24.11.2025 von Viktor Siebert
Reparatur eines Mitsubishi HF-H204S Servo Motor mit Encoderfehler OSA105S5 aus einer Traub Maschine
Der Motor wurde eingeschickt, weil er während der Bearbeitung immer wieder ausfiel und am MDS-DH-V1-80 einen Überlastfehler erzeugte. Der Kunde berichtete, dass die Maschine an einigen Tagen problemlos lief, doch bei längeren Programmen oder höheren Spanvolumen kam es zu abrupten Stillständen. Die Achse stoppte, der Drive meldete Überlast oder Feedbackfehler, und erst nach einer Reset-Sequenz konnte weiter gearbeitet werden. Dieses Verhalten deutete bereits auf ein Problem im Bereich der Positionsrückführung hin, denn Encoderfehler beeinflussen unmittelbar das Stromregelverhalten, die Positionsüberwachung und damit auch die Überlastgrenzen.
Bei der Eingangskontrolle fiel der typische Öl- und Staubfilm auf, der bei Werkzeugmaschinen üblich ist. Mechanisch ließ sich die Welle drehen, allerdings leicht rau. Nach der Demontage zeigten sich erste Hinweise darauf, dass der Encoder die Ursache war. Der OSA105S5 reagierte instabil, das Signalbild war ungleichmäßig, und im Testlauf traten Aussetzer in der Kommunikation zum Drive auf. Genau dieses Verhalten kann im Betrieb dazu führen, dass der Motor scheinbar überlastet ist, obwohl in Wirklichkeit das Feedback ausfällt und der Drive die Schutzfunktion aktiviert.
Nach vollständiger Zerlegung zeigte sich das volle Schadbild. Ein Lager am Encoderende war eingelaufen und erzeugte Vibrationen, die sich direkt auf die Encoderscheibe übertrugen. Die optische Einheit verschmutzte zunehmend, und in Verbindung mit feiner Spindelabluft und Schneidemulsion drang Feuchtigkeit ein. Dadurch wurden die Absolutwertdaten gelegentlich falsch übertragen, und es entstanden Positionsabweichungen, die im Betrieb zu den gemeldeten Überlastfehlern führten.
Der Motor wurde gereinigt, die Wicklung geprüft und die Isolationswerte neu gemessen. Die Lager wurden beidseitig ersetzt, die Welle poliert und die Dichtungen erneuert. Der Encoder OSA105S5 wurde gegen ein neues, werkskompatibles Exemplar ausgetauscht und neu initialisiert. Anschließend erfolgte die Justierung des Nullpunkts und die Kontrolle der Multiturn-Daten.
Auf dem Testplatz führten wir anschließend Funktionsprüfungen durch. Der Motor wurde am MDS-DH-V1-80 betrieben, bei unterschiedlichen Drehzahlen und Laststufen belastet und im Dauerlauf überwacht. Im Video, das im Blogbeitrag eingebettet ist, erklärt der Techniker anschaulich die Prüfschritte. Dabei wird gezeigt, wie der Motor im Leerlauf, bei Rampen und bei simulierten Lastwechseln arbeitet. Besonderes Augenmerk lag auf der Stabilität des Encodersignals, da dies im realen Betrieb die größte Rolle spielte.
Nach mehreren Stunden Testlauf zeigte sich der Motor vollkommen stabil. Keine Feedbackfehler, keine Überlastmeldungen und keine Unregelmäßigkeiten im Signalbild. Die Messwerte wurden dokumentiert und archiviert, sodass der Kunde eine vollständige Nachverfolgbarkeit erhält.
Mit der präventiven Überholung ist der Motor nun langfristig einsatzbereit. Die erneuerten Lager, die gereinigte Struktur und der neue Encoder sorgen für einen zuverlässigen Betrieb auch unter hoher Last ein entscheidender Faktor für Traub Maschinen mit anspruchsvollen Bearbeitungszyklen.
Präventive Maßnahmen für den Kunden
- regelmäßige Reinigung der Steckverbinder
- Kontrolle der Encoderkabel alle 6 Monate
- Beobachtung von Vibrationen und Geräuschen
- Wechsel der Wellendichtungen alle 2–3 Jahre
- Motor nicht dauerhaft unter Hochlast betreiben
- Umgebung vor Emulsionsnebel schützen
- regelmäßige Überprüfung der Drive-Parameter bei Encoderwechsel
Fazit
Der Ausfall des HF-H204S wurde eindeutig durch einen beschädigten Encoder verursacht, verstärkt durch mechanischen Verschleiß und schwierige Umgebungseinflüsse. Durch eine vollständige Überholung konnte der Motor stabilisiert und für den Dauerbetrieb wiederhergestellt werden. Eine präventive Wartung hätte den Ausfall deutlich früher verhindert und Kosten wie Stillstandszeiten reduziert.
Weitere Informationen wie Preis, Lieferzeit zum: Mitsubishi HF-H204S AC Servomotor
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Technische Gerätedaten
| Parameter | Wert |
|---|
| Spannung | 3AC 381 V |
| Strom | 3.5 A |
| Leistung | ca. 2.0 kW |
| Nenndrehzahl | 2000 r/min |
| Typ | AC Servomotor HF-H204S |
| Encoder | Mitsubishi OSA105S5 |
| Bremse | keine |
| Kühlung | Selbstkühlung, geschlossene Bauform |
| Hersteller | Mitsubishi Electric |
| Einsatzgerät | Traub CNC Maschine |
| Kompatibler Drive | MDS-DH-V1-80 |
| Seriennummer | 7007008002086 |
| Herkunft | Japan |
| Handbuchreferenz | MDS-D/DH Series Instruction Manual |
Einsatzumgebung & kompatible Geräte
Der Mitsubishi HF-H204S wird in hochwertigen Werkzeugmaschinen eingesetzt, häufig in Drehmaschinen, Fräsmaschinen oder kombinierten Bearbeitungszentren. In diesem Fall stammt der Motor aus einer Traub Maschine, also einer industriellen Anlage mit hohen Bearbeitungskräften, schnellen Zustellbewegungen und langen täglichen Laufzeiten.
Er wird in der Regel mit folgenden Antriebsmodulen betrieben:
- MDS-DH-V1-80 Servo Drive Unit
- MDS-DH-V1 Reihe allgemein
- Steuerungen der Mitsubishi CNC M700/M800 Serien
- Rückführung über OSA105S5 absolut / seriell
Die typische Umgebung umfasst hohe Geschwindigkeiten, wechselnde Lasten und präzise Positionieranforderungen, weshalb Motoren dieser Baureihe auf robuste Lagerung, stabile Encoder-Rückführung und eine zuverlässige thermische Auslegung angewiesen sind.
Funktionsbeschreibung
Der HF-H204S ist ein drehmomentstarker Servomotor der HF-H-Serie von Mitsubishi. Er übernimmt Positionierung, Vorschubbewegungen und präzise Achsansteuerungen in CNC Maschinen. Die Rückmeldung erfolgt über den Encoder OSA105S5, der sowohl Positions- als auch Absolutwertdaten liefert und direkt mit dem MDS-DH-V1-80 kommuniziert.
Die Hauptfunktionen des Motors umfassen:
- präzises dynamisches Positionieren
- stabile Rückführung durch Absolutwertencoder
- hohe Dauerleistung dank robuster Kupferwicklung
- Stoßfestigkeit für Werkzeugmaschinenumgebungen
- thermische Überwachung über eingebaute Sensorik
- Schutzüberwachung im Zusammenspiel mit dem Drive (Overload, Overcurrent, Feedback Error)
Der Encoder spielt eine zentrale Rolle, da der Drive ohne stabile Rückmeldung sofort Fehler auslöst, insbesondere Überlast-, Feedback- oder Initialisierungsfehler.
Alarmmeldungen & Troubleshooting
| Code | Fehlerbeschreibung | Ursache | Lösung |
|---|
| 50 | Overload 1 | mechanische Schwergängigkeit, Encoderfehler, Lastspitzen | Motor prüfen, Lager prüfen, Encoder ersetzen |
| 51 | Overload 2 | 95 % Last länger als 1 s | Last reduzieren, Parameter prüfen |
| 52 | Excessive Error 1 | Positionsabweichung zu groß | Encoder prüfen, mechanische Hemmung prüfen |
| 46 | Motor overheat | Temperaturanstieg / Thermofehler | Lüfter prüfen, Last reduzieren, Motor reinigen |
| 23 | Excessive speed error | Ist-/Sollwert differieren | Motorstrom, Lager oder Encoder prüfen |
| 3A | Overcurrent | Lastwechsel, Encoderfehler | Kabel prüfen, Encoder prüfen |
| 41 | Feedback Error 3 | Z-Phase fehlt | Encoder defekt / verschmutzt |
| 42 | Feedback Error 1 | Rückmeldedaten fehlerhaft | Kabel, Stecker, Encoder prüfen |
| 2B | Main side detector error 1 | Fehler im Motorencoder | Austausch erforderlich |
| 25 | Absolute Position Lost | Encoder Daten verloren | Nullpunkt neu setzen, Batterie prüfen |
| 18 | Initial communication error | Encoder Kommunikation fehlerhaft | Kabel/Encoder prüfen, ersetzen |
Bestandteile
| Baugruppe | Bezeichnung | Funktion | Prüfhinweise |
|---|
| Stator | HF-H204S Wicklung | Erzeugt das Drehfeld | Isolationsmessung, Widerstand |
| Rotor | Permanentmagnetrotor | Drehmomentübertragung | Sichtprüfung, Rundlauf |
| Encoder | OSA105S5 | Positions- und Absolutwertsignal | Signalbild, Initialisierung |
| Steckverbindungen | Power + Encoder | Verbindung zum Drive | Sichtprüfung, Durchgang |
| Wellenabdichtung | Wellendichtring | Schutz vor Schmutz/Öl | Verschleiß prüfen |
| Lager vorn/hinten | Präzisionskugellager | stabiler Lauf | Geräusch, Temperatur, Spiel |
| Gehäuse | Aluminium Druckguss | Kühlung, Stabilität | Reinigung, Rissprüfung |