数控技术的发展简史

1.4.1　数控技术的发展简史

随着电子技术的发展，1946年世界上第一台电子计算机问世，由此掀开了信息自动化的新篇章。1948年美国北密支安的一个小型飞机工业承包商帕森斯公司（Parsons Co.）在制造飞机的框架及直刀飞机的转动机翼时，提出了采用电子计算机对加工轨迹进行控制和数据处理的设想，后来得到美国空军的支持，并与美国麻省理工学院（MIT）合作，于1952年研制出第一台三坐标数控铣床。帕森斯的设想，本身就考虑到刀具直径对加工路径的影响，使得加工精度达到±0.0015in（这在当时，水平是相当高的），因而帕森斯获得了专利。1954年底，美国本迪克斯公司（Bendix Co.）在帕森斯专利的基础上生产出了第一台工业用的数控机床。这时数控机床的控制系统（专用电子计算机）采用的是电子管，其体积庞大，功耗高，仅在一些军事部门中承担普通机床难于加工的形状复杂零件，这是第一代数控系统。

1959年电子计算机应用晶体管组件和印刷电路板，从而使机床数控系统跨入了第二代。而且1959年克耐社列克公司（keaney＆Trecker Co.简称K＆T公司）在数控机床上设置刀库,并在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀等刀具，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，以缩短刀具的装卸时间和减少零件的定位装卡时间。人们把这种带自动交换刀具的数控机床称为加工中心（Machining Center简称MC）。加工中心的出现，把数控机床的应用推上了一个更高的层次，它一般都集铣、钻、镗于—身。为以后立式、卧式加工中心、车削中心、磨削中心、五面体加工中心、板材加工中心等的发展打下基础。今天，加工中心已成为市场上非常畅销的一个数控机床品种。目前，美、日、德等工业发达国家加工中心产量几乎占数控机床产量的25%以上。

20世纪60年代，出现了集成电路，数控系统发展到第三代。以上三代，都属于硬逻辑数控系统（称为NC）。由于点位控制的数控系统比轮廓控制的数控系统要简单得多，在该阶段，点位控制的数控机床得到大发展。有资料统计显示：到1966年，在实际使用的6 000台数控机床中，85%是点位控制的数控机床。1967年英国Mollin Co.将7台机床用IBMl360／140计算机集中控制，组成Mollin24系统。这就是最初的FMS（Flexible Manufacturing System）柔性制造系统，能执行生产调度程序和数控程序，具有工件储存、传送和检验自动化的功能。能加工小于300 mm×300 mm的工件，适合几件到100件的小规模生产。

随着计算机技术的发展，小型计算机应用于数控机床中，由此组成的数控系统称为计算机数控（CNC），数控系统进入第四代。

20世纪70年代初，微处理器出现，美、日、德等国都迅速推出了以微处理器为核心的数控系统，这样组成的数控系统，称为第五代数控系统（MNC通称为CNC）。自此，开始了数控机床大发展的时代。

1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了用小型计算机控制的数控机床，这是第一台计算机控制的数控机床（CNC）。

1974年，微处理器直接用于数控系统，促进了数控机床的普及应用和数控技术的发展。80年代初，国际上出现了以加工中心为主体，再配上工件自动装卸和监控检测装置的FMC（F1exible Manufacturing Cell柔性制造单元）。FMC和FMS被认为是实现计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）的必经阶段。