曲线曲面插补模块是整个数控系统控制软件的核心部分,插补算法的选择将直接影响到数控系统的加工精度和速度,是目前数控技术急需提高和完善的环节之一。为了使数控机床具备对复杂曲线曲面直接进行加工的能力,本论文对复杂曲线曲面的插补算法进行了相应的理论研究和实际验证。自1991年国际标准化组织(ISO)在颁布的STEP标准中,将NURBS作为自由曲线曲面定义的唯一方法以来,用NURBS来表示复杂曲线曲面的方法得到广泛应用。与之相适应,NURBS曲线曲面实时插补技术已成为近年来数控插补技术研究的一个热点,NURBS曲线曲面插补功能已经成为当代高性能CNC系统的标志性功能之一。本论文首先对NURBS曲线曲面数学模型做了深入的研究,给出了NURBS曲线曲面插值算法的具体过程。在对NURBS曲线直线逼近的研究过程中提出了一种新的逼近方法,即伸缩步长法。在此基础上,给出了NURBS曲线具体的实时插补算法和NURBS曲线插补的实例分析。NRUBS曲线实时插补研究中,本论文不仅考虑了弓高误差,同时还考虑了机床所承受的加速度(即速度的变化值),在此基础上提出了采用三角函数构造加速度曲线的柔性加减速控制方法。此方法保证了NURBS插补过程中的速度、加速度和加加速度的平稳变化,此算法简单,工程实用性好。本论文对复杂曲面(NURBS形式)的直接插补技术做了初步的研究,对复杂曲面直接插补技术的基本思路和模块结构进行分析。对NURBS曲面直接插补过程中的刀具轨迹实时产生做了深入的研究,同时给出了刀具轨迹实时产生的具体算法。最后本论文在对复杂曲线曲面(NURBS)插补技术研究的基础上,对复杂曲线曲面数控自动编程系统进行了研究。此复杂曲线曲面数控自动编程系统分为前置处理、核心处理和后置处理三大模块。本论文主要对前两模块进行了研究。