21.05.2026 von Viktor Siebert
Produktionsstillstand durch Mitsubishi MR-J2S-350B und HC-SFS352 Servo Motor wegen Encoderfehler und Überlastschaden
Ein Kunde aus dem Werkzeugmaschinenbau meldete einen wiederkehrenden Produktionsausfall an einer Achse mit einem Mitsubishi AC Servo System bestehend aus dem Servoverstärker MR-J2S-350B und dem Servomotor HC-SFS352. Die Maschine fiel nach etwa 20 Minuten Betriebszeit regelmäßig mit Überlast- und Temperaturproblemen aus. Der Fehler trat zunächst sporadisch auf und entwickelte sich anschließend zu einem reproduzierbaren Stillstand der Anlage.
Die Maschine war Teil einer automatisierten Fertigungszelle. Durch den ungeplanten Ausfall entstanden wiederholt Maschinenstillstände, Produktionsunterbrechungen und erheblicher Zeitdruck in der Instandhaltung.
Bereits bei der Anlieferung zeigte sich, dass sowohl der Motor als auch der Servo Drive thermisch stark belastet worden waren. Besonders auffällig war, dass der Fehler nicht ausschließlich lastabhängig auftrat, sondern auch unter moderaten Betriebsbedingungen reproduzierbar blieb.
Die Analyse erfolgte auf einem original Mitsubishi Prüfstand mit einem identischen Referenzsystem.
Die Typenschilder bestätigten folgende Komponenten:
Motor:
Mitsubishi HC-SFS352
3.5 kW
2000 r/min
146 V
17 A
IP65
19 kg
Servo Drive:
Mitsubishi MR-J2S-350B
3.5 kW
3PH + 1PH 200 bis 230 V
16 A Eingang
17 A Ausgang
0 bis 360 Hz Ausgangsfrequenz
Die technischen Angaben stammen direkt vom Typenschild der eingesandten Geräte.
Erste Diagnose im Prüffeld
Nach der Sichtprüfung wurden zunächst folgende Auffälligkeiten festgestellt:
- starke thermische Belastung am Leistungsbereich des MR-J2S-350B
- erhöhte Erwärmung bereits im Leerlaufbetrieb
- instabile Drehzahlregelung
- unruhiger Stromverlauf unter Last
- sporadische Rückmeldefehler der Encoderkommunikation
- wiederholte Überstrom- und Überlastsituationen
Im Belastungstest zeigte der Servoverstärker zunehmend instabile Stromregelung. Parallel dazu fiel auf, dass der Motor nicht sauber geregelt wurde und die Drehzahlschwankungen nicht proportional zur Last waren.
Da dem Reparaturauftrag zusätzlich ein funktionierender Referenzantrieb beilag, konnte der Fehler eindeutig eingegrenzt werden.
Mit einem Referenzmotor arbeitete der originale Kunden-Drive zunächst stabil, entwickelte jedoch nach längerer Laufzeit erneut thermische Probleme und Überlastzustände.
Damit war klar, dass nicht nur der Motor, sondern inzwischen auch die Leistungsendstufe des MR-J2S-350B beschädigt worden war.
Tatsächliche Fehlerursache
Die technische Analyse ergab eine kombinierte Schadenskette zwischen Encoderregelung und Leistungsstufe.
Folgende Fehlerursachen konnten eindeutig festgestellt werden:
- defekter Mitsubishi Encoder OSA18-130
- fehlerhafte Rückführung der Positions- und Drehzahlinformation
- instabile Stromregelung im Servoverstärker
- permanente Nachregelung des Drives
- thermische Dauerüberlastung der Leistungsmodule
- erhöhte Stromaufnahme trotz normaler Last
- thermische Vorschädigung der Leistungsendstufe
- beginnende Schädigung der IGBT-Stufe
- instabile Strommessung unter Dauerlast
Die Rückmeldesignale des Encoders waren nicht mehr stabil. Dadurch versuchte der Drive permanent Korrekturbewegungen auszuführen.
Diese permanente Regelabweichung führte zu:
- erhöhter Verlustleistung
- steigender Motorerwärmung
- erhöhter Zwischenkreisbelastung
- Überstromzuständen
- thermischer Überlastung des Drives
Die Alarmtabellen der Mitsubishi MELSERVO-Serie beschreiben exakt passende Fehlerbilder wie:
| Alarm | Beschreibung |
|---|
| 32 | Überstrom |
| 45 | Überhitzung Leistungsteil |
| 50 | Überlast 1 |
| 51 | Überlast 2 |
| 52 | Zu große Abweichung |
| 46 | Servomotor Überhitzung |
Diese Alarmdefinitionen stammen aus den hochgeladenen Mitsubishi Unterlagen.
Besonders relevant war Alarm 50 beziehungsweise 51:
- dauerhafte Strombelastung
- instabiles Servosystem
- Encoderfehler
- mechanische Überlastung
Die Dokumentation beschreibt außerdem explizit, dass Encoderfehler zu instabilen Regelkreisen und Überlastsituationen führen können.
Reparaturmaßnahmen
Der HC-SFS352 Servomotor wurde vollständig zerlegt und technisch überholt.
Durchgeführte Arbeiten am Motor:
- vollständige Demontage
- Reinigung aller Baugruppen
- Prüfung der Wicklungsisolation
- Prüfung der Lagerstellen
- Kontrolle der Magneteinheit
- Überprüfung der Resolver- und Encodersignale
- Reparatur des OSA18-130 Encoders
- Neujustage der Encoderreferenz
- thermische Prüfung unter Last
- Vibrationsprüfung
- Langzeitlaufprüfung
Am Mitsubishi MR-J2S-350B wurden folgende Arbeiten durchgeführt:
- Ausbau und Prüfung der Leistungsstufe
- Kontrolle der IGBT-Module
- Austausch thermisch belasteter Komponenten
- Prüfung der Zwischenkreiskondensatoren
- Überprüfung der Gate-Treiber
- Kontrolle der Strommesskreise
- Nachlöten thermisch belasteter Lötstellen
- Reinigung der Kühlkörper
- thermische Belastungsprüfung
- Langzeitlauf unter Volllast
Besonders wichtig war die Überprüfung der Leistungsstufe, da der Drive durch den fehlerhaften Encoder permanent in instabile Regelzustände gezwungen wurde.
Die thermische Belastung hatte bereits deutliche Spuren im Leistungsbereich hinterlassen.
Endprüfung und Rückversand
Nach Abschluss der Reparatur wurden Motor und Servo Drive gemeinsam auf dem Prüfstand getestet.
Die Endprüfung umfasste:
- Langzeitlauf unter Last
- Temperaturüberwachung
- Drehzahlstabilität
- Encoderkommunikation
- Stromaufnahme
- Beschleunigungszyklen
- Überlastsimulation
- thermische Dauerprüfung
Nach mehreren Stunden Prüfbetrieb arbeitete das System stabil ohne erneute Überlast- oder Temperaturalarme.
Der Rückversand erfolgte unmittelbar nach bestandener Endprüfung, sodass der Kunde die Produktion kurzfristig wieder aufnehmen konnte.
Weitere Informationen wie Preis, Lieferzeit zum: Mitsubishi AC Servo Motor Mitsubishi HC-SFS352
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Technische Daten
| Parameter | Mitsubishi MR-J2S-350B |
|---|
| Gerätetyp | AC Servo Drive |
| Hersteller | Mitsubishi Electric |
| Leistung | 3.5 kW |
| Eingangsspannung | 200 bis 230 V |
| Eingangsstrom | 16 A |
| Ausgangsspannung | 170 V |
| Ausgangsstrom | 17 A |
| Ausgangsfrequenz | 0 bis 360 Hz |
| Netzform | 3PH + 1PH |
| Frequenz | 50/60 Hz |
| Parameter | Mitsubishi HC-SFS352 |
|---|
| Gerätetyp | AC Servo Motor |
| Hersteller | Mitsubishi Electric |
| Leistung | 3.5 kW |
| Spannung | 146 V |
| Strom | 17 A |
| Drehzahl | 2000 r/min |
| Schutzklasse | IP65 |
| Gewicht | 19 kg |
| Kühlart | Geschlossen |
| Bauform | Flanschmontage |
Die technischen Daten stammen aus den Typenschildern und den hochgeladenen Mitsubishi Unterlagen.
Einsatzbedingungen
| Parameter | Wert |
|---|
| Umgebungstemperatur | 0 bis 40 °C |
| Lagertemperatur | -20 bis +60 °C |
| Luftfeuchtigkeit | 20 bis 80 % |
| Schutzart | IP65 |
| Montage | Flansch |
| Kühlung | Selbstgekühlt |
| Vibrationsklasse | 15 µm oder kleiner |
Die Werte basieren auf den hochgeladenen Mitsubishi und Yaskawa Servodokumentationen.
Zusammenarbeit mit anderen Geräten
Das System wurde typischerweise eingesetzt mit:
- Mitsubishi CNC Steuerungen
- Werkzeugmaschinen
- Bearbeitungszentren
- Vorschubachsen
- Automatisierungsanlagen
- Positioniersystemen
Unterstützte Komponenten laut Dokumentation:
- serielle Encoder
- Positionsdetektoren
- regenerative Bremswiderstände
- externe Not-Aus-Systeme
- Feldbus- und NC-Kommunikation
- Servo Feedback Systeme
Funktionsbeschreibung
Der Mitsubishi MR-J2S-350B arbeitet als geregelter AC Servo Amplifier zur präzisen Drehzahl- und Positionsregelung industrieller Servoachsen.
Das System verarbeitet:
- Encoderfeedback
- Stromregelung
- Drehzahlregelung
- Positionsregelung
- Schutzfunktionen
- thermische Überwachung
- Überstromschutz
- regenerative Energieverwaltung
Der HC-SFS352 Servomotor liefert die mechanische Leistung für hochdynamische CNC- und Automatisierungsachsen.
Die Regelung basiert auf einer kontinuierlichen Rückführung der Encoderdaten.
Fällt diese Rückmeldung aus oder wird instabil, entstehen:
- fehlerhafte Stromregelung
- Überlastsituationen
- thermische Überlast
- Überstromzustände
- instabile Drehzahl
Genau dieses Fehlerbild lag bei diesem Servicefall vor.
Alarm- und Fehlercodes
| Alarm | Fehlername | Bedeutung | Reset | Maßnahme |
|---|
| 10 | Unterspannung | Spannungsabfall | Power Reset | Versorgung prüfen |
| 24 | Fehler im Leistungskreis | Leistungsteil defekt | Reset | Leistungsteil prüfen |
| 30 | Überlast Bremskreis | Bremswiderstand überlastet | Reset | Bremskreis prüfen |
| 31 | Zu hohe Drehzahl | Drehzahl überschritten | Reset | Encoder prüfen |
| 32 | Überstrom | Überhöhter Motorstrom | Reset | IGBT und Motor prüfen |
| 33 | Überspannung | Zwischenkreis zu hoch | Reset | Netzspannung prüfen |
| 45 | Überhitzung Leistungsteil | Leistungsmodul überhitzt | Reset | Kühlung prüfen |
| 46 | Servomotor Überhitzung | Motor thermisch überlastet | Reset | Last reduzieren |
| 50 | Überlast 1 | Dauerüberlastung | Reset | Mechanik prüfen |
| 51 | Überlast 2 | Hohe Stromlast | Reset | Encoder und Regelung prüfen |
| 52 | Zu große Abweichung | Positionierfehler | Reset | Encoder prüfen |
| E1 | Überlastwarnung | Vorwarnung Überlast | Auto | Last prüfen |
Die Alarmdefinitionen stammen direkt aus den hochgeladenen Mitsubishi Dokumentationen.
Fazit
Dieser Reparaturfall zeigt deutlich, wie kritisch fehlerhafte Encoder-Rückmeldungen in modernen Servosystemen sind.
Der eigentliche Auslöser war der defekte Encoder OSA18-130 im HC-SFS352 Servomotor. Durch die instabile Rückmeldung wurde der Mitsubishi MR-J2S-350B dauerhaft thermisch und elektrisch überlastet.
Ohne frühzeitige Diagnose hätte der Schaden vermutlich zu einem vollständigen Ausfall von Motor und Drive geführt.
Durch die vollständige Überholung beider Komponenten konnte das System wieder dauerhaft stabil betrieben werden.