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随着科学技术和市场经济的不断发展，对机械产品提出了高精度、高效率、通用性和灵
活性的要求。虽然许多生产企业（如汽车、家用电器等制造厂）已经采用了自动机床和专用
自动生产线，可以提高生产效率、提高产品质量、降低生产成本，但是由于市场竞争日趋激
烈，这就要求企业必须不断开发新产品。在频繁开发新产品的生产过程中，使用“刚性” （不
可变）的自动化设备，由于其工艺过程的改变极其复杂，因此刚性自动化设备的缺点暴露无
遗。另外，在机械制造业中，并不是所有产品零件都具有很大的批量。据统计，单件小批量
生产约占加工总量的 75%～80%。对于单件、小批、复杂零件的加工，若用“刚性”自动化
设备加工，则生产成本高、生产周期长，而且加工精度也很难符合要求。
数控机床就是针对这些要求而产生的一种新型自动化机床。数控机床是机电一体化的重
要组成部分，是集精密机械技术、计算机技术、自动控制技术、微电子技术和伺服驱动技术
于一体的高度机电一体化的典型产品。数控机床体现了当前世界机床进步的主流，是衡量机
械制造工作水平的重要指标。在先进制造技术中起着重要的基础核心作用，数控机床是一种
价格昂贵的精密设备，具有与普通机床不同的鲜明特点。
1.1 数控机床的产生、发展及特征
一、数控机床的产生和发展
数控机床（ Numerical Control Machine Tools）是用数字代码形式的信息（程序指令） ，控
制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床
是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，其过程大致如下：
1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板
的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用
数字脉冲控制机床的设想。 1949年，该公司与美国麻省理工学院（ MIT）开始共同研究，并
于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。 1959年，数控
装置采用了晶体管元件和印制电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（ MC，
Machining Center），使数控装置进入了第二代。 1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，
不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的
发展。20世纪60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称
DNC），又称群控系统；采用小型计
《数控编程技术》.pdf