数控机床发展史

数控机床发展史徐松（华北科技学院机电工程学院，机制B095，12号）The history of the development of CNC machine toolXU SONG( College of mechanical and electrical engineering North China Institute of Science andTechnology mechanism of B095 class number 12 )摘要：机床是金属加工工业的最重要的生产手段。

没有机床的发展，各工业国家目前所达到的高生活标准将是不可想象的，本文将从机床种类及其自身特点，以及机床在人类社会的发展史进行的简要概述。

关键词：机床，种类，发展，特点。

Abstract : the machine is a metal processing industry is the most important means of production. No machine tool development, the industrial countries are to achieve a high standard of living would be inconceivable, this article from the machine type and its own characteristics, as well as the machine in the history of the development of human society are briefly summarized.Key words : machine tools, type, development, characteristics of.公元前二千多年出现的树木车床是机床最早的雏形。

工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。

中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。

2003年开始，中国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。

目前正在提高机械加工设备的数控化率，1999年，我们国家机械加工设备数控华率是5－8％，目前预计是15－20％之间。

机床是机械工业的基本生产设备，机械产品的零件机械生产出来的，机床的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平，因此，机床工业的现代化水平和规模，是一个国家工业发达程度的重要标志之一。

在公元前二千多年出现的树木车床可以说是机床最早的雏形了。

公元十二世纪和十三世纪后半期，出现了装有绳索擒纵机构的原始钟和天平式钟。

表明时钟齿轮系统有了进一步的发展。

这个时期曲柄连杆机构原理已经用于机械。

加工机械方面出现了手动车床。

十五世纪由于钟表制造的发展，推动了机械技术的发展，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床。

十八世纪的工业革命带来了机械工业的大发展，此后各种自动化的机床开始发展起来并且朝着精密化的方向迈进。

机床数控系统，即计算机数字控制(cnc)系统是在传统的硬件数控(nc)的基础上发展起来的。

它主要由硬件和软件两大部分组成。

通过系统控制软件与硬件的配合，完成对进给坐标控制、主轴控制、刀具控制、辅助功能控制等。

cnc系统利用计算机来实现零件程序编辑、坐标系偏移、刀具补偿、插补运算、公英制变换、图形显示和固定循环等。

使数控机床按照操作设计要求，加工出需要的零件。

1数控机床的简介1.1、什么是数控机床车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。

能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。

给机床装上数控系统后，机床就成了数控机床。

当然，普通机床发展到数控机床不只是加装系统这么简单，例如：从铣床发展到加工中心，机床结构发生变化，最主要的是加了刀库，大幅度提高了精度。

加工中心最主要的功能是铣、镗、钻的功能。

我们一般所说的数控设备，主要是指数控车床和加工中心。

我国目前各种门类的数控机床都能生产，水平参差不齐，有的是世界水平，有的比国外落后10－15年，但如果国家支持，追赶起来也不是什么问题，例如：去年，沈阳机床集团收购了德国西思机床公司，意义很大，如果大力消化技术，可以缩短不少差距。

大连机床公司也从德国引进了不少先进技术。

上海一家企业购买日本著名的机床制造商池贝。

，近几年随着中国制造的崛起，欧洲不少企业倒闭或者被兼并，如马毫、斯滨纳等。

日本经济不景气，有不少在80年代很出名的机床制造商倒闭，例如：新泻铁工所。

1.2、数控设备的发展方向六个方面：智能化、网络化、高速、高精度、符合、环保。

目前德国和瑞士的机床精度最高，综合起来，德国的水平最高，日本的产值最大。

美国的机床业一般。

中国大陆、韩国。

台湾属于同一水平。

但就门类、种类多少而言，我们应该能进世界前4名。

1.3 数控系统由显示器、控制器伺服、伺服电机、和各种开关、传感器构成。

目前世界最大的三家厂商是：日本发那客、德国西门子、日本三菱；其余还有法国扭姆、西班牙凡高等。

国内由华中数控、航天数控等。

国内的数控系统刚刚开始产业化、水平质量一般。

高档次的系统全都是进口。

华中数控这几年发展迅速，软件水平相当不错，但差就差在电器硬件上，故障率比较高。

华中数控也有意向数控机床业进军，但机床的硬件方面不行，质量精度一般。

目前国内一些大厂还没有采用华中数控的。

广州机床厂的简易数控系统也不错。

我们国家机床业最薄弱的环节在数控的。

广州机床厂的简易数控系统也不错。

我们国家机床业最薄弱的环节在数控系统。

1.4 机床精度1.4.1、机械加工机床精度分静精度、加工精度（包括尺寸精度和几何精度）、定位精度、重复定位精度等5种。

1.4.2、机床精度体系：目前我们国家内承认的大致是四种体系：德国VDI标准、日本JIS标准、国际标准ISO标准、国标GB，国标和国际标准差不多。

1.4.3、看一台机床水平的高低，要看它的重复定位精度，一台机床的重复定位精度如果能达到0.005mm(ISO标准.、统计法),就是一台高精度机床，在0.005mm(ISO标准.、统计法)以下，就是超高精度机床，高精度的机床，要有最好的轴承、丝杠。

1.4.4、加工出高精度零件，不只要求机床精度高，还要有好的工艺方法、好的夹具、好的刀具。

1.5 目前世界著名机床厂商在我国的投资情况1、2000年，世界最大的专业机床制造商马扎克（MAZAK）在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司，生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。

机床质量不错，目前效益良好，年产600台，目前正在建2期工程，建成后可以年产1200台。

2、2003年，德国著名的机床制造商德马吉在上海投资建厂，目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右。

3、2002年，日本著名的机床生产商大隈公司和北京第一机床厂合资建厂，年生产能力为1000台，生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。

4、韩国大宇在山东青岛投资建厂，目前生产能力不知。

5、台湾省的著名机床制造商友嘉在浙江萧山投资建厂，年生产能力800台。

5、民营企业进入机床行业情况1、浙江日发公司，2000年投产，生产数控车床、加工中心。

年生产能力300台。

2．2004年，浙江宁波著名的铸塑机厂商海天公司投资生产机床，主要是从日本引进技术，目前刚开始，起点比较高。

3．2002年，西安北村投产，名字象日本的，其实老板是中国人，采用日本技术。

生产小型仪表数控车床，水平相当不错。

六、军工企业技改情况军工企业得到国家拨款开始于当年“大使馆被炸”，后来台湾阿扁上台后，大规模技改开始了，军工企业进入新一轮的技改高峰，我们很多军工企业开始停止购买普通设备。

尤其是近3年来，我们的军工企业从欧洲和日本买了大批量的先进数控机床。

也从国内机床厂哪里采购了大批普通数控机床，国内机床厂商为了迎接这次大技改，也引进了不少先进技术，争取军工企业的高端订单。

听在军工企业的朋友讲，阿扁如果再能“顶”三年，我们的整体水平会上一个台阶。

其实，胡锦涛总书记掌权以来，已经把国防事业提到了和经济发展一样的高度上，他说，我们要建立和经济发展相适应的国防能力，相信再过10年，随着我国国防工业和汽车行业的发展，我们国家会诞生世界水平的机床制造商，也将会超越日本，成为世界第一机床生产大国。

2 数控系统的发展趋势从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展，其主要研究热点有以下几个方面： 2.1 性能发展方面 2.1.1 高精高速高效化速度 效率、质量是先进制造技术关键的性能指标，是先进制造技术的主体。

若采用高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系统、高分辨率检测元件、交流数字伺服系统、配套电主轴、直线电机等技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。

在今后的几年，超精密数控机床正在向精密化、高速化、智能化和纳米化发展，汇合而成的新一代数控机床。

2.1.2 柔性化 数控系统采用新一代模块化设计，功能覆盖面更宽，可靠性更强，可满足不同用户的需求。

同一群控系统能根据不同生产流程，自动进行信息流动态调整，发挥群控系统的功能。

2.1.3 多轴化 多轴联动加工，零件在一台数控机床上一次装夹后，可进行自动换刀、旋转主轴头、旋转工作台等操作，完成多工序、多表面的复合加工，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。

2.1.4 软硬件开放化 用户可根据自己的需要，对数控系统软件进行二次开发，用户的使用范围不再受生产商的制约。

2.1.5 实时智能化 在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等方面发展。

如编程专家系统故障诊断专家系统，当系统出了故障时，诊断、维修等实现智能化。

3中国机床的展望进入21世纪，全球经济一体化进程加快，中国经济持续保持快速增长，投资环境不断改善，市场潜力巨大，促使世界制造业不断向中国转移，中国逐步成为全球制造中心。

制造业现已成为我国最大的产业和国民经济主要的组成部分，成为就业的重要市场和出口的主力军。

增加值占国民生产总值近40%，工业生产值占全国工业生产总值约77%，上缴税金占国家税收总额的30％和财政收人的27%，全部从业人员约占全国工业从业人员90%，约占全国从业人员总数11%，出口创汇占全国外贸出口总额90％。

目前，我国制造业和装备制造业的工业增加值已居世界第4位。