五轴高速高精加工的新型四元数样条插补算法：实验验证与应用

本文主要探讨了五轴高速高精加工中的新型插补算法研究。在现代制造业中，传统的计算机数控(CNC)系统通常依赖于直线和圆弧插补功能，然而这些功能对于复杂轮廓零件的加工，特别是涉及到曲线和曲面造型时，往往显得力不从心。随着技术进步，对高精度和高速度加工的需求日益增长，这促使研究人员寻求更为先进的插补方法。 李培楠和郭锐锋两位专家针对这一问题，设计了一种新颖的四元数2五次样条插补算法。四元数在描述旋转和平移变换时具有独特的优势，而五次样条插补则提供了更高的灵活性和精确性，特别适合处理复杂的几何形状。这种新型插补算法的关键在于其能够实现更精细的速度控制，包括加速度和有限加加速度的平滑过渡，从而在保证加工精度的同时，显著地减少了程序处理时间和提高加工过程的稳定性。 通过在MATLAB环境下进行仿真实验，研究者验证了这一算法的有效性和可靠性。实验结果显示，采用新型插补算法的CNC系统在执行加工任务时，无论是速度响应还是动态性能，都有显著提升。这表明该算法不仅能满足五轴高速高精加工的要求，还具备较强的实用性，对于提升整体生产效率和产品质量具有重要意义。 此外，论文还提到了两位作者的背景信息，李培楠博士研究生专注于数控系统和运动规划的研究，而郭锐锋研究员则在面向控制器的实时系统和数控技术等领域有所建树，他们的合作为本文的研究提供了坚实的专业基础。 本文的核心内容是针对五轴高速高精加工中复杂零件加工需求，提出并验证了一种新型的四元数2五次样条插补算法，它在优化加工效率、精度以及动态性能方面展现了显著优势。这项研究成果对于推动现代制造技术的发展具有积极的推动作用。