数控系统中的运动轨迹控制技术是确保数控高速、高精以及高表面质量加工的关键技术，也是评价数控系统性能的重要指标。国内外相关研究机构及各大数控系统开发厂商均将其作为努力突破的难点和竭力保密的核心技术。在“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项中也将其列为重点研究的内容，并提出了相关技术的考核指标。为此，本论文在分析国际先进数控系统发展现状和趋势的基础上，结合具体科研项目，对具有高速高精加工特点的运动轨迹控制技术进行了深入研究，主要包括以下内容：　　 1.拐角曲线转接过渡方法的研究。在深入研究拐角直接过渡方法与拐角圆弧过渡方法的基础上，通过建立拐角参数曲线过渡矢量模型，对轮廓加工精度、过渡距离、相邻线段间夹角、过渡曲线弧长以及最大曲率之间的关系进行了探讨，并结合实际工程需求，提出了一种拐角曲线过渡方法，且已成功地应用于三轴与五轴数控加工中心中。与现有方法相比，该方法可通过避免轨迹转接处的曲率突变来提高拐角转接速度，从而可在不降低加工精度和加工质量的前提下，有效地提高数控加工效率。　　 2.进给速度动态实时前瞻控制方法的研究。在深入研究现有加减速控制方法以及进给速度与刀具表面向前切削速度之间关系的基础上，提出了一种满足恒表面切削且加速度连续有界的进给速度动态实时前瞻控制方法。该方法将进给速度的前瞻控制划分为前瞻段数的动态确定、转接速度的实时修正以及进给速度的实时规划三个阶段，从而可依据实际加工条件动态调整前瞻所需的轨迹段数，有效减少前瞻计算用时，进而达到轨迹控制的实时性要求。与现有方法相比，该方法可在解决由于前瞻段数过大而无法实时响应外部事件缺陷的基础上，达到国家科技重大专项中对前瞻段数的指标要求。　　 3.基于指令点压缩的轨迹平滑处理方法研究。针对自由曲面数控加工中出现的棱角、表面凹凸不平等问题，在深入研究加工路径生成原理的基础上，结合实际工程经验，提出了不规则指令点滤除规则、线段长度判定规则、相邻线段夹角判定规则以及双弦高误差判定规则，以用于滤除自由曲面数控加工程序中的不规则指令点和将其划分为不同的加工区域。对于曲率半径大而又需要形状平滑度的连续微小线段加工区域，又针对不同的加工条件，提出了指令点平滑压缩与指令点整形压缩两种轨迹平滑处理方法，同时结合具体实例对这两种方法的适用性和有效性进行了验证与分析。验证结果表明，上述两种方法在其各自适用范围内，可有效地提高自由曲面的加工效率、加工精度以及表面加工质量。　　 4.基于滤波技术的样条曲线插补方法研究。在考虑轮廓加工精度、机床伺服系统加减速能力以及加速度连续变化的基础上，提出了一种基于滤波技术的NURBS曲线插补方法。该方法以预插补计算出的加工信息为依据，将NURBS曲线按其形状划分为非减速区域和减速区域，并针对不同的加工区域采用不同的策略进行滤波调整，从而可有效地解决NURBS曲线插补过程中的加速度突变问题，提高NURBS曲线的加工精度和加工效率。该方法已成功地应用于三轴数控加工中心中，且可达到国家科技重大专项中对精度和效率的指标要求。