数控机床

NC与CNC之历史

数值控制工作母机的概念起源于1940年代美国。生产直升机螺旋桨时，需要大量的精密加工。当时美国空军委托机械工程师，满足此一需求。1947年，John T. Parsons开始使用计算机计算机床的切削路径。1949年麻省理工学院接受美国空军委托，开始根据Parsons公司的概念研究数值控制。
1950年代，第一台数值控制工作母机问世；机械厂为了美国空军的需求在数位控制系统投入大量努力，特别集中在轮廓切削铣床方面。Parsons公司与麻省理工学院合作，结合数值控制系统与辛辛那提公司的铣床，研发出第一台NC工作母机。1958年，Kearney & Trecker公司成功开发出具自动刀具交换装置的加工中心机。麻省理工学院也开发出APT（Automatic Programming tools）。1959年，日本富士通公司为数值控制做出两大突破：发明油压脉冲马达与代数演算方式脉冲补间回路。这加快了数值控制的进步。
从1960年到2000年之间，数值控制系统扩展应用到其他金属加工机，数值控制工作母机也被应用到其他行业。微处理器被应用到数值控制上，大幅提升功能，此类系统即称为计算机数值控制（CNC）。这段期间也出现了快速、多轴的新式机床。日本成功打破传统机床主轴形式，以类似蜘蛛脚的装置移动机床主轴，并且以高速控制器控制，是为快速、多轴的机床。
2012年，日本以90亿欧元的成绩继续保持机床出口冠军位置，德国机床以81亿欧元，位居第二。第三、第四和第五分别为意大利，台湾和瑞士。中国位于韩国和美国之后，名列第八，出口额15亿欧元。
值得注意的是，美国虽然机床产业的规模与德、日、台、瑞、意相较并不大，甚至也无具代表性的机床品牌，但此主因是美国多数机床为供应美国本土使用，且多是军火相关，故出口方面，无论是数量还是技术上，都具有严格管制。

日本的CNC发展

日本在世界CNC机床发展中完成许多成果。
1958年，牧野与富士通两大公司合作出日本第一部铣床。
1959年，富士通公司做出两大突破：发明油压脉冲马达（电液伺服马达）与代数演算方式脉冲补间（插补）回路。这加快了数值控制的进步。
1961年，日立工业完成其第一台加工中心机，并于1964年附加自动刀具交换装置（ATC装置）。
1975年开始，Fanuc（中译：发那科，由富士通公司NC部门独立）公司量产销售的CNC机床占下了相当国际市场。近年来日本则成功研发出快速、多轴的机床。

中国大陆的CNC发展

中国大陆CNC发展开始自1958年。1958年2月第一台数控机床在沈阳第一机床厂试制成功。这是一台2轴的车床，由程序配电器控制，由哈尔滨工业大学研制。同年9月第一台真正意义上的数控铣床由清华大学和铣床研究所合作研发完成并在北京第一机床厂试制成功。
2009年武重集团三台数控超重型机床（XK2645型数控龙门移动镗铣床、FB260型数控落地铣镗床和CKX5280型数控双柱立式铣车床）出口英国。
中国目前为世界最大机床生产国，2012年产值为147亿欧元，占全球产值的22%，然而中国大陆的数位控制器并没有具竞争力的品牌，中国大陆机床厂商及科研单位几乎全面使用德国、日本及台湾的数位控制器。

台湾的CNC发展

台湾的CNC发展始自1974年杨铁机械开始研究数控车床。
1978至1979，杨铁机械、大兴机械、永进机械、大立机器、联邦电子等公司都开始销售数控机床。至此都是以孔带指令操作为主。
1980年代初杨铁机械再推出计算机化数值控制车床、综合切削中心机等。台湾丽伟计算机股份有限公司成为全台湾唯一的专业生产数控铣床与车床的专业公司.硕诚公司、新讯公司、工研院等机构则成功研制出台湾自制各种数值控制器。
至2001年为止，台湾已能跟进“PC Based”控制器。但无法自制机床系统中的另外两大部分：主轴马达与伺服马达，多向日本大厂购买。此二部分各占机床价格三分之一。
至2011年，台湾PC Based控制器厂商，已有代表性的三家以上厂商，智研科技，捷准、宝元数控、与新代，台湾的机床产业已逐渐朝向自主研发走向，关键性的组件不再受日本的限制。
2013年，研华科技集团买下宝元数控。
至2015年为止，研华宝元已经成为亚太地区第一的华人数位控制器品牌，除了经营中国大陆及台湾市场外，也积极拓展欧洲、北美及东南亚地区。

构成

现代的计算机数值控制铣床在概念上和1952年由MIT建造的原始型号差别不大，铣床一般包含一个在X、Y方向上移动的工作台和一个在Z方向上移动的主轴，加工使用的刀具固定在主轴上，工作台和主轴经由马达驱动以移动刀具的位置。

加工程序

CNC程序可分为主程序及副程序（子程序），凡是重复加工的部分，可用副程序编写，以简化主程序的设计。
字元（数值资料）→字语→单节→加工程序。
只要打开Windows操作系统里的记事本就可编辑CNC码，写好的CNC程序则可用模拟软件来模拟刀具路径的正确性。

基本机能指令

所谓机能指令是由位址码（英文字母）及两个数字所组成，具有某种意义的动作或功能，可分为七大类，即
G机能（准备机能）
M机能（辅助机能）
T机能（刀具机能）
S机能（主轴转速机能）
F机能（进给率机能）
N机能（单节编号机能）
H/D机能（刀具补正机能）

座标系设定

座标系设定就是决定机械原点与程序原点间X,Y,Z轴向间之距离。

可靠性定义

数控系统是机床的大脑，数控系统市场产品竞争已由单一的性能价格比转变到性能、可靠性、价格，服务等产品品质要素的竞争，而首要是可靠性的竞争，是用户关注的焦点。
数控系统可靠性是指在规定的条件下和规定的时间内，数控系统产品完成规定功能的能力。或指“在规定的条件下和规定时间内数控系统产品所允许的故障数”，这是狭义的可靠性定义。如果考虑产品在整个寿命周期内完成规定功能的能力，即包含了产品的可维修性，则称为广义可靠性（＝狭义可靠性＋维修性），在一般场合，人们所说的可靠性是指广义可靠性。