數(shù)控機床是采用數(shù)控技術(shù)對工作臺運動和切削加工過程進行控制的機床，是典型的機電一體化產(chǎn)品，是數(shù)控技術(shù)的較典型應用。

1.數(shù)控機床的組成

典型數(shù)控機床的組成。數(shù)控機床主要由零件加工程序、輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、輔助控制裝置、檢測反饋裝置、機床本體等七部分組成，其中數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、輔助控制裝置、檢測反饋裝置又合稱為數(shù)控系統(tǒng)。實際上，零件加工程序并非數(shù)控機床的物理組成部分，但從邏輯上講，數(shù)控機床加工過程按數(shù)控加工程序的規(guī)定進行，數(shù)控加工程序是數(shù)控機床加工的一個重要環(huán)節(jié)，因此常將數(shù)控加工程序作為數(shù)控機床的一個組成部分。

機床本體是實現(xiàn)切削加工的主體，對加工過程起支撐作用。數(shù)控機床的精度、精度保持性、剛性、抗振性、低速運動平穩(wěn)性、熱穩(wěn)定性等主要性能均取決于機床本體。數(shù)控機床的機械部件包括：主運動部件、進給運動執(zhí)行部件如工作臺、拖板及其傳動部件以及床身、立柱等支承部件，此外還有冷卻、潤滑、轉(zhuǎn)位和夾緊等輔助裝置。對于加工中心類的數(shù)控機床，還有存放刀具的刀庫、刀具交換裝置等部件。數(shù)控機床的機械部件的組成與普通機床相似，但傳動結(jié)構(gòu)要求簡單，在精度、剛度、抗振性等方面要求，而且其傳動和變速系統(tǒng)要便于實現(xiàn)自動控制。

2.數(shù)控機床的工作原理

在數(shù)控機床上加工零件時，首先根據(jù)零件圖樣的要求，結(jié)合所采用的數(shù)控機床的功能、性能和特點，確定合理的加工工藝，編制相應的數(shù)控加工程序，并采用適當?shù)姆绞綄⒊绦蜉斎氲綌?shù)控裝置。在數(shù)控機床加工過程中，數(shù)控裝置對數(shù)控加工程序進行編譯、運算和處理，輸出坐標控制指令到伺服驅(qū)動系統(tǒng)，順序邏輯控制指令到PLC，通過伺服驅(qū)動系統(tǒng)和PLC驅(qū)動機床刀架或工作臺按照數(shù)控加工程序規(guī)定的軌跡和工藝參數(shù)運動，從而加工出符合圖紙要求的零件。

數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)(汽車、輕工、等)的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。

效率、質(zhì)量是制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可地提，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。在轎車工業(yè)，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備解決的問題之一；在航空和宇航工業(yè)，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料”掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強度、剛度和性提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具較佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。

當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發(fā)展。

數(shù)控機床是綜合應用計算機、自動控制、自動檢測及機械等高的產(chǎn)物，是技術(shù)密集度及自動化程度很高的典型機電一體化加工設(shè)備。它與普通機床相比，不僅零件加工，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且自動化程度，可減輕工人的體力勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，還可完成普通機床難以完成或根本不能加工的復雜曲面的零件加工，因而數(shù)控機床在機械制造業(yè)中的地位愈來愈顯得重要。但我們要清醒地認識到，能否達到數(shù)控機床以上所述的優(yōu)點，還要看操作者在生產(chǎn)中能不能恰當、正確地使用。下面從操作者的角度來談一下數(shù)控機床使用中應注意的事項，以數(shù)控機床的優(yōu)點得以充分發(fā)揮。

1.提高操作人員的綜合素質(zhì)

數(shù)控機床的使用比使用普通機床的難度要大，因為數(shù)控機床是典型的機電一體化產(chǎn)品，它牽涉的知識面較寬，即操作者應具、電、液、氣等更寬廣的知識，因此對操作人員提出的素質(zhì)要求是很高的。目前一個不可忽視的現(xiàn)象是數(shù)控機床的用戶越來越多，但機床的利用率卻不高，除了生產(chǎn)任務不飽滿外，還有一個關(guān)鍵的因素是操作人員素質(zhì)不夠高，碰到一些問題不知如何處理，特別是新購機床，由于電子元器件的質(zhì)量問題，以及運輸中受到的振動等因素影響，在正式投產(chǎn)3～6個月內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)一些故障現(xiàn)象，往往在維修手冊中是查不到的，也可能以前遇到過，這就要求使用者具有較高的素質(zhì)，能冷靜對待問題，頭腦清醒，現(xiàn)場判斷，當然還應具有較扎實的數(shù)控基礎(chǔ)等。一般情況下，新購機床時機床廠家會為用戶提供技術(shù)培訓的機會，時間雖然不長，但他們的針對性，用戶應予以重視，所送人員應包括以后的機床操作者。操作人員綜合素質(zhì)的提高不是一時二時的事，而要抓，在日后的使用中應不斷積累，還有一個值得一試的辦法是走訪一些同類機床的老用戶，他們有的實踐經(jīng)驗，較有發(fā)言權(quán)，可請求他們的幫助，讓他們?yōu)椴僮髡哌M行的培訓，這是短時間內(nèi)提高操作人員綜合素質(zhì)較的辦法。

2.遵循正確的操作規(guī)

不管什么機床，它都有一套自己的操作規(guī)程。它既是操作人員的重要措施之一，也是設(shè)備、產(chǎn)品質(zhì)量等的重要措施。使用者按照操作規(guī)程正確操作，如果機床在第 一次使用或長期沒有使用時，先使其空轉(zhuǎn)幾分鐘，使用中注意開機、關(guān)機的順序和注意事項，這些對初學者尤其應引起足夠重視，因為他們?nèi)狈ο鄳牟僮髋嘤?，往往在這方面容易犯錯。

3.創(chuàng)造一個良好的使用環(huán)境

一般來說，數(shù)控機床的使用環(huán)境沒有什么苛刻要求，可放置于普通機床一樣的生產(chǎn)車間。話雖然這么說，但由于數(shù)控機床中含有大量的電子元件，它們較怕陽光直接照射，也怕潮濕和粉塵、振動等，這些均可使電子元件受到腐蝕變壞或造成元件間的短路，引起機床運行不正常，這些一般在安裝機床時就已經(jīng)注意了。對于使用者而言，主要是注意周圍環(huán)境的保護，比如說下雨天，就要注意不要將雨傘帶到生產(chǎn)現(xiàn)場，更換鞋子等。

4.盡可能提高機床的開動

如果它的開動率不高，這不但使用戶投入的資金不能起到產(chǎn)的作用，還有一個令人擔憂的問題是很可能因過保修期，設(shè)備發(fā)生故障需支付額外的維修費用，因為新購進的設(shè)備都有時間的保修期限，從以往的經(jīng)驗來看，CNC設(shè)備在使用初期故障率相對來說往往大一些，用戶就應在這期間充分利用機床，使其薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露出來，在保修期內(nèi)得以解決。平常缺少生產(chǎn)任務，也不能空閑不用，這不是對設(shè)備的愛護，反而由于長期不用，可能由于受潮等原因加快電子元器件的變質(zhì)或損壞。使用者要定期通電，每次空運行1小時左右，利用機床運行時的發(fā)熱量來去除或降低機內(nèi)的濕度。

5.冷靜對待機床故障

機床在使用中不可避免地會出現(xiàn)一些故障，此時操作者要冷靜對待，不可盲目處理，以免產(chǎn)生嚴重的后果，要注意保留現(xiàn)場，待維修人員來后如實說明故障前后的情況，并參與共同分析問題，盡早排除故障。故障若屬于操作原因，操作人員要及時吸取經(jīng)驗，避免下次重復犯錯。