1.1 数控机床的组成与分类

1.1.1 数控机床简介

数字控制（Numerical Control），简称NC，是近代发展起来的用数字化信息进行控制的自动控制技术。数字控制系统有如下特点：

① 可用不同的字长表示不同的精度信息，表达信息准确；

② 可进行逻辑、算术运算，也可进行复杂的信息处理；

③ 可不用改动电路或机械机构，通过改变软件来改变信息处理的方式过程，具有柔性化。

由于数字控制系统具有上述特点，故被广泛应用于机械运动的轨迹控制，如数控机床、工业机器人、数控线切割机、数控火花切割机等。

数控机床（Numerical Control Machine Tools）是指采用数字形式信息控制的机床。也就是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术，并把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。

下面可用图1-1来描述数控设备的一般形式。图中A为被加工工件的图纸，图纸上的数据大致分为两类：几何数据和工艺数据。这些数据是指示给数控设备命令的原始依据（简称“指令”）。B为控制介质（或程序介质、输入介质），通常用纸带、磁带、磁盘等作为记载指令的控制介质。C为数据处理和控制的电路，通常是一台控制计算机。原始数据经过它处理后，变成伺服机构能够接收的位置指令和速度指令。D为伺服机构（或伺服系统），可以把“控制计算机（C）”比拟为人的“大脑”，则“伺服机构（D）”相当于人的“手”和“足”，我们要求伺服机构无条件地执行“大脑”的意志。E为数控设备。F为加工后的物件。这就是一般数控设备的工作过程，整个加工过程如图1-2所示。

数控机床较好地解决了复杂、精密、小批、多变的零件加工问题，是一种灵活的、高效能的自动化机床，尤其对于约占机械加工总量80%的单件、小批量零件的加工，更显示出其特有的灵活性。概括起来，采用数控机床有以下几方面的优点：

① 提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使产品质量稳定；

② 提高生产效率，一般提高效率3～5倍，使用数控加工中心机床则可提高生产效率5～10倍；

③ 可加工形状复杂的零件；

④ 减轻了劳动强度，改善了劳动条件；

⑤ 有利于生产管理和机械加工综合自动化的发展。