Interpolation

In der CNC-Technik bezeichnet der Begriff Interpolation die Berechnung von Konturen (bei der Programmierung) bzw. Verfahrwegen (beim Abarbeiten des Programmes durch die Steuerung) aus einzelnen Punkten. Dafür muss der Bediener/Programmierer Stützpunkte angeben. Bei Maschinen ab 3 interpolierenden Achsen können diese Bahnen auch außerhalb der X/Y Ebene liegen. Die Steuerung berechnet dafür die einzelnen Punkte der zu erzeugenden grafischen Darstellung. Um eine Fräsbahn in der Fläche oder im Raum erzeugen zu können, ist auch eine Interpolation zwischen den einzelnen CNC-Achsen notwendig. Dafür regelt die Steuerung synchron die Geschwindigkeiten der einzelnen Achsen.

Interpolationsarten

Bei CNC-Bearbeitungszentren unterscheidet man zwischen folgenden Interpolationsarten:

  • lineare Interpolation: Anhand von Anfangs- und Endpunkt werden lineare Bahnen berechnet.
  • Kreisinterpolation: Anhand von Stützpunkten (üblicherweise Mittelpunkt und Radius/Durchmesser) wird eine Kreisbahn berechnet.
  • Kreisbogeninterpolation: Anhand von Stützpunkten (üblicherweise Anfangs- und Endpunkt und Radius oder Bogenhöhe) wird ein Kreisbogen berechnet.
  • Ellipseninterpolation: Anhand von Stützpunkten (üblicherweise Mittelpunkt und Breite sowie Länge) wird eine Ellipse berechnet.
  • Spline-Interpolation: Anhand von Stützpunkten wird eine Folge von Bögen berechnet, welche absatzlos ineinander übergehen. Viele CNC-Steuerungen (üblicherweise alle 3- und 4-Achs-Steuerungen) beherrschen eine Spline- Interpolation nur in der X/Y-Ebene.
  • Helix-Interpolation: Anhand von Stützpunkten (Durchmesser und Steigung, ggf. Anfangs- und Endpunkt) wird eine schraubenförmige Bahn mit konstantem Durchmesser im Raum berechnet. In der Praxis beherrschen fast nur 5-Achs- Steuerungen diese Art der Interpolation, obwohl dies technisch auch mit einer 3- Achs-Steuerung realisierbar wäre. Oft wird fälschlicherweise in technischen Datenblättern als Helix eine ebene Spirale bezeichnet. Auch dies stellt hohe Anforderungen an die Steuerung und kann von den meisten 3- oder 4-Achs-Steuerungen nur in der X/Y-Ebene interpoliert werden. Näherungsweise kann eine solche Form auch als Spline programmiert werden.

Siehe auch

Interpolierende Achsen

Bildquelle: Wikipedia

Bilder

lineare Interpolation
Spline-Interpolation mit denselben Stützpunkten
Helix, auf Zylinder zur Veranschaulichung