12.05.2025 von Viktor Siebert

Ein defekter Servoverstärker in einer CNC-Maschine, der nur im warmen Zustand startet – was wie ein bizarrer Mythos klingt, war Realität für einen unserer Kunden. Aus Angst, die Maschine nach dem Abkühlen nicht wieder in Gang zu bekommen, ließ der Betreiber seine CNC-Fräsmaschine fast ein Jahr lang ununterbrochen laufen. Das bedeutete durchgehende Produktion (und horrende Stromkosten) selbst über Nächte und Wochenenden hinweg. Unterstützung vom Maschinenhersteller? Fehlanzeige. Schließlich kam es, wie es kommen musste: Eines Tages versagte das Servopack während des Betriebs endgültig – mit einem lauten Knall gingen die Sicherungen, und die Maschine stand still. Erst jetzt, nach dem teuren Dauerlauf und dem Totalausfall, wandte sich der Kunde an Spezialisten.

Diese reale Geschichte zeigt Parallelen zur Gesundheit: Warnsignale werden oft zu lange ignoriert – sei es bei Maschinen oder beim Menschen – bis es zum Kollaps kommt. Die Lektion hier: Frühzeitige Problemlösung ist günstiger und sicherer als das Aussitzen. Und noch ein wichtiger Punkt: Nicht alle vermeintlichen “Spezialisten” prüfen reparierte Geräte gründlich. Einige tauschen zwar Bauteile, testen aber nicht unter realen Bedingungen. Unser Tipp: Fragen Sie bei Reparaturen gezielt nach den Testmethoden. Ein zuverlässiger Dienstleister überprüft ein instandgesetztes Servopack immer mit passendem Motor und Last, damit es nicht erst beim Kunden vor Ort zum nächsten Ausfall kommt.

Zum Abschluss noch einmal der Appell: Achten Sie auf Warnzeichen, sowohl bei Maschinen als auch bei sich selbst. Und wenn Sie Hilfe von außen benötigen, wählen Sie den Dienstleister mit Bedacht. Fragen Sie nach den Testmethoden! Ein seriöser Spezialist wird ein repariertes Servopack gründlich unter Last testen (idealerweise mit einem passenden Motor auf dem Prüfstand), damit Sie wieder ruhigen Gewissens einschalten können. Denn weder Mensch noch Maschine sollten dauerhaft „auf heißem Kern“ laufen müssen.

Weitere Informationen wie Preis, Lieferzeit zum:
Yaskawa Servopack CACR-IR15SEB-P00-B04

Mehr Informationen zu unserer Yaskawa-Reparaturkompetenz finden Sie hier: Yaskawa CACR-IR CACR-HR Drive Reparatur bei Industrypart

Ähnliche Modelle, die wir regelmäßig reparieren:
CACR-IR15SEB
CACR-IR15SEBY20

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Gerätebeschreibung

Abb. 1: Typenschild des CACR-IR15SEB Servopacks mit den wichtigsten Nennwerten (Eingang 3× 200–230 V, 10 A; Ausgang 3× 0–230 V, 11,7 A; Leistung 1,5 kW). Das Yaskawa Servopack CACR-IR15SEB-P00-B04 ist ein AC-Servoverstärker (Servoantrieb) für hochpräzise Antriebssteuerungen. Dieses Modell gehört zur älteren CACR-IR-Serie von Yaskawa und liefert bis zu 1,5 kW Ausgangsleistung (entspricht ca. 2 PS). Die Einheit wird mit Dreiphasenspannung 200–230 V AC bei 50/60 Hz betrieben und zieht max. ~10 A auf der Eingangsseite. Auf der Ausgangsseite versorgt sie einen Drehstrom-Servomotor mit bis zu 3× 230 V und 11,7 A Phasenstrom. Das Servopack ist für einen einzelnen Achsantrieb (Single-Axis-Konfiguration) ausgelegt. Abmessungen und Gewicht liegen im üblichen Bereich für Verstärker dieser Leistungsklasse (das Gerät wiegt knapp 5,5 kg) – kompakt genug für Schaltschrankeinbau in Werkzeugmaschinen oder Robotern. Da es sich um ein bereits vom Hersteller abgekündigtes (discontinued) Modell handelt, sind Ersatzteile und Support nur noch über Drittfirmen erhältlich.

Zur Übersicht die technischen Kenndaten laut Typenschild des CACR-IR15SEB-P00-B04:

Parameter	Wert
Eingangsspannung	3× 200–230 V AC (50/60 Hz)
Eingangsstrom	10,0 A (max.)
Ausgangsspannung	3× 0–230 V AC
Ausgangsstrom	11,7 A (max.)
Ausgangsleistung	1,5 kW (≈ 2,0 PS)
Bauart	Servopack (Servoverstärker), Single-Axis
Gewicht	ca. 5,4 kg
Hersteller	Yaskawa Electric (Made in Japan)

Einsatzumgebung und kompatible Geräte

Servopacks dieses Typs finden sich häufig in CNC-Werkzeugmaschinen (z. B. Fräszentren, Drehmaschinen) sowie in Industrierobotern – insbesondere in älteren Yaskawa Motoman Robotersystemen. Das CACR-IR15SEB treibt einen passenden AC-Servomotor an, typischerweise aus Yaskawas eigenem Portfolio. In der Leistungsklasse von 1,5 kW kommen z. B. Motoren mit mittlerem Flanschmaß zum Einsatz, die hohe Dynamik und Genauigkeit in Achsbewegungen ermöglichen.

In CNC-Maschinen arbeitet das Servopack als Teil des Antriebssystems für Achsen (z. B. für die X-, Y- oder Z-Achse). Es erhält Steuerbefehle von der CNC-Steuerung und regelt den Motor entsprechend. Auch in Robotern steuert es einzelne Gelenkantriebe. Kompatible Komponenten sind neben dem Servomotor vor allem die Rückführungssensoren (wie Inkrementalgeber/Encoder am Motor) und die übergeordnete Steuerung, die Sollwerte und Freigaben liefert. Das CACR-IR15SEB ist mit den üblichen Yaskawa-Schnittstellen jener Zeit ausgestattet, sodass es mit CNC-Steuerungen verschiedener Hersteller zusammenspielen kann (häufig werden ±10 V Analogschnittstellen oder Impuls/Richtungs-Signale genutzt). Eingebaut wird der Verstärker in den Schaltschrank der Maschine; dabei sorgen Gebläse/Kühlkörper für ausreichende Kühlung, da die Verlustwärme bei 1,5 kW Nennleistung nicht unerheblich ist.

Funktionsweise

Der Servoverstärker übernimmt die Regelung des Servomotors in Echtzeit. Über eine Analogschnittstelle (z. B. ±10 V Geschwindigkeitssollwert) oder digitale Impuls-Signale (für Positionierung) erhält das Servopack die Soll-Bewegung vom Leitsystem. Intern setzt es diese Vorgaben um, indem es mittels Leistungstransistoren (früher IGBT-Transistor-Brücken) den Dreiphasenwechselstrom für den Motor erzeugt. Die Ansteuerung erfolgt mit Pulsweitenmodulation (PWM) in hoher Frequenz, um einen gleichmäßigen Motorlauf und präzise Stromregelung zu gewährleisten. (Zur Einordnung: Die IR-Serie arbeitet mit PWM-Frequenzen im Bereich einiger kHz – z. B. rund 12 kHz effektive Regelrate – was für die damalige Zeit state-of-the-art war.)

Während des Betriebs überwacht das Servopack kontinuierlich diverse Parameter. Ein Inkremental-Encoder am Motor liefert Feedback über Drehzahl und Position, sodass der Verstärker Abweichungen sofort ausregeln kann. Die Steuerlogik im Servopack regelt typischerweise den Motorstrom (für Moment/Kraft) und die Geschwindigkeit im inneren Regelkreis, während die übergeordnete CNC-Steuerung die Positionsregelung übernimmt. Bei Abweichungen oder Störungen greifen Schutzfunktionen: So verfügt das CACR-IR15SEB über einen Überstromschutz und Überspannungsschutz, die den Antrieb abschalten, bevor Schäden auftreten.

Eine besondere Schutzfunktion ist die Dynamic Brake (Dynamikbremse): Beim Not-Aus oder wenn der Servoverstärker abgeschaltet wird, schaltet eine interne Schaltung einen Bremswiderstand auf den Motor. Dadurch wird der Motorgenerator sofort abgebremst, indem die kinetische Energie in Wärme im Widerstand umgewandelt wird – der Motor kommt schnell zum Stillstand, anstatt unkontrolliert auszulaufen. Diese Funktion greift auch bei bestimmten Fehlern/Alarmen automatisch, um die Maschine und das Werkstück zu schützen. Danach bleibt der Verstärker in einem gesperrten Zustand, und die Servo Ready-Anzeige (/SWRDY-Signal) fällt ab, damit die CNC-Steuerung den Fehler erkennt. Erst nach Fehlerreset und Freigabe kann der Betrieb fortgesetzt werden.

Zusätzlich sind im Servopack verschiedene Status-LEDs bzw. Fehlermeldungsanzeigen integriert. Sie signalisieren z. B. Betriebsbereit (Ready), Alarm, Netz-Ein etc. Im Fehlerfall kann anhand der Anzeige (blinkende LEDs oder Codes) bestimmt werden, welche Art von Problem vorliegt – dazu gibt es definierte Fehlercodes, wie im nächsten Abschnitt beschrieben.

Alarme und Fehlerbehandlung

Bei einem komplexen Gerät wie dem CACR-IR15SEB gibt es eine Reihe von möglichen Alarm- und Fehlermeldungen. Sie lassen sich grob in Betriebsbedingte Alarme (z. B. Überstrom, Überspannung durch Bremsenergie usw.) und interne Hardware-Störungen unterteilen. Die folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Alarmmeldungen, mögliche Ursachen und empfohlene Maßnahmen:

Betriebsbedingte Alarme: (der Antrieb reagiert auf externe Bedingungen oder Betriebszustände)

Alarmmeldung	Mögliche Ursache	Empfohlene Maßnahme
Überstrom erkannt (Overcurrent detection)	Übermäßiger Motorstrom im Hauptstromkreis, z. B. durch Kurzschluss oder blockierten Motor.	Motor und Kabel auf Kurzschluss oder Masseschluss prüfen. Bewegungsachse auf mechanische Blockade kontrollieren. Gegebenenfalls Last reduzieren oder Beschleunigungsrampen anpassen.
Sicherungsautomat ausgelöst (MCCB trip detection)	Der Haupt-Leistungsschalter (MCCB) hat aufgrund Überlast oder Kurzschluss abgeschaltet.	Netzversorgung prüfen (Spannung, Phasenausfall?). Ursachen der Überlast suchen: Motor, Kabel oder Verstärker auf Defekte prüfen. Nach Beseitigung neuerlich einschalten.
Problem in Rückspeisung (Regenerative problem)	Die Rückspeise- oder Bremsfunktion (Regeneration) arbeitet nicht (Bremsenergie kann nicht ins Netz oder in Widerstände zurückgeführt werden).	Bremswiderstand und Rückspeise-Schaltkreis prüfen (möglicherweise ist der Brems-Chopper oder Widerstand defekt). Maschine sanfter abbremsen, um Überenergie zu vermeiden. Gegebenenfalls Servoverstärker reparieren lassen.
Überspannung erkannt (Overvoltage detection)	Spannung im Zwischenkreis/Hauptstromkreis zu hoch – z. B. Netzspannung über Nennwert oder starke Rückspeisung beim Abbremsen.	Netzspannung auf zulässigen Bereich prüfen. Bremsvorgänge überprüfen: eventuell externen Bremswiderstand hinzufügen oder Verzögerungszeiten verlängern, damit weniger Energie zurückgespeist wird.
Unterspannung erkannt (Insufficient voltage)	Spannung im Hauptstromkreis zu niedrig (Unterspannung) – Netzversorgung schwankt oder ausgefallen.	Eingangsspannung prüfen (z. B. Phasenausfall, Netzteil-Problem). Spannungsversorgung stabilisieren; ggf. USV oder passende Trafostufe einsetzen. Nach Klärung der Ursache Anlage neu starten.
Erdschluss erkannt (Ground fault detection)	Erdschluss im Motorstromkreis – eine Phase hat Verbindung zur Erde (Isolationsfehler).	Motor und Zuleitungen mit Isolationsprüfgerät auf Erdschluss testen. Bei Kabelbruch oder defekter Motorwicklung betroffene Komponente austauschen. Anschließend Erdverbindungen und Schirmung überprüfen.
Strom-Offset-Fehler (Current offset problem)	Interner Offset-Abgleich der Strommessung fehlerhaft oder verloren.	Falls vom Handbuch vorgesehen: Stromsensoren neu nullen/abgleichen. Ansonsten Hinweis auf Elektronikproblem – Servopack zur Überprüfung geben.
Sollstrom-Signal unterbrochen (Current command disconnect)	Das Steuer-Sollwertsignal für den Strom (bzw. die Geschwindigkeit) kommt nicht beim Servopack an (Kabelbruch oder kein Signal von CNC).	Verbindung zwischen CNC-Steuerung und Servopack prüfen: Steckerverbindungen, Kabel auf Kontinuität testen. Gegebenenfalls Signalquelle (Analogausgang der Steuerung) diagnostizieren. Nach Wiederherstellung prüfen, ob Alarm zurückgesetzt werden kann.
CPU-Fehler erkannt (CPU problem detection)	Die Hauptsteuerungseinheit (CPU) des Servopacks arbeitet nicht korrekt (interner Programm- oder Hardwarefehler).	Servopack stromlos machen und neu starten. Bleibt der Fehler bestehen: interner Defekt – zur Reparatur einsenden oder Gerät austauschen.

Interne Hardware-Störungen: (vom Servopack selbst diagnostizierte Hardwarefehler, meist als Code H0, H1, H2… angezeigt)

Fehlercode	Bedeutung	Mögliche Ursache	Maßnahme
H0 – CPU-ROM-Fehler	Fehler im Programmspeicher (ROM) der CPU.	Defekter Festspeicherbaustein oder Datenkorruption.	Servopack-Hardware defekt – Reparatur oder Austausch notwendig.
H1 – CPU-RAM-Fehler	Fehler im Arbeitsspeicher (RAM) der CPU.	Defekter Speicherchip auf der Hauptplatine.	Interner Hardwaredefekt – Gerät austauschen bzw. instand setzen lassen.
H2 – Kommunikationsfehler (Testmode)	Fehler in der seriellen Kommunikation (Nur im Testmodus relevant).	Interne Kommunikationsschnittstelle gestört (z. B. zwischen Steuer-Chips).	Im Normalbetrieb tritt dieser Fehler selten auf. Wenn doch: Servopack zur Diagnose an Fachwerkstatt senden.
H3 – Kommunikationsfehler 2 (Testmode)	Zweiter Kommunikationskanal gestört. (Siehe H2)	Siehe H2 – zumeist Bus-Kommunikation intern fehlerhaft.	Wie bei H2: Fachgerechte Prüfung der Elektronik erforderlich.
H4 – Gate-Array-Fehler	Fehler im Gate-Array-Baustein (Steuerlogik-Chip).	Interner Logikbaustein (Gate-Array oder FPGA) defekt.	Keine Benutzeraktion möglich – Elektronik austauschen lassen.
H5 – EEPROM-Fehler	Fehler im nichtflüchtigen Speicher (EEPROM).	Speicher für Parameterdaten defekt oder Datenfehler.	Versuchen: Parameter Reset auf Werkseinstellung. Wenn sofort wieder Fehler: Speicherchip defekt – Servopack reparieren lassen.
H6 – Co-Prozessor-Fehler (4-Bit-Mikrocontroller)	Fehler im Hilfs-Mikrocontroller (kleiner Steuerchip neben der Haupt-CPU).	Unterstützungsprozessor defekt (z. B. Watchdog/Timer).	Interner Defekt – Reparatur/Austausch des Servopacks erforderlich.
H7 – Stromsensor U-Phase (Feedback U)	Fehler in der Strom-Rückmeldung der U-Phase.	Messkreis für Motorphase U defekt (Sensor oder Elektronik).	Motor auf Kurzschluss U-Phase prüfen. Falls ok: Leistungsteil/Sensor defekt – Servopack instand setzen lassen.
H8 – Stromsensor V-Phase (Feedback V)	Fehler in der Strom-Rückmeldung der V-Phase.	Messkreis für Motorphase V defekt.	Wie bei H7: Motor und Kabel V-Phase prüfen; bei weiterhin bestehendem Fehler Elektronik reparieren lassen.

(Hinweis: Bei den Hardware-Fehlercodes H0–H8 erlischt in der Regel die Betriebsbereitschaftsanzeige (Servo Ready), und oft blinkt eine Fehler-LED im entsprechenden Code-Muster.)

Wie man sieht, reichen die Fehlermeldungen von relativ einfachen Ursachen – etwa Überstrom durch einen blockierten Motor – bis zu komplexen Hardwaredefekten im Servopack selbst. Entsprechend unterschiedlich fallen die Maßnahmen aus. Wichtig ist, zügig zu reagieren, bevor größere Schäden entstehen. Im geschilderten Fall hat der Betreiber fast ein Jahr gezögert – mit am Ende deutlich höheren Kosten.