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調(diào)研報告
1.1 加工中心的定義
加工中心（Machining center,MC）是適應(yīng)省力、省時和節(jié)能的時代需要而迅速發(fā)展起來的自動換刀數(shù)控機(jī)床。它是綜合了機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)軟件技術(shù)、氣動技術(shù)、拖動技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、測量及傳感技術(shù)以及通訊診斷、刀具和編程技術(shù)的高技術(shù)產(chǎn)品。它將數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床、數(shù)控鉆床的功能聚集在一臺加工設(shè)備中，且增設(shè)有自動換刀裝置和刀庫。可在一次安裝工件后，數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床按不同工序自動選擇和更改刀具。自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運(yùn)動軌跡及其他輔助功能。依次完成多面和多工序加工，如：端平面、孔系、內(nèi)外倒角、環(huán)形槽及攻螺紋等加工。由于加工中心能集中完成多種工序，因而可減少工件裝夾、測量和調(diào)整時間、減小工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)存放時間，使機(jī)床的切削利用率高于通用機(jī)床三倍－四倍達(dá)80％以上。所以說，加工中心不僅提高了工件的加工精度，而且使數(shù)控機(jī)床中生產(chǎn)率和自動化程序最高的綜合性機(jī)床。
由于電子技術(shù)的迅速發(fā)展，各種性能良好的傳感器的出現(xiàn)和運(yùn)用，使加工中心的功能日趨完善。這些功能包括：刀具壽命的監(jiān)視功能、刀具磨損和損傷的監(jiān)視功能、切削狀態(tài)的監(jiān)視功能、切削異常的監(jiān)視、報警和自動停機(jī)功能、自動檢測和自我診斷功能及自適應(yīng)控制功能等。加工中心還與載有隨行夾具的自動拖板有機(jī)連接，并能進(jìn)行切屑自動處理，使得加工中心已成為柔性制造系統(tǒng)，計算機(jī)集成制造系統(tǒng)和自動化工廠的關(guān)鍵設(shè)備和基本單元。
1.2 發(fā)展歷程
當(dāng)復(fù)雜零件高度集中時，必須頻繁地更換刀具，以提高生產(chǎn)效率。解決自動切刀問題，最早出現(xiàn)是轉(zhuǎn)塔頭立式鉆鏜銑床。
北京機(jī)床研究所于1973年研制出了JCS-013型臥式加工中心，1980年該所引進(jìn)了日本FANUC公司的數(shù)控系統(tǒng)制造技術(shù)，并投入批量生產(chǎn)。為我國數(shù)控機(jī)床的進(jìn)一步發(fā)展準(zhǔn)備了先進(jìn)條件，使我國的加工中心的研制出現(xiàn)了良好的局面，加工中心的產(chǎn)量出現(xiàn)了穩(wěn)定上升的趨勢。
國家“六五”和“七五”規(guī)劃期間，我國大力發(fā)展加工中心，幫助部分骨干企業(yè)與國外廠商進(jìn)行合作，引進(jìn)了加工中心的制造技術(shù)?，F(xiàn)生產(chǎn)家有30多家，能制造70多個品種規(guī)格的加工中心產(chǎn)品，年產(chǎn)量約500臺，部分產(chǎn)品已達(dá)到國外同類產(chǎn)品的水平。
1.3 加工中心的原理
加工中心的工作原理是根據(jù)零件圖紙，制定工藝方案，采用手工或計算機(jī)自動編制零件加工程序，把零件所需的機(jī)床各種動作及全部工藝參數(shù)變成機(jī)床的數(shù)控裝置能接受的信息代碼，并把這些代碼存儲在信息載體（穿孔帶、磁盤等）上。將信息載體送到輸入裝置，讀出信息并送入數(shù)控裝置。信息載體為穿孔帶時，輸入裝置為光電閱讀機(jī)，磁帶輸入裝置可用磁帶錄音機(jī)。信息載體為磁盤時，可用驅(qū)動輸入。以上時最常用的程序輸入方法，另一種方法是利用計算機(jī)和加工中心直接進(jìn)行通信，實現(xiàn)零件程序的輸入和輸出。
進(jìn)入數(shù)控裝置的信息，經(jīng)過一系列處理和運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號，有的信號送到機(jī)床的伺服系統(tǒng)，通過伺服機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和放大，再經(jīng)過傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)床有關(guān)零部件，使刀具和工件嚴(yán)格執(zhí)行零件程序所規(guī)定的相應(yīng)運(yùn)動，還有信號送到可編程序控制器中用以順序控制機(jī)床的其他輔助動作，實現(xiàn)刀具自動更換。
現(xiàn)代加工中心的內(nèi)容是什么？第一，它是在數(shù)控鏜床或數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加自動換刀裝置，可使工件在一次裝卡中，能夠自動更換刀具，自動完成工件上的銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等工序的數(shù)控機(jī)床。第二，加工中心上如果帶有自動回轉(zhuǎn)工作臺或自動轉(zhuǎn)角度的主軸箱，可使工件在一次裝卡中，自動完成多個平面和多個角度的多工序加工。第三，加工中心上如果帶有交換工作臺，工件在工作位置的工作臺上進(jìn)行加工的同時，另外的工件在裝卸位置的工作臺上進(jìn)行裝卸，不影響加工的進(jìn)行。
加工中心的定義是什么？目前世界上并無標(biāo)準(zhǔn)定義，但目前普遍認(rèn)為是指：在工件一次裝卡中，能夠自動實現(xiàn)銑削、鉆孔、鏜孔、鉸孔、攻絲等多工序的數(shù)控機(jī)床。更為明確的說法是：加工中心就是自動換刀數(shù)控鏜銑床。這就把加工中心與自動換刀數(shù)控車床或車削中心區(qū)別開來。
1.4 加工中心的種類
⒈按機(jī)床形態(tài)分類
按機(jī)床形態(tài)分類，分為：臥式、立式、龍門式三大類加工中心。
⑴臥式加工中心 指主軸軸心線為水平狀態(tài)的加工中心。通常都帶有可進(jìn)行分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動的正方形分度工作臺。
⑵立式加工中心 指主軸軸心線為垂直狀態(tài)的加工中心。工作臺通常是長方形，且無分度回轉(zhuǎn)功能。
⑶龍門式加工中心 形狀與龍門銑床相似，但它的功能遠(yuǎn)比龍門銑床多。它帶有自動換刀裝置，帶可更換的主軸頭附件，數(shù)控裝置的軟件功能相當(dāng)齊全，能夠一機(jī)多用。
⒉按數(shù)字控制伺服機(jī)構(gòu)的種類分類
⑴半閉環(huán)控制方式 普通精度的加工中心，大都采用這種方式。它不是直接檢測工作臺等移動件的位置，而是通過檢測滾珠絲杠的回轉(zhuǎn)角度（或伺服電機(jī)軸的回轉(zhuǎn)角度）來間接地檢測移動件的位置，故而叫做半閉環(huán)控制方式。
⑵全閉環(huán)控制方式 這種控制方式，通常是在精密加工中心上采用。移動部件（如工作臺、主軸箱）的移動位置，是由直線尺（如感應(yīng)同步器、光柵尺等）直接進(jìn)行檢測并反饋給比較回路，因而不受絲杠精度和熱變形的影響，得到較高的定位精度。
⑶混合伺服控制方式 這種方式，通常是在重型加工中心上采用。所謂混合伺服控制，就是半閉環(huán)控制和全閉環(huán)控制并存的控制方式。此種方式對使用條件惡劣的重型機(jī)床，可用高增益得到高定位精度。
⒊按立柱是否移動分類
⑴固定立柱式 小型加工中心，通常都采用固定立柱方式。平面上的兩個坐標(biāo)移動是由工作臺和溜板來實現(xiàn)。由于立柱固定在床身上，就便于把刀庫、電柜等裝在立柱上，實現(xiàn)機(jī)電一體化。
⑵移動立柱式 通常見于大、中型加工中心。為了避免大尺寸工作臺在溜板兩端極限位置上發(fā)生翹曲和大溜板加工難的問題，采用了立柱在床身上沿前后方向移動，而工作臺則在床身上沿左右方向移動的形式，從而減少了溜板和結(jié)構(gòu)的多層，有利于提高機(jī)床精度。
⑶立柱作平面二坐標(biāo)移動式 這種形式的加工中心，工作臺不作移動動作，而平面上的二坐標(biāo)移動，均由立柱來實現(xiàn)。因為工作臺不移動，這種加工中心比較適用于柔性自動線等生產(chǎn)系統(tǒng)。
⒋按ATC形式分類
⑴帶刀庫、機(jī)械手的加工中心 這是加工中心最普遍采用的形式。加工中心的自動換刀裝置是由刀庫和換刀機(jī)械手組成。
⑵無機(jī)械手的加工中心 采用40號以下刀柄的小型加工中心，有的就沒有換刀機(jī)械手，換刀是通過刀庫和主軸箱的配合動作來完成
⑶轉(zhuǎn)塔刀庫式加工中心 一般在小型立式加工中心上，有采用轉(zhuǎn)塔刀庫形式的。它主要以孔加工為主。
1.5 加工中心的主要優(yōu)點(diǎn)
⑴提高加工質(zhì)量 工件在一次裝夾，即可實現(xiàn)多工序集中加工，大大減少多次裝夾所帶來的誤差。另外，由于是數(shù)控加工，較少依賴操作者的技術(shù)水平，可得到相當(dāng)高的穩(wěn)定精度。
⑵縮短加工準(zhǔn)備時間 加工中心既然可以頂替多臺通用機(jī)床，那么加工一個零件所需準(zhǔn)備的時間，是每臺加工單元所損耗的準(zhǔn)備時間之和。從這個意義上說，加工中心的準(zhǔn)備時間顯然短得多。另外，由于是數(shù)控加工，不必準(zhǔn)備專用鉆模等工藝裝備，可以大大節(jié)省準(zhǔn)備時間。
⑶減少在制品 以往的加工方式是工件流動于多臺通用機(jī)床之間，這就要相當(dāng)數(shù)量的在制品，而在加工中心上加工，即可發(fā)揮其“多工序集中”的優(yōu)勢，在一臺機(jī)床上完成多個工序，就能大大減少在制品數(shù)量。
⑷減少刀具費(fèi) 把分散設(shè)置在各通用機(jī)床上的刀具，集中在加工中心刀庫上，有可能用最少量的刀具，實現(xiàn)公共有效利用。這樣既提高了刀具利用率，又減少了刀具數(shù)量。
⑸最少的直接勞務(wù)費(fèi) 由NC裝置實現(xiàn)多工序加工的信息集約化和一人多臺管理，以及用工作臺自動托盤交換裝置等輔助裝置，實現(xiàn)夜間無人運(yùn)轉(zhuǎn)。這些都可縮減直接勞務(wù)費(fèi)。
⑹最少的間接勞務(wù)費(fèi) 由于工序集中，工件搬運(yùn)和質(zhì)量檢查工作量都大為減少，這就使間接勞務(wù)費(fèi)最少。
⑺設(shè)備利用率高 加工中心設(shè)備利用率為通用機(jī)床的幾倍。另外，由于工序集中，容易適應(yīng)多品種、中小批量生產(chǎn)。
1.6 加工中心的發(fā)展動向
加工中心亦同其他機(jī)床一樣，它的技術(shù)水平的提高，表現(xiàn)在其固有技術(shù)（如高速、高精度化等）的進(jìn)一步發(fā)展和新技能（如智能化技能）的應(yīng)用上。
總括起來說，加工中心的發(fā)展動向是高速、進(jìn)一步提高精度和愈發(fā)完善的機(jī)能。
1：高速化
加工中心的高速化，是指主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、自動換刀和自動交換工作臺的高速化。
⑴主軸轉(zhuǎn)速的高速化 80年代初時的主軸最高轉(zhuǎn)速，多為4000~5000r/min。然而，這幾年主軸最高轉(zhuǎn)速又有了較大的提高。表1-1所示為主軸直徑?100mm的加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速的演變情況。
表1-1 ?100主軸最高轉(zhuǎn)速演變情況
年份
最高轉(zhuǎn)速（r/min）
潤滑方式
備注
1975
3000
油脂
1980
5000
油脂
1984
7000
油氣
1986
10000
油脂
15000
油氣
陶瓷軸承
（僅滾動體）
1988
20000
噴油
1990
25000~30000
噴油
全陶瓷軸承
近幾年來還開發(fā)出加工中心主軸用磁浮軸承，其主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)30000~40000 r/min。
實現(xiàn)加工加工中心主軸轉(zhuǎn)速的超高速，主要采用了下列措施：
1）選用陶瓷軸承 所謂陶瓷軸承，是指軸承滾動體是用陶瓷材料制成，而內(nèi)外圈則仍用軸承鋼制造的軸承。軸承材料為Si3N4。
2）主軸軸承采用預(yù)緊量可調(diào)整裝置 以往預(yù)緊主軸的方式是固定預(yù)緊量式的，結(jié)果由于軸承滾體離心力的影響，主軸在低速區(qū)和高速區(qū)的剛性有差異，影響主軸在全轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的穩(wěn)定切削。尤其隨著主軸轉(zhuǎn)速的高速化，要實現(xiàn)低速時的高剛性和高速時的低發(fā)熱，固定預(yù)緊量方式已不能滿足其要求，于是出現(xiàn)了隨著轉(zhuǎn)速而自動改變軸承預(yù)緊量的結(jié)構(gòu)。在低速區(qū)有活塞頂緊，實現(xiàn)高剛性固定預(yù)緊量方式，而在高速區(qū)則把活塞松開，只靠彈簧予以預(yù)緊，實現(xiàn)定壓預(yù)緊。
3）改進(jìn)主軸軸承潤滑、冷卻方式 以往，加工中心主軸軸承的潤滑方式，大都采用油脂封入潤滑方式。但是這種潤滑方式的轉(zhuǎn)速有一定限度，為了適應(yīng)主軸轉(zhuǎn)速化發(fā)展的需要，相繼開發(fā)了新潤滑、冷卻方式。有油氣潤滑方式和噴注潤滑。
⑵進(jìn)給速度的高速化 是指快速移動速度的高速化和切削進(jìn)給速度的高速化。
1)快速移動速度 快速移動速度的演變，如表1-2所示：
表1-2 移動速度演變表
年 份
移動速度（m/min）
1970
5
1975
10
1980
15
最 近
24~36
由于近年來采用了32位微處理器、全數(shù)字--智能伺服系統(tǒng)方式以及先進(jìn)的位置檢測器（如高分辨率脈沖編碼器等），目前CNC裝置所具有的最高進(jìn)給速度為：
1μm脈沖當(dāng)量時 100m/min
0.1μm脈沖當(dāng)量 24m/min
2）切削進(jìn)給速度的高速化 目前普遍采用的最高切削進(jìn)給速度，已達(dá)5~5m/min（原來是3.6m/min左右），個別的達(dá)12m/min，亦有與快速移動速度相同的。但是現(xiàn)在能實施告訴進(jìn)給切削的，僅限于直線切割。因為目前普遍使用的模擬伺服控制系統(tǒng)，在告訴動作下不可能實現(xiàn)良好的多坐標(biāo)聯(lián)動，結(jié)果加工形狀精度差。為避免此中缺陷，已開始使用具有良好的高速聯(lián)動性能的數(shù)字伺服控制系統(tǒng)。
⑶自動換刀（ATC）的高速化 從加工中心誕生初期起，就追求ATC的高速化。但是由于當(dāng)時尚未充分掌握ATC的內(nèi)在規(guī)律，故障率較高，所以在后來的相當(dāng)一段時間里，采用了首先保證動作可靠性，然后才考慮速度的方針，結(jié)果在這段時期，ATC速度未提高多少。但是隨著對ATC內(nèi)在規(guī)律的深入了解和用戶對ATC速度的要求強(qiáng)迫，有開始注意ATC速度了。
作為高速換刀機(jī)械手，近來采用凸輪聯(lián)動式機(jī)械手。
⑷自動托盤交換裝置（APC）的高速化 自動托盤交換裝置在交換的移動速度最高已達(dá)40m/min，而其重復(fù)定位精度3μm。
⒉進(jìn)一步提高精度
加工中心的主要精度指標(biāo)是它的運(yùn)動精度指標(biāo)。而這一精度指標(biāo)，近年來有了不小的提高，其中精度加工中心精度指標(biāo)的提高尤為明顯。所謂加工中心的運(yùn)動精度，主要以坐標(biāo)定位精度、重復(fù)定位以及銑圓精度來表示。
為了保證精密加工中心的高精度，除了繼續(xù)采取以往行之有效的措施外，還采取了如下一些新穎措施：
⑴機(jī)床總體方面
1)在立柱內(nèi)壁，噴射與室溫相同的恒溫油；以降低機(jī)床溫升和熱變形。
2)在機(jī)床底面，循環(huán)流動恒溫油，以減少地面的輻射冷卻效應(yīng)。
3)大件用高級鑄鐵鑄造，并經(jīng)過二次退火處理。
⑵主軸箱方面
1)主軸端7：24錐孔，鑲嵌耐磨性好的陶瓷。
2)在主軸箱電機(jī)安裝端支承架內(nèi)通以恒溫油，以起隔熱作用。
3)主軸箱采用低熱膨脹系數(shù)鑄鐵，以減少絕對變形。
4)采用專用高精度大容量恒溫油箱（油溫變化控制在±0.5℃內(nèi)）
⑶X、Y、Z軸進(jìn)給方面
1)直線運(yùn)動絲杠，采用中空絲杠，通過恒溫油
2)絲杠支承軸承承外圈，采取強(qiáng)制循環(huán)恒溫油冷卻方式。
3)X、Y軸裝滾珠螺母的支架，鑄成與本體一體，以提高其剛性。
4)采用0.1μm脈沖當(dāng)量。
⒊機(jī)能更加完整
⑴愈來愈完善的自診斷機(jī)能，為了盡了能減少加工的故障，現(xiàn)代加工中心大都配備完善的自診斷機(jī)能。例如，位置檢測傳感器、刀具破損檢測裝置、切削異常檢測機(jī)能、適應(yīng)控制機(jī)能、備用刀具選擇機(jī)能、溫度傳感器、聲傳感器和電流傳感器等。這些機(jī)能和傳感器，使機(jī)床具有一定的人工智能。
⑵新式刀具破損檢測裝置 大直徑刀具破損檢測方法，已有好幾種。但對小直徑刀具破損，一直還沒有找到比較理想的檢測方法。直到近幾年才出現(xiàn)一種叫聲發(fā)射（AE）的檢測方法。AE檢測法是利用刀具在斷裂瞬間發(fā)出的超聲波來判斷刀具破損的。
盡管有不少加工中心裝在這種裝置，但其可靠性卻還需進(jìn)一步提高。
AE檢測方式，只能在刀具發(fā)生破損時才能發(fā)現(xiàn)，而在刀具破損之前是無法知道其工作情況的。為此還出現(xiàn)了在刀具即將破損之前就能檢測出刀具工作情況的裝置。它的工作原理是，在正常切削時，切削力矩一定，而當(dāng)即將發(fā)生刀具破損時，力矩變大，被裝在刀柄的傳感器所檢測，經(jīng)過故障性質(zhì)判斷裝置進(jìn)行判斷，若還可以繼續(xù)加工，就會在繼續(xù)加工會折斷刀具時就會報警，并停止主軸旋轉(zhuǎn)。
⑶加工中心復(fù)合化趨勢
1）五面加工中心 主要是針對大件加工而出現(xiàn)的機(jī)床。它具有臥式加工中心和立式加工中心的機(jī)能，因而箱體類零件一次裝夾即可完成所有側(cè)面和頂面加工，故而叫做五面加工中心。
2）加工中心---立車機(jī)能組合機(jī) 這種機(jī)床的最大特點(diǎn)是加工中心分度工作臺既可實現(xiàn)0.001°的NC分度工作，又可實現(xiàn)立式車床回轉(zhuǎn)主軸的動作。當(dāng)然，為實現(xiàn)復(fù)合功能，立柱、工作臺、刀庫等都需作專門設(shè)計。
3）切削—磨削復(fù)合加工中心 這種機(jī)床，是在切削加工用加工中心上，裝備磨削用的附件，實現(xiàn)切削、磨削復(fù)合加工的復(fù)合加工中心。特別適用于模具加工行業(yè)。
4）切削—電加工復(fù)合加工中心 這種機(jī)床主要適用于既需進(jìn)行切削加工，又需進(jìn)行電加工的模具制造業(yè)，尤其適用于大型模具加工。
5）切削—激光切割復(fù)合加工中心 這是一種正在研究中的復(fù)合加工中心。它期望把激光器像普通刀具一樣裝在刀庫中，通過換刀機(jī)械手裝到主軸上，以進(jìn)行激光切割的裝置。這種小型激光器，不久將成為加工中心的“刀具”。
⑷功能更趨完善的NC裝置
1）全數(shù)字伺服控制 全數(shù)字伺服控制又叫軟件伺服控制，是當(dāng)今NC基本技術(shù)中，頗為引人注目的進(jìn)步。
采用數(shù)字伺服控制可收到如下效果：
①即使在高速進(jìn)給下銑圓，其圓弧形狀精度也可很高。
②正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)銑圓，形狀仍然一致。
③象限切換處的突起小。
④沖現(xiàn)性極好。
2）NC裝置 加工中心的性能，在很大程度上取決于NC系統(tǒng)的性能，所以不斷開發(fā)NC系統(tǒng)，使其技術(shù)在以下方面有了很大的發(fā)展。
①開發(fā)出對應(yīng)高精度、高速、高效率要求的NC裝置。
②系統(tǒng)化，隨著FMC推廣，要求把控制機(jī)器人、測量、上下料等功能都納入到CNC內(nèi)。
③多機(jī)能、復(fù)合化：開發(fā)出適應(yīng)五面加工多主軸復(fù)合加工等復(fù)合機(jī)床控制要求的CNC。
④網(wǎng)絡(luò)化：CNC應(yīng)能成為工廠自動化的一個組成部分，能夠和其它設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)控制和信息交換。
⑤用戶要求意向化：由標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品生產(chǎn)方式，轉(zhuǎn)向能充分發(fā)揮機(jī)床特性的按訂貨要求生產(chǎn)的方式。
⑸MAP的利用---FMS技術(shù)的高級化發(fā)展。FMS發(fā)展的最近特點(diǎn)是：
①從發(fā)展大小轉(zhuǎn)向小型化。
②向更高控制技術(shù)----MAP應(yīng)用方向發(fā)展。
1.7 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展
1） 產(chǎn)生
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展，對機(jī)械加工提出了越來越高的要求，機(jī)械加工過程的自動化、智能化是實現(xiàn)上述要求的最重要措施之一。它不僅能提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，還能大大減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。
1952年美國帕森斯公司（Parsons）和麻省理工學(xué)院（MIT）合作研制成功世界上第一臺三坐標(biāo)數(shù)控銑床，用它來加工直升飛機(jī)葉片輪廓檢查用樣板，這是一臺采用專用計算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算與控制的直線插補(bǔ)輪廓控制數(shù)控銑床，1955年，該類機(jī)床進(jìn)行實用化階段，在復(fù)雜曲面的加工中發(fā)揮了重要作用。
2） 發(fā)展史
隨著微電子技術(shù)、自動化信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計算機(jī)的發(fā)展給自動化帶來了新的概念，推動了機(jī)械制造自動化的發(fā)展。
1953年，美國空軍與麻省理工學(xué)院協(xié)作，開始從事計算機(jī)自動編程的研究，這就是APT（Automatically Programmed Tools）自動編程的開始。
1955年美國空軍花費(fèi)巨大額經(jīng)費(fèi)訂購了大約100臺數(shù)控機(jī)床，此后兩年，數(shù)控機(jī)床在美國進(jìn)入迅速發(fā)展階段，市場上出現(xiàn)了商品化數(shù)控機(jī)床。
1958年美國克耐．杜列克公司（keaney￡Trecker Co．）在世界上首先研制成功了帶自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為“加工中心”。
1959年，計算機(jī)行業(yè)研制出了晶體管元器件，因而數(shù)控裝置中廣泛采用晶體管和印制電路板，從而跨入第二代數(shù)控時代，同時美國航空工業(yè)協(xié)會（AIA）和麻省理工學(xué)院共同發(fā)展APT程序語言。
1960年以后，點(diǎn)位控制機(jī)床在美國得到了迅速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不僅在機(jī)床上得到了實際應(yīng)用，而且逐步推廣到?jīng)_壓機(jī)、饒線機(jī)、焊接機(jī)、火焰切割機(jī)、包裝機(jī)和坐標(biāo)測量機(jī)等。
從1965年開始，德國、日本等先進(jìn)工業(yè)國家陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。
1965年，出現(xiàn)了小規(guī)模的集成電路，由于它體積小，功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得到進(jìn)一步的提高，標(biāo)志著數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。
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