18.11.2025 von Viktor Siebert
Reparatur eines Fanuc A06B-6117-H303 Servo Drive Unit, Kurzschluss im DC-Bus der M-Achse
Als das Fanuc A06B-6117-H303 Servo Drive Unit bei uns in der Werkstatt eintraf, war der Fehler bereits eindeutig: Die Maschine des Kunden schaltete sofort nach dem Einschalten der Servo-Versorgung ab, verbunden mit dem Alarm „DC Bus Overcurrent“. Der Kunde berichtete, dass die Maschine während eines schnellen Achsumlaufs gestoppt hatte und seitdem kein Wiederanlauf mehr möglich war. Schon die ersten optischen Hinweise deuteten in eine klare Richtung. Auf der rechten Seite des Kühlkörpers im Bereich der M-Achse zeigten sich leichte Verfärbungen, wie sie typisch für thermische Überlastungen am Power Device sind. Anhand dieser visuellen Spuren konnte man bereits vermuten, dass ein interner Kurzschluss im IGBT-Modul vorlag.
Der erste Schritt bestand in einer vollständigen Zerlegung des Geräts. Nach dem Trennen der Zwischenkreisleitung und der Ausgangssektion wurde der Power Device Block der M-Achse freigelegt. Hier bestätigte sich der Verdacht: Einer der drei Halbbrückenbereiche war sichtbar thermisch beschädigt. Die Isolationsschicht des IGBT-Moduls weist an mehreren Stellen dunkle Abdrücke und Hitzeverfärbungen auf. Solche Schäden entstehen typischerweise durch interne Durchschläge zwischen Kollektor und Emitter oder durch fehlerhafte Gate-Ansteuerung bei stark variierenden Lastmomenten. Da der A06B-6117-H303 einen gemeinsamen DC-Bus nutzt, führt bereits ein einzelner Kurzschluss einer Achse dazu, dass der gesamte Verstärker ausfällt.
Im nächsten Schritt wurden sämtliche Leiterbahnen im Bereich des DC-Bus-Eingangs geprüft. Besonderes Augenmerk lag auf den Shunt-Widerständen, die im Fanuc-System die präzise Strommessung übernehmen. Diese Bauteile sind essenziell, damit die Schutzmechanismen des Drives korrekt arbeiten. Auch die Gate-Driver-Platine wurde einer ausführlichen Untersuchung unterzogen, da bei einem IGBT-Kurzschluss häufig auch die Treiberbauteile in Mitleidenschaft gezogen werden. In diesem Fall zeigte sich, dass ein Treiberkanal der M-Achse erhöhte Leckströme aufwies, was ein klarer Hinweis auf Folgeschäden war.
Nach der Diagnose erfolgte der Austausch der kompletten Leistungssektion der M-Achse. Dabei kommen ausschließlich hochwertige Ersatzmodule zum Einsatz, die dieselben elektrischen und thermischen Spezifikationen wie die Originalmodule erfüllen. Parallel dazu wurde die Gate-Treiberstufe instandgesetzt. Im Anschluss wurde das gesamte Gerät gereinigt, der Kühlkörper entstaubt und die Wärmeleitpaste erneuert, um eine bestmögliche Wärmeübertragung zu gewährleisten.
Der anschließende Testlauf erfolgte auf unserem CNC-Testplatz mit einem kompatiblen αi-BL Motor. Der Drive wurde zunächst unter minimaler Last getestet, bevor sukzessive Temperatur, Motorlast und Beschleunigung erhöht wurden. Über mehrere Stunden hinweg wurde das Gerät unter Vollbelastung betrieben und sämtliche Messwerte Zwischenkreisspannung, Phasenströme, PWM-Signale, Temperatursensor protokolliert. Der Drive verhielt sich stabil und zeigte keinerlei Auffälligkeiten.
Durch die präzise Fehleranalyse und den Austausch der kritischen Komponenten konnte das Gerät vollständig instandgesetzt werden. Der Kunde erhielt ein technisch einwandfreies Servo Drive Unit zurück, inklusive detaillierter Dokumentation und Prüfnachweisen.
Präventive Maßnahmen
- Regelmäßige Reinigung der Lüfterkanäle
- Austausch des Lüfters alle 3–4 Jahre
- Kontrolle des DC-Bus auf Spannungseinbruch
- Prüfung der Maschinenmechanik bei erhöhtem Strombedarf
- Thermische Überwachung der Achsen, insbesondere bei hoher Dynamik
- Regelmäßige Sichtprüfung der Kühlkörperflächen
Fazit
Ein DC-Bus-Kurzschluss kann ein komplettes Achsmodul außer Betrieb setzen. Durch professionelle Überholung, präzise Diagnose und umfangreiche Tests lassen sich Fanuc-Verstärker zuverlässig instandsetzen und die Lebensdauer erheblich verlängern.
Weitere Informationen wie Preis, Lieferzeit zum: Fanuc A06B-6117-H303 Servo Drive Unit
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Funktionsbeschreibung und technische Daten
| Parameter | Wert | Hinweis |
|---|
| Modell | A06B-6117-H303 | Fanuc αiSV 20/20/20 |
| Achsen | 3 (L, M, N) | je ca. 6,5 A Nennstrom |
| Eingang | DC-Bus über PSM | ca. 283–325 V DC |
| Versorgung PSM | A06B-6114-H0xx | externe Einspeisung |
| Ausgangsleistung | ca. 3 × 2 kW | abhängig von Motor |
| Gewicht | ca. 7,5 kg | bauartabhängig |
| Steuerung | Fanuc CNC 30i / 31i / 32i | kompatibel |
| Kühlung | Zwangsbelüftet | Kühlkörper + Lüfter |
| Schutz | Overcurrent, Overvoltage, Overheat | gemäß Fanuc |
| Handbuchquelle | Fanuc Alarm Manual B-65285E | |
| Bauart | Servo Amplifier Module | αi-Serie |
Einsatzumgebung & kompatible Geräte
Das Fanuc A06B-6117-H303 Servo Drive Unit wird in CNC-Werkzeugmaschinen eingesetzt, typischerweise:
- Vertikalbearbeitungszentren
- Horizontalbearbeitungszentren
- Portal- und Schleifmaschinen
- Präzisionsachsen mit BL-Motoren der αi-Serie
Kompatible Motorserien:
- Fanuc αi-BL (z. B. αiS8/3000, αiS12/4000)
- Fanuc αi-BHV je nach Maschine
- Encoder: αi-A, αi-B, αi-C absolute / incremental
Der Drive arbeitet über den gemeinsamen DC-Bus des PSM-Moduls und steuert die Achsen L, M und N.
Funktionsbeschreibung
Das Fanuc A06B-6117-H303 Servo Drive Unit ist ein dreikanaliger Verstärker, der die Motorströme präzise regelt und gleichzeitig Rückmeldesignale des Motors verarbeitet. Der gemeinsame Zwischenkreis (DC-Bus) versorgt alle Achsen.
Der Drive übernimmt folgende Kernfunktionen:
- Stromregelung für jede Achse
- Geschwindigkeitsregelung
- Taktrückmeldung über Motorencoder
- Schutzmechanismen wie Overcurrent, Overheat, Overvoltage
- Kommunikation mit der CNC über die Fanuc-Servo-Link-Schnittstelle
- Energieversorgung über den DC-Bus vom PSM
Durch die gemeinsame Busarchitektur kann ein Fehler auf einer Achse (z. B. M-Achse) den gesamten Verstärker stoppen.
Alarmmeldungen & Troubleshooting
| Code | Fehlerbeschreibung | Ursache | Lösung |
|---|
| Alarm 01 | Power Supply Unit Error | PSM-Fehler, Unterspannung | PSM prüfen, DC-Bus messen |
| Alarm 02 | Converter Link Error | Kommunikationsfehler | Link-Kabel prüfen |
| Alarm 03 | Inverter DC-Bus Voltage Error | Über-/Unterspannung | Zwischenkreis prüfen |
| Alarm 04 | Motor Power Line Overcurrent | Kurzschluss, IPM Defekt | IPM/IGBT prüfen |
| Alarm 05 | Inverter Overheat | Kühlung unzureichend | Lüfter/Kühlkörper reinigen |
| Alarm 06 | Inverter Overload | Überlast | Mechanik prüfen |
| Alarm 10 | Encoder Communication Error | Encoderfehler | Kabel/Encoder prüfen |
| Alarm 12 | Encoder Initialization Error | Startfehler | Encoder neu initialisieren |
| Alarm 14 | Shaft Encoder Initialization Error | Achsencoderfehler | Encoder tauschen |
| Alarm 20 | Motor Overheat | Motor zu heiß | Motor/Last prüfen |
Bestandteile
| Baugruppe | Modellbezeichnung | Funktion | Hinweise |
|---|
| Steuerplatine | A20B-2101-0042 10F | Zentrale Control- und Kommunikationsplatine | Verantwortlich für Regelung, Kommunikation und interne Logik |
| Steuerplatine | A20B-2101-0042 11G | Alternative bzw. Revisionsvariante der Control-Platine | Kompatibel innerhalb bestimmter Serienstände |
| Leistungsplatine | A16B-2203-069 8/09B | Hauptleistungsmodul für die Achsen L/M/N | Enthält Gate-Treiber, Messstufen und Leistungsübertragung |
| Leistungsteil | Leistungsteil | 3-Phasen-Leistungssektion der Achsen | Beinhaltet IGBT/Power-Module und DC-Bus-Anbindung |