在機械制造行業(yè)中,機床是一種主要的生產(chǎn)設(shè)備。機械制造行業(yè)的產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,精度和性能要求日趨提高,因此對生產(chǎn)設(shè)備——機床也相應(yīng)地提出了高效率、高精度和高自動化的要求。
大批大量生產(chǎn)的產(chǎn)品,如汽車、拖拉機與家用電器的零件,為了提高產(chǎn)量和質(zhì)量,廣泛采用組合機床、凸輪控制的多刀多工位機床以及專用的自動生產(chǎn)線和自動化車間進行加工。但是應(yīng)用這類專用機床和生產(chǎn)設(shè)備,生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長,使更新產(chǎn)品及修改加工工藝的時間較長,費用較高,制約了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
在制造行業(yè)中,單件與小批量產(chǎn)品占到70%——80%,這類產(chǎn)品的零件一般都采用通用機床來加工,通用機床的自動化程度不高,基本上由人工操作,難于提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量,特別是一些由曲線、曲面組成的復(fù)雜零件,只能借助劃線和樣板,用手工操作的方法來加工,或者利用靠模和仿形機床來加工,其加工精度和生產(chǎn)效率仍會受到很大的限制。
數(shù)控機床,就是為了解決單件、小批量,特別是復(fù)雜型面零件加工的自動化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的。1952年美國parsons公司與麻省理工學(xué)院(mit)合作研制了第一臺三坐標(biāo)數(shù)控銑床,它綜合應(yīng)用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新型機械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果,是一種新型的機床,可用于加工復(fù)雜曲面零件。該銑床的研制成功是機械制造行業(yè)中的一次技術(shù)革命,使機械制造業(yè)的發(fā)展進入了一個新的階段。從第一臺數(shù)控機床問世到現(xiàn)在的半個世紀(jì)中,數(shù)控技術(shù)的發(fā)展非常迅速,幾乎所有品種的機床都實現(xiàn)了數(shù)控化。數(shù)控機床的應(yīng)用領(lǐng)域也從航空工業(yè)部門逐步擴大到汽車、造船、機床、建筑等民用機械制造行業(yè)。此外,還出現(xiàn)了金屬成型類數(shù)控機床:如數(shù)控折彎機,數(shù)控彎管機,數(shù)控步?jīng)_機等;特種加工數(shù)控機床:如數(shù)控線(電極)切割機、數(shù)控火焰切割機、數(shù)控激光切割機床等;其他還有:數(shù)控繪圖機、數(shù)控三坐標(biāo)測量機等。特別是相繼出現(xiàn)的自動換刀數(shù)控機床(即加工中心machining center)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)(即計算機群控系統(tǒng),dnc,direct numerical control)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)(ac,adaptive control)、柔性制造系統(tǒng) (fms,flexible manufacturing system)、計算機集成(綜合)制造系統(tǒng)(cims,computer integrated manufacturing system )等,進一步說明,數(shù)控機床已經(jīng)成為組成現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng),實現(xiàn)計算機輔助設(shè)計(cad)、制造(cam)、檢驗(cat)與生產(chǎn)管理等全部生產(chǎn)過程自動化的基本設(shè)備。