數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性痢站，加工對象改變時(shí)只需要改變輸入的程序指令；加工性能比一般自動機(jī)床高鳖直，可以精確加工復(fù)雜型面悯女，因而適合于加工中小批量、改型頻繁姥咖、精度要求高犀震、 形狀又較復(fù)雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果碟灾。

　　隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展禀坝，采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多动娄，有車床、銑床伟秩、鏜床篓疚、鉆床、磨床猿悔、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等掂演。此外還有能自動換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心角葱、車削中心等栓拜。

　　1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托惠昔，研制飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設(shè)備幕与。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高镇防，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)纽门，于是提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想。1949年营罢，該公司在美國麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)研究室的協(xié)助下赏陵，開始數(shù)控機(jī)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(biāo)數(shù)控銑床饲漾，不久即開始正式生產(chǎn)蝙搔。

　　當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件，體積龐大考传，價(jià)格昂貴吃型，只在航空工業(yè)等少數(shù)有特殊需要的部門用來加工復(fù)雜型面零件；1959年僚楞，制成了晶體管元件和印刷電路板勤晚，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代，體積縮小闽芳，成本有所下降倘粮；1960年以后，較為簡單和經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)位控制數(shù)控鉆床媚尊，和直線控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展乱一，使數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)各部門逐步獲得推廣。

　　1965年褂反，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置之搅，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高丹叨，價(jià)格進(jìn)一步下降辨迷，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。60年代末洁乏，先后出現(xiàn)了由一臺計(jì)算機(jī)直接控制多臺機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱DNC)坝给，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡稱CNC),使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代产舞。

　　1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(簡稱MNC)菠剩，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)易猫。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴(kuò)大了一倍具壮，而體積則縮小為原來的1/20准颓，價(jià)格降低了3/4，可靠性也得到極大的提高棺妓。

　　80年代初攘已，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展怜跑，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對話式自動編制程序的數(shù)控裝置样勃；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機(jī)床上性芬；數(shù)控機(jī)床的自動化程度進(jìn)一步提高峡眶，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(jī)床主要由數(shù)控裝置植锉、伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)床主體組成骡榨。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奕截，或由數(shù)控裝置的鍵盤直接手動輸入寻僧。

　　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(yùn)算部分噪境、控制部分和輸出部分等堪渠。數(shù)控裝置按所能實(shí)現(xiàn)的控制功能分為點(diǎn)位控制、直線控制半泪、連續(xù)軌跡控制三類碗厕。

　　點(diǎn)位控制是只控制刀具或工作臺從一點(diǎn)移至另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，然后進(jìn)行定點(diǎn)加工融辈，而點(diǎn)與點(diǎn)之間的路徑不需控制誓华。采用這類控制的有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控坐標(biāo)鏜床等胧蹲。

　　直線控制是除控制直線軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)的準(zhǔn)確定位外菇唇，還要控制在這兩點(diǎn)之間以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行直線切削囊祝。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)控磨床等匪补。

　　連續(xù)軌跡控制(或稱輪廓控制)能夠連續(xù)控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的聯(lián)合運(yùn)動伞辛。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(bǔ)運(yùn)算的功能夯缺，使刀具的運(yùn)動軌跡以最小的誤差逼近規(guī)定的輪廓曲線蚤氏，并協(xié)調(diào)各坐標(biāo)方向的運(yùn)動速度，以便在切削過程中始終保持規(guī)定的進(jìn)給速度踊兜。采用這類控制的有能加工曲面用的數(shù)控銑床竿滨、數(shù)控車床、數(shù)控磨床和加工中心等捏境。

　　伺服機(jī)構(gòu)分為開環(huán)于游、半閉環(huán)和閉環(huán)三種類型。開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)是由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動線路垫言，和步進(jìn)電機(jī)組成贰剥。每一脈沖信號使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一定的角度，通過滾珠絲杠推動工作臺移動一定的距離筷频。這種伺服機(jī)構(gòu)比較簡單蚌成，工作穩(wěn)定，容易掌握使用涯馆，但精度和速度的提高受到限制颖助。

　　半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)是由比較線路、伺服放大線路别印、伺服馬達(dá)戏筹、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(dá)的端部嫁昌，利用絲杠的回轉(zhuǎn)角度間接測出工作臺的位置缓万。常用的伺服馬達(dá)有寬調(diào)速直流電動機(jī)、寬調(diào)速交流電動機(jī)和電液伺服馬達(dá)锁荚。位置檢測器有旋轉(zhuǎn)變壓器蔫狰、光電式脈沖發(fā)生器和圓光柵等。這種伺服機(jī)構(gòu)所能達(dá)到的精度滴练、速度和動態(tài)特性優(yōu)于開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)芋妻，為大多數(shù)中小型數(shù)控機(jī)床所采用。

　　閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)的工作原理和組成與半閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)相同摊桅，只是位置檢測器安裝在工作臺上昭礁，可直接測出工作臺的實(shí)際位置，故反饋精度高于半閉環(huán)控制，但掌握調(diào)試的難度較大剪撬，常用于高精度和大型數(shù)控機(jī)床摄乒。閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)所用伺服馬達(dá)與半閉環(huán)相同，位置檢測器則用長光柵残黑、長感應(yīng)同步器或長磁柵馍佑。

　　為了保證機(jī)床具有很大的工藝適應(yīng)性能和連續(xù)穩(wěn)定工作的能力，數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是具有足夠的剛度梨水、精度拭荤、抗振性、熱穩(wěn)定性和精度保持性疫诽。進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動鏈采用滾珠絲杠舅世、靜壓絲杠和無間隙齒輪副等，以盡量減小反向間隙踊沸。機(jī)床采用塑料減摩導(dǎo)軌、滾動導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌社证，以提高運(yùn)動的平穩(wěn)性并使低速運(yùn)動時(shí)不出現(xiàn)爬行現(xiàn)象逼龟。

　　由于采用了寬調(diào)速的進(jìn)給伺服電動機(jī)和寬調(diào)速的主軸電動機(jī)，可以不用或少用齒輪傳動和齒輪變速车匪，這就簡化了機(jī)床的傳動機(jī)構(gòu)秦代。機(jī)床布局便于排屑和工件裝卸，部分?jǐn)?shù)控機(jī)床帶有自動排屑器和自動工件交換裝置臼裂。大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床采用具有微處理器的可編程序控制器蚯景，以代替強(qiáng)電柜中大量的繼電器，提高了機(jī)床強(qiáng)電控制的可靠性和靈活性前肥。

　　隨著微電子技術(shù)楣索、計(jì)算機(jī)技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)日益趨向于小型化和多功能化淀肿，具備完善的自診斷功能媳惦；可靠性也大大提高；數(shù)控系統(tǒng)本身將普遍實(shí)現(xiàn)自動編程讯谎。

　　未來數(shù)控機(jī)床的類型將更加多樣化碎员，多工序集中加工的數(shù)控機(jī)床品種越來越多；激光加工等技術(shù)將應(yīng)用在切削加工機(jī)床上乘硬，從而擴(kuò)大多工序集中的工藝范圍倾圣；數(shù)控機(jī)床的自動化程度更加提高，并具有多種監(jiān)控功能扁眯，從而形成一個(gè)柔性制造單元壮莹，更加便于納入高度自動化的柔性制造系統(tǒng)中。

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