1.1.1 數控機床的產生

1948年美國帕森（Parsons Company）公司接受美國空軍委托，研制直升機螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設備。由于樣板形狀復雜多樣，精度要求高，一般加工設備難以適應，于是提出計算機控制機床的設想。1949年，該公司與美國麻省理工學院（MIT）伺服機構研究所合作，開始數控機床的研究，并于1952年試制成功世界上第一臺由大型立式仿形銑床改裝而成的、用專用電子計算機控制的三坐標立式數控銑床。研制過程中采用了自動控制、伺服驅動、精密測量和新型機械結構等方面的技術成果。后來又經過改進，于1955年實現了產業化，并批量投放市場，但由于技術上和價格上的原因，只局限在航空工業中應用。數控機床的誕生，對復雜曲線、形面的加工起到了非常重要的作用，同時也推動了美國航空工業和軍事工業的發展。

數控機床的產生，不僅為復雜零件的加工提供了方便，而且加工精度高，尺寸一致性好，生產率高，能夠大大減輕工人的勞動強度，使機械制造業從剛性自動化時代進入了柔性自動化時代，因而很快受到了人們的關注。世界各國競相投入大量的人力、物力進行研究，使數控機床得到了迅速的發展。繼數控銑床、數控車床、數控鉆床等單工序加工類機床之后，1959年，克耐-杜列克公司（Keaney＆Trecker Company）開發出了裝有自動換刀裝置、能夠一次裝夾、多工序加工的加工中心。1967年，英國首先把幾臺數控機床連接成具有一定柔性的加工系統，即柔性制造系統（Flexible Manufacture System，FMS）。20世紀80年代初，國際上又出現了以數臺加工中心為主體，再配上工件自動裝卸和監控檢驗裝置而構成的柔性制造單元（Flexible Manufacture Cell，FMC）。20世紀80年代末90年代初，計算機集成制造系統（Computer Integrated Manufacture System，CIMS）逐漸投入使用，并呈現出迅猛發展的態勢。幾十年來，數控機床無論在品種、數量還是在功能上都取得了長足的進展，為機械制造業注入了新的生機和活力。

數控系統發展到今天，經歷了兩個階段和六代的發展。

1.數控（NC）階段（1952—1970年）

早期計算機的運算速度低，這對當時的科學計算和數據處理影響還不大，但不能實應機床實時控制的要求。人們不得不采用數字邏輯電路“搭”成一臺機床專用計算機作為數控系統，被稱為硬件連接數控（HARD-WIRED NC），簡稱數控（NC）。隨著元器件的發展，這個階段經歷了三代，即

·第一代數控：1952—1959年采用電子管元件構成的專用NC裝置。

·第二代數控：1959—1964年采用晶體管電路的NC裝置。

·第三代數控：1965—1970年采用小、中規模集成電路的NC裝置。

2.計算機數控（CNC）階段（1970年至今）

到1970年，通用小型計算機業已出現成批生產。其運算速度比20世紀五六十年代有了大幅度的提高，這比專門“搭”成的專用計算機成本低、可靠性高。于是將它移植過來作為數控系統的核心部件，從此進入了計算機數控（CNC）階段。隨著計算機技術的發展，這個階段也經歷了三代，即

·第四代數控：1970—1974年采用大規模集成電路的小型通用計算機控制系統。

·第五代數控：1974—1990年微處理器應用于數控系統。

·第六代數控：1990年以后PC（個人計算機，國內習慣稱微機）的性能已發展到很高的階段，可滿足作為數控系統核心部件的要求，數控系統從此進入了基于PC（PC-BASED）的時代。