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世界上台成功研制的数控机床是一台三坐标的数控铣床,于1952年由美国帕森斯公司(Parsons)和麻省理工学院(MIT)合作完成。早在1948年,美国在研制加工直升机叶片轮廓检查用样板的加工机床任务时,就提出了研制数控机床的初始设想。1949年,在美国空军部门的支持下,帕森斯公司正式接受委托,与麻省理工学院伺服机构实验室合作,开始从事数控机床的研制工作。经过三年时间的研究,于1952年试制成功世界上台数控机床试验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的真线插补三坐标连续控制铣床。其控制装置由2000多个电子管组成,占了一个普通实验室那么大。这台数控铣床的诞生,标志着机械制造的数字控制时代的开始。

功能特点:数控铣削加工除了具有普通铣床加工的特点外,还有如下特点:零件加工的适应性强、灵活性好,能加工轮廓形状特别复杂或难以控制尺寸的零件,如模具类零件、壳体类零件等;能加工普通机床无法加工或很难加工的零件,如用数学模型描述的复杂曲线零件以及三维空间曲面类零件;能加工一次装夹定位后,需进行多道工序加工的零件;加工精度高、加工质量稳定可靠,数控装置的脉冲当量一般为0.001mm,的数控系统可达0.1μm,另外,数控加工还避免了操作人员的操作失误;生产自动化程度高,可以减轻操作者的劳动强度。有利于生产管理自动化。

生产,数控铣床一般不需要使用夹具等工艺设备,在更换工件时只需调用存储于数控装置中的加工程序、装夹工具和调整刀具数据即可,因而大大缩短了生产周期。其次,数控铣床具有铣床、镗床、钻床的功能,使工序高度集中,大大提高了生产效率。另外,数控铣床的主轴转速和进给速度都是无级变速的,因此有利于选择佳切削用量。
从数字控制技术特点看,由于数控机床采用了伺服电机,应用数字技术实现了对机床执行部件工作顺序和运动位移的直接控制,传统机床的变速箱结构被取消或部分取消了,因而机械结构也大大简化了。数字控制还要求机械系统有较高的传动刚度和无传动间隙,以确保控制指令的执行和控制品质的实现。同时,由于计算机水平和控制能力的不断提高,同一台机床上允许更多功能部件同时执行所需要的各种辅助功能已成为可能,因而数控机床的机械结构比传统机床具有更高的集成化功能要求。
主轴箱,包括主轴箱体和主轴传动系统,用于装夹刀具并带动工具旋转,主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。
进给伺服由进给电机和进给执行机构组成,按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动,包括直线进给运动和旋转运动。控制系统,数控铣床运动控制的中心,执行数控加工程序控制机床进行加工。
数控机床主要用于加工形状复杂的零件,但所使用夹具的结构往往并不复杂。数控铣床夹具的选用可根据生产零件的批量来确定。对单件、小批量、工作量较大的模具加工来说,一般可直接在机床工作台面上通过调整实现定位与夹紧,然后通过加工坐标系的设定来确定零件的位置。数控铣床上所采用的刀具要根据被加工零件的材料、几何形状、表面质量要求、热处理状态、切削性能及加工余量等,选择刚性好、度高的刀具。

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