一、 数控机床及其产生

数字控制（ Numerical Control -NC ）技术，简称为数控技术。

　　数控机床是一种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑地处理具有使用号码或其他符号编码指令规定的程序。数控机床是综合应用了机械制造技术，微电子技术，信息处理、加工、传输技术，自动控制技术，伺服驱动技术，监测监控技术、传感器技术，软件技术等的最新成果而发展起来的完全新型的机床，它标志着机床工业进入了一个新的阶段。

　　数控机床最早产生于美国，是为了解决航空与宇航的大型复杂零件的单件、小批量生产而发展起来的。 20 世纪 40 年代以来，汽车、飞机和导弹制造工业发展迅速，原来的加工设备已经无法加工航空工业需要的制造精度较高的复杂形状工件。 1946 年世界上第一台电子计算机的问世，为产品制造由刚性自动化向柔性自动化方向发展奠定了基础。 1952 年， MIT 研制成功了三坐标数控系统，并在 Cincinnate 铣床上装备了这种控制系统。

我国数控机床的发展

　　我国从 1965 年开始研制数控机床，到 70 年代末共生产了 4108 台数控机床，其中 86% 为数控线切割机床；

　　到 80 年代末，随着我国实行改革开放政策，引进了日本、美国等先进的数控技术，开始批量生产数控系统和伺服系统，使我国数控机床在质量和数量上有了很大的提高。特别是近 10 年来，我国开发并生产了数控铣床、车床、磨床、立式和卧式加工中心等 40 多个新品种；引进和自行开发和建立了多条 FMS （柔性制造系统）生产线，并开始进行 CIMS( 计算机集成制造系统 ) 的研究及其在生产中的应用。

数控机床的发展趋势

1 ）高速化、高精度化

　　20 世纪 90 年代以来，随着电主轴和直线进给电机在机床上的应用，使得机床的主运动和进给速度大大提高。 20世纪90年代以来，高速铣床和高速铣削加工中心的精度也在不断提高。如：德国和日本研制的高速铣削加工中心，主轴转速达60000r/min,进给速度达80m/min,加速度2g-2.5g,其重复定位精度达到了±1um。

2 ）智能化、信息化

（１）引进自适应控制技术 通过自动调节加工过程中所测得的工作状态、特性，按给定的评价指标自动校正自身的工作参数，以达到或接近最佳工作状态。由于在试加工过程中，大约有 30 余种变量直接或间接影响加工效果，如工件毛坯余量不匀、材料硬度不一、刀具磨损、工件变形、机床热变形、切削液的粘度等因素。这些变量事先难以预知，在实际加工时，很难用最佳参数进行切削。自适应控制系统能根据切削条件的变化，自动调节伺服进给参数、切削用量等工作参数，使加工过程保持最佳工作状态，得到较高的加工精度和较好的表面质量，提高刀具的使用寿命和设备生产效率。

（２）故障自诊断、自修复功能 利用 CNC 系统的内装程序实现在线诊断，一旦出现故障，即采用停机等措施，并通过 CRT 进行故障报警，提示故障的部位、原因，自动使故障模块脱机，而且接通备用模块。

（ 3 ） 刀具自动检测更换 利用红外、声发射（ AE ）、激光等各种检测手段，对刀具和工件进行监测。以保证产品质量。

（ 4 ） 引进模式识别技术 应用图像识别和声控技术，使机器自己辨认图样，按照自然语言命令进行加工。

3 ） 数控系统开放化

开放式数控系统以 PC 为核心，所有元件对用户完全开放，已成为数控系统发展的一种趋势。