科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對機械產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。機械加工工藝過程的自動化是實現(xiàn)上述要求的最重要措施之一。它不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，還能夠大大改善工人的勞動條件。許多生產(chǎn)企業(yè)(例如汽車、拖拉機、家用電器等制造廠)已經(jīng)采用了自動機床、組合機床和專用自動生產(chǎn)線。采用這種高度自動化和高效率的設(shè)備，盡管需要很大的初始投資以及較長的生產(chǎn)準備時問，但在大批量的生產(chǎn)條件下，由于分攤在每一個工件上的費用很少，經(jīng)濟效益仍然是非常顯著的。

  但是，在機械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批生產(chǎn)的零件(批量在10^100件)占機械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航空航天、機床、重型機械以及國防部門，其生產(chǎn)特點是加工批量小、改型頻繁、零件的形狀復(fù)雜而且精度要求高，采用專用化程度很高的自動化機床加工這類零件就顯得很不合適，因為生產(chǎn)過程中需要經(jīng)常改裝與調(diào)整設(shè)備，對于專用生產(chǎn)線來說，這種改裝與調(diào)整甚至是不可能實現(xiàn)的。

  為了解決這些問題，滿足多品種、小批量的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的、通用的、能夠適應(yīng)產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機床。數(shù)控機床就是在這樣的背景下產(chǎn)生與發(fā)展起來的。它極其有效地解決了上述一系列矛盾，為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動化加工手段。

  隨著電子技術(shù)的發(fā)展，1946年世界上第一臺電子計算機問世，山此掀開了信息自動化的新篇章。1948年美國北密支安的一個小型飛機工業(yè)承包商帕森斯公司((ParsonsCo.)在制造飛機的框架及直升飛機的轉(zhuǎn)動機翼時，提出了采用電子計算機對加工軌跡進行控制和數(shù)據(jù)處理的設(shè)想，后來得到美國空軍的支持，并與美國麻省理工學(xué)院(MIT)合作，于1952年研制出第一臺三坐標數(shù)控銑床，用于加工直升飛機葉片輪廓檢查用樣板。這是一臺采用專用計算機進行運算與控制的直線插補輪廓控制數(shù)控銑床，專用計算機采用電子管器件，邏輯運算與控制采用硬件連接的電路。

  1955年，該類杉昧進入實用化階段，在復(fù)雜曲面的加工中發(fā)揮了重要作用。這時數(shù)控機床的控制系統(tǒng)(專用電子計算機)采用了電子管，其體積龐大，功耗高。此種機床僅在一些軍事部門中用于加工普通機床難以加工的形狀復(fù)雜的零件。這是第一代數(shù)控系統(tǒng)。

  1959年晶體管出現(xiàn)，電子計算機應(yīng)用了晶體管器件和印制電路板，從而使書昧數(shù)控系統(tǒng)跨入了第二代。

  1965年，數(shù)控裝置開始采用小規(guī)模集成電路，使數(shù)控裝置的體積減小、功耗降低及可靠性提高，但它仍然是硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。

  以上三代，都屬于硬件邏輯數(shù)控系統(tǒng)，稱為NC系統(tǒng)。由于點位控制的數(shù)控系統(tǒng)比輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多，在該階段，點位控制的數(shù)控機床得到大發(fā)展。有資料統(tǒng)計，到1966年，世界上實際使用的6000臺數(shù)控機床中，85%是點位控制的數(shù)控機床。

  1970年，美國芝加哥國際機床展覽會首次展出用小型計算機控制的數(shù)控機床，這是世界上第一臺計算機數(shù)字控制(CNC)的數(shù)控機床。數(shù)控系統(tǒng)進入第四代。

  20世紀70年代初，隨著微處理機的出現(xiàn)，美、日、德等國都迅速推出了以微處理機為核心的數(shù)控系統(tǒng)，這樣組成的數(shù)控系統(tǒng)，稱為第五代數(shù)控系統(tǒng)，即MNC系統(tǒng)。在近20多年內(nèi)，生產(chǎn)中實際使用的數(shù)控系統(tǒng)大多為第五代數(shù)控系統(tǒng)，其性能和可靠性隨著技術(shù)的發(fā)展得到了根本性的提高。

  從20世紀90年代開始，微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展突飛猛進，個人計算機((PC)的發(fā)展尤為突出，無論是其軟、硬件還是外圍器件，都得到了迅速的發(fā)展，計算機采用的芯片集成化程度越來越高，功能越來越強，而成本卻越來越低，原來在大、中型機上才‘能實現(xiàn)的功能現(xiàn)在微型機上就可以實現(xiàn)。美國首先推出了基于個人計算機的數(shù)控系統(tǒng)，即PCNC系統(tǒng)，它被劃入所謂的第六代數(shù)控系統(tǒng)。

  目前，世界主要工業(yè)發(fā)達國家的數(shù)控機床已進入批量生產(chǎn)階段，如美國、日本、德國、法國等，其中日本發(fā)展最快。1977年時，日本年產(chǎn)數(shù)控機床5400多臺，到1985年，日本產(chǎn)數(shù)控機床約為50000臺，數(shù)控化率約為70%，居世界第一位。

  我國1958年試制成功第一臺電子管數(shù)控機床，如圖1.8所示。

  我國從1965年開始研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)，到20世紀70年代初曾研究出數(shù)控劈錐銑床、非圓插齒機、數(shù)控立銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鍵床、數(shù)控磨床和加工中心等。這一時期國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性問題尚未得到很好地解決，因而也限制了國產(chǎn)數(shù)控機床的發(fā)展。而數(shù)控線切割機床由于其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用方便，得到了較快的發(fā)展，據(jù)資料統(tǒng)計，1973-1979年期問，我國共生產(chǎn)數(shù)控機床4108臺，而其中數(shù)控線切割機床就占了86%左右。

 

  20世紀80年代初隨看改革開放政策的買施，我國從國外引進先進技術(shù)，并在消化、吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，進行了大量的開發(fā)工作，進而推動了我國數(shù)控機床新的發(fā)展高潮，使我國數(shù)控機床在品種上、性能上以及水平上均有了新的飛躍。2002年，我國機床市場消費額達59億美元，成為世界第一。

  目前，在數(shù)控領(lǐng)域中，我國和先進的工業(yè)國家之間還存在一定的差距。我國數(shù)控機床的生產(chǎn)還遠遠滿足不了國內(nèi)生產(chǎn)的需要，更不能滿足出口的要求。在現(xiàn)有數(shù)控機床中，還有相當(dāng)一部分有待于進一步提高其利用率。加入WTO后，我國將成為世界制造中心，各行各業(yè)對數(shù)控機床的需要將會很大，數(shù)控機床也必然在國家建設(shè)中發(fā)揮更大的作用。