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现代数控系统的加工能力随着微处理器计算速度的提升得到了加强,高速、柔性和智能化已经成为衡量机床性能的重要指标。NURBS曲线插补可以避免由于离散的小线段产生大量数据传输问题,而前瞻技术可以很好解决由于频繁加减速引起的机床振动问题。因此,有必要进行NURBS曲线前瞻插补技术的研究,本文从以下几个方面进行了研究:(1)给出了NURBS曲线的几种数学表达式,选取矩阵变换计算方法来求取点的坐标值。给出了NURBS曲线的一阶、二阶泰勒和Admas展开算法,同时结合反二项插值的预估—校正方法对Admas展开算法进行优化改进,最后与未改进的Admas算法进行速度波动率的仿真对比,仿真结果对比表明:改进的Admas算法在NURBS曲线插补过程中速度波动率更小,即插补性能要优于未改进的Admas算法。(2)提出了一种五段三角函数余弦加减速控制方法,并推导出位移、速度、加速度和加加速度方程式,同时对不同条件下五段三角函数余弦加减速控制方法进行分析讨论,最后进行S型曲线控制方法和五段三角函数余弦加减速控制方法的运动特性仿真对比,仿真结果对比表明:五段三角函数余弦加减速控制方法的性能要优于S型加减速控制方法。(3)给出了减速点的预测方法,结合了速度敏感点判断依据,分析了自适应进给步长约束条件并给出速度衔接处理的方法,提出了一种前瞻自适应五段三角函数余弦加减速控制方法,最后对无前瞻算法和有前瞻算法NURBS曲线插补算法进行对比仿真分析,仿真结果对比表明:有前瞻算法在速度过渡上比无前瞻的更加光滑,可以更好提前进行减速判断,最后的加速度和加加速度值都限制在极限范围内,柔性程度更高。(4)搭建了NURBS曲线的数控插补实验平台,开展了NURBS曲线加工过程中x和y轴的运动特性、曲线加工效果以及加工完曲线表面粗糙度的研究分析,实验结果对比表明:有前瞻算法的NURBS曲线的加工过程中x和y轴的速度更加平滑,加减速更加连续,拐点处过渡更加自然光滑且加工后曲线表面粗糙度的各项指标都要比没有采用前瞻算法加工的好。