數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床(Computer numerical control machine tools)的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過(guò)信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來(lái)。

數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜、精密、小批量、多品種的零件加工問(wèn)題，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。
  主要特點(diǎn)
（1）數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個(gè)數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn):1、對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)模具等產(chǎn)品單件生產(chǎn)的特點(diǎn)，為模具的制造提供了合適的加工方法;2、加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量;

3、可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件;

4、加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間;

5、機(jī)床本身的精度高、剛性大，可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高(一般為普通機(jī)床的3~5倍);

6、機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度;

7、有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息與標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息，使用了計(jì)算機(jī)控制方法，為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及管理一體化奠定了基礎(chǔ);

8、對(duì)操作人員的素質(zhì)要求較高，對(duì)維修人員的技術(shù)要求更高;

9、可靠性高。
  （2）數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

1、具有高度柔性

在數(shù)控機(jī)床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機(jī)床不同，不必制造，更換許多模具、夾具，不需要經(jīng)常重新調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床適用于所加工的零件頻繁更換的場(chǎng)合，亦即適合單件，小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量工藝裝備的費(fèi)用。

2、加工精度高

數(shù)控機(jī)床的加工精度一般可達(dá)0.05-0.1MM，數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號(hào)形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號(hào)，則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一具脈沖當(dāng)量(一般為0.001MM)，而且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行曲補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。

3、加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠

加工同一批零件，在同一機(jī)床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡*相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。

4、生產(chǎn)率高

數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間，數(shù)控機(jī)床的主軸聲速和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削。數(shù)控機(jī)床正進(jìn)入高速加工時(shí)代，數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位及高速切削加工，極大地提高了生產(chǎn)率。另外，與加工中心的刀庫(kù)配合使用，可實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。

5、改善勞動(dòng)條件

數(shù)控機(jī)床加工前是經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動(dòng)，機(jī)床就能有自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行加工，直至加工結(jié)束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、刀具準(zhǔn)備、加工狀態(tài)的觀測(cè)、零件的檢驗(yàn)等工作，勞動(dòng)強(qiáng)度大降低，機(jī)床操作者的勞動(dòng)趨于智力型工作。另外，機(jī)床一般是結(jié)合起來(lái)，既清潔，又安全。

6、利用生產(chǎn)管理現(xiàn)代化

數(shù)控機(jī)床的加工，可預(yù)先精確估計(jì)加工時(shí)間，對(duì)所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化，現(xiàn)代化管理，易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，已與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是現(xiàn)代化集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。
  基本組成
數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置。下面分別對(duì)各組成部分的基本工作原理進(jìn)行概要說(shuō)明。
  加工程序載體
數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，不需要工人直接去操作機(jī)床，要對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機(jī)床上刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡、工藝參數(shù)(進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速等)和輔助運(yùn)動(dòng)等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲(chǔ)在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過(guò)數(shù)控機(jī)床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。
  數(shù)控裝置
數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。現(xiàn)代數(shù)控裝置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式，這種CNC裝置一般使用多個(gè)微處理器，以程序化的軟件形式實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能，因此又稱軟件數(shù)控(Software NC)。CNC系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)，它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補(bǔ)出理想的運(yùn)動(dòng)軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。因此，數(shù)控裝置主要由輸入、處理和輸出三個(gè)基本部分構(gòu)成。而所有這些工作都由計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序進(jìn)行合理地組織，使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作。

1)輸入裝置:將數(shù)控指令輸入給數(shù)控裝置，根據(jù)程序載體的不同，相應(yīng)有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM系統(tǒng)直接通信方式輸入和連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC(直接數(shù)控)輸入，現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機(jī)的紙帶輸入形式。

(1)紙帶輸入方式。可用紙帶光電閱讀機(jī)讀入零件程序，直接控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，也可以將紙帶內(nèi)容讀入存儲(chǔ)器，用存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的零件程序控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。

(2)MDI手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用于比較短的程序。

在控制裝置編輯狀態(tài)(EDIT)下，用軟件輸入加工程序，并存入控制裝置的存儲(chǔ)器中，這種輸入方法可重復(fù)使用程序。一般手工編程均采用這種方法。

在具有會(huì)話編程功能的數(shù)控裝置上，可按照顯示器上提示的問(wèn)題，選擇不同的菜單，用人機(jī)對(duì)話的方法，輸入有關(guān)的尺寸數(shù)字，就可自動(dòng)生成加工程序。

(3)采用DNC直接數(shù)控輸入方式。把零件程序保存在上級(jí)計(jì)算機(jī)中，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的后續(xù)程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜工件并直接生成零件程序的情況。

2)信息處理:輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的信 息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲(chǔ)并進(jìn)行處理后，通過(guò)輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運(yùn)動(dòng)控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括:零件的輪廓信息(起點(diǎn)、終點(diǎn)、直線、圓弧等)、加工速度及其他輔助加工信息(如換刀、變速、冷卻液開關(guān)等)，數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補(bǔ)運(yùn)算前的準(zhǔn)備工作。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算及輔助功能的處理等。
3）輸出裝置:輸出裝置與伺服機(jī)構(gòu)相聯(lián)。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運(yùn)算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)功率放大，驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)，從而控制機(jī)床按規(guī)定要求運(yùn)動(dòng)。
  電源要求
在高速加工技術(shù)發(fā)展迅速，而推動(dòng)這種發(fā)展趨勢(shì)的正是數(shù)控機(jī)床，如何合理利用好數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)性能和維護(hù)好機(jī)床的精度，就顯得至關(guān)重要。

電源是維持系統(tǒng)正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接結(jié)果是造成系統(tǒng)的停機(jī)或毀壞整個(gè)系統(tǒng)。另外，數(shù)控系統(tǒng)部分運(yùn)行數(shù)據(jù)，設(shè)定數(shù)據(jù)以及加工程序等一般存貯在RAM存貯器內(nèi)，系統(tǒng)斷電后，靠電源的后備蓄電池或鋰電池來(lái)保持。因而，停機(jī)時(shí)間比較長(zhǎng)，拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失，使系統(tǒng)不能運(yùn)行。

同時(shí)，由于數(shù)控設(shè)備使用的是三相交流380V電源，所以安全性也是數(shù)控設(shè)備安裝前期工作中重要的一環(huán)，基于以上的原因，對(duì)數(shù)控設(shè)備使用的電源有以下的要求:

1、電網(wǎng)電壓波動(dòng)應(yīng)該控制在+10%~-15%之間，而我國(guó)電源波動(dòng)較大，質(zhì)量差，還隱藏有如高頻脈沖這一類的干擾，加上人為的因素(如突然拉閘斷電等)。電高峰期間，例如白天上班或下班前的一個(gè)小時(shí)左右以及晚上，往往超差較多，甚至達(dá)到±20%。使機(jī)床報(bào)警而無(wú)法進(jìn)行正常工作，并對(duì)機(jī)床電源系統(tǒng)造成損壞。甚至導(dǎo)致有關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)的丟失等。這種現(xiàn)象，在CNC加工中心或車削中心等機(jī)床設(shè)備上都曾發(fā)生過(guò)，而且出現(xiàn)頻率較高，應(yīng)引起重視。

建議在CNC機(jī)床較集中的車間配置具有自動(dòng)補(bǔ)償調(diào)節(jié)功能的交流穩(wěn)壓供電系統(tǒng);單臺(tái)CNC機(jī)床可單獨(dú)配置交流穩(wěn)壓器來(lái)解決。

2、建議把機(jī)械電氣設(shè)備連接到單一電源上。如果需要用其他電源供電給電氣設(shè)備的某些部分(如電子電路、電磁離合器)，這些電源宜盡可能取自組成為機(jī)械電氣設(shè)備一部分的器件(如變壓器、換能器等)。對(duì)大型復(fù)雜機(jī)械包括許多以協(xié)同方式一起工作的且占用較大空間的機(jī)械，可能需要一個(gè)以上的引人電源，這要由場(chǎng)地電源的配置來(lái)定。

除非機(jī)械電氣設(shè)備采用插頭/插座直接連接電源處，否則建議電源線直接連到電源切斷開關(guān)的電源端子上。如果這樣做不到，則應(yīng)為電源線設(shè)置獨(dú)立的接線座。

電源切斷開關(guān)的手柄應(yīng)容易接近，應(yīng)安裝在易于操作位置以上0.6M~1.9M間。上限值建議為1.7M。這樣可以在發(fā)生緊急情況下迅速斷電，減少損失和人員傷亡。

3、數(shù)控設(shè)備對(duì)于壓縮空氣供給系統(tǒng)的要求數(shù)控機(jī)床一般都使用了不少氣動(dòng)元件，所以廠房?jī)?nèi)應(yīng)接人清潔的、干燥的壓縮空氣供給系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。其流量和壓力應(yīng)符合要求。壓縮空氣機(jī)要安裝在遠(yuǎn)離數(shù)控機(jī)床的地方。根據(jù)廠房?jī)?nèi)的布置情況、用氣量大小，應(yīng)考慮給壓縮空氣供給系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安裝冷凍空氣于煤機(jī)、空氣過(guò)濾器、儲(chǔ)氣罐、安全閥等設(shè)備。

4、數(shù)控設(shè)備對(duì)于工作環(huán)境的要求精密數(shù)控設(shè)備一般有恒溫環(huán)境的要求，只有在恒溫條件下，才能確保機(jī)床精度和加工度。一般普通型數(shù)控機(jī)床對(duì)室溫沒(méi)有具體要求，但大量實(shí)踐表明，當(dāng)室溫過(guò)高時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的故障率大大增加。

潮濕的環(huán)境會(huì)降低數(shù)控機(jī)床的可靠性，尤其在酸氣較大的潮濕環(huán)境下，會(huì)使印制線路板和接插件銹蝕，機(jī)床電氣故障也會(huì)增加。因此中國(guó)南方的一些用戶，在夏季和雨季時(shí)應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床環(huán)境有去濕的措施。

1)工作環(huán)境溫度應(yīng)在0~35℃之間，避免陽(yáng)光對(duì)數(shù)控機(jī)床直接照射，室內(nèi)應(yīng)配有良好的燈光照明設(shè)備。

2)為了提高加工零件的精度，減小機(jī)床的熱變形，如有條件，可將數(shù)控機(jī)床安裝在相對(duì)密閉的、加裝空調(diào)設(shè)備的廠房?jī)?nèi)。

3)工作環(huán)境相對(duì)濕度應(yīng)小于75%。數(shù)控機(jī)床應(yīng)安裝在遠(yuǎn)離液體飛濺的場(chǎng)所，并防止廠房滴漏。

4)遠(yuǎn)離過(guò)多粉塵和有腐蝕性氣體的環(huán)境。