数控车床发展研究论文

一、数控车床的简述

一般机床是能完成车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等机械加工的方法的设备，它能把金属毛坯零件加工成所需要的形状，其中包括尺寸精度和几何精度两个方面。

数控机床则是从普通机床的基础上发展过来的，它是一种装备了数控系统的机床。数控系统则是采用了自动控制技术，能用数控指令来控制机床的运动（称之为数控控制技术）的自动控制系统。

二、机床的雏形、诞生及发展

机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。

1、数控车床的雏形

机床最早的雏形是于公元前2000多年出现的树木车床。当时，工作时脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工作由绳索带动旋转，中世纪的弹性棒车床运用的仍是这一原理。1500年左右，意大利人达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床的构想革图。中国明朝出版的《天工开物》中载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。18世纪的工业革命推动了机床的发展。

1774年，英国人威尔金发明较精密的炮筒镗床，他用这台炮镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的发展。1770年威尔金森制造了一台水轮驱动的镗床。1797年英国人莫利兹创造的车床能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一大变革。19世纪以后，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动，各种基本类型的机床相继出现。

2、机床的诞生及发展

普通机床经经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化，精密机械与测量等技术的发展与综合应用，生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。

在20世纪40年代，飞机和导弹制造业发展迅速，原来的加工设备已无能力加工航工业需要的高精度的复杂型面零件。1948年，美国PARSONS公司在加工直升机叶片轮廓检验样板的机床时，首先提出了数控机床的设想，在麻省理工学院（MIT）伺服机构研究所的协助下，于1952年成功研制了世界上第一台三坐标铣床样机。后又经过三年时间的改造和自动程序编制的研究，数控机床进入了实用阶段。于1958年，美国的KEANEY&TRECKER公司在世界上首先研制成功了带有自动换刀装置的加工中心。

可以说，数控机床的诞生为人类带来了不同凡响的意义。于此同时，数控机床的优越性也着重的体现出来了，在国际的竞争日益剧烈、产品品种变化频繁的形势下，各国也开始研究各种不同类型的数控机床，新品种的机床也随之增长。在这样的条件下，数控机床也经历了几代变化：

1952-1959年采用的是电子管构成的专用数控（NC）系统的数控机床，这是第一代。

1959年由于在计算机行业中研制出晶体管元件，因而便出现了采用晶体管电路NC系统的数控机床，从而跨入了第二代。

1965年出现了开始采用小、中规模集成的NC系统数控机床的第三代。

1970年为数控机床发展的第四代，此时采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制系统的系统数控机床。

1974年开始采用微型电子计算机数控系统（MNC）数控机床，此时为第五代。

在经历不同的年代的发展，机床的数控化率不断提高，也使数控机床加工对象改型的适应性加强，加工精度提高，大大的提高了生产效率，为制造业提供了良好的经济效益，且数控机床由于自动化程度很高，很利用现在化的生产管理，使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。

三、数控机床的发展趋向

数控机床一经使用就了其独特的优越性和强大生命力，使原来大量不能解决的问题，找到了科学解决的途径。然而，随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床必须不断发展以更适应生产加工的需要，以达更高更好的效果。

随着数控机床的不断发展，不断提高，同时随着当今世界的快速发展，数控机床也将会有不同的发展方向：

1、迎合制造业的个性需求。

2、不断提高加工精度、加工效率，减少加工辅助时间，强调柔性化来满足生产和组织及管理的需要。

3、强调功能复合化。

4、5轴（坐标）联动控制技术及5轴联动数控机床成为世界机床制造业中的一个技术制高点。CIMT2007上共展出了70多台五轴联动数控机床，其中有40多台是中国自主开发的。

5、注重环保，涉及避免油污污染，以及机床再生、回收等方面。

6、智能化发展，即数控机床的控制系统逐步具备自诊断、自适应控制、逻辑分析判断等功能。最近，日本的山崎马扎克公司陆续开发了主动振动控制、智能热屏障、智能防撞屏障、语言提示；日本大隈公司开发了Thinc智能数字控制系统等等。

7、在并联结构机床方面，哈尔滨量具刃具集团数控设备公司在CIMT2007上展出的并联结构机床LINKS-EXE700具有新的突破意义，不单结构进一步简化，而且加工范围增大、动作快速、刚性和精度提高；五轴联动数控编程与使用常规化，可以加工五面体，在工件特别装夹的情况下，还可作六面加工，这是目前任何机床结构都做不到的。

8、从零件加工方法上来说，称得上革命性发展是出现了实现快速成型技术原理的机床新品种，它采用电热、激光束、离子束、电子束作为能量源，以复合纸、高聚物、金属粉末、高温合金、复合陶瓷、铸造型砂等作为加工材料，一改现有金属切削机床和金属成型机床“材料去除”加工方法，而采用“材料累加”的方法或称“增材制造”方法进行机械零件原型制造。

9、水切割已经与激光切割并驾齐驱成为一门崭新的技术和新的机床门类，中国目前有三、四个单位从事这方面开发，产品已上市。

数控机床的发展方向是多元化的，也可以使其向信息化发展，产生其联网效应，在数控机床工作时，工人和技术师之间有着短距离的联系，以确保加工过程的顺利，在任何一个环节中如若出现问题，可以不须远距离就可以解决。

四、中国的数控

我国的数控机床从20世纪80年代开始起步，2003年我国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。在“十五”期间，我国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，是2001年的3.7倍，平均年增长39％；2005年国产数控机床产量59639万台，接近6万台大关，是“九五”末期的424倍。中国机床行业在“十五”期间发展迅猛的主要原因是市场需求旺盛。固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展迅猛、外商投资企业增长速度加快所致。

经过不断的发展，市场上的需求，近几年我国机床工业正处在黄金发展时期：机床工具行业连续8年快速增长，连续6年成为世界第一机床消费国、进口国。虽然我国的机床发展水平和国际还有一定的差距，但是部分产品已经达到国际水平。

在2008年4月21~25日的中国第五届中国国际数控展览会就体现了我国数控机床的发展，是我国国产数控机床自主创新20年的成果的全面展示。此次国展会就展示出我国的高档数控机床可谓是遍地开花，其中多家企业也展出了大规模系列产品，柔性制造系统成套的靓丽登场，而数控机床的整体水平也进行了全面的提升，以往的加工中心也从立式脱颖成卧式，这次展会也展示出了许多前所声誉鹊起有的大型、重型数控机床等。

这次展会也体现我国数控机床的技术先进、质量可靠、性能优越；体现了数控机床在我国经济的持续快速发展和国家政策的大力支持下，机床工业连续六年取得快速增长；体现数控机床在我国的市场的广阔，我国的能力之强大。

五、数控机床的接触

在学校实习时，我也曾经接触过机床与数控机床，感觉好对机床的调整，例如：对一段圆柱进行车圆锥面的时候，根据要求进行计算，将小滑板法转到计算出的角度；而数控机床只要根据技术员所编程序进行车削，自动调整，无须人力。从而看出数控机床比一般机床的高技术性、高效率等，体现了数控机床的优越性、高性能。

数控机床根据所实现加工的情况不同，也有不同的型号。我们刚开始接触数控机床，使用的是模拟型，在厂里所接触的就属于实用型，在这两者之间，也有不同的区别：程序所须代码的意思不同、系统不同、机床按键不同等。同时，根据实际情况所需，数控机床上的功能也随之变动：有的适用于加工普通零件，有的适用于加工高精度的零件。模型弄数控机床，是根据你所编的程度进行操作，没有任何的变动，相当于执行你的指令，不会自我完善；实用型数控机床则相反，它会根据所出现的情况，辨别进行完善，例如：机床用麻花钻进行钻孔，如果你没有设置退刀程序，模拟机床会根据你的程序，一直到钻孔结束；而厂里的机床，可以根据你设置的程序，进行完善，在钻孔时，会自动退一点点，让孔内的铁屑随着退刀出来，再继续钻孔。

在这样的对比之下，可以看出数控机床在向着人类所期待完美状态前进，它的“成长”标志着社会生产水平的发展，是我们人类的重要标志之一。

六、结语

机床从普通转变为数控型机床，经历不同年代的变化，在不断的进步、不断的发展，所以数控机床是社会进步的重要标志之一。而通过2008年的CCMT可以看出，我国的数控机床的技术先进、质量可靠、性能优越，数控机床的发展前途必然很广阔，会有美好的前景。