Ausgangssituation und Fehlerbild.

Angeliefert wurde ein Mitsubishi MR-S12-80B-Z33 Servo Drive aus einer 2 Achsen Anwendung mit L Achse und M Achse. Der Fehler trat reproduzierbar direkt bei der Freigabe auf. Sobald Servo ON gesetzt wurde, erschien sofort der Alarm A.17. Ein Anlauf oder eine Bewegung der Achse fand nicht statt.

Auffällig war der Zustand bei Anlieferung. Das Gerät kam vorrepariert. Im Leistungsbereich waren Baugruppen getauscht und nachgelötet worden. Die Lötstellen waren ungleichmäßig und teilweise mechanisch instabil. Zusätzlich war ein Elektrolytkondensator aufgebläht, der durch falsche Einbaulage verpolt betrieben wurde. Außerdem waren optische Trennfunktionen in falscher Ausführung verbaut. Dieses Gesamtbild deutete auf Folgeschäden durch unsachgemäße Eingriffe hin, nicht auf einen normalen Altersfehler.

Eingangskontrolle und erste Diagnose

Vor jeder Arbeit galt: spannungsfrei schalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Entladezeit abwarten, Spannungsfreiheit prüfen. Danach erfolgte die Sichtprüfung mit Fokus auf thermische Spuren, Kontaktstellen und mechanische Belastungen. Die Hinweise auf unsachgemäße Vorarbeit bestätigten sich.

Der Fehler wurde am Prüfaufbau nachgestellt. Alarm A.17 trat unmittelbar beim Freigeben auf. Zur Eingrenzung wurden Leistungsteil und beide Steuerboards gegen geprüfte Referenzbaugruppen getauscht. Mit einer geprüften Leistungsbaugruppe liefen Leistungsteil und beide Steuerboards des Kundenantriebs fehlerfrei. Damit war die Ursache eindeutig im Leistungsboard des angelieferten Geräts lokalisiert.

Die Batterie wurde gemessen und lag bei 3,6 V, somit im Soll. Ein batteriebedingter Verlust von Absolutdaten war als Primärursache unwahrscheinlich, auch wenn die Z33 Variante eine Absolutwert Erkennung verwendet.

Technische Analyse

Ein Alarm direkt bei Freigabe entsteht typischerweise, wenn die interne Selbstprüfung der Leistungsstufe scheitert. Beim Servo ON prüft der MR S12 mehrere Sicherheits und Plausibilitätskriterien, unter anderem interne Versorgungen, Ansteuerlogik, Stromrückführung und Signalwege der Leistungsstufe. Wenn Messwerte unplausibel sind, sperrt die Schutzlogik sofort, bevor Motorstrom aufgebaut wird.

Für A.17 ist die technische Richtung eindeutig: A/D Wandler Fehler beziehungsweise Stromrückführung unplausibel. Das passt zu den Befunden. Falsche optische Trennung kann Timing und Logik der Leistungsansteuerung verfälschen. Schlechte Lötqualität führt zu Übergangswiderständen und intermittierenden Unterbrechungen. Eine verpolte und dadurch geschädigte Kapazitätsfunktion belastet interne Versorgungsschienen und erhöht Störanteile. In Summe entstehen Messwerte außerhalb der zulässigen Fenster und die Freigabe wird sofort blockiert.

Zusätzlich ist bei dieser Baureihe wichtig, dass es sich um einen integrierten 2 Achsen Verstärker handelt. Die L Achse ist für die größere Motorkapazität ausgelegt. Eine falsche Zuordnung der Motoren zur Achse kann zu schweren Folgeschäden führen. Das Handbuch warnt ausdrücklich davor, einen Motor kleinerer Kapazität an der L Achse zu betreiben, da dies zur Entmagnetisierung des Motors führen kann. Für die Diagnose bedeutet das: Neben dem Drive müssen auch Achszuordnung, Rückführung und Parametrierung plausibel sein.

Reparaturmaßnahmen und Instandsetzung

Die Instandsetzung erfolgte ohne Benennung einzelner Bauteile, mit Fokus auf funktionskritische Baugruppen. Zuerst wurden alle unsachgemäßen Nacharbeiten zurückgenommen. Der betroffene Energiebereich wurde fachgerecht überarbeitet, korrekt polarisiert und elektrisch stabilisiert. Die optische Signalkopplung wurde auf spezifikationsgerechte Ausführung gebracht. Kritische Kontaktstellen und Lötverbindungen wurden mechanisch stabilisiert und geprüft, um spätere Intermittenten zu vermeiden.

Ergänzend wurden Steckverbinder und Kontaktflächen gereinigt und auf festen Sitz geprüft. Der Kühlweg wurde kontrolliert, da thermische Belastung die Drift der Messpfade und die Lebensdauer der Leistungsstufe beeinflusst. Präventiv wurde die Schaltschranktauglichkeit bewertet, insbesondere Luftführung, Filterzustand und Lüfterfunktion.

Abschließender Funktionstest

Der Funktionstest erfolgte am Prüfstand mit 3 phasiger Versorgung und geeigneter Messtechnik. Getestet wurden Ein Aus Verhalten, wiederholte Freigabezyklen, Warmlauf sowie Regelbetrieb in niedrigen, mittleren und höheren Drehzahlbereichen mit Lastsimulation. Besonderes Augenmerk lag auf niedrigen Drehzahlen, weil dort Strommessung und Regelung besonders empfindlich auf Störungen reagieren.

Nach der Instandsetzung trat Alarm A.17 nicht mehr auf. Die Freigabe war stabil und reproduzierbar, auch nach mehrfachen Zyklen und nach thermischem Warmlauf. Messungen an spannungsführenden Teilen erfolgten ausschließlich durch Elektrofachkraft mit geeigneter Ausrüstung und nach lokalen Regeln.

Fazit

Der Fehler A.17 bei Freigabe war eindeutig im Leistungsboard verursacht. Leistungsteil und beide Steuerboards waren mit einer geprüften Leistungsbaugruppe unauffällig, die Batterie war mit 3,6 V im Soll. Ursache war eine unsachgemäße Vorreparatur mit falscher Signalkopplung, schlechter Lötqualität und Folgeschäden im Energiebereich.

Durch fachgerechte Stabilisierung der betroffenen Funktionsbereiche, Korrektur der Signalkopplung und den Prüfstandstest über Freigabezyklen und Drehzahlbereiche wurde eine nachhaltige Funktion wiederhergestellt. Zusätzlich wurde die Systemlogik der 2 Achsen Auslegung berücksichtigt, um Folgeschäden durch falsche Achszuordnung zu vermeiden.

Weitere Informationen wie Preis, Lieferzeit zum: Mitsubishi Servo Drive MR-S12-80B-Z33

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Technische Spezifikationen

Einsatzumgebung und Einsatzmöglichkeiten

Typische Einsatzumgebungen sind Werkzeugmaschinen, Handhabungssysteme und mehrachsige Vorschubsysteme. Häufige Baujahre liegen je nach Maschine ca. 1995 bis 2005. Der MR S12 wird im Schaltschrank betrieben und benötigt stabile Versorgung, saubere Erdung und EMV gerechte Schirmung der Motor und Rückführleitungen.

Thermisch kritisch sind verschmutzte Filter, schwache Lüfter und zu hohe Schaltschranktemperatur. Elektrisch kritisch sind lose Einspeiseklemmen, Kontaktorprobleme, Spannungseinbrüche und Störeinflüsse auf Rückführung und Signalleitungen. In 2 Achsen Systemen ist außerdem die korrekte Zuordnung der Motoren zur Achse zwingend. Das Handbuch warnt davor, einen Motor kleinerer Kapazität an der L Achse zu betreiben, da eine Entmagnetisierung möglich ist.

Funktionsbeschreibung

Der MR S12 ist ein integrierter 2 Achsen Servoverstärker für L Achse und M Achse. Er wandelt die Netzspannung in eine geregelte Motorversorgung und regelt Drehmoment und Drehzahl über stromgeregelte PWM Ansteuerung. Die Rückführung liefert Istwerte für Regelung und Schutzlogik. Bei der Z33 Variante wird die absolute Positionserkennung unterstützt, wofür passende Detektoren und eine Batteriepufferung erforderlich sind.

Beim Freigeben prüft das Gerät interne Versorgungsschienen, die Plausibilität der Stromrückführung, Signalpfade der Leistungsansteuerung und Schutzfunktionen. Schutzlogik überwacht Überstrom, Über und Unterspannung, Temperatur und Rückführung. Diese Funktionen sind sicherheitsrelevant, weil Fehlansteuerungen in sehr kurzer Zeit zu hohen Strömen oder unkontrollierter Bewegung führen können.

Alarmmeldungen und Troubleshooting

Baugruppenübersicht