表面质量作为零件加工质量的重要指标,是五轴加工技术的研究重点。通过实时记录加工过程中数控系统内部指令和传感器反馈信号,获得曲面零件加工过程的数据记录,为五轴加工表面缺陷成因和表面质量提高方法的研究提供最直接有效的数据源,具有理论研究意义和工程应用价值。为了实现五轴加工数据的实时采集和离线分析功能,本文开发和设计了数控系统加工数据分析软件五轴模块。以华中8型数控系统作为实验数据采集平台,实时采集加工过程中五轴机床状态数据,经数据处理得到加工数据。由于机床位置数据是经非线性误差补偿的结果,不能反映工件原貌。为了构造工件的数字曲面,在研究通用RTCP算法的基础上,对五轴机床通用正变换算法进行统一建模,并将正变换算法集成于分析软件,实现五轴位置数据由机床坐标到工件坐标的变换。进一步将位置数据重构出刀位点在工件坐标系下的坐标,从而生成工件的数字曲面。对数字曲面上的每一点,用记录的速度、加速度和电流等变量进行分色显示,获得三维色谱图。色谱图提供了一种分析加工过程的数据记录在加工曲面上连续性的可视化手段。研究色谱变量的提取方式和表面缺陷成因的色谱图分析方法,能够有效地分析表面缺陷成因,从而提升表面质量。通过解析数控程序,获取数控程序中的加工信息,同时对刀具轨迹进行离散处理得到编程刀位曲面。在数控加工过程中,编程曲面的刀位点在数控系统的控制下转变成指令曲面和反馈曲面上的刀位点,讨论刀位曲面之间的相互关系和位置匹配方法,能够验证位置数据正变换算法和刀位曲面的正确性。