改革开放30年来，我国经济迅速发展，已成为世界第二制造大国与出口大国，然而却不是制造强国。制约我国向制造强国迈进的一个重要因素是五轴数控技术，它是船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的重要战略装备。在国家相关政策支持下，我国已具备开发经济型五轴数控系统的能力。然而，在“高速、高精度”中高档五轴数控系统方面，与国外相比还存在很大差距，仍是我国当务之急要解决的重大任务。 其中五轴联动插补算法一直是我国科研人员不易攻克的一大难题，也是世界各数控公司竭力保密的核心技术，该领域相关文献资料很少，基于NURBS曲线的五轴联动插补算法论述更是罕见。本文对这领域的若干关键问题进行了深入、系统的研究，主要的研究工作和学术贡献如下： 1.对国内外数控插补技术的研究现状进行了分析，指出插补相关领域存在的问题与难点，提出了满足“高速、高精度”要求的NURBS曲线五轴插补算法构思。 2.以高速、平稳性、前瞻性的速度处理为目标，对插补前进行加减速处理，提出了三次样条曲线的加减速控制方法，避免了传统方法中加加速度的阶跃性变化对机床造成振动与冲击。同时，指出减速点是插补前加减速控制的难点，并列举了具体解决方法。 3.针对五轴数控系统所要求的插补速度快，精度高等问题，采用双NURBS样条代码格式，其增加一个刀轴方位样条，有利于刀轴矢量信息表示与提取；在充分考虑弦长误差与加减速处理的基础上，利用二阶泰勒展开式进行节点参数求解，能快速准确求出各轴的进给增量。 4.通过UG/GRIP二次开发语言生成双NURBS样条代码，与双NURBS样条插补程序实例，验证此方法比传统方法具有明显的优越性，能有效地提高零件加工效率与精度。 采用本文提出的NURBS曲线五轴插补算法不仅增强了CNC的插补控制功能，简化了复杂曲面零件的加工编程；在插补运算过程中，还考虑到插补中弦长误差和加减速等因素的影响，使零件加工的进给速度能随轮廊曲率的变化而自适应调整，很好地满足了复杂曲面零件的高速高精度加工对插补运算的要求，为最大限度地发挥现代高性能数控机床的优良特性创造了条件。