本文摘要：

 针对现有五轴加工中心和五轴钻攻中心数控加工刀具姿态定位光顺性差、易引发刀具姿态剧烈变化等问题，提出一种机床运动性能驱动的刀具姿态插值方法。所提出的刀具姿态插值算法具有以下特点：以连续Ｂ样条曲线的方式描述机床旋转轴的运动过程，避免后续对刀具运动的重新拟合，在规划阶段便实现了刀具姿态的连续光顺运动；允许用户对关键刀位及关键刀具姿态的交互指定，具有更高的编程自由度，以相对轻量的关键刀轴指定的编程负担换取编程人员对刀具姿态规划的综合调控；此外，所提方法直接优化机床旋转轴的高阶运动特性，有效提升了刀具运动的平稳性。经验证，文中所提算法相比于经典的四元数插值方法，取得了更加光顺的刀具姿态规划结果，实现了全局意义的刀具姿态光顺插值。本文作者以刀具姿态及机床旋转轴的运动平稳性为目标，在几何及运动层面对刀具姿态进行优化，实现了机床坐标系意义下的光顺刀具姿态插值，但考虑到实际加工过程并非简单的几何及运动学过程，涉及更为复杂的物理作用，因此后续工作若能在刀具姿态规划阶段增加对刀具运动的动力学及物理切削特性的考量，将会更加贴近实际的加工过程，取得更好的切削效果。

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