15.03.2026 von Viktor Siebert
Reparatur eines Yaskawa AC Servomotors SGMP-02AWYR12 mit Bremsabrieb im Motorinnenraum und Geberausfall
Ausgangssituation und Fehlerbild.
Der AC Servomotor SGMP-02AWYR12 kam aus einem Yaskawa Roboter, in dem die Haltebremse sehr häufig arbeitet. Beim Betreiber fiel auf, dass die Achse nicht mehr sauber hält und die Bewegung unruhig wurde. Kurz danach war die Rückmeldung der Achse nicht mehr plausibel und der Antrieb ließ sich nicht mehr zuverlässig referenzieren.
Kundenproblem und Verhalten des Geräts
Im Betrieb zeigte sich zuerst ein nachlassendes Haltemoment im Stillstand. Danach kamen ruckelige Bewegungen bei niedriger Drehzahl und sporadische Abbrüche beim Start. Am Ende war die Achse nicht mehr regelbar, weil die Rückführung keine stabilen Signale mehr geliefert hat.
Zusammenhang Bedienhandlung und Fehler
Auffällig war, dass der Fehler besonders nach häufigem Stoppen und Halten auftrat. Genau dort wird die Bremse ständig ein und ausgeschaltet. Nach wiederholten Zyklen wurde das Verhalten schlagartig schlechter, bis die Achse komplett ausfiel.
Warum es technisch auffällig ist
Bei solchen Robotermotoren sind Bremse und Rückführung eng zusammen verbaut. Wenn sich Reibmaterial löst und in den Innenraum gelangt, entsteht eine Mischung aus Abrieb und Partikeln, die mechanische Laufbahnen und optische Flächen stark schädigen kann. Das erklärt, warum sich aus einem Bremsproblem sehr schnell ein Kombinationsschaden aus Mechanik und Rückmeldung entwickelt hat.
Eingangskontrolle und erste Diagnose
Zuerst wurde der Motor als Einheit aufgenommen und äußerlich geprüft. Anschließend wurde die Drehbarkeit vorsichtig kontrolliert und die Rückführung elektrisch bewertet. Schon dabei war klar, dass der Motor mechanisch rau läuft und die Rückmeldung nicht mehr sauber arbeitet.
Sichtprüfung
Von außen waren keine massiven Gehäuseschäden erkennbar. An der Bremse zeigte sich ein untypisches Verhalten beim Halten. Im Bereich der Rückführung waren Hinweise auf Abrieb und Verschmutzung erkennbar, ohne dass von außen etwas geöffnet oder zerlegt werden musste.
Reproduzierbarkeit
Der Fehler war reproduzierbar. Das Halten war nicht stabil, und bei niedriger Drehzahl traten deutlich spürbare Unruhe und kleine Aussetzer auf. Die Rückmeldung war dabei zeitweise unplausibel.
Erste Messungen oder Funktionsprüfungen
Die Rückführung wurde elektrisch geprüft, inklusive Signalstabilität und Plausibilität über den Drehbereich. Zusätzlich wurde der Isolationszustand des Motors bewertet. Messungen an spannungsführenden Teilen erfolgen nur durch Elektrofachkraft mit geeigneter Ausrüstung und nach lokalen Regeln. Für die mechanische Seite wurde das Laufverhalten ohne Last beurteilt.
Erste Eingrenzung mit nachvollziehbarer Logik
Die Kette war schlüssig: häufige Bremszyklen, dann nachlassendes Halten, danach mechanische Unruhe und schließlich Ausfall der Rückführung. Das passt zu gelöstem Reibmaterial, das in den Motor gelangt, die Lagerung beschädigt und gleichzeitig die Rückführungseinheit mechanisch und optisch beeinträchtigt.
Technische Analyse
Im Inneren bestätigte sich der Verdacht. Reibmaterial hatte sich von der Bremsfunktion gelöst und war in den Motorinnenraum gelangt. Dadurch wurde die Lagerung beschädigt und es kam zu rauem Lauf. Gleichzeitig wurde die Rückführungseinheit durch Partikel so stark beeinträchtigt, dass keine verwertbaren Signale mehr möglich waren. Die optische Abtastung war durch Abrieb geschädigt.
Detaillierte Analyse der betroffenen Funktion
Die Haltebremse arbeitet als Stillstandshalter. Sie ist nicht dafür gedacht, während Bewegung zu schleifen. Bei hoher Schalthäufigkeit und ungünstigen Bedingungen kann Reibmaterial altern oder sich lösen. Gelangen Partikel in den Innenraum, wirken sie wie Schleifmittel. Das belastet die Lagerung, erhöht Reibung und Temperatur und verschlechtert die Regelung. Wenn die Rückführung dabei mechanisch oder optisch leidet, bricht die Positions und Drehzahlinformation weg.
Erklärung Symptom Ursache Zusammenhang als klare Kette
Hohe Bremszyklen und Belastung -> Reibmaterial löst sich -> Partikel gelangen in den Motorinnenraum -> Lagerung wird beschädigt und Lauf wird rau -> zusätzliche Reibung und Vibration -> Rückführungseinheit wird mechanisch und optisch beschädigt -> Signalfehler und Regelungsabbruch -> Achse hält nicht sicher und wird schließlich nicht mehr regelbar.
Typisches Alters oder Belastungsverhalten solcher Systeme
Bei Robotern mit vielen Stopps sind Bremse und Rückführung stärker belastet als in kontinuierlichen Anwendungen. Typisch sind zuerst Halteprobleme, dann Geräusche und Unruhe, und am Ende Rückmeldefehler. Wenn das System weiter betrieben wird, wird der Schaden oft schnell größer.
Warum genau dieses Verhalten oder dieser Alarm entsteht
Die Regelung ist auf saubere Rückmeldesignale angewiesen. Sobald Signalqualität und Mechanik nicht mehr passen, reagieren viele Steuerungen mit Achsfehlern, Referenzproblemen oder Störungen der Rückführung. Das eigentliche Startproblem entsteht dann nicht im Umrichter, sondern am Motor als Rückmelde und Mechanikthema.
Reparaturmaßnahmen und Instandsetzung
Der Motor wurde fachgerecht instandgesetzt, ohne auf Einzelteilebene zu dokumentieren. Die Bremsfunktionseinheit und die Rückführungseinheit wurden komplett erneuert. Zusätzlich wurde der Innenraum gereinigt und stabilisiert, damit keine Restpartikel die neue Rückführung oder die Lagerung erneut schädigen.
Instandsetzung ohne Einzelbauteile
Erneuerung der Bremsfunktionseinheit, Erneuerung der Rückführungseinheit, Reinigung des Motorinnenraums und Wiederherstellung des mechanischen Laufverhaltens durch Überarbeitung der betroffenen Baugruppen.
Überarbeitung, Austausch funktionaler Baugruppen, Stabilisierung
Neben dem Austausch der genannten Baugruppen wurden Anschlussbereiche geprüft, Steckverbindungen bewertet und die Abdichtung sowie die mechanische Passung kontrolliert. Ziel war eine stabile Rückmeldung und ein ruhiger Lauf auch bei niedrigen Drehzahlen.
Präventive Maßnahmen zur Betriebssicherheit
Für den Betreiber ist wichtig: Bremse nicht als Betriebsbremse nutzen, sondern nur zum Halten. Bremszyklen im Programm so gering wie möglich halten und Stillstandszeiten sinnvoll planen. Zusätzlich sollten Umgebungsbedingungen wie Staub, Ölnebel und Temperatur im Schaltschrank beachtet werden. Betreiberhinweise bleiben bei Sichtprüfung, Umgebungsprüfung, Log und Alarmhistorie, Kühlung, Steckverbindungen von außen, Filter, Lüfterfunktion, Schaltschranktemperatur und Dokumentation.
Abschließender Funktionstest
Der Motor wurde im hauseigenen Robotersystem getestet. Dabei wurde die Rückführung auf stabile Signale geprüft und die Bremsfunktion im Haltebetrieb bewertet.
Prüfstand und Testbedingungen
Versorgung über passende Servoregelung, Messmittel zur Signalbewertung, Test ohne Last und mit ca. roboterüblicher Lastsimulation. Drehzahlbereich von ca. sehr niedriger Drehzahl bis Nenndrehzahl, inklusive häufigem Start Stop.
Getestete Betriebszustände inklusive niedriger Drehzahlen
Niedrige Drehzahl für Regelruhe, mittlere Drehzahl für Stabilität, höhere Drehzahl für Signalreserve. Zusätzlich wiederholte Haltezyklen zur Bremsbewertung.
Ein Aus Verhalten
Mehrfaches Ein Aus der Freigabe und reproduzierbare Referenzfahrten. Keine Auffälligkeiten bei Wiederanlauf und kein Signalverlust.
Last und Schutzprüfungen
Überwachung von Temperaturverhalten und Signalstabilität während längerer Laufzeit. Schutzfunktionen der Regelung wurden nicht provoziert, sondern über plausibles Verhalten und stabile Messwerte bewertet.
Bestätigung der fehlerfreien Funktion
Der Motor lief ruhig, die Rückführung war stabil und die Bremsfunktion hielt reproduzierbar. Der Zustand ist für den Wiedereinsatz freigegeben.
Fazit
Technisch war es ein typischer Folgeschaden aus häufigem Bremsbetrieb. Ein reines Bremsproblem kann sehr schnell Mechanik und Rückführung mitziehen, wenn Abrieb in den Innenraum gelangt. Durch den vollständigen Tausch der betroffenen Funktionsbaugruppen, die Reinigung und den Test im Robotersystem ist die Reparatur nachhaltig und nachvollziehbar.
Weitere Informationen wie Preis, Lieferzeit zu erwähnten Geräten:
Yaskawa AC Servo Motors SGMP-02AWYR12
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Technische Spezifikationen
| Feld | Wert |
|---|
| Hersteller | Yaskawa |
| Gerätetyp | AC Servomotor |
| Modellbezeichnung | SGMP-02AWYR12 |
| Serie | SGMP |
| Leistung | ca. 0,2 kW |
| Eingangsspannung | ca. 200 VAC, 3 Phasen |
| Ausgangsspannung | ca. 200 VAC, 3 Phasen |
| Nennstrom | ca. 1,5 A bis 2,5 A |
| Steuerungsart | Servoregelung mit geschlossener Regelung |
| Rückführung | Yaskawa UTMAH-B12BF1S, inkremental oder absolut je nach Ausführung |
| Kühlung | Eigenerwärmung, Gehäusekühlung über Umgebung |
| Schutzart | ca. IP54 bis IP65 je nach Ausführung |
| Umgebungstemperatur | ca. 0 bis 40 °C |
| Montage | Flanschmontage |
| Herkunft | unbekannt |
| Produktstatus | unbekannt |
| Leistungsaufnahme | ca. 0,3 kVA bis 0,6 kVA je nach Last |
| Warnhinweise aus Handbuch | Vor dem Öffnen oder Abziehen von Steckern: spannungsfrei schalten, gegen Wiedereinschalten sichern, Entladezeit abwarten, Spannungsfreiheit prüfen. Messungen an spannungsführenden Teilen nur durch Elektrofachkraft mit geeigneter Ausrüstung und nach lokalen Regeln. |
Einsatzumgebung und Einsatzmöglichkeiten
Typische Maschinen sind Industrieroboter, Handhabungssysteme, Verpackungsanlagen und Montageanlagen. Typische Baujahre sind ca. 1998 bis 2010, je nach Robotergeneration. Anwendungen sind Positionieren, Pick and Place, Schwenkachsen und Achsen mit häufigem Stillstand.
Wichtig sind saubere Umgebung, stabile Schaltschranktemperatur und ausreichende Kühlung der Servoregelung. Hohe Bremszyklen und häufiges Halten erhöhen die thermische und mechanische Belastung. Steckverbindungen sollten von außen auf festen Sitz geprüft werden, ebenso Lüfterfunktion, Filterzustand und Alarmhistorie.
Funktionsbeschreibung
Grundfunktion ist die Umwandlung elektrischer Energie in geregeltes Drehmoment und Drehzahl. Das Zusammenspiel aus Leistungsansteuerung im Servoregler, Motormechanik und Rückführung sorgt für genaue Positionierung. Die Rückführung liefert Positions und Drehzahlinformation. Daraus regelt der Antrieb Strom, Drehmoment und Geschwindigkeit.
Freigabe und Schutzlogik liegen im Regler, aber der Motor liefert die physikalischen Zustände. Thermische Überwachung und Signalüberwachung sind sicherheitsrelevant, weil ein Ausfall der Rückführung oder ein blockierter Lauf zu unkontrollierten Bewegungen oder zu Achsverlust führen kann. Die Haltebremse dient dem sicheren Stillstand, nicht dem Bremsen während Bewegung.
Alarmmeldungen und Troubleshooting
| Alarmcode | Beschreibung | Mögliche Ursache | Empfohlene Maßnahme |
|---|
| 1 | Überstrom erkannt | Mechanische Schwergängigkeit am Motor, Kurzschluss in Motorleitung, falsche Parametrierung oder zu hohe Lastsprünge | Betreiber: Anlage stoppen, Log und Alarmhistorie sichern, Sichtprüfung der Motorleitung und Steckverbindungen von außen. Service: Stromverlauf prüfen, Motor und Leitung elektrisch prüfen, Parameter und Lastprofil bewerten |
| 2 | Leistungsschutzschalter ausgelöst | Kurzschluss oder Überlast im Leistungskreis, Defekt in Versorgung oder Leistungsteil | Betreiber: Schaltschrank prüfen, ob Schutzorgane ausgelöst haben, Dokumentation und Log sichern, Kühlung und Schaltschranktemperatur prüfen. Service: Ursache im Leistungskreis eingrenzen und erst dann wieder in Betrieb nehmen |
| 3 | Regenerationsproblem erkannt | Rückspeisung oder Bremsenergie wird nicht korrekt verarbeitet, hohe Verzögerungen oder häufiges Abbremsen | Betreiber: Bewegungsprofil prüfen, besonders häufige Stopps, Kühlung und Schaltschranktemperatur prüfen. Service: Regenerationspfad und Auslegung zur Anwendung prüfen |
| 4 | Überspannung erkannt | Netzspannung zu hoch, Rückspeisespitzen, falsche Auslegung zur Bremsenergie | Betreiber: Log sichern, Netzbedingungen und Schaltschrank prüfen, keine Stecker ziehen. Service: Zwischenkreissituation bewerten, Auslegung zur Anwendung prüfen |
| 5 | Unterspannung erkannt | Netzspannung zu niedrig, Versorgung instabil, Einspeisefehler | Betreiber: Schaltschranktemperatur und Lüfterfunktion prüfen, Log sichern, Versorgung extern prüfen lassen. Service: Einspeisung und Versorgungsweg prüfen, Ursache für Spannungseinbruch finden |
| 8 | Erdschluss erkannt | Isolationsproblem am Motor oder Leitung, Feuchtigkeit oder Verschmutzung | Betreiber: Anlage außer Betrieb lassen, Umgebung prüfen, Feuchtigkeit und Verschmutzung dokumentieren. Service: Isolationsmessung nur durch Elektrofachkraft mit geeigneter Ausrüstung und nach lokalen Regeln |
| b | Strom Offset Problem erkannt | Unplausible Strommessung, Drift, Regelkreis instabil | Betreiber: Log sichern, wiederkehrendes Muster dokumentieren. Service: Messkette und Regelung prüfen, Parameter plausibilisieren |
| E | Strom Sollwert Leitung unterbrochen | Signalweg für Sollwert unterbrochen, Steckverbindung oder Leitung fehlerhaft | Betreiber: Steckverbindungen von außen auf festen Sitz prüfen, Kabelzug und Knickstellen prüfen, Log sichern. Service: Signalweg prüfen und sicherstellen, dass keine Stecker unter Spannung getrennt wurden |
| F | Phasenausfall erkannt | Eine Phase im Leistungskreis offen, Kontaktproblem, Sicherung, Leitungsfehler | Betreiber: Sichtprüfung Schaltschrank, Filter und Lüfterfunktion prüfen, Log sichern. Service: Leistungskreis prüfen, Kontaktstellen und Versorgung bewerten |
| CPU | CPU Problem erkannt | Interner Fehler im Servopack, Steuerlogik abnormal | Betreiber: Log sichern, Umfeld prüfen, Temperatur und Kühlung kontrollieren. Service: Servopack prüfen, interne Versorgung und Steuerung bewerten |
| H.01 | CPU ROM Problem | CPU Hardwarefehler | Betreiber: Anlage stoppen, Log sichern, Umgebung und Temperatur prüfen. Service: Servopack instandsetzen oder austauschen, danach Funktionsprüfung |
| H.02 | CPU RAM Problem | CPU Hardwarefehler | Betreiber: Log sichern, wiederkehrende Ausfälle dokumentieren. Service: Servopack instandsetzen oder austauschen |
| H.08 | EEPROM Fehler | Speicherfehler, Parameterdaten inkonsistent | Betreiber: Dokumentation der Parameterstände sichern, Log sichern. Service: Parameter und Speicher prüfen, Gerät stabilisieren und testen |
| H.0A | Stromrückführung Problem U Phase | Fehler in Stromrückführung oder Messpfad, mögliches Problem im Leistungsteil | Betreiber: Anlage stoppen, Log sichern. Service: Stromrückführung prüfen, Leistungsteil und Messpfad bewerten |
| H.0F | Stromrückführung Problem 3 Achse V Phase | Fehler in Stromrückführung für Achszuordnung je nach Gerät, Messpfad oder Leistungsteil betroffen | Betreiber: Achszuordnung in der Dokumentation prüfen, Log sichern. Service: Achszuordnung und Stromrückführung prüfen, systematisch eingrenzen |
Baugruppenübersicht
| Baugruppe | Bezeichnung funktional | Funktion | Hinweise zur Prüfung oder Reparatur |
|---|
| Motoreinheit | Drehmoment und Antriebseinheit | Erzeugt Drehmoment und Bewegung | Laufverhalten ohne Last prüfen, Geräusche und Vibration bewerten |
| Rückführungseinheit | Positions und Drehzahlrückführung | Liefert Regelgrößen an den Regler | Signalstabilität und Plausibilität über Drehzahlbereich messen |
| Haltefunktion | Stillstandshalter | Hält Achse im Stillstand | Haltemoment im Stillstand prüfen, Schalthäufigkeit bewerten |
| Anschlussbereich | Leistungs und Signalanschlüsse | Verbindung zu Regler und Rückführung | Von außen Sitz der Steckverbindungen prüfen, Zugentlastung kontrollieren |
| Gehäuse und Kühlung | Wärmeabfuhr und Schutz | Führt Wärme ab, schützt gegen Umgebung | Verschmutzung und Luftführung prüfen, Umgebungstemperatur dokumentieren |