一、數控機床的產生與發展
1、數控機床的產生
    機械產品日趨精密、復雜，而且改型頻繁，因此對加工機械產品的生產設備提出了三高（高性能、高精度和高自動化）的要求。
2、數控機床的發展
（1）1948年，美國帕森斯公司受美國空軍的委托與麻省理工學院伺服研究所合作進行數控機床的研制工作，1952年第一臺三坐標立式銑床試制成功。
（2）電子管（1952年）、晶體管和印刷電路板（1960年）、小規模集成電路（1965年）、前三代數控系統是屬于采用專用控制計算機的硬邏輯（硬線）數控系統，簡稱NC（Numerical Control），目前已被淘汰。
（3）小型計算機（1970年）、微處理器或微型計算機（1974年）和基于PC-NC的智能數控系統（90年代后）。這種數控系統又稱為軟線數控，即計算機數控系統，簡稱CNC（Computer Numerical Control）。
二、數控機床的工作原理、組成與特點

2、數控機床的組成與功能 
    數控機床是數值控制的工作母機的總稱。一般由輸入輸出設備、數控裝置、伺服系統、輔助裝置和機床本體組成，見圖1-1。


（1）輸入輸出設備：完成程序、參數等信息的輸入；完成打印、CRT顯示等功能。
（2）數控裝置：是數控機床的控制核心，其主要功能如下：多坐標控制(多軸聯動)；插補功能；程序輸入、編輯和修改功能；補償功能；信息轉換功能；多種加工方式選擇；輔助功能；顯示功能以及通信和聯網等功能。
（3）伺服系統：是數控系統的執行機構，包括驅動、執行和反饋裝置。伺服系統接受數控系統的指令信息，并按照指令信息的要求與位置、速度反饋信號相比較后帶動機床的移動部件或執行部件動作，加工出符合圖樣要求的零件。
（4）機床本體：是數控機床的實體，完成實際切削加工的機械部分，它包括床身、底座、工作臺、床鞍、主軸等。它與普通機床相比較有所改進，具有以下特點： 
    數控機床采用了高性能的主軸及伺服系統，機械傳動結構簡化，傳動鏈較短。 
    機械結構具有較高的剛度、阻尼精度及耐磨性，熱變形小。 
    更多的采用高效傳動部件。
（5）輔助裝置：主要包括換刀機構、工件自動交換機構、工件夾緊機構、潤滑裝置、冷卻裝置、照明裝置、排屑裝置、液壓汽動系統、過載保護與限位保護裝置等。
3、數控機床的特點 
    1）具有高度柔性、適應性強 
    2）生產準備周期短 
    3）工序高度集中 
    4）生產效率和加工精高、質量穩定 
    5）能完成復雜型面的加工 
    6）技術含量高 
    7）減輕勞動強度、改善勞動條件 
    8）有利于生產管理
三、數控機床的分類
數控設備的種類很多，各行業都有自己的數控設備和分類方法。在機床行業，數控機床通常從以下不同角度進行分類。
1．按工藝用途分類 
    按其工藝用途可以劃分為以下四大類： 
    金屬切削類 指采用車、銑、鏜、鉆、鉸、磨、刨等各種切削工藝的數控機床。它又可分為兩類：

（2）金屬成形類 指采用擠、壓、沖、拉等成形工藝的數控機床，常用的有數控彎管機、數控壓力機、數控沖剪機、數控折彎機、數控旋壓機等。

（3）特種加工類 主要有數控電火花線切割機、數控電火花成形機、數控激光與火焰切割機等。

（4）測量、繪圖類 主要有數控繪圖機、數控坐標測量機、數控對刀儀等。

2．按控制運動的方式分類
（1）點位控制數控機床：這類數控機床有數控鉆床、數控坐標鏜床、數控沖床等。
（2）點位直線控制數控機床：這類機床有數控車床和數控銑床等。
（3）輪廓控制數控機床：這類機床有數控車床、銑床、磨床和加工中心等。
3．按伺服系統的控制方式分類 

    此外，按所用數控系統的檔次通常把數控機床分為低檔、中檔、高檔三類數控機床。中檔、高檔數控機床一般稱為全功能數控或標準型數控。
四、數控機床坐標系統
1、標準坐標系
（1）標準坐標系規定原則 
    1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互為90°。則大拇指代表X坐標，食指代表Y坐標，中指代表Z坐標。 
    2)大拇指的指向為X坐標的正方向，食指的指向為Y坐標的正方向，中指的指向為Z坐標的正方向。
    3)圍繞X、Y、Z坐標旋轉的旋轉坐標分別用A、B、C表示，根據右手螺旋定則，大拇指的指向為X、Y、Z坐標中任意軸的正向，則其余四指的旋轉方向即為旋轉坐標A、B、C的正向 
（2）刀具相對于靜止工件而運動的原則 
    確定坐標系時，一律看作工件靜止，刀具產生運動。

（3）運動方向的確定 
    數控機床某一部件運動的正方向是增大工件和刀具距離的方向。
（4）機床坐標軸的確定 
    Z軸的確定：一般取產生切削力的軸線（既主軸軸線）為Z軸，取刀具遠離工件的方向為正Z方向。 
    X軸的確定：車床取橫向滑座方向為X軸，取刀具遠離工件的方向為正向。 
    立式數控銑床：面對立柱，取右手方向為+X方向； 
    臥式數控銑床:從主軸后端往前看，取右手方向為+X方向。 
    Y軸的確定：+Y的運動方向，根據X、Z坐標的運動方向，按照右手笛卡爾坐標系來確定。
2、坐標系的類型
（1）機床坐標系：以機床原點為坐標原點建立起來的直角坐標系稱為機床坐標系。
（2）工件坐標系：也稱為編程坐標系，專供編程用。
3、零點與參考點

（1）機床零點：現代數控機床一般都有一個基準位置，稱為機床零點（也稱機床原點），是機床制造商在機床上設置的一個物理位置，其作用是使機床與控制系統同步，建立測量機床運動坐標的起始點。
（2）工件零點：也稱為工件編程原點，是工件坐標系的原點。工件零點可隨意設定。
（3）機床參考點：與機床原點相對應的還有一個機床參考點，它是機床制造商在機床上用行程開關設置的一個物理位置，與機床原點的相對位置是固定的。機床出廠前由機床制造商精密測量確定。