曲面插补问题一直是数控系统发展的急待攻克的一大难题,它的关键点在于高速高精度插补算法的实现,目前曲面插补算法研究面临的主要困难在于：1.曲面插补的实时性。该实时性特点是要求精确地按照一定的时间间隔完成相应任务,亦即在插补周期内,必须实时的分配各个坐标轴位置控制信息和速度控制信息。强实时性就要求插补算法有足够短的插补运算时间。如何在有限的硬件环境下获得计算速度快、实时性强的算法一直以来是曲面插补面临的关键难题之一。2.曲面插补的精度问题。曲面插补的精度是用插补误差来评价插补轮廓与给定曲面的逼近程度,插补误差包括累积弦长误差和弓高误差,控制插补误差达到高精度目标,是插补算法性能评价的重要指标。在插补周期内完成插补任务,并达到较高的逼近程度是插补算法设计中的又一关键难题。针对以上难题,本文围绕NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)曲面插补问题,重点研究了算法的设计、提出了一个NURBS曲面插补的新思路,推导出新的算法表达式,然后通过VC++/MFC编程实现仿真系统,利用十字链叉的数据结构,对NURBS曲面直接插补算法的细微步长以及插补质量的进行了可视化验证,结果表明了算法的有效性和正确性。1.鉴于NURBS曲面插补基于矩阵表示形式和基于B样条曲线的插补算法的插补运算量大,算法时间开销和空间开销比较严重等缺陷,本文提出了一种德布尔算法的改良形式来进行曲面直接插补的思路,并推导出了一种在给定曲面的几何信息下,在极小的插补时间内即可完成NURBS曲面插补任务的插补算法,避免了繁重的中间量的计算导致的算法运算时间过长实时性得不到保证和算法对时间和空间开销需求量大的不足。然后,为了对插补参数进行计算,推导出了基于德布尔算法改良形式的偏导矢的求解公式。2.为了验证插补算法的细微步长以及插补质量的正确性,本文提出并设计了新的数据结构—十字链叉,十字链叉是链表的一种,它的优越性将会给数据监视和存储方面带来很大帮助。3.本文根据不同的数控系统刀轴角度并利用泰勒公式对两个方向的插补参数进行了设计计算；为了实现加减速的平滑性,提出运用S型加减速规划曲线,并对减速点进行了预测。4.为了对本文算法进行验证,本文利用VC++/MFC编程设计了算法验证系统,系统含有相关验证功能,在显示区域直观的显示出算法数据仿真图。测试结果表明了同时对加减速和插补精度进行校正的算法的有效性和高速高精度实时性。