1.2.3按工艺方法分类 (第二讲)
1.金属切削类数控机床
卧式数控车床；立式数控车床；卧式数控车床；立式数控车床；立式数控铣床；卧式数控铣床；龙门式数控铣床；龙门式数控铣床；数控钻床；三维数控钻床；高速加工中心；立式加工中心；卧式加工中心；龙门加工中心。
2.金属成型类及特种加工类数控机床
数控线切割机床；数控电火花成型机床；电子自准直仪；数控三坐标测量仪；数控激光切割设备；数控剪板机；数控折弯机。
1.2.4 按功能水平分类
在我国，一般把数控系统分为低、中、高三档。
低档数控机床；中档数控机床；高档数控机床。
中、高档数控机床一般又称为全功能数控或标准型数控机床。
这类数控机床大多采用由单片机和步进电机组成的开环控制系统，或其他功能简单、价格便宜的数控系统。主要用于车床、线切割机床及旧机床改造等。经济型数控机床就属此类。
这类数控机床功能较全、价格适中，应用较广。
这类数控机床功能齐全、价格较贵，主要用于大中型机床及柔性制造系统、计算机集成制造系统中。
经济型数控机床；全功能型数控机床；五轴车铣中心。
1.3 数控技术的产生发展及技术水平
1.3.1数控技术的产生与发展
早在1930年，美国就有人申请了机床数控专利，1946年世界上第一台计算机的问世，为数控机床的研制提供了技术基础。
促进数控技术发展的动力是二次世界大战后的军备竞赛。1948年美国的一家公司承担了设计研究和加工直升机螺旋桨叶片轮廓用检验样板的加工机床的任务，由此提出了研制数控机床的最初萌芽。在麻省理工学院的协助下，1949年开始工作，经过3年的研究，于1952年试制成功世界上第一台数控铣床。
1953年，美国空军与麻省理工学院协作，开始从事计算机自动编程的研究，这就是研制APT（Automatically Programming Tool）自动编程系统的开始。
1955年，美国空军花费巨资订购了大约100台数控机床，标志着数控机床进入了实用阶段。
1958年，美国在世界上又率先研制成功带有自动换刀装置的加工中心(Machining center,MC)。
从此，数控技术随着计算机技术和微电子技术的发展迅速发展起来。
上述发展历程，经历了这么几个阶段。
1952年，第一代电子管数控系统；
1959年，第二代晶体管和印刷电路板元件的数控系统；
1965年，第三代集成电路数控系统；
以上三代，都属于硬逻辑数控系统（NC）。
1970年，第四代小型计算机（CNC）以及由计算机直接进行多机床控制（DNC）的数控系统；
1974年，第五代微处理器和半导体存储器的数控系统；
1990年，第六代基于工业PC机的通用型数控系统。
电子管；晶体管；集成电路；印刷电路；CNC系统；DNC系统。
上面说的是国际上总的发展历程。我国数控技术的开发研究起步较晚，其发展过程可以划分为4个阶段。
1958~1965年，开始从采用电子管着手研制数控铣床，处于试制和试用阶段；
1965~1972年，研制晶体管数控系统阶段，开始从实验阶段进入生产使用阶段；
1972~1979年，研制成功了集成电路数控系统，是数控技术的生产和应用阶段；
1980~ 数控技术进入了稳步发展的阶段，一大批具有自主知识产权的数控系统得以研制成功。
1.3.2 数控技术的发展趋势
1. 数控装置
向高速度、高精度方向发展；向基于个人计算机（PC）的开放式数控系统发展；配置多种遥控接口和智能接口；具有很好的操作性能；数控系统的可靠性大大提高。
速度和精度是数控机床的两个重要指标，直接关系到加工效率和产品的质量，特别是在超高速切削、超精密加工技术的实施中，提出了更高的要求。现在的主轴转速已达15000～100,000r/min，进给速度和快速进给速度已达100～240m/min；分辨率为0.01μm。
PC机具有良好的人机界面，软件资源特别丰富，CPU主频高，内存大，通讯功能、网络功能强，可靠性高，成本低等特点。
系统除配置RS232C串行接口、RS422等接口外，还有DNC接口，工业局域网络（LAN）通讯，制造自动化协议（MAP）等接口，以实现不同厂家和不同类型机床联网的需要。
普遍采用薄膜软按钮的操作面板，减少指示灯和按钮的数量，使操作一目了然。大量采用菜单选择操作方式，彩色图像显示功能可以显示三维动态图形。
大量采用高集成度的芯片，减少了元器件的数量，提高了硬件的质量，降低了功耗，提高了可靠性。使得数控系统的平均无故障时间达到了10,000～36,000h以上。
2. 伺服系统
前馈控制技术；机械静止摩擦的非线性控制技术；伺服系统的位置环和速度环（包括电流环）均采用软件控制；采用高分辨率的位置检测装置；补偿技术得到了发展和应用。
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，这样伺服系统的跟踪滞后误差大大减小。而过去的伺服系统，是把检测信号与位置指令的差值乘以位置环增益作为速度指令，因而总是存在着跟踪滞后误差，这使得在加工拐角及圆弧时加工精度恶化。
对于一些具有较大静止摩擦的数控机床，新型数字伺服系统具有补偿机床驱动系统静摩擦的非线性控制功能。
如数字调解和矢量控制等。为适应不同类型的机床，不同精度和不同速度要求，预先调整加、减速性能。
如高分辨率的脉冲编码器，内有微处理器组成的细分电路，使得分辨率大大提高，增量位置检测为10，000p/r（脉冲数/转）以上；绝对位置检测为1，000，000p/r以上。
现代数控系统可以对伺服系统进行多种补偿，如丝杠螺距误差补偿、齿侧间隙补偿、轴向运动误差补偿、空间误差补偿和热变形补偿等。
3. 机械结构技术
为缩小体积，减少占地面积，更多地采用机电一体化结构。
为提高自动化程度，而采用自动交换刀具和工件，主轴和工作台的立、卧自动转换等。
为提高数控机床的动态特性，伺服系统和机床主机进行很好的机电匹配。
4. 数控编程技术
脱机编程发展到在线编程
具有机械加工技术中的特殊工艺和组合工艺方法的程序编制功能
编程系统由只能处理几何信息发展到几何信息和工艺信息同时处理的新阶段。
5. 向智能化方向发展
应用自适应控制（Adaptive Control）
引入专家系统指导加工
引入故障诊断专家系统
智能化伺服驱动装置
传统的编程是脱机的。由在机外编程，然后再输入给数控装置。现代的数控装置都有前台操作、后台编程的功能，可以在人工操作键盘和彩色显示器的作用下，在线的以人机对话方式进行编程。
除了具有圆切削、固定循环和图形循环外，还有宏程序设计、子程序设计功能，会话式自动编程、蓝图编程和实物编程功能。
由于有了小型工艺数据库，使得在线程序编制过程中可以自动选择最佳切削用量和适合的刀具。
数控系统检测加工过程中的一些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。
将熟练工人和专家的经验，加工的一般规律与特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统，并且带有自学功能。
可以通过自动识别负载而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行状态。
同样是把设备维修专家的经验与客观规律存入到系统中，建立专家数据库。
1.3.3 数控系统的技术性能指标
CPU: 16、32、64、RISC、主频越来越高；
分辨率: 0.01mm、0.001mm、0.1μm、0.01μm；
控制功能: FANUC-15可控15轴，SIEMENS 840D可控31轴,多种插补功能及其它功能；
伺服驱动系统的性能：电流环、速度环、位置环交流数字伺服，交流变频、矢量控制、非线性、前馈控制，摩擦补偿、伺服参数自动调整。
数控系统内PLC功能：具有逻辑控制和轴控制功能，基本指令执行快，可用梯形图、C语言编程。
系统的通讯接口功能：RS232C、DNC、RS485、局域网等。
系统的开放性：可扩展、添加、重组、选择。
可靠性与故障自诊断。
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