6年後的1952年，計算機技術應用於機床，第壹臺數控機床在美國誕生。從那以後，傳統機床發生了質的變化。近半個世紀以來，數控系統經歷了兩個階段、六代發展。
1.1，NC階段(1952 ~ 1970)
早期的計算機運算速度較低，對當時的科學計算和數據處理影響不大，但不能滿足機床實時控制的要求。人們不得不使用數字邏輯電路來“建造”壹臺專用於機床的計算機作為數控系統，這被稱為硬連線數控(HARD-WIRED NC)，簡稱NC。隨著元器件的發展，這個階段經歷了三代，即第壹代1952-電子管；第二代1959-晶體管；第三代1965-小規模集成電路。
1.2，數控工作臺(1970 ~現在)
到了1970年，通用小型機已經出現並量產。於是被移植為數控系統的核心部件，進入了計算機數控(CNC)階段(省略了計算機前面的“通用”二字)。到1971年，美國英特爾公司在世界上首次將計算機的兩個核心部件——運算器和控制器集成在壹塊芯片上，稱為微處理器或中央處理器(CPU)。
通過1974，微處理器被應用於數控系統。這是因為小型計算機功能太強大，有豐富的能力控制壹臺機床(所以當時是用來控制多臺機床的，稱為群控)，所以還是用微處理器比較經濟合理。而且當時小型機的可靠性並不理想。早期的微處理器雖然速度和功能不夠高，但可以用多處理器結構來解決。因為微處理器是通用計算機的核心部件，所以還是叫計算機數控。
到1990，PC(個人計算機，國內俗稱微型計算機)的性能已經發展到了壹個很高的階段，可以滿足作為數控系統核心部件的要求。自此，數控系統進入了基於PC的階段。
總之，計算機數控階段也經歷了三代。即第四代1970-小型計算機；第五代1974-微處理器和第六代1990-基於PC。
還需要指出的是，雖然在國外早就改名為計算機數控(CNC)，但在國內還是習慣叫數控(NC)。所以我們每天說的“數控”，其實就是指“計算機數控”。
1.3，數控的未來發展趨勢
1.3.1繼續向開放的、基於PC的第六代發展。
基於PC的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點，將會有更多的數控系統廠商走上這條道路。至少PC作為其前置機，處理人機界面、編程、聯網通訊等問題，原系統承擔數控的任務。PC機友好的人機界面將推廣到所有數控系統。遠程通信、遠程診斷和維護將更加普遍。
1.3.2向高速高精度發展。
這是為了適應機床向高速、高精度方向發展的需要。
1.3.3向智能化發展。
隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發展，數控系統的智能化程度將不斷提高。
(1)適應控制技術的應用
數控系統能夠檢測過程中的壹些重要信息，並自動調整系統的相關參數，改善系統的運行狀態。
(2)引入專家系統指導加工。
系統存儲了熟練工人和專家的經驗、加工的壹般規律和特殊規律，並在工藝參數數據庫的支持下建立了具有人工智能的專家系統。
(3)引入故障診斷專家系統。
(4)智能數字伺服驅動裝置
通過自動識別負載來自動調整參數，使驅動系統獲得最佳運行。
二、機床數控化改造的必要性
2.1，微視改造的必要性
從微觀上看，數控機床相對於傳統機床有以下突出的優勢，而這些優勢都來自於數控系統所包含的計算機的力量。
2.1.1可以加工傳統機床無法加工的曲線、曲面等復雜零件。
由於計算機具有超強的計算能力，可以瞬間準確地計算出各坐標軸的瞬時運動量，因此可以組合成復雜的曲線或曲面。
2.1.2可以實現加工的自動化，而且是柔性自動化，所以效率可以比傳統機床提高3 ~ 7倍。
由於計算機具有記憶和存儲能力，它可以記住並存儲輸入的程序，然後按照程序指定的順序自動執行，從而實現自動化。只要改變壹個程序，數控機床就可以實現加工另壹個工件的自動化，從而實現單件小批量生產的自動化，所以稱之為“柔性自動化”。
2.1.3被加工零件精度高，尺寸離散小，裝配容易，無需“修”。
2.1.4可以實現多道工序的集中，減少零件在機床之間的頻繁搬運。
2.1.5具有自動報警、自動監控、自動補償等多項自律功能，可實現長期無人值守處理。
2.1.6以上五項衍生的收益。
比如降低工人的勞動強度，節省勞動力(壹個人可以管多臺機床)，減少工裝，縮短新產品的試制周期和生產周期，可以快速響應市場需求。
這些優勢是我們的前輩無法想象的，是壹個極其重大的突破。此外，機床的數控化是FMC(柔性制造單元)、FMS(柔性制造系統)、CIMS(計算機集成制造系統)等企業信息化改造的基礎。數控技術已經成為制造自動化的核心技術和基礎技術。
2.2、宏觀上看轉型的必要性。
從宏觀上看，工業化國家的軍用和民用機械工業在70年代末80年代初就已經開始大規模應用數控機床。其本質是用信息技術改造傳統產業(包括軍用和民用機械行業)。除了在制造過程中使用數控機床、FMC和FMS外，還包括在產品開發中推廣CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產管理中推廣MIS(管理信息系統)和CIMS。並在其生產的產品中增加包括人工智能在內的信息技術含量。由於國外軍用和民用機械工業利用信息技術(稱之為信息化)的深入改造，其產品在國際軍用和民用市場上的競爭力大大增強。在用信息技術改造傳統產業方面，我們比發達國家落後大約20年。比如，在中國的機床擁有量中，數控機床的比重(數控率)在1995年只有1.9%，而日本在1994年達到了20.8%，所以每年進口大量的機電產品。這也從宏觀上說明了機床數控化改造的必要性。
三、機床和生產線的數控化改造市場
3.1，數控機床改造市場
目前，我國機床總量為380多萬臺，其中數控機床總量僅為113400臺，即我國機床數控化率不足3%。近10年，我國數控機床年產量約為0.6 ~ 0.8萬臺，年產值約為1.8億元。機床年數控率6%。在我國，機床使用壽命在10年以上，占60%以上；10年以下的機床中，自動/半自動的不到20%，FMC/FMS等自動化生產線屈指可數(美國和日本的自動和半自動機床占60%以上)。可以看出，我國大部分制造業和企業的生產加工設備絕大多數是傳統機床，其中壹半以上是使用壽命超過10年的舊機床。這類設備加工的產品普遍質量差、品種少、檔次低、成本高、交貨期長，從而在國際國內市場上缺乏競爭力，直接影響到壹個企業的產品、市場和效益以及企業的生存和發展。因此，必須大力提高機床的數控率。
3.2、進口設備和生產線數控化改造市場。
改革開放以來，許多企業從國外引進技術、設備和生產線進行技術改造。據不完全統計，1979至1988至10期間，全國引進技術改造項目18446個，金額約1658億美元。
這些項目大多在中國經濟建設中發揮了應有的作用。但是，壹些引進項目，由於各種原因，設備或生產線不能正常運轉，甚至癱瘓，使企業效益受到影響，企業陷入嚴重困境。部分設備和生產線從國外引進後，部分消化吸收不好，備件不全，維護不當，導致運行不暢；有的只註重設備、儀器、生產線的引進，忽視軟件、技術、管理等。，導致項目不全，設備潛力無法發揮；有的甚至不能開始跑步，沒有發揮應有的作用；有的生產線賣的很好，但是因為設備故障達不到生產標準；有的因為能耗高、產品合格率低而虧損；有些已經推出很久了，需要更新。由於種種原因，有些裝備不僅沒有創造財富，反而消耗了財富。
這些無法使用的設備和生產線是壹種負擔，也是大量的存量資產。修復它們就是財富。只要找出主要技術難點，解決關鍵技術問題，就能以最少的投入盤活最大的存量資產，爭取最大的經濟效益和社會效益。這也是壹個巨大的轉型市場。
四、數控改造的內容和優缺點
4.1，國外轉型產業的興起
在美國、日本、德國等發達國家，他們的機床改造作為新的經濟增長產業，正處於黃金時代。由於機床和技術的不斷進步，機床的改造是壹個“永恒”的話題。中國的機床改造行業也從舊行業進入了以數控技術為基礎的新行業。在美國、日本和德國，用數控技術改造機床和生產線有著廣闊的市場，機床和生產線數控改造的新產業已經形成。在美國，機床改造行業被稱為機床再制造行業。從事回收行業的著名公司有Bertsche工程公司、ayton機床公司、Devlieg-Bullavd服務集團、美國設備公司等。美國德寶公司在中國成立了公司。在日本，機床改造行業被稱為機床改造行業。從事改裝行業的著名公司有:大為工程集團、岡三機械公司、千代田公基公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。
4.2、數控改造的內容
機床和生產線數控改造的主要內容如下:
壹種是恢復原有功能，對機床和生產線的故障部件進行診斷和恢復；
二是數控，即在普通機床上加裝數顯裝置或數控系統，改造成數控機床和數控機床；
三是翻新，為了提高精度、效率和自動化程度，對機械和電氣部分進行翻新，重新組裝機械部分，恢復原來的精度；用最新的數控系統更新不符合生產要求的數控系統；
四是技術升級或創新，是指為提高性能或檔次，或采用新工藝、新技術，在原有基礎上進行大規模的技術升級或創新，水平和檔次大幅提高。
4.3、數控改造的優缺點
4.3.1減少投資，縮短交貨期。
與購買新機床相比，壹般可節省60% ~ 80%的費用，改造成本低。特別是大型和專用機床。壹般大型機床的改造只需要65438+新機床購置費的0/3，交貨時間短。但在壹些特殊情況下，如高速主軸的生產安裝和自動換托盤過於耗費人力和成本，改造成本往往增加2 ~ 3倍，與購買新機床相比只能節省50%左右的投資。
4.3.2機械性能穩定可靠，結構有限。
床身、立柱等基礎部件都是厚重堅固的鑄造部件，而不是焊接部件。改造後的機床性能高、質量好，可作為新設備使用多年。但由於原有機械結構的限制，不宜進行突破性改造。
4.3.3熟悉設備並易於操作和維護。
購買新設備時，不知道新設備是否能滿足其加工要求。改造不是這樣，機床的加工能力可以精確計算；此外，由於多年的使用，操作人員對機床的特點早有了解，在操作、使用和維護方面的培訓時間短而有效。改造後的機床壹旦安裝好，就可以滿負荷運轉。
4.3.4可充分利用現有條件。
可以充分利用現有的基礎，不需要像買新設備時那樣重新搭建基礎。
4.3.5可采用最新的控制技術。
根據技術創新的發展速度，及時提高生產設備的自動化水平和效率，提高設備的質量和檔次，把舊機床變成今天的水平機床。
五、數控系統的選擇
數控系統主要有三種，改造時要根據具體情況選擇。
5.1，步進電機驅動的開環系統
系統的伺服驅動裝置主要有步進電機、功率步進電機、電液脈沖電機等。數控系統發出的進給指令脈沖，由驅動電路控制，經功率放大，使步進電機轉動，通過齒輪副和滾珠絲杠副驅動執行部件。只要控制命令脈沖的數量、頻率和通電順序，就可以控制致動器的位移、速度和運動方向。這種系統不需要將測得的實際位置和速度反饋到輸入端，所以稱為開環系統。這種系統的位移精度主要取決於步進電機的角位移精度和齒輪絲杠等傳動元件的螺距精度，因此系統的位移精度較低。
該系統具有結構簡單、調試維護方便、運行可靠、成本低廉、易於修改等優點。
5.2、異步電機或DC電機拖動、光柵測量反饋閉環數控系統。
該系統與開環系統的區別在於，通過光柵、感應同步器等位置檢測器件隨時測得的實際位置反饋信號與給定值進行比較，並將二者之差進行放大變換，以給定速度驅動執行機構向消除偏差的方向運動，直至給定位置與反饋的實際位置之差等於零。閉環饋電系統比開環饋電系統結構復雜，成本高，對環境室溫要求嚴格。設計和調試比開環系統更困難。但是，它可以獲得比開環進給系統更高的精度、更快的速度和更大的驅動功率。根據產品的技術要求，可以決定是否采用該系統。
5.3、交流/DC伺服電機拖動、編碼器反饋半閉環數控系統。
半閉環系統檢測元件安裝在中間傳動部分，間接測量執行部分的位置。它只能補償系統回路中某些元件的誤差，因此其精度低於閉環系統，但其結構和調試比閉環系統簡單。當角位移檢測元件、速度檢測元件和伺服電機制成壹個整體時，不需要考慮位置檢測裝置的安裝。
目前，有許多公司生產數控系統，如德國的西門子和日本的FANUC。中國珠峰公司、北京航天機床數控系統集團公司、華中數控公司、沈陽高端數控國家工程研究中心等國內公司。
數控系統的選擇主要依據數控改造後機床的精度、驅動電機的功率和用戶的要求。
不及物動詞淺談數控改造中主要機械零件的修改
新型數控機床應設計成具有較高的靜剛度和動剛度；運動副間摩擦系數小，傳動無間隙；高功率；易於操作和維護。機床數控化改造時應盡可能達到上述要求。我們不能認為把數控裝置與普通機床連接起來就能達到數控機床的要求，要對主要部件進行相應的改造，使其達到壹定的設計要求，才能達到預期的改造目的。
6.1，滑動導軌副
對於數控車床來說，導軌不僅要具有普通車床的導向精度和工藝性，還要具有良好的抗摩擦磨損特性，減少摩擦阻力造成的死區。同時要有足夠的剛度，減少導軌變形對加工精度的影響，還要有合理的導軌保護和潤滑。
6.2、齒輪副
壹般機床的齒輪主要集中在床頭箱和變速箱。為了保證傳動精度，數控機床使用的齒輪精度等級高於普通機床。在結構上，需要實現無縫傳動，所以機床的主齒輪必須滿足數控機床的要求，以保證機床的加工精度。
6.3、滑動絲杠和滾珠絲杠
絲杠傳動直接關系到傳動鏈的精度。絲杠的選擇主要取決於工件的精度要求和拖動力矩要求。工件精度要求不高時可使用滑動絲杠，但應檢查原絲杠的磨損情況，如螺距誤差、累積螺距誤差、匹配螺母間隙等。壹般情況下，滑動螺桿應不低於6級。如果螺母間隙過大，更換螺母。滑動絲杠的價格比滾珠絲杠低，但難以滿足高精度零件加工的要求。
滾珠絲杠摩擦損失小，效率高，傳動效率可達90%以上；精度高，使用壽命長；啟動轉矩接近運動時的轉矩，可以降低電機的啟動轉矩。因此，能滿足高精度零件加工的要求。
6.4、安全防護
效率必須建立在安全的基礎上。在機床改造中，要根據實際情況采取相應的措施，切不可忽視。滾珠絲杠副是精密部件，工作時需要防止灰塵，特別是切屑和硬砂進入滾道。壹個完整的鐵屏蔽也可以添加到縱向螺桿。大拖板與滑動導軌接觸的兩個端面應密封，以絕對防止堅硬的顆粒狀異物進入滑動面而損壞導軌。
七、機床數控改造的主要步驟
7.1，轉換方案的確定
改造可行性分析通過後，可根據壹臺或多臺機床的現狀確定改造方案，改造方案壹般包括: