16.12.2025 von Viktor Siebert
Reparatur eines Yaskawa AC Servo Motors SGMGH-05K5A-SE11 mit sporadischem Encoderfehler
Der Yaskawa AC Servo Motor SGMGH-05K5A-SE11 wurde uns gemeinsam mit dem zugehörigen Servopack SGDK-050505AEA-V zur Analyse übergeben. Der Kunde meldete einen sporadisch auftretenden Encoderfehler, war sich jedoch unsicher, ob die Ursache tatsächlich im Motor oder im Servopack lag. In der Maschine waren mehrere baugleiche Achsen verbaut, weshalb der interne Instandhalter versuchte, die Servopacks achsweise zu tauschen. Dieser Ansatz führte jedoch zu weiteren Störungen, da die Geräte maschinenspezifisch parametrisiert waren und jede Umrüstung eine erneute Parametrierung erforderte.
Um den Fehler eindeutig zu lokalisieren, haben wir den Motor auf einer Star CNC-Maschine unter realistischen Betriebsbedingungen getestet. Dadurch war es möglich, den Fehler reproduzierbar nachzustellen. Bereits nach kurzer Laufzeit zeigte sich, dass das Servopack stabil arbeitete, während das Encodersignal sporadisch Aussetzer aufwies.
Nach dem Öffnen des Motors wurde das Schadensbild eindeutig. Der Encoder war vollständig mit Öl verunreinigt. Die eingedrungene Emulsion hatte sich über längere Zeit im Encodergehäuse verteilt und dabei die Encoderscheibe angegriffen. Diese war mechanisch und optisch so stark beschädigt, dass eine Instandsetzung nicht mehr möglich war. Die Ursache lag eindeutig in einer gealterten oder beschädigten Dichtung, über die das Öl in das Motorgehäuse gelangen konnte.
Im Rahmen der Reparatur wurde der komplette Encoder fachgerecht demontiert und durch einen neuen originalen Encoder UTSAH-B17BE ersetzt. Zusätzlich erfolgte eine gründliche Innenreinigung des Motors, eine Sicht- und Isolationsprüfung der Wicklung sowie eine Überholung der mechanischen Komponenten wie Kugellager und Dichtungen. Nach dem Zusammenbau wurde der Motor erneut auf dem Teststand betrieben und über einen längeren Zeitraum unter Last geprüft. Das Encodersignal blieb stabil, der Regelkreis arbeitete sauber und es traten keine weiteren Alarme auf.
Präventive Maßnahmen für den Kunden
Regelmäßige Sichtprüfung der Motorabdichtungen
Kontrolle auf Öl oder Emulsion im Bereich von Encoder und Steckern
Isolationsmessung in definierten Wartungsintervallen
Präventiver Tausch von Dichtungen bei älteren Motoren
Keine Achs- oder Drive-Tauschversuche ohne vorherige Parametriersicherung
Fazit
Dieser Reparaturfall zeigt deutlich, dass sporadische Encoderfehler sehr häufig durch schleichende Verunreinigung entstehen. Ohne reproduzierbaren Test unter realen Bedingungen wäre die Ursache nur schwer eindeutig feststellbar gewesen. Eine fachgerechte Diagnose, kombiniert mit einer sauberen Reparatur und präventiven Maßnahmen, stellt die Betriebssicherheit langfristig wieder her und vermeidet unnötige Stillstände.
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Gerätedaten (Technische Spezifikation)
| Merkmal | Wert |
|---|
| Hersteller | Yaskawa Electric |
| Motortyp | AC Servo Motor |
| Modell | SGMGH-05K5A-SE11 |
| Nennleistung | 450 W |
| Nenndrehmoment | 2,86 Nm |
| Nenndrehzahl | 1500 U/min |
| Versorgungsspannung | 200 V AC |
| Nennstrom | 4,4 A |
| Isolationsklasse | F |
| Betriebsart | Dauerbetrieb |
| Encoder | Yaskawa UTSAH-B17BE |
| Kühlung | Konvektionsgekühlt |
| Bauform | Flanschmotor |
| Herstellungsdatum | 03/2009 |
| Herkunft | Made in Japan |
Einsatzumgebung und kompatible Geräte
Der Yaskawa SGMGH-05K5A-SE11 wird typischerweise in CNC-Maschinen, Werkzeugmaschinen sowie automatisierten Produktionsanlagen eingesetzt. Er arbeitet in der Regel mit Servopacks der Sigma-II und Sigma-III-Generation zusammen. Im vorliegenden Fall wurde der Motor gemeinsam mit einem Yaskawa Servopack SGDK-050505AEA-V betrieben. Diese Kombination findet man häufig in Maschinen mit mehreren identischen Achsen, bei denen eine exakte Parametrierung pro Achse erforderlich ist.
Funktionsbeschreibung
Der Servomotor der SGMGH-Serie ist für präzise Drehzahl-, Positions- und Drehmomentregelung ausgelegt. Die Rückmeldung erfolgt über einen hochauflösenden Encoder, der dem Servopack kontinuierlich Positions- und Geschwindigkeitsinformationen liefert. Das Servopack nutzt diese Daten zur Regelung des Strom- und Drehmomentverlaufs sowie zur Überwachung sicherheitsrelevanter Betriebszustände. Bereits geringe Störungen im Encodersignal können zu instabilem Regelverhalten oder sporadischen Abschaltungen führen.
Alarmmeldungen und Troubleshooting
| Code | Fehlerbeschreibung | Mögliche Ursache | Lösung |
|---|
| 0x10 | Überstrom | Feuchtigkeit im Motor, Isolationsschwäche | Motor und Encoder prüfen, reinigen |
| 0x11 | Bodenfehler | Eindringende Flüssigkeit, beschädigte Dichtung | Dichtungen prüfen und ersetzen |
| 0x51 | Überdrehzahl | Encoder-Rückmeldung fehlerhaft | Encoder prüfen und tauschen |
| 0x63 | Impulszählfehler | Signalstörung durch Feuchtigkeit | Encoder erneuern |
| 0x71 | Momentane Überlast | Erhöhter Motorstrom | Isolationsmessung durchführen |
| 0x74 | Anlaufstrom-Überlast | Restfeuchte im Stator | Trocknung und Prüfung |
| 0x79 | Motorüberhitzung | Leckstrom durch Emulsion | Reinigung und präventive Wartung |
Bestandteile
| Baugruppe | Bezeichnung | Funktion | Hinweise |
|---|
| Encoder | UTSAH-B17BE | Positionsrückmeldung | Besonders empfindlich gegen Öl |
| Stator | Wicklungseinheit | Drehmomentbildung | Isolationszustand kritisch |
| Rotor | Permanentmagnet | Mechanische Leistung | Sichtprüfung empfohlen |
| Lager | Präzisionslager | Laufgenauigkeit | Präventiver Austausch sinnvoll |
| Dichtungen | Wellendichtung | Schutz gegen Medien | Regelmäßig prüfen |