数控机床的产生发展及其趋势 Generation,Development and Trend of CNC Machine Tool.pdf

《精密制造与自动化》 数控机床的产生发展及其趋势 夏伯雄 武汉软件职业学院机电系(430205) 摘要数控机床是装备制造业和国防工业装备现代化的重要战略装备，是关系到国家战略地位、体现国家综合 国力水平的重要标志。从技术进步和生产力发展的角度，介绍了数控机床的产生背景、发展阶段及其发展趋势· FMSCIMS 关键词数控机床数控系统CNC 数控机床是机电一体化的典型产品，它是以电 进步和机械产品市场竞争日趋激烈，致使产品需要 子信息技术为基础，集传统的机械制造技术、计算 经常改型换代。如果仍采用专用化程度很高的自动 机技术、成组技术与现代控制技术、传感检测技术、 化机床就显得不合理了，而且调整或改装专用的“刚 信息处理技术、网络通信技术、液压气动技术、光 性”自动化生产线投资很大、周期长，有时从技术上 机电技术于一体的由数字程序实现控制的机床。数 讲甚至是不可能实现的。因此，为了保持企业产品 控技术是当今先进制造和装备最核心的技术。数控 长期的市场份额，即便是大量生产的企业，也必须 机床的高精度、高效率及高柔性决定了发展数控机 改变产品长期一成不变的传统做法。这样，“刚性” 床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来 的自动化生产方式在批量生产中日益暴露其不适应 工厂自动化的基础。数控机床也是发展新兴技术和 性。 尖端技术产业(如信息技术及其产业、生物技术及 采用各类仿型机床加工，部分地解决了中小批 其产业、航空航天等国防工业)最基本的装备。 量复杂零件的加工，但在更换零件时必须制造靠模 和调整机床，这不但耗费了大量的人力劳动，增加 1数控机床的产生 了生产准备周期，而且靠模误差使加工零件的精度 数控机床使传统的机械加工工艺发生了质的飞 很难达到要求。 跃。这个飞跃的本质就在于用数控系统实现了加工 为了解决上述问题，满足多品种、小批量，特 过程的自动化操作。 别是结构复杂、精度要求高的零件的自动化生产， 随着科学技术和社会生产力的迅速发展，对机 迫切需要一种灵活的、通用的、能够适应产品频繁 械产品的质量、性能、生产力和成本提出了越来越 变化的“柔性”自动化机床。 高的要求，机械加工工艺过程的自动化成为满足上 由于计算机科学技术的发展，1952年美国泊森 述要求的最重要的途径之一。为此，人们采用自动 机床、组合机床、专用机床组成的自动或半自动生 制成功了世界上第一台用专用电子计算机控制的三 产线，用多刀、多工位和多面同时加工，形成了大 坐标立式数控铣床。1955年实现了产业化，进入实 批量生产方式，实现了单一产品零件的高效率和高 用阶段。这种用计算机以数字指令方式控制的机床 度自动化的生产。然而，采用这种自动和高效率的 便应运而生，而且以惊人的速度向前发展，成为一 设备，需要很大的初期投资及较长的生产准备周期， 种灵活的、通用的、能够适应产品频繁改型的“柔性” 只有在大批大量的生产条件下(如汽车、拖拉机、 数字控制机床，即计算机数控机床(Computer 家用电器等零件的生产)，才会有显著的经济效益。 NumericalContr01．CNC)。 在机械制造业中，并不是所有的产品都具有很 大的批量，单件、小批量生产的零件约占机械加工 2数控机床的发展 总量的80％左右。尤其是航空、航天、机床、重型 随着微电子技术、信息处理技术、数据处理技 机械和军工产品，不仅加工批量小，而且加工的零 术及电子计算机的发展，给自动化技术带来了新的 件形状复杂、精度