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机床数字控制器经历了60多年的发展，从初期由机床研制单位自行设计制造转变为专业的制造商批量生产，形成了专门的产品一数控系统及其产业。数控技术从诞生到今天，大致经历了5个发展阶段。
一、现状与趋势机床的控制精度、加工速度和自动化水平是机床控制技术不断发展的驱动力。随着加工工艺技术的发展，人们对数控设备的功能和智能化水平要求也越来越高。数控系统一般可分为低端、中端和高端3个级别。
1)低端数控。一般采用嵌入式单片机，以模拟量或脉冲信号控制伺服驱动系统，以实现运动控制，可完成基本的直线和圆弧插补功能，实现2轴或3轴控制。主轴则采用变频控制，通常用于普及型数控车床和数控铣床。2)中端数控。通常称为全功能数控系统，可实现主要的插补功能，具有丰富的图形化界面和数据交换功能。3)高端数控。具有5轴以上的控制能力，多通道、全数字总线，丰富的插补及运动控制功能，智能化的编程和远程维护诊断。
随着机床性能的提高、电子技术的迅速发展以及加工零件形状日益复杂，数控系统的硬件、软件和客户化应用各自所占的价格比不断地变化，越来越多的控制功能依靠软件来实现，特别是高端数控系统的软件和客户化应用所占的价格比越来越高，甚至超过了75%。其中数控核心软件始终是数控系统软件中的重中之重。
近年来，出现了不同结构层次的数控系统产品，包括全系统、半成品和核心软件。例如，德国的ISG公司仅提供数控软件知识产权，由用户自行配置或二次开发形成自己品牌的数控产品。美国国家标准与技术研究院NIST及其他开源组织可提供开源的LinuxCNC数控软件，用户可免费得到其源代码，并可在GNU共享协议下进行开发。
德国的PA(PowerAutomatiorn)公司、倍福(Beckhoff)公司则提供模块化的数控系统平台，由用户自行配置后形成自己品牌的数控产品。美国DeltaTau公司提供PMAC运动控制卡和相关软件，由用户开发组成自己的数控系统等。
综上所述，从数控系统发展的轨迹来看，在体系结构上，由原有的专用封闭式向通用开放式转变。在系统规模方面，硬件的数量逐渐增多，甚至由2台计算机组成，且结构更加紧凑。同时借助现场总线连接更多的数字化传感器、执行器和其他数字化设备。在软件方面，集成越来越多的功能，涵盖了运算、控制、监控和管理等。在智能化方面，利用各种人工智能技术、监测技术等，实现加工过程中的各种误差补偿、自动修正、状态监测、设备故障预警与维护等。在信息化方面，利用网络技术，将CAD/LAPP/CAM与CNC集成，使数控设备不仅仅是车间中的一台加工设备，而是整个工厂网络中一个信息共享的节点，为生产过程信息化和高度柔性化提供支持。在运动控制方面，加工精度从毫米级向微米、亚微米、纳米级发展，进给速度向100m/min级目标前进，主轴转速也达到了100000r/min级。
二、对机床数字控制的要求
从工厂信息化的角度来看，数控设备处于设备层，是工厂的基础制造装备。生产计划通过企业资源规划软件(CERP)进行规划，由技术部门进行工艺设计，编制加工工艺和数控程序。车间的制造执行层(MES)进行生产调度管理，通过DNC接口将加工任务及加工程序传递给机床数控系统，由数控设备完成相应的加工任务，并将加工状态反馈给MES系统。工厂则通过互联网实现与供应商、用户以及外部服务资源的信息互通。因此，数控系统不仅是机床的控制器，也是工厂和车间信息化的基础。
数控系统是机床的大脑和神经系统，同时承担输入输出和驱动控制功能。在生产实际应用中，从加工质量、生产率和易用性等方面都对数控系统提出不同要求。数控系统具有网络集成能力，实现机床与车间其他设备的集成，构成生产制造单元或柔性制造系统，实现生产指令和机床运行状态的信息交换，是现代制造对数控系统的新要求。通过高精度运动控制提高加工质量，通过高效加工减小辅助时间来提高生产效率。此外，在机床的可靠性和使用便易性以及绿色、节能减排等方面，数控系统都起着重要的作用。
三、数控系统的组成
数控泡沫切割设备数控系统由人机界面(human-machine interface，HMI)、数控核心(NC core)、可编程逻辑控制器(programmable logic control，PLC)以及轴和驱动控制(axis and drive control)4部分组成。人机界面是人与机器进行交互的操作平台，是用户与机床互相传递信息的媒介，用以实现信息的输入与输出。人机界面通常由屏幕、编辑键盘、操作面板和通信接口组成。对于大中型机床设备一般还配有手持单元。人机界面的展示形式为文字和图形，大多采用LCD或LED屏幕。编辑输入包括键盘、鼠标或触摸屏。随着数控加工的发展和零件结构的日益复杂，人机交互的内容日益增多，除了加工轨迹图形仿真和虚拟加工外，还需要对切削参数、切削功率、主轴振动等级和刀具剩余寿命等进行监控，甚至涉及刀具管理、工况数据采集和加工计划等。人机界面是数控系统开发最活跃的部分，除标准配置外，还可以按照机床制造商或最终用户的需要加以定制，将专有的工艺知识和操作流程纳入其中，成为个性化的数控系统。
数控核心将零件加工程序进行译码和插补，转化为各轴的位置指令，从而对各轴的运动进行控制。随着加工曲面的日益复杂以及多轴联动和复合加工的应用，空间坐标的转换和曲线插补的算法成为数控系统的核心技术。多轴多通道、样条曲线插补和拟合、速度前瞻优化、刀具三维补偿以及各种误差补偿技术等已成为不同品牌高端数控系统的竞争焦点。
机床的M、S、T等辅助功能主要是通过PLC实现，不同型号和类型的机床逻辑控制各有不同，因此PLC程序的开发是机床制造商和最终用户的一项重要工作。驱动控制是电与机转换的过程，它将位置指令转换成速度指令，通过伺服电动机驱动机床部件的运动，是机电一体化和机电祸合的系统。驱动控制在很大程度上体现数控系统的动态性能，直接影响机床的加工精度。
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