现代制造业的快速发展,促使复杂型轮廓零件加工的用户需求日益扩大。对于复杂曲线曲面运动规划方法的研究,已经成为数控技术发展的首要任务之一,而是否具有复杂曲线曲面插补技术的加工功能,成为评价高性能数控系统的重要指标。论文针对开放式和高性能数控系统发展的需要,对数控系统的几个关键技术——连续运动轨迹规划的加减速控制,参数曲线的插补方法和轮廓误差的伺服控制进行了深入研究。样条插补方法应用于复杂曲线加工时具有拟合精度高、NC程序小,能有效地提高数据传输效率等优点,其中NURBS(Non-uniform rational Basic Spline)可以统一表达自由曲线曲面和解析曲面,并具有平滑性、局部可控性等众多优势,本文主要基于NURBS曲线的运动规划方法进行研究。本文主要研究内容如下。首先,对传统的NURBS曲线计算方法进行了分析,然后针对传统计算NURBS曲线上点所用到的规范化基函数的方法,采用了另一种快速德布尔计算方法,该方法有效地减少了插补周期内曲线上点的计算时间,从而缩短了加工时间。其次,对NURBS曲线运动进行了加减速规划,使进给速度在曲线曲率过大处得到很好的平滑过渡,满足机床动力特性的要求。解决了传统加工复杂型轮廓零件时,存在的电机加减速频繁、加工效率低和加工表面不光滑等问题,并减小了机床的柔性冲击和振荡,对提高刀具和机床的寿命有重要意义。最后,研究了几种不同类型曲线的轮廓误差计算方法,并采用基于NURBS曲线的近似轮廓误差的计算方法,设计了带有速度前馈增益的轮廓误差控制插补器,仿真结果表明该控制器有效地减小了轮廓误差,提高了加工精度,有助于提高零件加工表面质量。