1的性能。CNC控制器進壹步改進，功能更多。
(1)多坐標多系統控制
例如，FANUC最新的高級控制器11S30i-Model A系統，其控制系統(通道)的最大數量為10，軸的最大數量和主軸配置的最大數量為40，包括32個進給軸、8個主軸和24個同步控制軸/系統。最大PMC系統是3個系統。最大I/O點數為4096/4096，PMC的基本命令速度為25ns。最大可讀程序段:1000段。這是世界上最高的數控系統。由於其多軸多系統配置，特別適用於大型自動化機床、復合機床、多頭機床等。
(2)高精度和高速加工功能
這是數控系統最重要的功能。有了這壹功能，制造技術有了很大的發展。數控機床由計算機控制，可以保證加工的零件具有較高的精度和重復性。但是為了得到某種功能，輸入到控制器的信號要經過壹系列的處理，不可避免的會產生失真和延遲。因此，在高速加工中，為了保持較高的加工精度，需要采取壹定的措施來減少畸變和延遲。高精高速加工，除了機械設計和制造要保證目標能夠實現外，對數控系統的要求主要是加工速度快和控制精度高。采用前饋控制補償伺服滯後引起的誤差，提高加工精度。適當控制進給速度和適當的加減速曲線，可以減小加減速滯後帶來的誤差。“前視”控制在程序執行前對運動數據進行計算、處理和緩沖，從而控制刀具高速運動，誤差很小。對於運行平穩的機床的高精度輪廓控制，利用指令形式的實時識別，對速度、加速度和加加速度進行最優控制，使加工始終保持在最佳狀態。為了防止幹擾，采用數字濾波技術消除機械諧振，提高伺服系統的位置增益。高精度進給和主軸伺服系統對高速、高精度和高效率至關重要。目前主要從以下幾個方面提升其性能。減小電機、驅動器和控制單元的尺寸，提高編碼器的分辨率；直線運動軸可以由直線伺服電機驅動；減少機械傳動鏈，提高剛度，提高精度。當主軸電機采用同步電機時，非常適合齒輪機床系統。齒輪機床有時需要很低的主軸轉速，但精度很高。
例如，FANUC伺服電機被設計成具有小體積和高增益控制。伺服電機是沒有齒槽效應的電機，並且具有1.6 X10 '脈沖/旋轉分辨率的編碼器。伺服控制采用交流數字伺服控制，電流檢測精度高。有了相應的硬件，就可以產生所謂的“納米控制”，即當系統的探測分辨率為1脊m時，插值分辨率可以達到1nm；它最大限度地減少了數控中的計算誤差，每次內部計算都以納米或更小的單位進行，大大提高了加工質量。為了控制直線電機，設計了數字濾波器，以避免直接驅動機械引起的多點諧振。結合這些功能，機床的運動可以準確地按照指令執行。對於加工具有自由曲面的模具，程序段之間會出現條紋。為了解決這個問題，FANUC開發了“納米平滑”功能，對CNC指令的公差進行舍入，以“納米”為單位評估原始曲線，並通過NURBS進行插值。這些性能符合機床“高速高精”和“低速高精”的要求。
(3)軸加工和復雜加工功能
由於五軸加工工藝合理，與三維曲面加工相比可以充分利用刀具的最佳幾何形狀進行切削，在復雜形狀的高速高精加工中可以提高效率和平整度。因此應用越來越廣泛。五軸加工機械的配置主要包括刀具旋轉模式、工作臺旋轉模式以及這兩種模式的混合模式。所以5軸加工功能要滿足各種配置的要求。根據五軸加工的特點，將TCP(刀具中心控制)和刀具半徑補償等功能應用於不同機械配置的五軸加工機床。
(4)數控重復功能
為了提高生產率，開發和制造數控復合加工機床已成為數控機床的發展趨勢。復合加工機床是指可以在同壹臺機床上進行多道工序的加工，如在壹臺機床上進行車、銑、錘等加工。比如壹個圓柱體需要在圓柱面上車削，還需要錘子L在圓柱面上銑槽，這些都需要在同壹臺數控機床上完成。這可以大大提高生產率。因此，對於數控復合機床來說，需要增加壹個可以進行復合加工的控制系統。比如銑床需要增加螺旋線、螺旋線、三維圓弧、刀具中心點控制等功能。另外，刀具補償功能還需要車削和銑削兩種功能。另外，這種機床經常需要高速加工。
(5)網絡接入通信功能
為了通過PC機或數控系統本身集中監控和管理多臺機床，系統需要通過網絡進行通信。以便傳送程序和監控加工狀態。此外，網絡功能還可以傳輸維護數據，對系統進行遠程控制、操作和診斷；傳輸CAD/CAM數據。通過現場通信網絡功能，CNC可以在CNC和伺服裝置之間以及CNC和I/O控制器之間傳輸控制、監測和診斷數據。目前主要采用以太網和現場總線。隨著科技的發展，無線技術的應用也出現了。無線技術可以讓信息到達幾乎任何地方。
(6)高可靠性和安全功能
數控系統與數控機床壹起工作在底層車間，受到溫度、濕度、振動、油霧、粉塵等惡劣環境的影響，同時要求連續工作；所以可靠性特別高。除了可靠性設計和制造技術，現代數控系統的可靠性主要采取以下措施:①使用光纖減少電纜連接。例如，FANUC數控系統通過光纖連接數控和伺服放大器，以串行高速方式將大量數據從數控傳輸到多個伺服放大器。② ECC:糾錯碼(ECC)用於傳輸數據。隨著軟件對大量數據的高速處理，對微處理器、存儲器和LSI的處理速度也要求大大提高。由於這些安裝在CNC印制板上的高速電子元件高速讀寫和傳輸數據，ic驅動的信號波形變得滯後。在這種情況下，如果沒有模擬電路處理，數字信號就不能正確傳輸。此外，當最新的電子元件在低電壓下供電時，低噪聲電阻的電路的工作範圍減小。因此，數控電路將采用更先進的糾錯碼來傳輸數據。ECC是壹項領先的高可靠性技術。通過向數據添加ECC來傳輸不同類型的數據，系統更加可靠。②采用雙止安全(雙止Sa缸Y)措施。“雙檢安全”符合歐洲安全標準(EN 954-1)。其原理是在CNC中嵌入多個處理器，對伺服電機和主軸電機以及與安全相關的I/O信號進行冗余監控，並使用緊急停止和相關I/O電路使系統安全運行和停止。
2.控制器的開啟
當數控機床出現時，廠商希望打開數控系統的黑匣子，部分或完全取代機床設計者和操作者的大腦，具有壹定的智能，將特殊的加工工藝、管理經驗和操作技能輸入數控系統，還希望它具有圖形交互和診斷功能。這就要求商用數控系統具有友好的人機界面和面向用戶的開發平臺。要求NC控制器是透明的，以便機床制造商和最終用戶可以自由地執行他們自己的想法。因此，開放式結構的數控系統應運而生。
IEEE“開放系統技術委員會”將“開放架構”定義為:“開放系統執行的應用程序可以運行在許多廠商的不同平臺上；它可以與其他系統的應用程序進行互操作，並與用戶進行交互和協作(1 eeelo03.0)。“以下性能指標也可用於評估控制器的開放性。比如應用模塊是AM: ①可移植性:在保持應用模塊(AM)功能的同時，無需任何改動即可應用於不同平臺。②擴展性:不同的AM可以在壹個平臺上運行，不會發生沖突。③互操作性:AM協同工作時，表現為相互協作，可以根據定義交換數據。④可擴展性:AM的功能、性能和硬件規模可以根據用戶需求進行擴展。
開放式結構控制器(oAC)使控制器供應商、機床制造商和最終用戶從靈活敏捷的生產中獲益匪淺。其主要目標是在標準化環境中采用開放接口，以方便操作、降低成本和增加靈活性。這種系統能力被廣泛接受。軟件可以重復使用，用戶可以根據給定的配置設計控制器。
由於控制系統對實時性和可靠性的嚴格要求，開放式體系結構是壹個高度復雜的系統。其特點是基於PC，相互鏈接的關鍵結構是系統組件和接口，系統組件由軟件模塊和硬件模塊組成。在壹個開放的系統中，每個組件和接口也可以實現制造過程中增加智能的優勢。這些系統的硬件和軟件是控制復雜性的基本工具。受控接口可以分為兩組:內部接口和外部接口。
①外部接口:這些接口連接系統和監控單元，以及子單元和用戶。它們可以分為編程接口和通信接口。NC和PI' c之間的編程接口采用國家或國際標準，如RS-274、DIN66025或IEC6L131-3。通信接口也受到標準的強烈影響。現場總線系統，如SERCOS、P-ribbed us或Device Net，用作驅動器和I/O接口。壹、以以太網和TCP/IP接口為主的局域網絡與監控系統。
②內部接口:用於部件之間的交互和數據交換，構成控制系統的核心。在這方面，壹個重要的性能是支持實時機制。為了獲得可重構和自適應的控制，控制系統的內部結構基於平臺的概念。因為特殊硬件的細節無法在軟件組件中獲知，所以主要目標是在軟件組件之間建立壹種可定義但靈活的通信方式。應用編程接口(APl)確保了這些需求。控制系統的所有功能被分成幾個包，模塊化軟件組件通過定義的API相互交互。
美國機器人產業論壇1999的數據顯示，美國機器人的總裝機系統是機器人本身價值的3-5倍，即如果有壹個價值1億美元的機器人市場，附加值將增加20-40億美元。如果其中的25%是由於軟件集成，那麽通過標準化的開發和應用，采用開放式架構的控制器，可以認為減少了50%。那麽采用開放式控制器後，每年可以節省2.5億到5億美元的潛在價值。
目前，開放式數控系統結構主要有三種形式:
(1)基於PC的數控系統，在PC的平臺上開發數控系統的各種功能，通過伺服卡傳輸數據，控制坐標軸電機的運動。這種系統有時被稱為軟NC，易於全方位開放。
②PC嵌入式系統:該系統的基本結構是:CNC和PC主板，即在傳統的PC機上插入壹塊CNC板，CNC主要運行以坐標軸運動為主要功能的實時控制，或者CNC作為數控功能運行，PC板作為用戶的人機界面平臺。
③PC和CNC:目前主流數控系統廠商認為數控系統最重要的性能是可靠性，不允許出現PC死機的現象。系統功能的第壹追求仍然是高精高速加工。此外，這些廠商長期以來生產了大量的數控系統；架構的改變會對其原有系統的維護服務和可靠性產生不良影響。因此，開放式結構並不被視為主要產品，原有結構的數控系統仍在大量生產。為了增加開放性，主流數控系統廠商往往在不改變原系統基本結構的情況下增加壹塊PC板，並提供鍵盤使用戶能夠連接PC和CNC，大大提高了人機界面的功能，如FANUC的150 I/160 I/180 I/210J系統。壹些制造商也稱這種裝置為融合系統。由於其工作可靠、接口開放，越來越受到機床廠商的歡迎。成為數控技術的發展方向。
3.步進數控
它以STEP為基礎，將STEP擴展到NC，形成“step-NC”。開發和推廣該標準的首要目的是通過標準的個性文件實現不同CAx系統之間的數據交換。目前，企業間專業化分工的趨勢越來越明顯。壹個汽車裝配廠通常有數百個零件供應商。這些企業可能采用不同的CAD系統，數據交換的工作量很大。CAD系統之間不宜采用點對點的交換方式。只有將數據以統計形式表示，並以統計形式的文件格式輸入輸出數據，才能實現大量的數據交換。STEP架構可以概括為ExPRESS的語言(ExPRESS是壹種信息建模語言)，它有三層(應用層、邏輯層和物理層)。也可以認為STEP的核心是壹個工程定義的數據庫，可以形成不同的應用協議，對各行業需要的產品模塊使用1。數據庫包括幾何、拓撲、公差、關系、屬性、裝配、配置和其他特征。並且在需要時可以不斷添加新的產品模塊。
“數控控制器數據模型”(以下簡稱step-NC)是數控從CAM到CNC的數據模型，解決了目前數控程序缺乏通用性和可移植性的問題。使用“step-NC”產品模型數據作為直接機床的輸入已經發展到具有實際意義。這個“step-NC”就是壹個沒有g代碼和M代碼，沒有後置處理的NC。ISol4649標準的目標是:(1)改善CAD/CAM系統與CNC控制器之間的連接；確保“step-NC”可以在CAD/CAM之間傳輸數據。不使用工具的移動，而是采用面向對象的工作步驟的概念來改進IS06893的缺點。工作步驟對應於流程的高級功能和參數。CNC可以將工作步驟分解為坐標運動和刀具運動。(2)數據模塊必須包括所有復雜程度(從加工期間命令的CAD幾何數據到具有離散值的簡單軸運動)。(3)數控程序可以放在新開發的數控控制器上，但也可能放在支持和改進現有數控控制器的單獨的高級系統(包括各種網絡)上。(4)數控程序新標準將為機床操作者提供更多的靈活性、功能、統計表的編程定義、幾何過程的相關控制和修改。(5)新標準允許山地車操作員由於其特殊的機床和技術而執行特殊的功能。(6)為最終用戶的新標準提供統壹的編程、更快更便宜的程序準備和由於統壹的編程格式而帶來的低成本。(7)後處理少，標準化多。在數控編程層面，CAD/CAM系統與數控系統之間的數據交換會更加方便。