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一、数控机床的概念与分类
数控机床，也称数字程序控制机床，是一种以数字量作为指令信息形式，通过电子计算机或专用电子计算装置控制的机床。在数控机床上加工工件 时，预先把加工过程所需要的全部信息（如各种操作、工艺步骤和加工尺寸等）利用数字或代码化的数字量表示出来，编出控制程序，输入计算机。计算机对输入的 信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的各个执行元件，使机床按照给定的程序，自动加工出所需要的工件。当加工对象改变时，只需更换加工程序。数控 机床是实现柔性生产自动化的重要设备。
数控机床的品种、规格繁多。按伺服系统的类型，可分为开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统三类。按刀具 ( 或工件 ) 进给运动轨迹，可分为点位控制、直线控制和轮廓控制三类。按可同时控制的坐标轴数，可分为两坐标、两轴半、三坐标及多坐标数控机床。按工艺用途可分为两大 类：
1. 一般数控机床
这类机床的种类、布局、工艺范围和通用机床相似，不同的是，它是由数控系统按预先编制好的程序发出数字信息指令进行工作，而不象传统机床那样一切需要工人操作如：数控车床、数控立式铣床等。
2. 加工中心
加工中心机床是带有刀库和自动换刀装置的机床。在加工中心上可使零件一次装夹定位后，进行各种工艺、多道工序的集中加工，因其减少了装卸工件 次数，自动更换和调整刀具，减少了多次安装的定位误差等原因，加工中心比一般数控机床更能够实现高精度、高效率、高自动化加工。
二、 数控机床的特点
数控机床与一般机床相比大致有以下几方面特点：
1. 数控机床的传动系统特点
数控机床的传动系统机械结构比较简单，传动链短 数控机床的动力源一般是具有一定调速范围的电机。数控机床的主运动传动系统一般是动力源直接驱动主轴或经过简单的几级变速驱动主轴，进给运动传动系统一般 是伺服电机在数控装置的控制下直接驱动执行件。传统机械结构的传动，在数控机床中大部分被数控装置取代。但是，如果传动系统中有变速操纵机构，则其操纵应 被纳入机床数控系统的控制中，如采用电磁离合器操纵滑移齿轮变速。
2. 数控机床的传动精度和定位精度较高
机床的传动系统多采用精度高、摩擦损失比较小的元件，如滚珠丝杠螺母机构、滚动导轨、静压轴承等。传动件（如齿轮）的间隙被适当消除，以保证反向传动精度。采用闭环控制的机床的控制系统可对传动误差进行补偿。因此，数控机床有很高的加工精度和稳定的加工质量。
3. 数控机床的机械部分的结构特点
数控机床是自动化高效设备，粗、精加工在一台机床上进行，因此对数控机床要提高机床的动、静刚度，减少热变形，减少摩擦，减少某些传动部件的惯量等，以适应高精度、高效率、高自动化加工的要求。
4. 加工中心类的数控机床具有自动换刀功能
数控机床在自动化加工过程中必须能自动换刀，这就要求：
（ 1 ） 刀具与主轴或刀架的联接标准化；
（ 2 ） 主轴组件或刀架应具备自动换刀功能，如自动夹紧刀具、自动松开刀具，自动保持刀具结合面干净、主轴或刀架定向准停等；
（ 3 ）具有自动换刀装置。目前常用的自动换刀装置有两类。一类是车削中心常用的回转式刀架或多主轴的转塔头，在刀架或转塔的圆周方向均布一定数量的刀具，靠刀 架或转塔的转位实现换刀；另一类是镗铣加工中心常用的刀库 - 机械手换刀系统，在机床上配制一个刀库，换刀机械手取下用完的刀具放入刀库，然后或同时取出下一把刀，装入指定位置，所有这些动作及刀具的管理检测等都在 数控系统的控制下进行。
5. 生产效率高，改善了劳动条件，便于现代化生产管理
数控机床减少了人工操作的工作量，并配有自动换刀系统，有些机床还具有自动转换工作台、自动检测等功能，机床防护好，切屑能够自动排除，因 此数控机床缩短了辅助时间，减轻了工人的劳动强度，改善了劳动条件。由于几乎所有的机床工作内容（包括过去有工人完成的工作）都有计算机控制，因此很容易 实现现代化的生产管理，使传统的机械厂面貌焕然一新。
三、 JCS-018 型立式镗铣加工中心
JCS-018 型立式镗铣加工中心是一种具有自动换刀装置的计算机数控（ CNC ）机床，它是在一般数控机床的基础上发展起来的工序更加集中的数控机床。机床上附有刀库和自动换刀机械手，配备有各种类型和不同规格的刀具。把工件一次装 夹以后，可自动连续地对工件各加工面完成铣、镗、钻、锪、铰和攻螺纹等多种工序，适用于小型板类、盘类、模具类和箱体类等复杂零件的多品种小批量加工。这 种机床适于中、小批量生产。
JCS-018 型立式镗铣加工中心的外形如图 7-42 所示。机床的布局基本上是由一台立式铣床附加上数控装置和自动换刀装置所组成的。机床是三坐标的：装在床身 1 上的滑座 2 作横向（前后）运动（ Y 轴）；工作台 3 在滑座 2 上作纵向（左右）运动（ X 轴）；在床身 1 的后部装有固定的框式立柱 5 ，主轴箱 9 在立柱导轨上作升降运动（ Z 轴）。在立柱左侧前部装有自动换刀装置（刀库 7 和自动换刀机械手 8 ）。在立柱左侧后部是数控柜 6 ，内有小型计算机数控系统，对加工循环的全过程实现计算机控制。在立柱右侧装驱动电柜 11 ，内有电源变压器和伺服装置等。操作面板 10 悬伸在机床的右前方，操作者通过面板上的按键和各种开关按钮实现对机床的控制；同时机床的各种工作状态信号也可在操作面板上显示出来。
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图 7-43 为 JCS-018 型立式加工中心的传动系统图。该机床传动系统有主运动、三个方向的伺服进给运动和刀库圆盘旋转运动。各种运动均有无级调速的电机驱动，经过简单的机械传动装置驱动执行件，所以加工中心的传动系统比普通机床简单得多。
四、自动化加工对刀具的要求
进入80年代以来，计算机技术在机械制造业中得到广泛应用，自动化加工技术迅猛发展。数控机床、加工中心、柔性 制造单元和柔性制造系统在机械制造业中日益广泛的应用，使工具生产者由过去单一生产刀具而扩展为工具系统、工具识别系统、 刀具状态在线监测系统以及刀具管理系统的开发与生产。自动化加工对刀具 有下列 要求 ：
1. 刀具应具有很高的可靠性和尺寸耐用度。这是对自动化刀具最基本的要求，特别在无人看管条件下，对保证加工质量和使自动化生产顺利进行 ， 显得更加重要 ；
2. 刀具应具有高的生产效率。现代机床向着高速度、高刚度和大功率方向发展，要求刀具有承受高速切削和大进给量的能力，以提高生产效率 ；
3. 刀具在结构上应满足快速更换的要求，同时刀具能够预调，安装定位精度高，刚性好，以保证高精度加工要求；
4. 刀具应具有高复合性，特别在品种多、数量少的加工情况下，不至使刀具数量繁多而难以管理。目前国内、外已设计出适合加工中心的车、 镗模块化组合工具系统（如图7-44、7-45所示）；
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5. 刀具在加工中的磨损、破损情况应有在线监测、预报及补偿系统。这样，在自动化加工中，主动掌握刀具工作状态和对产品质量进行控制，避免废品和突发事故发生 ；
6. 刀具应符合标准化、系列化、通用化的要求，尽可能减少刀具、辅助工具的数量，以便管理。
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