數(shù)控機床是數(shù)字控制機床(Computer numerical control machine tools)的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。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，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。

數(shù)控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現(xiàn)代機床控制技術的發(fā)展方向，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。
  主要特點
（1）數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點:1、對加工對象的適應性強，適應模具等產(chǎn)品單件生產(chǎn)的特點，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、可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件;

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

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

6、機床自動化程度高，可以減輕勞動強度;

7、有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。數(shù)控機床使用數(shù)字信息與標準代碼處理、傳遞信息，使用了計算機控制方法，為計算機輔助設計、制造及管理一體化奠定了基礎;

8、對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術要求更高;

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

1、具有高度柔性

在數(shù)控機床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造，更換許多模具、夾具，不需要經(jīng)常重新調(diào)整機床。因此，數(shù)控機床適用于所加工的零件頻繁更換的場合，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)準備周期，節(jié)省了大量工藝裝備的費用。

2、加工精度高

數(shù)控機床的加工精度一般可達0.05-0.1MM，數(shù)控機床是按數(shù)字信號形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號，則機床移動部件移動一具脈沖當量(一般為0.001MM)，而且機床進給傳動鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進行曲補償，因此，數(shù)控機床定位精度比較高。

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

5、改善勞動條件

數(shù)控機床加工前是經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動，機床就能有自動連續(xù)地進行加工，直至加工結束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、刀具準備、加工狀態(tài)的觀測、零件的檢驗等工作，勞動強度大降低，機床操作者的勞動趨于智力型工作。另外，機床一般是結合起來，既清潔，又安全。

6、利用生產(chǎn)管理現(xiàn)代化

數(shù)控機床的加工，可預先精確估計加工時間，對所使用的刀具、夾具可進行規(guī)范化，現(xiàn)代化管理，易于實現(xiàn)加工信息的標準化，已與計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)有機地結合起來，是現(xiàn)代化集成制造技術的基礎。
  基本組成
數(shù)控機床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、機床主體和其他輔助裝置。下面分別對各組成部分的基本工作原理進行概要說明。
  加工程序載體
數(shù)控機床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數(shù)控機床進行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數(shù)(進給量主軸轉(zhuǎn)速等)和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過數(shù)控機床的輸入裝置，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裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實現(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)插補出理想的運動軌跡，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、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統(tǒng)程序進行合理地組織，使整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進行工作。

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計算機的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的紙帶輸入形式。

(1)紙帶輸入方式。可用紙帶光電閱讀機讀入零件程序，直接控制機床運動，也可以將紙帶內(nèi)容讀入存儲器，用存儲器中儲存的零件程序控制機床運動。

(2)MDI手動數(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器中，這種輸入方法可重復使用程序。一般手工編程均采用這種方法。

在具有會話編程功能的數(shù)控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸入有關的尺寸數(shù)字，就可自動生成加工程序。

(3)采用DNC直接數(shù)控輸入方式。把零件程序保存在上級計算機中，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來自計算機的后續(xù)程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設計的復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，編譯成計算機能識別的信 息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定，逐步存儲并進行處理后，通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運動控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括:零件的輪廓信息(起點、終點、直線、圓弧等)、加工速度及其他輔助加工信息(如換刀、變速、冷卻液開關等)，數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補運算前的準備工作。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。
3）輸出裝置:輸出裝置與伺服機構相聯(lián)。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標的伺服控制系統(tǒng)，經(jīng)過功率放大，驅(qū)動伺服系統(tǒng)，從而控制機床按規(guī)定要求運動。
  電源要求
在高速加工技術發(fā)展迅速，而推動這種發(fā)展趨勢的正是數(shù)控機床，如何合理利用好數(shù)控機床的各項性能和維護好機床的精度，就顯得至關重要。

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果是造成系統(tǒng)的停機或毀壞整個系統(tǒng)。另外，數(shù)控系統(tǒng)部分運行數(shù)據(jù)，設定數(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保持。因而，停機時間比較長，拔插電源或存貯器都可能造成數(shù)據(jù)丟失，使系統(tǒng)不能運行。

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

1、電網(wǎng)電壓波動應該控制在+10%~-15%之間，而我國電源波動較大，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小時左右以及晚上，往往超差較多，甚至達到±20%。使機床報警而無法進行正常工作，并對機床電源系統(tǒng)造成損壞。甚至導致有關參數(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床設備上都曾發(fā)生過，而且出現(xiàn)頻率較高，應引起重視。

建議在CNC機床較集中的車間配置具有自動補償調(diào)節(jié)功能的交流穩(wěn)壓供電系統(tǒng);單臺CNC機床可單獨配置交流穩(wěn)壓器來解決。

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

除非機械電氣設備采用插頭/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的電源端子上。如果這樣做不到，則應為電源線設置獨立的接線座。

電源切斷開關的手柄應容易接近，應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)控設備對于壓縮空氣供給系統(tǒng)的要求數(shù)控機床一般都使用了不少氣動元件，所以廠房內(nèi)應接人清潔的、干燥的壓縮空氣供給系統(tǒng)網(wǎng)絡。其流量和壓力應符合要求。壓縮空氣機要安裝在遠離數(shù)控機床的地方。根據(jù)廠房內(nèi)的布置情況、用氣量大小，應考慮給壓縮空氣供給系統(tǒng)網(wǎng)絡安裝冷凍空氣于煤機、空氣過濾器、儲氣罐、安全閥等設備。

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

潮濕的環(huán)境會降低數(shù)控機床的可靠性，尤其在酸氣較大的潮濕環(huán)境下，會使印制線路板和接插件銹蝕，機床電氣故障也會增加。因此中國南方的一些用戶，在夏季和雨季時應對數(shù)控機床環(huán)境有去濕的措施。

1)工作環(huán)境溫度應在0~35℃之間，避免陽光對數(shù)控機床直接照射，室內(nèi)應配有良好的燈光照明設備。

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

3)工作環(huán)境相對濕度應小于75%。數(shù)控機床應安裝在遠離液體飛濺的場所，并防止廠房滴漏。

4)遠離過多粉塵和有腐蝕性氣體的環(huán)境。