數控技術簡稱數控(Numerical control   controller)，數控技術是通過符號、由字符和數字組成的數字信息用于控制多個或一個機械設備的動作和處理過程。工作原理是根據被加工零件的圖紙進行工藝分析，編制加工程序，將加工程序輸入數控裝置完成軌跡插補運算，控制伺服系統機床本體執行機構的運動軌跡，加工出符合零件圖紙要求的工件。

數控產業的發展技術是數控機床，數控機床是制造業實現現代化技術的關鍵基石。機床數控技術被認為是現代機械自動化的基礎技術。1952年，第一臺數控機床誕生1955年，美國本迪克斯公司生產出第一臺工業數控機床1960年后，其他工業國家，如德國，、日本都陸續開發、數控機床的生產和使用。之后經歷了兩個階段，六次迭代，數控機床從早期的NC(硬件數控)該系統已經發展到現在廣泛使用的數控系統(硬件+軟件數控)系統。

數控技術的結構是機床本體、數控系統及外圍技術。機床主體主要由床身組成、立柱、導軌、工作臺及其他基本部件和刀架、刀庫和其他配套零件。數控系統由輸入介質控制介質伺服系統數控裝置測量反饋裝置和執行部件組成。周邊技術主要包括工具技術（主要指刀具系統）編程技術和管理技術。數控技術按數控裝置分為硬連線控制系統和計算機控制系統；根據控制方式，它分為開環、半閉環、閉環復合控制系統；按運動方式可分為點對點直線控制系統點對點控制系統和輪廓控制系統；按功能等級可分為低檔中檔和高檔數控技術。

數控技術的優點是精度和可靠性高自動化管理現代化通訊功能強，缺點是數控設備成本高投資大數控技術操作困難。數控技術主要應用于制造業信息產業醫療設備軍事裝備等行業。

數控技術簡稱數控，通過數字信息控制數控機床加工的技術稱為數控技術 。工作步驟一般通過輸入介質控制介質伺服系統數控裝置測量反饋裝置和執行部件來進行。

數控的基本原理包括以下步驟：分析零件圖紙，確定工藝方案和數值計算。根據加工程序單的內容，制作控制介質，通過光電閱讀器輸入數控裝置。數控裝置向伺服系統發送指令信號，驅動電機輸出角位移和角速度。電機的角位移和角速度通過執行部分的傳動系統轉化為工作臺的直線位移，實現進給運動。數控裝置通過可編程邏輯控制器實現其他必要動作，配合進給運動完成零件的自動加工。

數控技術的基本組成部分包括機床本體、數控系統及外圍技術。

機床本體

機床主體主要由床身組成、立柱、導軌、工作臺及其他基本部件和刀架、刀庫和其他配套零件。它還包括主軸箱、進給機構等機械部件。

床身

床身是機床的主體，是整個機床的基本支撐部件，一般用來支撐機床的導軌、立柱、主軸箱、升降臺等零件，并保證這些零件在加工過程中的準確位置。

數控車床

數控車床的床身結構有一個平床身、斜床身、平板床傾斜滑板和垂直床等。斜床結構便于排屑，操作方便，且機床占地面積小它可以設計成床身剛度高的封閉型腔結構，因此被中小型數控車床廣泛采用。

數控銑床和加工中心

數控銑床和加工中心的床身結構有固定柱式和移動柱式兩種。在固定立柱床身結構中，立柱是固定的，通過滑板和工作臺移動兩個坐標軸，因此床身結構相對簡單。固定柱床一般適用于中學、小型立式或臥式數控銑床和加工中心，由于床身尺寸不大，大多采用整體式結構。

活動柱床通常采用T形設計，由橫向的前床和縱向的后床組成。這種床結構可分為兩種類型整體式和分離式。整體式床身具有較高的剛性和長期精度，但由于鑄造和加工的困難，特別是在制造大型數控機床的整體式床身時，需要大型專用設備。對分離式T型床身的鑄造和加工工藝進行了改進。前床身和后床身的連接處需要刮磨，用專用定位銷和鍵定位，然后用大螺栓固定在斷面周圍。這種分離式T型床身在剛性和精度保持方面基本能滿足使用要求。大、中型臥式加工中心通常采用分離式T型床身。

立柱

立柱是數控機床的重要組成部分，支撐著主軸系統，影響著加工精度。

臥式數控機床的立柱通常采用雙柱結構，主軸箱安裝在雙柱中間并可沿立柱導軌上下移動。小型臥式數控機床的立柱直接固定在床身上，但體積較大、中型臥式數控機床的活動立柱固定在滑動座上。臥式機床采用雙柱結構的優點如下：1)剛性好，大型對稱形狀的立柱增強剛性(2)良好的熱對稱性，減少了熱變形的影響(3)穩定性好，提高了立柱的剛度和固有頻率。雙柱結構的缺點是制造工藝和裝配差、調試不方便。

立式數控機床的立柱采用封閉式箱體結構，內壁設有加強筋，通常呈米字形、斜雙壁和對角交叉肋具有較高的抗扭剛度和抗彎剛度，以及較高的單位重量剛度，但鑄造困難，有些仍然使用井字形肋。

導軌

機床的工作部件通過控制軸在指定的導軌上移動。導軌的作用是支撐和引導零件在機床上沿著特定的軌跡精確地移動或夾緊和定位。導軌的精度和運動精度直接影響機床的加工精度。目前導軌的應用包括滾動導軌、滑動導軌和靜壓導軌等。機床導軌是機床基本結構的重要組成部分，起著導向和支撐作用，對機床的加工精度和使用壽命有很大影響。

滾動導軌

滾動導軌是在導軌的工作面上布置滾動體實現滾動摩擦。它的摩擦系數很小、動摩擦系數和靜摩擦系數之間的差異很小、無爬行現象等，適用于脂潤滑。因為數控機床導軌的行程通常很長，所以滾動體必須循環。滾動導軌輕便，運動靈活、所需功率小、摩擦發熱小、磨損小、精度保持性好、低速運動平穩、移動精度和定位精度都很高，并且不受移動變化的影響。然而，滾動導軌結構復雜，制造成本高，抗震性能差。現代數控機床常用的滾動導軌包括滾動導向塊和直線滾動導向副，其中直線滾動導向副通常采用滾珠作為滾動體，而滾動導向塊采用滾子作為滾動體。

靜壓導軌 

靜壓導軌是在兩個相對運動的導軌面之間引入一定壓力的潤滑油形成油膜，從而保證導軌面在液體摩擦下工作。靜壓導軌摩擦系數小、驅動功率低、承載能力大、剛度好、機械效率高、精度保持性好、吸振性好、運行平穩等優點。但結構復雜，制造成本高，因此多用于重型數控機床。靜壓導軌分為液體靜壓導軌和氣體靜壓導軌。靜壓導軌可分為兩類開式和閉式。

滑動導軌

該滑動導軌結構簡單、制造方便、接觸剛度大，但傳統滑動導軌摩擦阻力大、磨損快、動靜摩擦系數相差較大，低速行駛時容易發生爬行。數控機床上常用的是帶耐磨膠涂層的滑動導軌和新型塑料滑動導軌。其中，塑料導軌具有摩擦性能好使用壽命長的優點。常用的塑料導軌包括聚四氟乙烯導軌軟帶和環氧耐磨樹脂導軌涂層。

工作臺

工作臺主要用于在加工過程中安裝工件，是數控機床的重要組成部分、尺寸通常代表數控機床的規格和性能。工作臺主要是長方形的、回轉式、搖擺式和各種角度傾斜的通用工作臺等。此外，由數控機床組成的柔性加工單元（FMC)在柔性制造系統中，還有一個連接到數控機床的交換工作臺（FMS）中有工件緩沖臺、工件上下料臺、工件運輸臺等。

刀架

數控刀架是數控車床最常見的輔助裝置，它可以使數控車床在一次裝夾工件中完成各種甚至全部加工工序，從而縮短加工的輔助時間，減少加工過程中多次安裝工件造成的誤差，從而提高機床的加工效率和精度。數控機床的刀架是放置刀具的重要部件刀架不僅放置刀具，還直接參與切削工作。

根據換刀方式的不同，主要分為旋轉式刀架、排刀架和帶刀庫的自動換刀裝置等。

排式刀架：一般用于小型數控車床，主要用于加工條形或圓盤形零件。

回轉刀架：是數控車床最常用的換刀裝置機床的自動換刀裝置一般是通過液壓系統或電氣系統來實現的，可以根據加工要求設計成方形、六角刀架或圓盤刀架。

帶刀庫的自動換刀裝置：當需要大量刀具時，應采用帶刀庫的自動換刀裝置。它由刀庫和換刀機構組成。此外，根據刀架驅動方式的不同，帶刀庫的自動換刀裝置還可分為電動刀架、液壓刀架、三種液壓伺服刀架。

刀庫

刀庫是存放加工工具和輔助工具的地方它必須有一個能使刀具移動和定位的機構，以確保換刀的可靠性。刀庫按容量和取刀方式可分為盤式刀庫、鏈式刀庫和點陣式刀庫盤式刀庫和鏈式刀庫是常用的刀庫。

主軸箱

主軸箱是組合機床中一個重要的特殊零件根據被加工零件上孔的具體位置布置主軸，完成鉆孔、擴、攻、較、端面等各種粗、精加工工序。

車頭是專門為特定零件設計的，但其中一些已經通用化和系列化，標準車頭基本上不需要設計特殊零件。主軸箱采用整體結構，剛性好，主軸軸承大多采用圓錐滾子軸承，一般情況下“反置式”配置，提高主軸的剛性；結構簡單，適用范圍廣，可根據不同的加工工藝要求選擇主軸結構和軸承結構。缺點是箱體內同軸安裝軸承的孔需要刮端面，工藝性差。

有幾種類型的主軸箱：

通用主軸箱：大量的鉆、主軸箱，其部件基本上是通用的，也稱為標準主軸箱。

剛性主軸箱：加工時主軸不導向，主軸結構特殊。其特點是主軸前后支承距離長，主軸本身剛性好，軸承的形式和配置多種多樣，也稱為特種主軸箱。

銑削主軸箱：主要用于銑削，結構也比較特殊，軸承結構類似剛性主軸箱。

帶有附加機構的主軸箱：用行程控制機構實現螺紋加工，稱為攻絲主軸箱；配有主軸定位限速機構，實現主軸精確定位。

可調主軸箱：其主軸位置可以調整和改變，以適應多品種和中小批量生產，但缺點是主軸剛性較差。

進給結構

數控機床的進給機構是將電機的旋轉運動轉化為工作臺或刀架的縱向和橫向進給運動。進給運動的靈敏度和穩定性會影響被加工工件的輪廓精度和加工精度。為了保證數控機床進給傳動系統的性能，要求傳動系統具有較高的傳動精度、良好的系統穩定性和快速的動態響應特性。

數控系統由輸入介質控制介質伺服系統數控裝置測量反饋裝置和執行部件組成。

輸入介質

輸入介質將數控裝置不能直接識別的程序代碼轉換成可識別的電脈沖信號并存儲在數控裝置中。目前大多數數控機床通過 MDI 用自帶鍵盤輸入 。

控制介質

控制介質是連接操作員和機械設備的介質。在數控系統中，操作信息存儲在控制介質中，控制介質將控制和指示設備進行加工運動的指令傳送給數控裝置。控制介質又稱信息載體，是將零件的加工信息傳遞給數控裝置的信息載體。一些數控機床使用數字刻度盤、數字插頭或通過鍵盤直接輸入程序和數據。隨著計算機自動編程的發展和應用，一些設備使用計算機與數控系統進行通信，并將程序和數據直接傳輸到數控設備。

數控裝置

輸入介質傳遞的脈沖信號經數控裝置編譯計算后，將信息指令傳遞給伺服機構，設備按照指令規范有序地工作。控制工件速度方向的命令 ；選擇更換刀具等。數控裝置是數控設備的核心，各種指令都是通過它來完成的5999689999999996。

伺服系統

伺服系統（automatic control device）被加工工件的位移由數控裝置發出的脈沖信號精確控制、方向、速度等參數。

測量反饋裝置

測量反饋裝置應該精確地檢測移動工件的位移、速度、溫度等參數，并將測得的數據轉換成電信號傳輸給數控裝置。數控裝置計算誤差，反饋誤差指令，修正誤差，提高工件的加工精度。

執行組件

伺服系統傳遞的指令會通過執行部件轉換能量的形式，進而按要求控制部件的機械運動狀態。執行部件應具有良好的剛性和精度。

周邊技術主要包括工具技術（主要指刀具系統）編程技術和管理技術。

工具技術

（主要指刀具系統）

數控設備的多樣性，特別是加工中心，需要各種刀具和夾緊工具，并要求快速更換刀具。因此，刀具配件的標準化和系列化非常重要。刀具和配套夾具采用系列化，通用性強、標準化形成了通常所說的工具系統。

編程技術

數控編程是數控加工的編程過程，包括從零件繪圖到獲得數控加工程序的整個過程。

數控編程過程的主要內容包括：分析零件的圖樣、確定零件的加工工藝、電腦床的刀具軌跡、得出刀位數據、編寫數控加工程序、程序驗證和首件試加工。

工藝處理：分析圖紙和技術要求，明確加工內容和要求，選擇合適的加工刀具和合理的切削參數，保證工藝方案的合理性和經濟性。

數值計算：根據零件的幾何形狀、加工路線和數控系統軌跡計算。

準備零件加工程序表：根據加工內容和計算結果，按照規定的程序指令和格式，編寫加工程序單。

輸入數控程序：通過鍵盤輸入、磁盤讀入或RS-232C接口將數控加工程序輸入數控系統。

程序校驗：在正式用于生產加工之前，必須檢查編譯程序的運行情況和零件的試加工情況。根據檢查結果，對程序進行修改和調整，直到完全滿足加工要求。

數控加工程序的編程方法包括手工編程和計算機輔助編程。計算機輔助數控加工編程適用于復雜零件，包括自動編程和CAD/編譯CAM軟件系統。

管理技術

編程技術：數控機床編程技術是指能夠根據被加工零件的圖紙和工藝要求，控制數控機床完成加工的編程。

操作技術：數控機床的操作技術是指通過操作面板等設備控制數控機床的運動和加工過程。

修理技術：數控機床維修技術是指數控機床的故障排除和維修技術。對于簡單的故障，需要進行形式邏輯推理。對于復雜的故障，需要遵循故障發生的規律，一步一步檢查外部元件，然后深入系統查找故障。

維護技術：數控機床的維護技術是指數控機床的定期檢查、清洗、潤滑等維護工作，確保數控機床的正常使用和高效運行。預防性維護的內容包括有計劃地制定相應的規章制度，進行日常檢查和維護，及時發現隱患并排除，避免停機維修。

優點

高效性：與以往的手工制造相比，數控技術在機器制造中的應用不僅可以提高制造質量，還可以增產增效，節約成本。

可靠性：數控技術具有包容性，可以輸入更多更復雜的科技內容，使實際操作過程更加可靠。

準確性：在精密制造中，有許多零件和瑣碎的數據。數控技術可以準確科學地使用數據，全面管理數據，精確控制整機數據。

實用性：機械制造的各個環節和領域都可以滲透數控技術，具有實用性。

自動化：自動化程度高，勞動強度低，加工過程無需人工干預。

現代化管理：使用數字信息和標準代碼處理、計算機輔助設計的信息傳遞、制造和管理的一體化奠定了基礎。

很強的通信功能：可以與CAD/CAM軟件的設計和制作可以與地圖相結合(制造自動化協議)與工廠的通信網絡連接，以適應FMS(柔性制造系統)的應用要求。

缺點

設備費用較高：因為數控技術使用的硬件設備通常包括計算機、數控裝置、伺服驅動器等，價格昂貴。

操作復雜：由于數控技術的操作程序復雜，需要較高的技術水平才能正確操作，因此使用數控技術存在一定的困難。

根據數控設備分類

數控技術可分為硬連線控制系統(NC系統)和計算機控制系統(CNC系統)

硬線控制系統：硬件邏輯數控系統是早期的數控系統，也稱為硬連線數控系統。在該系統的數控裝置中，控制功能全部由分立元件的硬連線邏輯電路實現。這種數控系統通用性和靈活性差，維護成本高。

計算機控制系統：該裝置采用小型計算機或微型計算機作為控制單元，主要功能由軟件實現，硬件幾乎可以通用，有利于批量生產。計算機數控裝置廣泛應用于現代數控系統中。

數控系統的硬件結構，多微處理器結構數控系統通過一組公共地址和數據總線連接，每個微處理器共享系統公共存儲器和I/o接口，并完成系統中指令的部分功能。這種結構將單微處理器系統的集中控制分時處理模式改變為多微處理器的多任務并行處理模式，從而大大提高了整個系統的處理速度。數控裝置典型的多微處理器結構有兩種類型共享總線結構和共享存儲器結構。數控系統的軟件結構由主控模塊和功能模塊組成。

根據控制模式分類

分為開環、半閉環、閉環復合控制系統。

開環控制系統:精度低，但運行穩定，成本低、易于使用和維護。經常用在一些精度要求不高的經濟型數控機床上。

閉環控制系統:精度很高，但結構復雜，工作不穩定，安裝調試復雜，價格也比其他兩種貴。

半閉環控制系統:它是對其他兩者的綜合考慮，在日常生產中應用最廣泛。

復合控制系統:選擇上述三種控制系統組成復合控制系統。復合控制系統用于補充開環和閉環系統的優缺點，以滿足某些機床，特別是大型數控機床的需要。在復合控制系統中，通常使用以下兩種方法一種是開環補償式，在系統的基本驅動中增加一個校正伺服電路，通過在工作臺上加載位置檢測裝置的反饋信號來校正機械系統的誤差。第二種是半閉環補償式，其特點是在半閉環系統的基礎驅動上增加工作臺上的位置檢測裝置，實現全閉環。

根據運動方式分類

分為點對點線性控制系統、點控制系統和輪廓控制系統等。

點位控制系統：諸如鉆頭或焊槍的切割工具的電極被定位在指定位置，并且根據加工程序在這些位置執行加工任務。點控制主要用于鉆床點焊或沖床。

直線控制系統：每個軸單獨控制，適用于簡單加工機床或裝配機械。傳統加工機床的升級改造一般采用簡單的線性控制系統。

輪廓控制系統:可以實現任何行程運動，需要順序控制多軸驅動。這種控制系統也是車床和銑床的標準配置。

根據功能級別分類

分為低檔數控機床、中檔數控機床和高端數控機床。

數控機床等級劃分的主要指標是機床進給分辨率、進給速度、伺服系統類型、聯動軸數、通信能力、顯示功能和CPU 能力等。

根據用途分類

普通數控機床:與一般機床相似，但普通數控機床具有高度的自動化、高精度，包括數控車、銑、鉆、鏜及磨床等工藝。

數控加工中心:帶有刀庫和自動換刀裝置的數控機床，包括銑削中心和車削中心，可以進行各種加工、工序的集中、連續加工減少了機床數量，提高了工作效率。

多軸數控機床:有4、5、六軸聯動多軸數控機床。

數控特種加工機床:包括數控電火花加工機床、數控線切割機床、數控激光切割機床等。

數控機床的主要性能指標包括規格、精度指標、運動指數和可靠性指數。

規格指標：反映了數控機床的基本功能，主要包括行程范圍、擺角范圍、主軸功率和進給軸扭矩、控制軸數和聯動軸數以及工具系統。

精度指標：包括分辨率和脈沖當量、定位精度重復定位精度和分度精度。

數控技術

分辨率：分辨率指的是兩個相鄰的分散細節之間可以區分的最小間隔。

脈沖當量：脈沖等效是指數控系統每發出一個脈沖信號，機床的機械運動機構就產生一個相應的位移。脈沖當量是設計數控機床的原始數據之一，它決定著數控機床的加工精度和表面質量。

定位精度：定位精度是指數控機床工作臺等運動部件所達到的實際位置的精度，定位誤差直接影響零件加工的尺寸精度。重復定位的精度是指在相同條件下重復相同動作時所得結果的一致性，受伺服系統特性的影響、間隙剛度和摩擦特性對進給系統的影響。

分度精度：分度精度是指分度臺分度時理論轉角與實際轉角之間的差值，影響零件在空間中的角位置和孔系加工的同軸度。

運動指標：數控機床的運動指標主要包括主軸轉速和進給速度。數控機床的主軸通常由DC或交流主軸電機驅動，并由高速精密軸承支撐，具有較寬的轉速范圍和足夠高的回轉精度、剛度及抗震性。數控機床的進給速度影響零件的加工質量、影響生產效率和刀具壽命的主要因素是數控裝置的運行速度、機床動態特性的局限性與過程系統的剛度。

可靠性指標：它反映了數控機床的穩定性和使用壽命，包括平均故障間隔時間、平均修復時間、平均有效度。平均無故障時間(The average time is   Between  ,   failures, MTBF)時間越長越好，平均修復時間(MTTR takes an average of 33,356 hours to repair)時間越短越好平均效能反映了設備提供正常使用的能力，是衡量設備可靠性的重要指標。

制造行業

機械制造業是最早應用數控技術的行業。目前主要應用于現代軍事裝備研發和生產的高性能五軸高速立式加工中心、五坐標加工中心、大型五軸龍門銑等；汽車行業發動機、變速箱、數控機床和高速加工中心用于曲軸柔性加工生產線以及焊接、裝配、噴漆機器人、板材激光焊接機和激光切割機等；航空、船舶、發電行業加工螺旋槳、發動機、發電機和汽輪機葉片零件的高速五軸加工和銑削復合加工中心等

煤礦開采：采煤設備對不同的技術和作業條件有不同的要求。數控技術可以遠程切割工件， 可以有效解決內燃采煤機上刀片和滾筒的切割問題， 可以優化整個切割過程。了解切削工件的加工余量，提高采煤機的加工效率，有效提高制造效率。

信息產業

數控技術在網絡中的應用、移動通信設備，如引線鍵合機、晶片光刻機等。機器人制造：數控加工具有加工靈活生產效率高的優點，適用于家用電器、機器人制造業的外殼、五金零件的加工和生產。

醫療設備

數控技術在醫學診斷中的應用、治療設備，如CT診斷設備、全身治療機口腔醫學中的牙齒矯正和牙齒修復等。

軍事裝備

數控技術用于伺服運動控制技術，如火炮的自動瞄準控制、雷達跟蹤控制和導彈自動跟蹤控制等。

其他行業

結合計算機輔助設計的數控技術/工藝規劃/制造（CAD/CAPP/CAM）FMS、CIMS和其他技術被應用于輕工業、建筑材料和藝術品，如木工機械、數控水刀切割機、數控玻璃雕花機、數控縫紉機和數控繡花機等。