数控技术与数控机床

数控技术与数控机床一、数控技术的产生二、数控机床三、数控机床涉及的基本技术四、数控技术的过去、现在与未来​先进制造技术是经济发展的支撑制造技术的三个发展阶段：第一阶段：用机器代替手工，从作坊形成工厂。第二阶段：从单件生产方式发展到大量生产方式。第三阶段：制造的柔性化、系统化、智能化。​产品与生产方式：自动机床、组合机床、专用自动线等刚性自动化机床设备大批量生产采用“刚性”自动化设备小批量生产采用“柔性”自动化设备数字控制机床等灵活通用的、能适应产品频繁变化的柔性自动化机床设备在机械产品中，单件和小批量产品约占70%~80%​信息已成为当今社会的主导资源人类社会技术发展史，经历了石器朝代、青铜器朝代和铁器朝代，每一个朝代都是以该朝代的主导资源和主导工具命名的。当今社会已进入了信息时代，信息成为起主导作用的资源，而以电子计算机为主的电子交换器件则成为起主导作用的工具。信息具有可共享性、可识别性、可转换性、可传递性、可处理性、可再生性的特点，所以，人们借助计算机系统的辅助，将有关的信息转换到产品与服务中，使之成为更好的产品和更好的服务。​计算机控制系统系统：是一些机构的组合，这些机构由信息联系在一起，完成一定的任务。系统计算机（完成比较器、控制器等功能）被控对象或过程测量机构或传感器等控制：通过信息给对象以命令。对象：为完成一定任务的被控制机构。过程：被控制的连续运行状态。如机械加工过程（车削、铣削、磨削等）、化学反应过程等。​20世纪中叶数控技术和数控机床的诞生标志着生产和控制领域一个崭新时代的到来1948年美国帕森斯（ParsonsCo.）公司在研制加工直升机叶片轮廓检验样板的机床时，首先提出利用电子计算机控制机床加工复杂曲线样板的新概念。ParsonsCo.公司设想的方案是：把坐标点的代码打在穿孔卡上，然后输入到机床的控制系统中，使一台改装过的铣床按照微小增量的步距移动得到需要的轨迹。​ParsonsCo.公司受美国空军委托与麻省理工学院（MIT）伺服机构研究所合作研制于1952年研制出世界上第一台三坐标立式数控铣床。采用了自动控制、伺服驱动、精密测量、新型机械结构。1955年数控机床形成了产业化，并批量投放市场。数控机床的诞生在对复杂曲线、型面的加工以及对美国航空工业和军事工业的发展起到了重要作用。ParsonsCo.公司的数控加工方案实现了，这是因为：第一：构思正确。第二：科学技术的发展使构思变为现实成为可能。​数控加工的构思与实现零件尺寸零件形状数控装置伺服系统速度反馈位置反馈机床单位运动返回​计算机的出现为数控技术的出现与发展奠定了基础第一代数控：1952~1959年，以MIT研制的三坐标数控系统为标志，系统全部采用电子管元件，逻辑运算与控制采用硬件电路完成。称之为硬件数控系统（NumericalControl—NC）。第二代数控：1959~，晶体管元件和印刷电路板广泛应用于数控系统。成为第二代数控系统的标志。第三代数控：1965~，由于小规模集成电路的出现，使其体积变小、功耗降低，数控系统的可靠性得以进一步提高，从而推动了数控系统的发展。​第四代数控：1970~，随着微电子技术的发展，小型计算机逐渐取代数控系统中的专用计算机，使许多控制功能可以依靠编制专用程序来完成，而不必依靠硬件电路，实现软件控制，大大提高了数控系统控制的灵活性和数控设备的可靠性。1970年，美国芝加哥国际机床展览会上第一次展出了采用小型计算机控制的计算机数控（ComputerNumericalControl—CNC）装置和由计算机直接控制多台机床的直接数控（DirectNumericalControl—DNC）系统。​第五代数控：：1974~，中、大规模模集成电路技术术所取得的成成就，促使价价格低廉、体体积更小、集集成度更高、、工作可靠的的微处理器芯芯片问世，并并逐步应用于于数控系统，，进一步简化化了CNC系统的硬件结结构，降低了了CNC机床的成本，，由此产生了了以微处理器为CNC系统核心的第第五代数控系系统，即采用微型电子子计算机控制制的数控系统统（MicrocomputerNumericalControl——MNC）​新一代数控：：进入90年年代，数控系系统的发展以以高速度、高高精度、智能能化为显著特特点。大规模模和超大规模模集成电路的的进一步发展展，使微处理理器的性能不不断提高，软软件功能日益益增强，CNC系统随着外围围电路和接口口配置的不断断完善，以及及软件技术在在交互式人机机对话和图形形显示技术方方面所取得的的成就而得到到发展。基于于PC-NC的新一代数控控充分利用了了现有PC机的软硬件资资源，使得数数控系统集成成度高，可靠靠性好，升级级换代容易，，易于实现开开放式系统。。返回​一数控机机床定义由国际信息处处理联盟IFIP———InternationalFederationofInformationProcessing第五技术委员员会对数控机机床作如下定定义：数控机床是一一个装有程序控制系统统的机床，该系系统能够逻辑辑地处理具有有使用号码或或其它符号编编码指令规定定的程序。数控系统：采用数控技术的控制系统。。​数控技术———数字控制（（NumericalControl）技术（NC技术）：用数数字化信息（（数字量及字字符）发出指指令并实现自自动控制的技技术。数控（NC）——硬件数控：数数控设备的数数控功能是用用专用计算机机的硬件结构构来实现的。。计算机数控（（CNC）———软件数控（ComputerNumericalControl）：在硬件数控的的基础上发展展起来的，以以小型通用计计算机或微型型计算机的系系统控制程序序来实现部分分或全部数控控功能。若改改变相应的控控制程序，即即可改变其控控制功能，而而无需改变其其硬件电路。。因此CNC系统具有更大大的通用性和和灵活性，即即具有很好的的“柔性”。。​机床数控技术数控系统外围技术机床基础件配套件工作台床身立柱导轨刀架刀库丝杠位置反馈系统数控装置驱动系统管理技术工具系统编程技术软件硬件ROMPLCCPURAM顺序程序控制软件电动机伺服系统I/O接口功率放大器PWMSCR交流电动机步进电动机直流电动机激光光栅光电编码器磁栅感应同步器测带发电机旋转变压器刀杆刀片编程系统编程机二机床床数控技术图图示​根据加工零件件的图纸与工工艺方案，用用规定的代码码和程序格式式编写程序单。2)通过输输入装置将程程序代码逐段段输入到数控装置。。3)数控装装置将代码进进行译码，寄存和运算之后，向机床床伺服机构发出讯号，以驱动机床的各个运运动部件，并并控制其它必必要的辅助操作，如变速、开开关冷却液、、松夹工件及及刀具转位等等，最后加工工出合格的零零件。三数数控机床加工工零件的几个个步骤​四数数控机床通常常由四部分组组成图示的机床组组成方式为——开环系统程序载体数控装置伺服系统机床部分测量装置检测反馈加上测量装装置后机床床组成方式式为——闭环系统可以将机床床所得到的的检测结果果再反馈到到数控装置置中去。​程序载体输入装置数控装置伺服驱动系统强电控制装置检测装置机床（主运动、、进给运动、、辅助操作））五数数控机床床的基本组组成如下图图所示继续​程序载体对数控机床床进行控制制必须在人人与机床之之间建立某某种联系，，这种联系系的中间媒媒介物即———程序载体（又称控制制介质）。。常用的控制制介质有：：穿孔带、、穿孔卡、、磁带、磁磁盘等。返回​输入装置输入装置的的作用就是是将程序载载体上的数控代码信信息转换为相应应的电脉冲冲信号传送送至数控装装置的内存存储器。数控代码信信息——零零件加工程程序、控制制参数、补补偿数据​光电阅读机机——穿孔孔带。磁带机———磁带。软盘驱动器器——磁盘盘。MDI（ManpowerDataInput）方式——人人工数据输输入。直接通讯方方式——由由计算机直直接传送给给数控装置置。DNC系统接口输输入——分分布式数字字控制系统统接口输入入（DistributedNumericalControl）。返回​强电控制装装置主要功能是是接受数控控装置所控控制的内置置式可编程程控制器（（PLC）输出的主轴轴变速、换换向、启动动或停止，，刀具的选选择和更换换，分度工工作台的转转位和锁紧紧，工件的的夹紧或松松开，切削削液的开或或关等辅助助操作的信信号，经功功率放大直直接驱动相相应的执行行元件，诸诸如接触器器、电磁阀阀等，从而而实现数控控机床在加加工过程中中的全部自自动操作。。返回​伺服系统伺服系统（（ServoSystem））接受来自数数控装置的的指令信息息（脉冲信信号），严严格按照指指令信息的的要求带动动机床的移移动部件，，以加工出出符合图纸纸要求的零零件。伺服系统包包括:驱动动装置、执执行部件两两大系统。。由于伺服控控制系统是是数控机床床的最后控控制环节，，因此它的的伺服精度度和动态响响应特性将将直接影响响数控机床床的生产率率、加工精精度和表面面加工质量量。​功率步进电电动机（SteppingMotor）直流伺服电电动机（带有感应应同步器、、编码器等等位置检测测元件）。。采用晶体管脉冲冲宽度调制制（PWM—PulseWidthModulation）和晶闸管（SCR—SemiconductorControlRectifier）调速系统。。交流伺服电电动机（带有感应应同步器、、编码器等等位置检测测元件）。。采用正弦波波PWM变频调速（（SPWM——SinePWM）和矢量控制制调速（VectorControl）常用伺服驱驱动部件有有:返回​机床与传统的机机床相比，，数控机床床的外部造造型、整体体布局，传传动系统、、支撑系统统、排屑系系统与刀具具系统的部部件结构以以及操作机机构等方面面都已发生生了很大的的变化。通常对数控控机床设计计在机床的的精度、静刚度、动刚度和热刚度等方面提出出了更高的的要求，而而传动链则则要求尽可可能简单。。目的是为了了满足数控控技术的要要求和充分分发挥数控控机床的特特点。​（1）由于于采用高性性能的主轴轴和伺服系系统，使得得数控机床床的机械传传动结构得得到了简化化，传动链链较短。（2））具有有较高高的动动态刚刚度、、阻尼尼精度度，耐耐磨性性好，，热变变形较较小。。（3））更多多地采采用高高效传传动部部件，，如滚滚珠丝丝杠副副，滚滚动导导轨。。与普通通机床床的不不同点点：返回​六数数控控机床床的分分类1、按按工艺艺用途途分类类普通数数控机机床：：车、铣铣、钻钻、镗镗、磨磨等。。其工工艺性性能与与通用用机床床相似似，但但能自自动加加工复复杂形形状零零件。。在普通通数控控机床床上加加装一一个刀刀库和和自动动换刀刀装置置，能能连续续进行行车、、铣、、镗、、钻、、铰及及攻丝丝等多多工序序加工工。加工中中心机机床：：​有些复复杂形形状零零件需需要三三个坐坐标以以上的的合成成运动动才能能加工工。常常用的的有四四个、、五个个、六六个坐坐标的的数控控机床床。多坐标标数控控机床床：数控线线切割割机床床、数数控电电火花花加工工机床床、数数控激激光切切割机机床。。数控特特种加加工机机床：：​16大大类数数控机机床：：数控车车床（（含有有铣削削功能能的车车削中中心））数控铣铣床（（含铣铣削中中心））数控镗镗床以铣镗镗削为为主的的加工工中心心数控磨磨床（（含磨磨削中中心））数控钻钻床（（含钻钻削中中心））数控拉拉床数控刨刨床​数控切切割机机床数控齿齿轮加加工机机床柔性制制造单单元（FMC———FlexibleManufacturingCell））柔性制制造系系统（FMS———FlexibleManufacturingSystem））数控电电加工工机床床（含含电加加工中中心））数控板板材成成形加加工机机床数控管管料成成形加加工机机床其它数数控机机床​2、按按运动动方式式分类类点位控控制：：特点是是机床床移动动部件件只能能实现现一个个位置置到另另一个个位置置的精精确移移动，，在移移动和和定位位过程程中不不进行行任何何加工工，机机床移移动部部件的的运动动路线线并不不影响响加工工的孔孔距精精度。。最典型型的点点位控控制数数控机机床有有数控控钻床床、数数控坐坐标镗镗床、、数控控点焊焊机和和数控控弯管管机。。​特点是是能够够对两两个或或两个个以上上的坐坐标轴轴同时时进行行控制制，它它不仅仅能控控制机机床移移动部部件的的起点点和终终点坐坐标，，而且且要控控制整整个加加工过过程每每一点点的速速度与与位移移量。。点位直直线控控制系系统：：由于只只能作作简单单的直直线运运动，，因此此不能能实现现任意意的轮轮廓轨轨迹加加工。。​轮廓控控制（（连续续控制制）：：特点是是能够够对两两个或或两个个以上上的坐坐标同同时进进行控控制，，它不不仅能能控制制机床床移动动部件件的起起点与与终点点坐标标，而而且要要控制制整个个加工工过程程每一一点的的速度度和位位移量量，即即要控控制移移动轨轨迹，，将工工件加加工成成一定定的轮轮廓形形状。。轮廓控控制需需要在在加工工过程程中不不断进进行多多坐标标轴之之间的的插补补运算算，实实现相相应的的速度度和位位移控控制。。轮廓控控制包包含了了点位位和点点位直直线控控制。。​3、按按控制制方式式分类类开环控控制系系统：：不带反反馈装装置，，CNC系统发发出的的指令令脉冲冲信号号是单单方向向的，，机床床没有有检测测反馈馈装置置，其其加工工精度度取决决于伺伺服系系统的的性能能。步进电电机驱动电电路功率步步进电动机机机械传动链链机床运运动部件输入脉冲​闭环控控制系系统：：位置环环：机床最最终运运动部部件位位置上上直接接装有有直线线或回回转式式检测测装置置，测得实实际位位移值值后反馈回回来与与指令令值进进行比比较，，所得得差值值再经经数/模（（D/A）变换、、放大大，对对伺服服电机机进行行控制制，使使驱动动机构构按规规定移移动，，直到到其差差值趋趋于0为止止。速度环环：处于于位置置环内内，其其目的的是减减少因因负载载等因因素而而引起起进给给速度度的波波动，，改善善位置置环的的控制制品质质。继续​闭环控控制将将机械械传动动链的的全部部环节节都包包括在在闭环环之内内，因因而从从理论论讲，，闭环环控制制的运运动精精度主主要取取决于于检测测装置置的精精度，，而与与机械械传动动链的的误差差无关关。比较器器前置及及功率率放大电电路机械传动链链机床运运动部件直流或或交流流伺服电电机位置检测装装置速度检测装装置输入脉冲返回​控制方方式与与闭环环系统统相同同，区区别是是：检检测装装置位位于伺伺服电电机轴轴或丝丝杠端端头，，检测测角位位移。。由于半半闭环环控制制将运运动部部件的的机械械传动动链不不包括括在闭闭环之之内，，机械械传动动链的的误差差无法法得到到校正正和消消除。。半闭环环控制制系统统：比较器器前置及及功率率放大电电路机械传动链链机床运运动部件直流或或交流流伺服电电机脉冲编编码器器输入脉冲​开环补补偿型型控制制系统统：基本控控制为为开环环控制制系统统，再再附加加一个个补偿偿（校校正））伺服服电路路。这这样既既保留留了开开环控控制的的优点点，又又能较较好地地解决决步进进电机机丢步步和过过冲问问题，，补偿偿了机机械传传动系系统的的误差差，使使开环环控制制的控控制精精度得得以提提高。。半闭环环补偿偿型控控制系系统：基本控控制为为半闭闭环系系统，，再用用装于于工作作台上上的直直线位位移检检测装装置实实现全全闭环环，用用半闭闭环和和全闭闭环的的差值值进行行控制制，因因而既既可以以快速速获得得稳定定的控控制特特性，，又可可以获获得高高精度度。混合控控制系系统：继续​混合电路驱动电路机械传动链链机床运运动部件步进电机D/A脉冲源源指令进进给脉脉冲测量装置校正脉脉冲系统误误差比较单单元开环补补偿型型控制制系统统框图图返回​混合控制速度调节机械传动链链机床运运动部件伺服放大角度检测装装置速度检测装装置指令位位置伺服电机直线检测装装置半闭环环补偿偿型控控制系系统框框图返回​4、按按数控控系统统的档档次分分类功能低档中档高档分辨率（mm）1010.1进给速度（m/min）8～1515～2415～100伺服控制类型开环、步进电动机半闭环或闭环的直流或交流伺服系统联动轴数（轴）2～32～43～5以上通讯功能一般无RS-232、DNCRS-232、DNC、MAP显示功能LED或简单的CRT较齐全的CRT显示还有三维图形显示内装PLC无有有强功能的PLC主CPU8位、16位32位或64位的多CPU​七数数控控机床床的精精度数控机机床的的精度度主要要是指指加工精精度定位精精度重复定定位精精度由于数数控机机床是是以数数字的的形式式给出出相应应的脉冲指指令进行加加工，，数控控机床床的脉冲当当量与精度度有关关。按不同同精度度等级级的数数控机机床的的要求求，脉冲当当量通常为为0.01-0.0005mm/脉冲。。​一般中中小型型数控控机床床（非非精密密型））的加工精精度值值约为为脉冲冲当量量的10倍倍，因此此数控控机床床的加加工精精度通通常为为0.1-0.005mm。。一般情情况下下定位精精度通通常是是加工工精度度的1/2－1/3，因此此数控控机床床的定定位精精度通通常为为0.05-0.0025mm。。而重复定定位精精度通通常是是定位位精度度的1/2-1/3，因此此数控控机床床的重重复定定位精精度通通常为为0.025-0.001mm。返回​数控机床床涉及的的基本技技术数控机床床是综合合了当今今世界上上许多领领域最新新的技术术成果。。主要包括括：精密机械械、计算机及及信息处处理、自动控制制及伺服服驱动、精密检测测及传感感和网络通讯讯等技术。。其核心是是由微电电子技术术向精密密机械技技术渗透透所形成成的机电电一体化化技术。。返回​精密机械械技术精密机械械技术是是数控机机床的基基础，它它包括精精密机械械设计和和精密机机械加工工两大方方面。对一一台台数数控控机机床床而而言言，，机机械械结结构构和和传传动动占占了了很很大大的的比比例例，，因因此此不不断断发发展展各各种种新新的的设设计计计计算算方方法法和和新新型型结结构构，，采采用用新新型型材材料料和和新新工工艺艺，，以以使使新新一一代代数数控控机机床床的的主主机机具具有有高高精精度度、、高高速速度度、、高高可可靠靠性性、、体体积积小小、、质质量量小小、、维维修修方方便便和和价价格格低低廉廉的的机机械械机机构构。。返回回​计算算机机及及信信息息处处理理技技术术通常常计算算机机技技术术包括括计计算算机机软件件和计计算算机机硬件件技术术、、数据据库库技术术，，以以及及网络络通通信信技术术。。而信息息处处理理技技术术包括括信信息息的的存取取、运算算、判断断、决策策和交换换，计计算算机机作作为为信信息息处处理理的的工工具具，，两两者者之之间间就就自自然然地地具具有有极极为为密密切切的的关关系系。。数控控系系统统中中计计算算机机指指挥挥和和管管理理整整个个系系统统的的有有序序运运行行，，信信息息处处理理的的高高速速、、及及时时和和正正确确将将直直接接影影响响系系统统的的工工作作质质量量和和效效率率。。目前前的的数数控控系系统统还还引引入入了了人人工工智智能能、、专专家家系系统统、、模模糊糊控控制制、、人人工工神神经经网网络络和和仿仿真真技技术术等等。。返回回​自动动控控制制理理论论和和伺伺服服驱驱动动技技术术自动动控控制制理理论论和和伺伺服服驱驱动动技技术术对对数数控控机机床床的的功功能能、、动动态态特特性性和和控控制制品品质质具具有有重重要要影影响响：：在对对一一个个具具体体的的控控制制装装置置或或系系统统的的设设计计、、仿仿真真和和现现场场调调试试中中，，自自动动控控制制理理论论具具有有重重要要的的理理论论指指导导作作用用。。在伺伺服服速速度度环环控控制制中中采采用用前前馈馈控控制制，，使使传传统统的的位位置置环环偏偏差差控控制制的的跟跟踪踪滞滞后后现现象象得得到到很很大大改改善善，，并并增增加加了了系系统统的的稳稳定定性性和和伺伺服服精精度度。。​为了适应不不同类型数数控机床复复杂的控制制算法，伺伺服系统的的位置环和和速度环都都采用软件件控制。目前交流伺伺服电动机机驱动已经经逐步取代代了其它的的伺服驱动动，与之配配套的是电电力电子技技术，提供供了瞬时输输出很大的的峰值电流流和完善的的保护功能能。返回​精密检测和和传感技术术精密检测和和传感技术术是闭环和和半闭环控控制系统中中的关键技技术，检测测和传感装装置则是实实现自动控控制的关键键环节之一一。精密检测和和传感的精精度与功能能直接影响响自动控制制的品质，，在精度补补偿方面发发挥重要作作用。精密检测的的关键器件件是传感器，数控系统统要求传感感器能够快快速、精确确地获取信信息，并能能在各种各各样的工作作环境下可可靠运行。。与计算机技技术的发展展相比，传传感与检测测技术的发发展相对滞滞后。返回返回​网络和通信信技术随着计算机机网络技术术在通信领领域的广泛泛应用，正正在对数控控机床和以以数控机床床为基础的的柔性制造造单元（FMC）、、柔性制造系系统（FMS）乃至计算机机集成制造造系统（CIMS））产生重大而而深远的影影响。通过网络仿仿真使零件件从概念到到在数控机机床上完成成加工的全全部过程已已经实现。。计算机网络络和通信技技术可以充充分实现信信息资源共共享。通过电子邮邮件等方式式进行无纸纸化的远程程管理和监监控，可以以方便地进进行产品的的异地加工工、装配和和调试。返回​数控技术的的发展已有有5O年历史，它它是在多种种技术交叉叉的基础上上发展起来来的。这里里主要介绍绍十种关键键技术的发发展历程。。1.电子元元件技术的的发展1947年年美国贝尔尔实验室诞诞生了晶体体管，1958年美美国德克萨萨斯仪器公公司发明了了集成电路路，从此微微电子技术术突飞猛进进。微处理理器性能(按芯片上上的晶体管管数量定义义)每18个月翻一一番；不断断缩小特征征尺寸，以以增加芯片片上晶体管管的数量，，从而也提提高了电路路的处理速速度。60年代每块块晶片(10cm2)有1O个晶体管，，70年代代后每10年增加10OO倍。集成电电路发明后后40年晶晶体管的尺尺寸降低了了100万万倍。​日本FANUC公司1956年年：采用电电子管开始始搞NC。1959年：采用锗锗晶体管组组成NC。1963年：采用硅硅晶体管研研制出FS22、、FS24O等。1969年年：采用中中小规模IC更新了FSS22O、FS240等。70年代：：采用大规规模IC推出了一系系列CNC系统。1996年：采用最最新专用芯芯片352Pin的微电子工工艺BGA(BallGridArray)封装及采用用MCM(MultiChipModule)工艺生产的的微处理器器推出小型型化高性能能的i系列数控系系统。大小小只有原有有系统的1/4,大大大减少了了占有的空空间，提高高了系统的的可靠性，，也提高了了性能。​2.软件的的应用采用存贮器器存贮加工工零件程序序可代替穿穿孔纸带程程序进行加加工，这种种程序容易易显示、检检查、修改改和编辑。。另外，采采用软件控控制大大增增加了系统统的柔性，，降低系统统的制造成成本。目前NC系统的软件件还外延到到CAD/CAM。通过CAD/CAM生成的软件件直接送到到CNC系统控制机机床的运动动。数控系统软软件完成管管理和控制制两种工作作。管理工作：：输入、I/O处理、通信信、显示和和诊断等。。控制工作：：译码、刀刀具补偿、、速度处理理、插补、、位置控制制等。​3.数控标标准的引入入NC技术的发展展，形成了了多个国际际通用的标标准：ISO（国际标准化化组织标准准）IEC（国际电工委委员会标准准）EIA（美国电子工工业协会标标准）NC技术的发展展也要求NC标准不断更更新。随着着新技术的的发展，新新的标准也也不断出现现。​八十年代ISO对于DNC定义为"directnumericalcontrol(直接数控)。其概念念为："此此系统使一一群数控机机床与公用用零件程序序或加工程程序行贮器器发生联系系。一旦提提出请求，，它立即把把数据分配配给有关机机床"。九十年代ISO对于DNC定义为"distributednumericalcontrol(分布式数控控)"。这这样，其概概念也发生生了本质的的变化，具具意义为"在生产管管理计算机机和多个数数控系统之之问分配数数据的分组组系统"。。​最近，ISO基于用户的的需要和未未来信息技技术的预测测，又在酝酝酿推出新新标准“CNC控制器的数数据结构””。它把AMT(先进制造技技术)的内内容集中在在两个主要要的级别和和它们间的的连接；第一级是CAM，为车间和它它的生产机机械。第二级是上上一级，为为数据生成成系统，由由CAD、CAPP、、CAE和NC编程系统及及相关的数数据库组成成。​4.伺服技技术的发展展伺服装置是是数控系统统的重要组组成部分。。伺服技术术的发展建建立在控制制理论、驱驱动系统及及电力电子子技术的基基础上。50年代初初，世界第第一台数控控机床的进进给驱动采采用液压驱驱动。当时时很多NC系统的进给给伺服为液液压系统。。七十年代，，开环的系系统逐渐由由闭环的系系统取代；；液压的伺伺服系统逐逐渐由电气气伺服系统统取代。​5.自动编编程的采用用美国空军设设计了一种种专门用于于机械零件件数控加工工的自动编编程语言APT（AutomaticallyProgrammedTools），APT语言用专用用语句书写写源程序，，将其输入入计算机，，由APT处理程序经经过编辑和和运算，输输出刀具中中心轨迹，，然后再经经过后置处处理，把通通用的刀位位数据转换换成数控机机床所要求求NC程序段格式式。从70年代代开始出现现的图像数数控编程技技术有效地地解决了几几何造型、、零件几何何形状的显显示、交互互设计、修修改及刀具具轨迹生成成、走刀过过程的仿真真显示、验验证等，从从而推动了了CAD和CAM向一体化方方向发展。。图像数控控编程系统统实质上就就是一个集集成化的CAD/CAM系统。​6.DNC概念的引入入及发展DNC概念从“直直接数控””到“分布布式数控””其本质也也发生了变变化。“分分布式数控控”表明可可用一台计计算机控制制多台数控控机床。这这样，机械械加工从单单机自动化化的模式可可扩展到柔柔性生产线线及计算机机集成制造造系统。在CNC系统增加DNC接口，形成成制造通信信网络。可可以实现：：(1)对零零件程序的的上传或下下传；(2)读、、写CNC的数据；(3)PLC数据的传送送；(4)存贮贮器操作控控制；(5)系统统状态采集集和远程控控制等。DNC技术使CNC与通信网络络联系在一一起，使用用户与NC生产厂直接接通信，大大大提高服服务质量和和效率。​7.可编程程控制器的的采用在7O年代以前，，NC控制器与机机床强电顺顺序控制主主要靠继电器进行。1969年年美国DEC公司研制出出世界第一一台可编程程序控制器器PLC（ProgrammableLogicController）。1987年IEC把它定义为：“可编编程序控制制器是一种种数字运算算电子系统统，专为在在工业环境境下运用而而设计。它它采用可可编程序的的存贮器，，用于存贮贮执行逻辑辑运算、顺顺序控制、、定时、计计数、和算算术运算等等特定功能能的用户指指令，并通通过数字式式或模拟式式的输入和和输出，控控制各类机机械或生产产过程。可可编程序控控制器及其其辅助设备备都应按易易于构成一一个工业控控制系统，，且它们所所具有的全全部功能易易于应用的的原则设计计”。​8.传感感器技术术的发展展闭环系统统的控制制精度主主要取决决于传感感器，特特别是位位置和速速度传感感器；世世界上第第一台数数控铣床床的位置置测量元元件采用用旋转变变压器，，系统的的脉冲当当量为O.0125mm；传感器由由光学、、精密机机械、电电子部件件组成，，一般分分辨率为为0.01mm-0.001mm，测量精度度为±0.002mm-0.02mm/m。随着对机机床精度度要求的的不断提提高、也也对传感感器的分分辨率和和精度提提出更高高的要求求。于是是出现了了具有““细分””电路高高分辨率率的传感感器，可可以构成成高精度度NC系统，这这就为超超精控制制及加工工创造了了条件。。除此此以外，，少数高高精度机机床也应应用了激激光传感感器。​9.开放放技术的的产生1987年美国国空军在在里根政政府支持持下，发发表了著著名的““NGC(下一代控控制器)”的计计划，首首先提出出了开放放体系结结构的控控制器概概念。这这个计划划的重要要内容之之一便是是提出了了“开放放系统体体系结构构标准规规格(SOSAS)””。自199O年开始，，在美国国海军支支持下，，国家标标准技术术研究院院提出了了“EMC(增强型机机床控制制器)””由通用、、福特和和克莱斯斯勒三大大汽车公公司提出出了“OMAC(开放模块块体系结结构控制制器)””，它相相似于欧欧洲的““OSACA(对于自动动化系统统的开放放体系结结构)””，等等等。NGC计划的目目的是建建立一个个体系模模型，并并定义模模型中各各模块的的控制功功能和接接口，确确定它们们的内部部关系规规则。​NGC的特征是是：(1)是是否基基于工业业标准硬硬件平台台和总线线结构?(2)对对于运运动控制制软件是是否采用用工业标标准的开开放操作作系统?(3)能能否采采用流行行的硬件件和软件件与工厂厂网络相相联结?(4)能能否运运转流行行的软件件而不降降低机床床的性能能?(5)能能否安安装从不不同的商商家得到到的流行行硬件?(6)设设计或或第三方方开发者者能否应应用标准准工具和和文件格格式、编编程接口口建立用用户实时时的应用用?(7)能能否访访问和修修改所有有级别的的控制软软件?(8)控控制商商家能否否提供文文件格式式的开发发工具，，允许访访问系统统的所有有级别?(9)对对与I/O的接口，，是否控控制器使使用标准准的现场场总线?(10)是否否可以把把控制器器与不同同厂家的的伺服装装置相接接口?(11)控制制器是否否可以与与多用户户广控制制的网络络相连接接?(12)所有有的编程程是不是是采用标标准的流流行的编编程工具具?​10.制制造技术术的发展展CNC机床的发发展建立立在NC技术、机械构造造技术和制造技术术的基础上上。这三三种技术术的进步步和发展展也互相相推动。。NC本身的发发展也是是建立在在机械发发展的基基础上，，(1)机机械加加工速度度和精度度的提高高，要求求NC系统的功功能不断断扩大、、改进，，完善。。(2)机机械结结构简化化与改进进及新加加工功能能的完善善，要求求NC的软件功功能越来来越复杂杂、元部部件性能能越来越越高。(3)机机械加加工的连连续运行行，连续续、协调调，要求求NC系统可靠靠性不断断提高。。加工和和系统信信息不但但可以控控制、管管理而且且可以通通过网