本文整理《数控技术绪论与机床基础》一讲。内容包括课程定位与考核要求、数控技术与数控机床的基本概念、从 NC 到 CNC 的发展历程、传统加工与数控加工的区别，重点讲清数控加工的六个工作步骤（程序编制→程序输入→译码→刀具补偿→插补→伺服控制与加工执行），尤其是难点"刀具补偿"和"插补"；随后讲数控机床的五大组成部分（输入输出装置、数控装置、伺服系统、机床本体、测量反馈装置），以及两种最重要的分类——按运动轨迹分为点位、直线、轮廓控制，按伺服系统控制原理分为开环、半闭环、闭环控制（含三者精度、成本、维护与适用场合对比）。文末附流程与组成类比、典型例题、术语表、待核对清单和主动回忆题（含答案要点），适合绪论复习、期末梳理和后续编程学习打底。

一、核心结论

• 本课程是机械专业核心课，共24 学时（12 次出勤），重点讲前五章（以数控编程为核心）；闭卷考试，成绩由期末考试、平时作业（约占20%）和课堂表现构成；课程结束有课程设计，要求能编写中等复杂零件的控制程序。
• 数控（NC，数字控制）：用数字化信息（数字信号）对设备的运动及其生产（加工）过程进行控制的技术；对象不限于机床，还包括芯片设备、医疗设备等。
• 机床数控技术：用数字化信息对机床的运动及其加工过程进行控制；数控机床＝装有数控系统的机床，普通机床加装数控装置后也可称为数控机床，二者根本区别在于有没有数控系统。
• 发展历程与计算机相似：电子管→晶体管→小规模集成电路，这三阶段只有硬件逻辑、没有计算机，统称NC（数字控制）；小型计算机出现后进入CNC（计算机数字控制，第一个 C 是 Computer）时代，再发展到微处理器、个人计算机控制。
• 传统加工靠工人按工序卡手动操作（手摇进给、肉眼看、卡尺量）；数控加工由编程员编好程序、经 U 盘/WiFi 输入，机床自动加工，显著降低劳动强度（一人可看多台），但要求保证首件合格、会对刀找正。
• 数控加工六步流程：①程序编制 → ②程序输入 → ③译码 → ④刀具补偿 → ⑤插补 → ⑥位置控制与加工执行（伺服驱动）。
• 刀具补偿：编程按零件轮廓，实际切削由刀具完成，必须把零件轮廓换算成刀具中心（刀位点）的实际轨迹，分刀具半径补偿和长度补偿（如 G41 为刀具半径左补偿）。
• 插补：系统只知道起点、终点和轮廓类型，而机床只能走直线；插补对曲线进行数据点密化，把曲线分成许多微小直线段、逐段发给伺服系统去逼近曲线；点越密轮廓精度越高，点太少圆会变成多边形。
• 数控机床五大组成：输入输出装置、数控装置（核心/大脑）、伺服系统（驱动执行）、机床本体（机械执行部件）、测量反馈装置（检测实际位移并回传）。
• 按运动轨迹分三类（复杂度递增）：点位控制（只保证点坐标准确、移动中不切削，如钻/镗/冲）、直线控制（只能沿坐标轴方向或特定角度直线切削，应用少）、轮廓控制（多轴联动走任意曲线曲面，最复杂、应用最广，加工中心多属此类）。
• 按伺服系统控制原理分三类：
  • 开环：无测量反馈、信号单向，多用步进电机，不能修正误差，结构简单成本低但精度差；
  • 闭环：测量装置（光栅尺等）直接测最终执行部件（工作台/刀架）位移并反馈比较、消除偏差，精度最高，但测量件受环境影响大、系统易不稳定、调试维护难、成本高；
  • 半闭环：测量装置（编码器等）装在电机轴/丝杠端，测转角间接推算位移，丝杠螺距误差和间隙不能完全消除、精度略低于闭环，但稳定、结构简单、维护方便、成本较低，现代数控机床应用最广。
• 数控框架（输入—控制—驱动—执行—反馈）具有普遍性，换成空调、流水线、打印机等设备同样成立，只是元件名称不同。

二、知识结构

• 数控技术概论
  • 课程定位：24 学时、前五章、闭卷、作业 20%、课程设计
  • 基本概念：数控 / 机床数控技术 / 数控机床；NC→CNC 发展史
  • 加工流程
    • 传统加工 vs 数控加工
    • 六步：编程 → 输入 → 译码 → 刀具补偿 → 插补 → 伺服执行
    • 难点：刀具补偿（半径/长度）、插补（数据密化、微直线逼近）
  • 机床五大组成：输入输出 / 数控装置 / 伺服系统 / 机床本体 / 测量反馈
  • 分类
    • 按运动轨迹：点位 / 直线 / 轮廓
    • 按伺服原理：开环 / 半闭环 / 闭环
    • 按功能、按工艺用途（了解）
  • 特点、适用范围与发展趋势（智能化、多轴联动）

三、详细笔记

3.1 课程定位、考核与学习目标

• 课程性质：机械专业（或并入机械的原数控专业）核心课，共24 学时、约 12 次出勤。章节较多，受学时限制重点讲前五章，核心是数控编程；机床结构、故障诊断等 6～9 章视时间再作介绍。
• 考核方式：闭卷、一张试卷；成绩由**期末考试成绩＋平时作业（约占 20%）＋课堂表现（出勤等）**构成。
• 学习目标（四类，重点在第 2 类）：
  1. 熟悉数控机床的结构、工作原理和机械部件的技术要求（一般性了解，因机床种类、厂家繁多，具体设备到岗位再深入）；
  2. （重点）熟悉典型数控机床的自动编程系统与工作原理：掌握编程基础理论，能编写功能中等复杂零件的加工程序，并尽量具备加工能力——在没有真机的校区可用仿真软件验证程序，并练习对刀、找正等操作；
  3. 了解数控系统的基本组成；
  4. 具备查阅技术资料（编程手册、代码表）的能力——很多 G、M 代码记不住，要会查手册。
• 课程设计：课程结束后安排，要求具备编写中等复杂零件控制程序的能力；因本课程未涵盖 CAD，绘图环节（手绘意义不大）将根据是否学过 CAD 再作调整。
• 上课需自备教材（学校未订可自行网购，保证手头有书）。

3.2 数控技术与数控机床的基本概念

• 数控（数字控制，Numerical Control）：凡是用数字化的信号/信息去控制一台机器的运动或生产过程，都可称为数控；其控制对象很广，除机床外还包括芯片制造设备上的电机、医疗设备等。
• 机床数控技术：把数控应用到机床上，即用数字化信息对机床的运动和加工过程进行控制的技术。数控系统一般包含数控装置、可编程控制器（PLC）、主轴驱动、进给装置等。
• 数控机床：装备（安装）了数控系统、并由该系统完成加工运动和辅助运动的机床。老式普通机床只要改装、加装数控装置，也能成为数控机床。数控机床与普通机床的根本区别，就在于是否装有数控系统。
• 为什么课程以机床为数控的典型对象：
  • 机床是"工作母机"，其他许多设备都靠机床加工制造；
  • 机床的控制精度、运动控制的复杂性、设备本身的复杂程度都高于一般机械；
  • 机床独立运动的坐标轴数量多（三轴、四轴、五轴联动），最具代表性；
  • 机械行业无论做结构、仿真还是嵌入式，几乎都会接触机床，学机床数控的普适性最强。

3.3 数控技术的发展历程（NC → CNC）

• 数控技术的发展与计算机技术的发展历程相似，至今约 70 多年，大致经历：
  1. 电子管数控；
  2. 晶体管数控；
  3. 小规模集成电路数控。
  • 以上三个阶段使用固定接线的硬件逻辑实现控制、内部没有计算机，统称为NC（数字控制）；早期设备自由度不高（约三个坐标）。
  4. 小型计算机出现后，用计算机存储的控制程序实现数字控制，进入CNC（计算机数字控制，Computerized Numerical Control）时代；此后又发展到用微处理器、个人计算机进行控制。今天所说的 CNC 操作员、数控编程，都是针对计算机控制的机床。
• 历史背景（了解，细节以教材为准）：20 世纪 40 年代，美国军方为加工直升机螺旋桨叶片等复杂精密零件，由 Parsons（帕森斯）公司提出设想、与麻省理工学院（MIT）合作，约在1952 年研制出第一台三坐标数控铣床；此后日本、德国在数控机床和加工中心方面发展迅速。
• 我国现状（了解）：高端五轴联动机床、加工中心仍较多采用德国、日本的数控系统和部件，国产高端数控有差距但在持续进步，相关人才紧缺。

3.4 传统加工与数控加工的区别

以加工一个圆饼类零件为例：

• 传统（普通机床）加工路径：
  1. 技术人员根据图纸的形状、尺寸、材料、技术要求做工艺分析（用什么设备、分几道工序、走几次刀、每次切多深、何时测量）；
  2. 填写工序卡（例如工序一：车端面，第一次走刀切 2 mm、第二次走刀切 1 mm，然后测量端面尺寸）；
  3. 操作工拿着工序卡在普通机床上手动操作——手摇刀架进给、靠眼睛观察、用卡尺等量具测量，最终做出产品。
• 数控加工路径：
  1. 同样先做工艺分析；
  2. 由编程员编写加工程序（简单零件手工编程，复杂零件可用 CAM 软件自动生成）；
  3. 程序文件存入 U 盘（或通过 WiFi/通信）输入数控装置，早期也有纸带或在线输入；
  4. 操作工完成装夹、对刀、首件确认后，机床即按程序自动运行。
• 区别与影响：数控加工把人从持续的手动操作中解放出来，显著降低劳动强度，一个工人可同时照看十几台机床，主要负责上下料、对刀和保证首件合格；加工一致性和复杂形状能力大幅提高。

3.5 数控加工的六个工作步骤（重点）

从拿到图纸到加工出产品，数控加工（信息处理与执行）分为六步：

1. 数控加工程序的编制：根据加工图纸上零件的形状、尺寸、材料和技术要求，确定工艺过程、工艺参数、刀具和切削用量等，把零件轮廓做数学处理（如把直线、点位换算成坐标 X、Y、Z 数值），再用规定的代码和程序段格式（G、M、S、F、T 等）编写程序，进行路径规划/分段以确保正确，生成程序文件存储（U 盘等）。简单件由人工编写，复杂件可由 CAM 软件生成。
2. 程序的输入：把加工程序、控制参数和补偿参数通过输入装置送入数控装置，常见方式是把存了程序的 U 盘插到机床 USB 口，也可用机床键盘直接键入或通过通信/WiFi 传输。
3. 译码（解码）：数控装置本质是一台专用计算机，不能直接执行程序段文本，需要按语法规则把程序段"翻译"成计算机能识别的数据格式（其中包含零件轮廓、起点终点、进给速度、切削液开关等信息）；译码同时进行语法检查，程序写错会报错提示。
4. 刀具补偿：见 3.6。
5. 插补：见 3.6。
6. 位置控制与加工执行：插补输出的脉冲/位移指令送给伺服系统，伺服电机按脉冲的数量、频率、方向转动，经联轴器、滚珠丝杠螺母副等把旋转变成工作台/刀架的直线移动，并驱动主轴转动、刀具切削，最终把毛坯加工成产品；有反馈的系统在此过程中不断检测、比较、修正。

岗位对应：前三步及补偿量的设定主要由编程员（技术岗）完成，译码、刀补运算、插补由数控装置内部自动完成；一线操作员负责装夹、对刀、上下料、首件检验和看护设备。小厂设备少时常一人兼任，大厂则分工明确。

3.6 难点详解：刀具补偿与插补

3.6.1 刀具补偿

• 为什么要补偿：编程时是按图纸上的零件轮廓（例如一个圆）编写坐标的，但真正切削的是刀具；刀具总有一定的半径和长度，刀位点（刀具中心/刀尖基准点）并不在零件轮廓上。刀头可能偏左、偏右，刀具有长有短、刀尖方向各异，因此同一零件轮廓对应的刀具中心实际运动轨迹并不相同，必须经过补偿计算把"零件轮廓轨迹"换算成"刀具中心轨迹"。
• 两类补偿：刀具半径补偿和刀具长度补偿（后续编程章详讲）。
• 举例：G41 表示刀具半径左补偿——沿刀具前进方向看，让刀具中心向零件轮廓左侧偏移一个刀具半径；与 G41 对应的还有右补偿 G42、取消补偿 G40。

3.6.2 插补

• 问题：编程时一般只给出轮廓的起点、终点和轮廓类型（直线/圆弧等），而机床的执行部件本质上只能沿坐标轴做微小直线运动，并不能直接"画"出一条任意曲线。
• 插补的本质：数控系统根据输入的轮廓，边计算边在已知点之间"插入"一系列中间点，即对轮廓进行数据点密化，把曲线划分成许许多多微小的线段，每两个相邻点之间走一段微小直线，用大量微小直线段去逼近曲线轮廓（可理解为"插值"）。
• 精度关系：插补出的中间点越密，逼近误差越小、轮廓越光滑；点太少，加工圆时就会明显变成多边形，精度很差。
• 插补运算在数控装置中实时完成，结果以脉冲形式不断送给伺服系统，常见有直线插补、圆弧插补等（程序中G01 为直线插补）。

3.6.3 一个程序行示例（仅建立概念，第二章详讲）

• N5 G01 G41 X100.0 Y100.0 F100 M08（示意，具体格式以教材/系统为准）：
  • N5：程序第 5 行的行号（顺序号），只用于标识，不产生动作；
  • G01：直线插补，刀具走直线；
  • G41：建立刀具半径左补偿；
  • X100.0 Y100.0：本程序段目标点坐标（100，100）；
  • F100：进给速度（具体单位随系统设定）；
  • M08：打开切削液（冷却泵开）。
• 这类代码逻辑简单、不涉及复杂算法，记不住时查编程手册即可，关键是不要写错格式。

3.7 数控机床的五大组成部分

数控机床一般由以下五部分组成，可与"电脑+打印机"、空调、流水线类比记忆：

1. 输入输出装置（输入/输出设备）：操作面板、键盘、显示器、USB 及通信接口等。用于输入和显示、修改、存储程序，设定参数、对刀操作，必要时打印。相当于普通电脑的鼠标、键盘、显示器。
2. 数控装置（CNC 装置，核心，相当于"大脑/主机"）：由硬件（微处理器、存储器、接口等）和软件组成，负责读入程序、译码、刀具补偿运算、插补运算，并向伺服系统输出控制信号，还具备信息处理、辅助控制和程序错误报警功能。
3. 伺服系统（驱动与执行的桥梁，相当于"手/肌肉"）：接收数控装置发来的微弱指令并进行功率放大，驱动运动部件；一般包括控制电路、功率放大电路和伺服电机（进给伺服电机、主轴电机）。若暂时不理解电路，可先简单把它理解为"受控的电机＋驱动"。电机轴通常经齿轮、联轴器、滚珠丝杠螺母副带动工作台、刀架运动。
4. 机床本体（受控的机械主体）：完成实际切削的机械部分，包括：
   • 主运动部件（主轴）、进给运动部件（工作台、导轨、滚珠丝杠、齿轮传动）；
   • 床身、立柱、底座等支撑框架，把各部件有机连成整体；
   • 辅助装置：冷却系统（冷却液箱）、排屑装置、润滑、液压气动、防护罩、油箱等（简单件、发热量小的加工可不用冷却液，故部分辅助装置可视情况配置）。
5. 测量反馈装置（相当于"眼睛"）：用测量元件检测执行部件（或电机轴）实际的位移、速度、方向并转换为信号反馈给数控装置，与指令比较后修正。常用测量元件有光栅尺（直线位移）、光电编码器（角位移）、旋转变压器、感应同步器等。

类比：流水线靠红外传感器（输入）→处理器（数控装置）→电机（伺服）→导轨机构（本体），但流水线对多走 1 mm 少走 1 mm 不敏感，常没有测量反馈；精密机床必须有测量反馈。空调的面板（I/O）→单片机/处理器→压缩机（执行）→空调本体→测温反馈，也是同一框架。

3.8 数控机床的分类（一）：按运动控制轨迹

按刀具相对工件的运动轨迹，复杂程度递增分为三类：

• 点位控制最简单但仍广泛用于孔加工；直线控制只能走坐标轴方向或特殊角度，加工圆/曲面时多边形感明显、使用很少；轮廓控制最复杂，是现代数控机床的主流。

3.9 数控机床的分类（二）：按伺服系统控制原理（重点辨析）

3.9.1 开环控制系统

• 结构：数控装置→伺服驱动→步进电机→执行部件，没有测量反馈装置，信号流单向。
• 工作：步进电机按指令脉冲的数量、频率、方向转动，但系统不知道执行件实际走了多少、是否到位，无法检测和修正误差。
• 特点：结构简单、成本低、容易维护、工作稳定；但精度差、抗干扰能力弱（丢步、误差无法纠正）。
• 适用：精度要求不高、负载较轻的经济型/小型/老旧设备；现代成批生产、精度要求较高的机床很少采用。

3.9.2 闭环控制系统

• 结构：在执行部件（工作台、刀架等床身运动件）上直接安装测量装置（如光栅尺），实时直接测量执行件的实际位移、速度、方向并反馈到数控装置。
• 工作：数控装置把指令位移与反馈的实际位移进行比较（含 PID 运算），得出偏差，再令伺服电机驱动执行件减小并消除偏差，直到达到规定位置。
• 特点：
  • 优点：因为直接测量最终运动部件，理论上可以把整个驱动、传动链（联轴器、滚珠丝杠螺母副）的误差、反向间隙、失动量都包含在反馈环内加以补偿消除，位置精度最高；
  • 缺点：测量装置直接暴露在加工现场，易受油液、气体、温度、粉尘、铁屑影响而失真；机械传动的摩擦、刚性、间隙多为非线性，容易造成系统不稳定、甚至振荡；设计、安装、调试、维护都比较困难，成本高。
• 适用：精度要求很高的中大型、精密数控机床。

3.9.3 半闭环控制系统

• 结构：把测量反馈装置（常用光电编码器）安装在伺服电机轴端或丝杠端部，而不是工作台/刀架上。
• 工作：测量电机轴（丝杠）的转角和转速，利用丝杠螺距等传动关系间接推算工作台/刀架的直线位移，再与指令比较、修正。
• 特点：
  • 测量元件在电机端、环境好、不易受加工现场干扰，系统稳定性好；
  • 结构简单、调试维护方便、成本较低；
  • 但反馈环不包含（或只包含少量）机械传动环节，滚珠丝杠的螺距误差、反向间隙引起的位移误差无法被完全消除，精度略低于闭环，不过可通过误差补偿保持较高精度。
• 适用：兼顾精度、稳定性与成本，现代数控机床中应用最广泛。生活中的血压、水位恒值控制也常采用类似半闭环的反馈思想。

3.9.4 三者对比小结

• 一句话判别：开环无反馈；闭环直接测最终执行件；半闭环测电机端、间接推算执行件。

3.10 数控机床的其他分类、特点与发展趋势（了解）

• 按功能水平可分经济型、普通型、高档（高级）型；按工艺用途可分数控车床、铣床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、加工中心，以及金属成型、激光切割、电火花等特种加工数控机床。
• 数控加工的总体特点：加工精度高、一致性好、质量稳定；柔性好（换产品主要改程序）、生产率高；能完成复杂曲面、多轴联动加工；大大减轻体力劳动、对操作者编程与工艺知识要求提高；设备较贵、维护要求高。
• 发展趋势：向高精度、高速度、高可靠性、复合化、多轴（五轴）联动、智能化（自适应加工、故障诊断）、网络化（物联网、工业 4.0、智能产线）方向发展。

四、例题、案例或类比

4.1 流程排序：数控加工六步

• 题目：把"伺服加工、程序编制、插补、程序输入、刀具补偿、译码"按数控加工顺序排列。
• 答案：程序编制 → 程序输入 → 译码 → 刀具补偿 → 插补 → 位置控制与加工执行（伺服加工）。

4.2 刀具补偿与插补判断

• 问：编程坐标是按零件轮廓写的，为什么机床还要做刀具补偿？
  • 答：实际切削由有半径、长度的刀具完成，刀位点不在轮廓上；必须经半径/长度补偿把零件轮廓换算成刀具中心的实际轨迹，否则加工尺寸会偏。
• 问：为什么说机床不能直接加工曲线？插补怎样"加工"出圆？
  • 答：机床只能沿坐标走微小直线；插补把圆密化成许多中间点，相邻点之间走微小直线段去逼近圆；点越密越接近圆，点太少就成了多边形。

4.3 五大组成类比（以打印机/空调为例）

• 打印机：鼠标键盘/操作（输入输出）→电脑主机处理（数控装置）→打印机执行机构（伺服系统）→打印机本体（机床本体）；普通打印一般不检测打偏没有，故没有测量反馈，而精密机床必须有。
• 空调：面板按键与显示（I/O）→单片机/控制板（数控装置）→压缩机驱动（伺服）→空调整机（本体）→温度传感器（测量反馈）。

4.4 点位、直线、轮廓的区分

• 数控钻床在两个坐标位置各钻一个孔，孔间怎么走都行——点位控制；
• 只能沿水平/竖直或 45°方向铣出规整台阶——直线控制；
• 加工航空发动机叶片、模具型面等空间曲面，需多坐标同时联动——轮廓控制。

4.5 开环/半闭环/闭环辨析

• 问：开环与闭环最根本的区别是什么？
  • 答：开环没有测量反馈装置、信号单向、不能修正误差；闭环和半闭环都有反馈、能比较并消除偏差。
• 问：既然闭环精度最高，为什么现代大多数数控机床用半闭环？
  • 答：闭环把光栅尺直接装在工作台上，易受切削环境干扰、机械非线性易使系统振荡，调试维护难、成本高；半闭环在电机端测转角间接推算，稳定、易维护、成本低，再用误差补偿即可满足多数精度要求，性价比最高、应用最广。

五、术语、符号或关键表达

六、课堂任务与复习安排

• 绪论对应教材第 1 章，要求：
  1. 说清数控、机床数控技术、数控机床三个概念，能区分 NC 与 CNC；
  2. 能按顺序复述数控加工六步流程，并重点讲明白刀具补偿和插补在做什么；
  3. 熟记数控机床五大组成及其作用，能把该框架迁移到其他机电设备；
  4. 能区分点位、直线、轮廓控制机床的特点和用途；
  5. 能从"有无反馈、反馈取在哪里、精度/稳定性/成本/应用"四方面辨析开环、半闭环、闭环。
• 准备教材、关注签到；后续前五章以编程为重点，将结合仿真软件练习程序编写、对刀与验证；课程结束有课程设计，需具备中等复杂零件编程能力。

七、待核对与疑问

八、复习与主动回忆

复习清单

1. 用 2 分钟说出课程学时、重点章节、考核与成绩构成、课程设计要求。
2. 用 3 分钟区分数控、机床数控技术、数控机床，说明 NC 与 CNC 的差别和发展阶段。
3. 用 2 分钟对比传统加工与数控加工的路径和人员分工。
4. 用 5 分钟按顺序复述六步流程，并重点解释译码、刀具补偿、插补各做什么。
5. 用 3 分钟说出机床五大组成及作用，并举空调/打印机的对应部件。
6. 用 3 分钟比较点位、直线、轮廓控制机床。
7. 用 5 分钟从反馈有无、测量位置、精度、稳定性、成本、应用六方面比较开环、半闭环、闭环。

主动回忆题

1. 什么是数控技术？什么是数控机床？普通机床加装什么后也可称为数控机床？
2. NC 和 CNC 有什么区别？数控技术发展经历了哪些主要阶段？
3. 与传统加工相比，数控加工在工艺准备和人员操作上有什么不同？编程员和操作员各负责什么？
4. 按顺序写出数控加工的六个工作步骤。
5. 什么是译码？程序有语法错误时系统会怎样？
6. 什么是刀具补偿？为什么必须进行刀具补偿？刀具补偿分哪两种？G41 表示什么？
7. 什么是插补？为什么机床能用一段段微小直线"加工"出曲线？插补点的疏密对精度有什么影响？
8. 数控机床由哪五大部分组成？各起什么作用？分别可类比为计算机/人体的什么？
9. 点位控制、直线控制、轮廓控制机床在轨迹要求和用途上有何不同？钻床、加工中心各属于哪一类？
10. 开环、半闭环、闭环伺服系统的根本区别是什么？为什么闭环精度最高却最难维护？为什么半闭环应用最广？

答案要点

1. 数控技术是用数字化信息（数字信号）对设备运动和生产过程进行控制的技术，对象不限于机床；机床数控技术是用数字化信息控制机床运动和加工过程；数控机床是装有数控系统、由其完成加工运动和辅助运动的机床；普通机床加装数控装置（数控系统）后也可称为数控机床，有无数控系统是它与普通机床的根本区别。
2. NC（数字控制）采用电子管、晶体管、小规模集成电路等固定硬件逻辑实现控制，内部没有计算机、靠硬件接线；CNC（计算机数字控制）用计算机/微处理器按存储的程序实现控制，功能强、柔性好。发展阶段为电子管→晶体管→小规模集成电路（统称 NC）→小型计算机/微处理器/个人计算机控制（CNC）。
3. 传统加工由工人按工序卡在普通机床上手动摇刀、观察、测量完成；数控加工由编程员先做工艺分析并编好程序、输入机床，操作工装夹对刀后机床自动加工，一人可看多台、劳动强度低、一致性好。编程员负责工艺、编程和补偿量设定；操作员负责装夹、对刀、上下料、首件检验和设备看护。
4. 程序编制 → 程序输入 → 译码 → 刀具补偿 → 插补 → 位置控制与加工执行（伺服驱动加工）。
5. 译码是把人编写的程序段按语法规则翻译成数控装置（计算机）能识别的数据格式，提取轮廓、起终点、进给速度、辅助功能等信息；译码时进行语法检查，程序写错会报错、报警提示。
6. 编程按零件轮廓，而实际由有半径和长度的刀具切削，刀位点不在轮廓上，所以必须把零件轮廓换算成刀具中心（刀位点）的实际运动轨迹，即刀具补偿；分刀具半径补偿和刀具长度补偿；G41 是刀具半径左补偿（沿刀具前进方向刀心向左偏一个半径）。
7. 机床只能沿坐标走微小直线，不能直接走任意曲线；插补在起终点和轮廓类型已知的情况下实时计算并插入大量中间点（数据密化），相邻点之间走微小直线段去逼近曲线；中间点越密逼近误差越小、轮廓越光滑，点太少曲线会明显变成多边形。
8. ①输入输出装置（键盘、面板、显示器、接口，类比鼠标键盘显示器）；②数控装置（译码、刀补、插补、发指令，类比大脑/主机）；③伺服系统（放大指令、驱动伺服电机，类比手/肌肉）；④机床本体（主轴、工作台、导轨、丝杠、床身、冷却排屑等机械执行部分，类比躯干四肢）；⑤测量反馈装置（光栅、编码器等检测实际位移回传，类比眼睛）。
9. 点位控制只保证刀具精确定位到目标点坐标、两点间路径不限且移动中不切削，用于钻、镗、冲等；直线控制只能沿平行坐标轴方向或特定角度做直线切削，只能加工台阶等规整机件、应用少；轮廓控制能多坐标联动连续走出任意直线、圆弧和空间曲面，用于叶轮、模具等复杂零件，最复杂、应用最广。数控钻床属点位控制，现代加工中心多属轮廓控制。
10. 根本区别在测量反馈：开环无反馈、信号单向（多用步进电机），不能修正误差、精度最低；闭环把光栅尺等直接装在工作台/刀架上测最终位移并反馈，能把传动链误差和间隙都纳入环内消除，精度最高，但测量件受油气温尘铁屑影响、机械非线性易引起振荡，调试维护难、成本高；半闭环把编码器装在电机/丝杠端测转角间接推算位移，反馈环不含全部机械传动、精度略低，但环境好、系统稳定、结构简单、维护方便、成本较低，并可用补偿保证较高精度，故综合性价比最高、现代机床应用最广。