信息來源于：互聯網 發布于：2021-04-27
精密零件加工的先進制造技術中的一個基本的概念是數字控制（NC）。在數控技術出現之前，所有的機床都是由人工操縱和控制的。在與人工控制的機床有關的很多局限性中，操作者的技能大概是最突出的問題。采用人工控制是，產品的質量直接與操作者的技能有關。數字控制代表了從人工控制機床走出來的第一步。數字控制意味著采用預先錄制的、存儲的符號指令來控制機床和其他制造系統。一個數控技師的工作不是去操縱機床，而是編寫能夠發出機床操縱指令的程序。對于一臺數控機床，其上必須安有一個被稱為閱讀機的界面裝置，用來接受和解譯出編程指令。發展數控技術是為了克服人類操作者的局限性，而且它確實完成了這項工作。數字控制的機器比人工操縱的機器精度更高、生產出零件的一致性更好、生產速度更快、而且長期的工藝裝備成本更低。數控技術的發展導致了制造工藝中其他幾項新發明的產生：
電火花加工技術、激光切割、電子束焊接數字控制還使得機床比它們采用有人工操的前輩們的用途更為廣泛。
一臺數控機床可以自動生產很多類的零件，每一個零件都可以有不同的和復雜的加工過程。數控可以使生產廠家承擔那些對于采用人工控制的機床和工藝來說，在經濟上是不劃算的產品生產任務。同許多先進技術一樣，數控誕生于麻省理工學院的實驗室中。數控這個概念是50年代初在美國空軍的資助下提出來的。在其最初的價段，數控機床可以經濟和有效地進行直線切割。然而，曲線軌跡成為機床加工的一個問題，在編程時應該采用一系列的水平與豎直的臺階來生成曲線。構成臺階的每一個線段越短，曲線就越光滑。臺階中的每一個線段都必須經過計算。在這個問題促使下，于1959年誕生了自動編程工具（APT）語言。這是一個專門適用于數控的編程語言，使用類似于英語的語句來定義零件的幾何形狀，描述切削刀具的形狀和規定必要的運動。APT語言的研究和發展是在數控技術進一步發展過程中的一大進步。最初的數控系統下今天應用的數控系統是有很大差別的。在那時的機床中，只有硬線邏輯電路。指令程序寫在穿孔紙帶上（它后來被塑料帶所取代），采用帶閱讀機將寫在紙帶或磁帶上的指令給機器翻譯出來。所有這些共同構成了機床數字控制方面的巨大進步。然而，在數控發展的這個階段中還存在著許多問題。
一個主要問題是穿孔紙帶的易損壞性。在機械加工過程中，載有編程指令信息的紙帶斷裂和被撕壞是常見的事情。在機床上每加工一個零件，都需要將載有編程指令的紙帶放入閱讀機中重新運行一次。因此，這個問題變得很嚴重。如果需要制造100個某種零件，則應該將紙帶分別通過閱讀機100次。易損壞的紙帶顯然不能承受嚴配的車間環境和這種重復使用。
這就導致了一種專門的塑料磁帶的研制。在紙帶上通過采用一系列的小孔來載有編程指令，而在塑料帶上通過采用一系列的磁點瞇載有編程指令。塑料帶的強度比紙帶的強度要高很多，這就可以解決常見的撕壞和斷裂問題。然而，它仍然存在著兩個問題。其中最重要的一個問題是，對輸入到帶中指令進行修改是非常困難的，或者是根本不可能的。即使對指令程序進行最微小的調整，也必須中斷加工，制作一條新帶。而且帶通過閱讀機的次數還必須與需要加工的零件的個數相同。幸運的是，計算機技術的實際應用很快解決了數控技術中與穿孔紙帶和塑料帶有關的問題。
在形成了直接數字控制（DNC）這個概念之后，可以不再采用紙帶或塑料帶作為編程指令的載體，這樣就解決了與之有關的問題。在直接數字控制中，幾臺機床通過數據傳輸線路聯接到一臺主計算機上。操縱這些機床所需要的程序都存儲在這臺主計算機中。當需要時，通過數據傳輸線路提供給每臺機床。直接數字控制是在穿孔紙帶和塑料帶基礎上的一大進步。然而，它敢有著同其他信賴于主計算機技術一樣的局限性。當主計算機出現故障時，由其控制的所有機床都將停止工作。這個問題促使了計算機數字控制技術的產生。
微處理器的發展為可編程邏輯控制器和微型計算機的發展做好了準備。這兩種技術為計算機數控（CNC）的發打下了基礎。采用CNC技術后，每臺機床上都有一個可編程邏輯控制器或者微機對其進行數字控制。這可以使得程序被輸入和存儲在每臺機床內部。它還可以在機床以外編制程序，并將其下載到每臺機床中。計算機數控解決了主計算機發生故障所帶來的問題，但是它產生了另一個被稱為數據管理的問題。同一個程序可能要分別裝入十個相互之間沒有通訊聯系的微機中。這個問題目前正在解決之中，它是通過采用局部區域網絡將各個微機聯接起來，以得于更好地進行數據管理。
