數控機床
      數字控制機床是用數字代碼形式的信息（程序指令），控制刀具按給定的工作程序、運動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機床，簡(jiǎn)稱(chēng)數控機床。
特點(diǎn)
     數控機床具有廣泛的適應性，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(dòng)機床高，可以精確加工復雜型面，因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復雜的工件，并能獲得良好的經(jīng)濟效果。
隨著(zhù)數控技術(shù)的發(fā)展，采用數控系統的機床品種日益增多，有車(chē)床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機床和電火花加工機床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車(chē)削中心等。
發(fā)展簡(jiǎn)史
       1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制飛機螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設備。由于樣板形狀復雜多樣，精度要求高，一般加工設備難以適應，于是提出計算機控制機床的設想。1949年，該公司在美國麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機構研究室的協(xié)助下，開(kāi)始數控機床研究，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控銑床，不久即開(kāi)始正式生產(chǎn)，于1957年正式投入使用。這是制造技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重大突破，標志著(zhù)制造領(lǐng)域中數控加工時(shí)代的開(kāi)始。數控加工是現代制造技術(shù)的基礎，這一發(fā)明對于制造行業(yè)而言，具有劃時(shí)代的意義和深遠的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達國家都十分重視數控加工技術(shù)的研究和發(fā)展。
       當時(shí)的數控裝置采用電子管元件，體積龐大，價(jià)格昂貴，只在航空工業(yè)等少數有特殊需要的部門(mén)用來(lái)加工復雜型面零件；1959年，制成了晶體管元件和印刷電路板，使數控裝置進(jìn)入了第二代，體積縮小，成本有所下降；1960年以后，較為簡(jiǎn)單和經(jīng)濟的點(diǎn)位控制數控鉆床，和直線(xiàn)控制數控銑床得到較快發(fā)展，使數控機床在機械制造業(yè)各部門(mén)逐步獲得推廣。我國于1958年開(kāi)始研制數控機床，成功試制出配有電子管數控系統的數控機床，1965年開(kāi)始批量生產(chǎn)配有晶體管數控系統的三坐標數控銑床。
      1965年，出現了第三代的集成電路數控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數控機床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。60年代末，先后出現了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數控系統（簡(jiǎn)稱(chēng)DNC），又稱(chēng)群控系統；采用小型計算機控制的計算機數控系統（簡(jiǎn)稱(chēng)CNC）,使數控裝置進(jìn)入了以小型計算機化為特征的第四代。
1974年，研制成功使用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數控裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)MNC），這是第五代數控系統。第五代與第三代相比，數控裝置的功能擴大了一倍，而體積則縮小為原來(lái)的1/20，價(jià)格降低了3/4，可靠性也得到極大的提高。
80年代初，隨著(zhù)計算機軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現了能進(jìn)行人機對話(huà)式自動(dòng)編制程序的數控裝置；數控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機床上；數控機床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，具有自動(dòng)監控刀具破損和自動(dòng)檢測工件等功能。
分類(lèi)
       經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前的數控機床已實(shí)現了計算機控制并在工業(yè)界得到廣泛應用，在模具制造行業(yè)的應用尤為普及。 針對車(chē)削、銑削、磨削、鉆削和刨削等金屬切削加工工藝及電加工、激光加工等特種加工工藝的需求，開(kāi)發(fā)了各種門(mén)類(lèi)的數控加工機床。數控機床種類(lèi)繁多，一般將數控機床分為16大類(lèi)：
數控車(chē)床(含有銑削功能的車(chē)削中心)
數控銑床(含銑削中心)
數控鏗床
以銑程削為主的加工中心．
數控磨床(含磨削中心)
數控鉆床(含鉆削中心)
數控拉床
數控刨床
數控切斷機床
數控齒輪加工機床
數控激光加工機床
數控電火花線(xiàn)切割機床
數控電火花成型機床(含電加工中心)
數控板村成型加工機床
數控管料成型加工機床
其他數控機床
組成
      數控機床通常由控制系統、伺服系統、檢測系統、機械傳動(dòng)系統及其他輔助系統組成?？刂葡到y用于數控機床的運算、管理和控制，通過(guò)輸入介質(zhì)得到數據，對這些數據進(jìn)行解釋和運算并對機床產(chǎn)生作用；伺服系統根據控制系統的指令驅動(dòng)機床，把來(lái)自數控裝置的脈沖信號轉換成機床移動(dòng)部件的運動(dòng)指令，使刀具和零件執行數控代碼規定的運動(dòng)；檢測系統則是用來(lái)檢測機床執行件(工作臺、轉臺、滑板等)的位移和速度變化量，并將檢測結果反饋到輸入端，與輸入指令進(jìn)行比較，根據其差別調整機床運動(dòng)；機床傳動(dòng)系統是由進(jìn)給伺服驅動(dòng)元件至機床執行件之間的機械進(jìn)給傳動(dòng)裝置；輔助系統種類(lèi)繁多，如：固定循環(huán)(能進(jìn)行各種多次重復加工)、自動(dòng)換刀(可交換指定刀具)、傳動(dòng)間隙補償償機械傳動(dòng)系統產(chǎn)生的間隙誤差)等等。
數字控制
      數控裝置包括程序讀入裝置和由電子線(xiàn)路組成的輸入部分、運算部分、控制部分和輸出部分等。數控裝置按所能實(shí)現的控制功能分為點(diǎn)位控制、直線(xiàn)控制、連續軌跡控制三類(lèi)。
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)的準確定位，然后進(jìn)行定點(diǎn)加工，而點(diǎn)與點(diǎn)之間的路徑不需控制。采用這類(lèi)控制的有數控鉆床、數控鏜床和數控坐標鏜床等。
      直線(xiàn)控制是除控制直線(xiàn)軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)的準確定位外，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(xiàn)切削。采用這類(lèi)控制的有平面銑削用的數控銑床，以及階梯軸車(chē)削和磨削用的數控車(chē)床和數控磨床等。
連續軌跡控制（或稱(chēng)輪廓控制）能夠連續控制兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標方向的聯(lián)合運動(dòng)。為了使刀具按規定的軌跡加工工件的曲線(xiàn)輪廓，數控裝置具有插補運算的功能，使刀具的運動(dòng)軌跡以小的誤差逼近規定的輪廓曲線(xiàn)，并協(xié)調各坐標方向的運動(dòng)速度，以便在切削過(guò)程中始終保持規定的進(jìn)給速度。采用這類(lèi)控制的有能加工曲面用的數控銑床、數控車(chē)床、數控磨床和加工中心等。
伺服機構
       伺服機構分為開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)三種類(lèi)型。開(kāi)環(huán)伺服機構是由步進(jìn)電機驅動(dòng)線(xiàn)路，和步進(jìn)電機組成。每一脈沖信號使步進(jìn)電機轉動(dòng)一定的角度，通過(guò)滾珠絲杠推動(dòng)工作臺移動(dòng)一定的距離。這種伺服機構比較簡(jiǎn)單，工作穩定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。
      半閉環(huán)伺服機構是由比較線(xiàn)路、伺服放大線(xiàn)路、伺服馬達、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，利用絲杠的回轉角度間接測出工作臺的位置。常用的伺服馬達有寬調速直流電動(dòng)機、寬調速交流電動(dòng)機和電液伺服馬達。位置檢測器有旋轉變壓器、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(dòng)態(tài)特性?xún)?yōu)于開(kāi)環(huán)伺服機構，為大多數中小型數控機床所采用。
      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，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，但掌握調試的難度較大，常用于高精度和大型數控機床。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(cháng)光柵、長(cháng)感應同步器或長(cháng)磁柵。
關(guān)鍵零部件
      為了保證機床具有很大的工藝適應性能和連續穩定工作的能力，數控機床結構設計的特點(diǎn)是具有足夠的剛度、精度、抗振性、熱穩定性和精度保持性。進(jìn)給系統的機械傳動(dòng)鏈采用滾珠絲杠、靜壓絲杠和無(wú)間隙齒輪副等，以盡量減小反向間隙。機床采用塑料減摩導軌、滾動(dòng)導軌或靜壓導軌，以提高運動(dòng)的平穩性并使低速運動(dòng)時(shí)不出現爬行現象。
由于采用了寬調速的進(jìn)給伺服電動(dòng)機和寬調速的主軸電動(dòng)機，可以不用或少用齒輪傳動(dòng)和齒輪變速，這就簡(jiǎn)化了機床的傳動(dòng)機構。機床布局便于排屑和工件裝卸，部分數控機床帶有自動(dòng)排屑器和自動(dòng)工件交換裝置。大部分數控機床采用具有微處理器的可編程序控制器，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。
隨著(zhù)微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，數控機床的控制系統日益趨向于小型化和多功能化，具備完善的自診斷功能；可靠性也大大提高；數控系統本身將普遍實(shí)現自動(dòng)編程。
發(fā)展方向
      未來(lái)數控機床的類(lèi)型將更加多樣化，多工序集中加工的數控機床品種越來(lái)越多；激光加工等技術(shù)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；數控機床的自動(dòng)化程度更加提高，并具有多種監控功能，從而形成一個(gè)柔性制造單元，更加便于納入高度自動(dòng)化的柔性制造系統中。