数控机床的产生与发展

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用。

数控机床的发展历史1.产生背景随着科学技术和社会生产力的不断发展，人们对机械产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求，而机械加工过程的自动化是实现上述要求的有效途径。

从工业化革命以来人们实现机械加工自动化的手段有：自动机床；组合机床；专用自动生产线。

  这些设备的使用大大地提高了机械加工自动化的程度，提高了劳动生产率，促进了制造业的发展，但它也存在固有的缺点：初始投资大；准备周期长；柔性差。

因此，上述方法仅适用批量较大的零件生产。

然而，随着市场竞争的日趋激烈，产品更新换代周期缩短，批量大的产品越来越少，而小批量产品的生产所占的比重越来越大，约占总加工量的80％以上。

在航空、航天、重型机床以及国防部门尤其如此。

因此，迫切需要一种精度高、柔性好的加工设备来满足上述需求，这是机床数控技术产生和发展的内在动力。

另一方面，电子技术和计算机技术的飞速发展则为NC机床的进步提供了坚实的技术基础，这是机床NC技术产生和发展的可能性。

NC技术正是在这种背景下诞生和发展起来的。

它极其有效地满足了上述要求，为小批量、精密复杂的零件生产提供了自动化加工手段。

它的产生给自动化技术带来了新的概念，推动了加工自动化技术的发展。

2.发展沿革1952年，美国帕森斯（Parsons）公司和麻省理工学院（MIT）合作研制了世界上第一台三坐标数控机床，其控制系统由电子管组成。

1955年，在Parsons专利的基础上，第一台工业用数控机床由美国Bendix公司生产出来，这是一台实用化的数控机床。

    从1952年至今，数控机床按数控系统的发展经历了五代。

第一代：1955年数控系统以电子管组成，体积大，功耗大。

第二代：1959年数控系统以晶体管组成，广泛采用印刷电路板。

第三代：1965年数控系统采用小规模集成电路，其特点是体积小，功耗低，可靠性有了提高。

第四代：1970年数控系统采用小型计算机取代专用计算机，其部分功能由软件实现，首次出现在1970年美国芝加哥国际机床展览会上。

1、1948年美国空军部门为制造飞机杂零件，研究四年，於1952年试制出世界第一台数控铣床，立即生产100台交付军工使用。

在成果上显示了它是社会需求、科技水平、人员素质三者的结晶；在技术上则显示出机电一体化机床在控制方面的巨大创新。

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2．数控机床的发展趋势2.1 高速化随着汽车、国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。

（1）主轴转速：机床采用电主轴（内装式主轴电机），主轴最高转速达200000r/min；（2）进给率：在分辨率为0.01μm时，最大进给率达到240m/min且可获得复杂型面的精确加工；（3）运算速度：微处理器的迅速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保障，开发出CPU已发展到32位以及64位的数控系统，频率提高到几百兆赫、上千兆赫。

由于运算速度的极大提高，使得当分辨率为0.1μm、0.01μm时仍能获得高达24～240m/min的进给速度；（4）换刀速度：目前国外先进加工中心的刀具交换时间普遍已在1s左右，高的已达0.5s。

德国Chiron公司将刀库设计成篮子样式，以主轴为轴心，刀具在圆周布置，其刀到刀的换刀时间仅0.9s。

2.2 高精度化数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的几何精度，机床的运动精度、热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。

（1）提高CNC系统控制精度：采用高速插补技术，以微小程序段实现连续进给，使CNC控制单位精细化，并采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度（日本已开发装有106脉冲/转的内藏位置检测器的交流伺服电机，其位置检测精度可达到0.01μm/脉冲），位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制等方法；（2）采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补偿等技术，对设备的热变形误差和空间误差进行综合补偿。

数控机床发展历程及现状随着工业化进程的推进和自动化生产的需求，数控机床作为高技术装备之一，发挥着越来越重要的作用。

本文将从数控机床发展历程、数控机床种类、数控技术优越性、数控机床技术发展趋势等方面分析探讨数控机床的发展历程及现状。

一、数控机床发展历程数控机床的产生是由于要满足同一零件多品种、小批量生产的需要。

20世纪50年代初，美国、德国、日本等国家相继开始了数控机床的研制。

1952年，美国麻省理工学院研制出了第一个数控铣床。

之后，各国纷纷进入数控机床领域。

20世纪60年代初，世界数控机床生产量已经达到3.3万台，而且呈逐年增长的趋势。

20世纪70年代，我国开展了数控机床的研制工作，形成了以中车、华中机床等为代表的数控机床生产单位。

二、数控机床种类数控机床分为车床、钻床、铣床、镗床、磨床、齿轮加工床等几种主要类型。

每种数控机床都有其特定的用途和特点。

例如，车床是在铁件、铜件、橡胶件等工件表面上切削出各种形状的机器，其特点是在一次装夹下，可完成多道工序的加工。

而铣床则可在工件表面切削出平面、曲面、齿轮等复杂形状，具有高速、高精度、高效率的特点。

三、数控技术优越性与传统机床相比较，数控技术优越性主要表现在以下几个方面：1. 精度高：数控机床精度高，加工精度可达μm级，而传统机床的加工精度普遍在0.1mm以上。

2. 自动化程度高：数控机床可以实现自动加工，只需设置好加工程序，即可完成多种复杂零部件的加工。

3. 生产效率高：数控机床可以按照相应工艺进行自动连续加工，提高了生产效率，节约了生产成本。

4. 高重复性：由于数控机床是按照相应程序操作，所以在生产过程中具有高重复性，有利于保证零件的一致性和稳定性。

四、数控机床技术发展趋势随着科技的不断进步和制造业的不断升级，数控机床技术发展也面临着新的机遇和挑战。

未来，数控机床技术发展趋势主要表现在以下几个方面：1. 智能化：数控机床将越来越发展成为智能化的机床，通过感知技术、控制技术和数据处理技术的应用，实现与人类的交互和协同。

数控技术的发展一、数控技术的基本概念自从上20世纪中叶数控技术创立以来，它给机械制造业带来了革命性的变化，数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率必不可少的物质手段；是国家的战略技术，基于它的相关产业是体现国家综合国力水平的重要基础性产业。

机床数控技术：“用数字化信息对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法”。

数控机床是采用了数控技术的机床。

数控机床是一个装有程序控制系统的机床，该系统能够逻辑地处理具有使用代码，或其它符号编码指令规定的程序。

二、数控技术的产生1.世界上第一台数控机床世界上第一台数控机床于1952年诞生，美国麻省理工学院为一台立式铣床装上了一套采用电子管元件的数控装置，成功地实现了同时控制三轴的运动，而这台机床则被认为是世界上第一台数控机床。

2.数控技术发展的几个重要阶段第一代数控（1952-1959年）：采用电子管构成的硬件数控系统；第二代数控（1959-1965年）：采用晶体管电路为主的硬件数控系统；第三代数控（1965年开始）：采用小、中规模集成电路的硬件数控系统；第四代数控（1970年开始）：采用大规模集成电路的小型通用电子计算机数控系统；第五代数控（1974年开始）：用微型计算机控制的系统；第六代数控（1990年开始）：采用工控PC机的通用CNC系统。

三、数控技术的发展趋势数控技术不仅给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。

尽管十多年前就出现了高精度、高速度的趋势，但是科学技术的发展是没有止境的，高精度、高速度的内涵也在不断变化，目前正在向着精度和速度的极限发展。

从目前世界上数控技术发展的趋势来看，主要有如下几个方面：1.机床的高速化、精密化、智能化、微型化发展随着汽车、航空航天等工业轻合金材料的广泛应用，高速加工已成为制造技术的重要发展趋势。

高速加工具有缩短加工时间、提高加工精度和表面质量等优点，在模具制造等领域的应用也日益广泛。

数控机床的产生与发展过程数控机床是一种可以通过计算机程序来控制加工工具进行加工的机床。

它的出现是近现代制造业技术进步的结果，也是市场需求和科学技术发展的必然产物。

数控机床的产生可以追溯到20世纪50年代初期，当时美国军方需要开发出一种可以高效、精准地制造枪管的机床。

由于其需要的枪管结构和精度要求非常高，传统机床无法满足要求。

于是，美国北美航空公司（North American Aviation）开始研究利用电子自动化技术来开发数控机床。

1952年，北美航空公司成功研制出一台数控车床，随后1954年研制出了一台数控铣床，这标志着数控机床的诞生。

之后，数控机床开始在军事领域得到广泛应用，大大提高了武器装备的制造能力和精度。

随着计算机技术的逐渐普及和发展，数控机床也得到了迅速的发展，在民用领域得到了广泛的应用。

1960年，美国麦克米兰公司引进了一台大型数控切削车床，并在航空、汽车、机床等工业中得到广泛应用。

1965年，在苏联举行的第二届世界机床展览会上，中国展示了第一台数控机床，标志着中国数控机床的发展起步。

到了20世纪70年代，数控机床的产业化进程逐渐加快。

欧美日等发达国家纷纷推出相关政策，加大对数控技术的投资和研究。

同时，机床制造企业也开始纷纷涉足数控机床制造领域，并建立了各种数控加工中心和加工装备。

数控机床开始拓展应用领域，不仅仅用于金属加工，还用于玻璃、陶瓷、木材等多种材料的加工，这大大提高了工业化生产的效率和质量。

进入21世纪，数控机床的发展在技术和应用领域都得到了新的进展。

随着信息技术和先进制造技术的不断融合，数控机床的智能化水平大大提高，加工能力、加工速度等方面也得到了大幅提升。

同时，数控技术在汽车、航空航天、电子、医疗等行业中得到更广泛的应用，对工业生产中的各个环节起到了重要的推动作用。

总之，数控机床的产生和发展是多样因素相互作用的结果，它推动了现代制造业的快速发展和升级换代，不断地推着人类社会向更加先进的生产方式迈进。

机床数控改造1 数控系统发展简史及趋势1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。

它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。

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。

近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。

1.1 数控（NC）阶段（1952～1970年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。

人们不得不采用数字逻辑电路"搭"成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）。

随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即1952年的第一代--电子管；1959年的第二代--晶体管；1965年的第三代--小规模集成电路。

1.2 计算机数控（CNC）阶段（1970年～现在）到1970年，通用小型计算机业已出现并成批生产。

于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有的"通用"两个字省略了）。

到1971年，美国INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件--运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称CPU）。

到1974年微处理器被应用于数控系统。

这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。

而且当时的小型机可靠性也不理想。

早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。

由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。

到了1990年，PC机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。

数控技术的发展数控机床最早产生于美国，是军备竞赛的产物．是为解决航空与航天技术方面的大型和复杂零件的单件、小批量生产而发展起来的。

1952年美国PAR-SONS公司与麻省理工学院（MIT）合作试制了世界上第一台三坐标数控立式铣床。

此后数控系统经历了两个阶段和六代产品的发展。

这六代是指电子管数控系统、晶体管数控系统、集成电路数控系统、型计算机数控系统、微处理器数控系统和基于工业PC机的通用CNC系统。

前三代为第一阶段，数控系统主要是由硬件联结构成，称为硬件数控；后三代称为计算机数控，称为CNC系统，其功能主要由软件完成，又称为软件数控。

我国于1958年由清华大学和北京机床研究所研制了第一台电子管控制的数控机床，同样经历了六代发展历史。

在由20世纪50年代初到70年代末近30年当中，数控机床尽管经历了五代历史，但由于其价格昂贵、加工费用高、故障率高、应用技术复杂和各项配套措施尚在发展中等等，其实际应用的普及率并不高。

近20年来，随着微电子技术及相关技术的发展，特别是微处理器技术的应用，使数控机床的性能价格比有了极大的提高，实际应用普及率越来越高，使得数控机床已成为现代机械制造技术的基础。

随着科学技术的发展，世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控技术提出了更高的要求。

数控系统的主要发展目标为：进一步降低价格，增加可黑性，拓宽功能，提高操作宜人性，提高集成性，提高系统柔性和开放性。

出了数控系统的主要发展趋势。

（1)数控系统新一代数控系统应是开放式的数控系统，要求应用标准组件（如PC卡、标准元器件、标准驱动系统和数据库等），应用开放的模块化结构来构成系统的硬、软件使系统便于组合、扩展和升级，并且应使系统硬件和软件相分离，使系统能提｛柔性的、易适应的控制功能．并易为用户所掌握。

根据这种要求，目前趋向于采用基于PC机的硬件构成形式通过这种形式使应用PC软件（如MSWin-dows),PC工具和PC硬件成为可能，以便于提高功能、降低价格。

数控机床的产生与发展过程第一章数控机床概述数控技术是综合应用运算机、自动操纵、自动检测及周密机械等高新技术的产物，它已开始在各个领域普及，同时它所带来的庞大效益已引起了世界各国科技与工业届的普遍重视。

20世纪40年代以来，汽车、飞机和导弹制造工业进展迅速，原先的加工设备已无法承担加工航空工业需要的复杂型面零件。

数控技术是为了解决复杂型面零件加工的自动化而产生的。

1948年，美国帕森斯〔Parsons〕公司在研制加工直升机叶片轮廓检验用样板的机床时，第一提出了应用电子运算机操纵机床加工样板曲线的设想。

后来与美国空军签订合同，帕森斯〔Parsons〕公司与麻省理工学院〔MIT〕伺服机构研究所合作进行研制成功。

1952年试制成功第一台三坐标立式数控铣床。

后来，又通过改进并开展自动编程技术的研究，于1955年进入实验时期，这对加工复杂曲面和促进美国飞机制造业的进展起了重要作用。

1958年我国开始研制数控机床，1975年研制出第一台加工中心。

目前，在数控技术领域，我国同先进国家之间还存在不小的差距，但这种差距正在缩小。

数控技术的应用也从机床操纵拓展到其他操纵设备，如数控电火花线切割机床、数控测量机和工业机器人等。

1.1数控机床的产生与进展科学技术和社会生产的不断进展，对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求。

机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。

单件、小批生产占机械加工的80%左右，一种适合于产品更新换代快、品种多、质量和生产率高、成本低的自动化生产设备的应用已迫在眉睫。

而数控机床那么能适应这种要求，满足目前生产需求。

1.1.1数控机床的产生与进展过程1946年产生了世界上第一台电子运算机，它为人类进入信息社会奠定了基础。

1952年，运算机技术应用到机床上，在美国产生了第一台数控机床。

从此，传统机床产生了质的变化。

近半个世纪以来，数控机床经历了两大时期和六代的进展。

1.数控〔NC〕时期〔1952年-1970年〕早期运算机的运算速度底,这对当时的科学运算和数据处理阻碍还不大,但不能适应机床的实施操纵要求.人们不得不采纳数字逻辑电路制成一台机床专用运算机作为数控系统,这被称为硬件连接数控(HARD-WIRED NC),简称为数控(NC) 。

简述数控机床的发展及应用一、数控机床的定义和发展概况1.1 数控机床的定义数控机床是指通过数字信号控制机床运动和加工过程的一类机床。

它是在计算机技术、电子技术和自动控制技术的基础上发展起来的一种先进的制造设备。

1.2 数控机床的发展历程数控机床的发展可以追溯到20世纪50年代，当时主要是在航空航天、军事和核工业等领域应用。

随着计算机技术的飞速发展，数控机床逐渐普及，并在各个领域得到广泛应用。

二、数控机床的应用领域2.1 汽车制造业数控机床在汽车制造业中起到了至关重要的作用。

它可以用于汽车零部件的加工、车身焊接和涂装等工艺过程。

通过数控机床的应用，可以提高生产效率、降低成本，并且保证产品的质量和精度。

2.2 航空航天工业航空航天工业对于产品的精度要求非常高，因此数控机床在该领域的应用非常广泛。

数控机床可以用于航空发动机的加工、飞机结构件的制造以及航天器的组装等工艺过程。

通过数控机床的应用，可以提高产品的质量和精度，并且减少人为因素对产品质量的影响。

2.3 电子信息产业随着电子信息产业的快速发展，对于电子产品的加工要求也越来越高。

数控机床可以用于电子产品的外壳加工、电路板的制造以及元器件的装配等工艺过程。

通过数控机床的应用，可以提高产品的加工精度和生产效率，并且满足不同客户的个性化需求。

2.4 其他行业除了上述几个主要领域，数控机床还广泛应用于其他行业，如机械制造、模具制造、医疗器械制造等。

数控机床的灵活性和高效性使得它在各个行业中都能发挥重要作用。

三、数控机床的优势和挑战3.1 优势•高精度：数控机床可以实现高精度的加工，提高产品的质量和精度。

•高效率：数控机床可以实现自动化生产，提高生产效率，降低人力成本。

•灵活性：数控机床可以根据不同的加工需求进行编程，实现个性化生产。

•节约材料：数控机床可以通过优化加工路径和减少废料产生，实现材料的节约。

3.2 挑战•技术要求高：数控机床的操作和编程需要专业的技术人员，技术要求较高。

数控技术和数控机床在实际⽣产中的应⽤数控技术和数控机床在实际⽣产中的应⽤.txt求⽽不得，舍⽽不能，得⽽不惜，这是⼈最⼤的悲哀。

付出真⼼才能得到真⼼，却也可能伤得彻底。

保持距离也就能保护⾃⼰，却也注定永远寂寞。

数控技术和数控机床在实际⽣产中的应⽤数控机加⼯实例前⾔：第⼀节：数控机床的产⽣和发展1949 年，美国帕森斯公司（Parsons）和⿇省理⼯学院（MIT）开始合作，并于 1952 年 3 ⽉研制成功了世界上第⼀台数控机床，它是⼀台三坐标数控铣床，⽤于加⼯直升飞机叶⽚轮廓检查⽤样板。

1955 年，该类机床进⼊实⽤化阶段，在复杂曲⾯的加⼯中发挥了重要作⽤。

1958 年，我国开始研制数控车床，并在研制与推⼴使⽤数控机床⽅便取得了⼀定成绩。

近年来，由于引进了国外的数控系统与伺服系统的制造技术，是我国的数控机床在品种、数量和质量⽅⾯得到了迅速发展。

⽬前，我国已有⼏⼗家机床⼚能过⽣产不同种类的数控机床和加⼯中⼼。

在数控技术领域中，我国和先进的⼯业国家之间还存在着不⼩差距，但这种差距正在缩⼩。

数字控制机床（Numerical Control Machine Tool,简称 NC 机床）的产⽣较好的解决了复杂、精密、⼩批多变零件的加⼯问题，满⾜了科学技术与社会⽣产⽇益发展的需要。

机床与普通机床、 NC ⾃动与半⾃动化机床相⽐具有突出的优点。

它不仅提⾼了加⼯精度和⽣产效率，同时也减轻了劳动强度，改善了劳动条件，更重要的是有利于⽣产管理和产品的更新改型。

计算机数字控制机床（Computer Numerical Control Machine Tool,简称 CNC 机床），也称现代数控机床，是 20 世纪 70 年代发展起来的⼀种新颖的数字控制系统。

它是实现柔性⾃动化的关键设备和柔性⾃动⽣产线的基本单元。

现代数控机床是综合应⽤了计算机⾃动控制、电⽓传动、精密测量、精密机械制造等技术的最新成果⽽发展起来的，它采⽤微处理器作为机床的数控装置，通过编制各种系统软件来实现不同的控制功能和加⼯功能。