数控机床的发展史
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
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。
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
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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。
数控机床发展简史
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。
关于各个国家的数控机床的发展历史
关于各个国家的数控机床的发展历史Newly compiled on November 23, 2020关于各个国家的数控机床的发展历史数控机床是由美国发明家约翰·帕森斯上个世纪发明的。
随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。
数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。
它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。
欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。
美国发展美国政府重视机床工业，美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务，并且提供充足的经费，且网罗世界人才，特别讲究"效率"和"创新"，注重基础科研。
因而在机床技术上不断创新，如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。
由于美国首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线，而且电子、计算机技术在世界上领先，因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实，且一贯重视科研和创新，故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。
当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床，其存在的教训是，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，于1982年被后进的日本超过，并大量进口。
从90年代起，纠正过去偏向，数控机床技术上转向实用，产量又逐渐上升。
德国发展德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位，在多方面大力扶植。
于1956年研制出第一台数控机床后，德国特别注重科学试验，理论与实际相结合，基础科研与应用技术科研并重。
企业与大学科研部门紧密合作，对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究，在质量上精益求精。
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
浅析数控机床的发展进程及趋势
浅析数控机床的发展进程及趋势引言数控机床作为现代制造业中不可或缺的重要设备，在各个行业中发挥着巨大的作用。
随着科技的不断进步，数控机床的技术水平和生产效率也不断提高，不断满足工业发展的需求。
本文将从数控机床的发展历程、现状和发展趋势三个方面，探讨数控机床的发展。
数控机床的发展历程数控机床的起源可以追溯到20世纪50年代，当时的数控技术还处于萌芽阶段，机床控制系统主要采用电气、机械和液压等方式控制。
1958年，美国麻省理工学院的约翰·塞尔文率先发明了数控系统，从而开启了数控机床的发展历程。
1960年代到1970年代，数控机床的发展进入了快速发展期，主要体现在控制系统、动力系统、检测系统、刀具系统等方面的提高。
同时，数控机床也开始被广泛应用于制造业中，取代传统机床的地位逐渐被数控机床取代。
1980年代到1990年代，数控机床的技术水平得到了极大提高，特别是在控制系统、伺服系统、在线检测等方面的发展取得了巨大进展。
同时，随着计算机和网络技术的不断进步，数控机床也开始与信息技术融合，为生产线的自动化和智能化发展奠定了基础。
21世纪以来，随着自动化和智能化的加速发展，数控机床的发展进入了新阶段，目前已经成为了现代制造业中的重要设备之一。
数控机床的现状当前，全球数控机床市场呈现快速发展的态势。
根据国际市场研究机构的数据显示，全球数控机床市场总体规模增长持续稳定，行业竞争越来越激烈。
其中，中国是全球数控机床市场的主要市场之一，数控机床制造业已成为中国制造业的重要组成部分。
当前，数控机床技术水平不断提高，各自控制系统、切削工具和刀具、自动化和智能化技术的应用不断扩展，大大提高了生产效率和产品质量。
同样，数控机床产品的发展趋势也得到了不断提高。
具体表现在以下几方面。
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，数控机床的智能化发展势头也日渐强劲。
从数控机床控制系统到设备自主诊断和修复，从数控机床设备交互到人机协作，人工智能的应用将使数控机床得到智能化升级和转型升级。
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先后经历电子管、晶体管、小集成电路、
1
大规模集成电路、小型计算机 ，微处理器等
起动阶段（1952-1979年）
数控机床的发展趋势
体系开放化
绿色化
1
8
系统软件化 2
多轴加工 7
发展趋势
3 控制智能化
6 功能复合化
5 高精度高速加工
4 信息网络化
我国数控机床的发展现状
我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过 “六五”期间引进数控技术，“七五”期间组织消化吸收 “科技攻关”，我国数控技术和数控产业取得了相当大的 成绩。
数控机床的发展历程
智能化、网络化、敏捷制造、虚拟制造
4
更高水平开始应用
3 产业化成熟阶段（1990-1999年）
数控系统微处理器运算速度快速提高，功能不断完善、
2
可靠性进一步提高，监控、检测、换刀、外围设备得到了应用
发展应用阶段（1980-1989年）
我国数控机床的发展现状
国内数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研 究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备 和绝大多数的功能部件均依赖进口。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。
特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，1998～ 2004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为 39.3%34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲， 从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、 机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿 美元，但进出口逆差严重，国产机床市场占有率连年下降， 1999年是33.6%，2003年仅占27.7%。1999年机床进口额 为8.78亿美元(7624台)，2003年达27.1亿美元(23320台)， 相当于同年国内数控机床产值的2.7倍。
1949年，该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究，并于1952年 试制成功第一台三坐标数控铣床，当时的数控装置采用电子管元件。
1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀 装置的数控机床，称为加工中心( MC Machining Center)，使数控装置进入 了第二代。
数控机床的发展历程 数控机床(Numerical Control Machine Tools)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。
数控机床是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，其过程 大致如下：
1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶 片轮廓检验用样板的加工设备。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，于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。
1974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(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。
我们应看清形势，充分认识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 与发达国家之间的差距。
结束语
目前，数控机床的发展日新月异，高速化、高精度化、 复合化、智能化、开放化、并联驱动化、网络化、极端 化、绿色化已成为数控机床发展的趋势和方向。
中国作为一个制造大国，主要还是依靠劳动力、价格、 资源等方面的比较优势，而在产品的技术创新与自主开 发方面与国外同行的差距还很大。中国的数控产业不能 安于现状，应该抓住机会不断发展，努力发展自己的先 进技术，加大技术创新与人才培训力度，提高企业综合 服务能力，努力缩短与发达国家之间的差距。力争早日 实现数控机床产品从低端到高端、从初级产品加工到高 精尖产品制造的转变，实现从中国制造到中国创造、从 制造大国到制造强国的转变。
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 实现智能化，网络化制造。
数控机床的发展历程
1952
电子管
1959
晶体管
数控机床
1990
PC+CNC
1974
微型计算机
小 型 集
1965 成
电 路
1970
小型计算机
数控机床的发展历程 1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，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发展 。
60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系 统(简称 DNC)，又称群控系统；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。