completo.

1FK7 Compact

Motores com construção compacta, indicados para uso universal e disponíveis em ampla gama de tamanhos. As tabelas de seleção e dados de pedido do manual trazem a versão Compact separadamente.

1FK7 High Dynamic

Motores com baixo momento de inércia do rotor, o que, segundo o manual, resulta em resposta dinâmica extremamente alta. Também têm tabela própria no manual, assim como os motores 1FK7 para uso com o Power Module 1 AC 230 V.

A tabela de dados de pedido da versão Compact, no manual de configuração (edição 12/2006), organiza o código em blocos.

Trecho do código	O que indica
1FK7	Série de servomotores síncronos
Três dígitos seguintes (042, 060, 080, 100)	Tamanho do motor. Na tabela, 1FK704x tem altura de eixo (SH) 48, 1FK706x tem 63, 1FK708x tem 80 e 1FK710x tem 100
5A + letra + 71	A letra central indica a rotação nominal
1 + três caracteres finais	Encoder (letra), eixo e freio (letra) e grau de proteção (dígito)

Rotação nominal

Letra	Rotação nominal
C	2000 rpm
F	3000 rpm
H	4500 rpm
K	6000 rpm

Na altura de eixo 63, por exemplo, a tabela lista 1FK7060-5AF71-1 no grupo de 3000 rpm e 1FK7060-5AH71-1 no de 4500 rpm. A diferença entre os dois códigos está só na letra central. Nem todos os tamanhos existem em todas as rotações: no grupo de 2000 rpm, a tabela Compact lista apenas o 1FK7105.

Encoder

Segundo o manual, o encoder é definido por uma letra na 14ª posição do número de pedido (MLFB), contando sem o hífen. A letra muda conforme o motor tenha ou não interface DRIVE-CLiQ.

Sistema de encoder	Sem DRIVE-CLiQ	Com DRIVE-CLiQ
Incremental sin/cos 1 Vpp, 2048 S/R	A	D
Absoluto EnDat, 2048 S/R	E	F
Absoluto EnDat, 512 S/R	H	L
Absoluto simples EnDat, 32 S/R	G	K
Resolver (multipolos ou de 2 polos)	S ou T	U ou P

A disponibilidade depende do tamanho, segundo as tabelas do manual:

Tamanho	Sem DRIVE-CLiQ	Com DRIVE-CLiQ
1FK702 e 1FK703	A, H, S/T	D, L, U/P
1FK704, 1FK706, 1FK708 e 1FK710	A, E, G, S/T	D, F, K, U/P

A correspondência exata entre cada letra de resolver (S, T, U, P) e o tipo de resolver (multipolos ou de 2 polos) deve ser confirmada na tabela do manual.

Ponta de eixo e freio

Letra	Ponta de eixo	Freio de retenção
A	Com chaveta	Sem freio
B	Com chaveta	Com freio
G	Eixo liso	Sem freio
H	Eixo liso	Com freio

Em todas as combinações da tabela, a tolerância de excentricidade radial é N.

Grau de proteção

Dígito	Grau de proteção
0	IP64
2	IP65, com flange do lado de acionamento IP67
3	IP64 e pintura antracite
5	IP65, com flange do lado de acionamento IP67, e pintura antracite

Como aplicar na prática

1. Localize a etiqueta de dados do motor e copie o código completo, incluindo os três últimos caracteres.
2. Separe o código em blocos: série e tamanho, rotação, encoder, eixo e freio, grau de proteção.
3. Confirme no manual ou no catálogo da Siemens se a combinação de tamanho e encoder existe para aquele motor.
4. Não trate como equivalentes dois códigos que diferem em qualquer posição, ainda que a carcaça seja a mesma.
5. Se a etiqueta estiver ilegível ou incompleta, a especificação deve ser confirmada pela etiqueta original do equipamento ou pela documentação técnica do fabricante.

Esta leitura vale para a versão Compact da primeira geração do 1FK7. O sucessor 1FK7 Generation 2 tem documentação própria, e a estrutura do código dele deve ser verificada nela.

O manual da Siemens traz avisos que ajudam a evitar danos ao motor e a evitar diagnósticos errados.

Encoder

Ao substituir o encoder, a posição do sistema de encoder em relação à EMF do motor precisa ser ajustada, e apenas pessoal qualificado pode fazer a substituição. A troca do encoder, portanto, exige procedimento próprio. O artigo sobre as diferenças entre encoder incremental SIN/COS e encoder absoluto EnDat complementa esse assunto.

Freio de retenção

O freio não é um freio de trabalho: ele serve para prender o eixo com o motor parado. A parada de emergência é permitida de forma restrita, e exceder as condições especificadas, ou acelerar o motor repetidamente contra um freio ainda fechado, causa desgaste inadmissível, caso em que a função de frenagem não pode mais ser garantida. A tensão nominal é de 24 VDC com tolerância de mais ou menos 10%, e tensões fora dessa faixa podem causar falhas. Motores com ou sem freio não podem ser modificados depois, e os motores com freio são mais longos.

Sensor de temperatura

Em um ensaio adicional de alta tensão, as pontas dos cabos do sensor de temperatura devem ser colocadas em curto antes do teste. Se a tensão de teste for ligada ao terminal do sensor, ele é destruído, e a polaridade deve ser respeitada.

A decisão entre reparar e substituir é tratada no artigo sobre servomotor industrial, e a rotina de inspeção está no checklist de manutenção preventiva de servomotores.

O servomotor 1FK7 precisa de ventilação externa?

Não. O manual informa que os motores são projetados para operar sem refrigeração externa, com o calor dissipado pela superfície do motor.

Qual a altitude máxima de instalação indicada pelo manual?

Até 1000 m acima do nível do mar. Acima disso há redução de potência.

Um 1FK7 sem freio pode receber o freio depois?

Não. O manual informa que motores com ou sem freio de retenção não podem ser modificados posteriormente.

O encoder absoluto altera o torque do motor?

Segundo o manual, quando um encoder absoluto é usado, o torque nominal é reduzido em 10%.

Preciso do código completo para identificar um 1FK7?

Sim. Série, tamanho e rotação ficam nos primeiros blocos, mas encoder, eixo, freio e grau de proteção só aparecem nos últimos caracteres.

Dois motores 1FK7 com a mesma altura de eixo podem ser trocados entre si?

A compatibilidade depende do código completo, da configuração da máquina, da versão do hardware e da documentação técnica. Não é possível afirmá-la só pela carcaça.

Esta leitura vale para o 1FK7 Generation 2?

Não deve ser assumida. O 1FK7 Generation 2 tem documentação própria na Siemens.

Fontes consultadas: Siemens, SINAMICS S120 Synchronous Motors 1FK7, Configuration Manual, edição 12/2006, seções 1.1, 1.2, 1.3.1, 6.1, 6.2 e 6.3; Siemens SiePortal, páginas dos produtos 1FK7.

Precisa identificar ou avaliar um servomotor Siemens 1FK7? Fale com o Laboratório Eletrônico ou conheça a Assistência Técnica CNC da FNF Soluções Industriais.

Resumo: encoders incrementais SIN/COS e encoders absolutos EnDat usam princípios de leitura de posição diferentes, e essa diferença afeta diretamente a compatibilidade com módulos reguladores de servo acionamento. Este artigo explica como cada tipo funciona e por que essa escolha importa na manutenção.

Em sistemas de servo acionamento CNC, o encoder é o componente responsável por informar ao módulo regulador a posição real do eixo do motor. Nem todo encoder funciona da mesma forma, e essa diferença técnica é uma das causas mais comuns de incompatibilidade quando um módulo regulador é reparado ou substituído.

Dois padrões amplamente usados na indústria são o encoder incremental com sinal senoidal SIN/COS (1 Vpp) e o encoder absoluto com protocolo digital EnDat (desenvolvido pela Heidenhain). Entender a diferença entre eles ajuda a evitar erros de compatibilidade na hora de comprar, reparar ou substituir componentes de um sistema de acionamento.

Um encoder incremental SIN/COS gera dois sinais analógicos senoidais, com amplitude de 1 Vpp, defasados 90° entre si. A posição do eixo é calculada contando e interpolando os ciclos desses sinais a partir de um ponto de referência. Como o encoder não guarda memória da posição absoluta, a máquina normalmente precisa executar uma rotina de referenciamento (busca do ponto zero ou da marca de referência) sempre que é ligada, antes de iniciar a operação normal.

O EnDat é um protocolo de comunicação digital serial e bidirecional, desenvolvido pela Heidenhain, usado em encoders absolutos. Diferente do sinal senoidal puro, um encoder EnDat transmite ao regulador o valor absoluto da posição assim que é energizado, sem precisar mover o eixo. Além da posição, o protocolo permite trocar outras informações entre o encoder e o regulador, como dados de diagnóstico e parâmetros armazenados na memória do próprio encoder. Existem versões de volta única (single-turn) e multivoltas (multi-turn), dependendo da necessidade de rastrear voltas completas do eixo.

Característica	Incremental SIN/COS (1 Vpp)	Absoluto EnDat
Tipo de sinal	Analógico senoidal	Digital serial bidirecional
Referência após desligar	Perdida: exige rotina de referenciamento	Mantida: posição absoluta disponível ao ligar
Dados adicionais	Não transmite dados extras	Pode transmitir diagnóstico e parâmetros de memória
Complexidade de cabeamento/conector	Geralmente mais simples	Pode exigir pinagem e configuração específicas

Quando o tipo de encoder não é compatível com a entrada do regulador, os sintomas mais comuns incluem:

• Alarme de encoder ou de referência no painel do CNC;
• Eixo que não se move ou perde a posição correta após uma queda de energia;
• Erro de comunicação serial (nos casos de encoder digital como o EnDat);
• Necessidade de reconfigurar parâmetros do regulador para o tipo de encoder correto.

Antes de reparar ou substituir um módulo regulador, vale verificar: a etiqueta do motor/encoder, o conector e sua pinagem, os parâmetros já configurados no drive, e a documentação técnica do conjunto motor-encoder-regulador. Alguns módulos reguladores, como certas versões da linha SIMODRIVE 611 Universal E, aceitam tanto encoder incremental SIN/COS 1 Vpp quanto encoder absoluto EnDat, mas isso depende da configuração específica de cada código, e nunca deve ser assumido sem confirmar na documentação técnica do fabricante.

Um encoder incremental precisa de referenciamento (homing) toda vez que a máquina liga?

Sim, normalmente sim. Como ele só conta pulsos a partir de um ponto de referência, a posição real é perdida a cada desligamento e precisa ser recuperada em uma rotina de referenciamento antes da operação normal.

Um regulador projetado para EnDat aceita um encoder SIN/COS simples?

Depende do módulo e da sua configuração de hardware/firmware. Não deve ser assumido sem verificar a documentação técnica do regulador específico, já que os dois padrões usam eletrônica de entrada diferente.

Como saber que tipo de encoder meu servomotor usa?

A informação normalmente está na etiqueta do motor/encoder ou na documentação técnica do conjunto. A especificação deve ser confirmada pela etiqueta original do equipamento ou pela documentação técnica do fabricante.

Essa diferença vale só para SIMODRIVE ou também para outras marcas de servo drive?

O princípio é geral: vale para servo acionamentos de diversos fabricantes que utilizam encoder incremental senoidal ou encoder absoluto serial, não é uma particularidade de uma marca específica.

A FNF verifica a compatibilidade do encoder antes de reparar um módulo regulador?

Sim. A FNF realiza diagnóstico de servo acionamentos e módulos reguladores, verificando a compatibilidade de encoder antes de qualquer reparo ou substituição.

Precisa de diagnóstico em um módulo regulador ou de verificação de compatibilidade de encoder? Fale com o Laboratório Eletrônico ou conheça a Assistência Técnica CNC da FNF Soluções Industriais.

Resumo: cada módulo da linha SIMODRIVE 611 tem um código Siemens (MLFB) próprio, que identifica sua função exata, versão de hardware e compatibilidade. Este guia explica como localizar e ler esse código na etiqueta do equipamento, e como evitar erros comuns na hora de solicitar orçamento ou reposição.

Para quem trabalha com manutenção de CNC, é comum receber um módulo da linha SIMODRIVE 611 sem saber, só de olhar para ele, qual é a sua função exata. Reguladores de eixo, módulos de alimentação e módulos de potência dessa linha têm formato físico parecido entre si, e a única forma confiável de saber exatamente qual peça está em mãos é pelo código completo gravado na etiqueta do fabricante.

Um erro comum na manutenção industrial é pedir orçamento ou comprar reposição usando apenas parte do código, ou assumindo que um módulo com código parecido serve no lugar do original. Este artigo explica como interpretar o código Siemens (MLFB) desses módulos, onde localizá-lo no equipamento físico e o que verificar antes de fechar uma compra ou pedir um diagnóstico.

MLFB é a sigla usada pela Siemens para o código alfanumérico que identifica cada produto de forma única dentro do seu sistema de catalogação (por exemplo, 6SN1118-0NH11-0AA1). De forma geral, esse código é dividido em blocos: um trecho inicial identifica a linha do produto (no caso do SIMODRIVE 611, o prefixo 6SN), um bloco central identifica o tipo específico de módulo e sua versão de hardware, e o sufixo final costuma indicar versão, opção de configuração ou revisão. O significado exato de cada posição dentro do código é informação de engenharia do fabricante e deve ser confirmado na documentação técnica oficial ou junto ao próprio Siemens SiePortal para o código específico em mãos. O importante, na prática, é nunca tratar apenas parte do código como se fosse o código completo.

A etiqueta com o código MLFB completo normalmente fica na parte frontal ou lateral do módulo, podendo estar parcialmente encoberta pela fiação ou pelo próprio painel elétrico onde ele está instalado. Além do MLFB, essa etiqueta costuma trazer o número de série e, em alguns casos, a revisão de hardware do equipamento. Recomenda-se fotografar a etiqueta de frente, com boa iluminação, antes de remover o módulo do painel: isso evita ter que desmontar tudo de novo caso um caractere fique ilegível na primeira leitura.

É comum encontrar módulos com o mesmo número base, mas sufixo diferente. Mesmo pequenas variações no sufixo costumam indicar uma versão de hardware diferente, uma faixa de entrada de encoder diferente, ou uma opção de configuração específica, o que pode tornar duas peças de aparência idêntica incompatíveis entre si. A compatibilidade real de um módulo de reposição depende sempre do código completo, da configuração da máquina, da versão de hardware e da documentação técnica do fabricante. Ela nunca deve ser assumida apenas porque os módulos pertencem à mesma família.

• Informar apenas os primeiros dígitos do código, sem o sufixo completo;
• Confundir o número de série do equipamento com o código MLFB do produto;
• Usar um código genérico de manual ou catálogo, em vez do código real gravado na etiqueta daquele equipamento específico;
• Assumir que outro módulo da mesma linha, já usado em outra máquina, é automaticamente compatível.

• Foto legível da etiqueta completa do módulo, incluindo todos os sufixos separados por hífen;
• Número de série, se disponível;
• Identificação do sistema CNC e do sistema de acionamento onde o módulo está instalado: módulos SIMODRIVE 611 são normalmente encontrados em máquinas equipadas com os sistemas Siemens SINUMERIK 810D e 840D, conforme a documentação oficial de start-up desses sistemas;
• Descrição do sintoma de falha observado (alarme no painel, eixo sem movimento, etc.).

O que significa o prefixo “6SN” no código Siemens?

É o prefixo usado pela Siemens para identificar produtos da linha SIMODRIVE 611 dentro do seu sistema de codificação MLFB. Cada linha de produto Siemens tem um prefixo próprio.

Um módulo com sufixo diferente pode substituir o meu?

Não deve ser assumido sem verificação. Mesmo com o mesmo número base, um sufixo diferente costuma indicar versão de hardware, opção ou configuração distinta. A especificação deve ser confirmada pela etiqueta original do equipamento ou pela documentação técnica do fabricante.

Onde fica a etiqueta com o código completo?

Normalmente na parte frontal ou lateral do módulo, às vezes parcialmente coberta pela fiação do painel elétrico. Vale desconectar com segurança e fotografar de perto antes de reinstalar.

A FNF consegue identificar o módulo mesmo sem o código completo?

Uma avaliação técnica em laboratório próprio permite identificar boa parte dos módulos mesmo com etiqueta parcialmente ilegível, mas o código completo sempre acelera e aumenta a confiabilidade do diagnóstico. A FNF realiza diagnóstico técnico em laboratório eletrônico próprio antes de qualquer orçamento.

Precisa identificar, avaliar ou reparar um módulo SIMODRIVE 611? Fale com o Laboratório Eletrônico ou conheça a Assistência Técnica CNC da FNF Soluções Industriais.

Resumo: antes de substituir um servo drive ou um servomotor CA, é preciso confirmar tensão e corrente nominal, tipo e protocolo do encoder/resolver, torque nominal e de pico, e a pinagem dos cabos de potência e de realimentação. A compatibilidade não pode ser assumida apenas pela potência em kW ou pela aparência do conector. Cada fabricante define seus próprios padrões.

Substituir um servo drive ou um servomotor CA sem confirmar a compatibilidade entre os dois é uma das causas mais comuns de falha logo após a manutenção. Diferente do que muitos esperam, o pareamento entre servo drive e servomotor não é plug-and-play entre marcas ou até entre modelos diferentes do mesmo fabricante, mesmo quando a potência nominal parece equivalente.

• Tensão e corrente nominal: o drive precisa suportar a tensão e a corrente nominal (e de pico) exigidas pelo motor, dentro dos limites do próprio drive.
• Tipo e protocolo do encoder ou resolver: servomotores usam diferentes tipos de realimentação (incremental, absoluta, resolver, protocolos seriais proprietários). O drive precisa ser compatível com o protocolo específico do motor, não apenas com “um encoder genérico”.
• Torque nominal e de pico: o torque exigido pela aplicação precisa estar dentro da capacidade tanto do motor quanto do drive que vai controlá-lo.
• Conector e pinagem dos cabos: cabos de potência e de realimentação têm pinagem específica por fabricante e, muitas vezes, por família de produto. Um conector fisicamente parecido não garante a mesma pinagem elétrica.
• Parâmetros do motor carregados no drive: os parâmetros elétricos do motor (resistência, indutância, constantes de torque) precisam ser configurados no drive nas unidades corretas definidas pelo fabricante do sistema.

Dois motores com a mesma potência nominal em kW podem ser eletricamente incompatíveis com o mesmo drive se tiverem tipos de encoder diferentes, protocolos de comunicação diferentes ou curvas de torque distintas. Como regra geral, servo drives e servomotores de fabricantes diferentes não são projetados para operar juntos, e mesmo linhas diferentes do mesmo fabricante podem usar protocolos de realimentação incompatíveis entre si.

• Confirmar o código completo do motor e do drive atuais na etiqueta do equipamento, nunca apenas pela aparência ou pela família do produto.
• Consultar a documentação técnica do fabricante para confirmar tensão, corrente, torque e tipo de realimentação exigidos.
• Verificar se o par motor/drive de substituição é uma combinação homologada pelo fabricante, ou se exige reconfiguração de parâmetros.
• Sempre que possível, testar o conjunto em bancada antes de instalar definitivamente na máquina.

A compatibilidade real deve sempre ser confirmada pelo código completo dos equipamentos e pela documentação técnica do fabricante. Ela nunca deve ser assumida apenas pela família do produto ou pela potência nominal.

Servo drive e servomotor de fabricantes diferentes podem ser combinados?

Normalmente não. Cada fabricante define seus próprios protocolos de realimentação e parâmetros elétricos, o que torna a combinação entre marcas diferentes tecnicamente inviável na maioria dos casos, mesmo quando as especificações elétricas parecem semelhantes.

É seguro substituir só o servomotor e manter o servo drive antigo?

Só se o novo motor for compatível com o protocolo de realimentação, a tensão, a corrente e o torque suportados pelo drive existente. Substituir apenas um dos dois componentes sem essa confirmação é uma causa comum de falha após a manutenção.

A FNF verifica a compatibilidade entre servo drive e servomotor antes de uma substituição?

Sim. A FNF Soluções Industriais realiza a análise técnica de compatibilidade entre servo drives e servomotores CA a partir do código completo dos equipamentos e da documentação técnica do fabricante, antes de qualquer substituição, evitando falhas por pareamento incorreto.

Os reparos têm garantia?

Sim, os reparos realizados pela FNF contam com garantia sobre o serviço executado.

Precisa de diagnóstico ou verificação de compatibilidade entre servo drive e servomotor CA? Fale com o Laboratório Eletrônico ou conheça a Assistência Técnica CNC da FNF Soluções Industriais.

Resumo: encoders incrementais montados por acoplamento externo, como o Heidenhain ROD 486, têm um ponto de falha que um encoder embutido na carcaça do motor não tem: o próprio acoplamento flexível entre o encoder e o eixo. Entenda como diferenciar uma falha elétrica do encoder de um problema mecânico de alinhamento antes de decidir pela substituição.

Encoders rotativos incrementais são usados para realimentação de posição e velocidade em diversos pontos de uma máquina CNC, como fusos de esferas, eixos-árvore (spindle) e mesas rotativas, e existem em duas formas de montagem bem diferentes: integrados dentro da carcaça de um servo motor, ou externos, acoplados por um acoplamento flexível a um eixo em rotação, como é o caso do Heidenhain ROD 486. Essa segunda forma de montagem resolve problemas de espaço e permite medir diretamente o elemento mecânico final (o fuso, por exemplo, em vez do eixo do motor), mas introduz um ponto de falha que um encoder embutido no motor simplesmente não tem, e isso muda a lógica do diagnóstico.

Em um encoder integrado ao motor, o disco óptico gira solidário ao próprio eixo do motor, sem nenhum elemento de transmissão entre os dois. Já em um encoder externo, o giro chega até o encoder através de um acoplamento flexível, geralmente um fole ou um elemento elastomérico que absorve pequenos desalinhamentos entre o eixo acionado e o eixo do próprio encoder. Esse acoplamento é uma peça de desgaste: vibração, folga de montagem ou desalinhamento progressivo ao longo do tempo podem gerar uma variação angular entre o eixo real e a leitura do encoder, produzindo um sinal elétrico que chega instável ou irregular à Control Unit, sem que exista nenhum defeito eletrônico dentro do encoder.

Alguns sinais ajudam a suspeitar do acoplamento antes mesmo de abrir o encoder:

• O erro de posição (following error) varia entre execuções idênticas do mesmo programa, em vez de se repetir sempre da mesma forma;
• A falha piora perceptivelmente em velocidades ou acelerações mais altas, e quase desaparece em movimentos lentos;
• Há ruído mecânico, vibração ou folga perceptível ao tocar levemente no conjunto encoder/acoplamento com a máquina parada;
• O sinal de erro aparece de forma intermitente, indo e voltando, em vez de se manter constante como costuma acontecer numa falha eletrônica franca.

Nenhum desses sintomas, isoladamente, confirma o diagnóstico, mas eles justificam inspecionar o acoplamento e o alinhamento antes de assumir que o encoder precisa ser substituído.

Um osciloscópio nos canais A, B e Z do encoder, com o eixo girando lentamente e de forma manual ou motorizada, revela onde está o problema:

• Amplitude do sinal senoidal (tipicamente ~1 Vpp) constante ao longo de toda a volta, mas com um pulso Z que aparece fora do ponto esperado ou de forma irregular, aponta mais para desalinhamento mecânico entre encoder e eixo do que para defeito eletrônico;
• Queda de amplitude concentrada em um ou mais pontos específicos da volta, repetindo-se sempre nos mesmos pontos, sugere contaminação ou dano localizado no disco óptico interno: nesse caso, o problema é do próprio encoder;
• Perda total ou intermitente do sinal em qualquer posição, sem relação com um ponto específico da volta, pode indicar falha no circuito eletrônico interno, no cabo ou no conector.

Esse teste evita a substituição de um encoder que, na prática, está eletricamente saudável: o defeito estava no acoplamento ou na fixação, não no componente óptico/eletrônico.

Nem sempre. Como o encoder é incremental, ele não guarda a posição quando a máquina é desligada. Por isso, depois de qualquer queda de energia ou parada de emergência, o comando pede um referenciamento (busca de zero/home) antes de liberar a operação normal. Isso, por si só, não é uma falha. O sinal de alerta real é quando a máquina perde a referência durante a operação, exigindo um novo referenciamento no meio de um ciclo. Nesse caso, sim, há um problema de sinal que precisa ser investigado, seja ele mecânico (acoplamento) ou eletrônico (encoder, cabo ou conector).

Um ponto prático: em muitos casos de encoder externo com sintomas de desalinhamento, a peça que precisa ser trocada é o próprio acoplamento flexível, um componente bem mais simples e barato do que o encoder, e não o encoder em si. Substituir o encoder sem antes descartar essa possibilidade pode significar um gasto desnecessário em uma peça importada de alto custo, quando o problema real estava na transmissão mecânica entre o eixo e o encoder.

Um encoder externo pode ser testado sem ser retirado da máquina?

Em muitos casos sim: o teste de sinal com osciloscópio pode ser feito com o encoder ainda montado, desde que haja acesso aos terminais do conector. A inspeção física do acoplamento, porém, normalmente exige a remoção do encoder.

Todo alarme de erro de encoder exige a troca do componente?

Não. Parte significativa dos casos tem origem no acoplamento mecânico, no cabo ou no conector, não no encoder propriamente dito. O diagnóstico de sinal é o que determina isso com segurança.

A FNF faz esse diagnóstico antes de indicar reparo ou substituição?

Sim. Realizamos o teste de sinal (A/B/Z) em bancada e a inspeção do acoplamento e da fixação mecânica antes de fechar qualquer orçamento, para não indicar a troca de um encoder que ainda está eletricamente saudável.

Os reparos têm garantia?

Sim, os reparos realizados pela FNF contam com garantia sobre o serviço executado. A FNF realiza diagnóstico e reparo de encoders incrementais e absolutos, internos e externos, em laboratório próprio, com atendimento para todo o Brasil.

Suspeita de falha em um encoder externo da sua máquina? Fale com o Laboratório Eletrônico ou conheça a Assistência Técnica CNC da FNF Soluções Industriais.