数控机床的分类及典型轴类零件的加工-数控专业毕业论文-范本.doc

毕 业 论 文

题 目 数控机床的分类及典型轴类零件的加工
专 业 数控加工与维护工程
班 级
学 生
指导教师

西安工业大学函授部
二 0 0 九 年

函 授 站
教务主任
批准日期
西 安 工 业 大 学

毕 业 设 计（论 文）任 务 书

专业 班 学生
一、毕业设计（论文）课题
二、毕业设计（论文）工作自 年 月 日起至 年 月 日止
三、毕业设计（论文）进行地点
四、毕业设计（论文）的内容要求：

负责指导教师
指 导 教 师
接受设计（论文）任务开始执行日期
学生签名

摘 要
此次论文针对典型零件的工艺分析与加工及数控的发展。
数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。
在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度。
零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而可能出现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。
全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。
数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。

关键词：切削机床 工艺分析

目 录
第一章. 数控机床的分类…………………………………………………………6
1.1按加工工艺方法分类……………………………………………………………7
1.1.1金属切削类数控机床…………………………………………………………7
1.1.2特种加工类数控机床…………………………………………………………7
1.1.3板材加工数控机床………………………………………………………………7
1.2按控制控制运动轨迹分类………………………………………………………7
1.2.1点位控制数控机床………………………………………………………………7
1.2.2直线控制数控机床………………………………………………………………7
1.2.3轮廓控制数控机床………………………………………………………………7
1.3按驱动装置的特点分类……………………………………………………………7
1.3.1开环控制数控机床………………………………………………………………8
1.3.2闭环控制数控机床………………………………………………………………9
1.3.3半闭环控制数控机床………………………………………………………………
1.3.4混合控制数控机床……………………………………………………………………9
第二章 数控车床中的加工工艺编制………………………………10
2.1确定零件车削加工方案………………………………………………………………10
2.1.零件图纸工艺分析……………………………………………………………………11
2.1.2装夹…………………………………………………………………………………11
2.1.3工序方案……………………………………………………………………………11
2.1.4确定工步顺序、进给路线及刀具…………………………………………………11
2.1.5确定切削用量…………………………………………………………………………11
2.1.6指令选择………………………………………………………………………………12
第三章. 丰富的高速切削刀具轨迹策略………………………………
3．1.1确定刀具路径应满足的基本要求……………………………………………………12
3.1.2确定刀具进到要求………………………………………………………………………13
3．1．3粗加工刀具路径要求…………………………………………………………………13
3．1．4精加工刀具路径要求…………………………………………………………………13
3．1．5其他刀具加工路径要求………………………………………………………………14
第四章. 数控未来的发展………………………………………………………14
4.1.1数控系统向开放式体系结构发展………………………………………………………14
4.1.2  数控系统向软数控方向发展……………………………………………………………15
4.1.3数控系统控制性能向智能化方向发展…………………………………………………16
4.1.4数控系统向网络化方向发展……………………………………………………………16
4.1.5数控系统向高可靠性方向发展…………………………………………………………17
4.1.6：数控系统向复合化方向发展   ………………………………………………………17
4.1.7数控系统向多轴联动化方向发展………………………………………………………17
结束语………………………………………………………………………………………18
致谢……………………………………………………………………………………………19
参考文献………………………………………………………………………………………19

第一章 概述
1.1、按加工工艺方法分类
1.1.1．金属切削类数控机床
与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。 在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心，它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰以及攻螺纹等多工序加工，特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差，减少了机床的台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量。
1.1.2．特种加工类数控机床
除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。
1.1.3．板材加工类数控机床
常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。
近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。
1.2、按控制运动轨迹分类
1．2.1点位控制数控机床
位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。
这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。
1.2.2．直线控制数控机床
直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。 直线控制的简易数控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。
数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。
1.2.3．轮廓控制数控机床
轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。
常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。
现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因此，除少数专用控制系统外，现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。
1.3、按驱动装置的特点分类
1.3.1．开环控制数控机床
这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后，实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。
开环控制系统的数控机床结构简单，成本较低。但是，系统对移动部件的实际位移量不进行监测，也不能进行误差校正。因此，步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床，特别是简易经济型数控机床。
1.3.2．闭环控制数控机床
接对工作台的实际位移进行检测，将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较，用差值对机床进行控制，使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度，也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。图1-3所示的为闭环控制数控机床的系统框图。图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时，若工作台没有移动，则没有反馈量，指令值使得伺服电动机转动，通过A将速度反馈信号送到速度控制电路，通过C将工作台实际位移量反馈回去，在位置比较电路中与位移指令值相比较，用比较后得到的差值进行位置控制，直至差值为零时为止。这类控制的数控机床，因把机床工作台纳入了控制环节，故称为闭环控制数控机床。
闭环控制数控机床的定位精度高，但调试和维修都较困难，系统复杂，成本高。
1.3.3．半闭环控制数控机床
半闭环控制数控机床是在伺服电动机的轴或数控机床的传动丝杠上装有角位移电流检测装置（如光电编码器等），通过检测丝杠的转角间接地检测移动部件的实际位移，然后反馈到数控装置中去，并对误差进行修正。通过测速元件A和光电编码盘B可间接检测出伺服电动机的转速，从而推算出工作台的实际位移量，将此值与指令值进行比较，用差值来实现控制。由于工作台没有包括在控制回路中，因而称为半闭环控制数控机床。
半闭环控制数控系统的调试比较方便，并且具有很好的稳定性。目前大多将角度检测装置和伺服电动机设计成一体，这样，使结构更加紧凑。
1.3.4．混合控制数控机床
将以上三类数控机床的特点结合起来，就形成了混合控制数控机床。混合控制数控机床特别适用于大型或重型数控机床，因为大型或重型数控机床需要较高的进给速度与相当高的精度，其传动链惯量与力矩大，如果只采用全闭环控制，机床传动链和工作台全部置于控制闭环中，闭环调试比较复杂。混合控制系统又分为两种形式：
（1）开环补偿型。它的基本控制选用步进电动机的开环伺服机构，另外附加一个校正电路。用装在工作台的直线位移测量元件的反馈信号校正机械系统的误差。
（2）半闭环补偿型。它是用半闭环控制方式取得高精度控制，再用装在工作台上的直线位移测量元件实现全闭环修正，以获得高速度与高精度的统一。其中A是速度测量元件（如测速发电机），B是角度测量元件，C是直线位移测量元件。

第二章 数控车床中的加工工艺编制

随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品
2.1确定零件车削加工方案
零件图纸工艺分析－确定装夹方案－确定工序方案－确定工步顺序－确定进给路线－确定所用刀具－确定切削参数－编写加工程序
2.1.1零件图纸工艺分析
该零件尺寸精度要求较高，有外圆锥面,外圆弧面,内锥,内槽，内螺纹等形面。精度上，外圆Φ48与Φ38等外径及长度方向尺寸精度较高。并且左圆锥面与右圆柱面具有同轴度要求，可见该零件结构复杂，适合数控加工。
2.1.2装夹方案
形位精度的要求确定了零件的装夹方案，从该零件可看出，需要经过多次掉头装夹才能达到要求。应先夹住左端面,除了直径Φ40的外锥及内螺纹内槽不需加工外,其它的需加工完毕。接着掉头夹住Φ38的外径加工剩余的部分。第二次装夹需以Φ38的外径及左端面定位，采用百分表找正，才能较好保证同轴度。还需注意，第二次装夹时该零件属薄壁件，易变形，夹紧力要适当。
2.1.3工序方案
分为四道工序，工序1，夹住零件右端，夹位为30长，加工Φ48、Φ38柱面、R40、R4圆弧、保证外径各个长度。工序2,加工Φ16、Φ30内圆柱,圆锥面、R2圆弧、保证内径各个长度。工序3,工掉头装夹Φ38×25柱面，控制总长,加工Φ40外锥面；工序4钻螺纹底孔,加工内槽。内螺纹。
2.1.4确定工步顺序、进给路线及刀具
确定进给路线的工作重点，主要在于确定粗加工及空行程的进给路线，因精加工切削过程的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的。
进给路线泛指刀具从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程。
在保证加工质量的前提下，使加工程序具有最短的进给路线，不仅可以节省整个加工过程的执行时间，还能减少一些不必要的刀具消耗及机床进给机构滑动部件的磨损等。
而刀具的选择也是数控加工中重要内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。如下是对该零件工步顺序、刀具的选择。
1粗车外圆表面。刀具：90o外圆刀片,80o菱形刀片。Φ48、Φ30外圆、R40圆弧。
2半精车R4过渡圆弧。刀具：Φ6圆形刀。
3粗车内孔端部，刀具：三角形刀片。这道工步是为下一道工步服务，减少钻削加工变形。
4钻削内孔深部。刃具
5粗车内锥面。刀具：55o菱形刀片。
6精车右端面。刀具：55o菱形刀片。
7精车内锥面。刀具：93o菱形刀片。
8精车外圆及圆弧面。刀具：93o外圆刀片,R3圆弧车刀。
9掉头装夹,粗、精车左端面,保证总长。刀具：55o菱形刀片。
10粗车Φ40外锥面。刀具：90o外圆刀片。
11粗、精螺纹底孔。刀具：93o菱形刀片。
12精车Φ40外锥面。刀具：93o外圆刀片。
13车内螺纹退刀槽及车螺纹。刀具：90o内槽刀片及 60o内螺纹刀片。
2.1.5确定切削用量
切削用量是衡量工作运动大小的数值，它的选择与保证工件质量和提高生产效率有密切的关系。切削用量主要包括切削速度、进给量和切削深度。切削用量大小决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削用量。如下是对该零件切削用量的选择。
①外圆柱面
粗车:S=600r/min F=80mm/min ap=4mm
精车: S=1000r/min F=100mm/min ap=1mm
②内圆柱面
粗车:S=600r/min F=60mm/min ap=3mm
精车: S=1000r/min F=80mm/min ap=1.5mm
③内槽S=600r/min F=50mm/min ap=4mm
④内螺纹S=600r/min
2.1.6指令选择
①准备功能指令 GOO G01 G71 G73 G75 G76
②辅助功能指令 M03 M05 M08 M09 M00 M30
③刀具功能代码 T
④主轴功能代码 S

三.丰富的高速切削刀具轨迹策略
以高切削速度、高进给速度和高加工精度为主要特征的高速切削技术，最近十几年发展迅在航空航天、模具制造及精密微细加工等领域得到了广泛应用。因此，高速加工技术的研究已成为国内外制造领域重要的研究项目之一。
3.1.确定刀具路径应满足的基本要求
高速切削不仅提高了对机床、夹具、刀具和刀柄的要求，同时也要求改进刀具路径策略，因为若路径不合理，在切削过程中就会引起切削负荷的 突变，从而给零件、机床和刀具带来冲击，破坏加工质量，损伤刀具。在高速切削中由于切削速度和进给速度都很快，这种损害比在普通切削中要严重的多，因此， 必须研究适合高速切削的路径，将切削过程中切削负荷的突变降至最低。可以说，高速切削机床只有有了合理的高速刀具轨迹才能真正获得最大效益。
为了消除切削过程中切削负荷的突变，刀具路径应满足以下基本要求：
切削是等体积切削，即切削过程中切削力恒定。
尽量减少空行程。
尽量减少进给速度的损失。
通用的刀具路径
3.2刀具进给要求
进刀时采用螺旋或弧进刀，使刀具逐渐切入零件，以保证切削力不发生突变，延长刀具寿命。
切削速度的连续和无突变，使切削连续平稳，否则，将产生冲击。
切削时使用顺铣使切削过程稳定，不易过切，刀具磨损小，表面质量好。
采用小的轴向切深以保证小的切削力、少的切削热和排屑的顺畅。无切削方向突变，即刀具轨迹是无尖角的，普通加工轨迹的尖角处用圆弧或其他曲线来取代，从而保证切削方向的变化是逐渐的而不 是突变的。这样有两点好处：一是现代高速机床的控制系统都有程序段前视和尖角自动减速功能，即在到达尖角前，将自动降低进给速度，这样虽然减小了冲击，且 避免了过切，但却损失了进给速度。轨迹是无尖角的，自然也就避免了这种情况的发生；二是在尖角处切削负荷会突然加大，引起冲击。轨迹是无尖角的 时候这种问题同样不存在。
采用等高线轨迹，加工余量均匀的走刀路线可取得好的效果。为采用等高线法的刀具轨迹，刀具沿X或Y轴方向平动，完成金属的切除， 这样可保证高速加工中切削余量均匀，对加工稳定，尤其是刀具寿命的延长有利
3.3粗加工刀具路径要求
粗加工时常用的刀具路径有：
Z向等高线层切法，即将零件分成若干层，一层一层逐层往下切，在每层中将零件的所有区域加工完再进人下一层，在每一层均采用螺旋或圆弧进刀，同时 采用无尖角刀具轨迹。这样有利于排屑，也避免了切削力发生突变。对薄壁件来说，更应采用这种刀具轨迹，因为这种刀具轨迹在切削过程中还能使薄壁 保持较好的刚性。
插铣刀具路径。对于深度很深的腔体的粗加工可采用插铣的方法来进行，因为腔体很深时，需要很长的刀具，这时刀具的刚性很差，按常规的切削路线切削刀具易变形，而且也易产生振动，影响加工质量和效率，采用插铣的轨迹正好可解决这一问题。
摆线刀具路径。另一种更新的粗加工刀具轨迹是摆线刀具轨迹，“摆线”是指当一个圆沿着一条曲线作纯滚动时，圆上某一固定点的轨迹。采用 这种刀具轨迹使刀具在切削时距某条曲线(一般是零件的轮廓线及其平移线)保持一个恒定的半径，从而可使进给速度在加工过程中可保持不变，而且这时的径向吃 刀量一般取刀具直径的5%左右，因此刀具的冷却条件良好，刀具的寿命较长。这对高速加工是非常有利的。
3.4精加工刀具路径要求
加工时常用的刀具路径有：
先在陡峭面用Z向等高线层切法加工，然后在非陡峭面采用表面轮廓轨迹法加工；
先用表面轮廓轨迹法加工所有面，再在垂直方向上加工陡峭面。
薄壁件的精加工采用Z向等高线层切法。
当然在加工过程中同样每一层都要尽量作到螺旋或园弧进刀，采用无尖角刀具轨迹
3.5其他刀具加路径工要求
如加工的是单一型腔的薄壁件，它比单纯的等高线逐层切法对保持薄壁的刚性更好，从而保证加工余量均匀，零件变形小。
对薄底零件应采用所示的走刀轨迹。即从离支撑最远的点开始切削，分层切削直到深度到位；每次深度铣到以后再向支撑处移动一个径向切深，重复上一步的过程，直至切削完成。相当于将薄壁件的等高线逐层切法转动90°。这样才能在切削时较好地保持零件刚性，避免振动。

四. 数控未来的发展
4.1.1数控系统向开放式体系结构发展
20世纪90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，推动数控技术更快的更新换代。世界上许多数控系统生产厂家利用PC机丰富的软、硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统。开放式体系结构使数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、网络化。近几年许多国家纷纷研究开发这种系统，如美国科学制造中心(NCMS)与空军共同领导的“下一代工作站/机床控制器体系结构”NGC，欧共体的“自动化系统中开放式体系结构”OSACA，日本的OSEC计划等。开放式体系结构可以大量采用通用微机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单快捷。开放式体系结构的新一代数控系统，其硬件、软件和总线规范都是对外开放的，数控系统制造商和用户可以根据这些开放的资源进行的系统集成，同时它也为用户根据实际需要灵活配置数控系统带来极大方便，促进了数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，开发生产周期大大缩短。同时，这种数控系统可随CPU升级而升级，而结构可以保持不变。

4.1.2数控系统向软数控方向发展
 现在，实际用于工业现场的数控系统主要有以下四种类型，分别代表了数控技术的不同发展阶段，对不同类型的数控系统进行分析后发现，数控系统不但从封闭体系结构向开放体系结构发展，而且正在从硬数控向软数控方向发展的趋势。
传统数控系统，如FANUC 0系统、MITSUBISHI M50系统、SINUMERIK 810M/T/G系统等。这是一种专用的封闭体系结构的数控系统。目前，这类系统还是占领了制造业的大部分市场。但由于开放体系结构数控系统的发展，传统数控系统的市场正在受到挑战，已逐渐减小。
“PC嵌入NC”结构的开放式数控系统，如FANUC18i、16i系统、SINUMERIK 840D系统、Num1060系统、AB 9/360等数控系统。这是一些数控系统制造商将多年来积累的数控软件技术和当今计算机丰富的软件资源相结合开发的产品。它具有一定的开放性，但由于它的NC部分仍然是传统的数控系统，用户无法介入数控系统的核心。这类系统结构复杂、功能强大，价格昂贵。
    “NC嵌入PC”结构的开放式数控系统　它由开放体系结构运动控制卡和PC机共同构成。这种运动控制卡通常选用高速DSP作为CPU，具有很强的运动控制和PLC控制能力。它本身就是一个数控系统，可以单独使用。它开放的函数库供用户在WINDOWS平台下自行开发构造所需的控制系统。因而这种开放结构运动控制卡被广泛应用于制造业自动化控制各个领域。如美国Delta Tau公司用PMAC多轴运动控制卡构造的PMAC-NC数控系统、日本MAZAK公司用三菱电机的MELDASMAGIC 64构造的MAZATROL 640 CNC等。
    SOFT型开放式数控系统　这是一种最新开放体系结构的数控系统。它提供给用户最大的选择和灵活性，它的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用接口。就像计算机中可以安装各种品牌的声卡和相应的驱动程序一样。用户可以在WINDOWS NT平台上，利用开放的CNC内核，开发所需的各种功能，构成各种类型的高性能数控系统，与前几种数控系统相比，SOFT型开放式数控系统具有最高的性能价格比，因而最有生命力。通过软件智能替代复杂的硬件，正在成为当代数控系统发展的重要趋势。其它型产品有美国MDSI公司的Open CNC、德国Power Automation公司的PA8000 NT等。
4.1.3数控系统控制性能向智能化方向发展
  智能化是21世纪制造技术发展的一个大方向。随着人工智能在计算机领域的渗透和发展，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、学习控制、自适应控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且人机界面极为友好，并具有故障诊断专家系统使自诊断和故障监控功能更趋完善。伺服系统智能化的主轴交流驱动和智能化进给伺服装置，能自动识别负载并自动优化调整参数。
世界上正在进行研究的智能化切削加工系统很多，其中日本智能化数控装置研究会针对钻削的智能加工方案具有代表性。
4.1.4数控系统向网络化方向发展
    数控系统的网络化，主要指数控系统与外部的其它控制系统或上位计算机进行网络连接和网络控制。数控系统一般首先面向生产现场和企业内部的局域网，然后再经由因特网通向企业
外部，这就是所谓Internet/Intranet技术。
随着网络技术的成熟和发展，最近业界又提出了数字制造的概念。数字制造，又称“e-制造”，是机械制造企业现代化的标志之一，也是国际先进机床制造商当今标准配置的供货方式。随着信息化技术的大量采用，越来越多的国内用户在进口数控机床时要求具有远程通讯服务等功能。
     数控系统的网络化进一步促进了柔性自动化制造技术的发展，现代柔性制造系统从点(数控单机、加工中心和数控复合加工机床)、线(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段车间独立制造岛、FA)、体(CIMS、分布式网络集成制造系统)的方向发展。柔性自动化技术以易于联网和集成为目标，同时注重加强单元技术的开拓、完善，数控机床及其构成柔性制造系统能方便地与CAD、CAM、CAPP、MTS联结，向信息集成方向发展，网络系统向开放、集成和智能化方向发展
4.1.5数控系统向高可靠性方向发展    
随着数控机床网络化应用的日趋广泛，数控系统的高可靠性已经成为数控系统制造商追求的目标。对于每天工作两班的无人工厂而言，如果要求在16小时内连续正常工作，无故障率在P(t)＝99%以上，则数控机床的平均无故障运行时间MTBF就必须大于3000小时。我们只对某一台数控机床而言，如主机与数控系统的失效率之比为10:1(数控的可靠比主机高一个数量级)。此时数控系统的MTBF就要大于33333.3小时，而其中的数控装置、主轴及驱动等的MTBF就必须大于10万小时。如果对整条生产线而言，可靠性要求还要更高。
当前国外数控装置的MTBF值已达6000小时以上，驱动装置达30000小时以上，但是，可以看到距理想的目标还有差距。
4.1.6数控系统向复合化方向发展  
在零件加工过程中有大量的无用时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和