与传统的三轴数控机床相比五轴联动数控机床拥有两个旋转轴,在机床运行过程中与三个线性轴配合共同完成加工,且在面对刀具干涉和碰撞时也具有较好的处理方式,并能获得更好的零件表面加工精度,尤其在加工复杂、高精度自由曲面时更具有优势。线性插补作为数控系统最基本的轨迹控制算法,可在三轴数控加工中获得较好的加工效果。现行五轴机床数控系统普遍采用线性插补方式,由于五轴联动数控机床加工时两个旋转轴与三个平动轴共同实现线性轨迹的运动合成,刀具摆动后将在空间中产生复杂的轨迹曲线,所获得的刀触点路径也将会偏离预先设定的刀触点线性轨迹,从而产生刀触点路径非线性误差。非线性误差是五轴联动数控机床所固有的误差,本文围绕着降低刀触点非线性误差等一系列具体问题展开研究,论文的主要研究内容由下述三部分组成:(1)对三种不同结构形式的五轴联动数控机床进行运动学模型的探讨及建立各轴坐标系及其变换关系,推导得出机床后置处理中包含刀触点位置坐标的求解计算方法。讨论无刀触点常规五轴线性插补及含刀触点五轴线性插补实现过程。(2)针对五轴联动数控加工刀触点非线性误差的补偿与修复问题,以A-C双转台式五轴联动数控机床为研究对象建立机床各坐标系及变换关系,在分析刀触点处非线性误差产生机理的基础上,提出了刀触点轨迹非线性误差补偿与修复算法。所提出的方法中,对当前插补刀心点求出相应的刀触点,对刀触点进行误差判断,利用刀触点误差来修复刀心点的位置,把求出新的刀心点输送给机床的插补器进行加工,以此降低刀触点处的非线性误差。最后通过MATLAB仿真验证了该方法对降低刀触点路径的非线性误差具有显著的效果。(3)对五轴联动数控系统加减速控制算法进行对比分析,相比其它加减速算法侧重研究S型加减速控制算法在加工过程中的应用,对于插补加工过程中S型加减速插补算法不存在匀速段时,利用二分迭代法对实际最大加工速度进行求解,并对插补段间速度进行限制,保证机床加工过程中平稳进行。最后对S型加减速插补控制算法进行不同情况仿真验证插补算法的正确性。