轨迹规划是数控系统的重要功能之一,包括速度规划和轨迹插补两个环节,良好的轨迹规划算法可以提高数控系统的加工性能。传统的CNC轨迹规划在单段NC程序上完成,这样加工效率较低。近年来研究多条线段的连续加工已经成为研究热点。Look-Ahead技术又称为速度前瞻控制技术,目前实现此技术有两个基本思路:(1)进行路径段之间速度衔接;(2)进行大量微小线段参数曲线拟合。Look-Ahead技术考虑的主要因素是机床本身动力学特性限制和加工精度限制。本课题以上述两个基本思路为出发点,研究基于Look-Ahead技术的CNC轨迹规划算法,本文的要点是:(1)研究了CNC轨迹规划中速度和精度相互制约的关系,提出了NC路径段之间加减速的限制条件,给出了S型曲线速度规划的实现和速度离散化方案。(2)研究了基于Bezier曲线拟合的Look-Ahead速度前瞻算法,在Bezier曲线拟合基础上判断曲线的高曲率点,进而预测减速点,实现多条微小路径段的连续速度规划。(3)研究了Bezier曲线连续插补方法,对比了同步插补CNC和异步插补CNC结构的优缺点,分析了异步插补实现的关键技术,进而设计了基于Look-Ahead技术的异步插补CNC结构,并提出了实现方案。(4)给出了评价Bezier曲线拟合与曲线插补性能的技术指标,用本文提出的轨迹规划算法进行模拟仿真,分析了相应的方针结果,并与商用化CNC系统中的Look-Ahead功能的速度规划效果做了对比,指出了本文算法的合理性。