È possibile riparare un motore ELAU SM dopo un guasto dell’encoder? Assistenza per servomotori ELAU

Un servomotore Elau SM può essere riparato dopo un guasto dell’encoder, ma la riparazione non consiste esclusivamente
nel montaggio meccanico di un nuovo sensore. Nei motori ELAU PacDrive SM sono fondamentali la corretta diagnostica del sistema di retroazione, la programmazione dell’encoder, il ripristino dei dati di configurazione e la regolazione precisa dell’angolo di commutazione rispetto al rotore. Senza queste fasi, il servoazionamento PacDrive potrebbe non riconoscere il motore, bloccare l’avvio dell’asse oppure causare
un funzionamento non corretto dell’azionamento.

Un guasto dell’encoder in un servomotore ELAU SM è un problema che influisce direttamente
sul posizionamento, sulla sincronizzazione del movimento, sulla stabilità dell’asse e sulla sicurezza della macchina. Ciò comporta il rischio di fermo di una linea di confezionamento, di una macchina farmaceutica, di un sistema di dosaggio, di un’applicazione di trasporto o di un altro asse di azionamento operante nell’ambiente PacDrive.

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Un encoder danneggiato in un servomotore ELAU SM significa la fine del funzionamento del motore?

Un encoder danneggiato non deve necessariamente significare la sostituzione dell’intero motore. In molti casi è possibile la riparazione di un servomotore Elau SM, che comprende la sostituzione o il ripristino del sistema di retroazione, il controllo della parte meccanica e la nuova preparazione del motore al funzionamento
con un servoazionamento PacDrive.

Occorre tuttavia ricordare che la riparazione di un servomotore Elau SM dopo un guasto dell’encoder richiede esperienza
nel lavoro con servomotori sincroni, encoder SinCos Hiperface, resolver e sistemi PacDrive. Non si tratta di una sostituzione standard di un componente che possa essere eseguita in sicurezza senza strumentazione di misura e procedure di regolazione della commutazione.

Come funziona un servomotore Elau SM nel sistema PacDrive?

Il servomotore sincrono Elau SM è un’unità attuatrice altamente dinamica utilizzata
nei sistemi di azionamento PacDrive. I motori di questa serie sono stati progettati per applicazioni che richiedono elevata precisione del movimento, risposta rapida, posizionamento ripetibile e funzionamento stabile dell’asse nel ciclo produttivo.

Le applicazioni tipiche comprendono tra l’altro:

• macchine confezionatrici,
• linee farmaceutiche,
• sistemi di trasporto e posizionamento,
• applicazioni con rapido movimento di indicizzazione,
• assi di lavoro che richiedono una retroazione precisa,
• macchine in cui il fermo di un solo asse arresta l’intero processo produttivo.

La serie ELAU SM è disponibile, tra l’altro, nelle dimensioni di flangia SM-070, SM-100 e SM-140.
A seconda della versione, i motori possono essere dotati di resolver oppure di un encoder SinCos preciso
con interfaccia Hiperface. Le varianti funzionano con un servoazionamento dedicato, e il loro corretto funzionamento dipende dalla compatibilità della meccanica, dell’elettronica di retroazione e dei parametri salvati nel sistema di azionamento.

Nella pratica della manutenzione, ciò significa che Elau PacDrive SM Servo motor non può essere trattato come un semplice motore elettrico. È un elemento di un sistema servo completo, in cui collaborano: motore, encoder, freno, cavi, servoazionamento, controllore PacDrive, comunicazione industriale e configurazione dell’asse.

Quali sintomi provoca un guasto del servomotore Elau SM lato encoder?

Un guasto del servomotore Elau SM legato all’encoder può manifestarsi in diversi modi. Alcuni sintomi compaiono subito dopo l’avvio della macchina, mentre altri aumentano gradualmente con l’usura dei cuscinetti, il peggioramento del segnale di retroazione oppure l’ingresso di contaminanti all’interno del motore.

I sintomi tipici includono:

• mancato riconoscimento del motore da parte del servoazionamento PacDrive,
• errore di retroazione o di posizione dell’asse,
• problema di inizializzazione dell’azionamento,
• strappi del motore durante il tentativo di avvio,
• funzionamento irregolare dell’asse,
• assorbimento di corrente eccessivo,
• riscaldamento del motore nonostante un carico ridotto,
• perdita di posizione o posizionamento errato,
• funzionamento non corretto del freno di stazionamento,
• arresti ciclici della macchina senza una causa meccanica evidente.

Se tali sintomi compaiono su un asse con motore ELAU SM, non conviene limitare la diagnostica al solo controllo del cavo. La causa può essere l’encoder, il sistema di cuscinetti, la tenuta, la contaminazione all’interno del corpo motore, un problema al freno, lo stato degli avvolgimenti oppure un errore di configurazione
dopo un precedente intervento di assistenza.

Perché la sola sostituzione dell’encoder in un Elau SM di solito non basta?

In molti servomotori industriali, l’encoder è un componente critico non solo perché misura la posizione. Nei motori ELAU SM con encoder SinCos Hiperface svolge anche una funzione di identificazione
e configurazione. Ciò significa che il montaggio casuale di un nuovo encoder non ripristinerà automaticamente il corretto funzionamento dell’azionamento.

La riparazione e sostituzione Elau SM lato encoder deve includere diverse fasi: scelta del tipo corretto di sensore, conservazione dei dati del motore, regolazione meccanica, programmazione e sincronizzazione
con il rotore. Omettere uno qualsiasi di questi passaggi può causare un nuovo guasto e, nei casi estremi, il danneggiamento degli avvolgimenti.

Targhetta elettronica nell’encoder SinCos Hiperface

Gli encoder SinCos Hiperface utilizzati in queste applicazioni possono contenere una memoria interna non volatile. In questa memoria sono salvati i dati di identificazione e configurazione del motore, spesso definiti targhetta elettronica.

Per il servoazionamento PacDrive, queste informazioni sono necessarie per il corretto riconoscimento dell’unità. Se il nuovo encoder montato non viene programmato con i dati corretti, l’azionamento può interpretare il motore come incompatibile, sconosciuto o configurato in modo non corretto.

Per questo motivo un service Elau SM professionale dovrebbe comprendere non solo la sostituzione del componente danneggiato,
ma anche la verifica della compatibilità dei dati e la preparazione del motore alla nuova comunicazione con il sistema di azionamento.

Angolo di commutazione e sincronizzazione dell’encoder con il rotore

La fase più importante della riparazione è la regolazione dell’angolo di commutazione. Si tratta di sincronizzare con precisione il punto zero dell’encoder rispetto alla posizione dei poli magnetici del rotore.

Se l’angolo di commutazione viene impostato in modo errato, il motore può comportarsi come se fosse meccanicamente efficiente, ma incapace di lavorare in sicurezza nell’asse della macchina. I sintomi possono includere strappi, ronzio, rapido riscaldamento, corrente eccessiva, funzionamento instabile, errori dell’azionamento o impossibilità di avvio.

Nella pratica, anche un piccolo sfasamento può portare a un controllo non corretto del campo magnetico. Per il reparto manutenzione ciò significa rischio di un nuovo fermo, danneggiamento del servoazionamento, surriscaldamento degli avvolgimenti oppure perdita di controllo sull’asse.

Come si svolge una riparazione professionale di un servomotore Elau SM?

Una riparazione professionale di un servomotore Elau di tipo SM dovrebbe comprendere una diagnostica completa del motore,
non solo la sostituzione dell’elemento indicato dall’errore dell’azionamento. Nella pratica l’encoder spesso si danneggia
secondariamente, ad esempio a causa di vibrazioni, cuscinetti usurati, perdita di tenuta, presenza di olio, refrigerante
o carico meccanico eccessivo sull’asse.

Per questo motivo in assistenza occorre valutare l’intero sistema: retroazione, meccanica, freno, isolamento degli avvolgimenti, stato del rotore, cavi di collegamento e possibilità di corretto funzionamento con il servoazionamento.

Diagnostica del servomotore Elau SM prima della riparazione

La prima fase consiste nel determinare se il problema riguarda effettivamente l’encoder o si manifesta solo come errore di retroazione. Nei servomotori che lavorano in condizioni industriali difficili, la fonte del problema può essere anche un cavo danneggiato, umidità, indebolimento dell’isolamento, giochi sui cuscinetti, freno danneggiato oppure configurazione non corretta dell’asse.

La diagnostica può comprendere:

• identificazione del modello e della variante del motore ELAU SM,
• controllo dello stato dell’encoder o del resolver,
• verifica dei segnali di retroazione,
• sistemi di misura di tensione e corrente,
• controllo di cavi e connettori,
• misura della resistenza degli avvolgimenti,
• test di isolamento dello statore con tensione aumentata,
• valutazione dei giochi e del rumore dei cuscinetti,
• controllo delle tenute,
• verifica del funzionamento del freno elettromagnetico 24 V DC,
• valutazione di tracce di infiltrazione di olio, refrigerante o altri fluidi tecnologici.

Una tale diagnostica permette di stabilire se è sufficiente la riparazione dell’encoder o se è necessaria una rigenerazione più ampia del servomotore.

Riparazione, sostituzione dell’encoder e rigenerazione meccanica

La riparazione di un servomotore Elau SM dopo un guasto dell’encoder può comprendere diverse operazioni di assistenza.
Il loro ambito dipende dallo stato del dispositivo, dalla storia del guasto e dalle condizioni di lavoro della macchina.

Le operazioni più spesso eseguite sono:

• sostituzione dell’encoder danneggiato o degli elementi del sistema di retroazione,
• programmazione dei dati di configurazione dell’encoder,
• regolazione precisa dell’angolo di commutazione,
• sostituzione dei cuscinetti ad alta velocità,
• rinnovo delle tenute
• pulizia dell’interno del motore,
• controllo magnetico del rotore,
• controllo dello stato degli avvolgimenti dello statore,
• test del freno di stazionamento 24 V DC,
• test funzionali finali.

In molti casi, una rigenerazione completa offre il miglior risultato, perché elimina non solo l’effetto del guasto, ma anche la sua causa originaria. Se il danno dell’encoder derivava da vibrazioni causate da un cuscinetto usurato, la sola sostituzione del sensore può portare al ritorno del problema dopo poco tempo.

Test dopo la riparazione e importanza dell’avviamento sotto carico

Dopo la riparazione, il servomotore dovrebbe superare test che confermino il suo ritorno sicuro al funzionamento.
Nel caso dei motori ELAU SM, sono particolarmente importanti il controllo della correttezza della retroazione, della stabilità di lavoro, dell’assorbimento di corrente, della temperatura, del funzionamento del freno e della risposta del motore al comando.

I test dopo la riparazione sono importanti perché un errore nella regolazione dell’encoder potrebbe non essere visibile durante una normale misura elettrica. Il motore può avere avvolgimenti efficienti, resistenze corrette e buono stato meccanico, ma funzionare comunque in modo non corretto a causa di un angolo di commutazione errato.

Per l’utente industriale, l’aspetto più importante non è solo che il motore parta, ma che funzioni stabilmente nel ciclo macchina. Per questo motivo l’assistenza per servomotori Elau di tipo SM dovrebbe concludersi
con una verifica del funzionamento in condizioni il più possibile simili al lavoro reale dell’asse.

Quando la riparazione di un servomotore ELAU SM è migliore dell’acquisto di un nuovo motore?

La riparazione è particolarmente conveniente quando il motore fa parte di un sistema PacDrive più datato ma ancora funzionante, e la disponibilità di un nuovo ricambio è limitata, costosa o richiede modifiche costruttive alla macchina.

La riparazione dei motori Elau può essere una soluzione migliore quando:

• la macchina lavora in un ciclo produttivo continuo e conta il rapido ripristino dell’asse,
• il modello originale ELAU SM è difficile da reperire,
• l’acquisto di un altro motore richiederebbe modifiche meccaniche,
• sarebbe necessaria una nuova configurazione dell’azionamento o del controllo,
• il guasto riguarda encoder, cuscinetti, freno o tenute e gli avvolgimenti possono ancora essere recuperati,
• l’azienda vuole ridurre il costo del fermo ed evitare una modernizzazione non pianificata dell’intero asse.

Vale anche la pena ricordare che in ambiente produttivo il costo del motore stesso spesso non è il problema principale. Hanno maggiore importanza il tempo di fermo, la perdita di produzione, il rischio di mancato rispetto dei tempi di consegna
e il coinvolgimento del reparto manutenzione in interventi di emergenza.

Assistenza Elau SM, acquisto, modernizzazione e supporto per la manutenzione

RGB Elektronika supporta gli stabilimenti industriali non solo nella riparazione di singoli dispositivi.
Nel caso dei sistemi ELAU e PacDrive, possiamo aiutare anche nella diagnostica, nella rigenerazione, nella modernizzazione, nella scelta dei ricambi, nell’analisi delle alternative e nella gestione di dispositivi fuori produzione o difficili da reperire.

Se nella tua macchina lavora un servomotore Elau SM e compaiono errori dell’encoder, non avviare ripetutamente l’asse senza diagnostica. Ogni ulteriore tentativo di avvio con retroazione errata può aggravare il danno, aumentare l’assorbimento di corrente, surriscaldare gli avvolgimenti oppure causare un ulteriore guasto del servoazionamento.

Contatta RGB Elektronika e invia il servomotore per la verifica. Controlleremo se è possibile la
riparazione del servomotore Elau SM, la rigenerazione meccanica, la sostituzione dell’encoder, il ripristino della configurazione corretta oppure la scelta di un dispositivo sostitutivo. In questo modo il reparto manutenzione può prendere più rapidamente una decisione: riparazione, rigenerazione, sostituzione, modernizzazione o acquisto.

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