Perché l’Indramat MKD090B-0 non funziona correttamente? Diagnostica del servomotore prima della sostituzione

Il funzionamento anomalo dell’Indramat MKD090B-047-KG1-KN non significa automaticamente che il servomotore debba essere sostituito. Strattoni dell’asse, perdita di posizione, errori di feedback, assenza di movimento o surriscaldamento possono derivare sia da danni agli avvolgimenti, al resolver, all’encoder, al freno o ai cuscinetti, sia da un guasto del regolatore, del cavo di potenza, del cavo di feedback o della meccanica della macchina. Per questo motivo, prima di sostituire l’MKD090B-047-KG1-KN è necessario eseguire la diagnostica dell’intero asse servo e confermare la reale origine del problema.

Questo aspetto è particolarmente importante nella manutenzione industriale. La sostituzione di un motore funzionante non eliminerà un guasto presente nel cavo, nel servoazionamento o nella meccanica e, allo stesso tempo, può prolungare il fermo macchina e aumentare il costo del guasto produttivo.

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Perché l’Indramat MKD090B-047-KG1-KN non funziona correttamente?

Cosa significa la sigla MKD090B-047-KG1-KN e quali parametri sono importanti nella diagnostica?

L’MKD090B-047-KG1-KN è un servomotore sincrono a magneti permanenti con commutazione elettronica. La variante 047 identifica la versione dell’avvolgimento, mentre la configurazione K comprende il feedback resolver con encoder assoluto multigiro integrato. Il servomotore dispone inoltre di un albero liscio con anello di tenuta e di un freno di stazionamento con coppia di 11 Nm, alimentato a 24 V DC.

Nella parte finale della sigla, il secondo carattere K si riferisce alla versione del collegamento con scatola morsettiera, normalmente con uscita sul lato B. La sigla completa è importante sia durante la diagnostica sia per ordinare ricambi, assistenza o un dispositivo sostitutivo.

I principali parametri dell’avvolgimento 047 che possono costituire un riferimento durante la diagnostica sono:

• velocità caratteristica: 3200 giri/min,
• coppia continua a motore fermo per 60 K: 12 Nm,
• coppia massima teorica: 43,5 Nm,
• velocità di rotazione massima: 5000 giri/min,
• resistenza dell’avvolgimento R12 a 20°C: 1,2 Ω,
• induttanza dell’avvolgimento: 10,1 mH,
• inerzia del rotore: 43 × 10^-4 kg·m²,
• grado di protezione: IP65,
• classe di isolamento: F.

Nella diagnostica, tuttavia, il motore non deve essere valutato esclusivamente sulla base di un singolo valore di catalogo. Sono altrettanto importanti la simmetria delle misurazioni, la temperatura degli avvolgimenti, lo stato dell’isolamento e il comportamento del dispositivo sotto carico.

Quali sintomi possono indicare un guasto dell’MKD090B-047?

I sintomi tipici dei problemi di un asse dotato di servomotore Indramat MKD090B-0 possono apparire simili nonostante cause completamente diverse. Per questo il sintomo dovrebbe essere il punto di partenza della diagnostica e non il motivo per sostituire immediatamente il motore.

Tra i segnali che richiedono un controllo rientrano:

• strattoni o funzionamento instabile dell’asse,
• perdita della posizione o problemi di posizionamento,
• errori di feedback,
• assenza di movimento nonostante l’azionamento generi coppia,
• surriscaldamento eccessivo del servomotore,
• vibrazioni o rumori insoliti,
• resistenza eccessiva durante la rotazione dell’albero,
• errori ripetuti dopo l’avvio dell’asse,
• assorbimento di corrente instabile o problemi che compaiono sotto carico.

Un errore dell’asse significa che il servomotore è guasto?

No. Un asse servo è un sistema composto da motore, regolatore, cavi, sistema di feedback e meccanica. Un guasto di uno qualsiasi di questi elementi può essere percepito dall’operatore come un “guasto del motore”.

Ad esempio, gli errori di feedback possono essere collegati al resolver o all’encoder del servomotore, ma anche a un cavo di feedback danneggiato, a un problema del connettore, della schermatura o dell’ingresso di misura del regolatore.

Allo stesso modo, la mancata rotazione dell’albero non indica necessariamente che gli avvolgimenti siano bruciati. Se il regolatore tenta di generare coppia ma l’asse rimane fermo, è necessario controllare il rilascio del freno e la libertà meccanica dell’intero sistema.

Sintomo, possibile causa e primo passo diagnostico

Sintomo	Possibile origine del problema	Cosa controllare per prima cosa?
Strattoni dell’asse	Feedback, cavo, parametri del regolatore, meccanica	Segnali di feedback, cavo di feedback, connettori
Perdita della posizione	Resolver/encoder, cavo di feedback, regolatore	Stabilità e correttezza delle informazioni sulla posizione
Errore di feedback	Sistema di misura, cavo, connettore, schermatura	Cavo e sistema di feedback
Nessun movimento nonostante la coppia	Freno 24 V, blocco meccanico	Alimentazione del freno e libertà dell’albero
Surriscaldamento	Sovraccarico, freno, cuscinetti, avvolgimenti, meccanica	Carico, temperatura, corrente e resistenze meccaniche
Rumore e vibrazioni	Cuscinetti, albero, giunto, riduttore	Stato meccanico del gruppo di azionamento

Come controllare il servomotore Indramat MKD090B-047-KG1-KN prima della sostituzione?

La diagnostica del servomotore prima della sostituzione deve essere eseguita per fasi. Innanzitutto è necessario confermare la sigla del dispositivo e raccogliere gli errori dal regolatore, quindi controllare il circuito di potenza, il feedback, il freno e la meccanica. Solo dopo aver distinto un guasto del motore dai problemi degli altri elementi dell’asse è possibile decidere se procedere con la riparazione o la sostituzione.

Le misurazioni sui servoazionamenti devono essere eseguite da personale adeguatamente qualificato. Prima di scollegare il motore o eseguire misurazioni, il sistema deve essere disalimentato e messo in sicurezza in conformità con la documentazione della macchina e con le norme di lavoro sugli azionamenti elettrici. Particolare attenzione è richiesta per gli assi verticali e i meccanismi che potrebbero effettuare movimenti incontrollati.

Come controllare gli avvolgimenti dell’MKD090B-047?

Una delle fasi fondamentali consiste nel controllare la resistenza degli avvolgimenti e il loro isolamento rispetto alla carcassa. In un motore correttamente funzionante, le misurazioni dei singoli circuiti dovrebbero essere coerenti tra loro. Un’evidente asimmetria può indicare, tra l’altro, un problema dell’avvolgimento, di un collegamento interno, di un morsetto o del cavo di potenza.

Per l’MKD090B-047 il produttore indica un valore di R12 = 1,2 Ω a una temperatura di 20°C. Si tratta di un buon valore di riferimento, ma non dovrebbe essere considerato l’unico criterio di valutazione.

Cosa significa il valore di catalogo R12 = 1,2 Ω?

La resistenza di un conduttore dipende dalla temperatura, quindi una misurazione effettuata su un servomotore caldo può differire dal valore di catalogo indicato per 20°C. Con una resistenza così bassa possono incidere anche la resistenza dei cavi di misura e la qualità del contatto.

È opportuno valutare soprattutto:

• la simmetria delle misurazioni degli avvolgimenti,
• la temperatura del motore durante la misurazione,
• la ripetibilità del risultato,
• lo stato dei connettori e dei morsetti,
• la resistenza di isolamento degli avvolgimenti rispetto alla carcassa.

I test di isolamento devono essere eseguiti dopo aver correttamente separato il motore dal regolatore e dai circuiti elettronici, in conformità con le procedure previste per il sistema specifico. Non devono essere eseguiti test ad alta tensione sui circuiti di feedback.

Come diagnosticare il resolver e l’encoder multigiro?

Nella configurazione MKD090B-047-KG1-KN il sistema di feedback è fondamentale per il controllo della coppia, della velocità e della posizione. Dati di posizione errati possono provocare strattoni dell’asse, funzionamento instabile, perdita della posizione o errori del regolatore.

La diagnostica dovrebbe comprendere non solo il resolver e l’encoder, ma l’intero percorso del segnale:

• stato del cavo di feedback,
• continuità dei collegamenti,
• stato dei pin e dei connettori,
• schermatura del cavo,
• tracce di olio, umidità o danni meccanici,
• correttezza del segnale letto dal regolatore.

Se il problema compare muovendo il cavo, in una determinata posizione dell’asse o dopo il riscaldamento della macchina, è necessario controllare con particolare attenzione il cavo e i collegamenti. La sostituzione del solo motore non risolverà il problema se la vera causa è un cavo di feedback danneggiato.

Dopo la riparazione del sistema di misura è inoltre necessario verificare che interagisca correttamente con il rotore e il regolatore. Il semplice fatto che sia presente un segnale di feedback non significa ancora che le informazioni sulla posizione siano corrette nell’intero campo di funzionamento.

Come controllare il freno 24 V dell’MKD090B-047?

L’MKD090B-047-KG1-KN dispone di un freno di stazionamento con coppia di 11 Nm. È particolarmente importante negli assi che devono mantenere la posizione dopo la disattivazione della coppia.

Un problema al freno può determinare una situazione in cui il regolatore aumenta la corrente e tenta di muovere il motore, ma l’albero rimane fermo o si muove con una forte resistenza. Ciò può anche provocare il surriscaldamento del sistema.

Durante la diagnostica è necessario controllare:

• se al freno arriva la corretta tensione di 24 V DC,
• se la tensione è presente anche durante il tentativo di rilascio del freno,
• lo stato dei cavi e dei collegamenti,
• se, dopo il rilascio del freno, l’albero può ruotare senza una resistenza eccessiva,
• se sono presenti rumori insoliti o segni di bloccaggio meccanico.

Non si deve presumere che la sola presenza della tensione di comando confermi il corretto funzionamento del meccanismo del freno. Sono importanti il suo stato reale e la possibilità di rilasciare correttamente l’asse.

Come riconoscere un problema meccanico o il surriscaldamento del servomotore?

Se la parte elettrica non presenta anomalie evidenti, è necessario controllare la meccanica. Cuscinetti usurati, un riduttore sovraccarico, un giunto non correttamente allineato o resistenze meccaniche possono aumentare la coppia necessaria per muovere l’asse.

Di conseguenza, il regolatore aumenta la corrente, il motore lavora con un carico maggiore e la sua temperatura cresce. Per questo il surriscaldamento dell’MKD090B-047 non significa necessariamente che l’avvolgimento sia danneggiato.

Dopo aver scollegato l’azionamento in sicurezza, è opportuno valutare:

• la libertà di rotazione dell’albero dopo il rilascio del freno,
• il gioco radiale e assiale,
• il rumore dei cuscinetti,
• le vibrazioni,
• lo stato del giunto e degli elementi di trasmissione,
• le resistenze del riduttore o delle guide,
• se il meccanismo si blocca periodicamente.

Separare il motore dal carico meccanico può essere molto utile, perché consente di determinare da quale lato del sistema compare l’aumento della resistenza.

Quando controllare il regolatore, i cavi e i parametri dell’asse?

Se gli avvolgimenti, l’isolamento, il feedback, il freno e la meccanica del motore non indicano chiaramente un guasto dell’MKD090B-047-KG1-KN, la diagnostica successiva dovrebbe comprendere il regolatore Indramat/Rexroth e i componenti circostanti.

È necessario controllare soprattutto:

• i codici di errore e lo storico degli allarmi,
• il cavo di potenza tra il regolatore e il motore,
• il cavo di feedback,
• i connettori su entrambe le estremità dei cavi,
• lo stato dello stadio di potenza del servoazionamento,
• i parametri del motore e dell’asse salvati nel regolatore,
• i valori effettivi di corrente, velocità e posizione durante una prova di movimento.

Sono particolarmente importanti le situazioni in cui il guasto è comparso dopo la sostituzione del regolatore, una modifica dei parametri, lavori elettrici, la sostituzione di un cavo o un lungo periodo di fermo della macchina. Una configurazione errata può provocare sintomi simili a quelli di un servomotore guasto.

Riparare o sostituire il servomotore Indramat MKD090B?

La decisione di sostituire il servomotore dovrebbe essere presa solo dopo aver confermato il guasto di un componente specifico. Se il guasto riguarda i cuscinetti, il freno, i connettori, una parte del sistema di feedback o un collegamento elettrico ripristinabile, la riparazione o la rigenerazione può essere una soluzione più razionale rispetto alla sostituzione dell’intero componente.

Possono essere idonei alla riparazione, tra gli altri, i casi in cui la diagnostica rileva:

• usura dei cuscinetti,
• problemi al freno,
• danni ai connettori o ai cablaggi interni,
• un guasto del sistema di feedback,
• danni agli avvolgimenti che possono essere eliminati durante il processo di rigenerazione.

La sostituzione può essere giustificata in caso di gravi danni elettrici o meccanici, quando il costo e il rischio della riparazione sono sproporzionati rispetto al valore di un dispositivo funzionante oppure quando il tempo necessario per rimettere in funzione la macchina richiede l’impiego di un ricambio immediatamente disponibile.

Nel caso di un asse più datato, è utile considerare il problema in modo più ampio. Se i guasti interessano contemporaneamente il regolatore, i cavi e il motore, può essere economicamente giustificata una modernizzazione del sistema di azionamento invece di ulteriori riparazioni dei singoli componenti.

In caso di sostituzione del dispositivo, è inoltre possibile chiedere al centro assistenza la possibilità di acquistare il servomotore guasto o di ritirare il vecchio componente, se le sue condizioni tecniche lo consentono.

Come ridurre il fermo macchina dopo un guasto del servoazionamento?

Spesso il costo maggiore di un guasto in uno stabilimento industriale non è il prezzo del servomotore stesso, ma il tempo di fermo della macchina. Per questo motivo la diagnostica dovrebbe essere orientata a individuare rapidamente la vera causa, anziché sostituire casualmente i vari componenti.

Se un motore funzionante viene sostituito con un altro esemplare ma la causa del guasto rimane il cavo di feedback o il regolatore, la produzione non ripartirà comunque. Per questo, nelle applicazioni critiche è opportuno far controllare parallelamente il servomotore, i cavi e il servoazionamento associato.

Un centro assistenza professionale può combinare diagnostica, riparazione, rigenerazione e test e, quando la riparazione non è economicamente giustificata, aiutare a determinare i parametri necessari per la sostituzione o la modernizzazione.

Quali informazioni fornire all’assistenza per accelerare la diagnostica?

Nella richiesta è consigliabile indicare la sigla completa MKD090B-047-KG1-KN e descrivere il comportamento della macchina nel modo più preciso possibile. Sono utili anche i codici di allarme del regolatore, le informazioni sulle riparazioni precedenti e le circostanze in cui si è verificato il guasto.

Le informazioni con il maggiore valore diagnostico sono:

• una foto della targhetta identificativa,
• il codice completo del motore,
• il modello del regolatore associato,
• il codice o il messaggio di errore,
• una descrizione del momento in cui si presenta il problema,
• l’informazione se l’albero ruota dopo il rilascio del freno,
• informazioni su precedenti problemi ai cavi o alla meccanica,
• i risultati delle misurazioni già effettuate.

Devi riparare un Indramat MKD090B-047-KG1-KN? Invia a RGB Elektronika una foto della targhetta identificativa, il codice di errore del servoazionamento e una breve descrizione del comportamento dell’asse. Il centro assistenza può verificare lo stato degli avvolgimenti, del sistema di feedback, del freno e dei componenti meccanici e quindi proporre diagnostica, riparazione, rigenerazione o una soluzione sostitutiva adeguata alla situazione produttiva. –> Richiedi la riparazione

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