Surintensité sur un axe de robot : moteur ou autre chose ?

L'alarme de surintensité sur un axe ne signifie presque jamais "le moteur est mort", même si c'est la première idée qui vient. Elle signifie que le variateur délivre plus de courant que prévu pour bouger cet axe, et les causes vont d'une mécanique grippée à un câble de puissance avec une phase à la masse. Changer le servomoteur sans diagnostiquer est l'erreur la plus coûteuse commise en atelier avec cette panne : le moteur s'avère bon dans 60 à 70 % des cas et le problème revient au premier redémarrage.

Ce que l'alarme vous dit exactement

Chaque fabricant l'étiquette à sa façon, mais le mécanisme est le même : l'amplificateur mesure le courant circulant dans les phases du moteur et déclenche quand il dépasse un seuil pendant un temps donné. Chez FANUC vous verrez des familles SRVO liées à la surintensité ou "HCAL". Chez KUKA cela apparaît comme un défaut servopack/KSP référençant le courant d'axe. Chez ABB cela déclenche comme erreur d'unité de variateur ou d'axe. L'important n'est pas le code, c'est de distinguer si le courant monte parce que l'axe est dur à bouger (cause mécanique) ou parce que le système électrique est en panne.

Causes classées par fréquence réelle

1. Résistance mécanique anormale. Réducteur grippé par manque d'huile, frein qui ne libère pas complètement, collision antérieure ayant laissé l'axe en contrainte, ou charge/outil mal déclarée. Le moteur demande plus de courant pour vaincre le couple supplémentaire. C'est la cause n°1 et la plus ignorée.
2. Câble de puissance endommagé. Isolation rompue dans une zone de flexion, phase à la masse intermittente, connecteur corrodé. Donne une surintensité qui apparaît et disparaît selon la position du bras.
3. Frein d'axe collé ou mal alimenté. Si le frein ne libère pas et que le variateur tente de bouger, le courant s'emballe à l'instant du démarrage. Typique après humidité ou arrêt prolongé.
4. Module de variateur/amplificateur dégradé. Étage de puissance avec IGBT en fin de vie ou capteur de courant décalibré. Donne des lectures fausses ou un courant réellement excessif.
5. Servomoteur avec défaut interne. Court-circuit entre spires, roulement grippé augmentant le couple résistant, sonde thermique en panne. C'est réel, mais c'est la dernière chose à confirmer, pas la première à supposer.

Comment isoler l'origine étape par étape

L'objectif est de séparer mécanique, câble, variateur et moteur avant de commander une pièce. Faites-le à froid et avec le robot en mode sûr :

1. Lisez l'historique des alarmes. Notez à quelle position de l'axe elle déclenche, si c'est toujours la même et si elle coïncide avec le démarrage, un mouvement à haute vitesse ou un changement de charge. Un schéma par position pointe vers le câble ; au démarrage, vers le frein ; à haute vitesse et couple, vers la mécanique ou le moteur.
2. Bougez l'axe à la main frein libéré (procédure fabricant). Si vous sentez des points durs, du frottement ou du bruit, la cause est mécanique. Vérifiez le niveau et l'état de l'huile du réducteur.
3. Vérifiez que le frein libère. Écoutez le clac caractéristique et confirmez que l'axe est libre. Un frein qui ne libère pas bien génère surintensité et chaleur.
4. Inspectez le câble de puissance de cet axe. Fléchissez la portion du dressing et cherchez à reproduire l'alarme. Mesurez continuité et isolement phase-phase et phase-masse moteur débranché. Vérifiez les connecteurs pour corrosion.
5. Mesurez la résistance entre phases du moteur. Connecteur ouvert, les trois phases doivent donner des valeurs pratiquement égales. Un déséquilibre net pointe vers un bobinage endommagé. Mesurez aussi l'isolement à la masse.
6. Échangez l'axe suspect avec un autre variateur du même type (si le contrôleur le permet et avec sauvegarde préalable). Si l'alarme suit le variateur, le problème est l'amplificateur ; si elle reste sur l'axe, c'est moteur, câble ou mécanique.

Cet ordre évite la dépense aveugle. La plupart des surintensités se résolvent aux points 1 à 4 sans toucher moteur ni variateur.

Erreurs courantes en atelier

• Changer le moteur sans mesurer l'isolement du câble : le nouveau moteur "fonctionne" un moment puis redéclenche à cause du câble à la masse.
• Réarmer l'alarme à répétition et continuer à produire. Chaque redémarrage en surintensité stresse l'étage de puissance et peut emporter le variateur.
• Ignorer que l'outil ou la pièce a été changée sans mettre à jour la charge et le TCP. Une charge mal déclarée fait grimper le courant en accélération.
• Confondre surintensité et surchauffe moteur : alarmes différentes aux causes en partie communes. En cas de doute, revoyez aussi la gestion thermique du robot.

Signes qui obligent à arrêter et appeler un spécialiste

• Le courant s'emballe à l'instant du démarrage même sans commande de mouvement : suspectez un court-circuit moteur ou câble, ne réarmez pas.
• Odeur de brûlé, décoloration au connecteur ou câble chaud au toucher.
• L'alarme persiste après vérification de la mécanique, du frein et du câble : il faut mesurer le variateur et le moteur à l'instrument, terrain du service technique.
• Déséquilibre de résistance entre phases moteur ou isolement à la masse sous la normale.

Dans ces cas, forcer le redémarrage ne fait qu'ajouter des dégâts. Un diagnostic de maintenance corrective avec mesure réelle de courant et d'isolement localise l'origine sans changer de pièces à l'aveugle, et si un moteur ou un amplificateur est nécessaire, la voie du pièce de rechange et échange réduit l'arrêt face à l'attente d'une pièce neuve.

Comment éviter la récidive

La surintensité a presque toujours une racine mécanique ou de câblage, la prévention passe donc par une lubrification à jour, l'inspection du dressing et la vérification périodique des freins. Un plan de maintenance préventive incluant la mesure des courants moteur sur cycle de référence détecte la dérive avant qu'elle n'atteigne le seuil d'alarme : si un axe se met à demander plus de courant qu'il y a six mois pour le même mouvement, voilà votre alerte précoce.