数控机床智能化范文
时间：2023-12-21 17:12:23
数控机床智能化篇1
关键词：数控机床；新技术；趋势
0 引言
在世界经济一体化进程加快的影响下，各个国家间呈现出越来越激烈的竞争，并且这为企业的良好发展提供了契机，尤其是制造行业应当把握住机会实现更好的发展。应用数控机床技术促进了制造行业的发展，数控机床技术的特点是质量高、生产效率高，因此能够为企业带来理想的经济效益。
1 数控机床的组成部分和特点
通常而言，数控机床的组成部分是：（1）主机，其属于数控机床的主体，数控机床的机械部件是主轴、立柱、机床身等，其作用是为了对机械部件进行切削加工；（2）数控设备，其属于数控机床的核心部分，主要有软件和硬件（纸带阅读机、键盒、CRT显示器、印刷电路板），用以将数字化零件程序输入，且存储输入信息、插补运算、变换数据，以及进行一系列的控制；（3）驱动设备，其属于数控机床执行的驱动部分，主要有进给电机、主轴电机、进给单元，以及驱动单元组成。基于数控设备的控制，借助电液伺服系统或电气完成进给与主轴驱动。在几个进给联动的情况下，能够加工空间曲线、平面曲线、直线，定位；（4）辅助设备，其指的是数控机床的一部分配件，确保数控机床的监测、照明、、排屑、冷却等，这主要有监控检测设备、刀具设备、数控分度头、数控转台、交换工作台、排屑设备、气动设备，液压设备等等；（5）编程和其它的一些附属装置，其主要作用是存储和编制零件程序。
在数控单元当中包括数控机床的监控与操作部分，其属于数控机床的核心。相比较于普通的机床，数控机床的特点是：（1）生产效率高（通常是普通机床的几倍）、机床的刚性大，精度高；（2）加工精度高、加工质量稳定；（3）机床的自动化能力强、能够使工人的劳动强度减轻；（4）能够实施多坐标联动，可以对复杂形状的零件进行加工；（5）在改变加工零件的情况下，通常仅仅要求对数控程序进行改变，如此能够使生产准备的时间减少；（6）需要操作工作者和维修工作者都具备较高的素质。
2 数控机床新技术的特性
（1）在数控机床中应用新型智能化的机器人。在最初的阶段，智能机器人的工作主要是装卸搬运，在日益进步的科学技术影响下，新型的智能机器人业已具备视觉与触觉的功能，可以凭借感官完成一些人工方面的事项。应用一些智能机器人不但使大量的物力和人力节省，而且也使大量的费用减少。
（2）复合加工技术的应用。复合加工业已由初期的钻、车等加工步骤向加工齿面、削磨内外圆，以及表面助理转变。
（3）直驱技术的应用。功率和扭矩较大的直线点击重点用在重载机床与高速机床，这不但使高定位精度和快速度实现，而且力矩电机会代替普通的机械传动。在国际机械制造领域当中，业已出现相似的成功例子，接下来的发展就是推广与普及。
（4）应用绿色机床技术。学术界很长一段时间以来探究的重点就是绿色机床。在注重数控机床高精度和高速度的过程中也应当重视它的环保性。机床的环保会对人们的健康产生直接性的影响，怎样节能减排以及确保工作者身体健康以及提高工作效率，这是绿色机床的根本所在。
3 数控机床技术的发展趋势
（1）高精度。各个工业大国都十分注重提升数控机床的加工精度，通常来讲，数控机床的加工精度涵盖数控机床生产的几何精度和数控机床应用的加工精度。在提高数控机床稳定性以及应用补偿技术和辅助策略的基础上能够大大地提高数控机床的精度。
（2）高稳定性。针对数控系统和数控机床的制造商来讲，其非常重视的一个问题是数控机床的稳定性，如果一台数控机床的稳定性能非常高，就会使数控机床的事故率大大地降低，这不但有利于制造工作的顺利进行，而且有利于生产效率的大大提升。为此，衡量数控机床质量的一个关键性指标是数控机床的稳定性。
（3）高效性。具体来讲，高效性是指大大地提高数控机床的运行速度，这一是能够确保产品的质量，实现运行效率的提升，二是能够使投入的费用降低，在生产的过程中普遍性地应用零件的高速加工。
（4）智能化。针对各种领域的生产过程而言，一致的理想是智能化。应用一种模拟网络化监控与数字化网络技术，凭借电子计算机编制本来人工操作的运行程序为一种既定的模式，且以机器控制代替人力控制的方法就是智能化加工。通常而言，应用智能化重点包括智能维修、智能分析，以及智能监控。
（5）网络化。网络化数控机床的网络化又称“e-制造”，是把数控系统通过网络连接和网络控制，在计算机上操作使用，虚拟设计、虚拟制造等高端技术也越来越多地为工程技术人员所追求。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代机床发展的重要趋势。
4 结论
总之，数控加工技术对于制造业的重要性不言而喻， 其对一国经济、国防、综合实力和国际地位的推动作用是十分突出的。针对制造领域的重要性来讲，数控加工技术举足轻重。其有利于国家综合实力、国防经济，以及国际地位的提升，当前形势下，一个非常显著的问题是我国的制造领域的发展不够先进，依旧滞后于西方发达国家，这就要求进一步地探究数控加工这种机械制造技术。在对新型技术引进的过程中也应当不断地创新，进而不再依赖于发达国家的数控技术，自主研发有着国际先进能力的数控机床技术，从而使我国逐步地转变成为世界性的制造业强国。
参考文献：
[1]中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼[J].世界制造技术与装备市场，2001（03）.
[2]杨建武.国内外数控技术的发展现状与趋势[J].制造技术与机床，2008（12）.
[3]王君，丁飞彪.浅谈绿色机械加工技术的应用与发展[J].科技与企业，2013（04）.
[4]陆大玮，楼上游.数控机床开放性的分析与研究[J].机械工业标准与质量，2008（11）.
[5]刘飞，王秋莲.机械制造系统能效评价的特点、研究现状及发展趋势[J].中国机械工程，2013，24（11）.
数控机床智能化篇2
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行探讨开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子electron、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的运用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境(environment)以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境(environment)下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。
2.数控机床发展趋势
2.1性能发展方向
2.1.1高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
2.1.2柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
2.1.3工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。
2.1.4实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境(environment)，其运用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的探讨和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理(manage)及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
2.2功能发展方向
2.2.1用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机(computer)软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
2.2.2科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境(environment)技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理(manage)数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
2.2.3插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
2.2.4内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
2.2.5多媒体技术应用多媒体技术集计算机(computer)、声像和通信（communicate）技术于一体，使计算机(computer)具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3体系结构的发展
2.3.1集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可*性。
2.3.2模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
2.3.3网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
3.存在的问题及相关解决方法深度思考
3.1不断加强技术创新是提高国产数控机床水平的关键国产数控机床缺乏核心技术，从高性能数控系统到关键功能部件基本都依赖进口，即使近几年有些国内制造商艰难地创出了自己的品牌，但其产品的功能、性能的可*性仍然与国外产品有一定差距。近几年国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重组以及国外采购等获得了一些先进数控技术，但缺乏对机床结构与精度、可*性、人性化设计等基础性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，国产数控机床的技术水平、性能和质量与国外还有较大差距，同样难以得到大多数用户的认可。
3.2制造水平与管理手段依然落后一些国产数控机床制造商不够重视整体工艺与制造水平的提高，加工手段基本以普通机床与低效刀具为主，装配调试完全*手工，加工质量在生产进度的紧逼下不能得到稳定与提高。另外很多国产数控机床制造商的生产管理依然沿用原始的手工台账管理方式，工艺水平和管理效率低下使得企业无法形成足够生产规模。如国外机床制造商能做到每周装调出产品，而国内的生产周期过长且很难控制。因此我们在引进技术的同时应注意加强自身工艺技术改造和管理水平的提升。
3.3服务水平与能力欠缺也是影响国产数控机床占有率的一个重要因素由于数控机床产业发展迅速，一部分企业不顾长远利益，对提高自身的综合服务水平不够重视，甚至对服务缺乏真正的理解，只注重推销而不注重售前与售后服务。有些企业派出的人员对生产的数控机床缺乏足够了解，不会使用或使用不好数控机床，更不能指导用户使用好机床;有的对先进高效刀具缺乏基本了解，不能提供较好的工艺解决方案，用户自然对制造商缺乏信心。制造商的服务应从研究用户的加工产品、工艺、生产类型、质量要求入手，帮助用户进行设备选型，推荐先进工艺与工辅具，配备专业的培训人员和良好的培训环境，帮助用户发挥机床的最大效益、加工出高质量的最终产品，这样才能逐步得到用户的认同，提高国产数控机床的市场占有率。
3.4加大数控专业人才的培养力度从我国数控机床的发展形式来看需要三种层次的数控技术人才：第一种是熟悉数控机床的操作及加工工艺、懂得简单的机床维护、能够进行手工或自动编程的车间技术操作人员;第二种是熟悉数控机床机械结构及数控系统软硬件知识的中级人才，要掌握复杂模具的设计和制造知识，能够熟练应用UG、PRO/E等CAD/CAM软件，同时有扎实的专业理论知识、较高的英语水平并积累了大量的实践经验;第三种是精通数控机床结构设计以及数控系统电气设计、能够进行数控机床产品开发及技术创新的数控技术高级人才。我国应根据需要有目标的加大人才培养力度，为我国的数控机床产业提供强大的技术人才支撑
参考文献
（1）王爱玲教授主编的系列教材《现代数控技术系列》（六本）(①《现代数控原理及系统》②《现代数控机床伺服及检测技术》③《现代数控编程技术及应用》④《现代数控机床故障诊断及维修》、⑤《现代数控机床操作技术教程》⑥《现代数控机床》)，2002年1月国防工业出版社出版以来，2004年已3次印刷，2005年1月再版。
（2）李郝林主编：《机床数控技术》，机械工业出版社出版，2002年9月第1版；
（3）宋本基主编：《数控机床》，哈尔滨工程大学出版，1999年3月第1版；
（4）王永章等主编：《数控技术》，高等教育出版社，2003年4月第2次印刷；
（5）朱晓春主编.数控技术[M].机械工业出版社，2006年9月；
（6）冯志刚主编.数控宏程序编程方法、技巧与实例[M].机械工业出版社，2007年7月。
摘要
随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文从理性客观的从分析数控机床性能发展方向、功能发展方向、体系结构的发展三方面，针对性的提出我国数控机床发展中存在的一些问题，并阐述相关解决方法以供研究。
数控机床智能化篇3
在2014年中国数控机床展览会上，沈阳机床集团（下称沈阳机床）i5系列智能机床的“全球首发”打破了中国机床产业智能制造的沉寂。
i5智能机床黑白相间的涂装，配备的大屏显示器，以及其与互联网络的连通使得这台“大国重器”颇具科幻色彩。
无论管理人员在办公室还是在度假的海滩，手持平板电脑，指尖轻轻滑动，就可以将一条条指令通过无线互联网络，传达给正在车间里忙碌的i5智能机床。
i5智能机床的智能控制不仅实现了机床的自身主动控制，同时互联网将机床与维修、客服联系在一起实现在线诊断、故障数据传输，以及在线故障排除。i5智能机床能够在不停机的情况下，排除故障和修改方案，从而降低设备停机给用户带来的巨大经济损失。
电影大师们曾经绞尽脑汁在科幻大片中展现的“指尖上的工厂”，在中国的工业装备中得以真正实现。中国机床工具工业协会专家表示，i5系列智能机床的问世，标志着中国工业在新的产业革命到来时实现了对世界对手的技术超越。
七年磨剑
机床行业素有“工业母机”之称，决定着一个国家装备制造行业的整体水平。然而，从上个世纪末，机床行业进入数控机床时代以来，中国机床一直缺少自己的数字控制系统，机床智能化更是无从谈起。
“我们要攻下这个山头，为机床研发‘中国芯’，这是使命。”沈阳机床董事长关锡友几乎将沈阳机床全部的身家押在技术攻关上。2007年10月，沈阳机床与同济大学联合成立沈阳机床研究院，并以每年亿元以上规模投入科技研发。
2011年10月，具有中国自主知识产权的数控系统“飞阳”系统终于研发成功。中国的高端机床终于有了自己的“大脑”。
然而庆祝的喜悦尚未散去，一个更加严酷的现实却摆在了沈阳机床面前。从2012年开始，随着中国经济进入深度调整，我国机床行业增速大幅下滑，行业主要企业的产销、利润均呈现负增长。
“当时可以用一片惨淡来形容。”《装备制造》杂志总编王玲玲告诉记者。高端机床制造业是一个赢者通吃的行业，中国工业仅仅是追赶还不够，必须占领智能制造这个新的产业制高点，才能使产业摆脱困境。
“留给沈阳机床乃至整个中国机床工业的时间并不充裕。”关锡友认为，“飞阳”系统研制成功之后，沈阳机床必须马不停蹄地在已有基础上进行智能系统攻关。
同时，沈阳机床还开始了人才引进和大胆的领军型人才计划。“互联网、智能制造是一个崭新的领域，只有年轻人才能更好地理解这一技术的真正含义，并具备天马行空的创新能力。”关锡友表示。在经过层层筛选后，不惜重金把李晓雷、贺鑫元、李佩谦三个平均年龄不足35岁的年轻人送到德国进行学习，随后分别成为新产品攻关的项目经理。
功夫不负苦心人。世界首套具有网络智能功能的i5数控系统2012年全球首发，2014年开始接受预定生产。i5数控系统的技术开发，不仅攻克了数字伺服驱动技术、实时数字总线技术等运动控制领域的核心底层技术，同时融汇了移动互联、大数据中心等时尚技术，使得特征编程、加工仿真、实时监控、智能诊断、远程控制等网络智能制造以及工厂分布式、分级式布局得以实现。
原来70分钟的数控机床加工准备时间被缩短到5分钟。管理人员凭借一部手机就可以在千里之外实现管理。
同时，2014年6月中国数控机床展览会上，沈阳机床还推出了BRIO3等3款基于互联网技术下的智能机床，其传统技术与现代互联网技术的完美融合受到专家和厂商的一致好评。
据初步测算，目前仅凭i5系列等智能机床每年的销量将达到4000至5000台/套，从而为沈阳机床带来10亿-15亿元的营业收入。
深度互联
现在，沈阳机床集团正从过去的行业“追赶者”，变为“领跑者”，但是这依然不是关锡友心中所设想的真正全球顶尖制造企业蓝图。
“也许有一天，我们不做机床了，变成工业咨询服务公司。就像苹果公司，手机的加工、生产都交给富士康了，自己只设计、研发。”这是关锡友曾经对于沈阳机床未来的畅想、猜测。纵观世界发达工业国家，其产业无不经历了从制造业向研发和服务的转型。
面对人类进入第三次工业革命时代这一大背景，关锡友意识到，传统的理念、方法已不能适应未来，而向现代工业服务商转型将成为必然。从这个角度讲，技术创新本身是基础，商业模式创新将是下一轮经济周期发展非常重要的手段。
2007年，沈阳机床提出了“国际化、世界级”的战略目标。为此，沈阳机床也进行了一系列战略部署，逐步从含金量较低的普通机床领域退出，把这块业务OEM出去，把重点放在智能化数控机床上。
2012年6月，我国首个企业金融管理中心在沈阳机床集团揭牌成立；2013年，沈阳机床开始积极申请金融租赁牌照，催生工业及金融的集成创新；2014年6月，沈阳机床推出金融租赁、置换升级两项增值服务。放款快、门槛低、收益高，实现“0负担”、“0首付”、“0利率”的“0元购机”， 帮助客户解决因为缺乏流动资金而难以扩大生产规模或者更新产品设备的瓶颈问题。
产融结合是现代制造业发展的趋势。打通制造业与金融服务业的壁垒，就意味着打通了制造业与整个经济体系的链接。一方面支撑产业的持续发展；另一方面利用自有的当代先进运动控制技术，开展针对机床存量市场的再制造。沈阳机床不仅仅将进行技术和产品上的转型升级，而且要转型成为制造服务企业。
9月19日，沈阳机床与海尔产业金融达成战略合作，首期10亿元投资将重点用于基于云制造平台的生产租赁。海尔产业金融总经理周剑振认为，沈阳机床工业互联网核心技术上的突破，为智能化、分布式、共享型的生产力租赁奠定了基础。
关锡友则表示，大规模生产模式行将结束，市场需求已经发生巨变。这种转型要求企业从过去以产品和制造为核心的资源配置转向以需求和客户为中心的资源配置。金融服务是企业资源配置的引导性力量，同样需要理解中国工业的趋势。
2011年沈阳机床的经营规模跃居世界机床行业首位；2012年其核心技术取得重大突破，诞生了世界首台具有网络智能功能的i5智能化数控系统。
数控机床智能化篇4
关键词：数控机床 现状 趋势
1、前言
进入21世纪，我国的经济逐渐走进了全球经济一体化的舞台，进入了一个崭新的时代。我国机床制造业社会工业化进程中大规模需要的发展机遇，同时也遭受到了来自国外制造业的强势竞争压力，加速技术的引进和自主研发是解决机床制造业快速腾飞的关键。随着计算机技术和现代微电子技术的发展，数控机床的应用范围还在不断的扩大，因此，其发展前景十分广阔。本文简要分析了数控机床的现状，并指出了未来的发展趋势。
2、我国数控机床发展现状
改革开放后，我国数控技术得到了发展机遇。在80年代初，我国先后从美国、德国等发达国家引进了一些数控系统和伺服技术，填补了我国在这方面的空白。然后陆续研发了那个时代的的数控系统，通过不断的完善，这些系统的可靠性得到了用户的肯定，总而结束了我国数控技术在这一阶段的瓶颈，这个时期的数控机床技术我国还是主要以借鉴国外先进技术为主，对一些知识进行消化吸收。在90年代，我国的数控机床技术已经有了质的飞跃。在这个阶段国家针对实际情况，先后安排了“柔性制造系统技术（FMS）开发研究”、“计算机集成制造系统（CIMS工程）的研究”等一系列重大的科研项目，大力推动我国数控技术的自主研发进程。这样我国数控机床的数控系统和伺服驱动系统，也由进口发展到了自主研发的阶段。目前我国已有数十家的研究所和企业可以从事各类数控系统的研发和生产。其中比较知名的有北京的KND系统、南京的华兴系统、成都的广泰系统等。
但是由于我国数控机床的技术水平和工业基础的起步比较晚，在一些领域的研究还是很存在差距。导致在数控机床的性能和可靠性方面与发达国家相比还是存在着距离。目前在推动数控机床发展的工业化和产业化的过程中，我国的数控行业还存在着很多的问题。如：缺乏核心技术、技术创新能力不足、缺乏有效的管理机制、在与国际企业竞争时缺乏实力等问题。
3、数控机床未来的发展趋势
3.1 高速化和高精度化
尽管很多年前就已经提出了数控机床的高速化和高精度发展的目标，但是在科学探索的路上是没有尽头的。而且目前对高精度、高速度的内涵和需求也在不断的变化。保障工作的效率和产品的质量是数控机床一直的追求。更高的速度和更精准的加工技术可以提高产品的质量和生产效率，缩短生产周期和提高企业在市场上的竞争力。
3.2 智能化
21世纪的数控技术的主要发展方向将一定是智能化。目前，智能化的理念已经渗透到了数控机床的各个部分。如加工过程的对工艺的自调节控制，工艺参数自动检测显示。还为了提高驱动方便的各种人性化设计，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等。在故障诊断方面也摆脱了原始的人工检修，已经有智能诊断、智能监控程序和感应装置，方便系统在出现问题时及时进行反馈和维护，减少了查找故障的时间，为数控产业的规模化发展提供了机会。
3.3驱动并联化
并联运动机床克服了传统机床串联机构移动部件质量大、系统刚度低、刀具只能沿固定导轨进给、作业自由度偏低、设备加工灵活性和机动性不够等固有缺陷，在机床主轴（一般为动平台）与机座（一般为静平台）之间采用多杆并联联接机构驱动，通过控制杆系中杆的长度使杆系支撑的平台获得相应自由度的运动，可实现多坐标联动数控加工、装配和测量多种功能，更能满足复杂特种零件的加工，具有现代机器人的模块化程度高、重量轻和速度快等优点。
3.4 网络化
现在国外已经开始尝试对数控机床联网技术的研究和试验。就是利用网络技术将各个机床进行连接，可以实现机床的统一管理和在线监测功能，同时也方便对机床程序的修改。目前数控机床联网要具备以下几个方面的能力：一是可以将程序从监测室可靠的传输到每台机床，然后对其运行情况实现实时监控；二是可以随时采集到每台机床的数据参数进行查看和备份；三是可以将不同机床间的程序进行相互交换，确保系统的稳定性；四是可以在线提取到每台数控机床的刀具磨损情况和估计刀具的使用寿命，然后电脑实现和监控换刀程序的执行。
4、结语
目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、智能化、并联驱动化、网络化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。中国作为一个制造大国，数控产品的核心技术研发方面还是与国际同行存在着很多的不足。中国的数控产业在引进先进技术的同时应该重视对国内技术人才的培养，努力打造具有自主品牌的核心产品。力争早日摆脱目前在高精端设备上依赖进口的局面，为把我国从一个制造大国发展成为一个研发大国而奋斗。
参考文献
[1]秦宏伟.我国数控机床发展现状及方向[M].机械制造与研究，2007.
[2]贾亚洲，杨兆军.数控机床可靠性国内外现状与技术发展策略[J].中国制造业信息化，2008，4.
[3]杨红华.数控机床技术发展现状[J].湖南农机，2008（5）.
[4]吴波，周云龙.数控机床现状及发展趋势简析[J].科技信息，2010（25）.
数控机床智能化篇5
信息技术与数控技术融合
当前，随着先进制造业成为各国竞争的焦点，作为先进制造业的基础的高端数控机床更成为焦点中的焦点。机械制造业是我国的支柱产业，数控机床则是整个工业的生产母机，高端数控机床之所以“高端”，除了由先进的机械工艺决定之外，先进的“大脑”也起到决定性作用，这个“大脑”就是数控系统。日前，国内机床的数控化率只有10%，相比发达国家还有相当大的差距，国外品牌高档数控系统在我国的市场占有率仍然保持在98%以上，几乎垄断国内数控机床市场，实现国产数控系统高端突破迫在眉睫。
广州数控以振兴民族数控为己任，进过20余年的技术创新，发展成为国内极少数具备为用户提供“三位一体”（即机床控制系统、交流伺服驱动装置和伺服电机、主轴伺服驱动装置和主轴电机）数控产品配套能力的企业。数控系统是两化融合的典型产品，广州数控将其多年积累沉淀的数控技术不断向前延伸，融入到工业机器人、全电动注塑机等终端产品研发生产，成为公司推进两化融合的重要举措。
多年来，广州数控自主研制工业以太网、总线控制、PLC逻辑控制等技术，将数控机床、工业机器人、自动输送线等设备通过信息与网络技术运用到机械加工车间，实现智能化车间的生产管理解决方案，完成了数控技术、计算机技术、网络技术、数据库技术的综合运用。在广州数控的智能化车间里，以中央控制塔为总控平台，操控人员通过一台管理计算机输入控制命令，经过电脑处理、伺服驱动带动机械操作，在设备之间按序传输作业，实现了从投料到产出品，完成产品在流水线上的全自动生产。智能化的一个生产车间只需要两三个人就可以胜任，达到准无人化生产的车间管理目的。
广州数控董事长兼总经理何敏佳表示，生产装备智能化水平的提高，能够提升装备制造业的产能，促进老旧企业的技术升级改造，增强了传统企业的竞争力。与此同时，企业加大对生产技术研发的投入，增强创新力度，这反过来又促进了信息化技术的进步。这样的作用与反作用的过程，即是两化融合的过程，也是传统工业进行战略转型的全新改造模式。
目前数控技术与信息技术的融合已是大势所趋。数控技术集机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、电力电子技术、信号处理技术等多种技术于一体，特别是以高速高精度轨迹运动控制为核心的中高档数控系统更是实现了误差补偿智能控制、过程适应控制、远程监控、故障自诊断和智能维护，实现了开发网络化、信息化和智能化管理。据了解，国外数控产品不仅能够与现场设备集成，而且能够与PDM等外部信息系统进行无缝集成，实现对加工产品整个生命周期的信息覆盖。数控系统不仅仅作为一个加工工具，同时也作为外部系统的一个信息收集器，为整个系统提供实时的产品信息。
数字智造提升国际竞争力
由于国内数控系统生产企业的起点都很低，导致了企业的技术水平落后，目前国内数控系统生产企业在设计原理、元器件及应用技术上差距比较大。而随着中国工业转型升级进程的加快，大多数工业用户都在追求设备的更新换代，在这一过程中，单一的自动化设备替换已经不能满足工厂的需要，而集成、融合程度高的全厂一体化“数字智造”成为现阶段业内关注的焦点。为了赶超国外高端产品，广州数控选择了“数字智造”这一突破口。
何谓“数字智造”？即在数字化技术和制造技术融合的背景下，并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下，根据用户的需求，迅速收集资源信息，对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造全过程。一方面体现在制造工艺上，应用信息化技术极大提高各种设计制造工艺的精度和效率，大幅度提升制造工艺水平；另一方面体现在生产过程中，比如数字化车间乃至数字化工厂，生产系统向着具有感知、决策、执行能力的智能化系统发展。
何敏佳表示，在机床行业，全覆盖融合一体化的“数字智造”概念提出已经很久了，这几年随着网络技术的发展以及传感技术的发展，机床越来越多地用于大批量生产，其管理、产量、产值、调度等等都可以与自动化技术联系上，从而可以全面实现全数字化、误差控制、数据补偿、网络诊断等功能，时至今日已经有越来越多的工厂意识到全集成自动化从成本和效率方面为其带来的收益：依托完整的产品线以及现场总线技术和工业以太网技术，可以为用户提供一套各个部件可单独扩展的模块化控制系统，实现系统与设备、系统与系统之间的纵向、横向集成，自动化控制、制造执行和企业资源管理两类系统无缝结合，彻底避免了“自动化孤岛”效应，实现了真正意义上的全厂自动化数字智造。这就是广州数控当前正在大力推进的数控技术与信息化融合。
数控机床智能化篇6
关键词:机械加工；机床；机电一体化；改造；发展趋势
机床作为机械加工的基础设备，其运行性能及运行方式不仅会影响机械加工效率，还关系到产品质量的良好性。传统机械加工作业方式比较落后，机床自动化和智能化水平较低，难以实现对机械加工的精准化控制，所生产出的机械零件质量较低。在新的发展时期，机械加工企业要想实现自身的可持续发展，就应该明确“科技是第一生产力”的硬道理，将自动化、智能化的先进技术应用到机械加工机床中，是传统机械加工机床具备一定的数控功能，进而才能实现更加理想的经济收益。
1传统机械加工机床机电一体化改造的必要性
随着对数控机床研究的不断深入，现阶段我国已经可以采用数控技术，完成一些加工要求高、结构比较复杂的高精准度机械零件的批量生产，但是与发达国家相比，我国数控机床水平仍然处于落后地位，在实际应用过程中受到了众多因素的限制，阻碍了机械加工机床机电一体化的推进步伐。首先，因为数控机床具有工作效率高、运行能力强、作业水平高等优点，所以相对的价格也比较昂贵，很多经济实力较弱、规模较小的机械加工企业没有能力配置数控机床。其次，在机械加工企业自身没有扩大生产规模的前提下，现阶段投入运行的普通机床基本都是可以满足机械加工生产需求的，如果贸然添置数控机床，不仅会加大机械加工企业的生产经营成本，还会使得大量普通机床闲置，造成资源的浪费［1］。另外，数控机床相比于普通机床，有着更加丰富多样的功能，但是在实际生产过程中，经常用到的功能只有少数几个，数控机床的应用优势得不到充分体现，也造成了资源浪费现象。从当前数控机床实际运用过程中存在的诸多问题来看，只有对传统机械加工机床机电一体化进行适当改造，才能满足实际应用需求，充分体现出数控机床的应用价值和优势，实现资源利用的最大化，为推动机械加工企业的可持续发展提供基础保障，所以说，对传统机械加工机床进行机电一体化改造是非常重要且必要的。
2传统机械加工机床机电一体化改造策略
基于直接利用数控机床的众多限制因素，可以通过对传统机械加工机床进行机电一体化改造，来达到与数控机床相同的应用效果，所以就需要对有效改造策略进行分析。在利用数控机床工作原理及相关技术，对传统机械加工机床进行机电一体化改造时，通常情况下是将微机控制系统与普通机床原有控制系统相结合，对某一特定部位进行改造，赋予机床数控功能，进而使机床工作性能及运行能力得到提升。经过数控改造后的机械加工机床所具备的特征和优势包括以下几点:第一，传统机械加工机床改造是在企业原有的普通机床上进行的，结合机械零件实际加工需求，利用数控技术针对普通机床的部分性能进行优化［2］。改造机床虽然没有全新数控机床强大、齐全的功能，但是也能够满足实际生产需求，机床的生产加工能力得到了显著提升，并且还不会造成资源浪费，在提高旧设备利用率的同时，为企业节省了一大批资金;第二，在对传统机械加工机床进行数控改造时，是将铸造件作为改造零件的，因为铸造件具有结构坚固、制作精密等优点，所以经过改造后的机床工作性能将会得到大幅改善，不仅可以完成高精准度的机械零件加工，同时还能够有效延长机床的使用寿命，充分挖掘机床的利用价值。除此之外，还可以有效降低机床运行故障的发生概率，为机械零件加工的顺利进行提供基础保障;第三，数控机床体型庞大，设备安装及安放都是比较复杂的，需要耗费大量的时间和经历，会造成机械加工企业停工现象，在一定程度上增加了机械零件生产周期。将数控技术应用于普通机床中进行优化改造，可以在不挪动设备的前提下进行，并且也不需要重新建设厂房，对普通机床进行逐个改造也不会影响生产作业的顺利进行，经过改造后的机床可以迅速投入使用，在缩短产品生产周期方面效果显著［3］;第四，机械加工企业通过对普通机床进行数控改造，可以增强自身市场竞争力，扩大自身的竞争优势，在激烈的市场中利于不败之地，对于实现机械加工企业的可持续发展具有重要作用。经过改造后的传统机械加工机床，不仅具有数控机床良好的工作性能以及特定功能，同时还使机床的自动化和智能化水平得到了提高，能够实现对机械加工的精细化、专业化控制，产品质量得到显著提升，能够为企业树立良好的声誉，增强机械加工企业在同行之间的竞争力;第五，机械加工企业在原有普通机床的基础上进行机电一体化改造，后期的维护及维修工作更加方便。大多数机械加工企业的普通机床都已经投入使用多年，工作人员对设备了解更加透彻，而对于全新的数控机床，很多工作人员都缺乏全面的认识，难以准确判断新设备是否符合加工要求，在使用过程中容易出现操作失误、不规范操作等现象。在对旧机床进行数控改造后，工作人员因为对原有机床运行特点了如指掌，所以可以在较短时间内掌握改造后机床的使用方法及维护方法，等安装完毕改造机床，就可以实现机床全负荷式运转。
3传统机械加工机床机电一体化改造的发展趋势
基于传统机械加工机床机电一体化改造所表现出的众多优点，越来越多的机械加工企业选择在原有机床机床上进行数控改造，实现对生产技术的创新，并且，随着该方法的广泛应用，传统机械加工机床机电一体化改造，逐渐朝向智能化、节能化、高效化等多个方向发展。3．1智能化智能化是机床数控改造的必然发展趋势，在对机床进行改造时，借助信息技术、模糊技术以及智能化软件系统等，将自主决策、判断推理以及逻辑思维等各项能力，与数控技术相结合，能够显著提升机床控制系统的智能化水平，使其具备一定的人的逻辑思维及判决能力，进而实现对机床运行的精准化控制。机器人在数控机床中的应用，便是机床改造智能化的主重要体现。3．2节能化基于可持续发展的提出与实现，保护生态环境、节约自然资源已经成为人们的共识，而在传统机械加工机床一体化改造中，也加入绿色环保理念，改造方向越来越趋向于节能化机床。在改造过程中，除了减量优化机床的结构形式，通过减小其体积来缩小占地面积外，还更加重视有害物质排放量的降低，在提高机床生产加工效率的基础上，减小对生态环境的影响，实现经济效益和生态效益双赢的改造目的。3．3高效化造之后的机床，整体的速度会逐渐加快，根据相关资料记载，当前机床的转速达到10000转/分，主轴转速已经可以达到40000r/min，说明机床的生产效率较高［4］。同时，机床快速移动速度以及加速度的涨幅都呈现出递增趋势，现阶段机床快速移动速度最高水平可以达到120m/min，机床加速度也得到了数倍提升。此外，随着纳米技术的广泛应用，机电一体化也开始研究机床与纳米技术的融合途径，以提升机床的精确度。
4结束语
机电一体化是当前机械加工行业的必然发展趋势，也是机械加工企业加快自身转型的必然要求。为解决数控机床技术推广与应用过程中存在的诸多难题，机械加工企业可以将数控技术与现有普通机床相结合，实现对传统机械加工机床的机电一体化改造。通过对传统机械加工机床实施机电一体化改造，既可以提升机械加工技术水平，加快生产效率，为企业带来更加可观的经济效益，又可以提高原有机床设备的利用率，为企业节省大量资金，同时还能够达到良好的机电一体化技术推广效果，对促进我国机械加工行业的快速发展具有重要意义。
参考文献
［1］申宁，李国铭．传统机械加工机床机电一体化改造分析［J］．现代制造，2013(3):175－176．
［2］张仲文．传统机械加工机床机电一体化改造分析［J］．中国科技博览，2013(25):600．
［3］任敬卫．关于传统机械加工机床机电一体化改造的探析［J］．时代教育，2016(19):199
数控机床智能化篇7
关键词：机械制造；智能化技术；体系
1 机械制造技术的发展
在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
2 智能化技术发展趋势
2.1 性能发展方向
(1)高速高精度高效化。
速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化。
包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大。可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群拉系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3)工艺复合性和多轴化。
以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。
(4)实时智能化。
早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。
2.2 功能发展方向
(1)用户界面图形化。
用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术，也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
(2)科学计算可视化。
科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语育表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化。
多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能PLC。
数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形圈或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能，编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实侧，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用。
多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3 体系结构的发展
(1)集成化。
采用高度集成化CPU，RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，应用LED平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，掘高系统的可靠性。
(2)模块化
硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服，PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
(3)网络化
机床联网可进行远程控制和无人化操作，通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
3 智能化新一代PCNC数控系统
数控机床智能化篇8
一、机械制造技术的发展
在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。当前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体。机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
二、智能化技术发展趋势
1.性能发展方向
（1）高速高精度高效化。速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
（2）柔性化。包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大。可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群拉系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
（3）工艺复合性和多轴化。以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工。正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。
（4）实时智能化。早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展。由此产生了实时智能控制这一新的领域。
2.功能发展方向
（1）用户界面图形化。用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前Internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术，也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用。人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
（2）科学计算可视化。科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语育表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
（3）插补和补偿方式多样化。多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
（4）内装高性能PLC。数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形圈或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能，编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实侧，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
（5）多媒体技术应用。多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域。应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
3.体系结构的发展
（1）集成化。采用高度集成化CPU，RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度，应用LED平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点。可实现超大尺寸显示。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，掘高系统的可靠性。
（2）模块化。硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服，PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
（3）网络化。机床联网可进行远程控制和无人化操作，通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行。不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
三、智能化新一代PCNC数控系统