数控系统被称为机床的“大脑”,是数控装备的核心,它关系到国家经济利益、产业安全和国防安全,在国家工业制造中起着非常重要的作用。运动控制器作为数控系统的核心,其最重要的部分是插补器,插补器所具有的插补功能可以决定数控系统档次的高低。当前大部分的计算机数控系统只提供小线段和圆弧插补,CAD/CAM系统只得按照要求的精度将参数曲线离散成大量的微小线段后传到CNC中进行零件加工,这种处理方式存在着加工指令多,加工精度低等缺点。高速高精、复杂运动轨迹的运动控制技术是当前运动控制算法研究的热点,NURBS曲线插补技术是其典型代表。NURBS作为描述自由型曲线的标准已被广泛应用于CAD/CAM软件中,它解决了使用小线段进行插补的缺点,具有可靠性高、加工时间短、精度高等优点。本文对常用的加减速规划方法进行比较,分析了影响机床加工的各种因素,采用现有的S曲线速度规划方法对NURBS插补进行加减速控制,设计了一种基于曲率变化率的段内前瞻预测S曲线减速点的方法,该方法能够动态预测减速点的起始位置,提高了减速点判断的精度,实现了加速度的连续控制。本算法分为预处理和实时插补两部分,预处理中进行一次快速插补过程得到NURBS曲线的相关信息并将加工曲线按曲率的变化率进行分段,实时插补过程中按分段的类型进行插补,并在段内进行动态前瞻。仿真实验结果表明,该插补算法能够在保证加工精度的前提下,实现速度和加速度的平滑过渡。