随着汽车、电子工程及自动控制技术的快速发展，传统的制造技术已经不能完全满足人们的需要，只有大力发展现代制造技术才能满足新的生产需求。数控技术是现代制造技术中的关键技术，加快发展新型的开放式数控系统也成了重中之重。插补功能的好坏将直接影响数控系统的性能，因此，大力发展数控系统中的插补模块技术，尤其应加强曲线曲面直接插补方法的研究，对改善复杂曲线曲面零件加工质量意义重大。由于NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline）具有良好的数学性能，它能够对标准的自由曲线、解析曲线进行精确统一的表示，在CAD/CAM领域内具有良好的应用。所以在复杂曲线曲面零件的加工过程中，广泛使用NURBS曲线曲面进行直接插补，有效地解决了复杂零件的加工问题。本文把NURBS曲线直接插补方法作为研究对象，目的在于提高其插补精度与插补效率，具体研究内容如下：先对NURBS曲线、曲面进行理论分析，包括样条曲线的发展历史，NURBS曲线、曲面的定义方程及性质等内容；重点介绍了NURBS曲线反求设计实现方法，利用Mitutoyo Crysta-Apex C7106三坐标测量仪，对罗技鼠标上的一条自由曲线进行测量，根据测量出的数据点集，通过反求算法确定出该条NURBS曲线；然后对BP神经网络的原理、构成及其设计技巧等进行介绍，并且将其应用到NURBS曲线插补中，完成了对参数u的预估计算，提高了NURBS曲线的插补效率，同时为使该插补方法能够满足数控机床及系统的实时性要求，还考虑了弓高等因素对插补计算的影响，最后通过实例对改进后的插补方法进行验证；利用VC++和MATLAB软件完成了NURBS曲线自动插补系统的设计。