数控系统是数控雕刻机的控制核心,其中轨迹插补及速度控制功能的强弱、性能优劣直接关系到雕刻机的运动控制性能,对数控雕刻机的加工质量与加工效率具有直接影响,对高速雕刻机尤为重要。本文针对高速雕刻机经济型数控的需求和特点,对直线与圆弧插补中的平稳变速控制、NURBS曲线插补和刀具补偿等相关算法进行研究,主要工作和成果如下:(1)研究了直线与圆弧插补的S形平稳升降速控制算法,针对时间分割法插补由于脉冲化产生的位移、速度波动,提出了位移、速度与时间三者“绑定”的速度控制思想,有效改善了加工的平稳性。(2)针对复杂型面的数控编程生成的大量微小直线段的连续加工问题,提出了圆弧过渡算法,能在满足给定加工精度的同时提高加工效率,为解决微小线段高速加工问题提供了一条有效的途径。(3)提出一种简单而实用的NURBS曲线快速自适应插补算法,综合考虑机床的实际加工能力、加工过程中运动轨迹的局部特征和全局特征,实现加工速度的自适应柔性变化,使曲线加工更高效、更平稳。(4)在综合分析现有刀具补偿技术的基础上,采用了C刀补圆弧过渡的思想进行衔接,在简化算法的同时提高了加工的平稳性。上述算法已集成于自行开发的DSP数控平台上进行了验证。仿真和实验均证明了论文算法的有效性。本文算法对其它数控机床、机器人等高速高精度运动控制具有借鉴作用。