工程背景：

制造业是各种产业的支柱，直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。数控技术是集计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术及机电技术于一体的一门交叉学科，是现代制造技术的基础。数控技术的应用已成为衡量一个国家工业化程度和技术水平的重要标志。发展数控技术是当前制造工业技术改造、技术更新的必由之路。

数控加工的现状：

机床利用率低。国外数控机床在两班制工作下开动率达到60%～ 70%， 国内许多用户往往只能达到20%～30%。

编程效率低。据国外统计,手工编程时，一个零件的编程时间与机床实际加工时间之比约为30∶1，而数控机床不能开动的原因中有20%～30%是由于加工程序一时编制不出而耽搁的。

数控技术人员缺乏。据报载，国内数控技术人员缺口为60万。

数控机床种类：

切削加工类：数控铣床、数控车床、数控磨床、加工中心、数控齿轮加工机床、FMC等。

金属成型类：数控折弯机、数控弯管机、数控冲压机等。

特种加工类：数控线切割机、火焰切割机、电火花加工机、 激光加工机等。

非加工设备类：数控测量机、自动绘图机、工业机器人等。

数控系统的发展趋势：

运行高速化、加工高精化、体系开放、控制智能化、功能复合化

、交互网络化。

运行高速化：

高速CPU芯片

主轴高速化，采用电主轴

采用全数字交流伺服

机床动、静态性能的改善

典型参数：

在分辨率为1μm时，快进速度达240m/min，可获得复杂型面的精确加工

加速度达2g

主轴转速已达200,000rpm

换刀速度少于1 s

加工高精化：

高精度包括高进给分辨率、高定位精度和重复定位精度、高动态刚度、高性能闭环交流数字伺服系统等。

采用的提高精度的措施：

提高机械的制造和装配精度;

采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化;

采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度;

位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法;

采用反向间隙补偿、螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术;

设备的热变形误差补偿和空间误差的综合补偿技术。研究表明，综合误差补偿技术的应用可将加工误差减少60%～80%