26.08.2026 von Viktor Siebert

Viele ältere CNC-Maschinen arbeiten auch nach 15, 20 oder sogar 30 Jahren noch zuverlässig. Mechanisch sind solche Anlagen häufig weiterhin in einem guten Zustand. Trotzdem treten mit zunehmendem Alter immer häufiger Störungen an Servo Drives, Spindelantrieben, Frequenzumrichtern, Netzteilen und Servomotoren auf.

In unserer Werkstatt sehen wir dabei unabhängig vom Hersteller erstaunlich ähnliche Fehlerbilder. Ob Mitsubishi, Yaskawa, FANUC, Okuma, HAAS oder andere Antriebssysteme: Die Schaltungskonzepte unterscheiden sich, die grundlegenden Alterungsmechanismen elektronischer und mechanischer Komponenten sind jedoch oft vergleichbar.

Ein Drive kann morgens problemlos starten und erst nach 30 Minuten Bearbeitung ausfallen. Ein anderer funktioniert tagelang und bringt plötzlich einen Überstrom-, Spannungs- oder Feedbackfehler. Wieder ein anderer läuft nach einem Neustart zunächst wieder völlig normal.

Gerade dieses Verhalten macht die Diagnose älterer Industrieelektronik schwierig.

Der Fehler liegt dann nicht unbedingt in einem einzelnen vollständig ausgefallenen Bauteil. Häufig befindet sich eine Komponente bereits außerhalb oder unmittelbar an der Grenze ihres ursprünglichen Arbeitsbereichs. Temperatur, Belastung und Betriebsdauer entscheiden schließlich darüber, ob das Gerät noch funktioniert oder einen Alarm auslöst.

Elektronik altert auch dann, wenn sie äußerlich einwandfrei aussieht

Eine elektronische Baugruppe besitzt keine unbegrenzte Lebensdauer.

Temperaturwechsel, Betriebsstunden, elektrische Belastung, Staub, Ölnebel, Vibrationen und tausende Maschinenzyklen wirken über Jahre auf die Komponenten ein. Dabei muss ein Bauteil nicht sichtbar verbrannt oder zerstört sein.

Seine elektrischen Eigenschaften können sich langsam verändern.

Genau deshalb ist die Fehlersuche bei älteren Servo Drives häufig wesentlich aufwendiger als bei einem eindeutigen Kurzschluss. Das Gerät kann auf dem Tisch zunächst normal funktionieren und erst unter Last oder nach entsprechender Erwärmung auffällig werden.

Die Herstellerdokumentationen zeigen, welche Bedeutung Temperatur und Alterung bereits bei der Auslegung solcher Systeme haben. Im Yaskawa Manual der CACR-SR SERVOPACK Serie werden beispielsweise regelmäßige Kontrollen von Staub, Öl, Lüftern und thermisch geschädigten Komponenten beschrieben. Für bestimmte Verschleißteile nennt Yaskawa sogar Austauschintervalle: Kühlventilatoren nach zwei bis drei Jahren, Glättungskondensatoren nach sieben bis acht Jahren und Aluminium-Elektrolytkondensatoren auf Leiterplatten nach etwa fünf Jahren, jeweils abhängig von Prüfung und Betriebsbedingungen. Als zugrunde gelegte optimale Betriebsbedingungen nennt das Manual unter anderem durchschnittlich 30 °C Umgebungstemperatur und maximal 20 Betriebsstunden pro Tag.

Diese Angaben zeigen sehr deutlich: Alterung elektronischer Komponenten ist kein theoretisches Problem, sondern wurde bereits vom Hersteller bei Wartung und Instandhaltung berücksichtigt.

Elektrolytkondensatoren: einer der klassischen Alterungspunkte

Elektrolytkondensatoren gehören zu den Komponenten, die bei älteren Industrieantrieben besonders beachtet werden müssen.

Sie befinden sich unter anderem in Netzteilen, Zwischenkreisen, Steuerstromversorgungen und auf verschiedenen Elektronikplatinen. Über viele Jahre verändern sich ihre elektrischen Eigenschaften. Temperatur beschleunigt diesen Prozess zusätzlich.

Problematisch ist dabei, dass ein gealterter Kondensator äußerlich vollkommen normal aussehen kann.

Er muss weder aufgebläht noch ausgelaufen sein.

Mögliche Folgen sind instabile Versorgungsspannungen, erhöhte Restwelligkeit, Startprobleme, sporadische Resets oder Fehler, die erst bei steigender Belastung auftreten.

Gerade deshalb reicht eine reine Sichtprüfung bei einem 20 Jahre alten Drive häufig nicht aus.

Ein interessantes Detail findet sich bereits in der Yaskawa Dokumentation: Dort werden Glättungskondensatoren ausdrücklich als altersabhängig zu prüfende beziehungsweise zu ersetzende Komponenten aufgeführt.

Optokoppler und Signalübertragung: wenn aus einem klaren Signal langsam ein Grenzfall wird

Auch Optokoppler und andere Komponenten der Signalübertragung können über sehr lange Betriebszeiten ihre ursprünglichen Eigenschaften verändern.

Sie werden in industriellen Antrieben unter anderem zur galvanischen Trennung und Signalübertragung eingesetzt. Über viele Betriebsjahre und unzählige Schaltvorgänge können sich Übertragungseigenschaften verändern.

Das führt nicht zwangsläufig zu einem vollständigen Ausfall.

Genau das macht solche Fehler interessant.

Ein Signal kann unter bestimmten Bedingungen noch ausreichend sein, unter anderen jedoch nicht mehr zuverlässig verarbeitet werden. Temperatur und Versorgungsspannung können dabei zusätzlichen Einfluss haben.

In der Praxis kann daraus ein Fehlerbild entstehen, bei dem ein Drive nach dem Einschalten funktioniert, später sporadische Störungen entwickelt und irgendwann dauerhaft ausfällt.

Wärme ist einer der größten Feinde der Leistungselektronik

Besonders kritisch ist die thermische Belastung innerhalb eines Servo Drives.

IGBTs, Transistormodule, Gleichrichter, regenerative Schaltungen und andere Leistungskomponenten erzeugen während des Betriebs Wärme. Diese muss über Kühlkörper und Luftstrom abgeführt werden.

Funktioniert diese Wärmeabfuhr nicht mehr richtig, steigt die thermische Belastung.

Die Mitsubishi MDS-D/DH Dokumentation beschreibt beispielsweise einen Power Module Overheat Alarm. Als Prüfpunkte nennt Mitsubishi ausdrücklich den Lüfter, verschmutzte Kühlrippen und die Umgebungstemperatur. Bei zugesetzten Kühlrippen sollen diese gereinigt werden, bei einem fehlerhaften Lüfter ist dieser zu ersetzen.

Auch bei Okuma MIV-Systemen ist Übertemperatur Bestandteil der Diagnose. Das Manual führt unter anderem „Inverter overheat“ sowie „Motor overheat“ als eigene Fehlerzustände auf.

Damit wird ein Zusammenhang deutlich, den wir bei Reparaturen immer wieder sehen:

Nicht nur die elektrische Belastung entscheidet über die Lebensdauer eines Drives. Entscheidend ist auch, ob die entstehende Wärme dauerhaft zuverlässig abgeführt werden kann.

Ein ausgefallener Lüfter ist oft nicht der eigentliche Schaden, sondern dessen Anfang

Lüfter werden bei älteren CNC-Anlagen häufig unterschätzt.

Ein Lüfter dreht sich über viele Jahre tausende Stunden. Lager verschleißen, Schmutz lagert sich ab und die Drehzahl kann sinken. Irgendwann steht der Lüfter vollständig.

Der Drive kann trotzdem zunächst weiterarbeiten.

Genau hier beginnt häufig die gefährliche Phase.

Die Leistungselektronik erzeugt weiterhin Verlustleistung, aber die Wärme wird nicht mehr ausreichend abgeführt. Dadurch entstehen höhere Temperaturen an Leistungshalbleitern, Kondensatoren, Leiterplatten und angrenzenden Komponenten.

Mitsubishi führt bei der MDS-D/DH Serie sowohl eine Fan Stop Warning als auch einen Fan Stop Alarm auf. Beim Power Module Overheat nennt das Manual verschmutzte Lüfter und zugesetzte Kühlrippen ausdrücklich als mögliche Ursachen.

Bei Yaskawa wird der Kühlventilator sogar als periodisch auszutauschendes Bauteil aufgeführt.

Deshalb betrachten wir bei einem älteren Drive einen defekten Lüfter nicht isoliert.

Die entscheidende Frage lautet:

Wie lange wurde das Gerät bereits mit unzureichender Kühlung betrieben und welche thermische Folgebelastung haben die übrigen Komponenten während dieser Zeit erfahren?

Schmutz verändert die thermischen Bedingungen im gesamten Gerät

Staub, Ölnebel und feine Partikel bilden mit der Zeit Ablagerungen auf Kühlkörpern, Lüftern und Leiterplatten.

Dadurch wird nicht nur das Gerät schmutzig.

Die thermischen Eigenschaften verändern sich.

Ein zugesetzter Kühlkörper kann Wärme schlechter an die Umgebung abgeben. Ein verschmutzter Lüfter fördert weniger Luft. Ablagerungen innerhalb des Gerätes behindern den vorgesehenen Luftstrom.

Das Mitsubishi Manual nennt bei Überhitzungsproblemen ausdrücklich Schneidöl, Späne und zugesetzte Kühlrippen als Prüfpunkte.

Deshalb gehört eine gründliche Reinigung bei älteren Antriebssystemen für uns nicht nur zur Optik einer Reparatur. Sie ist Bestandteil der technischen Instandsetzung.

Typisches Fehlerbild: kalt funktioniert das Gerät, warm kommt der Alarm

Eines der interessantesten Fehlerbilder älterer Drives ist der temperaturabhängige Ausfall.

Die Maschine wird morgens eingeschaltet.

Alles funktioniert.

Nach 20, 30 oder 60 Minuten Bearbeitung tritt plötzlich ein Alarm auf. Nach dem Abkühlen funktioniert das Gerät möglicherweise wieder.

Für den Betreiber wirkt der Fehler zunächst zufällig.

Technisch ist dieses Verhalten jedoch ein wichtiger Hinweis.

Elektrische Eigenschaften verändern sich mit der Temperatur. Wenn Komponenten bereits gealtert sind, kann die Erwärmung während des Betriebs dazu führen, dass eine zuvor noch funktionierende Schaltung ihre zulässigen Grenzen verlässt.

Deshalb sind Last- und Langzeittests bei solchen Geräten besonders wichtig.

Ein Drive, der zehn Minuten auf dem Prüfplatz funktioniert, ist bei einem temperaturabhängigen Kundenfehler noch nicht zwangsläufig als fehlerfrei einzustufen.

Fallbeispiel Mitsubishi: Überstrom erst unter Belastung

Ein typischer Fall aus unserer Werkstatt war ein Mitsubishi MDS-DM-V3-404040 AC Servo Drive Unit.

Der Kunde berichtete einen Alarm F1 32. Das Interessante war nicht nur der Alarm selbst, sondern der Zeitpunkt seines Auftretens.

Nach dem Einschalten arbeitete der Drive zunächst normal. Erst nach ungefähr einer halben Stunde Bearbeitung unter stärkerer Belastung trat der Fehler auf und wiederholte sich anschließend zunehmend.

Genau solche Fälle zeigen, warum die Information „Gerät läuft“ für eine Diagnose nicht ausreicht.

Im Mitsubishi MDS-D/DH Manual wird Alarm 32 als „Power module error (overcurrent)“ beschrieben. Bei der Fehlersuche werden unter anderem Motorverkabelung, Motorisolation, Gerätekonfiguration, Feedbackverbindungen und schließlich auch Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Störungen und Erdung geprüft.

Ein sporadischer Überstromfehler unter thermischer Belastung muss deshalb systematisch betrachtet werden. Nicht nur das Leistungsteil selbst, sondern auch Versorgung, Feedback, Motor und thermische Bedingungen gehören in die Analyse.

Fallbeispiel Yaskawa: alte SERVOPACKs und die Bedeutung präventiver Überholung

Bei älteren Yaskawa SERVOPACKs zeigt sich sehr gut, warum präventive Instandhaltung sinnvoll sein kann.

Yaskawa selbst unterscheidet in der Wartungsdokumentation zwischen Komponenten, die mechanisch verschleißen, und solchen, die altersbedingt ihre Eigenschaften verändern.

Für die CACR-SR Serie nennt das Manual beispielsweise:

Kühlventilator: Austausch nach etwa zwei bis drei Jahren.

Glättungskondensator: etwa sieben bis acht Jahre, abhängig von der Prüfung.

Aluminium-Elektrolytkondensatoren auf Leiterplatten: etwa fünf Jahre beziehungsweise Leiterplattentausch nach Prüfung.

Auch Relais und Schutzkomponenten sollen im Rahmen der Inspektion bewertet werden.

Natürlich bedeutet das nicht, dass jeder Kondensator nach exakt fünf oder acht Jahren defekt ist. Viele Geräte laufen erheblich länger.

Es zeigt aber, dass ein 20 oder 25 Jahre alter Drive aus Sicht seiner Komponenten weit über den ursprünglich angesetzten Wartungszeiträumen liegen kann.

Genau deshalb kann es bei einer Reparatur sinnvoll sein, nicht ausschließlich das eine Bauteil zu ersetzen, das den aktuellen Alarm verursacht hat.

Mitsubishi, Yaskawa, FANUC, HAAS und Okuma: andere Systeme, ähnliche physikalische Belastungen

Jeder Hersteller entwickelt eigene Hardware, Schutzfunktionen, Alarmcodes und Diagnosekonzepte.

Die zugrunde liegende Physik bleibt jedoch gleich.

Leistungshalbleiter erzeugen Wärme.

Kondensatoren altern.

Lüfter verschleißen.

Steckverbindungen sind Vibrationen und Temperaturzyklen ausgesetzt.

Leiterplatten werden über Jahre thermisch belastet.

Motorlager laufen tausende Betriebsstunden.

Dichtungen verlieren mit der Zeit ihre ursprünglichen Eigenschaften.

Deshalb begegnen uns bei sehr unterschiedlichen Herstellern oft vergleichbare Fehlergruppen: Überstrom, Übertemperatur, Unterspannung, Überspannung, Feedbackfehler, Encoderfehler, Lüfterstörungen und sporadische Ausfälle nach längerer Betriebsdauer.

Die konkrete Diagnose muss selbstverständlich immer anhand des jeweiligen Systems und der zugehörigen Herstellerdokumentation erfolgen.

Servomotoren altern anders als Servo Drives

Beim Servomotor kommen zusätzlich mechanische Alterungsprozesse hinzu.

Besonders wichtig sind Kugellager.

Mit zunehmender Betriebsdauer verändern sich Laufverhalten und Schmierung. Vibrationen und Geräusche können zunehmen. Im Extremfall steigt die mechanische Belastung so stark, dass auch das angeschlossene Antriebssystem betroffen ist.

Yaskawa nennt in der Dokumentation für die beschriebenen Servomotoren eine regelmäßige Kontrolle auf ungewöhnliche Vibrationen und Geräusche. Für Lager wird ein Austauschintervall von 20.000 Betriebsstunden genannt. Wellendichtungen werden mit 5.000 Stunden aufgeführt, abhängig von Einsatz und Zustand.

Das zeigt, dass auch ein elektrisch noch funktionierender Motor mechanisch längst Wartungsbedarf haben kann.

Emulsion und Kühlmittel: ein besonders kritischer Gegner von Servomotoren

Bei Werkzeugmaschinen kommt ein weiteres Problem hinzu: Kühlschmierstoff und Emulsion.

Dichtungen altern. Werden sie hart oder beschädigt, kann Flüssigkeit in den Motor gelangen.

Die Folgen können erheblich sein.

Isolation kann sich verschlechtern, Lager können beschädigt werden, Steckverbindungen können korrodieren und auch Encoder beziehungsweise Feedbacksysteme können betroffen sein.

Das Mitsubishi Troubleshooting beschreibt bei Erdschlussproblemen ausdrücklich die Prüfung, ob Öl mit Motor oder Leistungskabel in Kontakt gekommen ist. Ebenso wird bei Überstromproblemen die Motorisolation geprüft und bei der Untersuchung der Motorumgebung unter anderem auf Umgebungstemperatur und Schneidwasser hingewiesen.

Wir hatten beispielsweise einen Mitsubishi HF104S-A48 Servomotor mit OSA18-100 Encoder in der Werkstatt, bei dem nach dem Öffnen eine erhebliche Menge Emulsion im Motor sichtbar wurde. Die Dichtungen waren nicht mehr zuverlässig, die Lager verschlissen und auch der Encoderbereich war stark verschmutzt.

Solche Fälle zeigen, warum ein Encoderalarm nicht automatisch bedeutet, dass ausschließlich der Encoder das Problem ist.

Die Ursache kann wesentlich tiefer im mechanischen Zustand des Motors liegen.

Warum ein Alarmcode alleine selten die komplette Diagnose liefert

Ein Alarm ist zunächst die Reaktion des Systems auf einen erkannten Zustand.

Er ist nicht automatisch die vollständige Beschreibung der Ursache.

Das zeigt sich sehr gut in den Herstellerunterlagen.

Beim Mitsubishi Alarm 32 „Power module overcurrent“ werden beispielsweise nicht nur interne Fehler des Drives betrachtet. Auch Motorleitung, Motorisolation, Feedbackverbindungen, Gerätekonfiguration und Umgebungsbedingungen gehören zur Fehlersuche.

Bei Okuma MIV-Systemen finden sich neben Inverterfehlern ebenfalls Fehler für Motorüberstrom, Übertemperatur, Encoderkommunikation, Encoderversorgung und Motorüberlast.

Deshalb sollte bei einem älteren CNC-System nicht vorschnell nach dem Schema gearbeitet werden:

Alarm X bedeutet Bauteil Y ist defekt.

Die bessere Frage lautet:

Unter welchen Betriebsbedingungen tritt der Alarm auf und welche Baugruppe kann diesen Zustand tatsächlich verursachen?

Warum sporadische Fehler besonders ernst genommen werden sollten

Ein sporadischer Fehler ist nicht unbedingt harmloser als ein permanenter Fehler.

Oft ist sogar das Gegenteil der Fall.

Wenn ein Gerät nur gelegentlich ausfällt, befindet sich möglicherweise eine Komponente gerade im Übergang zwischen funktionierend und defekt.

Typische Beschreibungen unserer Kunden lauten:

„Nach Neustart funktioniert es wieder.“

„Der Fehler kommt nur bei längerer Bearbeitung.“

„Morgens läuft die Maschine problemlos.“

„Unter hoher Last kommt der Alarm.“

„In letzter Zeit tritt der Fehler immer häufiger auf.“

Solche Informationen sind für die Diagnose sehr wertvoll.

Wenn ein Fehler über Monate zunächst einmal pro Woche, später täglich und irgendwann permanent auftritt, ist das ein typisches Muster fortschreitender Alterung.

Reparatur oder nur defektes Bauteil austauschen?

Bei einem relativ jungen Gerät kann es ausreichend sein, ausschließlich die eindeutig defekte Komponente zu ersetzen.

Bei einem 20 oder 30 Jahre alten Drive sollte die Frage anders gestellt werden.

Welcher Zustand herrscht im restlichen Gerät?

Wenn ein gealterter Kondensator ersetzt wird, daneben aber weitere gleich alte Kondensatoren arbeiten, ein Lüfter bereits schwergängig ist und der Kühlkörper stark verschmutzt ist, wurde möglicherweise der aktuelle Fehler beseitigt, nicht aber das grundsätzliche Ausfallrisiko.

Deshalb unterscheiden wir zwischen reiner Fehlerbeseitigung und präventiver Überholung.

Bei einer sinnvollen Überholung werden bekannte Alterungsstellen überprüft und je nach Zustand präventiv bearbeitet. Anschließend sollte das Gerät unter realistischen Bedingungen getestet werden.

Was Betreiber älterer CNC-Maschinen tun können

Es ist nicht notwendig, jeden alten Servo Drive vorsorglich auszutauschen. Ein funktionierendes System sollte auch nicht ohne Grund verändert werden.

Bei älteren Anlagen lohnt sich jedoch ein genauer Blick auf typische Verschleißstellen.

Dazu gehören insbesondere Lüfter und Luftwege, Kühlkörper, Verschmutzung innerhalb des Schaltschranks, auffällige Temperaturentwicklung, ungewöhnliche Geräusche von Motorlagern, Zustand von Motor- und Encoderleitungen, Steckverbindungen sowie Hinweise auf Öl oder Emulsion im Motorbereich.

Auch die Fehlerhistorie ist wichtig.

Wenn sporadische Alarme zunehmend häufiger auftreten, sollte dies dokumentiert werden. Entscheidend sind Zeitpunkt, Maschinenzustand, Belastung, Drehzahl, Temperatur und die Frage, ob der Fehler direkt nach dem Einschalten oder erst nach längerer Produktion auftritt.

Diese Informationen können bei einer späteren Diagnose entscheidend sein.

Der wichtigste Faktor ist häufig nicht das Alter allein, sondern die Kombination aus Alter, Wärme und Belastung