1.1.1　數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生

　　1948年，美國帕森斯（Parsons）公司在研制直升機葉片加工機床時，提出了數(shù)控機床的初始設(shè)想，后由空軍部門委托帕森斯公司和麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機構(gòu)研究所進行數(shù)控機床的研究工作，歷經(jīng)三年，于1952年試制成功世界上第一臺數(shù)控機床。

　　數(shù)控機床的研制成功是機械制造業(yè)的一次技術(shù)革命，使機械制造業(yè)的發(fā)展進入了一個新的階段。此后，數(shù)控機床的應(yīng)用也從宇航工業(yè)逐步擴展到船舶、汽車、鐵道、電力和建筑等民用機械制造業(yè)。

　　1997年，我國制定了國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T8129―1997），對數(shù)值控制（數(shù)控）做出如下定義：用數(shù)值數(shù)據(jù)的控制裝置，在運行過程中，不斷地引入數(shù)值數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制（numerical　control，NC）。

　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展、軟硬件的提高，出現(xiàn)了計算機數(shù)控（computer　numerical　control，CNC）系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)完全由軟件處理數(shù)字信息，具有真正的柔性，使數(shù)控系統(tǒng)性能大大提高。

　　現(xiàn)在，數(shù)控機床都采用了CNC：將加工零件的各種操作以及主軸轉(zhuǎn)動、刀架的移動等動作用不同的代碼事先輸入機床，計算機對輸入的信息進行處理運算，而后發(fā)出不同指令去控制伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機床自動加工出所需的合格零件。

　　1.1.2　數(shù)控機床的發(fā)展

　　1.數(shù)控機床的發(fā)展

　　隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)控機床的性能價格比不斷提高，不斷更新?lián)Q代。過去曾只被少數(shù)企業(yè)擁有的數(shù)控機床如今已有了更廣闊的用武之地，為大多數(shù)現(xiàn)代企業(yè)所必備。

　　經(jīng)過幾十年的發(fā)展，數(shù)控機床的核心部分――數(shù)控系統(tǒng)，先后歷經(jīng)了六代的變化，即電子管時代、晶體管時代、集成電路時代、小型計算機時代、微處理計算機時代和通用CNC系統(tǒng)時代。其中，前三代稱作硬件數(shù)控（NC）階段；后三代為計算機軟件控制（CNC）階段。

　　2.數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

　　隨著人們對產(chǎn)品的要求日益多樣化，高質(zhì)量、高效益和多品種、小批量、柔性生產(chǎn)方式成為企業(yè)生存發(fā)展的必要條件，而單件小批量零部件產(chǎn)品占機械加工總量的80%以上，這樣就要求數(shù)控機床向著工序集中、高速、高效、高精度以及使用方便等方向發(fā)展。

　�。�1）工序集中

　　數(shù)控加工中心是繼普通數(shù)控機床后出現(xiàn)的自動化程度更高的數(shù)控機床，它可以從自備的刀庫中用機械手自動更換刀具，連續(xù)地對被加工工件進行多種工序的加工。五面加工的加工中心，去刀、取刀和換刀的整個過程在1s左右。為五軸聯(lián)動數(shù)控機床加工的鋁合金樣件。

　　加工中心使大多數(shù)工序都集中在一臺機床上完成，減少了由于工序分散、工件多次裝夾引起的定位誤差，提高了加工精度，同時還減少了機床的臺數(shù)與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時間，有效地提高了數(shù)控機床的生產(chǎn)效率和數(shù)控加工的經(jīng)濟效益。

　�。�2）高速、高效、高精度

　　以上“三高”是機械加工的目標(biāo)，也是數(shù)控機床發(fā)展的趨勢之一。

　�。�3）使用方便

　　使用方便包括編制程序方便和操作機床方便兩方面。

　�、倬幹瞥绦蚍奖悖簲�(shù)控機床完全依賴程序來加工，編好程序至關(guān)重要。從一開始的手工編程到自動編程以及最新的圖形交互式編程，編寫程序變得更為方便。

　�、诓僮鳈C床方便：數(shù)控機床在加工過程中普遍使用動態(tài)顯示屏進行人機對話、圖形顯示和圖形模擬等技術(shù)。對于一些操作說明、錯誤信息等也有提示。

　　3.數(shù)控機床的應(yīng)用范圍

　　數(shù)控機床具有普通機床所不具備的許多優(yōu)點，其應(yīng)用范圍在不斷擴大，但目前還不能完全取代普通機床，主要原因是它不能以最經(jīng)濟的方式解決加工制造過程中的所有問題。

　　根據(jù)數(shù)控加工的優(yōu)缺點，將被加工的零件按適合數(shù)控加工的程度分為下列三類：

　�。�1）最適應(yīng)類

　　對于這種類型的零件，不應(yīng)過多地考慮生產(chǎn)率與經(jīng)濟性，只要有可能，都應(yīng)優(yōu)選數(shù)控加工方案：

　　①形狀復(fù)雜、加工要求高，用普通機床無法加工或雖能加工但很難保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件。

　�、谟脭�(shù)學(xué)模型描述的復(fù)雜曲線或復(fù)雜曲面輪廓零件。

　　③具有難測量、難控制進給、難控制尺寸等特點的不開敞內(nèi)腔的殼體或盒形零件。

　�、鼙仨氃谝淮窝b夾中完成銑、鏜、锪、鉸和攻螺紋等多個工序的零件。

　�。�2）較適應(yīng)類

　　對于這種類型的零件，除了可加工性外，還要綜合考慮生產(chǎn)率及經(jīng)濟性，一般應(yīng)盡量選擇數(shù)控加工方案：

　�、僭谄胀�機床上加工極易受人為因素（如情緒波動、體力強弱、技術(shù)水平高低等）干擾，零件價值又高，一旦質(zhì)量失控便會造成重大經(jīng)濟損失的零件。

　�、谠谄胀�機床上加工時必須制造復(fù)雜專用夾具的零件。

　�、坌枰�多次更改設(shè)計后才能定型的零件。

　　④在普通機床上加工需要作長時間調(diào)整的零件。

　　⑤用普通機床加工時，生產(chǎn)率很低或勞動強度很大的零件。

　�。�3）不適應(yīng)類

　　對于這種類型的零件，采用數(shù)控加工后，既不經(jīng)濟，又不能提高生產(chǎn)率，還可能弄巧成拙或得不償失，一般不應(yīng)選擇數(shù)控加工方案：

　�、傺b夾困難或完全靠找正定位來保證加工精度的零件。

　　②加工余量很不穩(wěn)定，且數(shù)控機床上無在線檢測系統(tǒng)可自動調(diào)整零件坐標(biāo)位置的零件。

　�、郾仨氂锰囟ǖ墓に囇b備協(xié)調(diào)加工的零件。

　�、苌�產(chǎn)批量大的零件（不排除其中個別工序用數(shù)控機床加工）。