复杂轮廓曲线零件广泛应用于航空航天、船舶、汽车制造等领域。随着复杂轮廓曲线零件在各应用领域需求越来越大,复杂轮廓曲线零件的加工技术显的十分重要,尤其是刀具路径轨迹规划及实时插补技术已成为复杂轮廓曲线零件加工的研究热点。本文系统地研究了国内外关于复杂轮廓曲线加工刀具路径规划及实时插补技术,对复杂轮廓曲线加工的刀具路径规划及实时插补的若干关键技术进行了深入研究。针对复杂轮廓曲线局部刀具路径平滑处理,提出了一种基于公差带约束的刀位点调整与C3连续5次B样条曲线刀具路径拐角的过渡算法;在符合公差带约束的情况下,根据转接误差将刀位点在误差敏感方向上进行调整,可有效降低微小直线逼近误差;采用5次B样条曲线进行拐角过渡,实现了刀具路径的平滑转接,刀具路径拐角过渡转接分为两类转接方式并采用不同约束条件求解,提高了过渡转接样条曲线的求解效率;基于MATLAB仿真软件验证了算法的有效性,可以大大降低采用样条曲线产生的拐角过渡误差。针对复杂轮廓曲线刀具路径全局平滑处理,提出了满足全局切向矢量约束的NURBS曲线插值拟合算法;对刀具路径进行插补分段,根据分段后各NURBS插值拟合段两端端点类型,将NURBS插值拟合分为三种类型;在各插补段中提取特征点,对特征点采用全局切向矢量约束插值拟合方法,通过迭代生成满足拟合精度的NURBS曲线,采用MTALAB仿真软件验证全局切向矢量插补拟合算法的正确性,结果证明算法可有效提高插值同样特征点的拟合误差。提出改进的7段S型加减速策略;采用预估校正法对NURBS曲线参数密化得到插补点信息,求出满足最大弓高误差、最大加工速度及最大法向加速度的插补速度,计算出最短加速段加工路径长度S_加和最短减速段加工路径长度S_减,判断速度敏感点之间的加工路径长度与S_加+S_减之间的大小关系,采用不同类型的S型速度规划策略完成整条加工路径的速度规划,采用MATLAB验证提出的NURBS插补算法,实验证明算法可在满足加工误差的情况下提高NURBS曲线加工速度。