机床发展史
世界上最早出现的机床是在公元二千多年时的树木车床。在工作时用脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性通过绳索带动工件旋转，用石片或其他东西作为刀具，对工件进行切削。这便是机床最早的雏形。
到了十五世纪，由于制造钟表和武器的需要，出现了加工螺纹的齿轮的机床。还有用于加工炮筒的镗床，十七世纪，由于军事上的需要，大炮制造业迅速发展，镗床得到了进一步的发展。
中世纪时期，有人设计出了利用脚踏板通过曲轴带动飞轮旋转，再由飞轮带动主轴旋转的“脚踏车床”，到十六世纪中叶，法国一个叫贝松的设计师设计出了一种用使用螺丝杠使刀具移动来车螺纹的车床，不过这种车床在当时并没有得到推广。
十八世纪的工业革命进一步推动了机床技术的发展。1775年，威尔金森发明了世界上第一台能够进行精密加工的镗床。这种镗床用的是空心圆筒形镗杆，两端都安装在轴承上[1]。镗床为蒸汽机的发展做出了重要的贡献，从此，机床逐渐用蒸汽机作为动力。而在机床上，人们已经开始设计出床头箱、卡盘，从原来的旋转工件发展到旋转床头箱[2]。1797年，英国的莫利兹设计出了一种用丝杠传动刀架的车床，这种车床能够实现自动进给和加工螺纹，被视为划时代的机床结构。莫利兹也因此被称为“英国机床工业之父”。
十九世纪，由于纺织业，交通运输机械和武器制造业的大力发展，各种各样的机床开始广泛出现。1800年，莫利兹改进了原来的刀架车床，采用更换齿轮的方法使得进给速度的加工螺纹的螺距可以改变。1817年，一位英国人罗伯茨设计出了可以通过四级带轮的背轮机构来改变主轴转速的车床。此后，更大型的车床出现了。同时，工业的发展对于机械化自动化的要求越来越高，在这种需求下，美国的菲奇在1845年设计出了转塔车床，三年后，美国又出现了回轮车床[5]。到了1873年，美国的斯潘塞相继研制出了单轴自动车床和三轴自动车床。到了二十世纪初出现了有单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。
十九世纪人们对于镗床的改进也在不断进行。1885年，在对威尔金森的镗床做了许多改进之后，英国的赫顿发明了工作台升降式镗床，并成为了现代镗床的雏形。
由于发展蒸汽机的需求，很多技术人员也开始着手刨床的研究。从1814年到1839年前，人们先后设计制造出多种龙门刨床，但是这些刨床都没有送刀装置[6]，直到1839年，英国一个叫做博德默的设计师终于设计出了带有送刀装置的龙门刨床。而从1831年起以后的40年间，用于加工小平面的牛头刨床也开始被制造出来。
就在英国为了应对工业革命的需求设计制造刨床、镗床的时候，美国为了生产武器装备，则将精力放在了铣床的研制上。1818年，惠特尼研制出了世界上第一台普通铣床，但是由于当时的铣床造价过高，因此并没有得到广泛发展，虽然当时关注铣床的人不多，但是惠特尼的铣床为以后铣床的发明应用奠定了基础。1862年，美国工程师约瑟夫·布朗设计制造出了世界上第一台万能铣床，这种铣床配备了万有分度盘和综合铣刀[7]，成为了一次划时代的设计。万能铣床的工作台可以在水平方向旋转一定的角度并有立铣头等附件。布朗设计的铣床在1867年的巴黎博览会上获得了极大的成功，随后，他又设计出了经过研磨也不
会发生变形的成型铣刀和用于磨铣刀的研磨机，布朗的设计使铣床的发展达到了一个更高的水平。
在19世纪五六十年代，钻床和磨床也相继出现。1850年前后，德国的马蒂格诺最先制成了用于在金属上钻孔的麻花钻，1862年，英国的惠特沃斯在伦敦的国际博览会上展出了由动力驱动的钻床，这也是近代钻床的雏形。以后，各种各样的钻穿开始出现，后来电动机的发明和在钻床上的使用，使大型高性能的钻床也最终被研制出来。1864年，美国制造出来世界上第一台磨床，当时的磨床是在车床的溜板刀架上装上砂轮，并使它能够自动传送的装置[3]。12年后，美国的布朗研制出了与近代磨床比较接近的万能磨床。后来，由于轴承、导轨的不断改进，磨床的精度也越来越高，并且开始向专业化方向发展。
到了20世纪，电子技术开始得到快速发展，自动信息处理、数据处理以及计算机技术在机床上的应用，给自动化技术带来了新的概念。于是人们开始研究用数字信号代替机械结构对机床的运动和加工的过程进行控制的新一代的机床。1952年，美国帕森斯公司与麻省理工学院合作研制成功了世界上第一台数控升降铣床[4]，四年后，德国、日本、苏联也分别研制出本国的第一台数控机床，紧接着我国又于1958年制造出了我国的第一台数控机床。1959年，美国可耐·杜列克公司成功研制出了世界首台加工中心，加工中心配备有刀库、用于换刀的装置和回转工作台以满足在一次装夹中进行不同类型的加工[8]，如车削、铣削和钻孔等，这是数控机床的新一代类型。然而由于当时的数控系统还处于电子管、晶体管和集成电路初期，设备的体积较大，价格昂贵且工作可靠性差，因此数控机床大多都是比较简单的钻床，数控机床技术并没有得到推广，发展也比较缓慢。
60年代，比较简单、经济的点位控制数控钻床和直线控制数控铣床得到了较快发展，数控机床开始在机械制造业各部门逐步推广。60年代末，又出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接控制系统（DNC）和用小型计算机控制的计算机数控系统（CNC）。
70年代，大规模集成电路、小型计算机和微处理器开始出现，数控的体积、运算速度、价格、可靠性方面都得到了很大的改善。1974年，人们成功研制出使用微处理器和半导体存储器的微型计算机数控系统（MNC），这种数控系统的功能比三代数控系统的大了一倍，体积减少到了二十分之一，价格也降低了四分之三，可靠性也有很大的提高[9]。同时，数控机床的基础理论也在逐步积累，关键技术得到了新的突破，从而使数控机床的发展开始得到重视，世界发达国家的数控机床产业也开始进入发展阶段。
80年代，数控系统微处理器的运算速度又有了较大的提高，监控、检测、换刀、外围设备开始应用，数控机床的功能不断完善，可靠性进一步提高，数控机床得到了全面发展，发达国家的数控机床产业进入了发展应用阶段。
90年代，数控机床在工业生产中得到了普遍应用，数控机床技术不断发展，柔性单元、柔性系统、自动化工厂开始应用，数控机床产业开始进入成熟阶段。
进入21世纪后，民用工业和军事技术的不断发展对数控机床的要求越来越高，智能控制技术、高速高精控制技术、多通道开放式体系结构、多轴控制技术、CAD/CAM与CNC的集成，让数控机床的技术达到了智能化、网络化、敏捷制造、虚拟制造的更高阶段。而未来数控机床的类型将更加多样化，自动程度也更加高，并将会向高速高效、高精度、高可靠性、复合化、多轴化、智能化方向发展。
我国机床的发展
从1949年建国时期到1952年国民经济恢复时期，我国把机床工业的发展放
在了重要的位置实现了机床的从无到有，初步建成了机床行业的构架。
1953到1957年“一五”期间我国机床工业开始发展建设。建立了车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床、仪表机床、重型机床等专业机床研究所，这对我国机床技术的发展起到有力的推动作用。在“一五”期间，我国机床主要采用前苏联的图纸或仿制品，累计向全国提供了十万多台机床，主要用于国家的重工业和机械工业的建设。
1958到1962年“二五”期间我国机床工业进入到提高完善阶段。这一时期重点发展重型机床、精密机床、锻压机床等，机床产业设备基本齐全，具备了提供大型、精密、高效机床和专用机床的能力，为我国汽车、内燃机、轴承、电机等行业提供了大量的装备。到1962年底，我国机床仿制品比例从“一五”期间的78.5%下降到了33.2%。国民经济发展和国防建设对高精度精密机床的需求越来越大，而国内当时还没有具备生产高精度精密机床的能力，欧美又对我国进行技术封锁，原苏联也中止了对我国机床的供货，因此只能自力更生，对整个机床行业组织“会战”。到1965年底，我国累计掌握了二十多种高精度精密机床的技术，国内高精度精密机床产业出现了。
1980年以后我国机床工业进入了新的历史发展时期。改革开放后，我国开始进行技术改造，其中包括了数控攻关和数控机床的国产化，通过技术改造，企业在关键工艺装备、开发试验手段和装配、加工条件上得到了改善。
1981到1985年“六五”期间我国数控机床技术开始发展。在这一时期，机床行业一共引进了113项国外技术，自行开发了1225种新产品[10]。中国的机床开始出口到多个国家和地区
1986到1990年“七五”期间我国数控机床开始与国外合作生产。机床市场由此向国际市场进发。1991到1995年“八五”期间，我国数控机床具有了自主知识产权。1996到2000年“九五”期间，我国数控机床的市场占有率有了很大的提高。
到了2000年以后我国机床工业实现了跨越式高速发展。国家实施振兴装备制造业的重大国策，为了改变大型、高精度数控机床主要依赖进口的现状，满足国民经济发展和国家重点工业领域发展的需要，提出发展大型、精密、高速数控装备和数控系统及功能部件为十六项重点振兴领域之一，在国家的政策支持和市场需求推动下，数控机床产业实现了跨越式发展，代表数控技术先进水平的五轴联动机床也打破了国外封锁。
建国以来特别是改革开放30年来，我国机床工业获得了很大的进步，机床行业也将把握未来的发展机遇，使我国由机床制造大国向机床制造强国转变。
小结：机床工业是一个国家制造业的基础，机床产业作为一个国家的战略性产业，备受世界各国的重视。在对机床的发展史有了一定的了解后，将有助于人们把握将来机床的发展趋势，设计出符合未来需求的机床设备。
数控机床的发展史 1.第一代数控机床产生于 1952年（电子管时代）美国麻省理工学院研制出一套试验性数字控制系统，并把它装在一台立式铣床上，成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床，但是这台机床毕竟是一台试验性的机床。到了1954年11月，在帕尔森斯专利基 础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司。 2.第二代数控机床产生于1959年（晶体管时代）电子行业研制出晶体管元器件，因而数控系统中广泛采用晶体管和印制电路板，使数控机床跨入了第二代。同年3月，由美国克耐·杜列克公司（Keaney ＆Trecker Corp）发明了带有自动换刀装置的数控机床，称为“加工中心”。现在加工中心已成为数控机床中一种非常重要的品种，在工业发达的国家中约占数控机床总量的l/4左右。生产出来。 3. 第三代数控机床产生于1960年（集成电路时代）研制出了小规模集成电路。由于它的体积小，功耗低，使数控系统的可靠性得以进一步提高，数控系统发展到第三代。以上三代，都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统（NC）。 4.第四代数控机床产生于 1970年前后随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降、小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控系统（NC），数控的许多功能由软件程序实现。由计算机作控制单元的数控系统（CNC），称为第四代。1970年，在美国芝加哥国际展览会上，首次展出了这种系统。 5.第五代数控机床产生于1974年美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统的数控机床。30多年来，微处理机数控系统的数控机床得到飞速发展和广泛的应用，这就是第 五代数控（MNC）。后来，人们将MNC也统称为CNC。 柔性制造系统 1967年，英国首先把几台数控机床联接成具有柔性的加工系统，这就是最初的FMS—Flexible Manufacturing System柔性制造系统。之后，美、欧、日等国也相继进行了开发和应
据史料记载，远在公元前400~200年的中国古代就巳开始使用齿轮，在我国山西出土的青铜齿轮是迄今巳发现的最古老齿轮，作为反映古代科学技术成就的指南车就是以齿轮机构为核心的机械装置。17世纪末，人们才开始研究，能正确传递运动的轮齿形状。18世纪，欧洲工业革命以后，齿轮传动的应用日益广泛；先是发展摆线齿轮，而后是渐开线齿轮，一直到20世纪初，渐开线齿轮已在应用中占了优势。 早在1694年，法国学者Philippe De La Hire首先提出渐开线可作为齿形曲线。1733年，法国人M.Camus提出轮齿接触点的公法线必须通过中心连线上的节点。一条辅助瞬心线分别沿大轮和小轮 的瞬心线(节圆)纯滚动时，与辅助瞬心线固联的辅助齿形在大轮和小轮上所包络形成的两齿廓曲线是彼此共轭的，这就是Camus定理。它考虑了两齿面的啮合状态；明确建立了现代关于接触点轨迹的 概念。1765年，瑞士的L．Euler提出渐开线齿形解析研究的数学基础，阐明了相啮合的一对齿轮，其齿形曲线的曲率半径和曲率中心位置的关系。后来，Savary进一步完成这一方法，成为现在的Eu-let-Savary方程。对渐开线齿形应用作出贡献的是Roteft WUlls，他提出中心距变化时，渐开线齿轮具有角速比不变的优点。1873年，德国工程师Hoppe提出，对不同齿数的齿轮在压力角改变时的渐开线齿形，从而奠定了现代变位齿轮的思想基础。 19世纪末，展成切齿法的原理及利用此原理切齿的专用机床与刀具的相继出现，使齿轮加工具军较完备的手段后，渐开线齿形更显示出巨大的优走性。切齿时只要将切齿工具从正常的啮合位置稍加移动，就能用标准刀具在机床上切出相应的变位齿轮。1908年，瑞士MAAG研究了变位方法并制造出展成加工插齿机，后来，英国BSS、美国AGMA、德国DIN相继对齿轮变位提出了多种计算方法。为了提高动力传动齿轮的使用寿命并减小其尺寸，除从材料，热处理及结构等方面改进外，圆弧齿形的齿轮获得了发展。1907年，英国人Frank Humphris 最早发表了圆弧齿形。1926年，瑞土人Eruest Wildhaber取得法面圆弧齿形斜齿轮的专利权。1955年，苏联的M．L．Novikov完成了圆弧齿形齿轮的实用研究并获得列宁勋章。1970年，英国Rolh—Royce公司工程师R．M.Studer取得了双圆弧齿轮的美国专利。这种齿轮现已日益为人们所重视，在生产中发挥了显著效益。 齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。现代齿轮技术已达到：齿轮模数O.004～100毫米；齿轮直径由1毫米～150米；传递功率可达十万千瓦；转速可达十万转/分；最高的圆周速度达300米/秒。 齿轮在传动中的应用很早就出现了。公元前三百多年，古希腊哲学家亚里士多德在《机械问题》中，就阐述了用青铜或铸铁齿轮传递旋转运动的问题。中国古代发明的指南车中已应用了整套的轮系。不过，古代的齿轮是用木料制造或用金
数控机床发展史 班级：学号：姓名： 数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。 数控技术是机械加工现代化的重要基础与关键技术，应用数控加工可大大提高生产率、稳定价格质量，缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工，易于在工厂或车间实行计算机管理，还使车间设备总数减少、节省人力、改善劳动条件，有利于加快产品的开发和更新换代，提高企业对市场的适应能力并提高企业综合经济效益。 数控加工技术也是发展军事工业的重要战略。美国和西方各国在高档数控机床与加工技术方面，一直对我国进行封锁限制，因为许多先进武器设备的制造，如飞机、导弹、坦克等关键零件，都离不开高性能的数控机床加工。 世界上第一台NC数控机床的发明者一般归为John T. Parsons，1942年，他的公司在为西科斯基公司制造直升机叶片梁时，西科斯基公司在给他的梁图纸上作出17点的定义，Parsons则用曲线把这17点连成一个轮廓，它们可以作为模板使用制作桁的夹具。金属切削工
具很难加工出这种特Parsons就去Wright Field找旋转的螺旋桨实验室环科负责人Frank Stulen，在他们的谈话中，Stulen断定Parsons 真的不知道他在说什么。Parsons意识到了这一点，并当场聘请Stulen。Stulen于1946年4月1日开始工作，并聘请了三个新的工程师和他一起。Stulen的弟弟在柯蒂斯-赖特螺旋桨工作，并提到过他们使用的工程计算打孔卡计算器。Stulen决定采取这个方法计算转子应力，当Parsons打孔卡计算器时，他问Stulen这个东西可否用来产生200个点构成叶片梁的轮廓，而不是之前得到的17点，根据这些点切削再抛光，就可以得到一个流畅光滑的造型，这样得到的造型可以做成一个模板用来冲压叶片梁。Stulen很快编制好了程序，指出了点表。利用点表（每一个孔都有一个X和Y轴的数字），三个操作员就可以操作了，一个操作员读出X和Y值，另两个则把切削头移动到相应的位置。这种操作方法被称为“数字法”. 基于这一事件，Parsons设想能够建造一台完全自动化的机器，因为如果人操作的话，为了产生足够多的轮廓点，需要花费大量的时间去操控切削头到达指定的位置。如果可以输入指令直接给机器，那可以避免控制切削头沿X轴，Y轴移动的时间，这样可以制作更好的模板。 但当时他没有足够的资金做这件事情，直到后来美国空军帮他投资，以便能够加工航空发动机零件，并且得到了麻省理工的支持，解决了伺服问题，终于在1952年造出来第一台样机。 美国军方的经济支持，机床得到了快速的发展。
数控机床工作原理及组成 1．1．1 数控机床工作原理 数控机床是采用了数控技术的机床，它是用数字信号控制机床运动及其加工过程。具体地说，将刀具移动轨迹等加工信息用数字化的代码记录在程序介质上，然后输入数控系统，经过译码、运算，发出指令，自动控制机床上的刀具与工件之间的相对运动，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件，这种机床即为数控机床。 1．1．2 数控机床的种类 由于数控系统的强大功能，使数控机床种类繁多．其按用途可分为如下三类。 ①金属切削类数控机床。金属切削类数控机床包括数控车床、数控铣床、数控磨床、数控钻床、数控镗床、加工中心等。 ②金属成形类数控机床。金属成形类数控机床有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床和数控压力机等。 ③数控特种加工机床。数控特种加工机床包括数控线切割机床、数控电火花加工机床、数控激光加工机床，数控淬火机床等。 1．1．3 数控机床的组成 数控机床一般由输入输出设备、数控装置(CNC)、伺服单元、驱动装置(或称执行机构)、可编程控制器(PLC)及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图1—1是数控机床的硬件构成。
(1)输入和输出装置 输入和输出装置是机床数控系统和操作人员进行信息交流、实现人机对话的交互设备． 输入装置的作用是将程序载体上的数控代码变成相应的电脉冲信号，传送并存入数控装置内。目前，数控机床的输入装置有键盘、磁盘驱动器、光电阅读机等，其相应的程序载体 第1页 为磁盘、穿孔纸带。输出装置是显示器，有CRT显示器或彩色液晶显示器两种。输出装置的作用是：数控系统通过显示器为操作人员提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值，以及报警信号等。 (2)数控装置(CNC装置) 数控装置是计算机数控系统的核心，是由硬件和软件两部分组成的。它接受的是输入装置送来的脉冲信号，信号经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，使其进行规定的、有序的动作。这些控制信号中最基本的信号是各坐标轴(即作进给运动的各执行部件)的进给速度、进给方向和位移量指令(送到伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动)，还有主轴的变速、换向和启停信号，选择和交换刀具的刀具指令信号，控制切削液、润滑油启停、工件和机床部件松开、夹紧、分度工作和转位的辅助指令信号等。 数控装置主要包括微处理器(CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与CNC系统其他组成部分联系的接口等。 (3)可编程逻辑控制器(PLC)
新中国的机床工业从49年到现在,已经取得了巨大成就,这是不容质疑的。2009年，随着国家装备制造业调整振兴规划实施细则的出台，机床行业工业总产值和销售收入仍然维持了增长局面，工业总产值达到4014亿元，同比增长16.1%，并首次跃居世界第一机床制造大国。 机床工具工业是国际公认的基础装备制造业，但和很多产业相比，机床算不上是大产业，甚至还有些“冷门，然而60年来，作为装备制造业乃至整个工业发展的“母机”，新中国的机床工业就这样“默默”支持和见证了共和国的成长与壮大，也没有谁可以轻视机床对国家发展所产生的重要作用。机床是现代工业生产不可或缺的重要生产工具，同时又是一门复杂的应用技术。在机床的设计制造、加工工艺和实际使用中，既包括各种基础理论(刚度、热变形、振动、精度等)，又有大量应用技术(布局、传动、控制等)，所以说机床工业既传统，又现代。新中国初建时的政府领导头脑清醒，谦虚谨慎，具有远见卓识。在苏联政府派来的大批专家的指导帮助下，利用苏联的设计图纸逐步生产出一些手动型普通机床，供应生产急需。同时在建立强大而齐全的机床工业体系的指导思想下，我国陆续建设了一大批机床工具重点骨干企业(号称“十八罗汉”)，四个工具生产制造基地（号称四大金刚）又逐步成立了7个综合性机床研究所、37个各类专业机床研究所，开展机床技术的研究开发，引导企业生产先进的机床产品。 1950年周恩来总理在访问苏联时指示，国家进口的各类机床11115台，首先用在机床工业建设上。当时在沈阳、济南、齐齐哈尔、大连组建了十几个骨干机床厂。1952年底，国家决定在第一机械工业部设立第二机器工业管理局，成为全国机床行业的统一领导管理机构，按照全面规划、合理布局的原则，调整产品发展方向，对接管的一批机器厂和修械厂进行扩建和改造。当时，在前苏联的援助下，改造和新建18个机床厂和四个工具厂，确定产品分工与发展方向，俗称“十八罗汉、四大金刚”,形成了行业的骨干。在国民经济恢复时期，机床行业共向全国提供30个品种，24500余台机床。 我国拥有机床、工具、机床附件、砂轮制造等34个生产厂，组建了机床行业的8个研究院所。同时，又在骨干企业建立车床、铣床、磨床、钻镗床、齿轮加工机床、重型机床、插拉刨锯床、自动车床、仪表机床等专业产品研究所。科研基地的建立，为我国机床技术和产品发展起到有力的推动作用。“一五”期间，机床主要采用前苏联图纸或仿制品达到204种，累计向全国提供了10.4万台机床，主要服务于国家的重工业和机械工业的建设。 重点发展重型机床、精密机床、锻压机床等门类，机床产业实现基本齐全；专业研究院所达到37个，具备了提供大型、精密、高效机床和专用机床的能力，为我国汽车、拖拉机、内燃机、轴承、电机等行业提供了大量的装备。我国组建的研究院所发挥了重要作用，到1962年底，我国机床仿制品比例从“一五”期间的78.5%下降到33.2%.国民经济发展和国防建
河北科技师范学院欧美学院论文题目：数控机床发展史 系别：机电科学与工程系 专业：机械制造与自动化 姓名：陈许超 学号：9322080117 2010年10月6日
数控机床发展史 论文摘要摘要：作为机械系的一名学生，将来工作学习都会以机械为主，所以必须把握好各种机械的专业知识，从这学期开端，开端接触机械专业基础课。我会本着认真的态度看待专业课的学习，进步自己的专业素养.接下来我将介绍一下我对数控机床发展史的熟悉。 20世纪中期，随着电子技巧的发展，主动信息处理、数据处理以及电子盘算机的涌现，给主动化技巧带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加工过程进行把持，推动了机床主动化的发展。 采用数字技巧进行机械加工，最早是在40年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公（ParsonsCorporation）实现的。他们在制作飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子盘算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到±0.0381mm（±0.0015in），达到了当时的最高程度。 1952年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套实验性的数控系统，成功地实现了同时把持三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数控机床。这台机床是一台实验性机床，到了1954年11月，在派尔逊斯专利的基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生产出来。
在此以后，从1960年开端，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开发、生产及应用了数控机床。 数控机床中最初涌现并获得应用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积宏大，功耗高，因此除了在军事部门应用外，在其他行业没有得到推广应用。 到了1960年以后，点位把持的数控机床得到了迅速的发展。因为点位把持的数控系统比起轮廓把持的数控系统要简略得多。因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大批发展，据统计材料表明，到1966年实际应用的约6000台数控机床中，85%是点位把持的机床。 数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有主动换刀装置的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在1959年3月，由美国卡耐·;特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令主动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和调换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。
数控技术历史发展趋势及新技术论文 数控技术，简称数控（Numerical Control ）即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。 发展历史 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。 1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。 1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)，使数控装置进入了第二代。1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。 60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简称 DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC)，使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。 1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC)，这是第五代数控系统。 20世纪80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。 20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护方便，易于实现网络化制造。 现在，数控技术也叫计算机数控技术（Computerized Numerical Control 简称：CNC），目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成。数控技术是制造业信息化的重要组成部分。 发展途径 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。 为完成此任务，首先必须确立符合中国国情的发展道路。为此，本文从总体战略和技术路线两个层次及数控系统、功能部件、数控整机等几个具体方面探讨
网络教育学院 本科生毕业大作业 题目：浅析数控机床的发展进程及趋势 学习中心： 层次：专科起点本科 专业：机械设计制造及其自动化 年级：年季 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：年月日
内容摘要 本文以数控机床为研究对象，首先阐述了数控机床的发展历程，尤其对其进给伺服系统和机械传动系统的发展过程进行了详细描述，接下来对我国数控机床的发展现状与发展趋势进行了介绍，并分析了其存在的问题，最后提出了针对我国数控机床的发展策略。 关键词：数控机床；进给伺服系统；机床加工程序 目录 内容摘要 ............................................................. 前言 ............................................................. 1 数控机床的发展进程 ................................................ 进给伺服系统................................................... 机械传动系统................................................... 数控机床加工程序的结构......................................... 2 数控机床的发展趋势 ................................................ 3 数控机床发展中所存在的问题 ........................................ 4 数控机床的发展策略 ................................................ 参考文献 .............................................................
2016年中国数控机床行业现状及“十三五”发展趋势 目前，机床不断应用到各个领域，加快了各行业的发展，同时也给人民的生活带来了很大的方便快速发展，并未企业带来利益。未来高端的数控机床在国内的市场前景广阔。 在数控机床行业，信息化和网络化是一个必然的趋势，是智能化的基础。这几年随着网络技术的发展以及传感技术的发展，机床越来越多地用于大批量生产，其管理、产量、产值、调度等等都可以与自动化技术联系上，从而可以全面实现全数字化、误差控制、数据补偿、网络诊断等功能。 数控机床行业是具有高技术含量的行业。其特点是技术要求高、产品更新换代快、投资密度大、产品综合性强，各功能部件对整机的质量和性能至关重要。产品市场容量小，竞争对手强大。这对政府的支持协调和企业经营的有效灵活均提出很高要求。基本的政策方向是要把国家政策导向、行业结构的改善和灵活高效的企业机制三者更好地结合起来。 由于数控技术体系复杂庞大，数控系统更是属于高科技型电子类行业兼具软硬件研发内容，要求有较大资金技术实力，决非一家一户可以支撑。轻率投资上马，日后无力支撑，容易造成人力财力不应有的损失，所以政府的引导是必要的。组织数控系统的产、学、研攻关如此，功能部件的攻关也应如此。 数控机床是现在工业制造的必备的设备，也是必须的设备之一，进行机械制造的同时，数控机床的使用目的就是可以大大的增加使用的范围，并且在一定程度上促进工业的生产，提高工作的效率。自从我国数控机床的技术发展到了成熟期以后，各个领域都开始了对于数控机床的广泛关注。当前我国的机床铸造产业正处于高速发展时期，产业由量变正走向质变的阶段。这一时期也是机床铸造产业从大到强，更具发展意义的时期。 目前国内生产的数控机床可以大致分为经济型机床、普及型机床、高档型机床三种类型。经济型机床基本都是开环控制；普及型机床采用半闭环控制技术，分辨率可达到1微米；高档型机床采用闭环控制，同时具有高精度、高速度、复合化，具有各种补偿功能、新控制功能、自动诊断，分辨率可以达到0.1微米，计算机能够代替人进行编程。 从中国数控机床行业发展前景预测报告了解在国内应用的经济型数控机床基本都是国内产品，国内产品不管是从质量上还是从可靠性上都可以满足大部分机床用户的需要。国内普及型数控机床中大约有60%-70%是采用的国内产品，但是需要指出的是，这些国产数控机床当中大约80%的数控系统都在使用国外产品。高档机床方面国内产品大约只能占到2%，基本都是靠进口。在市场需求方面低档机床和中档机床大约各占50%和40%，高档数控机床的需求大约是10%。 工业自动化是实现“工业4.0”的基础，而工业自动化其中最有代表性的指标是机器人的普及情况，我国目前每万人只有21台，和发达国家如日本、韩国相比，相差巨大，和全球平均55台/万人相比，也有较大差距，因此加快工业自动化发展是我国加工制造业的当务之急。
《数控技术》论文题目：数控机床发展史 姓名：江源 班级：汽车13-1 学号：1307130106 指导教师：卢万杰 完成日期：2015.5.8 辽宁工程技术大学机械工程学院 二零一六年五月
数控机床发展史 摘要： 数控机床是数字控制机床是用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要改变输入的程序指令；加工性能比一般自动机床高，可以精确加工复杂型面，因而适合于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。随着数控机床在工业生产中日益风靡，人们不禁要问：数控机床是如何发展的？以后又会向什么方向发展呢？ 关键词： 数控机床发展 一·数控机床发展 1·数控机床的起源 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。1949年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。 2·数控机床的兴起 1952年美国麻省理工学院和吉丁斯·路易斯公司首先联合研制出世界上第 一台数控升降台铣床，随后德国、日本、苏联等国于1956年分别研制出本国的第一台数控机床。60年代初，美国、日本、德国、英国相继进入商品化试生产，由于当时数控系统处于电子管、晶体管、和集成电路初期，设备体积大、 线路复杂、价格昂贵、可靠性差，数控机床大多是控制简单的数控钻床，数控 技术没有普及推广，数控机床技术发展整体进展缓慢。 70年代，出现了大规模集成电路和小型计算机，特别是微处理器的研制成功，实现了数控系统体积小、运算速度快、可靠性提高、价格下降，使数控系统总体性能、质量有了很大提高，同时，数控机床的基础理论和关键技术有了 新的突破，从而给数控机床发展注入了新的活力，世界发达国家的数控机床产 业开始进入了发展阶段。 80年代以来，数控系统微处理器运算速度快速提高，功能不断完善、可靠性进一步提高，监控、检测、换刀、外围设备得到了应用，使数控机床得到了 全面发展，数控机床品种迅速扩展，发达国家数控机床产业进入了发展应用阶段。
工学一体《数控车床基本操作》学生工作页 学习任务1：认识数控车床及工作过程 学习领域 机床基本操作 日 期 指导教师 学习情境 数控车床基本操作 课 时 学生姓名 学习任务 数控车床的认知 班 级 学生成绩 职业能力目标： 1、通过查阅教材、机床说明书等学习材料和参观车间后，能认识数控车床，会描述其工作过程 2、能在教师指导下实现数控车床操作面板的基本操作 3、会对数控车床进行日常维护与保养 职业核心能力目标： 1、与人交流，有效沟通的能力 2、较强的组织纪律性和团队合作能力 3、自我学习，自我管理的能力 此任务是技术工人在实习期刚进入企业岗位，进入车间后对数控车床的结构、操作 面板进行学习，在师傅的指导下对数控车削加工过程形成初步认识，会开、关机等基本操作，了解数控车床的加工内容及特点，能描述数控车床的工作原理，遵守纪律，按车间管理6S 标准，规范操作，能正确进行数控车床的日常维护保养 序号 子学习任务 评价内容 权重 活动成果 （40分） 参与度 （10分） 安全生产 （20分） 学习纪律 （20分） 学习效率 （10分） 一 认识数控车床及工作过程 30% 学习任务描述 学习任务评价
二 数控车床操作面板的基本操作 35% 三 数控车床的日常维护与保养 35% 总分 学习任务1：认识数控车床及工作过程 1、了解数控车床的组成及分类 2、认识数控车床中的机械传动 3、认识数控车床的坐标系 4、对数控车床加工零件的过程形成初步认识，认识数控车床的加工内容及特点，能描述数控车床的工作原理 1、学材：《数控加工工艺学》、《数控编程与操作FANUC 系统》、《机械基础》、《公差与配合》 2、学习工具：笔、笔记本 1、任务书：参观数控车间，观察技术工人操作数控车床加工零件，通过与教师、技术工人沟通并查阅资料明确数控车床的组成及分类；了解数控车床中的机械传动知识；认识数控机床的坐标系；叙述数控车床加工零件的全过程，认识数控车床的加工内容及特点，试描述数控车床的工作原理 2、信息获取（查阅学材）： ☆数控车床的组成 资 讯 任务目标
在我国,组合机床发展已有 28年的历史,其科研和生产都具有相当的基础, 应用也已深入到很多行业。是当前机械制造业实现产品更新, 进行技术改造, 提高生产效率和高速发展必不可少的设备之一。组合机床及其自动线是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用, 因而被广泛应用于工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电等行业。我国传统的组合机床及组合机床自动线主要采用机、电、气、液压控制,它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型箱体类和轴类零件 (近年研制的组合机床加工连杆、板件等也占一定份额 ,完成钻孔、扩孔、铰孔,加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台,在孔内镗各种形状槽,以及铣削平面和成形面等。组合机床的分类繁多,有大型组合机床和小型组合机床,有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式,还有多工位回转台式组合机床等;随着技术的不断进步, 一种新型的组合机床——柔性组合机床越来越受到人们的青睐, 它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换, 配以可编程序控制器 (PLC 、数字控制(NC 等,能任意改变工作循环控制和驱动系统,并能灵活适应多品种加工的可调可变的组合机床。另外, 近年来组合机床加工中心、数控组合机床、机床辅机(清洗机、装配机、综合测量机、试验机、输送线等在组合机床行业中所占份额也越来越大。 由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品, 是根据用户特殊要求而设计的,它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后, 国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大, 并使产品生产成本提高。因此, 市场要求我们不断开发新技术、新工艺,研制新产品,由过去的“ 刚性” 机床结构, 向“ 柔性” 化方向发展,满足用户需求,真正成为刚柔兼备的自动化装备。 从 2002年年底第 21届日本国际机床博览会上获悉,在来自世界 10多个国家和地区的 500多家机床制造商和团体展示的最先进机床设备中,超高速和超高精度加工技术装备与复合、多功能、多轴化控制设备等深受欢迎。据专家分析,机床装备的高速和超高速加工技术的关键是提高机床的主轴转速和进给速度。该届博览会
数控技术的发展史 1946年诞生了世界上第一台电子计算机，6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化. 1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备。由于样板形状复杂多样，精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出计算机控制机床的设想。1949年，该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久即开始正式生产，于1957年正式投入使用。这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造领域中数控加工时代的开始。 数控加工是现代制造技术的基础，这一发明对于制造行业而言，具有划时代的意义和深远的影响。世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。经过几十年的发展，目前的数控机床已实现了计算机控制并在工业界得到广泛应用，在模具制造行业的应用尤为普及。针对车削、铣削、磨削、钻削和刨削等金属切削加工工艺及电加工、激光加工等特种加工工艺的需求，开发了各种门类的数控加工机床。数控机床种类繁多，一般将数控机床分为16大类：数控车床(含有铣削功能的车削中心)，数控铣床(含铣削中心) ，数控铿床，以铣程削为主的加工中心，数控磨床(含磨削中心) ，数控钻床(含钻削中心) ，数控拉床，数控刨床，数控切断机床，数控齿轮加工机床，数控激光加工机床，数控电火花线切割机床，数控电火花成型机床(含电加工中心)，数控板村成型加工机床，数控管料成型加工机床，其他数控机床。 如今的数控技术发展趋势有以下几个方面： 1高速、高精度、高效、高可靠性。要提高加工效率，首先必须提高切削速度和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度，而可靠性则是上述目标的基本保证。为此，必须要有高性能的数控装置作保证。 2柔性化、集成化。为适应制造自动化的发展，向FMC、FMS和CIMS 提供基础设备，要求数控系统不仅能完成通常的加工功能，而且还能够具备自动测量，自动上下料、自动换刀、自动更换主轴头（有时带坐标变换）、自动误差补偿，自动诊断、进线和联网功能，特别是依据用户的不同要求，可方便地灵活配置及集成。 3智能化，网络化。智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便方面的智能化，如前馈控制，电机参数的自适应运算，自动识别负载自动选定模型，自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容，方便系统的诊断及维修等。 4市场适应性上的发展趋势：普及型、个性化。为了适应数控机床多品种、小批量的特点，数控系统又要尽可能扩大批量，为此，数控系统生产厂家不仅应能生产通用的普及型数控系统，而且更应能生产带有个性化的数控系统，特别是
数控机床工作过程分析、主要元件介绍 以及主要液压系统原理 1、液压传动系统的组成 液压传动的基本原理是在密闭的容器内，利用有压力的油液作为工作介质来实现能量转换和传递动力的。其中的液体称为工作介质，一般为矿物油，它的作用和机械传动中的皮带、链条和齿轮等传动元件相类似。 液压系统主要由：动力元件（油泵）、执行元件（油缸或液压马达）、控制元件（各种阀）、辅助元件和工作介质等五部分组成。 1). 动力元件（油泵）它的作用是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能；是液压传动中的动力部分。 2).执行元件（油缸、液压马达）它是将液体的液压能转换成机械能。其中，油缸做直线运动，马达做旋转运动。 3).控制元件包括压力阀、流量阀和方向阀等。它们的作用是根据需要无级调节液动机的速度，并对液压系统中工作液体的压力、流量和流向进行调节控制。 4). 辅助元件除上述三部分以外的其它元件，包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器、管件及油箱等，它们同样十分重要。 5). 工作介质工作介质是指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵和液动机实现能量转换。 2、液压基本回路 所谓液压基本回路就是由有关的液压元件组成用来完成某种特定功能的典型回路。一些液压设备的液压系统虽然很复杂，但它通常都由一些基本回路组成，所以掌握一些基本回路的组成、原理和特点将有助于认识分析一个完成的液压系统。 3、压力控制回路 压力控制回路是利用压力控制阀来控制系统整体或某一部分的压力，以满足液压执行元件对力或转矩要求的回路，这类回路包括调压、减压、增压、保压、卸荷和平衡等多种回路。 如1．单级调压回路如图所示，在液压泵出口处设置并联溢流阀2即可组成单级调压回路，从而控制了液压系统的工作压力。
中国机床排名前十揭晓沈阳机床成榜首 2011-08-23 14:44:35 中国机床网 内容摘要："十一五"期间，在国家重大科技专项的指引和支持下，我国数控机床行业正向高档数控机床领域进发，并连续取得关键技术突破，有望早日实现从机床"大国"到"强国"的飞跃。 2011年08月23日讯"十一五"期间，在国家重大科技专项的指引和支持下，我国数控机床行业正向高档数控机床领域进发，并连续取得关键技术突破，有望早日实现从机床"大国"到"强国"的飞跃。 一季度的统计数据显示，我国机床工具产品进口同比增长61.9%，再创历史新高。 而对于机床行业来说，它是装备制造业的基础设备，主要应用领域是船舶、工程机械、军工、农机、电力设备、铁路机车、汽车等行业。事实上，我国装备制造业各个子行业的产业升级都离不开机床行业的支持，它与铁路建设之间也紧密相连。 此前，“7.23”动车追尾事件的发生，使机床行业也成为焦点。 高铁时代将是机械行业未来的主要拉动增长点，未来3-5年国家在高铁领域的投资将是持续稳定的，因此高铁设备的需求的增长率将维持在30%左右。 当前，国内市场对于机床的需求水平明显提高。国内市场对高档的需求增长特别快，而对中档、特别是对低档的需求则越来越少。在这种情况下，我们势必要提高国产中高档数控机床产品的市场竞争力。 一个行业的发展与企业是密切相关的，企业发展了行业才能发展，在我国，机床行业有众多的强劲企业，他们正在不断的创新，他们本身也在不断的突破。他们正在各显其能，扮演着重要的角色。 以下分析中国机床排名前十位的企业： 1.沈阳机床集团 沈阳机床（集团）有限责任公司于1995年通过对沈阳第一机床厂，中捷机床有限公司，中捷摇臂钻床厂，沈阳数控机床有限责任公司资产重组而组建。主要生产基地分布在中国的沈阳、昆明以及德国的阿瑟斯雷本。2006年机床产销量突破7.5万台，其中数控机床产销量突破1.5万台，海外市场收入突破1亿美元。其中沈阳第一机床厂是中国规模最大的综合性车床制造厂和国家级数控机床开发制造基地。投产至今已累计为国内外制造业提供四十余万台金切机床，产品遍布全国三十多个省市和自治区，远销六十多个国家和地区，并以一流的品质著称。 沈阳机床公布了2010年半年报称，实现营业收入43.61亿元，同比增长78.49%，实现营业利润0.53
机床发展史 世界上最早出现的机床是在公元二千多年时的树木车床。在工作时用脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性通过绳索带动工件旋转，用石片或其他东西作为刀具，对工件进行切削。这便是机床最早的雏形。 到了十五世纪，由于制造钟表和武器的需要，出现了加工螺纹的齿轮的机床。还有用于加工炮筒的镗床，十七世纪，由于军事上的需要，大炮制造业迅速发展，镗床得到了进一步的发展。 中世纪时期，有人设计出了利用脚踏板通过曲轴带动飞轮旋转，再由飞轮带动主轴旋转的“脚踏车床”，到十六世纪中叶，法国一个叫贝松的设计师设计出了一种用使用螺丝杠使刀具移动来车螺纹的车床，不过这种车床在当时并没有得到推广。 十八世纪的工业革命进一步推动了机床技术的发展。1775年，威尔金森发明了世界上第一台能够进行精密加工的镗床。这种镗床用的是空心圆筒形镗杆，两端都安装在轴承上[1]。镗床为蒸汽机的发展做出了重要的贡献，从此，机床逐渐用蒸汽机作为动力。而在机床上，人们已经开始设计出床头箱、卡盘，从原来的旋转工件发展到旋转床头箱[2]。1797年，英国的莫利兹设计出了一种用丝杠传动刀架的车床，这种车床能够实现自动进给和加工螺纹，被视为划时代的机床结构。莫利兹也因此被称为“英国机床工业之父”。 十九世纪，由于纺织业，交通运输机械和武器制造业的大力发展，各种各样的机床开始广泛出现。1800年，莫利兹改进了原来的刀架车床，采用更换齿轮的方法使得进给速度的加工螺纹的螺距可以改变。1817年，一位英国人罗伯茨设计出了可以通过四级带轮的背轮机构来改变主轴转速的车床。此后，更大型的车床出现了。同时，工业的发展对于机械化自动化的要求越来越高，在这种需求下，美国的菲奇在1845年设计出了转塔车床，三年后，美国又出现了回轮车床[5]。到了1873年，美国的斯潘塞相继研制出了单轴自动车床和三轴自动车床。到了二十世纪初出现了有单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。 十九世纪人们对于镗床的改进也在不断进行。1885年，在对威尔金森的镗床做了许多改进之后，英国的赫顿发明了工作台升降式镗床，并成为了现代镗床的雏形。 由于发展蒸汽机的需求，很多技术人员也开始着手刨床的研究。从1814年到1839年前，人们先后设计制造出多种龙门刨床，但是这些刨床都没有送刀装置[6]，直到1839年，英国一个叫做博德默的设计师终于设计出了带有送刀装置的龙门刨床。而从1831年起以后的40年间，用于加工小平面的牛头刨床也开始被制造出来。 就在英国为了应对工业革命的需求设计制造刨床、镗床的时候，美国为了生产武器装备，则将精力放在了铣床的研制上。1818年，惠特尼研制出了世界上第一台普通铣床，但是由于当时的铣床造价过高，因此并没有得到广泛发展，虽然当时关注铣床的人不多，但是惠特尼的铣床为以后铣床的发明应用奠定了基础。1862年，美国工程师约瑟夫·布朗设计制造出了世界上第一台万能铣床，这种铣床配备了万有分度盘和综合铣刀[7]，成为了一次划时代的设计。万能铣床的工作台可以在水平方向旋转一定的角度并有立铣头等附件。布朗设计的铣床在1867年的巴黎博览会上获得了极大的成功，随后，他又设计出了经过研磨也不
数控机床的工作过程 数控机床的主要任务是利用数控系统进行刀具和工件之间相对运动的控制，完成零件的数控加工。图1-2显示了数控机床的主要工作过程。 1．工作前准备 数控机床接通电源后，数控系统将对各组成部分的工作状况进行检测和诊断，并设置为初始状态。 2．零件加工程序编制与输入 零件加工程序的编制可以是脱机编程，也可以是联机编程。前者利用计算机进行手工编程或自动编程，生成的数控程序记录在信息载体上通过系统输入装置输入数控系统，或通过通信方式直接传送到数控系统。后者是利用数控系统本身的编辑器由操作员直接通过操作面板编写、输入或修改数控加工程序。 为了使加工程序适应实际的工件与刀具位置，加工前还应输入实际使用刀具的参数，及工件坐标系原点相对机床坐标系的坐标值。 3．数控加工程序的译码和预处理 加工程序输入后，数控机床启动运行，数控系统对加工程序进行译码和预处理。 图1-2数控机床的主要工作过程 进行译码时，加工程序被分成几何数据、工艺数据和开关功能。几何数据是刀具相对工
件的运动路径数据，如G指令和坐标字等，利用这些数据可加工出要求的工件几何形状。工艺数据是主轴转速（s指令)和进给速度（F指令）及部分G指令等功能。开关功能是 对机床电器的开关命令（辅助M指令和刀具选择T指令），例如主轴起动或停止、刀具选择和交换、切削液的开启或停止等。 编程时，一般不考虑刀具实际几何数据而直接以工件轮廓尺寸编程，数控系统根据工件几何数据和加工前输入的实际刀具参数，进行刀具长度补偿和刀具半径补偿计算。为了方便编程，数控系统中存在着多种坐标系，故数控系统还要进行相应的坐标变换计算。 4．插补计算 数控系统完成加工控制信息预处理后，开始逐步运行数控加工程序。系统中的插补器根据程序中给出的几何数据和工艺数据进行插补计算，逐点计算并确定各曲线段起、终点之间一系列中间点的坐标及坐标轴运动的方向、大小和速度，分别向各坐标轴发出运动序列指令。 5．位置控制 进给伺服单元将插补计算结果作为位置调节器的指令值，机床上位置检测元件测得的位移作为实际位置值。位置调节器将两者进行比较、调节，输出误差补偿后的位置和速度控制信号，控制各坐标轴精确运动。各坐标轴的合成运动产生了数控加工程序所 要求的零件外形轮廓和尺寸。 6．程序管理 数控系统在进行一个程序段的插补计算和位置控制的同时，又对下一程序段作译码和预处理，为逐段运行数控加工程序做准备。这样的过程一直持续到整个零件加工程序执行完毕。 数控系统根据程序发出的开关指令由PLC进行处理。在系统程序的控制下，在各加工程序段捕补处理开始前或完成后，开关指令和由机床反馈的信号一起被处理并转换为机床开关设备的控制指令，实现程序段所规定的T功能、M功能和s功能。