Cosa significa un guasto Indramat MKD041B-1 in una macchina? Riparazione del motore dopo un fermo produzione

Un guasto Indramat MKD041B-1 in una macchina indica molto spesso un problema nel funzionamento dell’asse di azionamento, nel sistema di retroazione, nel freno di stazionamento, negli avvolgimenti, nei cuscinetti o nei cavi del servomotore. In pratica, questo può fermare la produzione, generare errori dell’azionamento Bosch Rexroth IndraDrive
o EcoDrive, causare la perdita del posizionamento e impedire il riavvio sicuro della macchina
dopo un fermo. In molti casi non è necessario sostituire subito l’intero azionamento. La diagnostica professionale del servomotore permette di verificare se sono possibili la riparazione, la rigenerazione o il ripristino della piena efficienza del servomotore Indramat MKD041B-1.

Il servomotore Indramat MKD041B-1 appartiene al gruppo dei motori AC sincroni utilizzati in macchine CNC, linee di confezionamento, automazione industriale, sistemi di posizionamento e applicazioni in cui è richiesta la ripetibilità del movimento. Questo tipo di motore lavora in stretta collaborazione con il servoazionamento, il sistema di retroazione, il controllore della macchina, l’alimentazione e l’elettronica di comando. Per questo motivo, il guasto di un solo elemento può essere interpretato dall’azionamento come errore dell’asse, errore di retroazione, sovraccarico, problema del freno o mancata disponibilità dell’azionamento.

Per il reparto manutenzione, l’aspetto più importante è stabilire rapidamente se il problema si trova nel motore stesso, nei cavi, nel servoazionamento, nel controllore PLC, nel pannello HMI, nei moduli I/O o nei parametri dell’asse. Proprio per questo la riparazione di un servomotore non dovrebbe iniziare con la sostituzione casuale dei componenti. Prima è necessaria una diagnostica che comprenda sia misure elettriche sia una valutazione meccanica
e il controllo dei segnali di retroazione.

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Cosa significa un guasto Indramat MKD041B-1?

Un guasto del servomotore Indramat MKD041B-1 raramente si presenta come un sintomo unico e inequivocabile. Spesso inizia con brevi arresti dell’asse, problemi di azzeramento, messaggi sul pannello HMI, errori del servoazionamento o comportamento instabile della macchina dopo un fermo prolungato. L’operatore vede una macchina ferma, ma la causa può trovarsi più in profondità: negli avvolgimenti, nel resolver, nell’encoder, nel freno, nei cuscinetti, nei cavi o nell’elettronica dell’azionamento.

In un ambiente produttivo il problema è particolarmente critico, perché il servomotore non lavora come elemento separato. Fa parte di un sistema di azionamento responsabile del posizionamento, della coppia, della velocità, della sincronizzazione con altri assi e della sicurezza del ciclo. Se l’Indramat MKD041B-1 smette di funzionare correttamente, il fermo può coinvolgere l’intera linea tecnologica.

Perché il servomotore Indramat MKD041B-1 arresta l’asse della macchina?

L’arresto dell’asse è uno dei sintomi più frequenti di un guasto di questo tipo di motore. La macchina può interrompere il ciclo, segnalare un errore dell’azionamento, non completare la procedura di azzeramento o bloccare il riavvio.
In molti casi il controllo arresta l’asse in modo preventivo, perché rileva un segnale di retroazione errato, un assorbimento di corrente eccessivo, una mancata corrispondenza tra posizione impostata e posizione reale oppure un errore del freno.

I sintomi tipici includono:

• arresto dell’asse durante il ciclo di lavoro, soprattutto durante il cambio di direzione o l’accelerazione,
• impossibilità di azzerare la macchina dopo un fermo o dopo una caduta di alimentazione,
• perdita della posizione dell’asse nonostante i comandi corretti dal controllore,
• errore di retroazione legato al resolver o all’encoder,
• sovraccarico del servoazionamento durante il tentativo di avvio,
• rumori meccanici insoliti, come ronzio, attrito, battito o vibrazioni,
• riscaldamento del motore nonostante un breve funzionamento,
• mancato rilascio del freno di stazionamento o blocco dell’albero,
• messaggi di errore sul pannello HMI o nel sistema diagnostico della macchina.

Se il guasto è comparso dopo un fermo prolungato della produzione, è necessario prestare particolare attenzione.
Dopo un fermo possono emergere problemi che prima si sviluppavano gradualmente: umidità nei connettori, riduzione della qualità dell’isolamento, freno bloccato, danneggiamento dei cuscinetti, rottura del cavo di segnale o perdita di stabilità del segnale del resolver.

Quali errori indicano un problema con resolver, encoder o retroazione?

Nel servomotore, la retroazione è uno degli elementi più importanti del sistema. L’azionamento deve sapere in quale posizione si trova l’albero, a quale velocità ruota e se il movimento reale corrisponde ai comandi del controllore. Se il segnale del resolver o dell’encoder è disturbato, intermittente o incoerente, il servoazionamento può bloccare il funzionamento dell’asse.

I problemi di retroazione possono manifestarsi come:

• errore di posizione dell’asse,
• errore dell’encoder o del resolver,
• funzionamento instabile dell’asse a basse velocità,
• vibrazioni del motore dopo l’invio del comando di movimento,
• mancata risposta dell’azionamento nonostante l’alimentazione corretta,
• arresto improvviso della macchina in momenti apparentemente casuali del ciclo.

Gli errori legati all’encoder o al resolver non indicano sempre un danno del sistema di misura stesso. La causa può essere anche il cavo di segnale, la schermatura, il connettore, l’umidità, un danneggiamento meccanico del cavo, parametri errati dell’azionamento oppure un guasto dell’elettronica lato servoazionamento. Per questo motivo la diagnostica del servomotore dovrebbe coprire l’intero percorso del segnale, non solo il corpo del motore.

Un guasto del motore dopo un fermo può dipendere dal freno o dai cuscinetti?

Sì. Un guasto del motore dopo un fermo è molto spesso collegato agli elementi meccanici. Un motore che prima dell’arresto della linea funzionava ancora correttamente, dopo alcuni giorni o settimane di fermo può non avviarsi, lavorare in modo irregolare o segnalare un sovraccarico dell’azionamento. La causa può essere il freno di stazionamento, i cuscinetti, l’umidità, le contaminazioni o l’aumento delle resistenze meccaniche.

Il freno elettromagnetico nel servomotore svolge la funzione di mantenere la posizione dell’asse, soprattutto
nelle applicazioni verticali o dove la perdita di posizione potrebbe causare una collisione. Se il freno
non si rilascia correttamente, l’azionamento può tentare di ruotare l’albero con una resistenza maggiore. Il risultato è sovraccarico, errore dell’azionamento, riscaldamento del motore o totale assenza di movimento.

Anche i cuscinetti usurati possono portare a una diagnosi errata. Per l’operatore sembra un problema
dell’azionamento o del controllo, ma in realtà il servomotore presenta una resistenza meccanica aumentata, vibrazioni
o una rotazione irregolare dell’albero. Nei casi estremi, un cuscinetto danneggiato può causare danni al rotore, allo statore, alle guarnizioni o al sistema di retroazione.

Quali parametri tecnici del MKD041B-1 sono importanti nella diagnostica?

Durante la diagnostica del servomotore Indramat MKD041B-1, non sono importanti solo i sintomi visibili sulla macchina, ma anche i parametri costruttivi del motore. Essi permettono di valutare se l’unità ha lavorato
in condizioni corrette e se gli errori segnalati possono derivare da sovraccarico, danno al freno, problema meccanico o degrado dell’isolamento.

Nella serie MKD041B si incontrano, tra gli altri, i seguenti valori tecnici:

• coppia di tenuta: circa 2,7 Nm,
• velocità massima di rotazione: fino a 7500 giri/min,
• grado di protezione: IP65,
• retroazione: resolver o sistema di retroazione con funzione di posizionamento assoluto a seconda della versione,
• freno di stazionamento: circa 2,2 Nm in versioni selezionate,
• flangia di montaggio: 82 mm.

Questi dati sono importanti perché aiutano a distinguere un guasto da un’applicazione non corretta. Se il motore ha lavorato in sovraccarico, a temperatura elevata, con raffreddamento insufficiente, con freno danneggiato o su un asse che genera vibrazioni eccessive, la sola sostituzione dell’azionamento potrebbe non risolvere il problema. Il guasto può ripresentarsi perché la sua origine rimane ancora nella macchina.

Cosa può succedere quando una macchina lavora con un servomotore danneggiato?

Lavorare con un servomotore danneggiato è rischioso. Anche se la macchina si avvia dopo la cancellazione dell’errore, ciò non significa che il problema sia scomparso. Il sistema di azionamento può lavorare in modo instabile per un certo periodo e poi fermarsi nel momento meno favorevole del ciclo produttivo.

Le possibili conseguenze includono:

• nuovo fermo produzione,
• perdita della posizione dell’asse e decalibrazione della macchina,
• danneggiamento del riduttore, del giunto o della meccanica dell’asse,
• sovraccarico del servoazionamento,
• danneggiamento dei cavi di alimentazione o di segnale,
• peggioramento della qualità del prodotto,
• rischio di collisione degli elementi attuatori,
• aumento dei costi di riparazione se un guasto minore provoca danni secondari.

Nella manutenzione conta non solo riavviare la macchina, ma garantire un funzionamento stabile e ripetibile
dopo la riparazione. Per questo, in caso di guasto Indramat MKD041B-1, vale la pena eseguire una diagnostica prima che il motore venga nuovamente caricato nel ciclo produttivo.

Come si svolgono la diagnostica e la riparazione del servomotore Indramat MKD041B-1?

La diagnostica professionale del servomotore Indramat MKD041B-1 dovrebbe combinare misure elettriche, controllo meccanico, verifica della retroazione, valutazione del freno e analisi delle informazioni
dall’azionamento. Solo questo approccio consente di stabilire se il guasto si trova nel motore stesso,
nei cavi, nel servoazionamento, nel sistema di controllo o nella meccanica della macchina.

In pratica, una diagnosi rapida e precisa ha un grande valore aziendale. Ogni ora di fermo della linea produttiva significa perdita di efficienza, ritardi nell’evasione degli ordini, costi di lavoro aggiuntivi e pressione sul reparto manutenzione. Per questo la riparazione di un motore industriale dovrebbe essere eseguita in modo tale
da eliminare non solo il sintomo visibile, ma anche ridurre il rischio di un nuovo guasto.

Da dove iniziare la diagnostica di un motore servo dopo un fermo produzione?

La diagnostica dovrebbe iniziare dalla raccolta delle informazioni dalla macchina. Per il servizio tecnico sono molto importanti i messaggi di errore dell’azionamento, il momento in cui si è verificato il guasto, le condizioni di lavoro dell’asse, la storia dei guasti precedenti
e l’informazione se il problema è comparso improvvisamente o si è sviluppato gradualmente.

In caso di guasto Indramat MKD041B-1 sono particolarmente utili le risposte alle seguenti domande:

• Il motore si è fermato durante il lavoro o non è partito dopo un fermo?
• La macchina segnala un errore dell’encoder, del resolver, della retroazione o di sovraccarico?
• È possibile ruotare manualmente l’asse dopo aver scollegato l’alimentazione e rilasciato il freno secondo la procedura di sicurezza?
• Il motore emette rumori insoliti?
• In precedenza si verificavano vibrazioni, surriscaldamento o problemi di posizionamento?
• I cavi di alimentazione e di segnale sono stati esposti a movimento, piegatura, olio, refrigerante o danni meccanici?
• Il guasto è comparso dopo un fermo prolungato, lavaggio della macchina, revisione o modifiche al controllo?

Queste informazioni aiutano a restringere l’area di ricerca del guasto. Un motore
con freno danneggiato si diagnostica diversamente da un problema al resolver, e ancora diversamente il degrado dell’isolamento degli avvolgimenti
dopo il funzionamento in condizioni ambientali difficili.

Come si controllano avvolgimenti, isolamento, resolver, encoder e freno?

La diagnostica del motore servo dovrebbe comprendere diverse fasi. Saltarne una può portare a una valutazione errata dello stato del dispositivo. In un servomotore, un danno meccanico può generare sintomi elettrici, mentre un problema elettrico può sembrare un errore di controllo. Per questo sono importanti la sequenza
e la completezza dei test.

Misura della resistenza degli avvolgimenti

La misura della resistenza degli avvolgimenti permette di rilevare interruzioni, cortocircuiti, asimmetrie di fase e anomalie che possono causare il sovraccarico dell’azionamento. Se i valori si discostano da quelli previsti, il motore può assorbire troppa corrente, surriscaldarsi o generare errori all’avvio.

Test di isolamento degli avvolgimenti

I test di isolamento degli avvolgimenti sono particolarmente importanti dopo un fermo macchina, presenza di umidità, surriscaldamento o lavoro
in un ambiente con polvere, refrigerante e olio. Il degrado dell’isolamento può portare a scariche, errori dell’azionamento, rischio di danneggiamento dell’elettronica di potenza e funzionamento instabile dell’asse.

Controllo del resolver e dell’encoder

Il sistema di retroazione deve fornire al servoazionamento un segnale stabile, leggibile e coerente. Il controllo dell’encoder o del resolver comprende la valutazione della qualità del segnale, dei cavi, dei connettori, della schermatura e dei collegamenti. Gli errori di retroazione sono una delle cause più frequenti di blocco dell’azionamento nelle applicazioni servo.

Test del freno di stazionamento

Il freno di stazionamento deve rilasciare e mantenere secondo i parametri del dispositivo. Se il freno è usurato, bloccato, sporco o non riceve un’alimentazione corretta, il motore può non avviarsi,
e il servoazionamento può segnalare sovraccarico. In alcune versioni MKD041B il freno di stazionamento ha una coppia di circa 2,2 Nm, perciò il suo stato ha un’importanza diretta per la sicurezza dell’asse.

Valutazione meccanica del rotore, dell’albero e dei cuscinetti

Il controllo meccanico comprende la valutazione dei giochi, della fluidità di rotazione, del rumore, delle resistenze, dello stato dell’albero, delle guarnizioni e dei cuscinetti. L’usura dei cuscinetti può portare a vibrazioni, surriscaldamento e danneggiamento degli elementi del sistema di retroazione. Nelle macchine CNC e nelle linee di confezionamento anche una leggera instabilità meccanica può ridurre la precisione di posizionamento.

Cosa comprende una riparazione professionale del motore Indramat MKD041B-1?

L’ambito della riparazione dipende dai risultati della diagnostica. Non ogni guasto richiede una rigenerazione completa, ma ogni guasto dovrebbe essere valutato in termini di sicurezza del funzionamento successivo. L’obiettivo della riparazione è ripristinare l’efficienza tecnica del motore e ridurre il rischio di un nuovo fermo.

La riparazione professionale del servomotore Indramat MKD041B-1 può comprendere:

• sostituzione dei cuscinetti usurati,
• controllo e rigenerazione del sistema di retroazione,
• verifica del resolver o dell’encoder,
• test di isolamento degli avvolgimenti,
• controllo della resistenza degli avvolgimenti,
• riparazione o verifica del freno di stazionamento,
• controllo dei cavi e dei connettori,
• pulizia degli elementi interni,
• controllo dello stato dell’albero e della flangia di montaggio,
• test di funzionamento dopo la riparazione,
• test sotto carico, se richiesti per la specifica applicazione.

È importante anche mantenere la compatibilità meccanica ed elettrica con l’applicazione. Il servomotore deve tornare alla macchina come elemento pronto a lavorare stabilmente con l’azionamento, il controllore PLC, il pannello HMI
e gli altri moduli di automazione. La sola sostituzione di un componente senza test finali può
non essere sufficiente.

RGB Elektronika si occupa di diagnostica, riparazione e rigenerazione di dispositivi di automazione ed elettronica industriale. Nel caso dei servomotori Indramat e Bosch Rexroth analizziamo non solo il sintomo visibile, ma anche le possibili cause del guasto: usura meccanica, problemi agli avvolgimenti, retroazione, freno, cavi e condizioni di lavoro della macchina.

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