现代数控技术是现代制造技术中关键的环节之一。数控系统所具有的插补功能的多少,插补算法的优劣,一直是评价CNC控制系统性能的重要指标。NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline)插补技术可以改善零件的加工精度,表面光滑性和生产效率,提高CNC系统的轨迹功能,不仅对CNC,而且对CAD/CAM整体性能的提高都具有关键性作用。与之相适应,NURBS曲线直接插补技术也逐渐成为近年来数控插补技术研究的一个热点。本文在充分研究和分析国内外对该问题的研究现状的基础上,详细分析了NURBS曲线的几何模型,建立了一种基于NURBS曲线矩阵表达式的前馈控制方法。与大部分已有算法相比,该算法显著减小了插补过程中的计算量,保证了算法的实时性。然后在分析传统基准脉冲插补、数据采样插补算法的基础上,着重研究了NURBS曲线直接插补技术及其插补改进算法。针对现有的NURBS曲线直接插补算法有着弓高难以控制,加工安全等问题,建立了根据加工的条件自动调整进给步长,在曲率较小的地方有着较大的进给步长,保证了高速度；在曲率较大的地方使进给步长减小,保证了加工精度的基于加工步长控制的自适应插补改进算法。并在此基础上研究了NURBS曲线插补过程中的加减速控制,保证插补过程中插补速度的平滑性。‘最后针对提出的插补算法采用C++语言实现,并在VC++6.0的编程环境中实现了插补算法的计算机仿真,验证了算法的正确性和可行性。同时,研究了如何利用OpenGL技术实现对NURBS曲线曲面的显示。开展本课题的研究,不仅对提高数控系统的性能具有重要的理论价值,而且具有重要的实际工程应用价值。