數控工具機科普知識

數控工具機是數字控制工具機（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程式控制系統的自動化工具機。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程式，並將其解碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控制信號，控制工具機的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數控工具機較好地解決了複雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化工具機，代表了現代工具機控制技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品

數控工具機具有廣泛的適應性，加工對象改變時只需要改變輸入的程式指令；加工性能比一般自動工具機高，可以精確加工複雜型面，因而適合於加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較複雜的工件，並能獲得良好的經濟效果。
隨著數控技術的發展，採用數控系統的工具機品種日益增多，有車床、銑床、鏜床、鑽床、磨床、齒輪加工工具機和電火花加工工具機等。此外還有能自動換刀、一次裝卡進行多工序加工的加工中心、車削中心等。
1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委託，研製飛機螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設備。由於樣板形狀複雜多樣，精度要求高，一般加工設備難以適應，於是提出計算機控制工具機的構想。1949年，該公司在美國麻省理工學院伺服機構研究室的協助下，開始數控工具機研究，並於1952年試製成功第一台由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標數控銑床，不久即開始正式生產。
當時的數控裝置採用電子管元件，體積龐大，價格昂貴，只在航空工業等少數有特殊需要的部門用來加工複雜型面零件；1959年，製成了電晶體元件和印刷電路板，使數控裝置進入了第二代，體積縮小，成本有所下降；1960年以後，較為簡單和經濟的點位控制數控鑽床，和直線控制數控銑床得到較快發展，使數控工具機在機械製造業各部門逐步獲得推廣。
1965年，出現了第三代的積體電路數控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進一步下降，促進了數控工具機品種和產量的發展。60年代末，先後出現了由一台計算機直接控制多台工具機的直接數控系統(簡稱DNC)，又稱群控系統；採用小型計算機控制的計算機數控系統(簡稱CNC),使數控裝置進入了以小型計算機化為特徵的第四代。
1974年，研製成功使用微處理器和半導體存貯器的微型計算機數控裝置(簡稱MNC)，這是第五代數控系統。第五代與第三代相比，數控裝置的功能擴大了一倍，而體積則縮小為原來的1/20，價格降低了3/4，可靠性也得到極大的提高。
80年代初，隨著計算機軟、硬體技術的發展，出現了能進行人機對話式自動編製程序的數控裝置；數控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在工具機上；數控工具機的自動化程度進一步提高，具有自動監控刀具破損和自動檢測工件等功能。
數控工具機主要由數控裝置、伺服機構和工具機主體組成。輸入數控裝置的程式指令記錄在信息載體上，由程式讀入裝置接收，或由數控裝置的鍵盤直接手動輸入。