Comment réparer un servomoteur Yaskawa SGMRS-13A2A-YR12 pour robots ? Maintenance rapide du servomoteur Yaskawa SGMRS

La réparation du Yaskawa SGMRS-13A2A-YR12 doit commencer par la sécurisation de l’axe du robot, la déconnexion du moteur de l’amplificateur et le diagnostic séparé des enroulements, de l’isolation, du frein et du codeur. Il convient ensuite de vérifier l’état des roulements, du rotor, des aimants permanents et de l’arbre. Après la réparation, des essais électriques et mécaniques, un contrôle du calage du codeur ainsi qu’un essai sécurisé à faible vitesse sont indispensables. Le simple effacement de l’alarme sans détermination de sa cause peut entraîner un nouvel arrêt du robot ou endommager le servovariateur.

Vous avez une alarme codeur, des vibrations de l’axe ou un problème de frein ? Transmettez pour le diagnostic le modèle du moteur, le numéro du robot, la référence du contrôleur, le texte de l’alarme ainsi qu’une description du moment où la panne s’est produite. Ces informations permettent de distinguer plus rapidement un problème du moteur d’une défaillance du câble, du servoamplificateur ou de la mécanique de l’axe.

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Comment reconnaître une panne et diagnostiquer correctement le Yaskawa SGMRS-13A2A-YR12 ?

Qu’est-ce que le servomoteur Yaskawa SGMRS-13A2A-YR12 ?

Le Yaskawa SGMRS-13A2A-YR12 est un servomoteur synchrone à aimants permanents destiné aux robots, appartenant à la famille Sigma III. La famille SGMRS-13A2A-YR1* présente une puissance nominale de 1,3 kW et a été utilisée comme entraînement d’axes de robots industriels fonctionnant notamment avec les contrôleurs Yaskawa Motoman NX100 et DX100.

Un même boîtier contient des composants aux fonctions différentes : un enroulement statorique triphasé, un rotor à aimants permanents, des roulements, un codeur de retour et, selon la version, un frein de maintien. C’est pourquoi une alarme d’axe ne signifie pas toujours que l’enroulement lui-même est endommagé. La cause peut également provenir du câble du codeur, d’un connecteur, du frein, d’un roulement, d’une erreur de position du rotor ou d’une anomalie du servoamplificateur.

Quels symptômes indiquent une défaillance du servomoteur du robot ?

Les signaux les plus fréquents qui doivent conduire à un diagnostic du moteur sont les suivants :

• alarme du codeur ou perte des données de position de l’axe,
• problème lors du mastering ou du maintien de la position,
• vibrations de l’axe à faible vitesse,
• mouvement irrégulier et ondulations de couple,
• courant excessif dans une ou plusieurs phases,
• surchauffe du moteur malgré une charge correcte,
• bruit métallique, ronflement ou claquements des roulements,
• absence de desserrage du frein,
• descente d’un axe vertical après l’arrêt de l’entraînement,
• déclenchement des protections ou alarme de surcharge,
• instabilité de la position après l’échauffement de l’équipement,
• traces d’huile, d’humidité ou de contaminants au niveau des connecteurs et des joints.

Symptôme	Cause possible	Diagnostic recommandé
Alarme du codeur	Câble, connecteur, blindage, mise à la terre ou codeur endommagé	Contrôle de l’alimentation, de la continuité des câbles, des blindages et de la transmission des données
Vibrations et augmentation du courant	Erreur de calage du codeur, court-circuit entre spires ou problème du rotor	Test des enroulements, analyse de la force contre-électromotrice et vérification de l’orientation du codeur
Bruit mécanique	Roulements usés, désalignement ou arbre endommagé	Analyse vibratoire, contrôle du jeu et mesure du faux-rond de l’arbre
Le frein ne se desserre pas	Bobine, alimentation du frein ou surfaces de friction endommagées	Mesure de la résistance, du courant, du temps de desserrage et du couple de maintien
Surchauffe	Surcharge, enroulements ou roulements endommagés, ou commande incorrecte	Mesure des courants de phase, de l’isolation, de l’inductance et de la température

Comment préparer le moteur en toute sécurité pour le diagnostic ?

Avant de commencer les mesures, le robot doit être sécurisé contre tout mouvement incontrôlé. Cette précaution est particulièrement importante pour les axes verticaux, qui peuvent descendre sous l’effet de la gravité lorsque le frein est desserré.

• Arrêter le robot conformément à la procédure de l’établissement.
• Déconnecter et sécuriser toutes les sources d’énergie.
• Soutenir ou bloquer mécaniquement l’axe.
• Repérer la position de l’axe et enregistrer les données nécessaires au mastering ultérieur.
• Déconnecter le moteur du servoamplificateur.
• Séparer les circuits des enroulements, du frein et du codeur.
• Contrôler les connecteurs afin de détecter la présence d’huile, d’humidité, de corrosion ou de dommages mécaniques.

Les mesures sous tension d’essai et les tests d’isolation doivent être réalisés uniquement par des personnes possédant les qualifications appropriées. Le codeur, les câbles de signal et l’électronique doivent être complètement déconnectés avant l’utilisation d’un mégohmmètre.

Comment mesurer les enroulements du Yaskawa SGMRS ?

Le diagnostic de base comprend la mesure de la résistance entre les paires de conducteurs :

• RUV,
• RVW,
• RWU.

En raison des faibles valeurs de résistance, la méthode à quatre fils est recommandée afin d’éliminer l’influence des câbles de mesure et des contacts. Les résultats doivent être comparés lorsque la température des enroulements est stabilisée et enregistrée, car la résistance du cuivre varie avec la température.

Comment interpréter l’asymétrie de résistance et d’inductance ?

L’élément le plus important n’est pas seulement la valeur absolue, mais surtout la symétrie des résultats entre les trois paires de phases.

• Une résistance plus élevée sur une phase peut indiquer une connexion endommagée, un contact brûlé, un conducteur cassé ou une coupure dans l’enroulement.
• Une résistance réduite peut indiquer un court-circuit d’une partie des spires.
• Une asymétrie d’inductance peut révéler un court-circuit entre spires invisible lors d’une simple mesure ohmique.
• Une forme d’onde différente lors du test impulsionnel peut indiquer une dégradation de l’isolation entre les spires.

La mesure de la résistance seule ne suffit pas pour exclure une défaillance de l’enroulement. Un court-circuit affectant un faible nombre de spires peut ne pas provoquer de modification évidente de la valeur ohmique, tout en entraînant une augmentation du courant, une surchauffe et des ondulations de couple.

Comment contrôler la résistance d’isolation des enroulements ?

La résistance d’isolation doit être mesurée entre les conducteurs U-V-W court-circuités et le boîtier ou le point FG. Pour les systèmes Sigma III, la documentation de service indique une mesure sous une tension de 500 V et un résultat supérieur à 10 MΩ.

Avant le test, il faut impérativement déconnecter :

• le codeur,
• les câbles de signal,
• le circuit du frein,
• le servoamplificateur et tous les autres composants électroniques.

Une résistance d’isolation réduite peut résulter de l’humidité, d’une contamination par l’huile, de dépôts conducteurs, du vieillissement du vernis, de dommages thermiques ou d’un défaut d’isolement de l’enroulement vers le boîtier. Le résultat doit être interprété conjointement avec la température, les conditions environnementales et l’historique de fonctionnement du moteur.

Comment évaluer le rotor et les aimants à l’aide de la force contre-électromotrice ?

L’état du rotor et des aimants permanents peut être évalué en mesurant la tension de force électromotrice pendant la rotation de l’arbre à vitesse constante. Les tensions entre les paires de phases sont mesurées afin de comparer leur amplitude, leur forme et leur déphasage mutuel.

Dans un moteur fonctionnant correctement, les tensions entre phases doivent être symétriques et les formes d’onde décalées électriquement d’environ 120°. Les résultats préoccupants comprennent :

• des amplitudes de tension différentes entre les phases,
• une déformation de la forme d’onde,
• une instabilité du signal à vitesse constante,
• une augmentation du courant à vide après la mise en marche,
• des ondulations de couple et des vibrations de l’arbre.

La cause peut être une démagnétisation partielle du rotor, une excentricité, un déplacement mécanique des composants ou un court-circuit entre spires du stator.

Comment diagnostiquer le frein du servomoteur Yaskawa ?

Le frein utilisé dans le servomoteur d’un robot est avant tout un frein de maintien. Sa fonction consiste à maintenir l’axe immobilisé, notamment après la coupure de l’alimentation. Il ne doit pas être utilisé pour arrêter régulièrement un moteur en rotation.

Le diagnostic du frein doit comprendre :

• la mesure de la résistance de la bobine,
• le contrôle de la tension d’alimentation,
• la mesure du courant absorbé,
• la mesure des temps de desserrage et de serrage,
• le contrôle de l’entrefer de fonctionnement,
• l’évaluation des surfaces de friction,
• la vérification du couple de maintien statique.

Si l’axe ne se déplace pas malgré une commande correcte, la cause peut être l’absence de desserrage du frein, une bobine endommagée, une alimentation incorrecte ou un blocage mécanique de l’ensemble de friction. À l’inverse, la descente de l’axe après la coupure peut indiquer une usure des surfaces de friction ou un couple de maintien insuffisant.

Quelles peuvent être les causes d’une alarme du codeur du moteur du robot ?

Une alarme du codeur ne signifie pas toujours que le capteur lui-même doit être remplacé. Il faut d’abord contrôler l’ensemble de la chaîne de retour.

• les tensions d’alimentation du codeur,
• la continuité de tous les conducteurs du câble,
• l’état des broches et des connecteurs,
• le blindage du câble,
• la connexion de mise à la terre,
• la distance entre les câbles de signal et les câbles de puissance,
• la présence de perturbations provenant des variateurs de fréquence, des postes de soudage et des circuits de puissance,
• les vibrations transmises au codeur,
• la transmission des données de position et des données multitours.

Les données multitours ne doivent pas être effacées et la position du codeur ne doit pas être modifiée sans avoir enregistré la position de référence de l’axe et préparé une procédure de remastering. Une réinitialisation irréfléchie peut entraîner une incohérence entre la position mécanique du robot et la position enregistrée dans le contrôleur.

Comment se déroulent la réparation, la réception et la remise en service du servomoteur ?

Quels composants peuvent être réparés ou rénovés ?

L’étendue de la réparation du Yaskawa SGMRS-13A2A-YR12 dépend des résultats du diagnostic. Un service professionnel ne doit pas commencer à remplacer des pièces sans avoir contrôlé tous les sous-ensembles associés.

Les interventions courantes comprennent :

• le remplacement des roulements,
• le remplacement des joints,
• la rénovation ou le remplacement du frein,
• la réparation des connexions des enroulements,
• le rebobinage du stator,
• le nettoyage et le séchage des enroulements,
• la réparation des câbles et des connecteurs,
• la réparation ou le remplacement du codeur,
• la remise en état des surfaces mécaniques,
• le contrôle et la correction du faux-rond de l’arbre.

Le remplacement des seuls roulements est justifié lorsque les enroulements, l’isolation, le rotor, le codeur et le frein restent en bon état. Si le moteur présente simultanément un problème d’isolation, un courant élevé et un signal instable du codeur, la réparation doit comprendre un diagnostic électrique complet et des essais dynamiques.

Pourquoi le réglage du codeur après la réparation est-il si important ?

Le codeur ne remplit pas uniquement la fonction de compteur de position. Son orientation électrique doit être conforme à la position du champ magnétique du rotor et à la commutation réalisée par le servovariateur.

Après le démontage ou le remplacement du codeur, il faut rétablir sa position correcte par rapport au rotor. Un calage incorrect peut provoquer :

• une augmentation du courant du moteur,
• une réduction du couple disponible,
• des ondulations de couple,
• des vibrations et un fonctionnement bruyant,
• une surchauffe des enroulements,
• des erreurs de positionnement,
• un mouvement brusque ou incontrôlé de l’axe.

Le simple positionnement mécanique du codeur selon les repères effectués avant le démontage peut ne pas garantir la précision requise. Le service doit disposer d’une méthode de contrôle du calage ainsi que de la possibilité d’observer les courants, les signaux et la réaction du moteur pendant l’essai.

À quoi doit ressembler le test du servomoteur après la réparation ?

La réparation ne se termine pas après le montage des nouvelles pièces. La réception du servomoteur doit confirmer son bon fonctionnement électrique et mécanique.

• Nouvelle mesure de la résistance et de la symétrie des enroulements.
• Mesure de la résistance d’isolation.
• Contrôle de l’inductance entre phases.
• Test impulsionnel de l’enroulement, si l’étendue de la réparation l’exige.
• Mesure de la force contre-électromotrice et comparaison des phases.
• Contrôle du faux-rond radial et axial de l’arbre.
• Analyse des vibrations des roulements.
• Test du desserrage et du serrage du frein.
• Contrôle du couple de maintien du frein.
• Essai à vide à faible vitesse.
• Observation des courants de phase, de la température et du bruit.
• Contrôle de la stabilité de la position et de la communication du codeur.

Les résultats doivent être évalués dans leur ensemble. Un moteur peut tourner à vide tout en présentant une asymétrie des courants, un mauvais calage du codeur ou un défaut d’isolation qui ne se manifeste qu’après l’augmentation de la température.

Comment remettre le moteur en service dans le robot en toute sécurité ?

Après l’installation du servomoteur dans le robot, une mise en service contrôlée doit être effectuée. Le premier essai ne doit pas être réalisé immédiatement à pleine vitesse et avec la charge de production standard.

• Contrôler le repérage des câbles, les connecteurs et la mise à la terre.
• Vérifier le fonctionnement de l’arrêt d’urgence.
• Contrôler la fixation mécanique du moteur.
• Confirmer le bon fonctionnement du frein.
• Vérifier le sens de déplacement de l’axe à vitesse réduite.
• Observer le courant, le bruit, les vibrations et la réaction du codeur.
• Effectuer la mise à zéro ou le mastering de l’axe conformément à la procédure du robot.
• Réaliser un essai de mouvement dans une plage limitée.
• Augmenter ensuite progressivement la vitesse et la charge.

Si une augmentation brutale du courant, de fortes vibrations ou un mouvement non conforme à la commande apparaissent après la réparation, l’essai doit être interrompu immédiatement. La poursuite du fonctionnement peut endommager le moteur, le servoamplificateur, le réducteur ou la mécanique du robot.

Quand faut-il réparer et quand faut-il remplacer le servomoteur ?

La décision doit prendre en compte non seulement le prix du service, mais également la durée de l’arrêt, la disponibilité des pièces, l’état mécanique et le risque d’une nouvelle panne.

Solution	Quand faut-il l’envisager ?
Réparation ou rénovation	Lorsque le boîtier, le rotor et l’arbre peuvent continuer à être utilisés et que les composants endommagés peuvent être remplacés ou remis en état.
Moteur de remplacement	Lorsque l’arrêt est critique et qu’une unité vérifiée, mécaniquement et électriquement compatible, est disponible.
Modernisation	Lorsque le modèle d’origine est difficilement disponible, que les réparations se répètent ou que l’établissement prévoit de modifier le système de commande.
Rachat du moteur endommagé	Lorsque la réparation n’est pas rentable, que l’équipement n’est plus nécessaire ou qu’il peut servir de source de pièces pour d’autres unités.

La modernisation nécessite de vérifier l’interface mécanique, les paramètres de couple et de vitesse, le type de codeur, l’alimentation du frein, la compatibilité avec le servoamplificateur ainsi que la possibilité de fonctionner avec le contrôleur du robot. Le choix d’un remplacement ne doit pas être fondé uniquement sur la puissance nominale.

Comment préparer le moteur pour le devis et l’expédition ?

Avant l’expédition, l’arbre, les connecteurs et les éléments saillants du boîtier doivent être protégés. Le moteur ne doit pas se déplacer à l’intérieur de l’emballage. Il convient d’utiliser un calage rigide et une protection contre l’humidité.

Il est recommandé de joindre au colis :

• les coordonnées de l’établissement,
• la désignation complète de l’équipement,
• le modèle du robot et du contrôleur,
• le code d’erreur,
• une description des symptômes,
• des informations sur l’axe dont provient le moteur,
• une description des interventions antérieures,
• le délai souhaité pour la réalisation du service.

Réparation, rénovation, rachat ou modernisation – toujours chez RGB Elektronika

Un service spécialisé dans l’automatisation industrielle doit proposer une solution adaptée à l’état réel de l’équipement. Il peut s’agir de la réparation d’un composant précis, d’une rénovation complète, de la fourniture d’une unité de remplacement, du rachat du moteur défectueux ou de la préparation d’un projet de modernisation.

Lorsqu’un établissement utilise un grand nombre de robots similaires, il est également utile d’analyser la gestion des pièces de rechange. La rénovation d’une unité destinée au stock peut réduire le risque d’un arrêt prolongé lors de la prochaine panne. Le service peut également couvrir les équipements associés, tels que les servoamplificateurs, les variateurs de fréquence, les contrôleurs, les modules d’E/S, les alimentations, les pupitres opérateur et l’électronique de commande.

La réparation du Yaskawa SGMRS-13A2A-YR12 doit être confiée à un service capable de contrôler non seulement les roulements et la résistance des enroulements, mais également le codeur, le calage, le frein, la force contre-électromotrice, l’isolation, les vibrations et les paramètres pendant un essai de mouvement.

Contactez RGB Elektronika et demandez la réparation du Yaskawa SGMRS-13A2A-YR12. Envoyez une photo de la plaque signalétique, le code d’alarme et une description du comportement de l’axe afin de commencer le diagnostic le plus rapidement possible et de réduire la durée de l’arrêt de production. —> Demander une réparation

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