16 款最受欢迎的数控机床 - 哪一款适合您？

什么是数控？

CNC数控机床是利用计算机对机械运动和工作过程进行程序控制的自动化设备，是集传统机械制造技术、计算机技术、现代控制技术、传感检测技术、网络通讯技术、光机电技术于一体的智能制造系统，具有高精度、高效、自动化的特点，在现代工业制造业实现柔性自动化、集成化、智能化方面发挥着举足轻重的作用。

严格遵守术语，缩写 NC 和数控的含义有所不同。NC 代表原始的数控技术，而缩写数控代表较新的计算机数控技术，这是其较老的相对技术的现代衍生品。然而，在实践中，数控是首选缩写。为了阐明每个术语的正确用法，请查看 NC 和数控系统之间的主要区别。

数控加工消除了大多数不一致性。它不需要与机械加工相同的物理参与。数控加工不需要任何杠杆、刻度盘或手柄，至少与传统加工不同。零件程序一旦得到验证，就可以多次使用，始终返回一致的结果。这并不意味着没有限制因素。切削刀具确实会磨损，一批材料毛坯与另一批材料毛坯不相同，设置也可能不同。在必要时，应考虑并补偿这些因素。

数控技术的出现并不意味着所有手动加工工具的瞬间甚至长期消亡。有时传统加工方法比计算机化方法更可取。例如，一个简单的一次性工作在手动加工工具上可能比在数控机床某些类型的加工作业将受益于手动或半自动加工，而不是数控加工。自动机床并非旨在取代每台手动机器，而只是对它们进行补充。在许多情况下，某些加工是否在计算机控制的机器上进行的决定取决于所需零件的数量，而不是其他因素。虽然批量加工的零件数量始终是重要标准，但它绝不应该是唯一因素。

还应考虑零件的复杂性、公差和所需的表面光洁度。单个复杂零件可从计算机数控加工中获益，而 50 个相对简单的零件则不会。请记住，数控从未单独加工过单个零件。数控只是一种过程或方法，可使机床以高效、准确和一致的方式使用。

什么是数控机床？

数控机床是将计算机数控系统与传统机床结合在一起的机电一体化自动化电动工具。它按照存于计算机存储器中的控制程序，完成部分或全部数控功能，配有接口电路和伺服驱动器的专用计算机系统。数控控制器用数字、字符和符号组成的数字指令来实现机床动作控制。它通常控制位置、角度、速度等机械量和开关量。

不同类型的数控机床种类繁多。随着技术的发展，它们的数量正在迅速增加。不可能确定所有的应用，它们会列出一长串清单。以下是 16 年2024 种最常见的类型的列表：

输入1。 铣床和加工中心

输入2。 车床和车削中心

输入3。钻床

输入4。 镗床和镗铣床

输入5。 电火花加工机

输入6。 冲床和剪床

输入7。 火焰切割机

输入8。 数控雕刻机

输入9。水刀

输入10。 激光机

输入11。磨床

输入12。 焊接机

输入13。 折弯机

输入14。 绕线机

输入15。 纺纱机

输入16。 等离子切割机

数控加工中心和车床在工业中的安装数量占主导地位。这两组几乎平分市场。根据其需求，某些行业可能对某一组的需求更高。必须记住，车床有很多种，加工中心也有很多种。但是，立式机床的编程过程与卧式机床或简单的数控铣床的编程过程相似。即使在不同的组之间，也存在大量的通用应用，编程过程通常相同。例如，用立铣刀铣削的轮廓与用线切割的轮廓有很多共同之处。

数控铣床和数控加工中心

铣床的标准轴数为 3 个，即 X、Y 和 Z 轴。铣削系统上设置的部分是所有切削刀具旋转，它可以上下移动（或进出），但它并不物理地跟随刀具路径。

数控铣床通常是小型、简单的电动工具，没有工具更换器或其他自动功能。它们的额定功率通常很低。在工业中，它们用于工具室工作、维护目的或小部件生产。它们通常设计用于轮廓加工，与计算机控制的钻头不同。

数控加工中心比钻头和铣头更受欢迎，效率更高，主要是因为它们更灵活。用户从计算机数控加工中心获得的主要好处是能够将几种不同的操作组合成一个设置。例如，钻孔、镗孔、锪孔、攻丝、锪孔和轮廓铣削可以合并到一个数控程序中。此外，通过使用托盘自动换刀以最大限度地减少空闲时间、索引到零件的另一侧、使用附加轴的旋转运动以及许多其他功能，灵活性得到了增强，数控加工中心配有特殊软件，可控制速度和进给、切削刀具的寿命、自动在线测量和偏移调整以及其他提高生产效率和节省时间的设备。

典型的计算机数控加工中心有两种基本设计。即立式加工中心和卧式加工中心。这两种类型之间的主要区别在于它们可以高效完成的工作性质。对于立式加工中心，最适合的工作类型是平面零件，要么安装在工作台上的夹具上，要么借助虎钳或卡盘。需要在单个设置中加工 2 个或更多面的工作更适合在卧式加工中心上完成。一个很好的例子是泵壳和其他立方体形状。一些小零件的多面加工也可以在配备旋转工作台的立式加工中心上完成。

两种设计的编程过程相同，但水平设计增加了一个附加轴（通常是 B 轴）。该轴要么是工作台的简单定位轴（分度轴），要么是用于同时进行轮廓加工的全旋转轴。

本手册主要介绍立式加工中心的应用，其中有一节专门介绍卧式设置和加工。编程方法也适用于小型数控铣床或钻孔和/或攻丝工具，但程序员必须承认它们的局限性。

数控车床和数控车削中心

A 数控车床通常是具有 2 个轴（垂直 X 轴和水平 Z 轴）的机床。车床与铣床的主要区别在于，零件围绕机床中心线旋转。此外，切削刀具通常是固定的，安装在滑动转塔中。切削刀具遵循编程刀具路径的轮廓。对于带有铣削附件（即所谓的动力刀具）的数控车床，铣削刀具有自己的电机，并且在主轴静止时旋转。

您将会看到具有现代设计的卧式车床和立式车床。与立式车床相比，卧式车床是最受欢迎的类型，但是这两类车床都有这两种类型。例如，卧式车床中典型的计算机控制车床可以设计成平床身或斜床身，有棒料类型、卡盘类型或通用类型。除了这些组合或许多附件之外，计算机数控车床还提供了一种极其灵活的电动工具。通常，尾座、稳定架或随动架、零件接料器、拉出手指甚至第三轴铣削附件等附件都是自动车床的常用部件。计算机控制车床用途广泛，事实上它通常被称为数控车削中心。本手册中的所有文本和程序示例都使用更传统的术语数控车床，但仍可识别其所有现代功能。

数控钻床和钻机

数控钻床是一种计算机控制的电动工具，用于在基材上钻孔、攻丝、铰孔。下面列出了 7 种最常见的数控钻头类型。

• 立式钻床：工作台和主轴箱可在立柱上垂直移动，用于加工中小型工件。

• 台式钻机：简称台式钻机。小型 3D 钻头最大钻孔直径为12-15mm，安装在钳工台上，多用于手工钻孔，常用于加工小型工件的小孔。

• 摇臂钻：主轴箱可在摇臂上移动，摇臂可旋转、升降，工件固定，适用于加工大型、重型、多孔的工件，在机械制造中应用广泛。

• 深孔钻：用深孔钻钻出深度远大于直径的孔的专门动力工具（例如枪管、炮筒、主轴等零件上的深孔），为了便于排屑和避免机床较高，一般为卧式布局，常配有冷却液输送装置（从刀具内部向切削部位输入冷却液）和周期性退刀排屑装置。

• 中心孔钻：用于加工主轴零件两端的中心孔。

• 铣钻床：工作台可垂直、水平移动，钻主轴垂直布置，钻头可进行铣削加工。

• 卧式钻床：主轴呈水平布置，床头箱可垂直移动，一般加工效率比立式钻床高，可同时加工多个表面。

数控镗床和镗铣床

数控镗床是一种利用镗刀在工件上加工预制孔的自动化动力机床。镗刀的旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。主要用于加工高精度孔或一次性精加工多个孔，也可从事与孔精加工有关的其他加工表面的加工。使用不同的刀具和附件还可用于钻、铣、切等加工。其加工精度和表面质量比钻头高。

数控镗床有卧式、落地式、金刚石镗床、坐标镗床等类型。

• 卧式镗床：应用最多、性能最广的镗削刀具，适用于单件小批量生产及修理车间。

• 落地镗床、落地镗铣床：特点是工件固定在落地平台上，适合加工尺寸大、重量大的工件，用于重型机械制造工厂。

• 金刚石镗孔机：使用金刚石或硬质合金刀具，以较小的进给量和较高的切削速度，镗削出精度高、表面粗糙度小的孔，主要用于大批量生产。

• 坐标镗床：具有精密的坐标定位装置，适用于加工形状、尺寸、孔距精度要求高的孔，还有立式转塔型、深孔型、汽车拖拉机修理型等。

数控电火花机

数控电火花加工机床是计算机控制的自动化动力工具，用于加工具有复杂孔型和型腔形状的模具和零件。它用于加工各种硬脆材料，如硬质合金和淬火钢。它可以加工深孔、细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割片。它还可以加工各种成形工具、模板和螺纹环规等工具。

它具有智能化、自适应控制脉冲电源，并把不同材料、粗、中、精电火花加工参数及标准制成曲线表，以数据库形式写入芯片。操作者只要输入电极、工件材料、表面粗糙度等加工条件，电动工具就能输出最佳加工标准参数，并能根据给定的目标（保证一定的表面粗糙度，提高生产率）连续检测电火花加工状态，与最佳模型（数字模型）进行比较运算，根据计算结果控制有关参数，获得最佳加工效果。随着工作液的污染程度和排屑情况、加工深度、加工面积等现场条件的变化，能自动连续调整有关脉冲参数，在表面粗糙度等加工质量不变的前提下，达到生产率最高的最佳稳定放电状态。

电火花加工机床的类型

• 镜面电火花机是可以加工出镜面效果的电火花机，该电火花机无需节省模具，可直接用于生产，节省人工，提高效率，精度高，在精密模具的应用上优势明显。镜面电火花机价格昂贵，价格在12,000美元到80,000美元之间。

• 塑料模具电火花加工是用于塑料模具的电火花加工，在我国比较普遍，价格便宜，应用广泛。

• 细孔电火花加工机用于钻孔，即在模具上打一个孔。

• 还有一些特殊的电火花加工机床，例如用于石墨和钨钢的电火花加工机床。

• ZNC EDM，Z轴CNC，X轴和Y轴手动，是一款比较实用的EDM。

• XYZ三轴数控CNC电火花加工具有自动配模、自动寻心、自动编程、G代码编程、三轴联动放电等功能。

数控冲床

数控冲床是数字控制冲床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，控制系统能对控制代码或其他符号指令所规定的程序进行逻辑处理，并对其进行译码，从而使冲床动作并加工出零件。

数控冲床用于加工各种金属薄板零件，能一次性自动完成各种复杂孔型及浅拉伸成形加工（按要求自动加工不同大小、孔距的孔，或用小模具啃出圆孔、方孔、腰形孔及各种形状的曲线轮廓，还可通过特殊工艺加工出百叶窗、浅拉伸、沉头孔、翻边孔、加强筋、压花等）。通过简单的模具组合，与传统冲压相比，节省了大量的模具费用，能以较低的成本和短的周期加工小批量、多样化的产品，具有较大的加工范围和加工能力，从而能随着产品的变化及时适应市场。

数控火焰切割机

数控火焰切割机是一种使用含氧气体或含氧气体汽油切割金属材料的自动切割设备。最常见的类型包括手持式切割机、轮廓切割机、便携式切割机、悬臂式切割机、龙门式切割机、台式切割机和专门为钢管相贯线切割而设计的相贯线数控切割机。

数控雕刻机

数控雕刻机是一种计算机控制的机床，用于雕刻、切割或铣削服务。在自动雕刻机的基础上，增加了主轴和伺服电机的功率，机身可以承受力，同时保持主轴的高转速，更重要的是高精度。自动雕刻机有其自身的优势，但对于材料硬度相对较大的产品加工难度很大，显然无法高效地完成加工产品。精密数控雕刻机的出现，大大弥补了传统类型的不足。例如，金属、五金、铝壳的加工，使加工产品更加精致细腻。机器本身运行稳定可靠，加工质量好，效率高，操作简单，维护方便。广泛应用于模具、电子产品、五金、塑料、珠宝、工艺品、发型、家具、锁具、鞋匠、眼镜、汽车、手机壳、纽扣、中间框架、镜片、玻璃盖等行业。最受欢迎的数控雕刻机类型包括三轴、四轴、旋转四轴、五轴、多轴，以满足您的不同需求。

水射流切割机

水射流切割机是目前世界上生产能力最高的采用高压水射流切割技术的自动化动力工具。项目可在计算机的控制下任意切割，受材料质地影响较小。切割时不变形，清洁环保。由于成本低、操作简便、成品率高，水射流切割正逐渐成为工业制造中的主流切割方式。

水刀切割机由高压泵、加工平台、喷射切割头、传动系统、开关水控制系统等组成。

数控水射流切割机工作时，作为水射流动力源的高压水泵利用液压马达对自来水或去离子水进行强制压缩，使水的压力升高到几十到几百兆帕，水柱通过束流喷嘴喷出时，具有很高的压力和动能，形成水射流。加工平台也由精确的数控程序控制，X轴与Y轴单向或双向联动，最终带动水射流对工件实现直线或曲线切割及除垢清理。

数控激光机

激光加工不同于一般的机械加工，它是集光、机、电控制于一体的计算机数控激光系统，智能化程度较高。数控化、一体化将激光发生器与计算机控制编程、先进的光学系统、高精度、自动化的激光定位相结合，形成全自动计算机控制激光机。在激光加工过程中，不仅要精确控制和调整激光器的焦点位置和移动速度，以满足各种复杂零件的加工要求，还要求同时控制激光功率的大小、激光功率的上升和下降速率、激光的脉冲频率、脉冲宽度和脉冲强度。

数控激光机可用于雕刻、切割、标记、蚀刻、焊接、清洁金属、木材、塑料、丙烯酸、泡沫、橡胶、纸张、织物和皮革。

数控磨床

数控磨床是一种自动电动工具，使用计算机控制的磨具来研磨基材的表面。计算机控制的磨床使用旋转的砂轮通过反复研磨将材料磨成所需的形状。

操作员将规格输入计算机，计算机便会启动自动磨床，制造出完美、高质量的工具。手工加工是一项艰巨的任务，而自动加工可以在高度的计算机控制下完成磨削。

最常见的自动磨床类型包括珩磨机、超精磨床、带式磨床、磨床、抛光机、平面磨床、坐标磨床、外圆磨床、立式万能磨床、轮廓磨床和无心磨床。

数控焊接机

自动数控焊接机是集计算机控制、运动控制、图像处理、网络通讯于一体，由多个高难度XYZ平台组成的非常复杂的光机电一体化设备，对设备要求高响应、低震动，具有高效、稳定的超声波输出及点火系统，高精度的图像采集，焊接材料通过自动上下料系统实现自动循环焊接。广泛应用于发光二极管（LED LAMP）、SMD贴片、大功率LED、三极管、数码管（DIGITAL DISPLAY）、点阵板（DOTMATRIX）、背光源（LED BACKIGHT）及IC软封装（COB）的生产 CCD 模块，部分特色半导体的内引线采用焊接处理。

数控自动焊机在LED行业已经得到广泛的应用，是LED行业封装不可缺少的设备。手动焊机和半自动焊机由于产能上不能满足市场需求，已经逐渐被自动焊线机所取代。

数控折弯机

数控折弯机是利用配备的模具（通用或专用模具）将冷金属板料弯曲成各种几何截面形状工件的自动折弯机。折弯机一般采用专用数字控制器进行自动折弯。折弯机的坐标轴已由单轴发展到12轴，计算机数控系统能自动实现滑块深度控制、滑块左右倾斜调整、后挡料前后调整、左右调整、压力吨位调整及滑块的自动移动。折弯机能方便地实现滑块下行、点动、连续、保压、回程及中途停止等动作，能一次性完成多个弯头以相同角度或不同角度的折弯。

数控绕线机

数控绕线机是利用数字、文字、符号组成的数字化指令，实现自动绕线、排线、包带、切断、包带、上下骨架、定位等动作的绕线机。

数控绕线机用于绕制各种电机定子、转子、汽车、摩托车电机线圈、电磁阀线圈、荧光灯镇流器、变压器、电视机、收音机中周及电感线圈、行输出变压器（高压包）、扬声器、耳机、传声器音圈、电焊机、纺织工业绕线、缝纫线、绣花线、纱线色卡以及玻璃纤维、光纤、电线、电缆、热缩管等。

数控旋压机

数控旋压机为金属一次性旋压成型机，由机械、液压、电控、数控、加热冷却6个系统组成。机械结构包括床身、主轴箱、尾座、旋轮架4个基本部分。液压系统包括液压马达、液压仿形、送料机构调整、压力调节、尾座泄压保险等。控制伺服系统的数控系统装置和控制液压传动系统的可编程逻辑控制器分别与工控机连接。新型旋压机实现了加工与控制的自动化，是一种多功能、通用的设备，精度高，可靠性强。

数控等离子切割机

数控等离子切割机是一种利用计算机数字控制和高温等离子弧的热量来切割金属板材和管材的自动化金属切割机。从外观和尺寸上看，它类似于计算机控制的雕刻机。数控等离子切割机是在高温和强电场条件下进行等离子弧切割的专用设备。高速气流，高温、高速的等离子弧火焰流将工件金属熔化，并吹离基体形成切缝。由于弧柱温度大大超过金属及其氧化物的熔点，因此计算机控制的等离子切割机除了切割碳钢外，还可用于切割不锈钢、铝、铜等金属。

趋势

未来数控机床的高速化、高精度化、复合化、智能化、开放式、并行驱动、网络化、极端化、绿色化成为数控机床发展的趋势和方向。

高速

随着汽车、国防、航空、航天等工业的快速发展以及铝合金等新材料的应用，对高速加工的要求越来越高。

• 主轴转速：采用电主轴（内置主轴电机），最高主轴转速为200000r/min。

• 进给速度：分辨率0.01μm时，最大进给速度可达240m/min，可实现复杂形状的精密加工。

• 运算速度：微处理器的快速发展，为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障。CPU已发展到32位、64位的数控系统，主频也提高到几百MHz、几千MHz。由于运算速度的极大提高，在分辨率为0.1μm或0.01μm时，进给速度可达24-240m/min 仍然可以获得。

• 换刀速度：目前高端加工中心的换刀时间一般在1s左右，最高的可达0.5s。

高精准度

对精度的要求不再仅仅局限于静态几何精度，运动精度、热变形、振动的监测与补偿等越来越受到重视。

•提高数控系统的控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，细化数控控制单元，采用高分辨率的位置检测装置，提高位置检测精度（日本已开发出内置位置检测器的106脉冲/转交流伺服电机，其位置检测精度可达0.01μm/脉冲），位置伺服系统采用前馈控制和非线性控制方法。

• 采用误差补偿技术：利用间隙补偿、丝杠螺距误差补偿、刀具误差补偿等技术，对设备热变形误差和空间误差进行综合补偿。研究结果表明，应用综合误差补偿技术可以减少加工误差 60% 至 80%.

• 利用网格校核和提高加工中心的运动轨迹精度，并通过仿真预测加工精度，保证定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，能够在不同的工况条件下完成各种加工任务，保证零件的加工质量。

功能性复合

复合机床的含义是在一台机床上实现或完成从毛坯到成品的多个要素的加工，按其结构特点可分为工序复合型和工序复合型2种类型。工序复合型机床如镗铣钻复合加工中心、车铣复合车削中心、铣镗钻车复合复合加工中心等。工序复合型机床包括多面多轴联动加工复合机床、双主轴车削中心等。采用复合机床加工，减少了工件装卸、更换、调整刀具的辅助时间，减少了中间工序产生的误差，提高了零件加工精度，缩短了产品制造周期，提高了生产效率和制造商的市场反应能力，比传统的工序分散的生产方式具有明显的优势。

智能控制

随着人工智能技术的发展，为适应制造业生产柔性化、制造自动化的发展需要，数控机床的智能化程度不断提高。具体体现在以下几个方面：

• 加工过程自适应控制技术：通过监测加工过程中的切削力、主轴及进给电机功率、电流、电压等信息，采用传统或现代算法来识别机床加工的受力、磨损、损伤状态以及机床加工的稳定性状态，并根据这些状态实时调整加工参数（主轴转速、进给速度）和加工指令，使设备始终处于最佳运行状态，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度，提高设备运行的安全性。

• 加工参数智能优化与选择：利用工艺专家或技术人员的经验以及零件加工的一般和特殊规律，运用现代智能方法，构建基于专家系统或模型的“加工参数智能优化与选择器”，利用其获取优化的加工参数，从而达到提高编程效率和加工工艺水平、缩短生产准备时间的目的。

• 智能故障自诊断与自修复技术：根据现有的故障信息，应用现代智能方法，实现快速、准确的故障定位。

• 智能故障回放及故障模拟技术：能完整记录系统的各种信息，回放和模拟数控机床发生的各种错误和事故，以确定错误的原因，寻找问题的解决方法，积累生产经验。

• 智能交流伺服驱动装置：能自动识别负载、自动调整参数的智能伺服系统，包括智能主轴交流驱动装置和智能进给伺服装置。该类驱动装置能自动识别电机和负载的转动惯量，自动优化调整控制系统参数，实现驱动系统的最佳运行。

• 智能化4M数控系统：在制造过程中，加工与检测一体化是实现快速制造、快速检测、快速响应的有效途径，将测量、造型、制造和操作（即4M）集成到一个系统中。实现信息共享，促进测量、造型、加工、装夹和操作的一体化。

我们认为，制造商的服务应从研究用户的加工产品、工艺、生产类型、质量要求出发，帮助用户选型设备，推荐先进的工艺和刀具辅助工具，并提供专业的培训人员和良好的培训环境，帮助用户最大限度地发挥机床的效益，加工出高质量的最终产品，这样才能逐渐获得用户的认可。

要考虑的事情

到目前为止，我们已经详细介绍了 16 种常见的数控机床类型，您应该能够区分它们。在 DIY 和购买方面，请务必根据您的业务需求和预算选择类型。

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