插补技术是数控系统实现轨迹运动控制的基础,是目前数控技术急需提高和完善的关键环节。插补算法的优劣将直接影响数控系统的性能。其中样条插补技术更是实现高速、高精度数控加工的关键。同时,嵌入式数控系统由于小型化、实时性强等优点仍具有广泛的应用前景。因此,开发一种基于嵌入式数控系统的高性能样条曲线插补算法具有重要的应用价值。本文首先研究了数控系统常用的样条曲线描述方法,包括参数三次样条曲线、B样条曲线以及NURBS曲线,分别给出其系数矩阵表示形式的详细构造算法。在Visual C++开发环境下进行了插值仿真,并通过MFC GDI函数和OpenGL库生成二维和三维仿真曲线,验证了算法的可行性。在上述基础上设计了样条曲线基于泰勒展开原理的实时插补算法。该算法根据加工精度、速度、加速度等要求,通过对进给弦长的控制实现了弓高误差可控、法向加速度可控、S型加减速可控等功能。对比分析了两种表示形式下的NURBS曲线的插补效率,提出了以齐次坐标表示的NURBS曲线为基础的插补算法,在PC机上完成插补仿真。通过对弓高误差、进给速度、切向加速度仿真曲线的分析,验证插补算法的有效性。最后成功地将NURBS曲线的构造算法和插补算法移植到自主研发的嵌入式数控系统平台中,进行实时加工,实现了NURBS曲线的直接插补功能。