随着数控机床的加工速度不断升高,动态性能已经是影响高档数控机床加工精度的重要原因,但对多轴数控机床的动态性能的测试在国内外尚缺乏相应的标准。RTCP功能是高档数控机床必备的功能,该功能允许直接对刀具刀尖点在工件坐标系下的坐标进行编程,能大幅度的减小离散化导致的刀尖点非线性运动误差;并且,通过设定刀尖点在工件坐标系下相对静止,能够方便的测量刀尖点的运动误差。目前,已有基于该原理的相关设备被用于测量数控机床的静态误差。本文基于该原理,针对五轴联动数控机床,研究了数控机床动态性能影响因素与刀尖点特征误差轨迹的对应关系,以及已知刀尖点误差轨迹的机床动态性能分析及误差补偿方法。本文主要有以下几个方面的内容:1.根据刀具刀尖点相对于加工工件相对静止的特点,规划刀具旋转中心点的运动轨迹;针对各种运动轨迹求得数控机床各轴的运动参数,并研究平动轴与转动轴之间的速度、加速度约束关系。2.为平动轴和转动轴分别建立传动系统模型,并结合控制系统建立伺服系统模型;根据控制理论,建立伺服系统模型的输入、机床的运动轴的实际输出和伺服系统模型中的各参数之间的近似数学关系表达式;在伺服系统模型中加入前馈控制系统,以对伺服系统模型进行优化。3.根据多体理论,建立工件坐标系下的刀尖点运动学模型及刀尖点位置误差模型,并对刀尖点位置误差模型进行简化。4.结合刀尖点运动学模型和机床各轴的伺服系统模型,建立刀尖点的动态误差模型,利用设计的RTCP轨迹,仿真验证伺服系统模型中的单个动态误差影响因素与刀尖点特征误差轨迹的对应关系。5.结合刀尖点位置误差简化模型和伺服系统模型输入、输出关系表达式,利用已知的输入和误差,仿真验证伺服系统模型的参数误差及补偿方法。