在当前数控加工行业中,五轴数控机床的应用场景越来越多,五轴机床由于增加了两根旋转轴,刀尖点运动与各轴运动呈现出非线性的关系。在一些特殊的拐点处,上述非线性的特点可能导致单轴的指令加速度突破机床伺服的性能约束,导致机床报警停机。由于数控系统的计算实时性约束,数控系统一般采用前瞻的方式来获取加工点前N段G代码信息,并依据前瞻的局部信息来做速度规划,而前瞻程序段数量有限,实际速度规划不能全方位考虑全局速度曲线的特点,因此,这种前瞻算法会导致速度规划将一个较长的连续加减速区间拆分成多个区间,使得机床在一个加减速区间做非连续的加减速,导致机床加工震动。本文以数控缠绕机为例,针对缠绕机跟随模式中出现的指令加速度超限问题,提出了一种离线预测数控系统指令数据的方法。在离线环境下,通过对G代码指令及机床运动约束的分析,可以预测数控系统跟随模式下的指令轨迹,以及速度规划的指令速度曲线。通过离散的方式模拟加工过程,计算出数控系统的分轴指令加速度,并分析轨迹规划、指令速度以及分轴加速度之间的关系,提出一种在速度规划中增加分轴指令加速度约束的方法,解决了跟随模式从动轴指令加速度超限的问题。针对上述前瞻算法导致的数控系统在一个大区间内做非连续加减速的问题,提出一种识别连续加减速速度规划区间的方法,该方法能够识别出较长距离内的加减速趋势,并忽略较小的速度扰动,基于识别的速度区间结果,通过i代码的方式辅助数控系统做速度规划,使得机床速度在大区间内速度变化更加平滑。最后,实验部分,结合HNC8系统提供的辅助代码编程的方式,设计开发了G代码离线优化软件,该软件实现了上述从动轴加速度约束方法,并通过i代码的方式辅助数控系统做速度规划,解决了缠绕机从动轴加速度超限以及机床震动的问题。