08.12.2025 von Viktor Siebert
Reparatur eines Yaskawa SGMGH-09DCA6F-OY AC Servo Motor Lagerschaden, Isolationsprobleme und Feuchtigkeit im Motor
Als der SGMGH-09DCA6F-OY bei uns eintraf, war die Fehlerbeschreibung des Kunden zunächst unspezifisch: Der Motor laufe zwar noch an, verursache jedoch „laute, mahlende Geräusche“. Bereits beim Drehen der Welle im Eingangscheck bestätigte sich der Verdacht eines schwerwiegenden Lagerschadens. Die Welle lief unruhig, metallisch rau und zeigte einen deutlich erhöhten Drehwiderstand. Solche Symptome weisen nahezu immer auf verschlissene oder beschädigte Kugellager hin, was sich später im Demontageprozess eindeutig bestätigte.
Neben dem akustischen Defekt ergaben bereits die ersten Isolationsmessungen, dass der Motor ein ernstzunehmendes Sicherheitsrisiko darstellte. Die Werte lagen deutlich außerhalb des zulässigen Bereichs, was typischerweise auf Feuchtigkeit, Öl oder leitfähigen Abrieb im Inneren hindeutet. Genau das zeigte sich nach der vollständigen Zerlegung: Offensichtlich war über längere Zeit Kühlflüssigkeit in den Motor eingedrungen, die alten Wellendichtringe waren verhärtet und wirkten spröde. In Verbindung mit dem Abrieb der zerstörten Lager hatte sich ein leitfähiger Film im Inneren gebildet, der sowohl die Isolation beeinträchtigte als auch die thermischen Eigenschaften des Motors verschlechterte.
Im ersten Schritt wurde der Motor vollständig demontiert. Rotor, Stator, Lagerträger, Anschlussbox und Encoder wurden einzeln in unsere Reinigungsstation gebracht. Während Metallteile im Ultraschallbad gereinigt wurden, erhielt der Stator eine spezielle Isolationstrocknung im Ofen, gefolgt von einer Hochspannungsprüfung. Die Wicklungen zeigten trotz des Kühlmitteleintritts keine strukturellen Beschädigungen, was die Reparatur erheblich erleichterte.
Der Rotor selbst wies deutliche Schleifspuren auf. Diese Ablagerungen wurden mechanisch entfernt, anschließend wurde die Welle hochpräzise gemessen, um einen eventuellen Rundlauffehler auszuschließen. Da die Welle selbst intakt war, konnten neue Präzisionslager montiert werden. Zusätzlich wurden beide Wellendichtringe ausgetauscht, da sie eine der Hauptursachen des Schadens darstellten.
Der Encoder vom Typ UTSIH-B17CK hatte glücklicherweise keinen Totalausfall erlitten. Dennoch war eine präventive Überholung notwendig. Feuchtigkeit und Öl können die optischen bzw. magnetischen Strukturen beschädigen oder langfristig zu Ausfällen führen. Daher wurde der Encoder gereinigt, geprüft und mit neuen inneren Dichtkomponenten versehen. Eine Encodereinstellung erfolgte später am Testplatz.
Nach der mechanischen Wiederherstellung wurden alle Komponenten sorgfältig montiert, inklusive korrektem Lagerspiel, Drehmoment der Lagerdeckel und Riemenspannung des Encoders. Die finale Isolationsmessung zeigte Werte im Neuzustand, sodass der Motor für den abschließenden Systemtest vorbereitet werden konnte.
Auf unserem Yaskawa-Sigma-II-Testplatz wurde der Motor mit einem SGDH-10DE-OY Servopack betrieben. Dabei wurden Anlaufstrom, Drehmomentwerte, Temperaturentwicklung und Encoderfeedback überwacht. Der Motor lief nach kurzer Warmlaufzeit vollkommen vibrationsfrei und ohne jede Geräuschentwicklung. Die Encodersignale zeigten eine saubere Folge, alle internen Schutzroutinen des Servopacks arbeiteten im Normbereich.
Der gesamte Reparaturprozess vom Eingang bis zur Endprüfung, dauerte weniger als vier Tage. Für den Kunden bedeutete das eine erheblich kostengünstigere und schnellere Lösung als eine Neuanschaffung oder ein Retrofit, wie er ihm zuvor angeboten worden war. Durch die präventive Überholung aller kritischen Komponenten wird der Motor nun wieder viele Jahre zuverlässig arbeiten.
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Gerätedaten (Technische Spezifikation)
| Merkmal | Wert |
|---|
| Motortyp | Yaskawa AC Servo Motor SGMGH-09DCA6F-OY |
| Encoder | UTSIH-B17CK (17-bit, seriell) |
| Nennleistung | 850 W |
| Nennstrom | 3.5 A |
| Nennspannung | 3-Phasen, 400 V |
| Nenndrehzahl | 1500 min⁻¹ |
| Isolationsklasse | F |
| Hersteller | Yaskawa Electric, Japan |
| Kompatible Servopacks | SGDH-10DE-OY, SGDH Sigma II Serie |
| Kühlung | Natürliche Konvektion |
| Bauform | Geschlossene Motorbauform, Wellendichtringe frontseitig |
Einsatzumgebung & kompatible Geräte
Der Motor wird häufig in vertikalen und horizontalen Achsen moderner Werkzeugmaschinen eingesetzt, insbesondere in Bearbeitungszentren, Portalmaschinen und Handlinganlagen. In Kombination mit dem SGDH-10DE-OY Servopack entfaltet der Motor sein volles dynamisches Verhalten. Die Sigma-II-Servopacks sind mit 17-Bit-Encodern kompatibel und nutzen für Positionierung und Drehmomentregelung interne Schutzmechanismen sowie umfangreiche Diagnosefunktionen.
Typische Maschinenumgebungen umfassen:
- Werkzeugmaschinen mit hoher Kühlmitteldichte
- Anwendungen mit zyklischen Lastwechseln
- Achssysteme mit hoher Präzisionsanforderung
- Lineare und rotative Anwendungen mit häufigen Start-/Stopp-Zyklen
Funktionsbeschreibung
Die SGMGH-Reihe ist auf hohe Dauerlasten ausgelegt und besitzt einen robusten Rotoraufbau, kombiniert mit hochwertiger Lagerung. Der Encoder UTSIH-B17CK liefert präzise Rückmeldungen an das Servopack, das auf Basis der Positions-, Geschwindigkeits- und Drehmomentdaten eine dynamische Echtzeitregelung durchführt. Der Motor arbeitet mit feldorientierter Vektorregelung, wodurch hohe Genauigkeit und niedrige Temperaturverluste erreicht werden.
Die interne Isolation schützt die Wicklungen gegen Feuchtigkeit und leitfähige Verschmutzungen. Die Wellendichtringe verhindern im Normalfall das Eindringen von Kühlmittel, was jedoch bei starker Beanspruchung oder Alterung zu Problemen führen kann.
Alarmmeldungen & Troubleshooting (Auszug SGDH-Manual)
| Code | Fehlerbeschreibung | Ursache | Lösung |
|---|
| A.10 | Overcurrent | Kurzschluss, defektes Lager verursacht Blockade, Motor überlastet | Motor prüfen, Lager ersetzen, Isolationsmessung durchführen |
| A.30 | Regeneration Error | Bremsenergie zu hoch, falscher Bremswiderstand, schwergängige Achse | Mechanik prüfen, Bremswiderstand prüfen |
| A.40 | Overvoltage | DC-Zwischenkreis überlastet | Einspeisung prüfen, Motorbelastung reduzieren |
| A.51 | Overspeed | Encoder fehlerhaft, Motor läuft unkontrolliert | Encoder prüfen, Kabel prüfen |
| A.52 | Excessive Speed Error | Differenz zwischen Soll und Ist zu groß | Mechanik prüfen, Schmierung, Lagerzustand |
| A.61 | Overload | Dauerlast oder Lagerschaden | Mechanik oder Motor prüfen |
| A.8A | Encoder Memory Error | Encoderdaten beschädigt | Encoder prüfen oder überholen |
| A.8E | Absolute Encoder Battery Error | Batterie schwach | Batterie ersetzen |
| 8888 | System Fault | Interner Fehler im Servopack | Servopack prüfen |
Bestandteile des Motors
| Baugruppe | Bezeichnung / Code | Funktion | Hinweise |
|---|
| Rotor | Standard-Rotor SGMGH-Serie | Drehmomentübertragung | Verschleißarm, dennoch anfällig für Kühlmitteleintritt |
| Stator | Wicklungseinheit | Erzeugt Magnetfeld | Isolationsprüfung wichtig |
| Encoder | UTSIH-B17CK | Positions- und Geschwindigkeitsrückmeldung | Sensibel gegenüber Feuchtigkeit |
| Lager vorn/hinten | Präzisionskugellager | Wellenführung | Hauptverschleißteil |
| Wellendichtringe | Frontdichtung + Heckdichtung | Schutz gegen Kühlmittel | Regelmäßiger Austausch empfohlen |
| Anschlussbox | 400-V-Leistungsanschluss & Encoderstecker | Elektrische Verbindung | Abdichtung kritisch |
| Gehäuse | Vollaluminium mit Kühlrippen | Wärmeableitung | Muss sauber gehalten werden |