Umkehrspiel, das ist jene Ungenauigkeit der Maschine, welche bei der Umkehr der Bewegungsrichtung je Achse auftritt.

Vor allem bei dem Zahnstangenantrieb der X Achse kann man sich das gut bildlich vorstellen – kehrt das Antriebszahnrad seine Richtung um, ergibt sich bis zum Eingriff der Zahnflanke eine kleine Differenz.

Zur Kompensation lässt sich in der Regel in der Steuerung je Achse ein Korrekturwert hinterlegen.

Korrektur

Mit Hilfe eines Glasmaßstabs (Auflösung 1µm) haben wir uns nochmal der Genauigkeit der Achsen gewidmet und die Umkehrspiel-Einstellungen in Mach3 angepasst.

Das Umkehrspiel konnten wir somit selbst aus den Zahnstangenantrieben der X Achse fast vollständig eliminieren (wenige µm verbleiben). Bedingt durch die generelle Ungenauigkeit der Zahnstangen und Räder sind lokal vermutlich trotzdem höhere Abweichungen möglich.

„Old-School“ Heidenhein Glasmaßstab mit Anzeigeeinheit:

Steifigkeitstest Y Achse

Mit vollem Körpereinsatz hat sich Fabian gegen die Z Achse gelehnt bzw. an der Achse gezogen um die Steifigkeit der Konstruktion zu prüfen. Die Motoren waren alle mit 50% ihres maximalen Haltestroms bestromt.
Bei dem Test haben wir Ausschläge von max. 7/100mm in Y+ und Y- Richtung feststellen können, welche vermutlich durch die Elastizität des Antriebsriemens sowie der Biegung der Spindelaufnahme am Portal verursacht wurden. Aktuell überlegen wir hier eine Versteifung in Form von massiven Aluwinkeln einzubringen.

Nächster Schritt

Bleiben noch die Steigungsfehler der Spindeln und Zahnstangen, welcher sich durch die Funktion „Spindelmapping“ in Mach3 korrigieren ließe. Hierzu brauchen wir jedoch ein Messgerät mit >2m Messbereich, da der Steigungsfehler in der Regel nicht linear ist. Es muss also an mehreren Stellen gemessen und entsprechend durch die Steuerung kompensiert werden.

Mit einem absolut Wegmeßsystem mit direkter Anbindung an die Steuerung, wie es teure Industriemaschinen einsetzen, gibt es solche Probleme natürlich nicht.