参数曲线曲面插补运算和加减速控制模块是高性能CNC系统研究开发的重要内容之一。自由曲线曲面理论在CAD/CAM技术上的应用以及具有自由曲线曲面特征零件的数控加工对CNC系统插补技术提出了更高的要求。研究开发支持曲线曲面实时插补加工功能的CNC系统,对于提高CNC系统整体性能,促进CAD/CAM/CNC技术的集成意义重大。本文针对自由曲线曲面CNC系统插补技术应用编写了NURBS曲线曲面类,并提出了一种基于三次样条函数的柔性加减速算法,通过设定最大加速度和加加速度条件,获得直至二阶可导的速度曲线,可以实现平滑无突变的速度控制目标。改进了预估-校正参数计算方法,提出了基于一阶泰勒展开式的预估-迭代修正法,有效地减小截断误差对速度的影响,改善了曲线插补过程中的速度特性。提出了一种曲线曲率自适应参数插补算法,通过引入离线插补预处理过程,检测曲线上速度敏感区域,按照柔性加减速控制规律对该区域进行速度平滑处理,使之在满足弦高差和机床加速能力约束的前提下,速度平稳变化。本文对常用的曲面刀具路径生成方法进行了分析研究,提出了一种在线刀具路径生成的算法,该算法以等参数线法为原型,并根据国内外相关研究前沿对其做了改进,在结合曲率自适应参数插补算法的基础上,能够获得可靠稳定的连续路径生成及实时曲线插补性能。最后,利用VC++和Matlab软件对曲率自适应参数插补和曲面刀具路径生成算法进行了仿真,并根据仿真结果对参数插补的误差和速度控制效果进行了分析验证,对曲面加工刀具路径生成算法的有效性和可靠性进行了分析说明。仿真结果说明了算法的正确性和有效性,对于提高CNC系统的曲面路径处理能力和曲线插补能力具有重要意义。