数控技术的发展及历史.ppt

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优点优点：

数控机床具有广泛的适应性，加工对象改变时只需要：

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。

度要求高、形状又较复杂的工件，并能获得良好的经济效果。

随着数控技术的发展，采用数控系统的机床随着数控技术的发展，采用数控系统的机床品种品种日益增多，日益增多，有有车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花车床、铣床、镗床、钻床、磨床、齿轮加工机床和电火花加工机床加工机床等。

此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加等。

此外还有能自动换刀、一次装卡进行多工序加工的工的加工中心、车削中心加工中心、车削中心等。

等。

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布19461946年诞生了世界上第一台电子计算机，年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了这表明人类创造了可增强和部分代替脑可增强和部分代替脑力劳动的工具力劳动的工具。

它与人类在农业、工业。

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，为人类进入工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。

信息社会奠定了基础。

66年后，即在年后，即在19521952年，年，计算机技术应用到了计算机技术应用到了机床上，在美国诞生机床上，在美国诞生了第一台数控机床。

了第一台数控机床。

从此，传统机床产生从此，传统机床产生了质的变化。

近半个了质的变化。

近半个世纪以来，数控系统世纪以来，数控系统经历了经历了两个阶段两个阶段和和六六代的发展代的发展。

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布第一个阶段第一个阶段1、数控（NC）阶段（19521970年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算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控制的要求。

人们不得不采用数字逻辑电路搭搭成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为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（硬件连接数控（HARD-WIREDNCHARD-WIREDNC），简称为），简称为数控（数控（NCNC）。

）。

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布2.计算机数控（CNC）阶段（1970年现在）由于计算机技术的发展，在由于计算机技术的发展，在2020世纪世纪7070年代采用计算年代采用计算机控制的计算机数控系统机控制的计算机数控系统（简称简称CNC）CNC）产生产生,使数控装置进使数控装置进入了以计算机化为特征的第二阶段。

入了以计算机化为特征的第二阶段。

计算机数控阶段也经历了三代。

即计算机数控阶段也经历了三代。

即19701970年的第四代年的第四代-小型计算机；小型计算机；19741974年的第五代年的第五代-微处理器和微处理器和19901990年的第年的第六代六代-基于基于PCPC（国外称为（国外称为PC-BASEDPC-BASED）。

）。

还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即（即CNCCNC）了，而我国仍习惯称数控（）了，而我国仍习惯称数控（NCNC）。

所以我）。

所以我们日常讲的们日常讲的数控数控，实质上已是指，实质上已是指计算机数控计算机数控了。

了。

第二个阶段第二个阶段无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布1.1.第一代数控机床第一代数控机床采用数字技术进行机械加工采用数字技术进行机械加工，最早是在，最早是在4040年代初，由美国年代初，由美国北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司北密支安的一个小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（ParsonsCorporationParsonsCorporation）实现的。

他们在制造飞机的框架）实现的。

他们在制造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的加工路径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到影响，使得加工精度达到0.0381mm0.0381mm达到了当时的最高达到了当时的最高水平。

水平。

19481948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺年，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，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。

制机床的设想。

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布19491949年，该公司在美国麻省理工学院（年，该公司在美国麻省理工学院（MITMIT）伺服机构）伺服机构研究室的协助下，开始数控机床研究，并于研究室的协助下，开始数控机床研究，并于19521952年试制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，铣床，不久即开始正式生产，于不久即开始正式生产，于19571957年正式投入使用。

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，这是制造技术发展过程中的一个重大突破，标志着制造标志着制造领域中数控加工时代的开始。

领域中数控加工时代的开始。

数控加工是现代制造技术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。

世界上主要工业发达国家都十分重视义和深远的影响。

世界上主要工业发达国家都十分重视数控加工技术的研究和发展。

当时的数控装置采用的是数控加工技术的研究和发展。

当时的数控装置采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除了在军事部门使用电子管，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。

外，在其他行业没有得到推广使用。

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布2.2.第二代数控机床第二代数控机床19591959年，制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代年，制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代，体，体积缩小，成本有所下降；积缩小，成本有所下降；到了到了19601960年以后，年以后，点位控制的数控机床得到了迅点位控制的数控机床得到了迅速的发展。

速的发展。

因为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。

因为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。

因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到因此，数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到19661966年年实际使用的约实际使用的约60006000台数控机床中，台数控机床中，85%85%是点位控制的机床。

是点位控制的机床。

在此期间，在此期间，数控机床的发展中产生了加工中心。

数控机床的发展中产生了加工中心。

加工中心是一种具有自动加工中心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。

这种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。

这种产品最初是在产品最初是在19591959年年33月，由美国卡耐月，由美国卡耐;特雷克公司特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。

这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、）开发出来的。

这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。

它可缩短机床上零件的装卸时间和更换具装在主轴上，对工件进行加工。

它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。

刀具的时间。

加工中心加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。

体零件加工的车削中心、磨削中心等。

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布3.3.第三代数控机床第三代数控机床19651965年，年，出现了第三代的集成电路数控装置出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的少，且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。

发展。

19671967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就，这就是所谓的柔性制造系统（是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystemFlexibleManufacturingSystemFMSFMS）之后，）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。

美、欧、日等也相继进行开发及应用。

柔性的加工系统出现后使数控柔性的加工系统出现后使数控机床的加工能力和运用范围更加广泛。

机床的加工能力和运用范围更加广泛。

第一代数控机床、第二代数控机床、第三代数控机床的数控系统是硬第一代数控机床、第二代数控机床、第三代数控机床的数控系统是硬件数控（件数控（NCNC），是数控机床发展的第一阶段），是数控机床发展的第一阶段。

由于计算机技术的发展，。

由于计算机技术的发展，在在2020世纪世纪7070年代采用计算机控制的计算机数控系统年代采用计算机控制的计算机数控系统（简称简称CNC）CNC）产生产生,使使数控装置进入了以计算机化为特征的第二阶段数控装置进入了以计算机化为特征的第二阶段。

计算机数控系统是用。

计算机数控系统是用一台计算机代替先前硬件（逻辑电路）数控所完成的功能，所以，他一台计算机代替先前硬件（逻辑电路）数控所完成的功能，所以，他是一种以计算机运行控制程序，执行对机床运动的数字控制功能。

是一种以计算机运行控制程序，执行对机床运动的数字控制功能。

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布4.4.第四代数控机床第四代数控机床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。

但此时的数控装置内装的是小型计算机，中规模集成电路，当时的小型机可靠性不是很理想。

无无忧忧PPTPPT整理整理发发布布5555.第五代数控机床第五代数控机床19711971年，美国年，美国INTELINTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件心的部件-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（一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSORMICROPROCESSOR），又可），又可称为中央处理单元（简称称为中央处理单元（简称CPUCPU）。

）。

到到19741974年，研制成功使用年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置（简称简称MNC）MNC），这是第五代数控系统。

，这是第