1.對加工對象改型的適應(yīng)性強
因為數(shù)控機床完全靠數(shù)控指令來加工零件，所以，若要更改被加工零件，只需更改數(shù)控指令即可。這與普通車床更改零件的操作程序是不一樣的，更符合單件小批量生產(chǎn)的要求�？傊珻NC具有充分的柔性，能適應(yīng)不同零件的加工。
2.加工產(chǎn)品質(zhì)量好
數(shù)控機床嚴(yán)格按照零件程序規(guī)定的軌跡進行加工，加工精度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，集中的工序可減少工裝及人為引起的誤差，產(chǎn)品的重復(fù)精度高，互換性（一致性）好，有利于產(chǎn)品質(zhì)量的控制。
一般的數(shù)控機床，其定位精度普遍都可以達到0.03mm，重復(fù)定位精度為0.01mm。
3.生產(chǎn)效率高
數(shù)控機床可以采用較大的切削用量，有效節(jié)省機加工時間；自動換刀和其他輔助功能的自動化，大大縮短了輔助時間；工序集中，減少了工序間運輸、測量和裝夾時間，減少零件的庫存和搬運次數(shù)。
因此，數(shù)控機床的生產(chǎn)效率一般比普通機床高3～5倍。在加工復(fù)雜零件時，可提高8～10倍。
另外，數(shù)控機床加工精度比較穩(wěn)定，在具有系統(tǒng)自動檢測和自動刀補的條件下，只要做首件試切和抽檢，就可以做連續(xù)加工不停車。
4.減輕了勞動強度，改善了勞動條件，節(jié)省了人力，降低了勞動花費
數(shù)控機床是嚴(yán)格按照事先編好的程序?qū)α慵M行自動加工的，操作者除了安放控制介質(zhì)（磁盤、紙帶、通訊傳輸?shù)龋┗虿僮麈I盤、裝卸工件、關(guān)鍵工序的中間檢測以及觀察機床運行之外，不需要進行繁重的重復(fù)性手工操作，勞動強度與緊張程度可大為減輕，勞動條件也得到相應(yīng)改善。
5.良好的經(jīng)濟效益
使用數(shù)控機床加工零件時，雖然設(shè)備價格比較昂貴，但對于單件小批量生產(chǎn)而言，可以節(jié)省許多其他方面的費用，因此可獲得良好的經(jīng)濟效益。
此外，由于加工精度高且穩(wěn)定，廢品率和成本下降，對應(yīng)的工裝等也大為減少。
6.有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化
數(shù)控機床加工一件工件的時間是可以根據(jù)程序的運行計算出來的，加工一批零件的總工時也可以計算出來。刀具等的管理也可以通過程序來控制。這些都為現(xiàn)代化的生產(chǎn)管理提供了有利條件。
7.易于建立計算機通信網(wǎng)絡(luò)
數(shù)控機床使用指令代碼這些數(shù)字信息，容易建立起數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。例如，加工程序可以脫機編制，通過R232接口連接到數(shù)控機床；CAD/CAM等圖形設(shè)計制造系統(tǒng)可以連接數(shù)控機床進行加工。
另外，數(shù)控機床還有一些很重要的指標(biāo)，如規(guī)格指標(biāo)、精度指標(biāo)和效率指標(biāo)等。數(shù)控機床的加工精度和表面質(zhì)量取決于脈沖當(dāng)量數(shù)的大小。一般數(shù)控機床脈沖當(dāng)量 為0.001mm，精密數(shù)控機床為0.0001mm。脈沖當(dāng)量越小，其加工精度和表面質(zhì)量越高。而且，脈沖當(dāng)量也是設(shè)計數(shù)控機床的原始數(shù)據(jù)之一。
定位精度和重復(fù)定位精度也屬于精度指標(biāo)。定位精度指數(shù)控機床刀架或工作臺實際運動位置與指令位置的一致程度，其不一致的誤差即定位誤差。重復(fù)定位精度指在相同的操作方法和條件下，完成規(guī)定操作次數(shù)過程中得到結(jié)果的一致程度。
重復(fù)定位精度值會影響批量加工零件的一致性，是一項非常重要的性能指標(biāo)。經(jīng)濟型數(shù)控機床的定位精度為±0.01mm，重復(fù)定位精度為±0.005mm。
通常定位誤差來源于伺服驅(qū)動系統(tǒng)誤差、檢測系統(tǒng)誤差、進給系統(tǒng)誤差和運動部件導(dǎo)軌的幾何誤差等機械傳動環(huán)節(jié)的誤差。分度精度和回零精度是定位精度的兩個特例。重復(fù)定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進給系統(tǒng)的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。
1.2.2 數(shù)控機床加工原理
數(shù)控機床由控制介質(zhì)、人機交互設(shè)備、計算機數(shù)控裝置、進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)、主軸驅(qū)動系統(tǒng)、輔助控制裝置、可編程控制器、反饋系統(tǒng)和自適應(yīng)控制等部分組成。
1.控制介質(zhì)
數(shù)控機床在進行加工前，必須接收由操縱人員輸入的零件加工程序，然后才能根據(jù)輸入的零件加工程序進行加工控制。因此，數(shù)控機床中必須具備必要的輸入/輸出裝置，來完成零件程序的輸入/輸出過程。
輸入程序可以直接在機床控制面板上一條一條輸進去，這種方法適用于零件簡單、程序語句指令少的情況。稍復(fù)雜一些的程序要事先在數(shù)控機床之外的計算機上編 寫。編寫并修改好零件程序以后，將其存入某種介質(zhì)（如磁盤、穿孔紙帶等），加工之前通過某種接口將其導(dǎo)入到數(shù)控機床內(nèi)，等待計算機處理。
2.人機交互設(shè)備
數(shù)控機床在加工運行時，操作人員要對數(shù)控系統(tǒng)進行狀態(tài)干預(yù)。即對輸入的加工程序進行編輯、修改、調(diào)試和仿真運行等操作，同時數(shù)控系統(tǒng)要顯示機床的運行狀 態(tài)。這種具有人機聯(lián)系、人機互動功能的設(shè)備被稱為人機交換設(shè)備。人機交換設(shè)備主要指的是顯示面板或操作面板，其上有鍵盤、調(diào)節(jié)按鈕和液晶顯示器等。
操作面板可以實時顯示許多加工信息。如加工方式、切削參數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速、刀具位置等。高級操作面板還可以顯示走刀軌跡等更多信息。
3.計算機數(shù)控裝置（CNC）
數(shù)控系統(tǒng)實際上是一個軟硬兼施的裝置，即一個包含有許多軟件的硬件組合。它是數(shù)控機床的核心部分，是加工運行的指揮中心。數(shù)控裝置由譯碼器、控制器、運 算器、存儲器、接口電路等組成。點畫線框內(nèi)為CNC控制部分。被CNC處理的程序（軟件）可以通過手動方式輸入數(shù)據(jù)，也可以通過輸入接口接收由外部輸入的 較復(fù)雜的程序。
可編程控制器（PLC）也屬于輔助控制，其作用是把計算機送來的輔助控制指令轉(zhuǎn)換為強電信號，以控制機床的順序動作、定時計數(shù)、主軸電動機的啟動和停止及轉(zhuǎn)速調(diào)整、冷卻液開關(guān)、轉(zhuǎn)位換刀等。PLC分獨立式和內(nèi)裝式兩種。
4.進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)
伺服驅(qū)動系統(tǒng)是將來自數(shù)控裝置的位置控制移動指令轉(zhuǎn)變?yōu)闄C床工作部件的運動，使工作臺按規(guī)定軌跡移動或精確定位，加工出符合圖樣要求的零件。伺服電動機 分為步進電動機、直流伺服電動機、交流伺服電動機三種。根據(jù)接收指令又可分為脈沖式驅(qū)動電動機和模擬式驅(qū)動電動機。步進電動機是脈沖式驅(qū)動，交、直流伺服 電動機采用模擬式驅(qū)動方式。
5.主軸驅(qū)動系統(tǒng)
數(shù)控機床主軸須滿足幾方面的要求：①主軸和進給驅(qū)動應(yīng)能實現(xiàn)同步控制；②主軸可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)和加減速控制；③能在自動換刀和精鏜退刀時精確準(zhǔn)停；④具有恒線速度切削功能以保證加工質(zhì)量；⑤能實現(xiàn)角度分度功能等。
主軸的運動是旋轉(zhuǎn)運動，大多數(shù)采用交流驅(qū)動系統(tǒng)。例如，用可編程控制器控制，用變頻器進行調(diào)速等方法。普通車床采用多級齒輪有級變速。
6.輔助控制裝置
輔助控制裝置有液壓潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、接口電路、強電控制系統(tǒng)等。
7.反饋系統(tǒng)
反饋系統(tǒng)包括位置反饋和速度反饋等。其作用是通過實時在線測量機床移動的位置速度參數(shù)，同時轉(zhuǎn)換成電信號反饋給CNC裝置，及時調(diào)節(jié)正確參數(shù)，保證加工精度。
8.自適應(yīng)控制
數(shù)控機床按照程序指令運行，主軸轉(zhuǎn)速和刀架移動量都由指令事先編寫好。但有些因素在編程序時無法預(yù)測，如工件材料特性在加工過程中的變化，現(xiàn)場環(huán)境溫度 的變化等。這些隨時變化的因素會影響數(shù)控機床加工精度和生產(chǎn)效率。自適應(yīng)控制的目的就是試圖把加工過程中的溫度、轉(zhuǎn)矩、振動、摩擦、切削力等因素的變化與 最佳參數(shù)比較，若有誤差及時補償，以保證加工精度或生產(chǎn)率。自適應(yīng)系統(tǒng)價格較貴，目前沒有安裝在普通數(shù)控機床上。
9.機床本體
數(shù)控機床本體由床身、立柱和工作臺等大型鑄件組成，是數(shù)控機床的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由于數(shù)控機床是高精度和高自動化加工機床，與普通機床相比，應(yīng)具有更好的抗振 性和剛度，要求相對運動的摩擦因數(shù)要小，進給傳動部分之間的間隙要小。所以其設(shè)計要求比通用機床更嚴(yán)格，加工制造更精密，還要采用加強剛性、減小熱變形、 提高精度的設(shè)計措施。
1.2.3 數(shù)控機床分類
數(shù)控機床有七種分類方法，即按工藝用途分類，按加工路線分類，按可控制聯(lián)動的坐標(biāo)軸數(shù)分類，按數(shù)控裝置的類型分類，按控制方式分類，按加工方式分類和按功能水平分類。
1.按工藝用途分類
（1）一般數(shù)控機床
為XK5040A型數(shù)控銑床。此外，還有普通數(shù)控鉆床、車床、鏜床、磨床和齒輪加工機床等。
（2）數(shù)控加工中心
數(shù)控加工中心與一般數(shù)控機床的區(qū)別是，加工中心有一個刀庫和自動換刀裝置。是可進行五面加工的加工中心。刀庫可預(yù)安裝一百多把不同的刀具，換刀采用換刀機械手，可極大提高效率，減少輔助時間，實現(xiàn)一臺機床進行多工種、多工序加工。
2.按加工路線分類
數(shù)控機床按其進刀與工件相對運動的方式，可以分為點位控制、直線控制和輪廓控制三種。
（1）點位控制
點位控制指刀具與工件相對運動時，數(shù)控系統(tǒng)只控制某一點到另一點的直線距離位置精確性，而不考慮兩點之間的運動路徑和方向，這種數(shù)控方式多用于數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控點焊機等。點位控制數(shù)控機床的運動特點是先快后慢。
（2）直線控制
直線控制指刀具與工件相對運動時，刀具軌跡都是平行坐標(biāo)軸的直線，這種控制方式常用于一些數(shù)控車床、數(shù)控銑床和數(shù)控磨床等。
（3）輪廓控制
輪廓控制指刀具與工件相對運動時，能對兩個或以上坐標(biāo)軸的運動同時進行控制，因此可以加工平面曲線輪廓或空間曲面輪廓，采用這類控制方式的控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、加工中心等。
3.按可控制聯(lián)動的坐標(biāo)軸數(shù)分類
可控制聯(lián)動的坐標(biāo)軸數(shù)就是數(shù)控裝置可以控制幾個伺服電動機，即同時驅(qū)動機床移動部件運動的坐標(biāo)軸數(shù)目。
�。�1）兩坐標(biāo)聯(lián)動
數(shù)控機床能同時控制兩個坐標(biāo)軸聯(lián)動，即X軸和Z軸�？捎糜跀�(shù)控銑床加工各種曲線輪廓以及數(shù)控車床加工各類回轉(zhuǎn)體類零件。為數(shù)控銑床加工的零件溝槽。
�。�2）三坐標(biāo)聯(lián)動
數(shù)控機床能同時控制三個坐標(biāo)軸聯(lián)動，可用于加工曲面零件。
�。�3）兩軸半坐標(biāo)聯(lián)動
數(shù)控機床能同時控制兩個坐標(biāo)軸，第三個坐標(biāo)軸只作等距圓周運動。數(shù)控裝置在XZ平面內(nèi)控制X、Z兩坐標(biāo)聯(lián)動，加工垂直面內(nèi)的輪廓表面。同時系統(tǒng)還控制Y坐標(biāo)作定期等距移動，形成空間曲面。
（4）多坐標(biāo)聯(lián)動
數(shù)控裝置能同時控制四個以上坐標(biāo)軸的聯(lián)動，主要用于加工形狀復(fù)雜的零件。但多坐標(biāo)數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本身機床精度要求很高，且零件加工程序編制難度大。為五軸聯(lián)動數(shù)控銑床加工曲面零件情況。
4.按數(shù)控裝置的類型分類
�。�1）硬件數(shù)控
數(shù)控機床的發(fā)展經(jīng)歷了六個時代，其中前三代即電子管時代、晶體管時代和集成電路時代屬于第一階段，也是硬件數(shù)控階段。現(xiàn)在那一時代開發(fā)的機床均已被淘汰，但這些數(shù)控機床的工作原理仍有借鑒意義。
硬件數(shù)控系統(tǒng)的工作原理：根據(jù)被加工零件的零件圖，編制零件工藝文件→編寫數(shù)控機床加工程序→制作穿孔紙帶→（通過閱讀機）讀入機床→（數(shù)控裝置根據(jù)輸入的程序）加工出合格產(chǎn)品。
（2）計算機數(shù)控
硬件數(shù)控由于功能少、線路復(fù)雜、可靠性低等缺點現(xiàn)已無市場。隨著計算機性價比的提高，數(shù)控機床普遍采用計算機處理數(shù)字信息，即CNC。用CNC加工零件 主要靠軟件來控制。軟件分系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩種。系統(tǒng)軟件固化于只讀存儲器（ROM）中，關(guān)機后不會丟失且不可更改。應(yīng)用軟件就是加工零件的程序指令， 不同的工件對應(yīng)不同的應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件可以存儲在數(shù)控機床的存儲器中，也可以暫時存儲在外存儲器（磁盤等）中，加工零件時通過數(shù)據(jù)接口輸入到CNC。
計算機數(shù)控系統(tǒng)的工作原理。
5.按控制方式分類
數(shù)控機床按照對被控量有無檢測反饋裝置分為開環(huán)控制數(shù)控機床和閉環(huán)控制數(shù)控機床兩種。
（1）開環(huán)控制數(shù)控機床
典型的數(shù)控機床開環(huán)控制系統(tǒng)框圖。開環(huán)CNC沒有檢測反饋裝置。計算機將輸入的加工程序處理后把信號傳給各個伺服驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動機床運動，但不發(fā)出反饋 信號。進給伺服系統(tǒng)主要使用步進電動機。首先是數(shù)控裝置插補器進行插補運算生成指令脈沖，經(jīng)控制電路中驅(qū)動電路放大，驅(qū)動步進電動機轉(zhuǎn)動。一個進給脈沖使 電動機轉(zhuǎn)一個微小角度，通過傳動裝置驅(qū)動工作臺或刀架移動一定距離。工作臺位移量與電動機轉(zhuǎn)動角成正比，即與進給脈沖數(shù)目成正比。改變脈沖數(shù)目和頻率就可 改變進給位移量和速度。脈沖指令單方向發(fā)出，不再返回給數(shù)控裝置，故稱為開環(huán)控制。
開環(huán)控制的步距、傳動和速度精度比較低。但其使用簡單方便且價格低廉，因此被廣泛用于經(jīng)濟型數(shù)控機床。
（2）閉環(huán)控制數(shù)控機床
數(shù)控機床閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。安裝在工作臺上的檢測元件將工作臺實際位移量反饋到計算機中，與所要求的位置指令進行比較，用比較的差值進行調(diào)整控制，直到差值消除為止。
閉環(huán)控制系統(tǒng)可以消除機械傳動部件的各種誤差和工件加工過程中產(chǎn)生的干擾影響，從而使加工精度大大提高。速度反饋是利用測速發(fā)電動機保證工作電動機轉(zhuǎn)速恒定不變。
閉環(huán)控制的特點是：加工精度高，移動速度快。由于采用交流或直流伺服電動機，其控制電路比較復(fù)雜，檢測元件價格高，調(diào)試和維修比較復(fù)雜。
�。�3）半閉環(huán)控制數(shù)控機床
數(shù)控機床半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。半閉環(huán)控制數(shù)控機床不直接檢測工作臺的位移量，而是用光電編碼器先測出伺服電動機或絲杠的轉(zhuǎn)角，推算出工作臺的實際位移量，反饋到CNC中進行位置比較，用比較的差值進行控制。
半閉環(huán)控制數(shù)控機床的反饋環(huán)不包括工作臺，故稱為半閉環(huán)控制。
半閉環(huán)控制精度較閉環(huán)控制差，但穩(wěn)定性好，成本低，調(diào)試維修也比較容易，兼有開環(huán)和閉環(huán)控制兩者的特點，應(yīng)用比較普遍。
6.按加工方式分類
�。�1）金屬切削類數(shù)控機床
如數(shù)控車床、加工中心、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床等。
�。�2）金屬成型類數(shù)控機床
如數(shù)控折彎機、數(shù)控彎管機、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等。
�。�3）數(shù)控特種加工機床
如數(shù)控線切割機、數(shù)控電火花加工機、數(shù)控激光切割機等。
�。�4）其他類型的數(shù)控機床
如數(shù)控火焰切割機、數(shù)控三坐標(biāo)測量機等。
7.按功能水平分類
按功能水平可以把數(shù)控機床分為高檔、中檔、低檔三類。
我國目前多使用這種分類方法。所謂經(jīng)濟型數(shù)控機床即屬于低檔數(shù)控機床，它主要由單板機、單片機和步進電動機組成數(shù)控系統(tǒng)，完全可以滿足中小廠零件加工精度的需求，應(yīng)用比較普遍，也多用于普通舊機床的升級改造。