随着复杂几何形状零部件需求量的不断增加,NURBS作为当今最流行的产品数据交换标准,已经广泛应用于CAD和CAM领域,这是因为它具有精确的解析表达式和局部调整能力。为了提高CNC系统的整体性能,促进CAD/CAM和CNC技术一体化,研究开发具有良好自适应能力的NURBS插补技术的CNC系统显得尤为重要。本文提出了基于非线性几何误差、角速度、角加速度、切向加速度和加加速度约束的双NURBS曲线自适应五轴插补算法。在五轴数控加工中,刀位数据由位置矢量和单位方向矢量两部分组成,分别代表刀位点位置和刀具轴线方向矢量。实际上,在连续加工过程中,由于两个旋转轴的存在,切削刀具的空间扫掠面就是一个直纹面。因此本文定义了一个由双NURBS曲线构成的直纹面来表示加工过程中的刀位点位置和刀轴矢量。不同与三轴加工中的弦高误差,本文分析计算了五轴加工中的非线性几何误差,研究了刀具旋转运动的角速度,并给出了角速度的计算公式以及角速度与进给线速度的关系。然后提出了基于非线性几何误差和角速度约束的自适应进给线速度规划。为了便于后面加减速平滑控制的离线处理,给出了进给线速度导引曲线的概念和计算方法。然后结合加速度与弧长参数和进给线速度的解析关系,通过前瞻算法和同比例算法调整了切向加减速敏感区域和角加减速敏感区域的进给线速度轮廓。以VC++为平台设计了一个本文提到的插补仿真系统,对于同一个加工路径,分别采用四种不同的插补算法进行对比分析,通过分析结果可以得知,本文提出的切向和角加减速平滑控制自适应插补算法能够很好地满足所有的约束条件。最后在五轴机床上设计了一个加工实例,实验结果验证了本文提出的方法具有良好的适应性以及较高的可靠性,可以应用于实际加工。