數值控制工具機

數值控制工具機

數控工具機是指可以透過事先編輯的精確指令進行自動加工的工具機。目前大多數的數控工具機為電腦數控工具機，由電腦扮演整合控制的角色。

在現代的電腦數值控制系統中，工件的設計高度依賴電腦輔助設計 (CAD) 及電腦輔助製造 (CAM) 等軟體。電腦輔助製造軟體解析設計模型並計算加工過程中的移動指令，透過後處理器將移動指令及其他加工過程中需使用到的輔助指令轉換成數值控制系統可以讀取的格式，之後將後處理器產生的檔案載入電腦數值控制工具機中進行工件加工。

將程式指令輸入數控系統之記憶體後，經由電腦編譯計算，透過位移控制系統，將資訊傳至驅動器以驅動馬達之過程，來切削加工所設計之零件。

數控與電腦數控的歷史

數值控制工作母機的概念起源於1940年代美國。生產直升機螺旋槳時，需要大量的精密加工。當時美國空軍委託機械工程師，滿足此一需求。1947年，John T. Parsons開始使用電腦計算工具機的切削路徑。1949年麻省理工學院接受美國空軍委託，開始根據Parsons公司的概念研究數值控制。

1950年代，第一台數值控制工作母機問世；機械廠為了美國空軍的需求在數位控制系統投入大量努力，特別集中在輪廓切削銑床方面。Parsons公司與麻省理工學院合作，結合數值控制系統與辛辛那提公司的銑床，研發出第一台數控工作母機。1958年，Kearney & Trecker公司成功開發出具自動刀具交換裝置的加工中心機。麻省理工學院也開發出自動編程工具。1959年，日本富士通公司為數值控制做出兩大突破：發明油壓脈衝馬達與代數演算方式脈衝補間迴路。這加快了數值控制的進步。

從1960年到2000年之間，數值控制系統擴展應用到其他金屬加工機，數值控制工作母機也被應用到其他行業。微處理器被應用到數值控制上，大幅提昇功能，此類系統即稱為電腦數值控制。這段期間也出現了快速、多軸的新式工具機。日本成功打破傳統工具機主軸形式，以類似蜘蛛腳的裝置移動工具機主軸，並且以高速控制器控制，是為快速、多軸的工具機。

日本在世界電腦數控工具機發展中完成許多成果。1958年，牧野與富士通兩大公司合作出日本第一部銑床。1959年，富士通公司做出兩大突破：發明油壓脈衝馬達（電液伺服馬達）與代數演算方式脈衝補間（插補）迴路。這加快了數值控制的進步。1961年，日立工業完成其第一台加工中心機，並於1964年附加自動刀具交換裝置。1975年開始，Fanuc（中譯：發那科，由富士通公司數控部門獨立）公司量產銷售的電腦數控工具機佔下了相當國際市場。近年來日本則成功研發出快速、多軸的工具機。2012年，日本以90億歐元的成績繼續保持工具機出口冠軍位置，德國工具機以81億歐元，位居第二。第三、第四和第五分別為義大利，台灣和瑞士。中國位於韓國和美國之後，名列第八，出口額15億歐元。

值得注意的是，美國雖然工具機產業的規模與德、日、台、瑞、意相較並不大，甚至也無具代表性的工具機品牌，但此主因是美國多數工具機為供應美國本土使用，且多是軍火相關，故出口方面，無論是數量還是技術上，都具有嚴格管制。

台灣

台灣的電腦數控發展始自1974年楊鐵機械開始研究數控車床。

1978至1979，楊鐵機械、大興機械、永進機械、大立機器、聯邦電子等公司都開始銷售數控工具機。至此都是以孔帶指令操作為主。

1980年代初楊鐵機械再推出電腦化數值控制車床、綜合切削中心機等。台灣麗偉電腦股份有限公司成為全台灣唯一的專業生產數控銑床與車床的專業公司.碩誠公司、新訊公司、工研院等機構則成功研製出台灣自製各種數值控制器。

至2001年為止，台灣已能跟進「PC Based」控制器。但無法自製工具機系統中的另外兩大部分：主軸馬達與伺服馬達，多向日本大廠購買。此二部份各佔工具機價格三分之一。

至2011年，台灣「PC Based」控制器廠商，已有代表性的三家以上廠商，智研科技，捷準、寶元數控、與新代，台灣的工具機產業已逐漸朝向自主研發走向，關鍵性的組件不再受日本的限制。

2013年，研華科技集團買下寶元數控。

至2015年為止，研華寶元已經成為亞太地區第一的華人數位控制器品牌，除了經營中國大陸及台灣市場外，也積極拓展歐洲、北美及東南亞地區。

（資料來源：維基百科，自由的百科全書）