① 數控機床的各類優點
1、按工藝用途分類
（1）一般數控機床。這類機床和傳統的通用機床種類一樣，有數控的車、銑、 鏜、鑽、磨床等等， 而且每一種又有很多品種，例如數控銑床中就有立銑、卧銑、工具銑、龍門銑等。這類機床的工藝可能性和通用機床相似，所不同的是它能加工復雜形狀的零件。
（2）數控加工中心機床。這類機床是在一般數控機床的基礎上發展起來的。它是在一般數控機床上加裝一個刀庫(可容納10-100多把刀具)和自動換刀裝置而構成的一種帶自動換刀裝置的數控機床(又稱多工序數控機床或鏜銑類加工中心，習慣上簡稱為加工中心——Machining Center)，這使數控機床更進一步地向自動化和高效化方向發展 。
數控加工中心機床和一般數控機床的區別是:工件經一次裝夾後,數控裝置就能控制機床自動地更換刀具，連續地對工件各加工面自動地完成銑 ( 車 ) 、鏜、鑽、鉸及攻絲等多工序加工。這類機床大多是以鏜銑為主的，主要用來加工箱體零件。它和一般的數控機床相比具有如下優點：
① 減少機床台數, 便於管理，對於多工序的零件只要一台機床就能完成全部加工，並可以減少半成品的庫存量；
② 由於工件只要一次裝夾，因此減少了由於多次安裝造成的定位誤差，可以依靠機床精度來保證加工質量；
③ 工序集中，減少了輔助時間，提高了生產率；
④ 由於零件在一台機床上一次裝夾就能完成多道工序加工，所以大大減少了專用工夾具的數量，進一步縮短了生產准備時間。
由於數控加工中心機床的優點很多，深受用戶歡迎，因此在數控機床生產中佔有很重要的地位。
另外還有一類加工中心，是在車床基礎上發展起來的，以軸類零件為主要加工對象。除可進行車削、鏜削外，還可以進行端面和周面上任意部位的鑽削、銑削和攻絲加工。這類加工中心也設有刀庫，可安裝4-12把刀具，習慣上稱此類機床為車削中心(TC：Turning Center) 。
（3）多坐標數控機床。有些復雜形狀的零件，用三坐標的數控機床還是無法加工，如螺旋槳、飛機曲面零件的加工等，需要三個以上坐標的合成運動才能加工出所需形狀。於是出現了多坐標的數控機床，其特點是數控裝置控制的軸數較多，機床結構也比較復雜，其坐標軸數通常取決於加工零件的工藝要求。現在常用的是 4，5，6坐標的數控機床。圖1為五軸聯動的數控加工示意圖。這時，x,y,z 三個坐標與轉台的回轉、刀具的擺動可以同時聯動，以加工機翼等類零件。
2、按數控機床的運動軌跡分類
按照能夠控制的刀具與工件間相對運動的軌跡，可將數控機床分為點位控制數控機床、點位直線控制數控機床、輪廓控制數控機床等。現分述如下：
（1）點位控制數控機床。 這類機床的數控裝置只能控制機床移動部件從一個位置 ( 點 ) 精確地移動到另一個位置 ( 點 ) ，即僅控制行程終點的坐標值，在移動過程中不進行任何切削加工，至於兩相關點之間的移動速度及路線則取決於生產率。為了在精確定位的基礎上有盡可能高的生產率，所以兩相關點之間的移動先是以快速移動到接近新的位置，然後降速 1-3 級，使之慢速趨近定位點，以保證其定位精度。
這類機床主要 數控坐標鏜床、數控鑽床、數控沖床和數控測量機等，其相應的數控裝置稱之為點位控制裝置。
（2）點位直線控制數控機床。 這類機床工作時，不僅要控制兩相關點之間的位置 (即距離)，還要控制兩相關點之間的移動速度和路線(即軌跡)。其路線一般都由和各軸線平行的直線段組成。它和點位控制數控機床的區別在於：當機床的移動部件移動時，可以沿一個坐標軸的方向(一般地也可以沿45°斜線進行切削，但不能沿任意斜率的直線切削)進行切削加工，而且其輔助功能比點位控制的數控機床多，例如，要增加主軸轉速控制、循環進給加工、刀具選擇等功能。
這類機床主要有簡易數控車床、數控鏜銑床和數控加工中心等。相應的數控裝置稱之為點位直線控制裝置。
（3）輪廓控制數控機床。這類機床的控制裝置能夠同時對兩個或兩個以上的坐標軸進行連續控制。加工時不僅要控制起點和終點，還要控制整個加工過程中每點的速度和位置，使機床加工出符合圖紙要求的復雜形狀的零件。它的輔助功能亦比較齊全。
這類機床主要有數控車床、數控銑床、數控磨床和電加工機床等。其相應的數控裝置稱之為輪廓控制裝置(或連續控制裝置) 。
3、按伺服系統的控制方式分類
數控機床按照對被控制量有無檢測反饋裝置可以分為開環和閉環兩種。在閉環系統中，根據測量裝置安放的位置又可以將其分為全閉環和半閉環兩種。在開環系統的基礎上，還發展了一種開環補償型數控系統。
(1) 開環控制數控機床。在開環控制中，機床沒有檢測反饋裝置。
數控裝置發出信號的流程是單向的，所以不存在系統穩定性問題。也正是由於信號的單向流程,它對機床移動部件的實際位置不作檢驗，所以機床加工精度不高，其精度主要取決於伺服系統的性能。 工作過程是: 輸入的數據經過數控裝置運算分配出指令脈沖,通過伺服機構(伺服元件常為步進電機)使被控工作台移動。
這種機床工作比較穩定、反應迅速、調試方便、維修簡單，但其控制精度受到限制。 它適用於一般要求的中、小型數控機床。
(2) 閉環控制數控機床。由於開環控制精度達不到精密機床和大型機床的要求，所以必須檢測它的實際工作位置，為此，在開環控制數控機床上增加檢測反饋裝置，在加工中時刻檢測機床移動部件的位置，使之和數控裝置所要求的位置相符合，以期達到很高的加工精度。
閉環控制系統框圖如圖3所示。 圖中A為速度測量元件， C為位置測量元件。當指令值發送到位置比較電路時，此時若工作台沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作台實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與指令值進行比較，用比較的差值進行控制，直至差值消除時為止，最終實現工作台的精確定位。這類機床的優點是精度高、速度快，但是調試和維修比較復雜。其關鍵是系統的穩定性，所以在設計時必須對穩定性給予足夠的重視 。
(3) 可以通用。因而靈活性和適應性強，也便於批量生產，模塊化的軟、硬體，提高了系統的質量和可靠性。所以，現代數控機床都採用 CNC 裝置。 半閉環控制數控機床。
這種控制方式對工作台的實際位置不進行檢查測量，而是通過與伺服電機有聯系的測量元件，如測速發電機 A 和光電編碼盤 B( 或旋轉變壓器 ) 等間接檢測出伺服電機的轉角，推算出工作台的實際位移量，圖4半閉環控制系統框圖用此值與指令值進行比較，用差值來實現控制 。從圖5可以看出，由於工作台沒有完全包括在控制迴路內，因而稱之為半閉環控制。這種控制方式介於開環與閉環之間，精度沒有閉環高，調試卻比閉環方便。
(4) 開環補償型數控機床。將上述三種控制方式的特點有選擇地集中起來，可以組成混合控制的方案。這在大型數控機床中是人們多年研究的題目，現在已成為現實。因為，大型數控機床，需要高得多的進給速度和返回速度，又需要相當高的精度。如果只採用全閉環的控制，機床傳動鏈和工作台全部置於控制環節中，因素十分復雜，盡管安裝調試多經周折，仍然困難重重。為了避開這些矛盾，可以採用混合控制方式。在具體方案中它又可分為兩種形式：一是開環補償型；一是半閉環補償型。這里僅將開環補償型控制數控機床加以介紹。
開環補償型控制方式它的特點是：基本控制選用步進電機的開環控制伺服機構，附加一個校正伺服電路。通過裝在工作台上的直線位移測量元件的反饋信號來校正機械繫統的誤差。
② 數控機床編程
數控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動化機床。配備多工位刀塔或動力刀塔，機床就具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復雜工件，具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，並在復雜零件的批量生產中發揮 了良好的經濟效果。
「CNC」是英文Computerized Numerical Control（計算機數字化控制）的縮寫。數控機床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(主軸轉數、進給量、背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉、反轉、切削液開、關等)，按照數控機床規定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內容記錄在控制介質上(如穿孔紙帶、磁帶、磁碟、磁泡存儲器)，然後輸入到數控機床的數控裝置中，從而指揮機床加工零件。
這種從零件圖的分析到製成控制介質的全部過程叫數控程序的編制。數控機床與普通機床加工零件的區別在於數控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床要由人來操作，我們只要改變控制機床動作的程序就可以達到加工不同零件的目的。因此，數控機床特別適用於加工小批量且形狀復雜要求精度高的零件。
由於數控機床要按照程序來加工零件，編程人員編制好程序以後，輸入到數控裝置中來指揮機床工作。程序的輸入是通過控制介質來的。
數控車程序可以分成程序開始、程序內容和程序結束三部分內容。
第一部分 程序開始部分
主要定義程序號，調出零件加工坐標系、加工刀具，啟動主軸、打開冷卻液等方面的內容。
數控程序
主軸最高轉速限制定義G50 S2000，設置主軸的最高轉速為2000RPM，對於數控車床來說，這是一個非常重要的指令。
坐標系定義如不作特殊指明，數控系統默認G54坐標系。
返回參考點指令G28 U0，為避免換刀過程中，發生刀架與工件或夾具之間的碰撞或干涉，一個有效的方法是機床先回到X軸方向的機床參考點，並離開主軸一段安全距離。
刀具定義G0 T0808 M8，自動調8號左偏刀8號刀補，開啟冷卻液。
主軸轉速定義G96 S150 M4，恆定線速度S功能定義，S功能使數控車床的主軸轉速指令功能，有兩種表達方式，一種是以r/min或rpm作為計量單位。另一種是以m/min為計量單位。數控車床的S代碼必須與G96或G97配合使用才能設置主軸轉速或切削速度。
G97：轉速指令，定義和設置每分鍾的轉速。
G96：恆線速度指令，使工件上任何位置上的切削速度都是一樣的。
第二部分 程序內容部分
程序內容是整個程序的主要部分，由多個程序段組成。每個程序段由若干個字組成，每個字又由地址碼和若干個數字組成。常見的為G指令和M指令以及各個軸的坐標點組成的程序段，並增加了進給量的功能定義。
F功能是指進給速度的功能，數控車床進給速度有兩種表達方式，一種是每轉進給量，即用mm/r單位表示，主要用於車加工的進給。另一種和數控銑床相同採用每分鍾進給量，即用mm/min單位表示。主要用於車銑加工中心中銑加工的進給。
第三部分 程序結尾部分
在程序結尾，需要刀架返回參考點或機床參考點，為下一次換刀的安全位置，同時進行主軸停止，關掉冷卻液，程序選擇停止或結束程序等動作。
回參考點指令G28U0為回X軸方向機床參考點，G0 Z300.0為回Z軸方向參考點。
停止指令M01為選擇停止指令，只有當設備的選擇停止開關打開時才有效；M30為程序結束指令，執行時，冷卻液、進給、主軸全部停止。數控程序和數控設備復位並回到加工前原始狀態，為下一次程序運行和數控加工重新開始做准備。
數控機床程序編制
一. 數控機床編程的方法
數控機床程序編制的方法有三種：即手工編程、自動編程和
加工中心CAD/CAM 。
1. 手工編程
由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數值計算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗。適用於點位加工或幾何形狀不太復雜的零件，但是，非常費時，且編制復雜零件時，容易出錯。
2. 自動編程
使用計算機或程編機，完成零件程序的編制的過程，對於復雜的零件很方便。
3. CAD/CAM
利用CAD/CAM軟體，實現造型及圖象自動編程。最為典型的軟體是Master CAM，其可以完成銑削二坐標、三坐標、四坐標和五坐標、車削、線切割的編程，此類軟體雖然功能單一，但簡單易學，價格較低。
二.數控機床程序編制的內容和步驟
1. 數控機床編程的主要內容
分析零件圖樣、確定加工工藝過程、進行數學處理、編寫程序清單、製作控制介質、進行程序檢查、輸入程序以及工件試切。
2. 數控機床的步驟
1) 分析零件圖樣和工藝處理
根據圖樣對零件的幾何形狀尺寸，技術要求進行分析，明確加工的內容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設計夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。
同時還應發揮數控系統的功能和數控機床本身的能力，正確選擇對刀點，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉位等輔助時間。
2) 數學處理
編程前，根據零件的幾何特徵，先建立一個工件坐標系，
數控系統的功能根據零件圖紙的要求，制定加工路線，在建立的工件坐標繫上，首先計算出刀具的運動軌跡。對於形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標值。
3) 編寫零件程序清單
加工路線和工藝參數確定以後，根據數控系統規定的指定代碼及程序段格式，編寫零件程序清單。
4) 程序輸入
5) 程序校驗與首件試切
三.數控加工程序的結構
1. 程序的構成：由多個程序段組成。
O0001；O（FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%）機能指定程序號，每個程序號對應一個加工零件。
N010 G92 X0 Y0；分號表示程序段結束
N020 G90 G00 X50 Y60；
...；可以調用子程序。
N150 M05；
N160 M02；
2. 程序段格式：
1) 字地址格式：如N020 G90 G00 X50 Y60；
最常用的格式，現代數控機床都採用它。地址N為程序段號，地址G和數字90構成字地址為准備功能，...。
2) 可變程序段格式：如B2000 B3000 B B6000；
使用分割符B各開各個字，若沒有數據，分割符不能省去。常見於數控線切割機床，另外，還有3B編程等格式。
3) 固定順序程序段格式：如00701+0；
比較少見。其中的數據嚴格按照順序和長度排列，不得有
西門子系統控制的機器人誤，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02；
零件圖的數學處理
零件圖的數學處理主要是計算零件加工軌跡的尺寸，即計算零件加工輪廓的基點和節點的坐標，或刀具中心輪廓的基點和節點的坐標，以便編制加工程序。
一．基點坐標的計算
一般數控機床只有直線和圓弧插補功能。對於由直線和圓弧組成的平面輪廓，編程時數值計算的主要任務是求各基點的坐標。
1. 基點的含義
構成零件輪廓的不同幾何素線的交點或切點稱為基點。基點可以直接作為其運動軌跡的起點或終點。
2. 直接計算的內容
根據填寫加工程序單的要求，基點直接計算的內容有：每條運動軌跡的起點和終點在選定坐標系中的坐標，圓弧運動軌跡的圓心坐標值。
基點直接計算的方法比較簡單，一般可根據零件圖樣所給的已知條件用人工完成。即依據零件圖樣上給定的尺寸運用代數、三角、幾何或解析幾何的有關知識，直接計算出數值。在計算時，要注意小數點後的位數要留夠，以保證足夠的精度。
二．節點坐標的計算
對於一些平面輪廓是非圓方程曲線Y=F（X）組成，如漸開線、阿基米德螺線等，只能用能夠加工的直線和圓弧去逼近它們。這時數值計算的任務就是計算節點的坐標。
1. 節點的定義
當採用不具備非圓曲線插補功能的數控機床加工非圓曲線輪廓的零件時，在加工程序的編制工作中，常用多個直線段或圓弧去近似代替非圓曲線，這稱為擬合處理。擬合線段的交點或切點稱為節點。
2. 節點坐標的計算
節點坐標的計算難度和工作量都較大，故常通過計算機完成，必要時也可由人工計算,常用的有直線逼近法（等間距法、等步長法、和等誤差法）和圓弧逼近法。
有人用AutoCAD繪圖，然後捕獲坐標點，在精度允許的范圍內，
發那科數控系統也是一個簡易而有效的方法．
培養目標：
本專業培養學生從事數控加工、機械產品設計與製造、生產技術管理方面的高等工程技術應用型人才。要求學生能在生產現場從事產品製造、開發工作，或在技術部門從事工藝、管理工作。主要培養學生數控編程、加工及數控車床、數控銑床、數控加工中心及其它數控設備的操作維修、維護方面的理論知識和專業知識。並能獲得國家勞動和社會保障部頒發的數控工藝員技術等級證書，車鉗工等級證書。
主幹課程設置：機械制圖及計算機繪圖，工程力學，機械設計，單片機原理及介面技術，機械製造技術基礎，電工電子基礎，電氣控制技術，數控機床控制技術和系統，數控機床原理及應用，數控機床編程與操作，CAD/CAM技術，機床夾具，數控機床維修技術。AUTOCAD平面繪圖,MASTERCAM三維設計,PRO/E實體造型。以及金工實訓，車鉗工實訓，數控車實訓 。
就業情況：
本專業畢業生主要面向珠三角外資大中型企事業單位及國有企事業單位的操作、銷售、工藝、設備維護等部門，主要培養數控機床操作人員、數控編程工藝人員、NC數控編程、數控設備維修人員、數控設備營銷人員。此外還能從事CAD/CAM軟體應用，數控系統或設備的銷售與技術服務工作，數控設備的安裝調試及維護，以及車間生產組織與管理等工作.NC數控編程，
編程技巧
科學技術的發展，導致產品更新換代的加快和人們需求的多樣化，產品的生產也趨向種類多樣化、批量中小型化。為適應這一變化，數控（NC）設備在企業中的作用愈來愈大。我校作為國家級重點職校，為順應時代潮流，重點建設數控專業，選購了BIEJING-FANUC Power Mate O數控車床。它與普通車床相比，一個顯著的優點是：對零件變化的適應性強，更換零件只需改變相應的程序，對刀具進行簡單的調整即可做出合格的零件，為節約成本贏得先機。但是，要充分發揮數控機床的作用，不僅要有良好的硬體，（如：優質的刀具、機床的精度等），更重要的是軟體：編程，即根據不同的零件的特點，編制合理、高效的加工程序。通過多年的編程實踐和教學，我摸索出一些編程技巧。
數控車床雖然加工柔性比普通車床優越，但單就某一種零件的生產效率而言，與普通車床還存在一定的差距。因此，提高數控車床的效率便成為關鍵，而合理運用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機床效率往往具有意想不到的效果。
靈活設置參考點
BIEJING-FANUC Power Mate O數控車床共有二根軸，即主軸Z和刀具軸X。棒料中心為坐標系原點，各刀接近棒料時，坐標值減小，稱之為進刀；反之，坐標值增大，稱為退刀。當退到刀具開始時位置時，刀具停止，此位置稱為參考點。參考點是編程中一個非常重要的概念，每執行完一次自動循環，刀具都必須返回到這個位置，准備下一次循環。因此，在執行程序前，必須調整刀具及主軸的實際位置與坐標數值保持一致。然而，參考點的實際位置並不是固定不變的，編程人員可以根據零件的直徑、所用的刀具的種類、數量調整參考點的位置，縮短刀具的空行程。從而提高效率。
化零為整法
在低壓電器中，存在大量的短銷軸類零件，其長徑比大約為2~3，直徑多在3mm以下。由於零件幾何尺寸較小，普通儀表車床難以裝夾，無法保證質量。如果按照常規方法編程，在每一次循環中只加工一個零件，由於軸向尺寸較短，造成機床主軸滑塊在床身導軌局部頻繁往復，彈簧夾頭夾緊機構動作頻繁。長時間工作之後，便會造成機床導軌局部過度磨損，影響機床的加工精度，嚴重的甚至會造成機床報廢。而彈簧夾頭夾緊機構的頻繁動作，則會導致控制電器的損壞。要解決以上問題，必須加大主軸送進長度和彈簧夾頭夾緊機構的動作間隔，同時不能降低生產率。由此設想是否可以在一次加工循環中加工數個零件，則主軸送進長度為單件零件長度的數倍 ，甚至可達主軸最大運行距離，而彈簧夾頭夾緊機構的動作時間間隔相應延長為原來的數倍。更重要的是，原來單件零件的輔助時間分攤在數個零件上，每個零件的輔助時間大為縮短，從而提高了生產效率。為了實現這一設想，我電腦到電腦程序設計中主程序和子程序的概念，如果將涉及零件幾何尺寸的命令欄位放在一個子程序中，而將有關機床控制的命令欄位及切斷零件的命令欄位放在主程序中，每加工一個零件時，由主程序通過調用子程序命令調用一次子程序，加工完成後，跳轉回主程序。需要加工幾個零件便調用幾次子程序，十分有利於增減每次循環加工零件的數目。通過這種方式編制的加工程序也比較簡潔明了，便於修改、維護。值得注意的是，由於子程序的各項參數在每次調用中都保持不變，而主軸的坐標時刻在變化，為與主程序相適應，在子程序中必須採用相對編程語句。
減少刀具空行程
在BIEJING-FANUC Power Mate O數控車床中，刀具的運動是依靠步進電動機來帶動的，盡管在程序命令中有快速點定位命令G00，但與普通車床的進給方式相比，依然顯得效率不高。因此，要想提高機床效率，必須提高刀具的運行效率。刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完畢後退回參考點所運行的距離。只要減少刀具空行程，就可以提高刀具的運行效率。（對於點位控制的數控車床，只要求定位精度較高，定位過程可盡可能快，而刀具相對工件的運動路線是無關緊要的。）在機床調整方面，要將刀具的初始位置安排在盡可能靠近棒料的地方。在程序方面，要根據零件的結構，使用盡可能少的刀具加工零件使刀具在安裝時彼此盡可能分散，在很接近棒料時彼此就不會發生干涉；另一方面，由於刀具實際的初始位置已經與原來發生了變化，必須在程序中對刀具的參考點位置進行修改，使之與實際情況相符，與此同時再配合快速點定位命令，就可以將刀具的空行程式控制制在最小范圍內從而提高機床加工效率。
優化參數，平衡刀具負荷，減少刀具磨損
波傳播的是疏密相間的運動形態。機械波是振動形式