1.1  课题背景

    企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展，它必须在最短的时间内以优异的质量、
低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品

,而产品质量的优劣，制造周期的快

慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前，采用先进的数控机床，
已成为我国制造技术发展的总趋势。在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的继电器

- 接

触器控制方式，这些机床触点多、线路复杂，使用多年后故障多、维修量大、维护不便、可靠
性差，严重影响了正常的生产。还有一些旧机床虽然还能正常工作，但其精度、效率、自动化
程度已不能满足当前生产要求。因此拥有先进的数控机床已经成为满足企业新生产工艺、提
高经济效益的最根本需求。
 
1.2  数控机床的发展简史
 
1948 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，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。

1949 年，该公司在美国麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下，开始数控

机床研究，并于

1952 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铣床，

不久即开始正式生产，于

1957 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，

标志着制造领域中数控加工时代的开始。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电子管元件，体积庞大，价格昂贵，只在航空工业等少数有特殊需
要的部门用来加工复杂型面零件；

1959 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，体积缩小，成本有所下降；

1960 年以后，较为简单和经济的点位控制数控

钻床，和直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。
我国于

1958 年开始研制数控机床，成功试制出配有电子管数控系统的数控机床，1965 年

开始批量生产配有晶体管数控系统的三坐标数控铣床。

 

    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。 

    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。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体
积则缩小为原来的

1/20，价格降低了 3/4，可靠性也得到极大的提高。 

    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。

1.3  我国数控机床的发展方向

    进入 21 世纪，我国机床制造业即面临提升机械制造业水平的需求而引发的制造装备发展
的良机，也遭受到进入

WTO 后激烈的市场竞争的压力，从技术层面上来讲，加速推进数

控技术将是解决机床制造业持续发展的一个关键。