数控技术是现代数控系统综合运用了计算机、自动控制、电气传动、精密测量和机械制造等多门技术发展而来的，它是自动化机械系统、机器人、柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）等高技术的基础。

1.CNC系统的组成

现代数控系统，即CNC系统，主要是靠存储程序来实现各种机床的不同控制要求。由图4-7可知，整个数控系统是由程序、输入设备、输出设备、计算机数控（CNC）装置、可编程控制单元、主轴控制单元和速度控制单元等部分组成，习惯上简称为CNC系统。CNC系统能自动阅读输入载体上事先给定的数字值并将其译码，从而驱使机床动作并加工出符合要求的零件。

图4-7 CNC系统的组成框图

2.CNC装置的工作原理

CNC系统的核心是CNC装置。CNC装置实质上是一种专用计算机，它除了具有一般计算机的结构外，还有与数控机床功能有关的功能模块结构和接口单元。CNC装置由硬件和软件两大部分组成。CNC装置的工作过程是在硬件的支持下，执行软件的过程。CNC装置的工作原理是通过输入设备输入机床加工所需的各种数据信息，经过译码、计算机的处理和运算，将每个坐标轴的移动分量送到其相应的驱动电路，经过转换、放大，驱动伺服电动机，带动坐标轴运动；同时进行实时位置反馈控制，使每个坐标轴都能精确移动到指令所需求的位置。

对于连续切削的CNC机床，不仅要求工作台准确定位，还必须控制刀具以相对于工件的给定速度，沿着指定的路径，进行切削运动，并保证切削过程中每一点的加工精度和表面粗糙度，这取决于CNC装置的插补功能，如当利用数控机床加工曲线时，用一小段折线逼近要加工的曲线。插补实质上是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息，计算出刀具的一系列加工点、完成所谓的数据“密化”工作。数控系统中完成插补工作的装置称为插补器。硬件插补器由分立元件或集成电路组成，特点是运算速度快，但灵活性差，不易改变；软件插补器利用CPU通过软件编程实现，其特点是灵活易变，但插补速度受CPU速度和插补算法影响。现代数控系统大多采用软件插补和硬件插补相结合的方法。(www.daowen.com)

数控机床种类很多，规格不一，根据用途、功能及结构等可以从五个方面进行分类，例如，按照工艺用途，可以分为金属切削类、金属成形类、特种加工类机床；按照伺服控制水平，可以分为开环控制、半闭环控制、闭环控制；按照机床运动控制方式，可以分为点位控制、直线控制、轮廓控制等；按照联动轴数，可以分为三轴、五轴、多轴等。

数控机床不仅在生产某个小批量，复杂零件方面具有技术优势，其主要优点体现在高产量、高精度和高效率的持续生产中，主要优点体现在以下几方面：

（1）准备时间明显缩短 相比人工操作机床，数控机床加工零件的准备时间大大缩短，这得益于标准刀具、精确定位装置、自动换刀装置、模块化的夹具及其他辅助装置等，这使得数控机床的准备时间更短，从而使得整体加工时间明显缩短，加工效率更高。

（2）加工精度和重复性更高 数控机床具有明显优于人工操作机床的精度和可靠性，其重复加工精度也有保证，这得益于数控程序经检验合格后会固化下来持续执行，只要加工系统其他环节保持稳定，如刀具磨损状态以及机床运动精度等都处于合理范围内，则同样的一个程序可多次生产出一致性非常好的高精度零件，体现了数控加工具有高的可靠性和可重复性的优势。

（3）复杂高精度零件加工 随着数控技术的发展，对于复杂外廓形状的零件可进行三维处理，生成三维刀具路径，而且多轴机床可实现零件的五面多工位同时加工，完成以前多个单型机床需要频繁更换才能完成的加工任务。这种复杂加工工艺可以通过程序固化下来，通过数控软件进行模拟、实时监控零件的加工进度，使得复杂高精度零件加工更加简便易行。

（4）简化装夹和加工工艺 标准刀具和工夹量具解决了数控机床的附件问题。标准化的刀具易于更换并且可以批量化生产，这大大降低了附件的成本，提高了刀具的精度和产量；标准化的夹具和量具也可以使加工变得更加容易，高精度的机床定位系统也不需要手动机床的钻模、定位孔等辅助定位措施。数控加工程序的加工模拟也可以更方便地简化加工工艺，提高加工效率。

（5）生产率大大提高 高位移速度、快速装夹系统、非常短的换刀时间、自动进料和卸料系统都使得数控机床的非加工劳动时间明显缩短；随着高速切削加工技术的发展，机床刚性和刀具强度、硬度的明显提升，硬切削和重切削加工技术的普遍应用，使得零件的加工效率明显提高，加工精度持续提高并保持稳定。对于重复性大批量零件加工，数控机床保持着高可靠性和加工效率。