數(shù)字控制機(jī)床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令),控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床,簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床具有廣泛的適應(yīng)性,加工對(duì)象改變時(shí)只需要改變輸入的程序指令;加工性能比一般自動(dòng)機(jī)床高,可以加工復(fù)雜型面,因而適合于加工中小批量、改型頻繁、精度要求高、形狀又較復(fù)雜的工件,并能獲得良好的經(jīng)濟(jì)效果。
隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展,采用數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床品種日益增多,有車(chē)床、銑床、鏜床、鉆床、磨床、齒輪加工機(jī)床和電火花加工機(jī)床等。此外還有能自動(dòng)換刀、一次裝卡進(jìn)行多工序加工的加工中心、車(chē)削中心等。
1948年,美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)*委托,研制飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設(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),于是提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想。1949年,該公司在美國(guó)麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)研究室的協(xié)助下,開(kāi)始數(shù)控機(jī)床研究,并于1952年試制成功*臺(tái)由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標(biāo)數(shù)控銑床,不久即開(kāi)始正式生產(chǎn)。
當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件,體積龐大,價(jià)格昂貴,只在航空工業(yè)等少數(shù)有特殊需要的部門(mén)用來(lái)加工復(fù)雜型面零件;1959年,制成了晶體管元件和印刷電路板,使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代,體積縮小,成本有所下降;1960年以后,較為簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)位控制數(shù)控鉆床,和直線(xiàn)控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展,使數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)各部門(mén)逐步獲得推廣。
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(jiǎn)稱(chēng)DNC),又稱(chēng)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(jiǎn)稱(chēng)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(jiǎn)稱(chēng)MNC),這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。第五代與第三代相比,數(shù)控裝置的功能擴(kuò)大了一倍,而體積則縮小為原來(lái)的1/20,價(jià)格降低了3/4,可靠性也得到極大的提高。
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(duì)話(huà)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(cè)工件等功能。
數(shù)控機(jī)床主要由數(shù)控裝置、伺服機(jī)構(gòu)和機(jī)床主體組成。輸入數(shù)控裝置的程序指令記錄在信息載體上,由程序讀入裝置接收,或由數(shù)控裝置的鍵盤(pán)直接手動(dòng)輸入。