1.軟件化數控系統內核擴展了數控系統的柔性和開放性，降低了系統成本。

　　隨著計算機性能的提高和實時操作系統的應用，軟件化NC內核將被廣泛接受。它使得數控系統具有更大的柔性和開放性，方便系統的重構和擴展，降低系統的成本。數控系統的運動控制內核要求有很高的實時性(伺服更新和插補周期為幾十微秒～幾百微秒)，其實時性實現有兩種方法：硬件實時和軟件實時。

　　在硬件實時實現上，早期DOS系統可直接對硬中斷進行編程來實現實時性，通常采用在PC上插NC I/O卡或運動控制卡。由于DOS是單任務操作系統，非圖形界面，因此在DOS下開發的數控系統功能有限，界面一般，網絡功能弱，有專有硬件，只能算是基于PC化的NC，不能算是真正的開放式數控系統，如華中I型，航天CASNUC901系列，四開SKY系列等;Windows系統推出后，由于其不是實時系統，要達到NC的實時性，只有采用多處理器，常見的方式是在PC 上插一塊基于DSP處理器的運動控制卡，NC內核實時功能由運動控制卡實現，稱為PC與NC的融合。這種方式給NC功能帶來了較大的開放性，通過Windows的GUI可實現很好的人機界面，但是運動控制卡仍屬于專有硬件，各廠家產品不兼容，增加成本(1-2萬元)，且Windows系統工作不穩定，不適合于工業應用(WindowsNT工作較穩定)。目前大多宣稱為開放式的數控系統屬于這一類，如功能非常強大的MAZAK的Mazatrol Fusion 640，美國A2100，Advantage 600，華中HNC-2000數控系統等。

　　在軟件實時實現上，只需一個CPU，系統簡單，成本低，但必須有一個實時操作系統。實時系統根據其響應的時間可分為硬實時(Hard real time，小于100微秒)，嚴格實時(Firm real time小于1毫秒)和軟實時(Soft real time，毫秒級)，數控系統內核要求硬實時。現有兩種方式：一種是采用單獨實時操作系統如QNX，Lynx，VxWorks和WindowsCE等，這類實時操作系統比較小，對硬件的要求低，但其功能相對Windows等較弱。如美國Clesmen大學采用QNX研究的Qmotor系統;另一種是在標準的商用操作系統上加上實時內核，如WindowsNT加VenturCOM公司的RTX和Linux加RTLinux等。這種組合形式既滿足了實時性要求，又具有商用系統的強大功能。LINUX系統具有豐富的應用軟件和開發工具，便于與其他系統實現通訊和數據共享，可靠性比Windows系統高，LINUX系統可以三年不關機，這在工業控制中是至關重要的。目前制造系統在WINDOWS下的應用軟件比較多，為解決Windows應用軟件的使用，可以通過網絡連接前端PC擴展運行WINDOWS應用軟件，既保證了系統的可靠性又達到了已有軟件資源的應用。WindowsNT+RTX組合的應用較成功的有美國的OpenCNC和德國的PA公司(自己開發的實時內核)，這兩家公司均有產品推出，另外SIMENS公司的SINUMERIK® 840Di也是一種采用NT操作系統的單CPU的軟件化數控系統。Linux和RTLinux是源代碼開放的免費操作系統，發展迅猛，是我國力主發展的方向。

　　2.數控系統與驅動和數字I/O(PLC的I/O)連接的發展方向是現場總線

　　傳統數控系統驅動和PLC I/O與控制器是直接相連的，一個伺服電動機至少有11根線，當軸數和I/O點多時，布線相當多，出于可靠性考慮，線長有限(一般3-5米)，擴展不易，可靠性低，維護困難，特別是采用軟件化數控內核后，通常只有一個CPU，控制器一般在操作面板端，離控制箱(放置驅動器等)不能太遠，給工程實現帶來困難，所以一般PC數控系統多采用一體化機箱，但這又不為機床廠家和用戶接受。而現場總線用一根通訊線或光纖將所有的驅動和I/O級連起來，傳送各種信號，以實現對伺服驅動的智能化控制。這種方式連線少，可靠性高，擴展方便，易維護，易于實現重配置，是數控系統的發展方向。現在數控系統中采用的現場總線標準有PROFIBUS(傳輸速率12Mbps)，如Siemens 802D等;光纖現場總線SERCOS(最高為16Mbps，但目前大多系統為4Mbps)，如Indramat System2000和北京機電院的CH-2010/S，北京和利時公司也研究了SERCOS接口的演示系統;CAN現場總線，如華中數控和南京四開的系統等，但目前基于SERCOS和PROFIBUS的數控系統都比較貴。而CAN總線傳輸速率慢，最大傳輸速率為1Mbps時，傳輸距離為40米。

　　3.網絡化是基于網絡技術的E-Manufacturing對數控系統的必然要求。

　　傳統數控系統缺乏統一、有效和高速的通道與其他控制設備和網絡設備進行互連，信息被鎖在“黑匣子”中，每一臺設備都成為自動化的“孤島”，對企業的網絡化和信息化發展是一個障礙。CNC機床作為制造自動化的底層基礎設備，應該能夠雙向高速地傳送信息，實現加工信息的共享、遠程監控、遠程診斷和網絡制造，基于標準PC的開放式數控系統可利用以太網技術實現強大的網絡功能，實現控制網絡與數據網絡的融合，實現網絡化生產信息和管理信息的集成以及加工過程監控，遠程制造、系統的遠程診斷和升級;在網絡協議方面，制造自動化協議MAP(Manufacturing Automation Protocol)由于其標準包含內容太廣泛，應用層未定義，難以開發硬件和軟件，每個站需有專門的MAP硬件，價格昂貴，缺乏廣泛的支持而逐漸淡出市場。現在廣為大家接受的是采用TCP/IP INTERNET協議，美國HAAS公司的Creative Control Group將這一以太網的數控網絡稱為DCN(Direct CNC Networking)。數控系統網絡功能方面，日本的MAZAKA公司 的Mazatrol Fusion 640系統有很強的網絡功能，可實現遠程數據傳輸、管理和設備故障診斷等。