數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床，美國(guó)帕森公司（Parsons Co）和麻省理工學(xué)院（MIT）合作，于1952年3月研制成功了世界上第一臺(tái)立式數(shù)控銑床。數(shù)控機(jī)床由信息載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)床本體、測(cè)量反饋裝置及其他輔助裝置等組成，相對(duì)于一般的普通機(jī)床，數(shù)控機(jī)床加工精度高，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，該系統(tǒng)具有高度的自動(dòng)化特性，能夠?qū)崿F(xiàn)一般普通機(jī)床難以完成或無(wú)法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜表面的加工。可按運(yùn)動(dòng)軌跡、伺服系統(tǒng)控制、功能用途等分類。數(shù)控機(jī)床的工作原理是根據(jù)圖紙編寫(xiě)加工程序，該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過(guò)信息載體輸入數(shù)控裝置，控制機(jī)床按照預(yù)設(shè)規(guī)定進(jìn)行工作。涵蓋了精度、可控軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)指標(biāo)、可靠性指等性能指標(biāo)，主要用于大規(guī)模的零件加工，可以自主編寫(xiě)程序，生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度較高，應(yīng)用領(lǐng)域從航空工業(yè)逐步擴(kuò)大到汽車、造船、民用機(jī)械等制造行業(yè)，數(shù)控加工設(shè)備在制造業(yè)中得到了廣泛的使用，對(duì)提高生產(chǎn)效率有很大的促進(jìn)作用，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化、一體化的基本。
歷史沿革
數(shù)控機(jī)床是由美國(guó)發(fā)明家約翰·帕森斯20世紀(jì)發(fā)明的。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為核心的機(jī)電一體化時(shí)代，其中數(shù)控機(jī)床就是代表產(chǎn)品之一。1949年，美國(guó)帕森公司和麻省理工學(xué)院共同努力，致力于解決精密部件的自動(dòng)制造，這就是數(shù)控機(jī)床加工設(shè)備的出現(xiàn)。美國(guó)克耐?杜列克公司（Keaney&Trecker Co）于1958年在一套數(shù)控機(jī)床上添加了自動(dòng)換刀系統(tǒng)，加工中心誕生了。
美國(guó)于1959年發(fā)明了第一個(gè)工業(yè)機(jī)器人，并發(fā)明了一塊晶體管器件印刷線路板，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字裝置設(shè)備的二次開(kāi)發(fā)；在1965年，以小型、低功耗和更高的可靠性為特征的集成電路數(shù)控機(jī)床設(shè)備問(wèn)世；隨著集成電路設(shè)備的不斷降價(jià)，數(shù)控機(jī)床設(shè)備的種類及生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大
1970~1974年期間，數(shù)控系統(tǒng)的很多功能都可以由軟件完成，從而開(kāi)啟了電腦數(shù)控的一個(gè)嶄新時(shí)代。由于其造價(jià)高昂，目前多應(yīng)用在某些研究機(jī)構(gòu)，如第四代微型電腦數(shù)控系統(tǒng)。從1974年起，以單片機(jī)為中心的第五代數(shù)控系統(tǒng)，即微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，這使得數(shù)控系統(tǒng)的迅速發(fā)展和普及，功能強(qiáng)，運(yùn)算速度快，可靠性高，成本低廉，符合了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展需求。
到了1981年，微機(jī)的運(yùn)行速率得到了極大的提升，功能和性能得到了改善；有了小型化、能實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話的自動(dòng)化編程，并能在機(jī)器上直接裝配。從1986年起，數(shù)碼伺服系統(tǒng)問(wèn)世，大慣量的交流電機(jī)、直流電機(jī)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。1988年，以32位計(jì)算機(jī)作為主從結(jié)構(gòu)體系。隨著?電腦（Personal Computer）的出現(xiàn)，全球范圍內(nèi)的廣泛使用和推廣，第六代數(shù)控系統(tǒng)即電腦數(shù)控系統(tǒng)也隨之誕生。
1994年，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)的發(fā)展也逐漸步入開(kāi)放型、柔性化的新時(shí)期，其研制的時(shí)間也在不斷地減少。這也是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。21世紀(jì)，隨著軍用和民用的發(fā)展，對(duì)數(shù)控設(shè)備提出了更高的需求。隨著新一代的功能元件和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工范圍、動(dòng)態(tài)特性、精度和可靠性得到了很大的改善。2008年中國(guó)數(shù)控機(jī)床業(yè)4832家企業(yè)合計(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值3472.3億元，同比增長(zhǎng)27.5%，增幅比去年同期低8個(gè)百分點(diǎn)；機(jī)床工具行業(yè)產(chǎn)品銷售產(chǎn)值3348.3億元，同比增長(zhǎng)26.0%，增幅比去年同期低10.2個(gè)百分點(diǎn)。
2011年，中國(guó)機(jī)床行業(yè)在過(guò)去幾年實(shí)現(xiàn)了持續(xù)超高速的發(fā)展，一直到上半年，需求仍很旺盛。
工作原理
首先要把加工工藝要求、加工路線和標(biāo)點(diǎn)的增強(qiáng)性等，用規(guī)定的數(shù)值和文字（或編碼），把加工程序命令錄入到數(shù)控裝置設(shè)備中，由數(shù)控裝置設(shè)備對(duì)編程（編碼）進(jìn)行解碼和計(jì)算，并對(duì)各坐標(biāo)的伺服設(shè)備和副控制器發(fā)送信號(hào)，對(duì)機(jī)床主軸的運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、刀具的更換、工件的夾持和松開(kāi)、冷卻和潤(rùn)滑泵的開(kāi)關(guān)與，使刀具、工件和其他附屬設(shè)備嚴(yán)格地按加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)運(yùn)行，最終加工成滿足設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品。
系統(tǒng)組成
信息載體
功能是把零件的處理數(shù)據(jù)以特定的形式和編碼方式儲(chǔ)存在特定的載體上，再由載體將零件的加工數(shù)據(jù)錄入到數(shù)控機(jī)床設(shè)備中進(jìn)行處理，在生產(chǎn)過(guò)程中，一般會(huì)涉及到產(chǎn)品的幾何信息、工藝信息、位置信息等，而常用的信息載體有穿孔卡、穿孔帶、磁盤(pán)、磁帶等。此外，數(shù)控裝置上往往帶有操作面板，也可通過(guò)該操作面板直接輸入零件的各個(gè)加工參數(shù)；其次，在計(jì)算機(jī)上編寫(xiě)的加工程序也可通過(guò)串行口輸入到數(shù)控裝置中控制加工。高檔的數(shù)控系統(tǒng)可能還包含一套自動(dòng)編程機(jī)或者CAD/CAM系統(tǒng)，由這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)編制程序、輸入程序、輸入數(shù)據(jù)及顯示、模擬顯示、存儲(chǔ)和打印等功能。
數(shù)控裝置
數(shù)控裝置（即數(shù)控單元）是數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是完成數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控，同時(shí)接受輸入設(shè)備的脈沖，通過(guò)數(shù)控機(jī)床設(shè)備的控制程序和邏輯電路對(duì)其進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，并向其對(duì)應(yīng)的執(zhí)行元件（例如伺服系統(tǒng)、PLC等）進(jìn)行指令，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)組成部分的標(biāo)準(zhǔn)化和有條不紊地工作。
伺服系統(tǒng)
由伺服控制系統(tǒng)接收到由電腦進(jìn)行的信號(hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)理、轉(zhuǎn)換、放大后，再由伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，使機(jī)械的執(zhí)行器運(yùn)作。其功能是從電腦數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)接受一般為脈沖信號(hào)的命令，并利用一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制執(zhí)行器，以實(shí)現(xiàn)部件加工處理，常用的伺服驅(qū)動(dòng)元件有直流伺服電機(jī)、交流伺服電機(jī)、電液伺服電機(jī)等。
機(jī)床本體
機(jī)床主體是數(shù)控機(jī)床加工中的一個(gè)重要組成部分，它起著支撐、受力和減振作用；另外，接受伺服系統(tǒng)的控制，完成零件的加工處理，是零件加工的執(zhí)行者。其機(jī)械部件包括：床身、底座、立柱、橫梁、滑座等支承部件，主運(yùn)動(dòng)部件，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件（如工作臺(tái)及其傳動(dòng)部件），主軸箱、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架等執(zhí)行部件，還有冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等輔助部件。對(duì)于加工中心類的數(shù)控機(jī)床，還有存放刀具的刀庫(kù)，交換刀具的機(jī)械手及自動(dòng)換刀裝置等部件。
測(cè)量反饋裝置
主要功能是對(duì)工件在加工中的速度、位移等進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，并將測(cè)試的數(shù)據(jù)與機(jī)床的速度、位移等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的動(dòng)態(tài)偏差的及時(shí)校正，達(dá)到改善工件加工的精確性。測(cè)量反饋裝置中，根據(jù)測(cè)量對(duì)象和測(cè)量目的的不同，需采用不同的測(cè)量部件，如脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器、光柵和磁尺等。
其它輔助裝置
輔助裝置指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明和監(jiān)測(cè)等，它包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等，編程及其他附屬設(shè)備可用來(lái)在機(jī)床外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等。
主要特點(diǎn)
高柔性
其最大的特征是高柔性。“柔性”指的是靈活、通用和萬(wàn)能，能夠滿足各種形狀的工件的要求，在數(shù)控機(jī)床上加工零件主要取決于加工程序，與普通機(jī)床不同；在更換加工工件時(shí)，只需重新編制和輸入程序，而不必重新制造和更換許多工具、夾具和模具，也不需要經(jīng)常重新調(diào)整機(jī)床。因此可大量節(jié)約工裝費(fèi)用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期并可適應(yīng)各種生產(chǎn)類型。
高精度
數(shù)控機(jī)床的加工精度一般可達(dá)0.05—0.1mm，數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號(hào)形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號(hào)，則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一具脈沖當(dāng)量（一般為0.001mm），而且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行曲補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。中、小型數(shù)控機(jī)床的定位精度一般可達(dá)0.03?mm，重復(fù)定位精度可達(dá)0.01?mm。由于數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)都具有較高的剛性和熱穩(wěn)定性，從而使其加工精度得到了提高，尤其是采用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化處理方法，可以消除人工操作上的錯(cuò)誤，保證同一批次產(chǎn)品的尺寸一致性好，生產(chǎn)的產(chǎn)品合格率高，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定。對(duì)多個(gè)工藝處理的部件，尤其是箱形部件，采用一次裝配加工中心，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)工序的連續(xù)加工，降低裝配誤差，進(jìn)一步提高工件的加工精度。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將進(jìn)給速度的控制納入到復(fù)雜工件的外形設(shè)計(jì)中，使得在曲率改變時(shí)，刀具的進(jìn)給速度基本保持不變，經(jīng)處理后的工件表面可以達(dá)到高精度、高質(zhì)量的目的。
高效率
高的生產(chǎn)效率是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床具有高的靈活性，可以大大縮短零件的處理和輔助工作，并且具有較寬的主軸速度和進(jìn)給速度，使其能夠完成大的切割強(qiáng)度，數(shù)控機(jī)床正進(jìn)入高速加工時(shí)代，通過(guò)對(duì)移動(dòng)部件的快速移動(dòng)、定位和高速切削加工，極大地提高了生產(chǎn)率。此外，與加工中心的刀具庫(kù)配合使用，可在一臺(tái)機(jī)器上完成多個(gè)工藝過(guò)程的連貫，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間，從而增加了工作效率。
加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠
數(shù)控機(jī)床的加工過(guò)程完全是自動(dòng)進(jìn)行的，這就消除了操作者人為產(chǎn)生的誤差，加工同一批零件，在同一機(jī)床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。
減輕勞動(dòng)強(qiáng)度
在數(shù)控機(jī)床的加工之前，經(jīng)過(guò)調(diào)試，在輸入程序并啟動(dòng)后。可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的連續(xù)自動(dòng)加工，直到完成。操作員的工作內(nèi)容包括程序輸入、編輯、裝卸、工具的制作、加工狀態(tài)的觀察、零件的檢查等工作，在零件加工過(guò)程中可暫時(shí)離開(kāi)機(jī)床，從而能避免切屑亂飛燙傷手、眼等現(xiàn)象。除此之外，不需要進(jìn)行繁重的重復(fù)性手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度與緊張程度均可大為減輕，勞動(dòng)條件也因此得到相應(yīng)的改善，大大減少了勞動(dòng)量，機(jī)械操作人員的工作趨向于智力勞動(dòng)。
良好的經(jīng)濟(jì)效益
利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行部件的制造，分?jǐn)傇诟鞑考璧某杀鞠鄬?duì)較高。但是在小批量生產(chǎn)中，可以節(jié)約大量的其它成本，從而達(dá)到很高的經(jīng)濟(jì)效益。采用數(shù)控機(jī)床，可以節(jié)約在加工前的劃線工時(shí)，而且在裝配好工件以后，可以縮短對(duì)工件的加工和檢查的時(shí)間，降低了直接的制造成本。同時(shí)，利用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行工件的制造，不需手工制作模具、凸輪、鉆模板等工裝夾具，節(jié)約了生產(chǎn)設(shè)備的成本，此外，數(shù)控機(jī)床具有較高的精確性，減少了廢品率，降低了產(chǎn)品的制造費(fèi)用。
利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化
利用數(shù)控機(jī)床加工，能準(zhǔn)確地計(jì)算零件的加工工時(shí)，并有效地簡(jiǎn)化檢驗(yàn)、工裝夾具和半成品的管理工作，在更換加工工件時(shí)，只需重新編制和輸入程序，而不必重新制造和更換許多工具、夾具和模具。因此可大量節(jié)約工裝費(fèi)用，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期并可適應(yīng)各種生產(chǎn)類型，利用數(shù)控設(shè)備進(jìn)行加工，可實(shí)現(xiàn)對(duì)加工時(shí)間的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，對(duì)刀具和夾具進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化管理，易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，已與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是現(xiàn)代化集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。
技術(shù)參數(shù)
分類
按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類
點(diǎn)位控制
數(shù)控機(jī)床以點(diǎn)為中心，當(dāng)工具與零件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)時(shí)，僅能對(duì)一個(gè)點(diǎn)的移動(dòng)精度進(jìn)行精確的控制，而不能同時(shí)兼顧兩個(gè)點(diǎn)的移動(dòng)軌跡和方位，刀具在移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行加工，如數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床和數(shù)控坐標(biāo)幢床等。
直線控制
是指在機(jī)床與工件進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)時(shí)，不僅要精確地對(duì)機(jī)床的起始位置進(jìn)行精確的定位，而且要使平行坐標(biāo)軸線的切割和平行于坐標(biāo)軸線上的切割，并能沿坐標(biāo)軸平行方向進(jìn)行切削加工，如數(shù)控車床、簡(jiǎn)易數(shù)控銑床等。
輪廓控制
可以在同一時(shí)間內(nèi)完成兩條或多條軸線的持續(xù)控制。它不但可以對(duì)機(jī)床的動(dòng)件起、端的坐標(biāo)進(jìn)行精確的控制，還可以對(duì)工件的各個(gè)部位的速度、位置進(jìn)行精確的控制，也就是說(shuō)，工件的表面形貌是通過(guò)切削的軌跡來(lái)決定的。刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡可以是空間曲線，也可以加工平面曲線輪廓或空間曲面輪廓，模具行業(yè)中這類機(jī)床應(yīng)用相對(duì)比較多，采用這類控制方式的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床和加工中心等。
按伺服系統(tǒng)控制方式分類
開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)
開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)只有指令信號(hào)的前向控制通道，沒(méi)有檢測(cè)反饋控制通道，其工作原理是將指令數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為電機(jī)的角度位移。數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)不包含位置、速度等反饋環(huán)節(jié)，通常以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件。
全閉環(huán)伺服系統(tǒng)
在機(jī)床的最終運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件如工作臺(tái)或刀架上，安裝有位置檢測(cè)元件，獲得各坐標(biāo)軸的實(shí)際位置，并將該測(cè)量值反饋給CNC裝置進(jìn)行閉環(huán)控制的誤差控制隨動(dòng)系統(tǒng)，稱為全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。機(jī)床位置傳感器、速度傳感器安裝在機(jī)床工作臺(tái)上機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)不包括在伺服系統(tǒng)閉環(huán)內(nèi)，可以達(dá)到很高的運(yùn)動(dòng)控制精度。
半閉環(huán)伺服系統(tǒng)
半閉環(huán)系統(tǒng)通過(guò)角位移動(dòng)的測(cè)量（如光電脈沖編碼器等）間接計(jì)算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量。機(jī)床位置傳感器、速度傳感器安裝在靠近伺服電動(dòng)機(jī)一側(cè)，機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)不包括在伺服系統(tǒng)閉環(huán)內(nèi)，機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性較高。
混合控制數(shù)控機(jī)床
混合控制數(shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床。因?yàn)榇笮突蛑匦蛿?shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)高的精度，其傳動(dòng)鏈慣量大，需要的力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動(dòng)鏈和工作臺(tái)全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜。
開(kāi)環(huán)補(bǔ)償型
其特點(diǎn)是基本控制選用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，另外附加一個(gè)校正電路。通過(guò)裝在工作臺(tái)上的直線位移測(cè)量元件的反饋信號(hào)校正機(jī)械系統(tǒng)的誤差。
半閉環(huán)補(bǔ)償型
如下圖所示，其特點(diǎn)是用半閉環(huán)控制方式取得高速度控制，再用裝在工作臺(tái)上的直線位移測(cè)量元件實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中A是速度測(cè)量元件，B是角度測(cè)量元件，C是直線位移測(cè)量元件。
按功能用途分類
金屬切削類
是最為常見(jiàn)的一類數(shù)控機(jī)床，包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控撞床、加工中心等。
金屬成型類
是對(duì)傳統(tǒng)金屬成型機(jī)床數(shù)控化后獲得的機(jī)床，通過(guò)其配套的模具對(duì)金屬施加強(qiáng)大作用力使其發(fā)生物理變形，從而得到想要的幾何形狀，包括數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控沖床和數(shù)控壓力機(jī)等。
特種加工類
是利用數(shù)控系統(tǒng)完成特種加工的數(shù)控機(jī)床，包括數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控激光加工機(jī)床等。
性能指標(biāo)
精度指標(biāo)
分辨率與脈沖當(dāng)量
所謂“分辨”就是指在兩個(gè)相鄰的分散點(diǎn)之間能分辨的最短間距，脈沖當(dāng)量（分辨率）是數(shù)控加工設(shè)備的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它包括兩個(gè)方面：一是機(jī)器的坐標(biāo)軸線所能達(dá)到的控制精度（最小的位移增量）；二是最小的內(nèi)部操作，也就是所謂的“內(nèi)沖”。
定位精度與重復(fù)定位精度
定位精度即數(shù)控機(jī)床的工作臺(tái)等運(yùn)動(dòng)零件，其最終的定位與實(shí)際定位的準(zhǔn)確性。重復(fù)定位精度是指在同一作業(yè)方式、作業(yè)條件下，多次進(jìn)行指定作業(yè)后，取得的成果一致性。
分度精度與回零精度
分度精度是指在轉(zhuǎn)位時(shí)，所給出的轉(zhuǎn)角與實(shí)際旋轉(zhuǎn)角的差值。回零精確度是指數(shù)控加工中心的各個(gè)坐標(biāo)軸線在給定的零點(diǎn)上的精確度。
可控軸數(shù)與聯(lián)動(dòng)軸數(shù)指標(biāo)
可控軸數(shù)是由機(jī)床的數(shù)控設(shè)備所能操縱的軸線數(shù)量。聯(lián)動(dòng)軸線是由機(jī)床數(shù)控設(shè)備所控制的坐標(biāo)軸在同一時(shí)間內(nèi)到達(dá)一個(gè)特定的空間點(diǎn)。現(xiàn)有兩軸聯(lián)動(dòng)、三軸聯(lián)動(dòng)、四軸聯(lián)動(dòng)、五軸聯(lián)動(dòng)等。
運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)
主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度
主軸轉(zhuǎn)速通常由直流電機(jī)或交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由高速精密軸承支撐，轉(zhuǎn)速范圍大，旋轉(zhuǎn)精度高，剛度大，抗振性能好。進(jìn)給速度對(duì)零件加工質(zhì)量、加工效率和刀具使用壽命都有很大的影響。其受數(shù)控機(jī)床的運(yùn)算速度、機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性和加工體系的剛性等條件的制約。
坐標(biāo)行程和擺角范圍
所謂的坐標(biāo)行程，就是指數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸X、Y、Z的行程的大小，組成了數(shù)控機(jī)床的加工空間，也就是加工零件的尺寸。擺角的范圍是指主軸擺角坐標(biāo)的數(shù)控機(jī)床，其角度的大小對(duì)加工零件的空間位置的能力也有很大的影響。
刀庫(kù)容量和換刀時(shí)間
刀庫(kù)容量是指刀架數(shù)目、刀庫(kù)所能容納的刀具數(shù)目。換刀時(shí)間是把正在使用的刀具和下一步加工中所需的刀具進(jìn)行互換所需的時(shí)間。
加工性能指標(biāo)
最高主軸轉(zhuǎn)速和最大加速度
最高主軸速度是指機(jī)床所能實(shí)現(xiàn)的最高速度，直接關(guān)系到工件的表面處理、制造和使用壽命。最大加速度是一種能夠反應(yīng)出主軸轉(zhuǎn)速提升的性能參數(shù)，也可以作為加工效率的一個(gè)重要指標(biāo)。
最快位移速度和最高進(jìn)給速度
最快位移速度是指在不加工條件下，進(jìn)給軸的最大移動(dòng)速度。最高進(jìn)給速度是指在加工條件下進(jìn)給軸的最大移動(dòng)速度。
可靠性指標(biāo)
可靠度與有效度
可靠性用概率來(lái)表達(dá)，也叫做可能性，它產(chǎn)品在一定的時(shí)間和特定的條件下，完成指定的功能的可能性；不會(huì)出現(xiàn)任何錯(cuò)誤的可能性。有效度是一種設(shè)備能否正常工作的重要標(biāo)志，它是一種對(duì)裝置的可靠程度的測(cè)量。
平均無(wú)故障工作時(shí)間與平均故障修復(fù)時(shí)間
平均無(wú)故障操作時(shí)間是指一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在使用過(guò)程中，平均兩次失效間隔的時(shí)間，即從發(fā)生故障到能夠正常工作的平均修理時(shí)間。
應(yīng)用領(lǐng)域
數(shù)控技術(shù)是以數(shù)字程序的形式實(shí)現(xiàn)控制的一門(mén)技術(shù)，它綜合應(yīng)用了各個(gè)技術(shù)領(lǐng)域里的新成就，具有廣泛的通用性，是高自動(dòng)化程度的工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)，除了機(jī)械技術(shù)外，還有計(jì)算機(jī)及接口技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)等，主要應(yīng)用于大型零部件的制造，其工藝方法有車外圓、鏡孔、車平面等。可實(shí)現(xiàn)單件、小批量、多品種、尤其是各種形狀復(fù)雜的工件的自動(dòng)控制，并能確保產(chǎn)品的品質(zhì)，其用途由航空業(yè)逐漸擴(kuò)展到汽車、排船、機(jī)床、建筑業(yè)和其他的工業(yè)，是構(gòu)成現(xiàn)代機(jī)器制造系統(tǒng)、?設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)和生產(chǎn)管理的整個(gè)生產(chǎn)流程的自動(dòng)化的基礎(chǔ)。
發(fā)展趨勢(shì)
復(fù)合化
隨著數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)的不斷發(fā)展，復(fù)合加工技術(shù)已逐漸完善，主要有銑車復(fù)合、車銑復(fù)合、車磨復(fù)合、成形復(fù)合和特特種復(fù)合等，復(fù)雜工藝的精確性和工作效率得到了極大的提高。“一臺(tái)機(jī)床就是一個(gè)加工廠”“一次裝卡、一次完全加工”的觀念越來(lái)越為人們所認(rèn)同，并使復(fù)合型加工設(shè)備的發(fā)展也越來(lái)越多元化。
功能集成化
功能集成化是另一個(gè)主要的發(fā)展方向，在這種類型的機(jī)床上，刀自動(dòng)交換機(jī)構(gòu)和工件自動(dòng)變換機(jī)構(gòu)已經(jīng)成為加工中心最常用的設(shè)備，而在數(shù)控機(jī)床逐漸向著柔軟化、無(wú)人化方向發(fā)展時(shí)，功能集成化性能的提高主要表現(xiàn)在工件的自動(dòng)定位、機(jī)內(nèi)對(duì)刀、刀具破損監(jiān)控、機(jī)床與工件的精度測(cè)量及補(bǔ)償?shù)取?/p>
智能化
智能化處理是一種以網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字、電子、模糊控制為基礎(chǔ)的先進(jìn)處理技術(shù)，是在加工過(guò)程中模仿人類智能的行為，解決加工過(guò)程中的諸多不確定因素，從而達(dá)到對(duì)加工過(guò)程的快速、安全的預(yù)測(cè)和干預(yù)。數(shù)控機(jī)床在智能技術(shù)方面取得了新的突破，在性能方面也有了很大的提高，例如：具有自調(diào)節(jié)防碰撞功能、斷電后的工件自動(dòng)斷電并在安全區(qū)斷電保護(hù)、加工零件檢測(cè)及自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)、高精度加工部件參數(shù)選擇功能、加工過(guò)程自動(dòng)消除振動(dòng)等功能進(jìn)入實(shí)用階段，使機(jī)床功能和質(zhì)量得到提高。
柔性化
數(shù)控機(jī)床使柔性化組合效率更高且應(yīng)用廣泛，使得柔性線更加靈活，進(jìn)一步擴(kuò)展了功能，縮短了柔性線，數(shù)控機(jī)床與加工中心、車銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性流水線等都已投入使用。
高精度
數(shù)控機(jī)床的精確度由絲級(jí)（0.01mm）提升至微米級(jí)（0.001mm），某些種類的精確度已經(jīng)接近0.05?um左右。采用超精密數(shù)控機(jī)床進(jìn)行精細(xì)切割與研磨，其精確度約為0.05?um左右，外形誤差約為0.01?um左右，采用光、電、化學(xué)能源等特種工藝，其精密程度可達(dá)納米級(jí)（0.001 um）。通過(guò)優(yōu)化機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、超精加工及精密組裝，利用溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差進(jìn)行精確控制，以改善機(jī)床的幾何精度、減少形位誤差、表面粗糙度等，實(shí)現(xiàn)了亞微米、納米級(jí)的超精細(xì)加工。為了提高數(shù)控機(jī)床的精確度，除了對(duì)大型機(jī)床的基本性能和熱穩(wěn)定性的需求逐漸提高之外，在系統(tǒng)軟件方面的提高更為明顯，在提高數(shù)控系統(tǒng)控制和定位的準(zhǔn)確性上有了很大的進(jìn)步。
高速度
隨著電主軸、直線電機(jī)、高性能直線滾動(dòng)組件、全數(shù)字交流伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置等高速度、高精密功能零件的廣泛使用與普及，使數(shù)控機(jī)床的整體技術(shù)水平得到了顯著的提升。數(shù)控機(jī)床在行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其加工的高速化也得到了迅速的發(fā)展，主軸旋轉(zhuǎn)速度已經(jīng)提高了好幾倍。20世紀(jì)80年代中期，中等規(guī)格的加工中心機(jī)床主軸的最高速度在4000-6000?RPM之間，90年代初期達(dá)到8000-12000?RPM，到90年代后期，主軸轉(zhuǎn)速超過(guò)20000?RPM的情況并不少見(jiàn)，有些甚至達(dá)到了40000?RPM，有些主軸的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)3000r/s，也就是180000?RPM。此外，各個(gè)座標(biāo)軸線的快速移動(dòng)速度也從10年以前的8-12米/分鐘增至18-24米/分鐘，30-40米/分鐘的機(jī)床也在大量使用，100米/分以上的高速機(jī)床也在不斷的研發(fā)和推廣。
高可靠性
世界上許多國(guó)家都在追求高質(zhì)量、高速、高精度、多功能、多軸聯(lián)動(dòng)的復(fù)合型數(shù)控機(jī)床，但由于復(fù)合功能的增加和密集型技術(shù)的引進(jìn)，使數(shù)控設(shè)備出現(xiàn)了大量的故障隱患，使其在功能和性能上難以保持，先進(jìn)性喪失了作用。面對(duì)日益開(kāi)放的市場(chǎng)，消費(fèi)者越來(lái)越關(guān)心的是產(chǎn)品的可靠度，而數(shù)控加工的高水準(zhǔn)和復(fù)雜程度也凸顯了可靠性研究的必要性和緊迫感。
網(wǎng)絡(luò)化
機(jī)床聯(lián)網(wǎng)既能遠(yuǎn)程控制又能無(wú)人化操作，可在任意一種機(jī)床上，利用機(jī)床網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，各機(jī)床的圖像可以實(shí)時(shí)地在各機(jī)器的熒光屏上進(jìn)行展示，數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已得到了普遍應(yīng)用，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接將各種設(shè)備互聯(lián)，從而達(dá)到設(shè)備的一體化和編程傳遞的便捷化。
柔性化
數(shù)控機(jī)床的柔性意味著機(jī)器能夠根據(jù)工件加工的不同而靈活應(yīng)變的能力，在傳統(tǒng)的單一種類中，大批量剛性的自動(dòng)化設(shè)備和流水線，一旦被加工物體改變，調(diào)整就會(huì)出現(xiàn)很大的難度，或者根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。柔性加工自動(dòng)化具有較好的適應(yīng)性，能夠很好地滿足目標(biāo)轉(zhuǎn)換，柔性的發(fā)展已不限于以往的結(jié)構(gòu)單機(jī)柔性，一方面是數(shù)控系統(tǒng)自身的柔性、模塊化等具有較大的功能性和較好的可裁減能力，易于實(shí)現(xiàn)多種用戶的需要，從本質(zhì)上取決于開(kāi)放架構(gòu)，另一方面是群控系統(tǒng)的柔性，可根據(jù)不同的作業(yè)過(guò)程需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料和信息的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)多個(gè)控制的最大效率，近年來(lái)，不但中小型企業(yè)在努力改善其柔化性能，在大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中，也在主動(dòng)地向柔性方向發(fā)展，例如：可調(diào)式?PLC控制的組合機(jī)床、多軸數(shù)控加工中心、換刀換箱式加工中心、數(shù)控三坐標(biāo)動(dòng)力裝置等，由此可見(jiàn)，柔性化在高度自動(dòng)化的基礎(chǔ)上的迅速發(fā)展。
參考資料 >
金融危機(jī)對(duì)我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)影響日益加深.經(jīng)濟(jì)參考網(wǎng).2023-12-18
工業(yè)和信息化部：2011年機(jī)床工具業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況.中國(guó)政府網(wǎng).2023-12-16