07.03.2026 von Viktor Siebert
Yaskawa AC Servomotor SGMGH-03A5A-SE16 mit Encoderfehler durch Öleintritt Instandsetzung und Funktionsprüfung
Ausgangssituation und Fehlerbild.
Der eingesandte Servomotor Yaskawa SGMGH-03A5A-SE16 stammt aus einer CNC-Drehmaschine von Star und arbeitet im Zusammenspiel mit einem Yaskawa Servopack SGDK-050505AEA-V. Beim Kunden trat ein Encoderfehler auf, der sich unmittelbar nach dem Einschalten der Maschine bemerkbar machte. Die Steuerung meldete eine Rückführungsstörung, wodurch der Antrieb nicht freigegeben wurde.
Der Fehler trat reproduzierbar beim Start der Maschine auf. Eine Bewegung der Achse war nicht möglich, da der Servoregler keine plausiblen Rückmeldesignale vom Motor erhielt. In solchen Fällen blockiert die Steuerung aus Sicherheitsgründen die Freigabe des Servoantriebs.
Technisch auffällig war, dass der Fehler auch nach Kabelprüfung und Neustart bestehen blieb. Da bei Servoantrieben die Positionsrückmeldung für die Regelung zwingend erforderlich ist, deutete alles auf eine interne Störung im Rückführungssystem des Motors hin.
Eingangskontrolle und erste Diagnose
Nach Anlieferung wurde zunächst eine äußere Sichtprüfung durchgeführt. Dabei wurden Steckverbindungen, Motorkabel und die mechanische Aufnahme des Encoders kontrolliert.
Bereits beim Öffnen des Encodermoduls zeigte sich die Ursache sehr deutlich. Aus dem Encodergehäuse trat Öl aus. Der gesamte Innenbereich war stark mit Öl kontaminiert. Dadurch waren die sensiblen elektronischen Komponenten vollständig benetzt.
Öl im Encodersystem führt in der Regel zu mehreren Problemen gleichzeitig. Optische oder magnetische Sensoren verlieren ihre Signalqualität, elektronische Baugruppen korrodieren oder Kurzschlüsse entstehen. In diesem Fall war der Encoder vollständig beschädigt.
Eine Reparatur des vorhandenen Encoders war aufgrund der massiven Ölverschmutzung nicht mehr möglich. Die Rückführungseinheit wurde daher als irreparabel eingestuft.
Technische Analyse
Servomotoren dieser Baureihe verwenden ein hochauflösendes Rückführungssystem zur Positions- und Drehzahlerfassung. Der Encoder liefert kontinuierlich Signale an den Servoregler, der daraus Drehzahl, Position und Beschleunigung berechnet.
Wenn Öl in den Encoder eindringt, entsteht eine typische Fehlerkette:
Undichte oder verschlissene Wellendichtung
→ Öl gelangt entlang der Motorwelle in das Encodermodul
→ Sensorik und Elektronik werden kontaminiert
→ Positionssignale werden instabil oder fallen aus
→ Servoregler erkennt Encoderfehler und blockiert den Antrieb
Genau dieses Schadensbild zeigte sich bei diesem Motor.
Solche Defekte treten besonders häufig bei Maschinen auf, die mit Kühlschmierstoffen oder Ölnebel arbeiten. Bei langer Laufzeit können Dichtungen altern und ihre Funktion verlieren.
Die grundlegenden Eigenschaften der M-Serie Servomotoren sehen einen Betrieb in industriellen Umgebungen mit hoher Präzision vor. Diese Motoren arbeiten mit permanenter Positionsrückmeldung und hoher Regelgenauigkeit für Werkzeugmaschinen und Automatisierungssysteme
Reparaturmaßnahmen und Instandsetzung
Da der Encoder irreparabel beschädigt war, wurde die Rückführungseinheit vollständig ersetzt.
Zusätzlich wurde der Motor im Rahmen einer vollständigen Standardüberholung instandgesetzt.
Die Überholung umfasste folgende Arbeitsschritte:
- vollständige Demontage des Motors
- gründliche Reinigung aller Baugruppen
- Austausch verschlissener Dichtungen und Lagerkomponenten
- Kontrolle der Rotor- und Statorbaugruppe
- Überprüfung der elektrischen Isolation
- Austausch der Encoderbaugruppe durch eine neue Einheit
- erneute Abdichtung des Encodersystems
- Montage und mechanische Justage
Durch den Austausch der Encoderbaugruppe wurde die Rückführungsfunktion vollständig wiederhergestellt.
Abschließender Funktionstest
Nach Abschluss der Instandsetzung wurde der Motor auf einem originalen Yaskawa Servopack SGDK-050505AEA-V getestet.
Der Test erfolgte unter realistischen Betriebsbedingungen auf einem Prüfplatz, der einer originalen Star CNC Maschine entspricht.
Der Prüfablauf umfasste:
- Einschaltverhalten und Initialisierung des Servosystems
- Referenzlauf und Encoderinitialisierung
- Drehzahlprüfung im unteren Bereich
- Drehzahlprüfung im mittleren Bereich
- Drehzahlprüfung im oberen Bereich
- Überwachung der Rückführungssignale
- thermische Stabilitätsprüfung
Der Motor arbeitete während des gesamten Tests stabil und ohne Fehlermeldungen. Die Encoderwerte waren konstant und reproduzierbar.
Alle Betriebszustände konnten fehlerfrei erreicht werden.
Fazit
Der Ausfall des Servomotors wurde durch Öleintritt in den Encoder verursacht. Dadurch wurde die Positionsrückmeldung zerstört und der Servoantrieb blockiert.
Durch den Austausch des Encoders und eine vollständige Überholung des Motors konnte die Funktion vollständig wiederhergestellt werden.
Der abschließende Test am originalen Servopack bestätigte die stabile und fehlerfreie Funktion des Antriebs.
Eine regelmäßige Kontrolle der Dichtungen und der Umgebungseinflüsse kann helfen, ähnliche Schäden frühzeitig zu erkennen und ungeplante Maschinenstillstände zu vermeiden.
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Technische Spezifikationen
| Parameter | Wert |
|---|
| Hersteller | Yaskawa Electric |
| Gerätetyp | AC Servomotor |
| Modellbezeichnung | SGMGH-03A5A-SE16 |
| Serie | Sigma Serie |
| Leistung | 300 W |
| Eingangsspannung | ca. 200 V |
| Ausgangsspannung | Servoantrieb gesteuert |
| Nennstrom | ca. 2.6 A |
| Steuerungsart | Servoreglerbetrieb |
| Rückführung | Inkrementalencoder UTSAH-B17BE |
| Kühlung | Eigengekühlt |
| Schutzart | ca. IP65 |
| Umgebungstemperatur | ca. 0 bis 40 °C |
| Montage | Flanschmontage |
| Herkunft | Japan |
| Produktstatus | abgekündigt |
Einsatzumgebung und Einsatzmöglichkeiten
Der Servomotor wird typischerweise in CNC-Werkzeugmaschinen eingesetzt. Häufige Anwendungen sind Drehmaschinen, Fräsmaschinen und automatisierte Produktionsanlagen.
Typische Einsatzbereiche sind:
- Werkzeugmaschinenbau
- CNC-Drehautomaten
- Präzisionsachsen
- Automatisierungssysteme
Die Motoren dieser Baureihe arbeiten mit hochauflösenden Encodern und ermöglichen eine sehr präzise Drehzahl- und Positionsregelung.
Sie werden häufig in Maschinen eingesetzt, die hohe Dynamik und schnelle Regelreaktionen erfordern.
Funktionsbeschreibung
Der Servomotor arbeitet in Verbindung mit einem Servoregler. Der Regler steuert die Motorströme und verarbeitet gleichzeitig die Rückmeldesignale des Encoders.
Die Hauptfunktionen sind:
- präzise Drehzahlregelung
- Positionsregelung
- dynamische Beschleunigungssteuerung
- Schutzfunktionen gegen Überstrom und Überlast
- Überwachung der Rückführsignale
Das Zusammenspiel zwischen Motor und Servoregler ermöglicht eine hochpräzise Bewegungssteuerung, wie sie in CNC-Maschinen erforderlich ist.
Alarmmeldungen und Troubleshooting
| Alarmcode | Beschreibung | Mögliche Ursache | Empfohlene Maßnahme |
|---|
| 0x63 | Encoder pulse count error | Fehlerhafte Impulszählung des Encoders, verschmutzter oder beschädigter Encoder | Encoder und Rückführungssignal prüfen, Encoder ggf. ersetzen |
| 0x64 | Position detecting signal wire break | Unterbrechung der Positionsrückführung | Encoderkabel und Steckverbindungen prüfen |
| 0x65 | INC signal error when encoder is used | Fehler im Inkrementalsignal des Encoders | Encoder und Signalleitung prüfen |
| 0x79 | Motor over heat | Motor thermisch überlastet oder unzureichende Kühlung | Motorbelastung reduzieren, Kühlung prüfen |
| 0x7A | Heat sink over heat | Überhitzung im Motor oder im angeschlossenen Servosystem | Kühlung und Umgebungstemperatur prüfen |
| 0x84 | PG absolute error | Fehler im Absolutwertgeber | Encoder oder Rückführungseinheit prüfen bzw. ersetzen |
| 0x85 | PG over speed | Encoder meldet Drehzahl über Grenzwert | Parameter und mechanische Last prüfen |
| 0xC3 | Wire break in pulse encoder A and B phases | Leitungsbruch der Encoderkanäle A oder B | Encoderkabel und Steckverbindungen prüfen |
| 0xC4 | Wire break in pulse encoder C phase | Leitungsbruch des Referenzsignals (Indexsignal) | Encoderleitung und Steckkontakte prüfen |
| 0xC9 | PG communication error | Kommunikationsfehler zwischen Encoder und Servoregler | Encoderkabel, Steckverbindungen und Geber prüfen |
Mehrere dieser Alarmtypen sind typische Schutzfunktionen von Servoantrieben und führen im Fehlerfall zu einer sofortigen Abschaltung des Antriebs Inverter Alarme-3.
Baugruppenübersicht
| Baugruppe | Bezeichnung funktional | Funktion | Hinweise |
|---|
| Stator | Motorwicklung | Erzeugt Magnetfeld | Isolationsprüfung |
| Rotor | Permanentmagnet Rotor | Drehbewegung | Lagerzustand prüfen |
| Encoder | Positionsrückführung | Positions- und Drehzahlerfassung | häufige Fehlerquelle |
| Lager | Wellenlager | Mechanische Führung | Verschleiß prüfen |
| Dichtungssystem | Wellendichtung | Schutz vor Öl | bei Ölmaschinen kritisch |