空间刀具半径补偿功能是五轴联动高档数控系统的重要功能,它简化了数控编程,提高了工作效率。目前21/2D轮廓加工的刀具半径补偿应用已经比较成熟,而在五轴联动数控加工中,半径补偿要在空间中进行,由于刀具矢量姿态的变化,使得其补偿问题难度较大,研究并实现五轴联动数控系统空间刀具半径补偿功能是高档数控国家重大专项的重要内容之一。本论文分析了五轴数控加工的特点,归纳了空间刀具半径补偿的主要研究内容和关键问题,提出了空间刀具半径补偿功能描述与算法表达的统一参考模型。针对五轴侧铣和端铣两种加工工艺分别建模,给出了一个加工块内的半径补偿算法,以及两个加工块间的拐角类型判断与处理方式的分类方法和具体的处理算法。具体研究工作包括以下方面:1.确定了课题的研究对象、内容和方法,建立了空间刀具半径补偿的功能描述和算法表达的统一参考模型。2.五轴侧铣空间刀具半径补偿的算法设计。包括一个加工块内的半径补偿算法;两个加工块间拐角类型的定义和判别公式,将拐角处理方式进行了分类,并给出了每一种处理方式的具体算法。3.五轴端铣空间刀具半径补偿的算法设计。包括一个加工块内的半径补偿算法;两个加工块间拐角类型的定义和判别公式,将拐角处理方式进行了分类,并给出了每一种处理方式的具体算法。最后对论文中提出的补偿方法进行了理论误差分析,并与另外一种补偿方法进行了误差对比的仿真实验,实验结果显示补偿算法能够满足系统加工的精度要求。