由於現代工業的飛速發展，普通工具機已越來越不能滿足現代加工工藝及提高勞動生產率的要求。如果裝置全部更新換代，不僅資金投入太大，成本太高，而且原有裝置的閒置又將造成極大的浪費。所以最經濟的辦法就是進行普通工具機的數控改造，這樣既可以提高生產率，改善加工工藝，還可以減少資金投入，採用此方法對中、小型企業來說是十分理想的選擇。
目前，各企業一般都有不少普通車床，完全用數控車床加以替換根本不可能。解決這個問題，必須走普通車床數控改造之路。日本大企業中有26%的工具機經過數控化改造，而中小企業則佔74%;美國有許多數控專業化公司為使用者提供數控改造服務。
我國擁有300萬台工具機，其中大量的是通用車床。因此，普通車床的數控改造，大有可為。
數控改造一般是指對普通車床某些部位作一定的改造，配上數控裝置，從而使車床具有數控加工能力。
在過去的幾十年裡，金屬切削工具機的基本動作原理變化不大。如今科學技術發展很快，特別是微電子技術、計算機技術的發展更快。應用到工具機控制系統上，它既能提高工具機的自動化程度，又能提高加工的精度，有些企業已在這方面做了有益的嘗試。
實踐證明，改造後的工具機滿足了技術發展的需要，提高了生產率和產品精度，增大了裝置適應能力和型麵加工範圍。
由於新型工具機**昂貴，一次性投資巨大，如果把舊工具機裝置全部以新型工具機替換，要花費大量的資金，而替換下的工具機又會閒置起來造成浪費，若採用數控技術對舊工具機加以改造，和購買新工具機相比，則可以節省50％ 以上的資金。一套經濟型數控裝置的**僅為全功能數控裝置的1／3到l／5，一般使用者都能夠承擔得起，這為資金緊張的中小型企業的技術改造開創了新路，也對實力雄厚的大型企業產生了較大的吸引力。
據國內資料統計，訂購新的數控工具機的交貨週期一般較長，往往不能滿足使用者需要。因此工具機的數控改造就成為滿足市場需求的主要補充手段。
在現代機械製造工業中，多品種、中小批量甚至單件生產占有相當大的比重。若要完成這些生產任務，不外乎選擇通用工具機、專用工具機或數控工具機，其中數控工具機是最能適應這種生產需要的。
從上述分析中不難看出，數控技術用於工具機改造是建立在微電子現代技術與傳統技術相結合的基礎上，具有可靠性高、柔性強、易於實現機電一體化、經濟性可觀等優點。為此，在舊有機床上進行數控改造可以提高工具機的使用效能，降低生產成本，用較少的資金投入而得到較大的經濟效益。
數控工具機加工零件的工作過程分以下幾個步驟實現：
（1）根據被加工零件的圖樣與工藝方案，用規定的**和程式格式編寫程式。
（2）所程式設計序指令輸入工具機數控裝置中。
（3）數控裝置對程式（**）進行翻譯、運算之後，向工具機各個座標的伺服驅動機構和輔助控制裝置發出訊號，驅動工具機的各運動部件，並控制所需要的輔助運動。
（4）在工具機上加工出合格的零件。
下面對其各組成部分加以介紹。
1．輸入裝置
數控加工程式可通過鍵盤，用手工方式直接輸入數控系統。還可由程式設計計算機用rs232c或採用網路通訊方式傳送到數控系統中。
零件加工程式輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀入邊加工，另一種是一次將零件加工程式全部讀入數控裝置內部的儲存器，加工時再從儲存器中逐段調出進行加工。
2．數控裝置
數控裝置是數控工具機的中樞。數控裝置從內部儲存器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程式，經過數控裝置它的邏輯電路或系統軟體進行編譯、運算和邏輯處理後，輸出各種控制資訊和指令，控制工具機各部分的工作，使其進行規定的有序運動和動作。
零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形軌跡移動。但輸入的零件加工程式只能是各線段軌跡的起點和終點座標值等資料，不能滿足要求。因此要進行軌跡插補，也就是**段的起點和終點座標值之間進行「資料點的密化」，求出一系列中間點的座標值，並向相應座標輸出脈衝訊號，控制各座標軸（即進給運動各執行部件）的進給速度、進給方向和進給位移量等。
3．驅動裝置和檢測裝置
驅動裝置接受來自數控裝置的指令資訊，經功率放大後，嚴格按照指令資訊的要求驅動工具機的移動部件，以加「出符合圖樣要求的零件。驅動裝置包括控制器（含功率放大器）和執行機構兩大部分。目前大都採用直流或交流伺服電動機作為執行機構。
檢測裝置將數控工具機各座標軸的實際位移量檢測出來，經反饋系統輸入到工具機的數控裝置中。數控裝置將反饋回來的實際位移量值與設定值進行比較，控制驅動裝置按指令設定值運動。
4．輔助控制裝置
輔助控制裝置的主要作用是接收數控裝置輸出的開關量指令訊號，經過編譯、邏輯判別和運算，再經功率放大後驅動相應的電器，帶動工具機的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動作。這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟停，工件和工具機部件的鬆開、夾緊，分度工作台轉位分度等開關輔助動作。
現廣泛採用可程式設計控制器（plc）作數控工具機的輔助控制裝置。
5．工具機本體
數控工具機的工具機本體與傳統工具機相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣動系統、潤滑系統、冷卻裝置等組成。
1．金屬切削類數控工具機
有數控車床、銑床、鑽床、磨床、齒輪加工工具機和加工中心等。
2．特種加工類數控工具機
數控電火花線切割工具機、數控電火花成型工具機、數控等離子弧切割工具機、數控火焰切割工具機以及數控雷射加工工具機等。
3．板材加工類數控工具機
數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。
4．非加工裝置，如數控多座標測量機、自動繪圖機及工業機械人等。
1．點位控制數控工具機
工具機移動部件只能實現由乙個位置到另乙個位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。
如：數控座標鏜床、數控鑽床、數控沖床、數控點焊機等。點位控制數控工具機的數控裝置稱為點位數控裝置。
2．點位直線控制數控工具機
工具機移動部件不僅要實現由乙個位置到另乙個位置的精確移動定位，而且要控制工作台以一定的速度沿平行座標軸方向進行直線切削加工。主要有簡易數控車床、數控鏜銑床等。
3．輪廓控制數控工具機
輪廓控制數控工具機不僅可完成點位及點位直線控制數控工具機的加工功能，而且能夠對兩個或兩個以上座標軸進行插補，因而具有各種輪廓切削加工功能。
常用的數控車床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控工具機。輪廓控制系統的結構要比點位直線控制系統更為複雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然後進行相應的速度與位移控制。
1．開環控制數控工具機
其控制系統不帶反饋裝置，通常使用功率步進電動機為伺服執行機構。
開環控制系統結構簡單，成本較低。不能進行誤差校正，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲槓等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環系統僅適用於加工精度要求不很高的中小型數控工具機，特別是簡易經濟型數控工具機。
2．半閉環控制數控工具機
半閉環控制數控工具機的特點是在伺服電動機的軸或數控工具機的傳動絲槓上裝有角度檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲槓的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。半閉環數控系統的除錯比較方便，並且具有很好的穩定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，使結構更加緊湊。
3．閉環控制數控工具機
閉環控制數控工具機的特點是在工具機移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對工具機進行控制，使移動部件
4．混合控制數控工具機
將以上三類數控工具機的特點結合起來，就形成了混合控制數控工具機。混合控制數控工具機特別適用於大型或重型數控工具機。混合控制系統又分為兩種形式：
（1）開環補償型控制方式。其特點是基本控制選用步進電動機的開環伺服機構，另外附加乙個校正電路。通過裝在工作台上的直線位移測量元件的反饋訊號校正機械系統的誤差。
（2）半閉環補償型控制方式。其特點是用半閉環控制方式取得高速度控制，再用裝在工作台上的直線位移測量元件實現全閉環修正，以獲得高速度與高精度的統一。
1．加工精度高
目前數控工具機的脈衝當量普遍達到了0．001 mm，而且進給傳動鏈的反向間隙與絲槓螺距誤差等均可由數控裝置進行補償。數控工具機的加工精度由過去的± 0．01 mm提高到± 0．005 mm。定位精度 90年代初中期已達到±0.
002mm～±0．005 mm。
2．對加工物件的適應性強
在數控工具機上改變加工零件時，只需重新編制（更換）程式，輸入新的程式後就能實現對新零件的加工。
3．自動化程度高，勞動強度低
數控工具機對零件的加工是按事先編好的程式自動完成的,操作者除了操作面板、裝卸零件、關鍵工序的中間測量以及觀察工具機的執行外，其他的工具機動作直至加工完畢，都是自動連續完成，不需要進行繁重的重複性手工操作，勞動強度與緊張程度均可大為減輕，勞動條件也得到了相應的改善。
4．生產效率高
數控工具機能有效的減少機動時間與輔助時間，每一道工序都能選用最有利的切削用量，選用了很高的空行程運動時間。因而消耗在快進、快退、和定位的時間比一般工具機少得多。
5．良好的經濟效益
在單件、小批量生產的情況下，可以節省工藝裝備費用、輔助生產工時、生產管理費用及降低廢品率等，因此能夠獲得良好的經濟效益。
6.有利於現代化管理
用數控工具機加工零件，能準確地計算零件的加工工時，並有效地簡化了檢驗和工夾具、半成品的管理工作。這些特點都有利於使生產管理現代化。
數控工具機最適合加工具有以下特點的零件：
（1）多品種小批量生產的零件；
（2）形狀結構比較複雜的零件；
（3）精度要求高的零件；
（4）需要頻繁改型的零件；
（5）**昂貴，不允許報廢的關鍵零件；
（6）需要生產周期短的急需零件；
（7）批量較大，精度要求高的零件。
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