Im Lexikon werden Fachbegriffe und umgangssprachliche Bezeichnungen zu den Themen der Website erläutert und auf entsprechende Artikel verwiesen, die sich inhaltlich damit auseinandersetzen. Dieser Eintrag behandelt das Thema Umkehrspiel.
Als Umkehrspiel bezeichnet man in der maschinellen Metallbearbeitung, also primär dem Fräsen und Drehen, aber auch im 3D Druck, ein Spiel in der Spindel bei Richtungsumkehr.
Das Umkehrspiel kann leicht verwechselt werden mit dem Schrittfehler, der ein ähnliches Fehlerbild erzeugen kann, aber eine andere Ursache hat.
Möchte man ein 10×10 mm Quadrat aus einem Blech herausfräsen, bewegt man den Fräser abwechselnd zunächst auf der X-Achse in den positiven Bereich, dann über die Y Achse in den negativen, wieder auf der X-Achse in den negativen und abschließend auf der Y Achse in den positiven. In Zahlen ausgedrückt, wenn wir mit X und Y bei 0 anfangen:
X + 10mm
Y – 10mm
X – 10mm
Y + 10mm
Wir haben nun ein Quadrat mit 10 mm Kantenlänge ausgefräst. Das Umkehrspiel bewirkt allerdings, dass das spätere Quadrat nicht die gewünschten 10mm Schenkelmaße hat, da der Fräser nicht auf 0,0 endet, sondern auf 1,-1. Ein Fehlmaß ist entstanden, welches durch das Umkehrspiel verursacht wurde. Das Umkehrspiel beträgt also 1mm – was in der Praxis natürlich ein viel zu hohes Maß ist und hier nur der Veranschaulichung dient.
Das Umkehrspiel tritt, wie der Name schon sagt, immer dann auf wenn auf der X, Y oder Z-Achse zunächst in die eine Richtung und dann in die andere Richtung umgekehrt wird.
Betroffen von vergleichsweise hohem Umkehrspiel sind vor allem günstige Maschinen, die ihre Schlitten auf DIN genormten Gewindestangen laufen lassen. Prinzipiell bietet sich ein M6 Gewinde auch an, da hierbei jede Spindelumdrehung durch die spezifische Steigung eines M6 Gewindes von 1 mm je auch exakt 1mm beträgt.
Dreht man nun den Schlitten auf einer beliebigen Achse in eine beliebige Richtung, schlägt die Führung am Gewinde an und arbeitet sich an diesem hoch oder runter. Ändert man nun die Richtung, ist das Umkehrspiel genau jene Toleranz die auftritt, bis die andere Seite des Gewindes von der Führung erreicht wird und sich an dieser hoch oder runterarbeitet.
Beim Fräsen mit der Hand merkt man diese Toleranz in der Regel auch an der leichteren Führung des Schlittens bzw. an der leichten Spindeldrehung dadurch bedingt, dass sie zunächst (den Toleranzbereich) nur die andere Seite des Gewindes erreichen muss.
Mit diverser Software kann das Umkehrspiel automatisch in die NC-Daten mit einprogrammiert werden. D.h. man gibt einmalig eine sog. backlash compensation an, dass bei Richtungswechsel auf einer Achse ein Umkehrspiel von x,xx mm auftritt. Die Software wird nun ihre Verfahrwege dahingehend ändern und das entsprechende Maß aufschlagen.
Ist dies nicht möglich, hilft nur die mechanische Lösung des Problems direkt an der Maschine.
Maschinen mit Trapezspindeln weisen vergleisweise wenig Umkehrspiel auf, Maschinen mit Kugelumlaufspindeln sind praktisch umkehrspielfrei.
Die folgenden Beiträge behandeln das Thema Umkehrspiel inhaltlich.
Nach reiflicher Überlegung war Proxxon MF 70 die Antwort auf die Frage, welche Fräse es denn nun werden soll. Nachdem die aufgerufenen Preise für „meine Bedürfnisse“ längst im guten vierstelligen Bereich gelandet sind, habe ich erstmal abgerüstet. Ich hatte doch (noch) überhaupt keine Ahnung von der Materie. Wäre es da nicht sinnvoller sich erstmal eine kleine „Schulungsmaschine“ anzuschaffen um überhaupt zu wissen worum es geht?
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