Schrittverluste bei Wegen unter 2mm - aber warum?

Hallo,

ich habe seit ein paar Wochen eine China-Fräse, die CNC-3040T. Sicher ist es kein Luxus-Modell, aber ich sparte seit fast 4 Jahren darauf. Sie hat Kugelumlaufspindeln, 4 Achsen und eine 800W Frässpindel. Der CNC-Controller hat ein integriertes USB-Breakoutboard vom Hersteller/Typ "RNRMotion".

Nachdem ich Anfangs einige Probleme hatte, eine Verbindung zum Laptop zustande zu bringen, fand ich das nötige Plugin und seitdem läufts.
Allerdings fräst/graviert sie nicht so genau, wie sie es sollte.

Das Problem ist das Folgende:

Ich habe 2 Einricht-Gravierboxen erzeugt. In der linken Box wird alle 2mm ein Punkt angefahren, in der rechten alle 1mm.
Standardgemäß soll die Maschine mit 2.000mm/min und einer Anfahrzeit von 400mm/mingefahren werden. Probiert habe ich schon alles von 1000 bis 4000mm/min bei Anfahrt/Abbremsverzögerungen von 100 bis 800mm/min - das Ergebnis war immer dasselbe:
In der linken "2mm-Punktbox" wurde jeder Punkt sauber und äußerst präzise angefahren, bei Vorschüben im Arbeitsgang von 150-800mm/min. Die Maschine klappert ein wenig, aber es läuft.
In der rechten Box jedoch werden die Wege jedoch immer etwas kürzer angefahren. Es entsteht ein Versatz zum "Originalbild" links von ca. 0,5mm je 10mm. Das Problem ist jedoch, dass das Bild nicht wirklich "streut". Es bleibt auf X- und Y-Achse weitestgehend konstant, selbst bei höheren oder niederen Vorschüben/Fahrgeschwindigkeiten/Anfahrgeschwindigkeiten.
Dadurch verschiebt sich dann natürlich auch der Nullpunkt.

Wenn ich den Nullpunkt nun erneut auf den alten Nullpunkt ausrichte, triffte die Maschine bei höherem, niederem oder gleichem Vorschub exakt die gleichen Bohrungen.
Lediglich auf der Y-Achse verschiebt sich bei Anfahrwegen unter 0,5mm das Bild so stark, dass sie dann teilweise sogar in der gleichen Reihe fräst z.B. beim Fräsen von Zeilengravuren mit ESTLCam.

Was ich alles geprüft habe:
- USB-Versorgungsspannung des Laptop liegt bei 4,8V, gemessen am Motion-Controller.
- Die Versorgungsspannung der Stepper, ausgehend vom Netzteil liegt bei 24,3V.
- Alle Leitungen sind korrekt angeschlossen und frei von Beschädigungen.

Was ich selbst ausschließen würde:
- Induktion/Störungen durch die Verkabelung. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten ist auch der Motorstrom dementsprechend größer - die Induktion wäre noch größer, jedoch bleibt das Fehlerbild konstant bzw. die linke Box wird exakt gefräst.
- Schwergängigkeit von Kugelumlaufspindeln, Kugellagern und Kugelumlaufbuchsen. Das Bild würde gerade auf langen Strecken wohl eher verzerren als auf kurzen, denke ich.
- Motorstrom/Eingangsspannung zu gering. Der Schrittverlust wäre bei doppelter Fahrgeschwindigkeit sicher um Einiges größer, aber das Fehlerbild bleibt dasselbe.

Hierzu das passende Testvideo:

http://www.youtube.com/channel/UCuYiOBFnB_xx1HCLFRTfjHw

Im folgenden Video habe ich die Achsen auf ein Minimum heruntergefahren. Die Einstellungen in Mach3 liegen bei 1000mm/-/600mm/min auf der Frässpindel (Vc/-/V-Anfahr), beim X-Stepper bei 2000/-/400mm/min. Das Ganze habe ich in Mach3 auf 1,5% heruntergeregelt (mit der Handsteuerung), womit nur noch 14mm/min bzw. 28mm/min gefahren werden.

http://www.youtube.com/watch?v=NbpgBK5kEsU

Das kuriose ist nun: Gebe ich exakt dieselben Daten beim X-Motor ein, knurrt er sogar noch mehr. Tausche ich jedoch die Anschlusskabel zwischen X- und Z-Motor, knurrt nun der Z-Antrieb, X hingegen läuft butterweich und störungsfrei.

Bislang habe ich allerdings noch nicht die Endstufen durchgetauscht, um diese als Fehlerquelle auszuschließen - wollte ich morgen tun.

Meine Frage nun, sofern es keine der Endstufen als Fehler sein sollte:
Habt ihr eine Idee, woran es liegen könnte, dass die Maschine Punkte mit mehr als 2mm Abstand sauber und exakt anfährt, unter 1mm jedoch Schrittverluste generiert?
Habe das Demo-Programm im Video ja auch schon so umgeschrieben, dass die Maschine nur noch im Arbeitsgang fährt, mit Vorschüben von 150mm/min bis 800mm/min - das Ergebnis sah immer genauso aus wie im Video zu sehen (ihr seht die Versuche darüber).
Auch hatte ich das arge Problem, dass bei DOT-Bild-Fräsungen die Frässpindel langsam nach oben steigt. Durch das Verringern des Vorschubs und Erhöhen des Anlaufstroms konnte ich das jedoch weitestgehend ausmerzen - komplett verschwunden ist das Problem jedoch auch noch nicht.

Ich hab viel geschrieben und hoffe, alle Details eingearbeitet zu haben. Der Rechner ist ein Compaq Presario mit 2GHz und 3GB-Ram. Dazu Win XP 32-Bit in einer freien, im Internet erhaltenen amerikanischen Variante. Mach3 wurde vom Chinamann mitgeliefert.

Möchte noch dazu schreiben, dass dies meine erste Fräse ist, ich mich mit den Details kaum auskenne, jedoch auf Arbeit CNC-Maschinen (Drehmaschine Haas ST-30Y und diverse Haas CNC-Fräsen) bediene. Die sind aber bereits eingerichtet - da habe ich diese Probleme eigentlich nicht ^^.

Freue mich auf eure Antworten

Danke sehr.