机床按加工精度可分为普通机床、精密机床和超精密机床，加工精度大约每8年翻一番。数控机床的定位精度即将告别微米时代，进入亚微米时代。超精密数控机床向纳米迈进。未来10年，精密、高速、智能、小型化将汇聚成新一代机床。机床的精度不仅是汽车、电子、医疗器械等行业的迫切需求，也直接关系到航空航天、导弹卫星、新型武器等国防工业的现代化。

20世纪70年代出现的加工中心，开创了多工序集成的先河，现在已经发展到完全加工，即复杂零件的所有加工工序都在一台机床上完成。完整的加工是通过工艺集成，一次装卡就可以完成一个零件的加工过程。由于装卡次数减少，加工精度提高，容易保证工艺的高可靠性，实现零缺陷生产。此外，完整的加工缩短了加工工艺链和辅助时间，减少了机床数量，简化了物料流程，提高了生产设备的柔性，占用生产面积小，投资更有效益。

机床信息化的典型案例是Mazak410H，配备了信息塔，实现了工作场所的自主管理。信息塔具有语音、文字、视频等通信功能。与生产计划和调度系统联网，下载工作指令和加工程序。在试切过程中，可以在屏幕上观察加工过程。信息塔可以实时反映机床的工作状态和加工进度，可以通过手机查询。同时，信息塔进行工作数据统计分析和刀具寿命管理，以及故障报警显示和在线帮助排除。机床的操作权限应通过指纹来确认。

智能机床包括在线测量、监控和补偿。数控机床的位置检测和闭环控制是简单的应用案例。为了进一步提高加工精度，可以用球杆仪和激光测量机床的圆周运动精度和刀位点的空间位置，然后输入数控系统进行补偿。未来数控机床将配备各种微型传感器，监测切削力、振动和热变形引起的误差，自动补偿或调整机床的工作状态，提高机床的工作精度和稳定性。

随着纳米技术和微机电系统的快速发展，加工微小零件的机床的开发已经提上日程。微型机床同时具有高速和精密的特点。最小的微型机床可以放在手掌里，一个微型工厂可以放在行李箱里。操作员通过手柄和监控屏幕控制整个工厂的运行。

传统机床是基于笛卡尔坐标，将X、Y、Z沿三个坐标轴的运动和A、B、C绕三个坐标轴的旋转串联叠加，形成所需的刀具轨迹。并联运动机床利用各种类型的杆机构在空间传递主轴部件，形成所需的刀具轨迹。并联机床具有结构简单紧凑、刚度高、动态性能好等一系列优点。，具有广阔的应用前景。

除了金属切割和锻造，新的加工方法和工艺层出不穷，机床的概念也在发生变化。激光加工的领域日益扩大。除了激光切割和激光焊接，激光孔加工、激光三维加工、激光热处理、激光直接金属制造等应用也越来越广泛。电加工、超声波加工、叠层铣削、快速成型技术、三维打印技术都各显神通。

机床的高速度和高精度要求机床结构的简化和轻量化，以减少机床部件的惯性对加工精度的负面影响，大大提高机床的动态性能。比如借助有限元分析的机床部件拓扑优化、盒中盒结构设计、采用空心焊接结构或铅合金材料等，已经开始从实验室走向实用。

中国机床设计开发手段应尽快从2D CAD过渡到三维CAD。三维建模与仿真是现代设计的基础，也是企业技术优势的来源。在这种三维设计的基础上，CAD/CAM/CAE/PDM的集成可以加快新产品的开发，保证新产品的顺利生产，逐步实现产品全生命周期管理。

在传统的机床中，电机和机床部件通过诸如皮带、齿轮和联轴器的耦合元件连接，以实现部件所需的运动或旋转。电机和电力是分开的。直驱技术是将电机和机械部件集成为一个整体，成为机电一体化的功能部件，如直线电机、电主轴、电动滚珠丝杠、力矩电机等。直接驱动技术简化了机床的结构，提高了机床的刚度、动态性能、运动速度和加工精度。

数控系统的开放是大势所趋。目前，开放式数控系统有三种形式:1)全开放式数控系统，即基于微机的数控系统，利用实时操作系统开发数控系统的各种功能，通过伺服卡传输数据，控制坐标轴电机的运动。2)嵌入式系统，即CNC+PC，CNC控制坐标轴电机的运动，PC作为人机界面和网络通讯。3)系统集成，在CNC基础上增加PC主板，提供键盘操作，完善人机界面功能，如Siemens840Di、Fanuc210i等。

随着产品更新换代的加快，专用机床的可重构性和制造系统的可重构性变得越来越重要。通过数控加工单元和功能部件的模块化，可以快速重组和配置制造系统，满足变型产品的生产需求。机械、电气和电子、液体和气体、控制软件等接口的标准化和规范化是实现可重构的关键。