1.1 數控機床的組成與分類

1.1.1 數控機床簡介

數字控制（Numerical Control），簡稱NC，是近代發展起來的用數字化信息進行控制的自動控制技術。數字控制系統有如下特點：

① 可用不同的字長表示不同的精度信息，表達信息準確；

② 可進行邏輯、算術運算，也可進行復雜的信息處理；

③ 可不用改動電路或機械機構，通過改變軟件來改變信息處理的方式過程，具有柔性化。

由于數字控制系統具有上述特點，故被廣泛應用于機械運動的軌跡控制，如數控機床、工業機器人、數控線切割機、數控火花切割機等。

數控機床（Numerical Control Machine Tools）是指采用數字形式信息控制的機床。也就是一種將數字計算技術應用于機床的控制技術，并把機械加工過程中的各種控制信息用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，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，代表了現代機床控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。

下面可用圖1-1來描述數控設備的一般形式。圖中A為被加工工件的圖紙，圖紙上的數據大致分為兩類：幾何數據和工藝數據。這些數據是指示給數控設備命令的原始依據（簡稱“指令”）。B為控制介質（或程序介質、輸入介質），通常用紙帶、磁帶、磁盤等作為記載指令的控制介質。C為數據處理和控制的電路，通常是一臺控制計算機。原始數據經過它處理后，變成伺服機構能夠接收的位置指令和速度指令。D為伺服機構（或伺服系統），可以把“控制計算機（C）”比擬為人的“大腦”，則“伺服機構（D）”相當于人的“手”和“足”，我們要求伺服機構無條件地執行“大腦”的意志。E為數控設備。F為加工后的物件。這就是一般數控設備的工作過程，整個加工過程如圖1-2所示。

數控機床較好地解決了復雜、精密、小批、多變的零件加工問題，是一種靈活的、高效能的自動化機床，尤其對于約占機械加工總量80%的單件、小批量零件的加工，更顯示出其特有的靈活性。概括起來，采用數控機床有以下幾方面的優點：

① 提高加工精度，尤其提高了同批零件加工的一致性，使產品質量穩定；

② 提高生產效率，一般提高效率3～5倍，使用數控加工中心機床則可提高生產效率5～10倍；

③ 可加工形狀復雜的零件；

④ 減輕了勞動強度，改善了勞動條件；

⑤ 有利于生產管理和機械加工綜合自動化的發展。