29.03.2026 von Viktor Siebert

Ausgangssituation und Fehlerbild.

Bei diesem Reparaturfall ging es um einen Okuma AC Spindelmotor VAC-YMM45/37R-112, eingesetzt mit einer Okuma VAC II Drive Unit D45-A beziehungsweise 1006-1262. Laut Typenschild handelt es sich um einen Spindelmotor mit 45 kW im 30 Minuten Betrieb und 37 kW im Dauerbetrieb, 170 V Motorspannung, 291 A beziehungsweise 248 A und einem Drehzahlbereich von 1125 bis 4500 min⁻¹. Das Baujahr laut Typenschild ist Juni 1999. Der Motor ist mit einer Resolverrückführung von Sanyo Denki 101-7801-04 ausgerüstet. Die VAC II Dokumentation zeigt, dass dieser Antriebsverbund mit Resolverrückführung, Motorüberlastsignal, Motorkühlung und Schutzfunktionen arbeitet. Die Verbindung zwischen Drive und Motor umfasst Leistungsanschlüsse, Resolver, Thermoschutz und Lüfterversorgung.

Das Fehlerbild war zunächst typisch für einen fortschreitenden mechanischen Schaden, aber nicht sofort eindeutig, weil der Motor trotz bereits auffälliger Geräuschentwicklung noch gelaufen ist. Nach Kundenangabe lief die Spindel bis zuletzt mit deutlich lauten Laufgeräuschen. Danach meldete der Drive Überlast und der Motor drehte nicht mehr. Technisch wichtig war dabei, dass die mechanische Last bereits abgenommen wurde. Der Riemen wurde entfernt, der Motor also lastfrei gemacht. Trotzdem ließ sich der Rotor nicht mehr bewegen. Genau dieser Punkt ist für die Eingrenzung entscheidend. Wenn ein Motor auch ohne angekoppelte Last blockiert bleibt, liegt die Ursache in aller Regel im Motor selbst und nicht mehr im angetriebenen Aggregat.

Vor dem Öffnen oder Abziehen von Steckern immer spannungsfrei schalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Entladezeit abwarten und Spannungsfreiheit prüfen. Messungen an spannungsführenden Teilen nur durch Elektrofachkraft mit geeigneter Ausrüstung und nach lokalen Regeln.

Eingangskontrolle und erste Diagnose

In der Eingangskontrolle wurde zuerst der äußere Zustand geprüft. Das Typenschild war vollständig lesbar, die Zuordnung zu Motor und Spindelantrieb war damit eindeutig. Das Blockierverhalten des Rotors ließ sich unmittelbar nachvollziehen. Bereits von Hand war keine freie Bewegung mehr möglich. Damit war früh klar, dass nicht nur ein elektrisches Folgeproblem vorliegt, sondern ein massiver mechanischer Schaden im Inneren.

Im nächsten Schritt wurde die Rückführung betrachtet. Da der Resolver in solchen Fällen häufig durch Vibration, Hitze oder Sekundärschäden mitbetroffen sein kann, wurde auf mechanische Beschädigung, Spiel, Schleifspuren und Leitungszustand geachtet. Der Resolver zeigte sich in diesem Fall nicht als primäre Fehlerursache. Das passt auch zum Feldbild. Solange ein Resolver noch stabile Rückmeldesignale liefert, reagiert der Drive auf die steigende Last zunächst korrekt mit Stromanstieg und schließlich mit Überlastschutz. Genau dieses Verhalten wurde vom Kunden beschrieben.

Die erste technische Bewertung lautete damit: kein primärer Rückführungsfehler, sondern eine mechanisch festgehende Einheit mit daraus resultierender Überlastmeldung im Drive. Das ist auch plausibel im Zusammenhang mit der VAC II Schutzlogik. In der Dokumentation sind Motor overload, resolver related faults, overcurrent und power circuit alarms als typische Schutz- und Abschaltzustände beschrieben.

Technische Analyse

Nach der Zerlegung zeigte sich die eigentliche Ursache klar. Das hintere Kugellager war massiv zerstört. Ein großer Teil der Wälzkörper war deutlich abgeschliffen, der Lagerkäfig hatte sich verformt und verklemmt. Dadurch war die Lagerfunktion nicht mehr gegeben. Statt sauberer Führung entstand zunächst erhöhte Reibung, dann zunehmendes Laufgeräusch, anschließend Temperaturanstieg und schließlich mechanische Blockade des Rotors.

Die Ursache Wirkung Kette war in diesem Fall sehr sauber nachvollziehbar. Fortschreitender Lagerverschleiß führte zu schlechter werdender Führung der Rotorwelle. Dadurch stiegen Laufgeräusch, Reibmoment und mechanische Unruhe. In der Endphase zerfiel die Lagergeometrie so weit, dass sich Teile der Lagerführung verkeilten. Der Rotor lief nicht mehr frei. Der Drive versuchte weiterhin zu regeln, sah aber nur noch stark ansteigenden Laststrom beziehungsweise fehlende Beschleunigung. Das Ergebnis war die Überlastmeldung.

Warum der Motor trotz des Schadens noch bis kurz vor Ausfall gelaufen ist, lässt sich technisch gut erklären. Solange ein Lager zwar stark beschädigt, aber noch nicht vollständig verklemmt ist, kann der Motor mit erhöhtem Strom und deutlicher Geräuschentwicklung weiterlaufen. Erst wenn der Käfig kollabiert oder Wälzkörper sich querstellen, kippt der Fehler von erhöhter Reibung in eine echte mechanische Blockade. Genau dieser Übergang ist in der Praxis oft der Punkt, an dem der Betreiber zuerst einen Alarm sieht.

Elektrisch war dieser Fall deshalb interessant, weil der Drive hier nicht die Ursache, sondern die Schutzinstanz war. Die Rückführung war für die Regelung noch ausreichend vorhanden, die Schutzlogik griff aber wegen des mechanischen Widerstands ein. Das deckt sich grundsätzlich mit den in der VAC II Dokumentation beschriebenen Überlast- und Fehlerbildern rund um Motor overload, excessive vibration and noise sowie commanded speed cannot be obtained.

Reparaturmaßnahmen und Instandsetzung

Im Reparaturprozess wurde der Motor vollständig zerlegt und technisch gereinigt. Alle funktional relevanten Baugruppen wurden auf Sekundärschäden geprüft. Die beschädigte Lagerung wurde vollständig erneuert. Besonderes Augenmerk lag auf den Lagersitzen, der Rotorwelle, den Passflächen und dem Freigang des Rotors. Bei einem so massiven Lagerschaden reicht ein reiner Lagerwechsel nur dann aus, wenn keine Folgeschäden an den umliegenden Funktionsflächen entstanden sind. Entsprechend wurde nicht nur ersetzt, sondern auch geometrisch und mechanisch geprüft.

Die Rückführung wurde ebenfalls kontrolliert, da starke Lagergeräusche und Schwingungen häufig auf die Signalqualität durchschlagen. In diesem Fall wurde der Resolver funktional mit geprüft und im wieder aufgebauten Zustand auf stabiles Signalverhalten beobachtet. Die elektrische Grundprüfung des Motors zeigte im Werkstattablauf keine auffällige Isolationsschwäche. Damit stand einer Instandsetzung auf Basis der mechanischen Hauptursache nichts entgegen.

Präventiv wurde der gesamte Motorzustand im Bereich Lagerung, Laufverhalten und thermische Belastbarkeit bewertet. Bei Antrieben dieser Baujahre ist es sinnvoll, im Zuge einer solchen Instandsetzung nicht nur den unmittelbaren Defekt zu beseitigen, sondern auch angrenzende Verschleißpunkte mitzubeurteilen. Gerade bei Spindelmotoren mit hoher Drehzahl und langen Betriebszeiten ist der mechanische Zustand der Lagerung der Schlüssel für Geräusch, Rundlauf, Rückführungsruhe und Belastung des Drives.

Abschließender Funktionstest

Nach dem Wiederaufbau wurde der Motor auf dem Prüfstand mit dem zugehörigen Okuma VAC II Spindelantrieb betrieben. Der Test umfasste Ein und Aus Verhalten, Freigabe, ruhigen Anlauf, Betrieb bei niedriger Drehzahl, mittlerer Drehzahl und hoher Drehzahl sowie die Beobachtung von Laufgeräusch, Stromaufnahme, Rückführung und thermischem Verhalten.

Besonders wichtig war in diesem Fall der direkte Vergleich zum Schadensbild. Vor der Instandsetzung war der Rotor mechanisch blockiert. Nach der Instandsetzung musste der Motor wieder frei anlaufen, sauber beschleunigen und über den Drehzahlbereich ohne auffällige Geräuschspitzen laufen. Genau das war im Prüflauf gegeben. Auch die Resolverrückführung zeigte stabiles Verhalten. Im Test ergaben sich keine Hinweise auf Aussetzer, instabile Drehzahlregelung oder erneute Überlastreaktionen. Der Motor lief und wurde am Okuma VAC II Drive erfolgreich getestet.

Fazit

Der eigentliche Schaden lag hier eindeutig in der mechanischen Lagerung des Motors und nicht primär im Drive oder in der Rückführung. Das macht den Fall technisch klar, aber im Feld oft tückisch, weil der Antrieb bis kurz vor dem Stillstand noch arbeitet und der erste sichtbare Hinweis häufig nur als Überlastalarm erscheint. Durch die vollständige Zerlegung, die saubere mechanische Instandsetzung und die anschließende Prüfung am passenden Spindelantrieb ist die Reparatur technisch nachhaltig. Der Antrieb wurde nicht nur wieder drehfähig gemacht, sondern auch unter realitätsnahen Bedingungen funktional abgesichert.

Preis und Lieferzeit für Okuma VAC-YMM45/37R-112 AC Spindel Motor

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Technische Spezifikationen

Feld	Motor
Hersteller	Yaskawa Electric / Okuma
Gerätetyp	AC Spindelmotor
Modellbezeichnung	VAC-YMM45/37R-112
Serie	Okuma VAC Motor
Leistung	45 kW / 37 kW
Eingangsspannung	entfällt, drehzahlgeregelt über Spindeldrive
Ausgangsspannung	170 V
Nennstrom	291 A / 248 A
Steuerungsart	drehzahlgeregelter Spindelantrieb mit Resolverrückführung
Rückführung	Resolver Sanyo Denki 101-7801-04
Kühlung	motorseitig spindeltypische Fremd oder Zwangskühlung, anlagenspezifisch
Schutzart	ca. industrieller Einbaumotor, genaue Schutzart am Typenschild nicht angegeben
Umgebungstemperatur	ca. 0 bis 40 °C bei sauberer Kühlluft
Montage	Flanschmontage
Herkunft	Nagoya, Japan
Produktstatus	Bestandsgerät, Altanlage

Feld	Drive
Hersteller	Okuma
Gerätetyp	VAC II Drive Unit
Modellbezeichnung	D45-A / 1006-1262
Serie	VAC II
Leistung	passend zum 45/37 kW Spindelmotor, genaue Baugröße im vorliegenden Manual nicht eindeutig verifizierbar
Eingangsspannung	3~ 200 bis 230 VAC, je nach VAC II Ausführung im Manual beschrieben
Ausgangsspannung	variable Motorausgangsspannung passend zum Spindelmotor
Nennstrom	ca. passend zur Motorachse, aus vorliegendem Drive-Dokument nicht eindeutig abzuleiten
Steuerungsart	transistorisierter VAC Spindelantrieb mit Resolverauswertung
Rückführung	Resolver, Überlastsignal, Thermoschutz, Lüfterversorgung laut VAC II Anschlussbildern
Kühlung	Lüftergekühltes Leistungsmodul
Schutzart	Schaltschrankgerät
Umgebungstemperatur	typischer Schaltschrankbetrieb, auf ausreichende Kühlung achten
Montage	vertikale Schaltschrankmontage
Herkunft	Japan
Produktstatus	Bestandsgerät, Altanlage

Die Motorwerte stammen direkt vom Typenschild. Die VAC II Dokumentation beschreibt Aufbau, Anschlussbilder, Schutzlogik und Alarmanzeigen des Spindeldrives.

Einsatzumgebung und Einsatzmöglichkeiten

Typische Maschinen
CNC Drehmaschinen und Bearbeitungszentren mit Okuma Spindeltechnik

Typische Baujahre
Motor Baujahr hier 1999, VAC II Dokumentation 1st Edition März 1990, damit typisch für ältere Bestandsanlagen und Retrofit Fälle.

Typische Anwendungen
Hauptspindelbetrieb, Beschleunigen und Bremsen von Werkzeugspindeln, drehzahlgeregelter Bearbeitungsbetrieb

Anforderungen an Umgebung und Schaltschrank
Saubere Kühlluft, stabile Spannungsversorgung, sichere Erdung, abgeschirmte Signalführung und belastbare Leistungsverdrahtung. Die VAC II Dokumentation weist auf korrekte Leistungsversorgung, Steckverbinder, Lüfter und sichere Klemmenverbindungen hin.

Hinweise zu thermischer und elektrischer Belastung
Lagerschäden erhöhen Strombedarf und thermische Belastung deutlich. Mechanische Schwergängigkeit, Unwucht und verschlechterter Rundlauf wirken direkt auf Stromaufnahme, Regeldynamik und Schutzabschaltungen.

Funktionsbeschreibung

Grundfunktion
Der Spindeldrive erzeugt aus der Netzversorgung eine geregelte Motorausgabe für den AC Spindelmotor. Der Motor setzt diese elektrische Leistung in Drehmoment und Drehzahl um.

Zusammenspiel Leistungsteil, Regelung und Rückführung
Das Leistungsteil versorgt den Motor mit variabler Spannung und Strom. Die Regelung vergleicht Sollwert und Rückmeldung. Die Rückführung erfolgt über den Resolver. Laut VAC II Anschlussbildern gehören außerdem Thermoschutz, Überlastsignal und Lüfteranschlüsse zum Gesamtsystem.

Freigabe
Der Drive gibt den Motor nach korrekter Versorgung und Freigabelogik frei. Im Fehlerfall wird abgeschaltet oder abgeregelt.

Schutzlogik
Typische Schutzfunktionen sind Überstrom, Überspannung, Unterspannung, Phasenausfall, Resolverfehler, Motor overload und Heat sink overheat. Die VAC II Dokumentation listet diese Fehler sowohl als LED Codes als auch in der Alarmtabelle.

Thermische Überwachung
Motor und Drive werden thermisch überwacht. Überlastung durch mechanischen Schaden kann dadurch früh erkannt und in eine Schutzabschaltung überführt werden.

Signalüberwachung
Die Rückführung wird auf Plausibilität, Signalverlust und Regelabweichung überwacht. Resolverfehler, Kommunikationsfehler und Loop Errors sind im VAC II Manual dokumentiert.

Warum diese Funktionen sicherheitsrelevant sind
Ohne diese Überwachungen könnte ein blockierter Motor weiter bestromt werden, was Wicklung, Leistungsteil und Mechanik massiv schädigen würde. Gerade bei Spindelantrieben mit hoher Leistung ist die Schutzkette entscheidend.

Alarmmeldungen und Troubleshooting

Alarmcode	Beschreibung	Mögliche Ursache	Empfohlene Maßnahme
RES	Resolver alarm	Rückführung fehlerhaft, Resolversignal unplausibel	Resolver, Leitungen und Steckverbindung prüfen
AD	A/D access alarm	Fehler in der Signalaufbereitung oder Elektronik	Control PCB prüfen, ggf. instandsetzen
PAR	RAM parity error	Speicher oder Steuerlogik fehlerhaft	Elektronik prüfen, Baugruppe ersetzen
ACC	Microcomputer access error	Fehler in interner Verarbeitung	Steuerbaugruppe prüfen
LOOP	INT6 loop error	interner Steuerfehler	Drive-Elektronik prüfen
WDOG	Watch dog error	CPU oder Überwachungsfehler	Elektronik prüfen, ggf. tauschen
IOCM	Motor cable overcurrent	Kurzschluss oder starker Lastsprung im Motorzweig	Motorleitung, Motor und Isolation prüfen
IOCS	Inverter bridge short circuit	Leistungsteil beschädigt	Leistungsteil prüfen
IOCR	Regeneration unit power transistor short	Fehler in Regenerationseinheit	Regenerationskreis prüfen
OV	Power circuit overvoltage	zu hohe Zwischenkreisspannung, Regenerationsproblem	Versorgung und Regeneration prüfen
UV	Power input undervoltage	Versorgung zu niedrig	Netzspannung und Einspeisung prüfen
PH	Phase open	Phasenausfall	Versorgung und Verdrahtung prüfen
LOSS	Loss of power supply at calculation circuit	Steuerspannung fehlt	Netzteil und Steckverbinder prüfen
OS	Over speed	Rückführung fehlerhaft oder Motor beschleunigt unkontrolliert	Resolver und Regelung prüfen
READ	Velocity command read error	Sollwertsignal fehlerhaft	Sollwertpfad prüfen
SVP	Power circuit undervoltage	Unterspannung im Leistungsteil	Einspeisung und Netzteil prüfen
RAER	RAM faulty error	Speicherfehler	Elektronik prüfen
DSE	DIP switch setting error	unpassende Parametrierung	Schalter und Gerätesoftware prüfen
DSC	Excessive velocity deviation error	Soll und Ist weichen stark ab	Mechanik, Motor und Rückführung prüfen
WCHER	Winding changeover error	Umschaltung fehlerhaft	Magnetschalter und Umschaltung prüfen
OH	Heat sink overheat	Kühlung unzureichend	Lüfter und Luftführung prüfen
OL	Motor overload	mechanische Schwergängigkeit, Überlast, Kühlproblem	Mechanik, Lagerung, Lüfter und Last prüfen

Die Einträge basieren auf der VAC II Alarmdarstellung und Störungstabelle des Manuals.

Baugruppenübersicht

Baugruppe	Bezeichnung funktional	Funktion	Hinweise zur Prüfung oder Reparatur
Stator Rotor Einheit	Leistungserzeugende Motoreinheit	erzeugt Drehmoment und Drehzahl	auf Schleifspuren, Wärmespuren und Freigängigkeit prüfen
Lagerung vorn und hinten	Wellenführung	trägt Rotor und sichert Rundlauf	auf Geräusch, Spiel, Leichtlauf und Folgeschäden prüfen
Rückführung	Resolver	liefert Istwert für Regelung	Signalstabilität, Leitungen und mechanischen Sitz prüfen
Thermischer Schutz	Temperaturüberwachung	schützt Motor vor Überhitzung	Durchgang und Plausibilität prüfen
Lüfterkreis	Motorkühlung	thermische Stabilität bei Last	Versorgung, Lauf und Luftdurchsatz prüfen
Leistungsteil im Drive	Endstufe	versorgt Motor geregelt mit Leistung	nur prüfen, wenn mechanische Ursache ausgeschlossen ist
Regelbaugruppe	Drive Steuerung	Sollwertverarbeitung und Schutzlogik	bei Folgefehlern auf Alarmhistorie achten
Leistungsanschlüsse	Motorzuleitung	überträgt Motorausgangsleistung	Kontakte, Isolation und Klemmstellen prüfen
Signalanschlüsse	Rückführung und Schutzsignale	Regelung und Zustandsüberwachung	auf Abschirmung und Steckersitz achten