随着航空航天、高精尖端技术的发展，对数控机床的加工精度也提出更高的要求。除了机床本身的精度以外，插补算法的精度也对机床的加工精度起着决定性的作用。由于NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline）插补技术不仅能够简化程序代码，而且能够提高加工精度、表面粗糙度和生产效率，所以正在被广泛应用。本论文认真分析了现有NURBS曲线插补方法，将插补精度视为首要条件，提出了预估前瞻性NURBS插补算法。本算法分别用前向和后向差分近似代替微分的方法来推导插补参数的快速递推公式，同时用推导出的插补参数计算各个插补点的坐标值。用预估功能来控制插补曲线的弓高误差，使其不会大于最大误差值；用前瞻功能来控制机床各个轴的加速度，使其不会超过机床所允许的最大加速度。从而实现了插补精度和插补加速度的优化，保证了加工零件的精度和机床在加工过程中不会有太大的冲击。根据提出的预估前瞻性NURBS插补算法的原理及实现过程，本文利用Matlab软件进行插补轨迹仿真，验证了该算法在加工精度和加速度控制方面的优越性。同时对环曲面、泽尼克曲面和正弦阵列的插补轨迹仿真，证明了该算法在非回转对称曲面加工过程中的正确性和实时性。