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一文带您认识数控机床的起源与技术发展

2018-09-25

数控机床是数字控制机床的简称,是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号,控制机床的动作,按图纸要求的形状和尺寸,自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题,是一种柔性的、高速能的自动化机床,代表了现代机床控制技术的发展方向,是一种典型的机电一体化产品。在现代工业中已经被大范围的使用,很大的提高了企业的生产效率。

在机械行业当中,数控机床是有一个悠久的历史与的背景,在机械设备厂里经常会听到这样的词汇“机床强国”啊,不过事实却是如此。在1946年成功的诞生了世界上靠前台电子计算机,这表明着人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具啦,它与人们在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比是起了质的飞跃,为以后人们进入信息社会奠定了基础。

6年以后,即在1952年,计算机技术应用到机床上,在美帝诞生了靠前台机床,从此,传统机床产生了性质上的变化。近半个世纪以来,数控系统经历了两个阶段和六代的优越发展。

在早期计算机的运算的速度是相当低的,对当时的科学计算机和数据处理影响还不大,但还不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床专用计算机作为数控系统,被称为硬件连接数控,简称为数控。随着元器件的发展,这个阶段经历了三代,即1952年的靠前代--电子管;1959年的二代--晶体管;1965年的第三代--小规模集成电路。

到1970年,小型计算机业已经现并成批生产,于是将它移植过来,作为数控系统的核心部件,从此进入了计算机数控阶段。到了1971年,美帝INTEL公司在世界上靠前次将计算机两个核心的部件--运算器和控制器,采用大规模集成电路技术在一块芯片上,称之为微处理器,又可称为中心处理单元简称为CPU。到1974年微处理器被应用于数控系统。这是小型计算机功能太强,控制一台机床能力富裕不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件,所以就称之为计算机数控。到了1990年,PC机也就是个人计算机的性能已发展到很高的的阶段,可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此也进入了基本的PC阶段。

计算机数控阶段经历了三代,即1970年的第四代--小型计算机;1974年的第五代--微处理器和1990年的第六代--基于PC。还要指出的是,虽然早已改称为计算机数控就是我们简称CNC了,而我国依旧习惯称之为数控也就是NC。我们日常讲的“数控”,实质上已是指“数控计算机”了。20世纪中期,随着电子技术的发展,自动化信息处理、数据处理以及电子计算机的出现,给自动化技术带来了新的概念,用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制,推动了机床自动化和发展。1952年,麻省理工学院在一台立式铣床上,装上了一套试验性的数控系统,成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上靠前台数控机床。这台机床是一台试验性机床,到了1954年11月,在派尔逊斯的基础上,靠前台工业用的数控机床由美帝公司正式生产出来。

在此以后,从1960年开始,其他一些工业国度,如德国、日本都陆续开发、生产及使用了数控机床。数控机床中较初出现并获得使用的是数控铣床,因为数控机床能够解决普通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。

然而,由于当时的数控系统采用的是电子管,体积庞大,功耗高,因此除了在军事部门使用外,在其他行业没有得到推广使用。到了1960年以后,点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此,数控铣床、冲床、坐标镗床大量发展,据统计资料表明,到1966年实际使用的约6000台数控机床中,85%是点位控制的机床。

数控机床的发展中,值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置的数控机床,它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品较初是在1959年3月,由美帝公司开发出来的。这种机床在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具,根据穿孔带的指令自动选择刀具,并通过机械手将刀具装在主轴上,对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和   换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种,不只有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心,还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。