數(shù)控技術(shù)日本哈默納科諧波減速機(jī)1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托,，研制直升飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓檢驗(yàn)用樣板的加工設(shè)備,。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高,，一般加工設(shè)備難以適應(yīng),，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機(jī)床的設(shè)想。

1949年,，該公司與美國麻省理工學(xué)院(MIT)開始共同研究,，并于1952年試制成功第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控銑床，當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件,。

1959年,，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板,，出現(xiàn)帶自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為加工中心( MC Machining Center),，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代,。

1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置,，不僅體積小,，功率消耗少，且可靠性提高,，價(jià)格進(jìn)一步下降,，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。

60年代末,，先后出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱 DNC),，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡稱 CNC),，使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代,。

1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(簡稱MNC),，這是第五代數(shù)控系統(tǒng),。

20世紀(jì)80年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟,、硬件技術(shù)的發(fā)展,，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對話式自動(dòng)編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化,，可以直接安裝在機(jī)床上,；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，具有自動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測工件等功能,。

20世紀(jì)90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數(shù)控系統(tǒng),，即以PC機(jī)為控制系統(tǒng)的硬件部分,，在PC機(jī)上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護(hù)方便,，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造,。

數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（Computerized Numerical Control 簡稱：CNC），它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù),。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能,。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理,、運(yùn)算,、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可以通過計(jì)算機(jī)軟件來完成,。數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)信息化的重要組成部分,。

日本哈默納科諧波減速機(jī)開設(shè)數(shù)控專業(yè)的相關(guān)重點(diǎn)院校：大連交通大學(xué)、重慶交通大學(xué),、福州大學(xué),、山東理工大學(xué)、蘭州交通大學(xué),，集美大學(xué),、廣東工業(yè)大學(xué)，南昌大學(xué),，遼寧工業(yè)大學(xué),、成都工業(yè)學(xué)院、黑龍江工程學(xué)院,、南陽理工學(xué)院,，南陽職業(yè)學(xué)院，淮陰工學(xué)院,、西華大學(xué)、沈陽理工大學(xué),、河北工業(yè)大學(xué),、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、青島理工大學(xué),、浙江師范大學(xué),、山東科技大學(xué)、西安技師學(xué)院,、重慶工學(xué)院,、長沙理工大學(xué)、長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院（軍隊(duì)校名空軍航空維修技術(shù)學(xué)院）,，河南科技大學(xué),、湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院、福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院,、湖北汽車工業(yè)學(xué)院,四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,、北華航天工業(yè)學(xué)院、長沙南方職業(yè)技術(shù)學(xué)院,、湖北輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,、沈陽北軟信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院、上?？茖W(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院（上?？萍紝W(xué)院）,、蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué) 、黑龍江工程學(xué)院,、河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,、湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院、廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,。

數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ),。這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜合國力，關(guān)系到一個(gè)國家的戰(zhàn)略地位,。因此,，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。

在我國,，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視,，取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。特別是在通用微機(jī)數(shù)控領(lǐng)域,，以PC平臺(tái)為基礎(chǔ)的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng),，已經(jīng)走在了世界前列。但是,，我國在數(shù)控技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題,，特別是在技術(shù)創(chuàng)新能力、商品化進(jìn)程,、*等方面情況尤為突出,。在新世紀(jì)到來時(shí)，如何有效解決這些問題,，使我國數(shù)控領(lǐng)域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路,，從整體上全面邁入行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位,，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務(wù),。

為完成此任務(wù)，首先必須確立符合中國國情的發(fā)展道路,。為此,，本文從總體戰(zhàn)略和技術(shù)路線兩個(gè)層次及數(shù)控系統(tǒng)、功能部件,、數(shù)控整機(jī)等幾個(gè)具體方面探討了新世紀(jì)的發(fā)展途徑,。

數(shù)控技術(shù)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征,，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,，他對國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工,、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用,，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看,，其主要研究熱點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

1.高速,、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢

效率、質(zhì)量是*制造技術(shù)的主體,。高速,、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次,，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力,。為此日本先端技術(shù)研究會(huì)將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會(huì)（CIRP）將其確定為21世紀(jì)的中心研究方向之一,。

在轎車工業(yè)領(lǐng)域,，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點(diǎn)問題之一,；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域,，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差,，材料為鋁或鋁合金,，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋,、壁進(jìn)行加工,。采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機(jī)翼、機(jī)身等大型零件來替代多個(gè)零件通過眾多的鉚釘,、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強(qiáng)度,、剛度和可靠性得到提高,。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求,。

從EMO2001展會(huì)情況來看,，高速加工中心進(jìn)給速度可達(dá)80m/min，甚至更高,，空運(yùn)行速度可達(dá)100m/min左右,，世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司,，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機(jī)床,。美國CINCINNATI公司的HyperMach機(jī)床進(jìn)給速度最大達(dá)60m/min，快速為100m/min，加速度達(dá)2g,，主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)60000r/min,。加工一薄壁飛機(jī)零件，只用30min,，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達(dá)12*1000r/mm和1g,。

在加工精度方面,，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級(jí)加工中心則從3～5μm,，提高到1～1.5μm,，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)(0.01μm)。

在可靠性方面,，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000h以上,，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性,。為了實(shí)現(xiàn)高速,、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸,、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展,，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床快速發(fā)展

數(shù)控技術(shù)采用5軸聯(lián)動(dòng)對三維曲面零件的加工,，可用刀具最佳幾何形狀進(jìn)行切削,，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高,。一般認(rèn)為,，1臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的效率可以等于2臺(tái)3軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí),，5軸聯(lián)動(dòng)加工可比3軸聯(lián)動(dòng)加工發(fā)揮更高的效益,。但過去因5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)、主機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因,，其價(jià)格要比3軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床高出數(shù)倍,，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展,。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn),，使得實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低,，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格差距縮小,。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床（含5面加工機(jī)床）的發(fā)展,。在EMO2001展會(huì)上，新日本工機(jī)的5面加工機(jī)床采用復(fù)合主軸頭,，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)垂直平面的加工和任意角度的加工,，使得5面加工和5軸加工可在同一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)，還可實(shí)現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工,。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動(dòng)加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制,。

3.智能化,、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀(jì)的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng),，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化,，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動(dòng)生成,；為提高驅(qū)動(dòng)性能及使用連接方便的智能化,，如前饋控制、電機(jī)參數(shù)的自適應(yīng)運(yùn)算,、自動(dòng)識(shí)別負(fù)載自動(dòng)選定模型,、自整定等；簡化編程,、簡化操作方面的智能化,，如智能化的自動(dòng)編程、智能化的人機(jī)界面等,；還有智能診斷,、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等,。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題,。許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行研究，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control),、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems),、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等,。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上,，面向機(jī)床廠家和最終用戶,，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能）,，形成系列化,，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中,，快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng),，形成具有鮮明個(gè)性的產(chǎn)品,。開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范,、配置規(guī)范,、運(yùn)行平臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心,。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn),。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng),、制造企業(yè)對信息集成的需求,，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè),、全球制造的基礎(chǔ)單元,。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機(jī)，如在EMO2001展中,，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心,，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機(jī)床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場,，簡稱IT廣場),；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等,，反映了數(shù)控機(jī)床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢,。