Maintenance du servomoteur BAUMULLER DS56-A. Contrôle des roulements, du bobinage, de l’encodeur et des composants mécaniques

La maintenance du servomoteur Baumuller DS56-A doit comprendre non seulement le contrôle des roulements, mais aussi les mesures du bobinage du stator, le diagnostic du resolver ou de l’encodeur, l’évaluation de l’arbre, de la bride, des joints, des connecteurs ainsi que de l’état mécanique général du moteur. La détection précoce d’une augmentation des vibrations, d’un faux-rond de l’arbre, d’une dégradation de l’isolation ou de signaux de retour anormaux peut éviter l’arrêt de l’axe, l’endommagement du servovariateur et un arrêt de machine coûteux.

Pour les équipements utilisés en production en série, la maintenance ne doit pas se limiter à intervenir uniquement lorsque le moteur cesse de fonctionner. Une maintenance régulière des servomoteurs permet de surveiller l’évolution de la température, des vibrations, de la consommation de courant ou de la précision de positionnement et de planifier l’intervention pendant un arrêt maîtrisé.

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Maintenance du servomoteur Baumuller DS56-A – que faut-il contrôler et pourquoi ?

Que faut-il savoir sur le BAUMÜLLER DS56-A avant de commencer l’entretien ?

Le BAUMÜLLER DS56-A appartient à une famille de moteurs synchrones triphasés destinés aux systèmes d’entraînement de précision. Dans la version décrite, la désignation 56 correspond à une hauteur d’axe de 56 mm, tandis que la variante A est une version compacte avec un paquet statorique court.

Selon la variante de bobinage, la vitesse nominale peut être comprise entre environ 2 000 et 6 000 tr/min. Pour l’unité décrite, le couple nominal est de 1,9 Nm, tandis que le courant nominal se situe, selon la version, dans une plage d’environ 1,0–3,1 A. Les paramètres de chaque exemplaire doivent toutefois toujours être confirmés sur sa plaque signalétique avant d’effectuer des mesures, de sélectionner des pièces ou de tenter de remplacer le moteur par un autre modèle.

Dans la variante décrite, le moteur fonctionne sans refroidissement forcé par ventilateur. La chaleur est principalement dissipée par la surface du carter, c’est pourquoi une couche d’huile, de poussière et d’autres contaminants peut dégrader les conditions thermiques de l’équipement. La maintenance des moteurs électriques Baumuller doit donc également inclure le contrôle de la propreté du carter.

L’indice de protection IP65 garantit l’étanchéité à la poussière et une protection contre les jets d’eau dans les conditions prévues pour cet indice, mais cela ne signifie pas que les joints conservent leurs propriétés initiales pendant toute la durée d’exploitation. Leur vieillissement, un dommage mécanique ou une intervention de maintenance antérieure incorrecte peuvent permettre à l’humidité, au liquide de refroidissement ou à l’huile de pénétrer à l’intérieur du moteur.

Important : la configuration DS56-A décrite ne possède pas de frein de maintien électromagnétique. Sur un axe vertical ou dans un mécanisme soumis à une force extérieure, l’arbre peut se déplacer après la coupure de l’alimentation. Avant de commencer les travaux, il faut sécuriser mécaniquement la partie entraînée de la machine et respecter les procédures de sécurité applicables à l’installation concernée.

Comment reconnaître l’usure des roulements d’un servomoteur BAUMÜLLER ?

Le contrôle des roulements d’un servomoteur est l’un des éléments les plus importants de la maintenance, car la dégradation de leur état n’affecte pas uniquement la mécanique. L’augmentation des résistances au mouvement modifie les conditions de fonctionnement de l’ensemble de la boucle de régulation et peut obliger le servovariateur à augmenter le courant nécessaire pour maintenir la vitesse ou la position demandée.

Symptômes de roulements endommagés dans le DS56-A

Les symptômes typiques indiquant la nécessité d’un diagnostic plus approfondi comprennent :

• des vibrations croissantes du carter du moteur,
• des sifflements métalliques, bourdonnements, grincements ou bruits inhabituels pendant la rotation,
• un faux-rond perceptible de l’arbre,
• une augmentation de la température à proximité des flasques de palier,
• une dégradation de la fluidité du mouvement de l’axe,
• une augmentation du courant nécessaire pour effectuer le même cycle,
• une dégradation de la répétabilité du positionnement,
• l’apparition de surcharges de l’entraînement sous une charge qui ne posait auparavant aucun problème.

L’une des causes est la fatigue naturelle des chemins de roulement et des éléments roulants. L’état du lubrifiant se dégrade également avec le temps. La graisse peut s’oxyder, sécher ou être contaminée, ce qui réduit l’efficacité du film lubrifiant et augmente le frottement ainsi que la température.

Comment contrôler les roulements et l’arbre ?

Un contrôle professionnel des roulements du moteur DS56-A ne doit pas se limiter à faire tourner l’arbre manuellement. Le diagnostic mécanique peut notamment comprendre :

• la mesure du niveau et des caractéristiques des vibrations,
• le contrôle du faux-rond radial de l’arbre,
• le contrôle du faux-rond axial,
• l’évaluation des jeux et de la fluidité de rotation,
• le contrôle de l’état de la portée de l’arbre,
• le contrôle de la clavette et de la rainure de clavette,
• l’évaluation de la bride de montage,
• la vérification de l’alignement des composants mécaniques.

Le faux-rond de l’arbre peut être contrôlé à l’aide d’un comparateur, et les résultats doivent être interprétés conjointement avec l’observation des vibrations et l’état des composants associés. Le simple remplacement des roulements sans identifier la cause de leur usure prématurée peut entraîner une réapparition rapide du problème. Une charge excessive peut également être due à un défaut d’alignement de l’accouplement, à des contraintes de montage ou à un problème dans le mécanisme entraîné.

Comment contrôler l’encodeur ou le resolver d’un BAUMÜLLER DS56-A ?

Le système de retour est l’un des composants les plus critiques d’un servomoteur. L’information sur la position réelle du rotor est utilisée par le servovariateur pour contrôler le mouvement et assurer une commutation correcte. Selon la version, le DS56-A peut fonctionner avec un resolver ou un système de mesure de type SinCos.

Symptômes d’une défaillance du retour de position

Les problèmes liés à l’encodeur, au resolver ou à leur câblage peuvent provoquer :

• des à-coups soudains de l’arbre,
• un mouvement instable de l’axe,
• une perte de précision de positionnement,
• des difficultés à maintenir la position demandée,
• un fonctionnement anormalement bruyant pendant la commande du moteur,
• des erreurs de retour signalées par le servovariateur,
• des problèmes apparaissant uniquement à une vitesse ou une position déterminée,
• l’impossibilité de démarrer correctement l’axe.

Si le contrôleur reçoit une information erronée ou perturbée sur la position du rotor, le régulateur peut tenter de compenser une erreur de position apparente. Cela peut entraîner des corrections brusques du couple, des vibrations ou des à-coups de l’axe.

Une erreur d’encodeur ne signifie pas automatiquement qu’il faut remplacer l’ensemble du servomoteur. Il convient d’abord de contrôler le capteur lui-même, le câble, les connecteurs, le blindage ainsi que la qualité du signal. Si vous indiquez le modèle exact du DS56-A, le type de retour et le code d’alarme du servovariateur, le service pourra mieux déterminer l’étendue du diagnostic nécessaire.

Diagnostic de l’encodeur, du resolver et des câbles

Le diagnostic du système de mesure doit couvrir l’ensemble de la chaîne de signal et pas uniquement le capteur. En pratique, on contrôle :

• les erreurs enregistrées dans le servovariateur,
• l’état mécanique du système de retour,
• la qualité des signaux de sortie,
• l’état des contacts et des broches dans les connecteurs,
• la continuité des câbles,
• l’état du blindage,
• les traces d’humidité, de liquide de refroidissement, d’huile ou de graisse,
• la répétabilité des indications pendant la rotation de l’arbre.

Dans les encodeurs optiques, les problèmes peuvent également être causés par des dommages aux composants optiques, l’usure de petits roulements internes ou une perte d’étanchéité. Dans les environnements industriels, la pénétration de liquide de refroidissement ou de brouillard d’huile dans l’électronique du capteur est particulièrement dangereuse.

Après une intervention mécanique sur le système de retour, il ne faut pas supposer que le simple remontage du moteur garantit son bon fonctionnement. La position du système de mesure par rapport au rotor est importante pour la commande, c’est pourquoi un contrôle fonctionnel du servomoteur complet est nécessaire après la réparation.

Comment contrôler le bobinage d’un servomoteur Baumuller ?

Le bobinage du stator est soumis sur de longues périodes à la température, aux surcharges, aux contraintes électrodynamiques, à l’humidité ainsi qu’à l’alimentation impulsionnelle provenant du système d’électronique de puissance. La dégradation progressive de l’isolation peut se développer pendant longtemps sans entraîner l’arrêt complet du moteur.

Symptômes d’un bobinage endommagé

Les symptômes nécessitant un contrôle de la partie électrique comprennent :

• l’impossibilité de démarrer l’entraînement,
• le déclenchement des protections,
• des erreurs de type overcurrent ou surcharge,
• un fonctionnement irrégulier du moteur,
• un échauffement excessif,
• une consommation de courant anormalement élevée,
• des différences de paramètres entre les phases,
• une baisse des performances malgré un système mécanique en bon état.

La surchauffe, les surtensions, les surcharges fréquentes et l’humidité peuvent progressivement détériorer les propriétés isolantes des fils de bobinage. Cela peut entraîner un claquage vers le noyau ou le carter, un court-circuit entre phases ou un court-circuit entre spires plus difficile à détecter.

Un court-circuit entre spires ne provoque pas nécessairement l’arrêt immédiat et complet du moteur. Il peut toutefois modifier les paramètres de l’une des phases, entraîner une asymétrie électromagnétique, une augmentation de la température et des problèmes de régulation correcte du courant.

Quelles mesures électriques effectuer ?

Un diagnostic professionnel du bobinage doit permettre de comparer l’état de toutes les phases et d’évaluer la qualité de l’isolation. Selon la procédure et l’équipement du banc de service, on utilise notamment :

• la mesure de la résistance d’isolement,
• le contrôle de la résistance des différentes phases,
• la comparaison de la symétrie des paramètres de phase,
• des mesures d’inductance,
• le contrôle d’un éventuel passage vers le carter,
• l’évaluation de l’état des câbles et connecteurs d’alimentation.

Une seule mesure correcte de résistance ne doit pas être considérée comme un diagnostic complet du moteur. Dans un servomoteur, la symétrie des phases ainsi que la corrélation des résultats électriques avec le comportement du moteur lors d’un test fonctionnel sont également importantes.

Le servovariateur signale une erreur overcurrent, le moteur chauffe rapidement ou ne démarre pas ? Avant de remplacer le servovariateur, il convient d’exclure un problème lié au bobinage, à la mécanique ou au retour du servomoteur. Le diagnostic du système complet permet souvent d’éviter le remplacement d’un composant en bon état.

Contrôle de l’arbre, de la bride, des joints et du carter du DS56-A

La maintenance des servomoteurs Baumuller doit également inclure les composants qui ne génèrent pas leurs propres codes d’erreur, mais qui ont une influence directe sur la durée de vie de l’entraînement.

Lors de l’inspection, il est utile de contrôler :

• l’état de la surface et de la portée de l’arbre,
• la rainure de clavette et la clavette,
• les traces d’usure ou de jeu au niveau de l’accouplement,
• la bride et les surfaces de montage,
• l’état des joints,
• les connecteurs électriques,
• les traces de corrosion, de liquide de refroidissement ou d’huile,
• l’état des câbles à leur sortie du moteur,
• la propreté de la surface du carter.

Dans le cas d’un moteur refroidi par dissipation naturelle de chaleur, l’encrassement de la surface du carter n’est pas seulement un problème esthétique. Une couche d’huile et de poussière peut détériorer les échanges thermiques, ce qui peut entraîner une température de fonctionnement plus élevée même sans endommagement direct du bobinage.

Symptôme	Cause possible	Que contrôler ?
Bruit et grincement	Roulements, lubrification, composant mécanique	Vibrations, jeu, faux-rond de l’arbre, état des roulements
Vibrations du moteur	Roulements, défaut d’alignement, faux-rond de l’arbre	Vibrations, arbre, bride, accouplement
Température excessive	Résistances mécaniques, carter encrassé, problème de bobinage	Roulements, température, courant, bobinage, carter
À-coups de l’axe	Encodeur, resolver, câble de retour, information de position incorrecte	Signal de retour, connecteurs, blindage, alarmes
Overcurrent	Bobinage endommagé, résistances excessives ou problème de commande	Bobinage, mécanique, retour
Problèmes de positionnement	Retour, jeux mécaniques, usure des roulements	Encodeur ou resolver, arbre, roulements et mécanique de l’axe

Entretien, remise en état ou remplacement du BAUMÜLLER DS56-A – que choisir ?

Entretien, remise en état ou remplacement du BAUMÜLLER DS56-A – que choisir ?

Une maintenance rapide des servomoteurs Baumuller est particulièrement pertinente lorsque l’équipement fonctionne encore correctement, mais qu’un arrêt planifié approche ou que les premiers écarts par rapport aux paramètres de fonctionnement habituels apparaissent.

L’inspection peut alors se concentrer sur les contrôles mécaniques, les mesures électriques, la vérification du système de retour, le nettoyage et l’évaluation des joints. Si les mesures n’indiquent pas de dégradation progressive, le moteur peut être remis en service sans remise en état complète.

Il n’existe pas un intervalle universel adapté à tous les DS56-A. La fréquence des contrôles doit être adaptée au nombre d’heures de fonctionnement, à la charge de l’axe, à la température, au nombre de cycles, au niveau de contamination de l’environnement et aux résultats des mesures précédentes.

Quand une réparation ou une remise en état du BAUMÜLLER DS56-A est-elle nécessaire ?

La remise en état du Baumuller DS56-A est justifiée lorsque le diagnostic révèle une usure ou un dommage précis, mais que les principaux composants structurels peuvent encore être restaurés dans un état correct.

Selon les résultats de l’inspection visuelle et des mesures, les travaux peuvent comprendre :

• le remplacement des roulements usés,
• la réparation des composants mécaniques,
• la suppression des problèmes liés à l’arbre ou au montage,
• la réparation ou le remplacement du système de retour,
• la réparation des connecteurs et des câbles,
• le remplacement des joints usés,
• la réparation ou la réfection du bobinage, lorsque cela est techniquement justifié,
• les mesures finales et le test fonctionnel.

La réparation des servomoteurs Baumuller doit se terminer par une vérification de l’équipement en tant que système électromécanique complet. Le remplacement d’un seul élément ne garantit pas que la cause initiale de la panne a été éliminée.

Quand envisager l’achat d’un remplacement ou la modernisation de l’entraînement ?

La réparation n’est pas toujours la meilleure solution. En cas de dommages mécaniques importants, de détérioration étendue du bobinage, d’impossibilité de restaurer le système de retour ou lorsque le rapport entre le coût de la réparation et la valeur de l’équipement est défavorable, il est utile de vérifier parallèlement la possibilité d’utiliser une pièce de remplacement.

Sur les machines plus anciennes, l’achat d’un servomoteur apparemment similaire sans vérification approfondie peut toutefois créer un nouveau problème. La compatibilité des dimensions de la bride ou de la puissance ne signifie pas encore que l’entraînement est entièrement compatible.

Quels éléments doivent correspondre lors du choix d’un remplacement pour le DS56-A ?

Avant d’acheter un remplacement, il convient notamment de comparer :

• le couple nominal et le couple maximal requis,
• la vitesse nominale et la vitesse maximale,
• les paramètres électriques,
• le type de système de retour,
• la compatibilité des signaux avec le servovariateur,
• le type de connecteurs et le brochage,
• les dimensions de la bride,
• le diamètre et la longueur de l’arbre,
• le type de clavette,
• l’inertie du rotor,
• la présence ou l’absence d’un frein,
• les conditions de refroidissement,
• le mode de montage et l’indice de protection requis.

Si une variante identique n’est pas disponible, une modernisation de l’entraînement peut constituer une solution, mais elle doit inclure l’analyse non seulement du moteur, mais également du servovariateur associé, de la commande, du retour et de la mécanique de la machine.

Dans le cas d’un équipement dont la poursuite de la réparation n’est pas économiquement justifiée, il est également possible de demander des informations sur la possibilité de rachat du servomoteur endommagé, la fourniture d’un équipement de remplacement ou une modernisation complète de l’axe.

Maintenance prédictive et préventive des servomoteurs

La maintenance préventive des servomoteurs consiste à effectuer des contrôles planifiés avant qu’une panne ne survienne. La maintenance prédictive apporte encore davantage de valeur aux équipes de maintenance en analysant l’évolution des paramètres dans le temps.

Pour un axe servo, les tendances suivantes peuvent être utiles :

• les vibrations,
• la température du moteur,
• le courant pendant un cycle répétitif,
• la vitesse,
• l’erreur de position,
• le nombre d’alarmes et de surcharges,
• le temps nécessaire pour effectuer un mouvement donné.

Si le même cycle de production commence à nécessiter davantage de courant ou si le niveau de vibration augmente progressivement, cela peut constituer un signal d’alerte plus précoce qu’un arrêt complet de l’axe. Ces données permettent de planifier un service de maintenance Baumuller pendant un arrêt technologique plutôt que d’attendre une panne en pleine production.

Comment préparer un BAUMÜLLER DS56-A pour son envoi au service ?

Afin d’accélérer le diagnostic, il est utile de documenter le fonctionnement de l’entraînement avant le démontage et de conserver les informations qui peuvent être difficiles à reconstituer une fois le moteur retiré de la machine.

Il est utile de joindre à l’équipement ou à la demande de service :

• la désignation complète figurant sur la plaque signalétique,
• une photo lisible de la plaque signalétique,
• des photos des connecteurs et de l’arbre,
• des informations sur le servovariateur utilisé,
• les codes d’alarme,
• une description du moment où le problème apparaît,
• l’information indiquant si le moteur fait du bruit, vibre ou surchauffe,
• l’information indiquant si le problème apparaît à froid, après échauffement ou uniquement sous charge,
• l’historique des réparations précédentes, s’il est disponible.

Le moteur doit être correctement protégé pendant le transport, notamment contre les chocs sur l’arbre et les connecteurs. Si la panne peut être liée au système de retour, il peut également être utile de fournir le câble de l’encodeur ou de décrire précisément la configuration de l’axe.

Comment raccourcir le diagnostic et limiter le coût de l’arrêt ?

Pour la maintenance industrielle, la réparation du servomoteur elle-même n’est pas toujours le poste le plus coûteux. L’arrêt de la ligne, l’impossibilité de poursuivre la production et l’attente nécessaire pour identifier la bonne variante de l’équipement peuvent représenter une charge bien plus importante.

C’est pourquoi, dès l’apparition des premiers symptômes, il est utile de mener parallèlement les actions suivantes :

• sauvegarder les données du servovariateur,
• relever les désignations complètes du moteur,
• documenter les symptômes,
• vérifier les possibilités de diagnostic et de remise en état,
• vérifier la disponibilité des pièces ou d’un équipement de remplacement,
• évaluer la possibilité d’une modernisation si un modèle identique est difficile à obtenir.

Une maintenance et réparation correctement réalisées des moteurs électriques doivent couvrir l’ensemble du système : mécanique, roulements, bobinage, retour ainsi que les conditions de fonctionnement avec le servovariateur. Dans le cas du BAUMÜLLER DS56-A, cette approche fournit nettement plus d’informations que le remplacement de pièces uniquement sur la base du premier symptôme visible et permet de réduire le risque d’un nouvel arrêt imprévu de la machine.

Vous avez besoin d’un diagnostic, d’un entretien ou d’une remise en état d’un BAUMÜLLER DS56-A ? Envoyez la désignation du servomoteur, une photo de la plaque signalétique, des informations sur le servovariateur associé ainsi qu’une description des symptômes. Sur cette base, il est possible de vérifier l’étendue potentielle de la réparation, la disponibilité des pièces ou d’un équipement de remplacement ainsi qu’une option de modernisation si la poursuite de l’exploitation de l’unité actuelle n’est pas rentable. —> Confier une réparation

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