1.1 数控加工技术概况

数控技术是集机、电、液及计算机等各项技术为一体的综合技术。数控机床以其精度高、效率高、能适应小批量多品种复杂零件加工的特点，在机械加工中得到了日益广泛的应用。

1.1.1 数控机床的产生

随着科学技术和社会生产的不断发展，社会对产品多样化的要求日益提高，产品更新换代越来越快，多品种小批量生产比重加大，零件形状越来越复杂，精度越来越高。此外，激烈的市场竞争要求产品研制周期越来越短，传统的加工设备和制造手段已难以满足和适应这种变化。为解决这些问题，一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备—数控机床应运而生。

数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松夹工件、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液等）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过手工输入或传输等方式将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件使机床自动加工出所需要的工件。数控机床的诞生与发展，有效地解决了一系列生产上的矛盾，为单件、小批量精密复杂零件的加工提供了自动化加工手段。1948年，美国巴森兹（Parsons）公司在研制加工直升飞机叶片轮廓样板时提出了数控机床的初始设想；1949年与麻省理工学院（MIT）合作，开始了三坐标铣床的数控化工作；1952年3月公开发布世界上第一台数控机床试制成功，此数控机床可进行直线插补。之后经过3年的试用、改进与提高，数控机床于1955年进入实用化阶段。从此，其他一些国家，如德国、英国、日本和前苏联等国家都开始研制数控机床，其中日本发展最快。当今世界著名的数控系统厂家有日本的法那科（FANUC）公司、德国的西门子（SIEMENS）公司、美国的Hass公司、意大利的FIDIA公司等。1959年，美国的Keaney & Treckre公司开发成功了具有刀库、刀具交换装置及回转工作台的数控机床，可以在一次装夹中对工件的多个面进行多工序加工，如进行钻孔、铰孔、攻螺纹、镗削、平面铣削、轮廓铣削等。至此，数控机床的新一代类型—加工中心（Machining Center）诞生了，并成为当今数控机床发展的主流。

数控机床与普通设备的比较如表1-1所示。

表1-1 数控机床与普通机床的比较

1.1.2 数控机床的基本概念

1.数字控制

数字控制（Numerical Control，NC）简称数控，是指用数字指令来控制机械执行预定的动作，通常由硬件电路发出数字化信号。

计算机数控（Computerized Numerical Control，CNC），是用计算机控制加工过程，实现数值控制的系统，主要采用存储程序的专用计算机来实现部分或全部基本数控功能。

2.数控机床

数控技术是为了满足复杂型面零件加工的自动化需要而产生的。采用数控技术的控制系统称为数控系统，装备了数控系统的机床称为数控机床。

数控机床是一种高效的自动化加工设备，它可以严格按照加工程序，自动地对被加工工件进行加工，其流程如图1-1所示。从数控系统外部输入的直接用于加工的程序称为数控加工程序，简称数控程序（NC Program），它是机床数控系统的应用软件。与数控系统应用软件相对应的是数控系统内部的系统软件，系统软件是用于数控系统工作控制的。

数控机床的组成

图1-1 零件程序产生流程