機(jī)床是其他機(jī)器的“母機(jī)”。

煉鋼廠出產(chǎn)的鋼鐵并不是我們在生活中見到的各種奇奇怪怪的形狀，而是板材、管材、鑄錠等等形狀比較規(guī)則的材料，這些材料要加工成各種形狀的零件就需要使用機(jī)床進(jìn)行切削；還有一些精度要求較高和表面粗糙度要求較細(xì)的零件，就要在機(jī)床上用精細(xì)繁復(fù)的工藝切出來或者磨出來。

和所有的機(jī)器一樣，最初的機(jī)床包括動力裝置、傳動裝置和執(zhí)行裝置，靠電機(jī)轉(zhuǎn)動輸入動力，通過傳動裝置帶著被加工的工件或者刀具進(jìn)行相對運(yùn)動，至于在哪兒下刀、切多少、多快速度切等等問題，則由人在加工過程中直接進(jìn)行控制。

由于傳統(tǒng)機(jī)床使用的電機(jī)的轉(zhuǎn)速在工作時基本上是不變的，為了實(shí)現(xiàn)不同的切削速度，傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)計(jì)了極為復(fù)雜的傳動系統(tǒng)。這種復(fù)雜度的機(jī)械在現(xiàn)今的設(shè)計(jì)中已經(jīng)不多見了。

而隨著伺服電機(jī)（伺服電機(jī)就是可以在一定范圍內(nèi)精確控制電機(jī)的位置和轉(zhuǎn)速的電機(jī)）技術(shù)的發(fā)展及其在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速變得方便快捷效率高，而且基本上是無級變速，傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大大簡化，甚至出現(xiàn)了很多環(huán)節(jié)電機(jī)直接連接到執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，而省略了傳動系統(tǒng)。

這種“直接驅(qū)動”的模式是現(xiàn)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一大趨勢。

結(jié)構(gòu)的簡化還不夠，要實(shí)現(xiàn)各種各樣的形狀的零件的加工，還需要讓機(jī)床可以高效、準(zhǔn)確的控制多臺電機(jī)合作完成整個加工過程。

這就要讓機(jī)床成為有“腦子”的數(shù)控機(jī)床了。而這個腦子就是數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)的水平高低決定了數(shù)控機(jī)床能干多復(fù)雜、多精密的活兒，也決定了這臺機(jī)床和他的操作者的身價(jià)。

（二）數(shù)控系統(tǒng)能干嘛？處理信息并控制動力

數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Controller System）是數(shù)控機(jī)床的大腦。

對于一般數(shù)控機(jī)床而言，往往包含人機(jī)控制界面、數(shù)控系統(tǒng)、伺服驅(qū)動裝置、機(jī)床、檢測裝置等等，操作人員在一些計(jì)算機(jī)輔助制造軟件的幫助下，將加工過程所需的各種操作（如主軸變速等步驟以及工件的形狀尺寸）用零件程序代碼表示，并通過人及控制界面輸入到數(shù)控機(jī)床，之后由數(shù)控系統(tǒng)對這些信息進(jìn)行處理和運(yùn)算，并按零件程序的要求控制伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對運(yùn)動，以完成零件的加工。

數(shù)控系統(tǒng)完成諸多信息的存儲和處理的工作，并將信息的處理結(jié)果以控制信號的形式傳給后續(xù)的伺服電機(jī)，這些控制信號的工作效果依賴于兩大核心技術(shù)：一個是曲線曲面的插補(bǔ)運(yùn)算，一個是機(jī)床多軸的運(yùn)動控制。