机床是其他机器的“母机”。
炼钢厂出产的钢铁并不是咱们在生活中见到的各种奇奇怪怪的形状，而是板材、管材、铸锭等等形状比较规矩的资料，这些资料要加工成各种形状的零件就需求使用机床进行切削；还有一些精度要求较高和外表粗糙度要求较细的零件，就要在机床上用精密繁复的工艺切出来或许磨出来。
和所有的机器一样，zui初的机床包括动力设备、传动设备和执行设备，靠电机滚动输入动力，经过传动设备带着被加工的工件或许刀具进行相对运动，至于在哪儿下刀、切多少、多快速度切等等问题，则由人在加工进程中直接进行操控。
由于传统机床使用的电机的转速在作业时根本上是不变的，为了完结不同的切削速度，传统的机床规划了极为杂乱的传动体系。这种杂乱度的机械在如今的规划中现已不多见了。
而随着伺服电机(伺服电机便是可以在必定范围内操控电机的方位和转速的电机)技术的开展及其在数控机床上的使用，直接操控电机的转速变得方便快捷效率高，而且根本上是无级变速，传动体系的结构大大简化，乃至出现了许多环节电机直接衔接到执行机构上，而省略了传动体系。
这种“直接驱动”的模式是现在机械规划范畴的一大趋势。
结构的简化还不够，要完结各种各样的形状的零件的加工，还需求让机床可以、精确的操控多台电机合作完结整个加工进程。
这就要让机床成为有“脑子”的数控机床了。而这个脑子便是数控体系，数控体系的水平凹凸决议了数控机床精干多杂乱、多精密的活儿，也决议了这台机床和他的操作者的身价。
(二)数控体系精干嘛？处理信息并操控动力
数控体系(Numerical Controller System)是数控机床的大脑。
对于一般数控机床而言，往往包括人机操控界面、数控体系、伺服驱动设备、机床、检测设备等等，操作人员在一些计算机辅助制作软件的协助下，将加工进程所需的各种操作(如主轴变速等步骤以及工件的形状尺寸)用零件程序代码表明，并经过人及操控界面输入到数控机床，之后由数控体系对这些信息进行处理和运算，并按零件程序的要求操控伺服电机，完结刀具与工件的相对运动，以完结零件的加工。
数控体系完结诸多信息的存储和处理的作业，并将信息的处理结果以操控信号的方式传给后续的伺服电机，这些操控信号的作业效果依赖于两大核心技术：一个是曲线曲面的插补运算，一个是机床多轴的运动操控。
(三)零件形状太“自在”？靠插补运算搞定
如果运动轨道可以用解析式表达，则整个运动就可以分解为几个坐标的独立运动的组成运动，就可以直接操控电机生成了。
但是制作进程中许多零件的形状可以说是非常“自在”的，既不圆、也不方，乃至都不知道是什么形状，例如汽车、轮船、飞机、模具、艺术品等产品常遇到不能用解析式描述的曲线曲面，这类曲线曲面称为自在曲线(Free Form Curves)或自在曲面。
要切出来这些“自在”的形状，刀具和工件之间的相对运动也相应的非常杂乱。详细到操作中，便是要操控工件台、刀具都依照规划好的方位-时间曲线进行运动，操控这二者在规定的时间以指定的姿势到达指定的方位。
机床可以在工件和刀具之间很好地完结直线段、圆弧或其他的有解析式的样条曲线的相对运动，而这种杂乱的“自在”运动又该怎样完结呢？答案是依靠插补运算。
所谓插补，便是依照必定办法确认数控机床上刀具的运动轨道的进程。依据给定的速度和轨道，在轨道的已知点之间，增加一些新的中心点，并操控工件台和刀具经过这些中心点，从而就能完结整个运动。
而这些中心点之间，则经过线段、圆弧或许样条曲线等来衔接。相当于用数段微小的线段和圆弧去逼近要求的曲线和曲面，这便是插补的本质。
流行的插补算法包括逐点比较法、数字增量法等，而利用Nurbs样条曲线进行插补由于其效率高、精度好而得到了数控机床的青睐。
(四)刀的姿势不对无法加工？五坐标联动分分钟搞定
加工杂乱曲面不光要理论上可以加工，还需求考虑刀具和被加工的外表之间的相对方位联系。
一方面如果刀具的姿势不合适会导致加工的外表质量低下；另一方面刀具还会和加工好的零件结构相互干与，不调整刀具的相对姿势底子没有办法加工。这就需求赋予数控机床更多的运动自在度，使之更为灵巧。
由于咱们所在的三维空间的相对运动只包括六个自在度(3个平动自在度以及3个滚动自在度)，五坐标联动便是使数控机床在具有空间上x、y、z三个方向的平动自在度外，又增加了两个方向的滚动的自在度，再加上刀具自身的用于切削的滚动自在度，这样刀具和工件之间的相对运动就有了悉数的六个自在度，使得刀具和工件之间可以呈现任意的相对方位和相对姿势。
如上图所示，尽管图中标了4个平动自在度，但是其实质上也仅仅完结了x、y、z三个方向的运动，有一个自在度是冗余的，其实质上是一个五坐标联动机床。
(五)国产数控体系：逐渐迈向商场
我国是当今世界机床制作大国，数控体系在功用、功用和成套化使用方面均取得了长足进步。
其间，低档数控体系简直完全替代了进口，中档数控体系在系列化、商品化和产业化方面成效显着。数控体系已突破完结了五轴联动功用，并在六轴数控砂带磨床、五轴叶片铣床和车铣复合机床等设备上得到了示范使用。
此外，我国企业针对零件(如手机壳)的大批量、外表光洁度高级特点，各自开发了多款专用体系和小型高速加工中心，大大降低了生产成本，该商场现已根本被国产体系和主机占据。
不过，仍是应该看到，国际上的数控体系现已有许多老练的产品，与世界机床强国比较，我国的机床产品在全球机床商场的竞争力距离依然很大。
