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基于ARM+FPGA的嵌入式数控系统
朱晓洁;舒志兵
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2008(036)007
【摘要】针对现有CNC系统中存在的一些问题,提出了一种基于ARM+FPGA结构的嵌入式数控系统,并采用μC/OS-Ⅱ实时操作系统,详细介绍了这种系统的硬件结构和软件设计.
【总页数】3页(P311-313)
【作者】朱晓洁;舒志兵
【作者单位】南京工业大学自动化学院运动控制研究所,江苏,南京,210009;南京工业大学自动化学院运动控制研究所,江苏,南京,210009
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.基于ARM+FPGA的高开放性数控系统研究 [J], 谭会生;黎敦科
2.一种基于ARM+FPGA 新型数控系统硬件设计 [J], 王其飞;刘敬猛;凌有铸
3.基于ARM+FPGA的经济型工业机器人嵌入式控制器设计 [J], 王丽
4.基于ARM＋FPGA的嵌入式数控系统 [J], 朱晓洁;舒志兵
5.基于ARM+FPGA的嵌入式安全PLC设计 [J], 李明时;马跃;尹震宇
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现有的数控系统中多采用工控机加运动控制卡的计算机数控系统方案进行运动控制器的设计。
随着工控机整体功能日趋复杂，对运动控制系统的体积、成本、功耗等方面的要求越来越苛刻。
现有计算机数控系统在运动控制方面逐渐呈现出资源浪费严重、实时性差的劣势。
此外，数控系统的开放性、模块化和可重构设计是目前数控技术领域研究的热点，目的是为了适应技术发展和便于用户开发自己的功能。
本文基于ARM和FPGA的硬件平台，采用策略和机制相分离的设计思想，设计了一种具有高开放性特征的嵌入式数控系统。
该数控系统不仅具备了以往大型数控系统的主要功能，还具备了更好的操作性和切割性能，而且在开放性方面优势更为突出，使数控系统应用软件具有可移植性和互换性。
1 基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统整体方案基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统结构如图1所示。
按照模块划分的思想，本文将控制器分为人机交互、插补算法和通信三部分。
系统中ARM采用三星公司推出的16／32位RISC微处理器S3C2440A，它采用了ARM920T内核，核心频率高达400MHz。
FPGA采用Xilinx公司Spartan 3E系列的XC3S250E。
图1 基于ARM FPGA的嵌入式数控系统结构2 S3C2440A控制系统ARM作为数控系统的控制核心主要负责对从数据存储器中读取或直接从上位PC或网络获得的零件加工代码和控制信息进行译码、运算、逻辑处理，完成加工数据的粗插补以及人机界面和数据通信。
ARM系统是整个数控系统的控制核心，在嵌入式操作系统的管理下，采用分时处理的方式实现整个系统的信息处理和粗插补运算，通过键盘、触摸屏等输入装置输入各种控制指令，对数控系统的实时运行状态通过LCD、指示灯等显示，实现人机友好交互。
基于S3C2440A控制器有各种通信接口，包括RS232、RS485、以太网口、USB等接口模块。
通过这些接口实现文件传输和网络控制。
嵌入式数控的软件系统总体结构如图2所示。
《基于ARM处理器的通用数控系统的研究与设计》一、引言随着现代工业的快速发展，数控系统作为现代制造技术的重要组成部分，其性能和效率的优化已成为工业生产的关键。
而ARM处理器以其低功耗、高性能的特点，在嵌入式系统中得到了广泛应用。
因此，基于ARM处理器的通用数控系统的研究与设计具有重要的现实意义。
本文旨在探讨基于ARM处理器的通用数控系统的设计原理、实现方法及其在工业生产中的应用。
二、ARM处理器与数控系统概述ARM处理器是一种基于精简指令集（RISC）架构的低功耗、高性能的嵌入式处理器。
由于其高度的可扩展性和定制性，被广泛应用于工业控制、智能设备等领域。
数控系统则是通过数字信息实现对机械设备加工过程的全自动化控制，其性能直接影响着设备的加工精度和效率。
将ARM处理器应用于数控系统中，可以实现设备的智能化控制，提高设备的加工效率和精度。
三、系统设计1. 硬件设计基于ARM处理器的通用数控系统的硬件设计主要包括ARM 处理器核心板、电源模块、存储模块、通信模块等。
其中，ARM 处理器核心板负责处理数控系统的各种任务，电源模块为系统提供稳定的电源供应，存储模块用于存储程序和数据，通信模块则负责与其他设备进行数据交换。
2. 软件设计软件设计是数控系统的核心部分，主要包括操作系统、控制算法、人机交互界面等。
在操作系统方面，选择适用于ARM处理器的嵌入式操作系统，如Linux或Windows CE等。
控制算法则是根据具体的加工需求和设备特性进行设计和优化，以实现高精度的加工控制。
人机交互界面则负责将操作人员的指令转化为计算机可识别的语言，并实时显示设备的运行状态和加工结果。
四、关键技术及实现方法1. 运动控制技术运动控制技术是数控系统的核心技术之一，主要包括插补算法和伺服控制算法。
插补算法用于计算加工路径的中间点，以实现高精度的加工；伺服控制算法则用于控制设备的运动轨迹和速度，以保证加工的稳定性和精度。
2. 通信技术通信技术是实现数控系统与其他设备进行数据交换的关键技术。
数控毕业设计：基于ARM Cortex-M3芯片的数控系统设计摘要：本文介绍了一种基于ARM Cortex-M3芯片的数控系统设计，该系统具有高精度、高速度、高稳定性和易开发等特点。
首先介绍了数控系统的概念和发展历史，接着详细介绍了ARM Cortex-M3芯片的架构和特点，然后分析了数控系统的要求和功能，提出了数控系统的设计方案和实现方法，最后给出了实验结果和验证。
关键词：数控系统；ARM Cortex-M3芯片；高精度；高速度；高稳定性；易开发1. 引言计算机数控技术是现代制造业的重要支撑技术之一，其应用范围涵盖机械加工、机器人、航天航空等领域。
随着计算机技术和数字信号处理技术的发展，数控技术得到了进一步的发展和应用。
本文介绍了一种基于ARM Cortex-M3芯片的数控系统设计，该系统具有高精度、高速度、高稳定性和易开发等特点，对数控技术的发展和应用具有重要的指导意义。
2. 数控系统的概念和发展历史数控系统是一种通过计算机控制机床运动的技术，其目的是取代人工操作，提高生产效率和产品质量。
数控系统经历了从简单的闭环控制到开放式系统、网络化、智能化的演变过程。
近年来，随着嵌入式技术的发展和应用，数控系统也呈现出多种不同的设计方案和实现方法。
3. ARM Cortex-M3芯片的架构和特点ARM Cortex-M3芯片是一种基于ARMv7-M架构的32位微处理器，其具有低功耗、高性能、可靠性强和易开发等特点。
该芯片最大频率可达120MHz，集成了多种标准外设，如GPIO、SPI、USART、ADC等，可满足不同应用的需求。
4. 数控系统的要求和功能数控系统的主要功能是将CAD/CAM的数据转换为机床的控制信号，实现机床在空间内的直线、圆弧等复杂轨迹的运动控制。
数控系统的要求包括高精度、高速度、高稳定性、易操作和易开发等方面，需要采取灵活多变的设计方案并遵循一定的原则。
5. 数控系统的设计方案和实现方法基于ARM Cortex-M3芯片的数控系统，首先选择了适合该系统的数控芯片、电机和卡尺等硬件，并采用了嵌入式操作系统和C语言编程技术实现了系统级设计。
目录第一章绪论51.1引言51.2研究背景及国内外发展现状61.2.1研究背景61.2.2国外发展状况71.2.3国内研究现状81.3本论文课题来源和研究内容81.3.1课题来源81.3.2研究内容81.4论文结构安排9第二章体系结构设计9 2.1 数控系统体系结构92.2 技术要求102.2.1 主要性能指标102.2.2 系统输入输出接口要求122.2.3 精度指标132.2.4 其他要求132.3 总体结构分析142.4 软硬件功能划分162.4.1 软硬件功能划分的原则162.4.2 软硬件功能划分的具体实现172.5 硬件系统划分182.6 板级功能划分202.6.1 CPU子系统202.6.2 FPGA子系统202.6.3 DA转换子系统212.6.4 信号隔离与转换子系统212.6.4 电源子系统222.7 芯片级功能划分222.7.1 总线接口模块222.7.2 复位控制模块222.7.3 中断控制模块232.7.4 定时器模块232.7.5 键盘扫描模块232.7.6编码器计数器模块232.7.7驱动器控制模块232.7. 8 IO控制模块24第三章板级硬件设计24 3.1 板级设计的原则243.1.1 模块化设计243.1.2 尽量基于成熟的设计243.1.3 可重构原则243.1.4 兼容性原则253.2 性能分析与初步设计253.2.1 CPU计算能力253.2.2 实时性263.2.3 存储能力273.2.4 FPGA的选择和IO扩展能力273.2.5 实现方案283.3 CPU子系统283.3.1 ARM子系统283.3.2 存储器子系统303.3.3 通信接口303.4 LCD接口303.5 FPGA子系统313.5.1 配置电路和下载接口313.5.2 并行接口323.6 DA转换子系统323.6.1 隔离323.6.2 转换323.6.3 放大333.7 信号隔离与转换子系统333.8 电源子系统35第四章芯片级硬件设计35 4.1 FPGA介绍354.2 FPGA的开发364.2.1 HDL语言364.2.2 开发流程与EDA软件374.3 ACEX系列FPGA374.4 功能实现394.4.1总线接口模块394.4.2 复位控制模块394.4.3 中断控制模块404.4.4 定时器模块424.4.5 键盘扫描模块434.4.6 计数器模块444.4.7驱动器控制模块464.4.8 IO控制模块464.5 HDL编写注意事项474.5.1 HDL的可综合性474.5.2 硬件思想474.5.3 良好的编码风格484.6 设计要点494.6.1 同步设计和异步设计494.6.2 与异步器件的接口问题494.6.3 面积与速度49第五章软件接口设计505.1 uC/OS-II实时操作系统505.2 引导结构515.3 硬件检测系统525.4 数控系统程序接口535.4.1 FPGA接口535.4.2 电机运动控制55第六章硬件系统调试556.1 CPU子系统556.2.1 ARM的基本调试接口JTAG556.2.2 程序的下载与NOR FLASH的烧写566.2.3 ARM系统的调试步骤576.2 LCD接口586.3 FPGA子系统586.3.1 基本电路586.3.2 驱动器控制模块596.4 DA转换子系统59第七章软硬件联调和机床加工试验59 7.1 IO控制试验597.2 DA输出试验607.3 编码器读取试验607.4 电机控制试验607.4.1 位置精度试验607.4.2 转速平稳性试验607.4.3最大速度试验607.5 加工轨迹图画图试验617.6 实际工件加工试验617.7 系统长时间连续运行试验61结束语61参考文献62攻读硕士期间论文发表情况62攻读硕士期间科研与获奖情况63致谢63第一章绪论1.1引言近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。
基于ARM的控制系统硬件平台设计一、系统需求分析微电子技术的迅猛发展使其在汽车上被广泛的应用，给汽车工业的进一步发展带来了新的生机。
电子控制系统具有控制精度高、响应速度快、集成度高、体积小、重量轻、应用更加灵活等特点。
应用于汽车后，可使汽车有关系统在各种情况下都处在最佳的工作状态，各项受控指标都能获得较大的改善，是任何机械控制系统都难以达到的。
电子技术在汽车上的应用将使汽车很容易满足日益严格的各项法规、人们对驾驶舒适性和方便性的要求。
汽车行驶记录仪就是一种应运而生的产物，它是能够记录和再现汽车行驶状态的一种数字式电子记录装置，它可以全程记录汽车的行驶数据，并通过对所记录的行驶信息数据的分析，对车辆的行驶状况予以精确的掌控。
汽车行驶记录仪可有效预防驾驶员的违章驾驶，降低车辆的交通事故。
二、系统功能汽车行驶记录仪包括汽车行驶记录仪的主机和计算机端的数据分析软件这两部分组成。
这里重点介绍汽车行驶记录仪的主机部分的设计。
本课题所设计的汽车行驶记录仪主要实现如下功能：自检功能；实时时间、日期及驾驶时间的采集、记录、存储功能；车辆行驶速度的测量、记录、存储功能；车辆行驶里程的测量、记录、存储功能；驾驶员身份记录功能；键盘操作功能；数据显示；数据通信功能。
在数据通信接口部分除了国家标准所规定的USB标准接口和标准RS－232－C型接口的这两种通信方式外，课题中还增加了CAN总线接口功能和以太网总线接口功能。
三、系统结构图根据以上系统功能的分析，该系统可实现对车速信号、开关量信号以及模拟量信号的采集、处理以及数据的实时存储和显示；通过串口、USB接口、以太网接口可以实现与PC机之间的数据通信，对程序的调试和文件系统的下载，同时可以在产品运行过程中对系统的软件进行升级；通过CAN总线接口可实现与汽车上的CAN节点间的数据通信。
该系统的外围接口模块有电源模块、复位电路模块、信号采集模块、键盘操作模块、存储器模块、时钟模块、显示模块、JTAG调试接口以及通信接口模块，系统的组成框图如图1所示。
《基于FPGA的雕刻机32位运动控制器设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的飞速发展，高精度、高效率的数控加工设备成为了现代制造业不可或缺的组成部分。
作为数控加工设备的重要组成部分，运动控制器对设备的性能起着决定性作用。
为了满足日益增长的复杂雕刻任务需求，本文提出了一种基于FPGA（现场可编程门阵列）的32位运动控制器设计方案，以提高雕刻机的性能、稳定性和控制精度。
二、系统架构设计1. 硬件架构本设计采用FPGA作为核心控制器，搭配外部存储器、接口电路等构成完整的运动控制器硬件架构。
其中，FPGA具有可编程性强、处理速度快等优点，能够满足高精度、高速度的运动控制需求。
2. 软件架构软件架构包括FPGA的编程逻辑、控制算法以及与上位机的通信协议等。
本设计采用32位宽度的数据处理能力，能够处理更复杂的运动控制任务。
同时，通过优化控制算法，提高系统的响应速度和稳定性。
三、关键技术及实现1. 运动控制算法本设计采用先进的运动控制算法，如PID（比例-积分-微分）控制、插补算法等，实现对雕刻机的高精度运动控制。
通过优化算法参数，提高系统的动态性能和稳定性。
2. FPGA编程实现FPGA的编程实现是本设计的关键技术之一。
通过硬件描述语言（HDL）对FPGA进行编程，实现运动控制器的各项功能。
在编程过程中，需充分考虑FPGA的资源利用率和时序约束，以确保系统的稳定性和性能。
3. 通信接口设计本设计支持多种通信接口，如USB、Ethernet等，以实现与上位机的数据传输和命令交互。
通过优化通信协议，提高数据传输的速度和可靠性。
四、实验与分析为了验证本设计的有效性，我们进行了详细的实验和分析。
实验结果表明，基于FPGA的32位运动控制器具有高精度、高速度、高稳定性的特点，能够满足复杂的雕刻任务需求。
与传统的运动控制器相比，本设计在性能和稳定性方面具有明显的优势。
五、结论与展望本文提出了一种基于FPGA的32位运动控制器设计方案，通过优化运动控制算法、FPGA编程实现以及通信接口设计等技术手段，实现了高精度、高速度、高稳定性的运动控制。
《基于ARM处理器的通用数控系统的研究与设计》一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展，数控系统作为现代制造业的核心技术，其性能和效率的提升对于提高生产质量和降低成本具有重要意义。
本文将针对基于ARM处理器的通用数控系统展开研究与设计，探讨其技术特点、系统架构、设计方法及实际应用。
二、ARM处理器技术特点ARM处理器作为一种低功耗、高性能的嵌入式处理器，具有以下技术特点：1. 低功耗：ARM处理器采用先进的制程技术和低电压设计，具有较低的功耗，适用于长时间运行的数控系统。
2. 高性能：ARM处理器具有强大的计算能力和高速的数据处理能力，能够满足数控系统对实时性和准确性的要求。
3. 灵活性：ARM处理器支持多种操作系统和开发环境，可根据实际需求进行定制化开发。
三、系统架构设计基于ARM处理器的通用数控系统架构主要包括硬件和软件两部分。
1. 硬件架构：（1）ARM核心处理器：作为整个系统的控制中心，负责数据处理和指令执行。
（2）存储模块：包括内存、存储器等，用于存储程序代码、数据和结果。
（3）输入输出模块：包括人机交互界面、传感器、执行器等，实现与外部设备的通信和控制。
（4）电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
2. 软件架构：（1）操作系统：采用嵌入式操作系统，如Linux或RTOS，实现多任务管理和资源调度。
（2）数控系统软件：包括数控编程软件、运动控制软件、数据管理软件等，实现数控系统的各项功能。
四、设计方法与实现基于ARM处理器的通用数控系统的设计方法与实现主要包括以下几个方面：1. 硬件设计：根据实际需求选择合适的ARM处理器型号和外围电路元件，设计合理的电路板布局和电路连接方式，确保系统的稳定性和可靠性。
2. 软件设计：采用模块化设计思想，将数控系统软件划分为多个功能模块，分别进行开发和调试。
同时，采用优化算法和数据处理技术，提高系统的运算速度和精度。
3. 运动控制算法设计：根据实际加工需求，设计合适的运动控制算法，如插补算法、速度控制算法等，确保加工过程的稳定性和精度。
基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统研究的开题报告一、研究背景随着工业自动化、机械制造和智能化的不断发展，数控系统的需求也不断增加。
而传统的数控系统存在一些问题，如可扩展性不足、性能受限、稳定性差等。
为了解决这些问题，嵌入式数控系统应运而生。
嵌入式数控系统是一种以嵌入式系统为核心的数控系统，具有小巧、高性能、低功耗、易扩展等特点。
而基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统更是在这一领域中具有广泛的应用前景。
二、研究内容本课题旨在通过研究基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统，探索其在数控领域中的应用以及相应的技术难点。
具体研究内容包括：1. 基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统的体系结构设计和实现，包括硬件设计和软件开发。
2. 基于该系统的工业应用研究，如机床控制、自动化生产线等。
3. 针对该系统的性能进行测试和优化研究，以确保其可靠性和稳定性。
三、研究意义本研究将对嵌入式数控技术以及基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统的开发与应用做出贡献，拓展了嵌入式数控系统技术的应用范围和研究深度，提升了数控系统的性能、功能和稳定性，对工业制造和自动化生产具有重要的意义。
四、研究方法本研究将采用文献调研、系统设计、硬件实现、软件开发、测试和优化等方法，综合应用嵌入式系统、ARM和FPGA等技术手段，实现基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统。
五、预期结果本研究将实现基于ARM和FPGA的嵌入式数控系统，并对系统性能进行测试和优化。
同时，将开展针对该系统的工业应用研究，探索其在数控领域中的应用前景，取得一定的研究成果，为相关领域的发展作出贡献。
目录第一章绪论 (6)1.1引言 (6)1.2研究背景及国内外发展现状 (7)1.2.1研究背景 (7)1.2.2国外发展状况 (8)1.2.3国内研究现状 (8)1.3本论文课题来源和研究内容 (9)1.3.1课题来源 (9)1.3.2研究内容 (9)1.4论文结构安排 (9)第二章体系结构设计 (11)2.1 数控系统体系结构 (11)2.2 技术要求 (11)2.2.1 主要性能指标 (12)2.2.2 系统输入输出接口要求 (13)2.2.3 精度指标 (14)2.2.4 其他要求 (15)2.3 总体结构分析 (15)2.4 软硬件功能划分 (17)2.4.1 软硬件功能划分的原则 (17)2.4.2 软硬件功能划分的具体实现 (19)2.5 硬件系统划分 (20)2.6 板级功能划分 (22)2.6.1 CPU子系统 (22)2.6.2 FPGA子系统 (22)2.6.3 DA转换子系统 (23)2.6.4 信号隔离与转换子系统 (23)2.6.4 电源子系统 (24)2.7.1 总线接口模块 (24)2.7.2 复位控制模块 (24)2.7.3 中断控制模块 (25)2.7.4 定时器模块 (25)2.7.5 键盘扫描模块 (25)2.7.6编码器计数器模块 (25)2.7.7驱动器控制模块 (25)2.7. 8 IO控制模块 (26)第三章板级硬件设计 (27)3.1 板级设计的原则 (27)3.1.1 模块化设计 (27)3.1.2 尽量基于成熟的设计 (27)3.1.3 可重构原则 (27)3.1.4 兼容性原则 (28)3.2 性能分析与初步设计 (28)3.2.1 CPU计算能力 (28)3.2.2 实时性 (29)3.2.3 存储能力 (30)3.2.4 FPGA的选择和IO扩展能力 (30)3.2.5 实现方案 (31)3.3 CPU子系统 (31)3.3.1 ARM子系统 (31)3.3.2 存储器子系统 (33)3.3.3 通信接口 (33)3.4 LCD接口 (33)3.5 FPGA子系统 (34)3.5.1 配置电路和下载接口 (34)3.5.2 并行接口 (35)3.6.1 隔离 (35)3.6.2 转换 (35)3.6.3 放大 (36)3.7 信号隔离与转换子系统 (36)3.8 电源子系统 (38)第四章芯片级硬件设计 (39)4.1 FPGA介绍 (39)4.2 FPGA的开发 (39)4.2.1 HDL语言 (39)4.2.2 开发流程与EDA软件 (40)4.3 ACEX系列FPGA (41)4.4 功能实现 (42)4.4.1总线接口模块 (42)4.4.2 复位控制模块 (43)4.4.3 中断控制模块 (43)4.4.4 定时器模块 (45)4.4.5 键盘扫描模块 (47)4.4.6 计数器模块 (48)4.4.7驱动器控制模块 (49)4.4.8 IO控制模块 (50)4.5 HDL编写注意事项 (50)4.5.1 HDL的可综合性 (50)4.5.2 硬件思想 (51)4.5.3 良好的编码风格 (51)4.6 设计要点 (52)4.6.1 同步设计和异步设计 (52)4.6.2 与异步器件的接口问题 (52)4.6.3 面积与速度 (53)第五章软件接口设计 (54)5.1 uC/OS-II实时操作系统 (54)5.2 引导结构 (55)5.3 硬件检测系统 (55)5.4 数控系统程序接口 (56)5.4.1 FPGA接口 (56)5.4.2 电机运动控制 (58)第六章硬件系统调试 (59)6.1 CPU子系统 (59)6.2.1 ARM的基本调试接口JTAG (59)6.2.2 程序的下载与NOR FLASH的烧写 (60)6.2.3 ARM系统的调试步骤 (61)6.2 LCD接口 (61)6.3 FPGA子系统 (62)6.3.1 基本电路 (62)6.3.2 驱动器控制模块 (62)6.4 DA转换子系统 (62)第七章软硬件联调和机床加工试验 (63)7.1 IO控制试验 (63)7.2 DA输出试验 (63)7.3 编码器读取试验 (63)7.4 电机控制试验 (63)7.4.1 位置精度试验 (63)7.4.2 转速平稳性试验 (64)7.4.3最大速度试验 (64)7.5 加工轨迹图画图试验 (64)7.6 实际工件加工试验 (64)7.7 系统长时间连续运行试验 (65)结束语 (66)参考文献 (67)攻读硕士期间论文发表情况 (68)攻读硕士期间科研与获奖情况 (68)致谢 (69)第一章绪论1.1引言近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。
在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。
2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。
但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。
近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。
出口的数控机床品种以中低档为主。
据专家分析预测：1、数控机床推广应用逐步由经济型为主向普及型为主转变。
据预测分析，到2005年我国机床数控化率为9.5~%10.36%，到2010年将达到16.5%~19.27%。
在2001~2010年，经济型所占比重继续减少，普及型所占比重继续增长，高级型的需求缓慢增长。
2、数控金切机床的构成比逐渐趋于合理。
数控机床工序集中的加工特点，将使具有复合功能的高效数控机床的需求增长，这将导致数控机床拥有量和市场消费量中各类数控机床的构成比不同于传统的机床构成比。
3、数控机床的应用由单机向单元（系统）方向发展。
目前欧、美、日等国应用DNC已很普遍，柔性制造单元已占数控机床销售量的30%以上。
而我国FMC、FMS和FML的拥有量不足50套，相当于日本80年代的水平，占数控机床消费额不到5%。
4、出口前景良好。
1998年及前几年我国机床工具的出口额徘徊在5亿美元左右，2000年上升到7.85亿美元，随着东南亚经济复苏和我国出口多极化市场的形成和巩固，以及我国加入WTO，今后几年我国机床出口将实现平稳、持续增长。
预计到2005年出口创汇可达到12亿美元。
1.2研究背景及国内外发展现状1.2.1研究背景加入WTO后，外资对我国机械工业会产生结构性的冲击，主要表现在以下几点：1、部分行业发展主导权有可能受到冲击。
在以下行业将表现得更为突出：一是在国内处于市场成长期、外方掌握专有技术并处于垄断地位的技术密集型行业，如燃气轮机、直流输电关键设备、半喂入式水稻联合收割机、机电一体化的汽车发动机附配件等；二是单靠有限市场难以发挥企业生产能力、迫切需要全球市场支撑的行业，如高压开关、大型变压器、高档科学仪器、高档数控系统、智能化工业控制系统等；三是国内外制造成本相差较大、外方享有明显的品牌优势、在华设厂可以在世界市场获取丰厚利润的劳动密集型或易于流通的装配型产品行业，如照相机、复印机、部分工业和民用仪表、高品质低压电器等。
2、工程成套行业将面临更严峻的竞争。
随着服务贸易领域对外开放，实力雄厚的国外公司可能更积极地到国内举办由其控制的、以工程承包为主要业务的工程公司，以其母公司产品为后盾，以熟悉国内情况的中方雇员为业务骨干，与我内资企业展开激烈的竞争。
3、我国机械工业自主技术创新的积极性有可能被抑制。
由于外资在华机械企业主要承担制造车间的角色，技术来源主要依靠其母公司，而原本就实力有限的内资企业在完全开放的市场竞争中坚持自行研制开发将冒很大风险，为了节省投入，提高产品的形象，多数内资企业将尽可能与外方合作，采用国际同行的技术进行生产。
4、处于幼稚期的自主产业的成长环境趋于严峻。
由于国外企业将更加不愿转让技术，更愿意通过在华举办由他们控制的企业来与内资机械企业争夺中国用户的订单，国内用户也有了更多的便利采购外资产品，从而部分处于成长初期的重要产品自主产业的培育壮大将更困难。
在这种严峻的形式下，我们必须发愤图强，开发出适合我国国情的具有自主知识产权的数控系统。
1.2.2国外发展状况1、国际机床市场的消费主流是数控机床。
1998年世界机床进口额中大部分是数控机床，美国进口机床的数控化率达70%，我国为60%。
目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主。
2、国外数控机床的网络化。
随着计算机技术、网络技术日益普遍运用，数控机床走向网络化、集成化已成为必然的趋势和方向，互联网进入制造工厂的车间只是时间的问题。
从另一角度来看，目前流行的ERP即工厂信息化对于制造业来说，仅仅局限于通常的管理部门（人、财、物、产、供、销）或设计、开发等等上层部分的信息化是远远不够的，工厂、车间的最底层加工设备——数控机床不能够连成网络或信息化就必然成为制造业工厂信息化的制约瓶颈，所谓的ERP就比较“虚”没有能够真正地解决制造工厂的最关键的问题。
所以，对于面临日益全球化竞争的现代制造工厂来说，第一是要大大提高机床的数控化率，即数控机床必须达到起码的数量或比例；第二就是所拥有的数控机床必须具有双向、高速的联网通讯功能，以保证信息流在工厂、车间的底层之间及底层与上层之间通讯的畅通无阻。
以FANUC和西门子为代表的数控系统生产厂商已在几年前推出了具有网络功能的数控系统。
在这些系统中，除了传统的RS232接口外，还备有以太网接口，为数控机床联网提供了基本条件。
由于国外企业的发展水平，数控机床的网络接口功能被定义为用于远程监控、远程诊断。
1.2.3国内研究现状1、新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。
例如：全长33公里的上海磁悬浮快速列车线，是“十五”期间国家重点建设项目，其中组成列车线的2550根轨道梁是整个工程的最关键部分，对加工轨道梁的精度提出了相当高的要求。
去年年初，沈阳机床集团机床股份有限公司中捷友谊厂以工期6个月、标的6200万元在磁悬浮轨道专用数控机床项目公开招标中折桂，并于8月底将一次性验收合格的8台数控镗铣床组成的轨道梁生产线一次试车成功，目前这套铣镗加工中心已加工出轨道梁1100根，确保了轨道梁的加工精度和速度，为实现今年年底试车打下了良好的基础。
