国产PCB数控机床性能和种类不能满足PCB生产厂家的要求（主要表现在微小孔加工能力不够、加工效率较低、加工精度较差，可靠性、自动化与智能化程度低、数据处理能力不够等），进口设备的价格又比较贵是最为显而易见的。因此，本项目针对制约数控钻床加工效率和质量等问题，提出一些列关键技术和解决方案，具有十分重要的战略意义和现实实用价值，包括：（1）高稳定性的高速高精智能PCB数控钻床的一体化设计与优化技术。包括有限元静力学分析，PCB并排结构动力学分析（模态分析、谐响应分析），PCB对称结构动力学分析（模态分析、谐响应分析），PCB钻床横梁结构有限元分析。（2）高速空气电主轴技术。 通过对高速空气电主轴进行Ansys仿真分析，包括用有限元分析法对电主轴进行静态刚度分析，以验证电主轴的结构参数，用有限元分析法对电主轴进行动态分析，求解其低阶临界转速和相应的振型，对主轴上关键部位的响应位移进行分析，用有限元分析法对电主轴进行谐响应分析，求解其在不同频率的各种正弦载荷下的参数，以探测共振响应，避免其发生共振。根据平衡环的矢量变换和振动平衡原理，提出一种高效的高速空气电主轴在线动平衡控制系统及其控制策略，以实现对高速空气电主轴的在线动平衡补偿。（3）高速、高加减速度进给技术及其控制系统。通过对永磁同步电机进行数学建模与矢量控制及Matlab/Simulink仿真，对伺服进给系统建模及仿真，实现机床XYZ移动坐标轴在短行程内的高速移动、高加/减速度、瞬间准停，且同时保证机床不振荡、对位精准（具有很高的定位精度和重复定位精度要求）。（4）先进刀具质量在线检测技术及自动换刀装置与刀具管理技术。采用基于机器视觉的刀具断刀、破损检测技术。利用光源对被检测物体进行照明，光源控制器用来控制光照的强度，光学镜头被安装在相机上，相机能够采集刀具的图像信息，图像采集卡将采集到的图像信息转化为数字图像信号，通过数据传输线传输至安装有分析处理软件的计算机，计算机对图像数字信号利用事先设计的算法进行分析对比，即可判断刀具质量(如破损、断刀)。（5）基于标准遗传算法的PCB钻孔加工路径优化及实现。从换刀点出发，不遗漏不重复的加工完所有的孔，再回到换刀点，进行换刀，对下一种孔径进行加工，直到完成所有孔的加工。