数控机床发展史
数控机床发展史
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及其技术的发展趋势
3、在关键技术的应用方面，伺服驱动技术、数控系统技术和机械结构技术 都在不断发展，其中伺服驱动技术和数控系统技术的数字化、高频化、集成化， 以及机械结构技术的高刚度、高精度、高可靠性都是当前发展的主要方向。
综上所述，数控机床的关键技术和发展趋势对制造业的发展至关重要。未来， 随着科学技术的不断进步和创新，我们有理由相信，数控机床的关键技术和发展 趋势将会有更大的突破和创新。
2、虚拟现实/增强现实技术在数 控机床上的应用
虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的引入，为数控机床的操作和维护提 供了全新的视角。通过VR技术，可以将加工过程进行模拟仿真，帮助操作人员提 前发现潜在的错误和问题，提高实际加工过程中的安全性。而AR技术则可以将加 工信息实时叠加到实际场景中，使操作人员能够更加直观地了解设备状态和加工 进度，提高生产效率。
高速化指的是数控机床的加工速度不断提高，高精度化则是指数控机床的加 工精度不断提高。复合化是指数控机床具备多种加工功能，能够实现一机多能。 智能化则是指数控机床具备智能化的加工能力和自我诊断修复功能。
三、数控机床关键技术分析
1、伺服驱动技术：伺服驱动技术是数控机床的重要组成部分，其性能直接 影响到数控机床的加工精度和速度。目前，伺服驱动技术正朝着数字化、高频化、 集成化方向发展，其中数字化伺服驱动技术通过提高脉冲频率和采样率，能够大 幅度提高伺服系统的性能。
四、结论
数控机床作为现代制造业的核心设备，其性能和使用寿命直接影响到生产效 率和产品质量。本次演示通过对数控机床的关键技术和发展趋势进行分析，得出 以下结论：
1、数控机床的关键技术包括伺服驱动技术、数控系统技术、机械结构技术 等，这些技术的发展程度直接决定了数控机床的性能和使用寿命。
数控机床的发展历程和趋势
现代数控机床的应用领域拓展
01
02
03
04
航空航天领域
用于加工飞机和航天器的复杂 零部件，如发动机叶片、机翼
等。
汽车制造领域
用于加工汽车零部件，如发动 机缸体、曲轴等。
模具制造领域
用于加工各种模具零部件，如 注塑模、压铸模等。
医疗器械领域
用于加工各种医疗器械零部件 ，如人工关节、牙科种植体等
高精度直线导轨和滚珠丝 杠
高精度直线导轨和滚珠丝杠的 应用提高了数控机床的定位精 度和重复定位精度，进一步提 升了加工质量。
智能化技术
中期发展阶段开始引入智能化 技术，如自适应控制、模糊控 制等，使数控机床能够根据不 同的加工条件自动调整参数， 提高加工过程的稳定性和效率 。
中期发展的主要应用领域
高速发展阶段
21世纪初，中国数控机床 产业进入高速发展阶段， 技术水平不断提高，产品 种类日益丰富。
中国数控机床的产业现状
产业规模
中国数控机床产业规模不断扩大， 已经成为全球最大的数控机床生 产国之一。
技术水平
中国数控机床的技术水平不断提高， 已经具备了国际竞争力。
产品种类
中国数控机床的产品种类日益丰富， 涵盖了各种加工中心、数控车床、 数控铣床等。
新兴领域应用 数控机床在新兴领域如新能源、 新材料、生物医药等领域的应用 不断拓展，为数控机床的发展提 供了新的机遇。
技术创新驱动 数控机床技术的不断创新和发展， 将推动其在高效、高精度、智能 化等方面取得更大突破。
如何应对数控机床发展的挑战和机遇
加强技术研发和创新
企业应加大技术研发和创新投入，提升 数控机床的技术水平和核心竞争力。
数控车床发展史
1970年代末至1980年代初
美国、德国、日本等国在数控机床领域取得显著进展，推出了一系列高性能的数控机床
数控机床技术逐渐成熟，应用领域不断扩大
1980年代
日本数控机床产量超过美国，成为世界最大的数控机床生产国
日本在数控机床领域的技术创新和质量控制使其在全球市场上占据领先地位
数控车床发展史
时间节点
发展事件
技术特点
1952年
美国帕森斯公司与麻省理工学院合作试制出世界上第一台三坐标联动、利用脉冲乘法器原理工作的立式数控铣床
数控技术的初步探索，采用电子管控制
1954年
美国本迪克斯公司生产了世界上第一台工业用数控机床
数控机床的工业化应用开始，标志着数控技术的初步成熟
1959年
数控系统发展到第二代，采用晶体管控制
1990年代至今
数控机床技术持续发展，各国纷纷推出高性能、高精度的数控机床
数控机床在控制、精度、自动化、灵活性等方面不断提升，广泛应用于航空航天、汽车、电子等高端制造领域
2020年代
中国数控机床产业发展迅速，技术突破显著，打破了国外的技术垄断
相比电子管，晶体管具有更高的可靠性和稳定性
1965年
数控系统发展到第三代，采用小规模集成电路控制
集成电路的应用提高了数控系统的性能和可靠性
1970年
第四代数控系统出现，小型计算机开始用于数控系统
计算机技术的应用使数控系统具有更高的智能化和自动化水平
1974年
第五代数控系统出现，微处理器开始用于数控系统
数控机床发展史
数控机床发展史Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT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。
数控机床发展历程及现状
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。
数控机床的发展历史和趋势
未来的数控机床
智能化、 3.智能化、网络化： 智能化 网络化：
追求加工效率的智能化，如自适应控制； 追求加工效率的智能化，如自适应控制；提高驱动性 能及使用连接方便的智能化，如电机参数的自适应运 能及使用连接方便的智能化， 算等；简化编程、简化操作的智能化， 算等；简化编程、简化操作的智能化，如智能化的自 动编程、智能诊断等。 动编程、智能诊断等。 数控装备的网络化实现了新的制造模式如敏捷制造、 数控装备的网络化实现了新的制造模式如敏捷制造、 虚拟企业等。 虚拟企业等。
数控机床的发展先后 经历了电子管（ 经历了电子管（1952 ）、晶体管 晶体管（ 年）、晶体管（1959 ）、小规摸集成电 年）、小规摸集成电 路（1965年）、大规 年）、大规 模集成电路及小型计 算机（ 算机（1970年）和微 年 处理机或微型机算机 （1974年）等五代数 年 控系统。 控系统。
高精度、高可靠性 高精度、高可靠性: 普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高 普通级数控机床的加工精度已由±10μm提高 5μm； 到±5μm； 精密级加工中心的加工精度则从± 5μm， 精密级加工中心的加工精度则从±3～5μm， 提高到± 1.5μm。 提高到±1～1.5μm。 数控装置的平均无故障时间值已达6000小时 数控装置的平均无故障时间值已达6000小时 平均无故障时间值已达6000 以上，驱动装置达30000小时以上。 30000小时以上 以上，驱动装置达30000小时以上。
2.复合化、多轴化： 2.复合化、多轴化： 复合化 一次装夹，整体加工。 一次装夹，整体加工。 在加工自由曲面时， 在加工自由曲面时，5轴联动控制对球头 铣刀的数控编程比较简单， 铣刀的数控编程比较简单，并且能使球头铣 刀在铣削3 刀在铣削3维曲面的过程中始终保持合理的切 从而提高加工效率。 速，从而提高加工效率。
简述我国及世界数控机床的发展史
一、我国数控机床的发展历程随着我国改革开放，国家对高端装备制造业的重视不断加大，数控机床作为高端装备制造业的重要组成部分，也得到了极大的发展。
1973年，我国研制成功了第一台数控机床，标志着我国数控机床的研发工作正式拉开了序幕。
随后，我国陆续研制出了数控车床、数控加工中心、数控数铣床等一系列数控机床产品，为我国制造业的现代化进程提供了强大的支撑。
二、世界数控机床的发展历程在世界范围内，数控机床的发展历程也是令人瞩目的。
20世纪50年代，随着计算机技术的发展，德国、日本等国家开始了数控机床的研发工作。
随后，美国也加入了数控机床的研发和生产行列。
现在，德国的DMG、日本的三菱、美国的哈斯等知名企业在全球数控机床行业中占据着重要地位，为全球制造业的发展做出了重大贡献。
三、我国数控机床的发展现状当前，我国数控机床行业已经进入了快速发展的新阶段。
随着科技的不断进步和国家的大力支持，我国的数控机床在高速、高精、高刚需求方面取得了重大突破，已经成为我国制造业转型升级的重要支撑。
我国数控机床在节能环保、柔性制造等方面也取得了显著成就，为我国经济可持续发展做出了积极贡献。
四、世界数控机床的发展现状在全球范围内，数控机床行业也是持续向前发展的。
全球范围内，新兴市场的需求和发展对数控机床行业的发展起到了重要推动作用。
全球范围内的科技创新和产业升级，也为数控机床行业带来了新的发展机遇。
世界范围内的数控机床企业也在不断提升产品的品质和技术，致力于为全球制造业的发展贡献力量。
五、我国数控机床的发展前景展望未来，我国数控机床行业的发展前景是十分光明的。
随着国家制造业的转型升级，数控机床作为制造业的基础设施，将会得到更多的重视和支持。
随着技术的不断进步和创新，我国数控机床的产品性能将会得到进一步提升，产品的多样化和柔性化水平也将会不断提高。
六、世界数控机床的发展前景全球范围内，数控机床行业的发展前景也是十分广阔的。
随着全球制造业格局的不断调整和优化，数控机床行业将会面临更多的市场机遇和发展空间。
数控机床起源与发展
03
数控机床的应用领域
数控机床在制造业的应用
机械加工
数控机床广泛应用于机械 加工领域，包括车削、铣 削、钻孔、攻丝等。
模具制造
数控机床在模具制造领域 具有高精度、高效率的特 点，可用于制造各种复杂 模具。
零部件加工
数控机床可用于汽车、航 空航天、能源等领域零部 件的加工和制造。
率的加工需求。
加工效率的提升
通过采用先进的切削技术和刀具 ，数控机床的加工效率得到了显 著提升，能够实现高效、快速的
加工。
制造工艺的优化
通过对制造工艺的不断优化和改 进，数控机床的制造质量和可靠
性得到了显著提高。
数控机床的智Байду номын сангаас化技术应用
智能化控制技术的应用
通过采用先进的智能化控制技术，数控机床能够实现自动化、智 能化的加工过程，提高加工效率和加工精度。
数控机床在航空航天领域的应用
飞机制造
航天器制造
数控机床可用于飞机机身、机翼、尾 翼等部件的加工和制造。
数控机床可用于航天器零部件的加工 和制造，如卫星结构件、火箭发动机 等。
发动机制造
数控机床可用于航空发动机零部件的 加工和制造，如涡轮叶片、燃烧室等 。
数控机床在汽车行业的应用
汽车零部件加工
数控机床可用于汽车零部件的加 工和制造，如发动机缸体、曲轴
核心设备
数控机床是制造业的核心设备之一，对提高产品 质量和生产效率具有重要作用。
转型升级关键
数控机床是制造业转型升级的关键设备，能够推 动传统制造业向高端制造业转型。
智能制造基础
数控机床是实现智能制造的基础设备之一，能够 提高制造过程的自动化和智能化水平。
数控机床概述
图1-11 JCS-018A型加工中心
车削加工中心 车削加工中心以车削为主，主体是数控车床，机床上配备有转塔式刀库或由换刀机械手和链式刀库组成的大容量刀库。车削加工中心还配置有铣削动力头。 镗铣加工中心 镗铣加工中心，它将数控铣床、数控镗床、数控钻床的功能聚集在一台加工设备上，且增设有自动换刀装置。镗铣加工中心是机械加工行业应用最多的一类数控设备，其工艺范围主要是铣削、钻削和镗削。
1.2 数控机床的组成及特点
早期的数控机床系统采用数字逻辑电路构成，即由硬件实现逻辑控制，称为硬件数控系统，所以数控机床也称为NC机床。硬件数控系统经历了电子管、晶体管、集成电路的发展过程。 现在采用计算机或微机的数控系统称为计算机数控系统，简称“CNC”，所以现在的数控机床也称CNC机床。 数控机床——就是用数控技术实时加工控制的机床。 数控机床是集机、电、液、气、光高度一体化的产品。 组成: 数控机床由控制介质、输入输出装置、数控装置、伺服驱动装置、检测装置和机床主体组成。
（2）闭环控制数控机床
半闭环数控系统：位置采样点如图所示，是从驱动装置(常用伺服电机)或丝杠引出，采样旋转角度进行检测，不是直接检测运动部件的实际位置
位置控制调节器
速度控制 调节与驱动
检测与反馈单元
位置控制单元
速度控制单元
+
+
-
电机
机械执行部件
CNC插补 指令
实际位置反馈
实际速度反馈
特点： 半闭环环路内不包括或只包括少量机械传动环节，因此可获得稳定的控制性能 由于丝杠的螺距误差和齿轮间隙引起的运动误差难以消除。因此，其精度较闭环差，较开环好。但可对这类误差进行补偿，因而仍可获得满意的精度 半闭环数控系统结构简单、调试方便、精度也较高，因而在现代CNC机床中得到了广泛应用
数控技术历程总结范文
随着我国经济的快速发展，制造业已成为国家经济的支柱产业。
数控技术作为现代制造业的核心技术，在我国的发展历程中扮演着举足轻重的角色。
本文将从数控技术的发展历程、关键技术及其在我国的应用现状等方面进行总结。
一、数控技术发展历程1. 第一代数控技术（20世纪50年代）：以继电器和电子管为基础的机床数控装置，主要用于简单的机械加工。
2. 第二代数控技术（20世纪60年代）：以晶体管为基础的数控系统，功能逐渐增强，可实现多轴联动加工。
3. 第三代数控技术（20世纪70年代）：以集成电路为基础的数控系统，性能得到显著提高，可实现复杂形状的加工。
4. 第四代数控技术（20世纪80年代）：以微处理器为基础的数控系统，功能更加丰富，可实现实时监控和自适应加工。
5. 第五代数控技术（20世纪90年代）：以嵌入式系统为基础的数控系统，具备更高的智能化和自动化水平。
6. 第六代数控技术（21世纪初）：以网络化、智能化、绿色环保为特点的数控技术，推动制造业向高端、绿色、智能方向发展。
二、数控关键技术1. 数控编程：数控编程是数控技术的基础，主要包括语言编程、图形编程和参数编程等。
2. 数控系统：数控系统是实现数控加工的核心，包括数控控制器、伺服驱动器、执行机构等。
3. 伺服驱动技术：伺服驱动技术是实现数控加工高精度、高速度的关键，主要包括步进电机、伺服电机等。
4. 检测与反馈技术：检测与反馈技术是保证数控加工精度的重要手段，主要包括位移传感器、速度传感器等。
5. 人工智能与大数据：人工智能与大数据技术应用于数控加工，可实现加工过程的智能化、优化和预测。
三、数控技术在我国的应用现状1. 数控加工设备：我国数控加工设备产业已具备一定规模，产品涵盖了车床、铣床、磨床、镗床等。
2. 数控技术应用领域：数控技术广泛应用于航空航天、汽车、电子、能源、船舶等领域。
3. 人才培养：我国已形成较为完善的数控技术人才培养体系，为数控产业发展提供有力支撑。
数控机床的发展历程及未来趋势
(山东建筑大学机电工程学院济南 250101)0前言机床(machine tools)是指用来制造机器的机器。
又被称为“工作母机”或“工具机”。
早在15世纪就已出现了早期的机床,1774年英国人威尔金森发明的一种炮简篷床被认为是世界上第1台真正意义上的机床，它解决了瓦特蒸汽机的气缸加工问题。
至18世纪,各种类型机床相继出现并快速发展,如螺纹车床、龙门式机床、卧式锐床、滚齿机等，为工业革命和建立现代工业奠定了制造工具的基础。
1952年,世界上第1台数字控制机床在美国麻省理工学院问世，标志着机床数控时代的开始。
数控机床是一种装有数字控制系统(简称“数控系统”)的机床数控系统包括数控装置和伺服装置两大部分，当前数控装置主要采用电子数字计算机实现,又称为计算机数控(computerized numerical control,CNC)装置[1]。
1数控机床的发展历程特点1952年世界第1台数控机床在美国麻省理工学院研制成功,这是制造技术的一次革命性跨越。
数控机床采用数字编程、程序执行、伺服控制等技术，实现按照零件图样编制的数字化加工程序自动控制机床的轨迹运动和运行，从此NC技术就使得机床与电子、计算机、控制、信息等技术的发展密不可分。
随后，为了解决NC程序编制的自动化问题，采用计算机代替手工的自动编程工具和方法成为关键技术，计算机辅助设计/制造(CADCAM)技术也随之得到快速发展和普及应用[2]。
可以说，制造数字化肇始于数控机床及其核心数字控制技术的诞生。
正是由于数控机床和数控技术在诞生伊始就具有的几大特点--数字控制思想和方法、“软(件)-硬(件)”相结合、“机(械)-电(子)-控(制)-信(息)”多学科交叉，因而其后数控机床和数控技术的重大进步就一直与电子技术和信息技术的发展直接关联。
最早的数控装置是采用电子真空管构成计算单元,20世纪40年代末晶体管被发明，50年代末推出集成电路，至60年代初期出现了采用集成电路和大规模集成电路的电子数字计算机，计算机在运算处理能力、小型化和可靠性方面的突破性进展，为数控机床技术发展带来第一个拐点一由基于分立元件的数字控制(NC)走向了的计算机数字控制(CNC),数控机床也开始进入实际工业生产应用。
数控机床的发展与趋势
数控机床的发展与趋势一、引言数控机床是一种以数字信号为控制指令，实现工件加工的自动化机床。
它以其高精度、高效率和灵活性等优势，成为现代制造业中不可或缺的重要设备。
本文将从数控机床的发展历程、技术特点以及未来的发展趋势等方面进行详细探讨。
二、数控机床的发展历程1. 早期机械化阶段在20世纪50年代以前，机床加工主要依靠人工操作，生产效率低下，精度难以保证。
这时期的数控机床还处于起步阶段，主要应用于军工领域。
2. 数控技术的发展阶段20世纪60年代，随着计算机技术的发展，数控技术开始得到广泛应用。
数控机床逐渐取代了传统机床，实现了工件的高精度加工。
3. 现代化阶段随着计算机技术和控制技术的不断进步，数控机床实现了更高的精度、更高的效率和更大的灵活性。
同时，随着自动化技术的发展，数控机床还实现了自动化生产线的应用。
三、数控机床的技术特点1. 高精度数控机床采用数字信号控制，可以实现微小误差的控制，保证了工件加工的高精度。
2. 高效率数控机床具有高速度、高加工效率的特点，可以大幅度提高生产效率，缩短生产周期。
3. 灵活性数控机床可以根据不同的加工要求进行编程，实现不同工艺的加工，具有较高的灵活性。
4. 自动化程度高数控机床可以实现自动化生产，减少人工干预，提高生产效率，降低劳动强度。
四、数控机床的发展趋势1. 智能化发展随着人工智能技术的不断发展，数控机床将更加智能化。
通过引入机器学习和深度学习等技术，数控机床可以自动学习和优化加工过程，提高加工效率和精度。
2. 高速化发展随着电机和传感器技术的进步，数控机床的加工速度将进一步提高。
高速加工将成为数控机床发展的重要方向，以满足生产效率的提高需求。
3. 精密化发展随着精密加工领域的不断扩大，数控机床的精度要求也越来越高。
未来的数控机床将更加注重精密加工，提高加工精度和稳定性。
4. 网络化发展随着互联网技术的普及，数控机床将更加网络化。
通过与其他设备和系统的连接，实现生产过程的信息化管理和远程监控，提高生产效率和灵活性。
数控机床发展历史
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。
数控机床发展历史
机床结构与驱动技术的进步
传统机床结构
采用传统的机械传动结构，如皮 带、齿轮、链条等，具有传动效 率低、精度差、噪音大等缺点。
先进机床结构
采用直线电机、电主轴等先进技 术，实现了无传动间隙、高速高 精度运动，提高了机床的加工效
率和加工精度。
复合加工机床
将多种加工功能集成在一台机床 上，如车铣复合、铣磨复合等， 减少了工件装夹次数和加工时间
日期:
数控机床发展历史
汇报人：
目录
• 数控机床的起源与初期发展 • 数控机床的技术发展与迭代 • 数控机床产业的现状与趋势 • 典型数控机床及其应用案例
01
数控机床的起源与初期发展
数控机床的概念诞生
背景
20世纪中期，随着航空、航天等高科技产业的迅猛发展，对复杂零件的精密度 和加工效率提出了更高的要求。
，提高了加工效率。
数控系统与控制技术的发展
开环控制系统
系统输出量不直接参与控制，而是通过检测输出量的变化 来间接控制被控对象，具有结构简单、成本低等优点，但 控制精度较低。
闭环控制系统
通过比较输出量与期望值之间的误差来控制被控对象，具 有控制精度高、稳定性好等优点，但系统复杂度高，成本 较高。
现场总线技术
诞生
为满足这一需求，美国麻省理工学院于1952年成功研制出第一台三坐标数控铣 床，标志着数控机床的诞生。
初期数控机床的技术特点
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控制系统
初期数控机床采用电子管 元件组成的控制系统，体 积庞大，功耗高，可靠性 较差。
插补技术
采用直线和圆弧插补技术 ，对复杂曲线的加工能力 有限。
驱动方式
主要采用步进电机驱动， 精度和速度较低。
数控机床发展史
数控机床发展史一、引言数控机床是指通过计算机控制系统，实现机床的自动化加工操作的一种高精度、高效率的机床。
它的出现彻底改变了传统机床的加工方式，极大地提高了加工精度和生产效率。
本文将从数控机床的发展历程、关键技术和应用领域等方面介绍数控机床的发展史。
二、数控机床的发展历程数控机床的发展可以追溯到20世纪40年代，当时以美国为代表的工业发达国家开始研究数控技术。
1947年，美国麻省理工学院的数学家维茨尔（W.H.Witzel）提出了数控机床的概念，并设计出第一台数控铣床。
此后，数控技术得到了迅速发展，出现了一系列划时代的技术突破。
1952年，美国麻省理工学院的尤金·W·伯里（Eugene W.Berry）教授成功开发出世界上第一台数控车床。
此后，数控机床开始广泛应用于航空航天、军工、汽车等领域，并逐渐取代了传统机床。
1960年代，计算机技术的飞速发展为数控机床的进一步发展提供了坚实的基础。
计算机数控（CNC）系统的出现，使得数控机床的编程更加灵活方便，加工精度也得到了大幅提高。
此后，数控机床的发展进入了一个新的阶段。
1980年代，随着微电子技术和信息技术的不断进步，数控机床的性能得到了大幅提升。
高速切削技术、高精度测量技术等先进技术的应用，使得数控机床在加工效率和加工精度上达到了前所未有的水平。
到了21世纪，数控机床的发展进入了智能化阶段。
人工智能、云计算、大数据等技术的应用，使得数控机床具备了更高的自动化程度和智能化水平。
现如今，数控机床已经成为工业制造中不可或缺的设备。
三、数控机床的关键技术数控机床的发展离不开一系列关键技术的突破。
首先是数控系统技术，包括硬件和软件两个方面。
硬件方面，数控系统需要具备高性能的计算机、精密的运动控制装置和灵敏的传感器等。
软件方面，数控系统需要具备强大的编程和控制功能，能够实现复杂的加工操作。
其次是伺服控制技术，伺服系统是数控机床实现高精度加工的关键。
数控机床的概述
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2024年2月11日
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2、闭环控制（Close Loop Control）数控机床
➢这类系统的位置检测装置安装在机床工作台上，将 工作台的实际位置检测出来并与CNC装置的指令进 行比较，用差值进行控制，如上图结构。 ➢特点：·可矫正全部传动环节造成的误差，精度很高； （取决于检测装置的精度） ➢ ·不稳定因素多，调试困难； ➢ ·用于高精度设备的控制。如：镗、铣床，超精 车床，磨床等；
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➢（3）、数控系统：主功能是将输入装置传送的数据 加工程序，经数控装置系统软件进行译码、插补运算 和速度预处理等。
➢译码时将程序区分为： ➢ 几何数据：刀具相对工件运动路径的数据；利用它 可加工出要求的几何形状。
➢工艺数据：主轴转速S和进给速度F等辅助功能的数据。 ➢开关功能：对机床电器的开关命令；如：主轴启/停、 刀具选择/交换、切削液的开关、润滑液的启/停等。 ➢·插补器：根据曲线已知的几何数据以及相关的工艺 数据中速度信息，计算出曲线起、终点间的一系列中 间点，分别向机床各坐标轴发出速度和位移信号，通 过各个轴运动的合成，形成符合数控加工程序要求的 工件轮廓的刀具的运动轨迹。
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对应关系
➢手脚：作用于外界（执行器）
➢数控机床的主轴电动机、进给伺服电动机及各 种液压缸和汽缸等
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对应关系
➢头脑：集中处理全部信息，并对其他要 素和它们间的连接进行有机的统 一控制（计算机）
➢数控机床的数控系统
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数控机床发展史摘要：自1952年设计出第一台试验性数控机床开始至今，数控机床已发展至第五代。
现如今机床俨然成为了衡量一个国家工业技术发展水平的重要标志。
本文将要进行探讨的是数控机床的发展及其未来发展的方向。
关键字：数控机床自动化发展智能柔性Abstract: since 1952 the first test design of NC machine tool to the present ,the NC machine tool has been developed to the fifth generation. Nowadays, machine tool has become the measure of a country the important sign of the level of industrial technology development. This paper intends to discuss the development of NC machine tool and the direction of future development.Key words: CNC Machine Tool Automation Development Intelligence Flexibility数控技术也叫计算机数控技术，目前它是采用计算机实现数字程序控制的技术。
这种技术是计算机按事先存储的控制程序来执行对设备的控制功能。
随着科学技术的发展，机械产品结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高更新换代频繁，生产类型由大批大量生产向多品种小批量生产转化。
因此，对机械产品的加工相应得提出了高精度、高柔性与高度自动化的要求。
数字控制机床就是为了解决单件、小批量、特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而产生的。
数控机床发展的几个阶段第一代数控机床是由美国帕森斯公司和美国麻省理工学院于1952年试制成功的三坐标数控铣床，它是由电子管作为数控装置。
这是一台试验性数控机床，真正意义上的第一台工业用数控机床是美国本迪克斯公司在派尔逊斯专利的基础上于1954年正式生产出来的。
第二代是1959年由美国卡耐·特雷克公司开发出来的带自动换刀装置基于晶体管元件和印刷电路板数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)。
这是一种具有自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，缩短了机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。
早期的数控机床由于体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。
自1960年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。
原因在于点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。
到1965年，出现了以小规模集成电路为数控装置数控机床，这便是第三代数控机床。
第三代数控机床不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促使数控机床品种和产量得以进一步发展。
1967年，英国首先把几台数控机床连接到一起由一台计算机直接控制的数控系统(简称DNC)，又称群控系统。
之后开发出的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：柔性制造系统。
随着微电子技术的迅速发展，1970年，美国英特尔开发使用了微处理器。
1974年，研制成功并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。
数控机床的发展趋势随着计算机技术的发展，很多曾经在数控机床上难以实现的功能变得越来越简单，特别是电火花技术、激光技术、纳米技术的应用更是加速了数控技术的发展。
现如今，数控加工正在向高速化、高精度化、柔性化、网络化和智能化等方向发展。
1 高可靠性：数控机床由于增加了数控装置和伺服系统，使用了较大数量的液压、气动、电气元件，出现故障的几率比较高，因此数控机床的可靠性已成为用户最为关心的一个问题，可靠性的提高已成为数控机床产业迫切需要解决的问题。
提高数控机床的可靠性，一般是通过提高数控系统的硬件质量，采用模块化、标准化和通用化来提高其可靠性。
2 高适应性及高稳定性：市场对产品的需求逐渐趋向于多样化，同时还需要实现单件、小批量产品的生产自动化制造，另外，由于产品的更新换代快，机械产品的生产准备周期非常短，为了给多种小批量生产和新产品的研制提供便利，利于企业快速占领市场，数控机床需要很高的适应性和稳定性。
3 高速化：受高效、高生产率的要求，高速化已是现代机床技术发展的重要方向之一。
高速切削可通过高速运算技术、快速插补运算技术、超高速通信技术和高速主轴等技术来实现。
采用高速的32位以上的微处理器，可提高数控系统的分辨率及实现连续小程序段的高速、高精加工。
4 高精度化：随着科学技术的发展，对机械产品精度要求将会越来越高。
因此，机床的加工精度将会向更高的精度发展，机床的高精度化已成为机床业发展的一个重要部分。
提高机床的加工精度，一般是通过减少数控系统误差，提高数控机床基础大件结构特性和热稳定性，采用补偿技术和辅助措施来达到的。
5智能化：未来的数控系统将是一个高度智能化的系统。
具体是指系统应在局部或全部实现加工过程的自适应、自诊断和自调整，最大限度的减少人为的干预；另外，人机接口的使用使用户操作更简单，智能编程使编程更加直观，可使用自然语言编程，无需要什么专业人员，工人可以进行现场语音或其他简单的方式进行指令输入，系统根据指令自动完成加工程序的编写或直接进行加工，加工数据的自生成及智能数据库；智能监控，采用专家系统以降低对操作者的要求等。
引进了自适应控制技术自适应控制（Adaptive Control，简称AC）技术是能调节在加工过程中所测得的工作状态特性，且能使切削过程达到并维持最佳状态的技术。
6 网络化：与当今飞速发展的信息技术相融合的网络化通信和网络化技术发展同样也是数控机床行业发展的一个重要方向。
实现多种通讯协议，既满足单机需要，又能满足FMS(柔性制造系统)、CIMS(计算机集成制造系统)对基层设备的要求。
配置网络接口，通过Internet 可实现远程监视和控制加工，进行远程检测和诊断，使维修变得简单。
另外，在必要的时候可以进行远程计算机控制，加强数控机床的网络化控制也有利于生产管理的现代化。
7 复合化及数字化：数控机床的复合化是指在同一机床上实现从毛坯到产品的全部机械加工。
这种加工方法不但能提高产品的生产效率，同时还有利于零件精度的提高。
机床数字化的实现增强了机床的信息处理能力，从而实现机床的数字化控制。
除此之外，还有柔性化，光、机、电、液和声能等一体化。
实现数控系统与加工过程作为一个整体，实现机电光声综合控制，测量造型、加工一体化，加工、实时检测与修正一体化，机床主机设计与数控系统设计一体化。
美、德、日是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家，但不同时期他们所处地位不同。
世界第一台数控机床是由美国设计生产的，早期美国的高性能数控机床技术在世界也一直领先。
但到数控机床发展的后期，其偏重于基础科研，忽视应用技术，且在上世纪80代政府一度放松了引导，致使数控机床产量增加缓慢，渐渐被日本所替代。
虽然从90年代起，美国纠正了过去的偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。
但就销量来说在数控机床这一行业日本还处于第一位。
即使是现在德国才是世界公认的数控机床行业的霸主，从质量及性能上来看德国才是第一。
带由于德国的产品价格比较昂贵，而日本的机床也比较先进，也能满足企业的要求，因此，人们还是比较愿意购买日本的产品。
下图（文中所涉及图表都来自百度文库）为我国数控机床市场规模的增长情况。
由图可知近年来我国的数控机床消费情况一直都在增长，而从我国数控机床的进口情况看我国的数控机床的进口量同样也处于增长趋势。
图1.我国数控机床市场规模的增长情况图2.我国数控机床的进口情况从图3各国数控机床的生产情况看，日本的产量位居第一，紧随其后的事德国，我国的数控机床的产量虽然比较大，但相对于日本和德国来说还存在一定的差距。
另外，我国的数控机床主要是以低端产品为主，高端产品主要还是靠进口。
由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控,系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。
因此，我们必须充分认识到国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。
从世界数控机床的发展情况来说，未来中国的数控机床发展将会超越德国和日本，成为世界机床行业的霸主。
原因在于，目前中国的机床消费情况居世界第一位，而且还成上升趋势，而机床是一个国家的国防基础工业，这是必须发展的。
同时，进口机床价格比较昂贵，国内机床产品要想和其他发达国家展开竞争就必须不断创新，生产出与之相当或更好的产品。
图3.各国的数控机床生产情况参考文献：1.《机床数控系统的发展趋势》黄勇陈子辰浙江大学2.《机床数控技术》胡占齐杨莉编著3.《机床数控系统的发展趋势》黄勇陈子辰浙江大学4.《数控机床及应用》作者：李佳5.《机电新产品导报》2005年第12期。