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RTCP(Rotational Tool Center Point)功能是五轴机床极其重要的功能,其可以有效提高五轴机床加工效率,改善五轴机床加工精度。Heidenhain、SIEMENS、FANUC、Fidia等数控厂商生产的高档五轴数控系统均已具备RTCP功能。Tayler/Hobson-Pneumo、Moore和Precitech等世界箸名的超精机床研发单位,最新研发的五轴超精密机床有些也开发了RTCP功能。国内对五轴加工中心RTCP功能的研究取得了一定成果,但对基于超精密数控的五轴RTCP功能研究较少。因此,本文研究目标是在超精密五轴机床上实现RTCP功能,主要内容包括RTCP运动学算法的建立、算法与超精密数控系统的集成、RTCP控制非线性误差的效果、影响非线性误差的因素及RTCP功能的应用。首先,根据机床结构及运动特点,分析了非线性误差的产生原理,分别建立了B、C两转轴的非线性误差计算模型。在非线性误差计算模型基础上,建立了RTCP运动学算法。利用VETICUT切削仿真软件,对建立的RTCP运动学算法正确性进行了仿真验证。其次,为了在开放式超精密系统中实现RTCP功能,对Power UMAC控制器运动控制原理进行了分析,完成了RTCP算法与五轴机床数控系统的集成。设计了机床结构参数检测方法,对B轴回转中心、C轴回转中心、刀具摆长等参数进行了测量,进而在五轴超精密机床上实现了RTCP功能。此外,在RTCP功能实现的基础上,为了研究RTCP功能控制非线性误差的效果及影响非线性误差的因素,对五轴加工中非线性误差值的大小、影响非线性误差的因素,以及RTCP功能控制非线性误差的效果进行了理论分析。在理论分析的基础上设计了非线性误差测量方法,对B轴摆动、C轴转动、BC轴联动非线性误差分别进行了测量,验证了RTCP控制非线性误差的有效性,得出了影响非线性误差的因素。最后,在RTCP功能可有效控制非线性误差的基础上,为进一步研究RTCP功能的可应用性。在五机床上进行了铣削实验,加工出了正确的零件形状,验证了RTCP功能在实际加工中的有效性。