现代数控技术是现代制造业中关键的环节之一,它直接关系到国家发展的战略地位。数控插补算法是数控技术的核心技术,是评判CNC控制系统的重要指标。它的好坏直接影响数控技术的优劣。随着机床朝着高精度、高速和高进给方向发展,传统的插补算法仅考虑加工零件的几何形状问题而忽略了机床的动力学对加工效果的影响,实际的加工精度往往不够理想。因此插补算法应结合机床动力学特性进行改进。首先本文概述了常用的一些数控系统的插补算法,进行各种主要插补技术分析比较。其中的NURBS插补技术具有良好的特性,改善了加工精度同时提高了加工效率,因此广泛地应用于工程领域。然后较为深入地研究NURBS曲线及其性质,及其相关参数计算方法。同时对数控系统进行了运动学分析,建立了伺服进给系统运动学模型。分别对切削力,摩擦力,惯性力建立运动方程式,把这三种力和伺服驱动电机驱动相关联得出机床进给速度和加速度的约束条件。因此NURBS曲线插补点不仅应满足插补精度,同时插补点处的进给速度和加速度应约束在机床动力学方程里的进给速度和加速度。通过适当的插补预处理与合理的近似计算,综合考虑轮廓误差控制,实现NURBS曲线插补。根据本文提出的NURBS插补算法改进原理及其实现过程,利用Adams和Matlab两个软件联机编程进行实时数控加工的仿真,建立了机械系统等效动力学模型。分析了在机床运动学特性方程约束条件下的插补算法的速度、加速度和对加工精度的影响,证明了算法的正确性、有效性和实时性。开展本课题的研究为插补算法和机床设计的改进提供了依据,同时具有实际工程应用价值。