科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來(lái)越高的要求。機(jī)械加工工藝過(guò)程的自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)上述要求的最重要措施之一。它不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，還能夠大大改善工人的勞動(dòng)條件。許多生產(chǎn)企業(yè)(例如汽車、拖拉機(jī)、家用電器等制造廠)已經(jīng)采用了自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和專用自動(dòng)生產(chǎn)線。采用這種高度自動(dòng)化和高效率的設(shè)備，盡管需要很大的初始投資以及較長(zhǎng)的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)問(wèn)，但在大批量的生產(chǎn)條件下，由于分?jǐn)傇诿恳粋€(gè)工件上的費(fèi)用很少，經(jīng)濟(jì)效益仍然是非常顯著的。

  但是，在機(jī)械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批生產(chǎn)的零件(批量在10^100件)占機(jī)械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航空航天、機(jī)床、重型機(jī)械以及國(guó)防部門，其生產(chǎn)特點(diǎn)是加工批量小、改型頻繁、零件的形狀復(fù)雜而且精度要求高，采用專用化程度很高的自動(dòng)化機(jī)床加工這類零件就顯得很不合適，因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中需要經(jīng)常改裝與調(diào)整設(shè)備，對(duì)于專用生產(chǎn)線來(lái)說(shuō)，這種改裝與調(diào)整甚至是不可能實(shí)現(xiàn)的。

  為了解決這些問(wèn)題，滿足多品種、小批量的自動(dòng)化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是在這樣的背景下產(chǎn)生與發(fā)展起來(lái)的。它極其有效地解決了上述一系列矛盾，為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化加工手段。

  隨著電子技術(shù)的發(fā)展，1946年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世，山此掀開了信息自動(dòng)化的新篇章。1948年美國(guó)北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)工業(yè)承包商帕森斯公司((ParsonsCo.)在制造飛機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼時(shí)，提出了采用電子計(jì)算機(jī)對(duì)加工軌跡進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)處理的設(shè)想，后來(lái)得到美國(guó)空軍的支持，并與美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)合作，于1952年研制出第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，用于加工直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用樣板。這是一臺(tái)采用專用計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算與控制的直線插補(bǔ)輪廓控制數(shù)控銑床，專用計(jì)算機(jī)采用電子管器件，邏輯運(yùn)算與控制采用硬件連接的電路。

  1955年，該類杉昧進(jìn)入實(shí)用化階段，在復(fù)雜曲面的加工中發(fā)揮了重要作用。這時(shí)數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)(專用電子計(jì)算機(jī))采用了電子管，其體積龐大，功耗高。此種機(jī)床僅在一些軍事部門中用于加工普通機(jī)床難以加工的形狀復(fù)雜的零件。這是第一代數(shù)控系統(tǒng)。

  1959年晶體管出現(xiàn)，電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用了晶體管器件和印制電路板，從而使書昧數(shù)控系統(tǒng)跨入了第二代。

  1965年，數(shù)控裝置開始采用小規(guī)模集成電路，使數(shù)控裝置的體積減小、功耗降低及可靠性提高，但它仍然是硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。

  以上三代，都屬于硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)，稱為NC系統(tǒng)。由于點(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡(jiǎn)單得多，在該階段，點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到大發(fā)展。有資料統(tǒng)計(jì)，到1966年，世界上實(shí)際使用的6000臺(tái)數(shù)控機(jī)床中，85%是點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床。

  1970年，美國(guó)芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)首次展出用小型計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床，這是世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)入第四代。

  20世紀(jì)70年代初，隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，美、日、德等國(guó)都迅速推出了以微處理機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)，這樣組成的數(shù)控系統(tǒng)，稱為第五代數(shù)控系統(tǒng)，即MNC系統(tǒng)。在近20多年內(nèi)，生產(chǎn)中實(shí)際使用的數(shù)控系統(tǒng)大多為第五代數(shù)控系統(tǒng)，其性能和可靠性隨著技術(shù)的發(fā)展得到了根本性的提高。

  從20世紀(jì)90年代開始，微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，個(gè)人計(jì)算機(jī)((PC)的發(fā)展尤為突出，無(wú)論是其軟、硬件還是外圍器件，都得到了迅速的發(fā)展，計(jì)算機(jī)采用的芯片集成化程度越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)，而成本卻越來(lái)越低，原來(lái)在大、中型機(jī)上才‘能實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在微型機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)。美國(guó)首先推出了基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，即PCNC系統(tǒng)，它被劃入所謂的第六代數(shù)控系統(tǒng)。

  目前，世界主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)控機(jī)床已進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，如美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)等，其中日本發(fā)展最快。1977年時(shí)，日本年產(chǎn)數(shù)控機(jī)床5400多臺(tái)，到1985年，日本產(chǎn)數(shù)控機(jī)床約為50000臺(tái)，數(shù)控化率約為70%，居世界第一位。

  我國(guó)1958年試制成功第一臺(tái)電子管數(shù)控機(jī)床，如圖1.8所示。

  我國(guó)從1965年開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)，到20世紀(jì)70年代初曾研究出數(shù)控劈錐銑床、非圓插齒機(jī)、數(shù)控立銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鍵床、數(shù)控磨床和加工中心等。這一時(shí)期國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性問(wèn)題尚未得到很好地解決，因而也限制了國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。而數(shù)控線切割機(jī)床由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便，得到了較快的發(fā)展，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，1973-1979年期問(wèn)，我國(guó)共生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床4108臺(tái)，而其中數(shù)控線切割機(jī)床就占了86%左右。

 

  20世紀(jì)80年代初隨看改革開放政策的買施，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，并在消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了大量的開發(fā)工作，進(jìn)而推動(dòng)了我國(guó)數(shù)控機(jī)床新的發(fā)展高潮，使我國(guó)數(shù)控機(jī)床在品種上、性能上以及水平上均有了新的飛躍。2002年，我國(guó)機(jī)床市場(chǎng)消費(fèi)額達(dá)59億美元，成為世界第一。

  目前，在數(shù)控領(lǐng)域中，我國(guó)和先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家之間還存在一定的差距。我國(guó)數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的需要，更不能滿足出口的要求。在現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床中，還有相當(dāng)一部分有待于進(jìn)一步提高其利用率。加入WTO后，我國(guó)將成為世界制造中心，各行各業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的需要將會(huì)很大，數(shù)控機(jī)床也必然在國(guó)家建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。