在金属切削机床上，为了使得机床能够完成零件的自动加工或满足不同的加工要求，需要对机床或刀具的运动进行自动控制。根据不同加工要求，机床自动控制的内容主要包括以下三方面内容。

1.动作顺序的控制

一般而言，机床对零件的加工需要有多个按规定次序进行的加工动作所组成，特别是复杂的零件加工，有时甚至需要几十个不同的加工动作才能完成。机床的加工动作有前后次序的要求，这一次序称为工序。

当机床需要完成不同工序加工时，其加工刀具、加工要求、加工位置等都可能有所不同，机床需要通过规定的动作，来实现多工序加工的要求。例如，在组合机床和自动生产线上，一般需要通过工件移动、改变加工刀具等一系列动作，来实现多工序加工；而在加工中心上，则需要通过刀具的自动更换以及工件或刀具的自动移动等动作，来实现多工序加工等。

图1.2-1所示为最简单的攻丝机床加工螺纹的动作示意图。为了完成攻螺纹的动作，除了需要进行工件的装卸外，攻螺纹加工需要执行图1.2-1b所示的动作。

图1.2-1 动作的顺序控制

a）攻丝机 b）动作顺序

1）丝锥快速向下运动，接近零件加工表面。

2）丝锥正转，并向下运动，实现螺纹加工。

3）到达螺纹底部后，丝锥反转，并向上运动退出丝锥。

4）丝锥快速向上运动，离开工件。

机床的动作顺序控制只需要根据机床的动作顺序表（如电磁元件动作表），按要求依次通断液压、气动、电动机等执行元件便可实现，它通常属于开关量控制的范畴。因此，即使利用传统的继电-接触器控制系统，也可以实现这样的控制要求，而PLC（可编程序控制器）的出现，更是使之变得十分容易。

2.切削速度的控制(www.daowen.com)

金属切削机床是通过刀具和工件的相对运动，实现切削加工的机床，其加工效率和表面加工质量决定于刀具和工件的相对运动速度（称为切削速度）。因此，加工时需要根据刀具和零件的材料、表面加工质量的要求，来确定机床的切削速度，并将其控制在规定的范围内。即使对于同样的刀具和零件材料，为了保证表面加工质量的统一，加工时也需要根据刀具或工件的规格（直径），通过改变刀具或工件的转速，来保证其切削速度的不变。

例如，对于图1.2-2所示的平面铣削加工，对于不同直径的刀具，为了保证其切削速度不变，刀具的转速S必须随着直径的变化而改变。

机床切削速度的改变既可通过机械变速的方法实现，也可通过电气传动控制，通过改变电动机的转速实现。早期的直流电动机调速和现代的交流变频器调速，都是机床较常用的电气调速控制系统。

图1.2-2 切削速度的控制

3.运动轨迹控制

为了使得机床加工出来的零件形状（轮廓）符合规定要求，就必须控制刀具相对于工件的运动轨迹。例如，对于图1.2-3所示的叶轮加工，机床加工时必须同时控制刀具上下（Z轴）、叶轮回转（C轴）和偏摆（A轴）运动，才能得到正确的轮廓和形状。

刀具运动轨迹控制不仅需要控制刀具的位置，而且还需要控制任意时刻的刀具运动速度，这样的控制只有通过数字控制才能实现。

综上所述，机床采用数控技术的根本目的是为了解决刀具运动轨迹控制的问题，保证加工出所需要的轮廓形状，这就是数控机床和其他机床的本质区别，也是机床最初采用数控技术的根本原因。

图1.2-3 刀具运动轨迹的控制

需要注意的是：在使用PLC等控制器的机床上，虽然运动部件的位置也能够通过气动、液压系统或伺服驱动系统来实现控制，但是，一般而言，这种控制只能对指定运动轴的速度、位置进行独立控制，而不能实现多个运动轴间的联动控制，故不能称为数控机床。