Helikalinterpolation (G02 Z.. K../G03 Z.. K..)

Die Helikalinterpolation ist die Überlagerung einer kreisförmigen Interpolation (Ebene der 1. und 2. Hauptachse) und einer linearen Bewegung in der 3. Hauptachse. Die sich ergebende schraubenförmige Bewegung (Helix) erfolgt mit konstanter Steigung. Die Steigung wird abhängig von der angewählten Ebene über den dritten Parameter der Zirkularinterpolation programmiert.

Abb.: Darstellung einer Helikalinterpolation mit konstanter Steigung

Syntaxbeispiel für Ebene G17:

G02 | G03 X.. Y.. Z..I.. J.. | R.. K..

G02 \| G03	Kreisinterpolation CW / CCW
X.. Y..	Zielpunkt in der Ebene XY in [mm, inch]
Z..	Zielpunkt auf der Helixachse senkrecht zur Ebene XY in [mm, inch]
I.. J..	Lage des Kreismittelpunktes der Interpolation in der Ebene XY (I in X, J in Y) in [mm, inch], entsprechend G161/G162.
R..	Radius des zu interpolierenden Kreises (alternativ zu I,J) in [mm, inch]
K..	Steigung der Helix in Z (Wert generell ohne Vorzeichen) in [mm, inch]

Syntax entsprechend der angewählten Interpolationsebene:

Ebene	Interpolations- art	Zielpunkt in Ebene	Zielpunkt auf Helixachse	Mittelpunkt /Radius	Steigung
G17	G02/G03	X..Y..	Z..	I..J../R	K
G18	G02/G03	Z..X..	Y..	K..I../R	J
G19	G02/G03	Y..Z..	X..	J..K../R	I

Es ist nicht erforderlich, die Steigung so anzugeben, dass der programmierte Zielpunkt durch die Helix genau erreicht wird. Der NC-Kern berechnet in solchen Fällen unter Berücksichtigung der festen Positionen von Start- und Zielpunkt eine "korrigierte" Steigung, die der programmierten Steigung am nächsten kommt.

Hierzu wird auf Basis der programmierten Steigung zunächst der Zielpunkt der Helix berechnet. Weicht dieser berechnete Zielpunkt vom programmierten Zielpunkt ab, so ist eine Korrektur erforderlich. Kriterium für die Korrektur ist hierbei in Drehrichtung gesehen der Abstand zwischen programmiertem Zielpunkt und berechnetem Zielpunkt.

Ist der Abstand kleiner oder gleich π(180°), so wird der Zielpunkt der Helix entgegen der Drehrichtung auf den programmierten Zielpunkt verschoben, d.h. die Steigung wird vergrößert.

Ist er größer als π(180°), wird der Zielpunkt der Helix in Drehrichtung auf den programmierten Zielpunkt verschoben, d.h. die Steigung wird verringert.

Abb.: Korrektur der Helixsteigung in Abhängigkeit von der Drehrichtung

Beispiel

Prinzipielle Korrektur einer Helix im Uhrzeigersinn (G02) (1. Fall)

Der mit Hilfe der programmierten Steigung P_prog berechnete Zielpunkt liegt im Bereich von 180° nach dem programmierten Zielpunkt (in Drehrichtung gesehen).

Zur Korrektur wird die Steigung P_korr vergrößert.

Abb.: Korrektur einer Helix im Bereich v. 180° nach dem programmierten Zielpunkt

Beispiel

Prinzipielle Korrektur einer Helix im Uhrzeigersinn (G02) (2. Fall)

Der mit Hilfe der programmierten Steigung P_prog berechnete Zielpunkt liegt im Bereich von 180° vor dem programmierten Zielpunkt (in Drehrichtung gesehen).

Zur Korrektur wird die Steigung P_korr verringert.

Abb.: Korrektur einer Helix im Bereich von 180° vor dem programmierten Zielpunkt

Programmierbeispiel

Helikalinterpolation in der Ebene XY im Uhrzeigersinn

Folgende Helix soll gefahren werden:

Startpunkt a: X-10 Y0 Z0

Zielpunkt b: X0 Y-10 Z-20

Helixmittelpunkt I, J: Nullpunkt

Helixsteigung K: variabel

N10 G17 G90 X-10 Y0 Z0 F500 G161

N20 G02 X0 Y-10 Z-20 I0 J0 K..

Abb.: Helikalinterpolation in der Ebene XY im Uhrzeigersinn

Minimale Umdrehung: ¾ → Steigung K=26,66

Steigung K größer oder gleich 26,66:

Die Helix von a nach b wird generell in ¾ Umdrehungen ausgeführt, da die Korrektur auf die maximal mögliche Steigung K = 26,66 begrenzt wird.

Steigung K kleiner als 26,666:

Programmierte Steigung K (in mm)	Helixumdrehungen von a nach b	Korrigierte Steigung K (in mm)
17,5	¾	26,66
16	1¾	11,4
15	1¾	11,4
12,5	1¾	11,4
10	1¾	11,4
7,5	2¾	7,27
5	3¾	5,33
2,5	7¾	2,58
2	9¾	2,05
1	19¾	1,01

Weiterführende Informationen

Einfache Helikalinterpolation