机床

机床（英语：Machine Tool）是指动力制造的机械装置，通常用于精密切削金属，以生产其他机器或加工的金属零件。为了加工工件，机床在工件和刀具（英语：Cutting tool (machining)）之间产生相对运动。这个运动又可分为主运动和进给运动。这两个运动重叠在一起，才使得原材料加工成为可能。原本在工业革命发展早期还在用人工加工零件，机床的发明使得机器能制造机器，工厂大爆发的时代也跟着降临。但现在技术进步下，机床的品类也包含有3D打印机，这种机器采用直接打印成形的方法了，但理论基础于前述的切削工法相反而是用堆合的方式制造出零件。不过，本篇主要介绍采用切削工法的机床。机床一般可用作其他工具的成型，切削和连接。在机械工程学之特别部门，有别于其他机械可说是制造机械的机械。机床是生产蒸汽机的基石；因此，为了制造更强而有力的蒸汽机，带动了新兴工厂致力于各式各样机床的发展。1712年，汤玛斯·纽科门发明了大气活塞蒸气机（又称为纽科门蒸气引擎）。1765年，詹姆斯·瓦特提出新型蒸汽机的构想，将冷凝器与气缸分离开来，使得气缸温度可以持续维持在注入的蒸汽的温度，可改良纽科门蒸气机效率低的问题。然而对于新型蒸汽机中直径一米、长度二米的大型汽缸，由于当时的机床技术最好仅能做到二公分的公差，无法克服活塞与大型气缸的组装密合问题，新型蒸汽机发展遭遇了瓶颈。1775年，约翰·威尔金森]发展出镗床（boring machine），将加工公差推进至数毫米，成功解决瓦特蒸汽机的关键技术困难。于是1776年，瓦特成功制造出第一批效率更高的新型蒸汽机，并应用于实际生产。机床的基本组件包括以下组件：支承机构、驱动装置、进给机构、导向机构、控制和操纵系统、润滑系统、冷却系统、安全装置等。机床的动力可由电动机提供。电动机可分为直流马达与交流马达。传统上直流马达有功率输出大，加减速反应灵敏顺畅、温度低等优点。但直流马达具有电刷等易损坏零件。整流时产生之火花可能导致火灾，最高速率因此受限。易损坏零件也提高故障率。交流马达不需电刷。加上近年来功率、加减速反应目前最先进的技术是直线电机直接驱动机床的直线轴转电机经丝杠或者齿轮齿条等传动机构间接驱动。随着用途的不同，机床又分为车床、铣床、磨床、钻床等等。因机床组成单元的构造不同可分为台式、落地式、龙门式、多机头式等四种。机床根据电脑化程度可分为传统金属切削机（完全手工控制），数值控制NC（未加数控器，但有自动化控制）与电脑数值控制CNC（完全电脑控制）机床。机床用于精密切削金属以生产其他机器的金属零件。其架构必需有足够的刚性，适当的形状，易于操作，易于除去金属碎屑，够安全，够稳定，够准确与够精确。在机床上待加工的金属称为“工件”，用来切削工件的工具称为刀具。机床提供动力造成工件与刀具的相对运动，并且精确控制此相对运动，去除工件上不要的部分。某些机器如车床是转动工件，进给刀具。也有机器如镗床，转动刀具，进给工作台以移动工件。工作母机不但可由人工直接操作，也可加入自动控制。数值控制（Numerical control,NC）机床以及更先进的电脑数值控制（computer numerical control,CNC）机床已成为工业中及重要的部分。与传统机床、大量生产专用机相比，CNC机床较适合少量或中量高品质精密零件生产，也较能适应多样不同产品的生产。功能的优点：生产制造之优点：人事管理上的优点：缺点：>待加工的工件可用许多方法夹持。除了操作员安全训练之外，机床上也有数种设计维护安全，例如在机床外装置防护闸门防止异物伸入；装置光电侦测器以在异物伸入时发动紧急停止；将控制装置设定为双手按钮等等。请参考光机电一体化技术与自动控制