数控加工技术是反映现代装备制造业水平的关键技术,对先进制造业的发展起着举足轻重的作用。随着数控加工向着高速高精度方向发展,NURBS(非均匀有理B样条)曲线插补技术应运而生。因此论文针对数控加工发展需求,并依托国家自然科学基金项目,对NURBS曲线的速度规划与轮廓控制进行了深入研究。本课题的主要研究内容如下:(1)现有加减速控制方法中的加加速度(Jerk)阶跃变化,导致机床在运动过程中出现振动等问题。为满足柔性加工需求,本文引入多项式型加减速方法,在此基础上提出了多项式型五段加减速方法的数学模型,为接下来的速度插补算法提供了理论基础。(2)针对NURBS曲线的特点,设计了一种基于多项式型五段加减速的NURBS插补控制算法。根据自适应控制调整进给速度,通过速度变化情况确定速度敏感点,并利用速度敏感点对NURBS曲线分段;给出一种确定减速点的新方法,然后在分段NURBS曲线上进行多项式型五段加减速规划。在NURBS曲线(“蝴蝶结”、“菱形”)速度规划的仿真中表明该算法可获得平滑的进给速度,同时可保证加速度与加加速度曲线连续。(3)为提高数控加工中轮廓运动控制精度,提出了一种基于NURBS插补的高精度轮廓控制方法。首先对直线电机进行频域分析,确定其动力学方程;然后基于任务坐标系(TCF)理论,建立了任意曲线的轮廓误差估计模型,并对NURBS插补所设计的期望轮廓进行轮廓运动控制。最后与传统控制方法相比,仿真结果表明所提控制方法具有良好的轮廓控制效果。(4)最后在直线电机运动平台上进行了NURBS曲线的速度规划算法与轮廓运动控制实验,结果表明所提速度规划算法保证了进给速度平滑过渡,使得电机平台运行更加平稳;同时所提轮廓运动控制方法降低了轮廓误差,在曲率变化时依然保证了较好的轮廓控制性能。