數(shù)字控制機床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床谱邪，簡稱數(shù)控機床楞泼。數(shù)控機床具有廣泛的適應性埠巨，加工對象改變時只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動機床高现拒，可以精確加工復雜型面辣垒，因而適合于加工中小批量望侈、改型頻繁、精度要求高勋桶、形狀又較復雜的工件猛疗，并能獲得良好的經濟效果。

　　隨著數(shù)控技術的發(fā)展牛跷，采用數(shù)控系統(tǒng)的機床品種日益增多定合，有車床、銑床叛榆、鏜床喂惜、鉆床、磨床码遥、齒輪加工機床和電火花加工機床等服半。此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心班粥、車削中心等滤灸。

　　1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托溜勃，研制飛機螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設備翁旁。由于樣板形狀復雜多樣，精度要求高廉丽，一般加工設備難以適應倦微，于是提出計算機控制機床的設想。1949年正压，該公司在美國麻省理工學院伺服機構研究室的協(xié)助下璃诀，開始數(shù)控機床研究，并于1952年試制成功第一臺由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標數(shù)控銑床蔑匣，不久即開始正式生產劣欢。

　　當時的數(shù)控裝置采用電子管元件，體積龐大裁良，價格昂貴凿将，只在航空工業(yè)等少數(shù)有特殊需要的部門用來加工復雜型面零件；1959年价脾，制成了晶體管元件和印刷電路板牧抵，使數(shù)控裝置進入了第二代，體積縮小侨把，成本有所下降犀变；1960年以后，較為簡單和經濟的點位控制數(shù)控鉆床秋柄，和直線控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展考叽，使數(shù)控機床在機械制造業(yè)各部門逐步獲得推廣肢姜。

　　1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置连碎，不僅體積小驰闺，功率消耗少，且可靠性提高弧哥，價格進一步下降呕豪，促進了數(shù)控機床品種和產量的發(fā)展。60年代末榆眷，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱DNC)糯档，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)(簡稱CNC),使數(shù)控裝置進入了以小型計算機化為特征的第四代屡旺。

　　1974年蜡幼，研制成功使用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數(shù)控裝置(簡稱MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)贼酵。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴大了一倍模庐，而體積則縮小為原來的1/20烛愧，價格降低了3/4，可靠性也得到極大的提高掂碱。

　　80年代初怜姿，隨著計算機軟、硬件技術的發(fā)展疼燥，出現(xiàn)了能進行人機對話式自動編制程序的數(shù)控裝置沧卢；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上醉者；數(shù)控機床的自動化程度進一步提高但狭，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能。

　　數(shù)控機床主要由數(shù)控裝置撬即、伺服機構和機床主體組成立磁。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上，由程序讀入裝置接收剥槐，或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動輸入唱歧。

　　數(shù)控裝置包括程序讀入裝置和由電子線路組成的輸入部分、運算部分助潭、控制部分和輸出部分等烙凝。數(shù)控裝置按所能實現(xiàn)的控制功能分為點位控制、直線控制打且、連續(xù)軌跡控制三類宠录。

　　點位控制是只控制刀具或工作臺從一點移至另一點的準確定位椅损，然后進行定點加工，而點與點之間的路徑不需控制呜紊。采用這類控制的有數(shù)控鉆床首袍、數(shù)控鏜床和數(shù)控坐標鏜床等。

　　直線控制是除控制直線軌跡的起點和終點的準確定位外碧碉，還要控制在這兩點之間以指定的進給速度進行直線切削衰呢。采用這類控制的有平面銑削用的數(shù)控銑床，以及階梯軸車削和磨削用的數(shù)控車床和數(shù)控磨床等炒肚。

　　連續(xù)軌跡控制(或稱輪廓控制)能夠連續(xù)控制兩個或兩個以上坐標方向的聯(lián)合運動猪出。為了使刀具按規(guī)定的軌跡加工工件的曲線輪廓，數(shù)控裝置具有插補運算的功能酱赘，使刀具的運動軌跡以最小的誤差逼近規(guī)定的輪廓曲線鬓催，并協(xié)調各坐標方向的運動速度，以便在切削過程中始終保持規(guī)定的進給速度恨锚。采用這類控制的有能加工曲面用的數(shù)控銑床宇驾、數(shù)控車床、數(shù)控磨床和加工中心等猴伶。

　　伺服機構分為開環(huán)课舍、半閉環(huán)和閉環(huán)三種類型。開環(huán)伺服機構是由步進電機驅動線路他挎，和步進電機組成筝尾。每一脈沖信號使步進電機轉動一定的角度，通過滾珠絲杠推動工作臺移動一定的距離办桨。這種伺服機構比較簡單筹淫，工作穩(wěn)定，容易掌握使用呢撞，但精度和速度的提高受到限制损姜。

　　半閉環(huán)伺服機構是由比較線路、伺服放大線路殊霞、伺服馬達薛匪、速度檢測器和位置檢測器組成。位置檢測器裝在絲杠或伺服馬達的端部荡档，利用絲杠的回轉角度間接測出工作臺的位置腥默。常用的伺服馬達有寬調速直流電動機、寬調速交流電動機和電液伺服馬達俭般。位置檢測器有旋轉變壓器匿微、光電式脈沖發(fā)生器和圓光柵等。這種伺服機構所能達到的精度、速度和動態(tài)特性優(yōu)于開環(huán)伺服機構翎味，為大多數(shù)中小型數(shù)控機床所采用蝉择。

　　閉環(huán)伺服機構的工作原理和組成與半閉環(huán)伺服機構相同，只是位置檢測器安裝在工作臺上民逾，可直接測出工作臺的實際位置蛀植，故反饋精度高于半閉環(huán)控制，但掌握調試的難度較大垫凝，常用于高精度和大型數(shù)控機床填要。閉環(huán)伺服機構所用伺服馬達與半閉環(huán)相同，位置檢測器則用長光柵仔戈、長感應同步器或長磁柵关串。

　　為了保證機床具有很大的工藝適應性能和連續(xù)穩(wěn)定工作的能力，數(shù)控機床結構設計的特點是具有足夠的剛度监徘、精度晋修、抗振性、熱穩(wěn)定性和精度保持性凰盔。進給系統(tǒng)的機械傳動鏈采用滾珠絲杠墓卦、靜壓絲杠和無間隙齒輪副等，以盡量減小反向間隙户敬。機床采用塑料減摩導軌落剪、滾動導軌或靜壓導軌，以提高運動的平穩(wěn)性并使低速運動時不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象山叮。

　　由于采用了寬調速的進給伺服電動機和寬調速的主軸電動機著榴，可以不用或少用齒輪傳動和齒輪變速添履，這就簡化了機床的傳動機構屁倔。機床布局便于排屑和工件裝卸，部分數(shù)控機床帶有自動排屑器和自動工件交換裝置暮胧。大部分數(shù)控機床采用具有微處理器的可編程序控制器蛹暗，以代替強電柜中大量的繼電器，提高了機床強電控制的可靠性和靈活性磕泡。

　　隨著微電子技術坑哥、計算機技術和軟件技術的迅速發(fā)展，數(shù)控機床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化萎括，具備完善的自診斷功能弦途；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實現(xiàn)自動編程巡蛋。

　　未來數(shù)控機床的類型將更加多樣化抡广，多工序集中加工的數(shù)控機床品種越來越多；激光加工等技術將應用在切削加工機床上，從而擴大多工序集中的工藝范圍公掰；數(shù)控機床的自動化程度更加提高簸翠，并具有多種監(jiān)控功能，從而形成一個柔性制造單元虏丹，更加便于納入高度自動化的柔性制造系統(tǒng)中蒋毕。

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