随着科学技术的发展,制造技术的进步,以及社会对产品多样化的需求愈加强烈,产品的更新换代加速,产品品种多样,中小批量生产的比重明显增加。要求现代数控批床成为一种新的高效率,高质量、高柔性和低成本的新一代制造设备，满足市场需耍。
同时,为满足机械工业向更高层次发展,为柔性制造单元(FMC),柔性制造亲统(FMS)
以及计算机集成制造系统(CIMS)提供基础装备，现代数控机床正向更高的速度,更高精度,更高的可靠性及更完善的功能发展。
(一) 实现长时间地、连续地自动加工
普通机床在零件加工过程中,操作者总是根据图样的要求,不断地测量工件的尺寸,并调节操作手柄,修正加工量的偏差。数控机床加工零件时,则可以完仝按照预定的程序自动进行。操作者只需发出起动命令,并进行加工过程的监视。刀具的进给,工件的检测,全部由数控系统完成,操作者都不需干预。还可以实现两班、三班的夜间无人管理下运行。因此,在现代数控机床上,装有各种类型的监控、检测装置。对工件及刀具进行监测。发现工件超差、刀具磨损、破损,都能及时的报警,并给予补偿,或对刀具进行调换。以机床的自动化程度。保证数控机床长期工作时的产品质量。
(二) 向高速度、高精度发展
现代机械制造业要求数控机床向高速化、高精度化、高机能化发展,以适应生产的需要。现代数控机床都装备了新型的数控系统及伺服系统。有很高的分辨率和进给速度,达到o.1um(24m/min),1um(100～240m/ min),在一些特殊要求的数控系统中,可以达到0.01um(400～800mm/min)。
要提高速度,首先要提高数控系统的运算速度。现代数控系统已经开发出基于64位CPU的系统,并采用了精简指令集运算的芯片RISC作为主CPU,进一步提高了运算速度。
与数控系统相配合,伺服系统的质量,直接关系到CNC机床的加工精度。现代的数控系统,采用了交流数字伺服系统。伺服电机的位置、速度及电流环都实现了数字化。并采用了新型控制理论,实现了不受机械负荷变动影响的高速响应伺服系统。
l. 前馈控制技术
过去的伺服系统,是把捡出伺服电机位置的检测器信号与位置指令的误差乘以位置环的增益G的值,作为速度指令。这种控制方式在以进给速度F加工时,伺服系统的追踪滞后是F/G,这使得在拐角加工及圆弧切削时加工精度恶化。所谓前馈控制，就是在原来的控制系统上加上速度指令的控制方式。采用后能使伺服系统的追踪滞后减少二分之一,拐角切削加工精度获得改善。
2. 机床静止摩擦的非线性控制技术
对于一些具有较大静止摩擦的数控机床,其CNC系统如果没有采取有效的控制技术,在圆弧切削时,圆度会较差。新型的数字伺服系统应具有补偿机床驱动系统静摩擦的非线性控制功能,以改善圆弧切削时的圆度。
3. 伺服系统的位置环和速度环,均采用软件控制。以适应高速工作时,根据不同类型
的机床，不同精度及速度的要求,预先调整加速及减速。 ′
4． 采用高分辨率的位置编码器和高分辨率的位置检测器件组成高精度全闭环系统。
增量位置检测为10,000P/rev，绝对位置检测为1,000,000P/rev
5. 现代数控机床还利用计算机数控系统的补偿功能,提高数控枧床的加工精度及动态性能。
在新一代的数控系统中,还开发了具有热补偿、空间误差补偿功能的传感器件及软件。
以上这些技术的采用,保证了在现代数控机床上,比较圆满地解决了高速度及高精度的控制要求。
(三) 提高数控机床的利用率及生产效率 `
数控机床的初期投资大,为了使采用数控机床的用户能真正获得效益,要求数控机床有更高的性能/价格比,更高利用率及生产效率。
为了提高数控机床的利用率,实现一机多能。现代数控机床上一般都采用自动换刀,自动更换工件等机构,实现一次装卡完成全部加工工序。减少装卸刀具,装卸工件及调整、维修机床的辅助时间。在同一台机床上不仅能实现粗加工,也能进行精加工,提高了机床的开动率。
为了提高数控机床的生产效率,现代数控机床一般采用更大的功率,并选用新型的刀具，以提高切削效率,缩短加工时间。
（四）提高数控机床的可靠性
提高数控机床可靠性的关键是提高数控系统的可靠性。现代数控机床采用CNC系统,只要改变软件或控制程序，就可以适应各类机床的不同要求。数控系统的硬件,制成多种功能模块,根据机床数控功能的需要,选择不同的模块。可自行扩展或裁剪,组成满意的数控系统。由于数控系统的模块化,通用化及标准化,便于组织批量生产,保证产品的质量。
新型的数控系统,大量采用超大规模的集戍电路,采用专用芯片及混合式集成
电路,提高了线路的集成度,减少了元器件的数量,降低了功耗,提高了可靠性。采用表面安装工艺(SMT),实现了3维高密度安装技术,元器件经过严格的筛选,建立由设计、试制到生产的一整套质量保证体系。使得现代数控系统的平均无故障时间MTBF=30000～72000h。
(五) 具有很好的操作性能
大多数数控机床,都有很“友好”的人机界面。使用户在使用机床操作面板时,一目了然。采用彩色的LCD屏幕显示,配合手动操作的硬件及软件键。并大量采用莱单选择操仵方式，使操作越来越方便。
数控系统还应专门设置Help键,对不会使用该系统的操作者,提供在线操作方法的提示。并采用保护人眼的TFT彩色液晶显示器。减少操作面板上的按钮数目和指示灯数,改进操作方法,减少误操作的可能性。
(六) 采用自动程序编制技术,具有人机对话功能
数控机床的零件程序编制是实现数控加工很重要的环节。传统的数控机床,零件程序编制都是脱机进行的。用专用的程编机、或电子计算机来完成。编好的零件程序由其他数据载体(串口、存储卡、U盘)输人数控系统。
现代的数控机床,可以利用CNC很强的存储及运算能力,把很多自动程编机具有的功能,植入到数控系统内。使零件的程序编制工作可以在数控系统上在线进行,具有前台
操作、后台编辑的前后台功能。
具有机械加工技术诀窍的程序编制功能,除了具有普通数控具备的功能外,还
有宏程序的设计功能,会话式白动编程、蓝图编程等功能。
新型的数控系统中,还装入了小型的工艺数据库,使得在程序编制过程中可以根据机床性能,工件的材料及零件加工要求,自动选择最佳的刀具及切削用量。并具有自适应控制功能。还具备三维彩色动态图形显示，以实现加工过程的预儈检测的显示。
(七) 具有强大功能的内装式机床可编程控制器（PLC）
机床数控系统中有内装可编程控制器(PLC),可采用其指令来编制PLC程序,绘制梯形图(Ludder)。利用PLC的高速处理功能,使CNC与PLC之间有机地结合起束。而且可以利用梯形图的监控功能,使机床故障诊断和维修更为方便。
(八) 具备更高的通信功能
为了适应FMC,FMS以及进一步联网组成CIMS的要求,一般的数控系统都具备有Rs232和Rs422高速远距离串行接口。可以按照用户级的格式要求,同一级计算机进行多种数据交换。高档的数控系统应具有DNC接口,可以实现几台数控机床之间的数据通信,也可以直接对几台数控机床进行控制。
具备以太网络接口，以实现数控系统的远程控制和诊断。