数值控制史

数控(NC)的历史始于机床自动化首次结合抽象可编程逻辑的概念，并随着计算机数控(CNC)技术的不断发展而延续至今。xxx台NC机器是在1940年代和1950年代建造的，基于现有的工具，这些工具用电机进行了修改，电机移动控制装置以跟随穿孔带上输入系统的点。这些早期的伺服机构被模拟和数字计算机迅速增强，创造了彻底改变加工过程的现代数控机床。

机床控制的自动化始于19世纪，它使用凸轮来演奏机床，就像凸轮长期以来演奏音乐盒或操作精致的布谷鸟钟一样。ThomasBlanchard制造了他的仿枪车床（1820年代至30年代），而ChristopherMinerSpencer等人的工作将炮塔车床发展成螺丝机（1870年代）。到xxx次世界大战（1910年代）时，基于凸轮的自动化已经达到了高度先进的状态。然而，通过凸轮实现的自动化与数字控制有着根本的不同，因为它不能被抽象地编程。凸轮可以对信息进行编码，但是从抽象级别（工程图、CAD模型或其他设计意图）获取信息到凸轮中是需要加工或归档的手动过程。相比之下，数字控制允许使用数字和编程语言等抽象概念将信息从设计意图转移到机器控制。19世纪存在各种形式的抽象可编程控制：提花织机、自动钢琴和查尔斯·巴贝奇等人开创的机械计算机。从那个世纪开始，这些发展具有与机床控制自动化融合的潜力，但这种融合直到几十年后才发生。

液压技术在基于凸轮的自动化中的应用导致了使用手写笔跟踪模板的跟踪机器，例如巨大的Pratt&WhitneyKellerMachine，它可以复制几英尺宽的模板。另一种方法是记录和回放，在1950年代由通用汽车(GM)开创，它使用存储系统记录人类机械师的动作，然后按需回放。即使在今天，类似的系统也很常见，尤其是教学车床，它可以让新机械师亲身体验这个过程。然而，这些都不是数字可编程的，并且在过程中的某些时候需要经验丰富的机械师，因为编程是物理的而不是数字的。

完全自动化的一个障碍是加工过程所需的公差，通常为千分之一英寸。尽管将某种控件连接到穿孔卡片等存储设备很容易，但确保控件以所需的精度移动到正确的位置是另一个问题。工具的移动导致控件上的力发生变化，这意味着线性输入不会导致工具的线性运动。换句话说，像提花织机这样的控制装置不能在机床上工作，因为它的动作不够强大。被切割的金属用比控制适当抵消的更大的力量反击它。该领域的关键发展是引入了伺服机构，该机构产生强大的受控运动，具有高度准确的测量信息。将两个伺服器连接在一起产生了同步，远程伺服器的运动与另一个伺服器的运动精确匹配。使用各种机械或电气系统，可以读取同步器的输出以确保发生正确的运动（换句话说，形成闭环控制系统）。同步器可用于加工控制的xxx个严肃建议是由在通用电气(GE)工作的瑞典移民到美国的ErnstFWAlexanderson提出的。亚历山大森一直致力于解决扭矩放大问题，该问题允许机械计算机的小输出驱动非常大的电机，通用电气将其用作美国海军舰艇更大的火炮铺设系统的一部分。与机械加工一样，火炮铺设需要非常高的精度——只有几分之一度——而且炮塔运动过程中的力是非线性的，尤其是当船只在波浪中倾斜时。1931年11月，亚历山大森向工业工程部建议，可以使用相同的系统来驱动机床的输入，使其能够遵循模板的轮廓，而无需像凯勒机这样的现有工具所需的强烈物理接触。他说这是一个直接的工程开发问题。然而，从业务发展的角度来看，这个概念已经超前了，直到几年后，当其他人开创了该领域时，通用电气才认真对待此事。

NC的诞生通常归功于在密歇根州特拉弗斯城的Parsons公司工作的JohnT.Parsons和FrankL.Stulen。由于这一贡献，他们于1985年共同获得了国家技术奖章，以xxx化生产具有机器数字控制的汽车和飞机。1942年，前福特Trimotor生产负责人比尔·斯托特告诉帕森斯直升机将成为下一件大事。他打电话给西科斯基飞机公司询问可能的工作，并很快得到了一份在旋翼桨叶中建造木制纵梁的合同。当时，转子叶片（旋转机翼）的制造方式与固定机翼相同，由一根长管状钢梁组成，其上设置有纵梁（或更准确地说是肋条），以提供空气动力学形状，然后覆盖有一个紧张的皮肤。转子的纵梁是根据西科斯基提供的设计建造的，该设计作为定义轮廓的一系列17个点发送给帕森斯。然后帕森斯不得不用法国曲线填充这些点以生成轮廓。构建了一个木制夹具以形成轮廓的外部，形成纵梁的木片被置于夹具内部的压力下，因此它们形成了适当的曲线。然后在该轮廓内组装了一系列桁架构件以提供强度。在一家废弃的家具厂开始生产并提高产量后，其中一个刀片出现故障，并被追查为晶石的问题。至少一些问题似乎源于将纵梁上的金属环点焊到金属翼梁上。项圈在施工期间内置在纵梁中，然后滑到翼梁上并焊接在适当的位置。Parsons提出了一种使用粘合剂将纵梁直接连接到翼梁上的新方法，这是以前从未在飞机设计上尝试过的。这一发展促使帕森斯考虑使用冲压金属纵梁代替木材的可能性。这些不仅更坚固，而且更容易制造，因为它们将消除木材上复杂的铺层、胶水和螺钉紧固。在金属冲头中复制它需要用工具钢制成的金属切削工具代替木制夹具。考虑到复杂的轮廓，这样的设备不容易生产。为了寻找想法，帕森斯访问了赖特菲尔德，拜访了螺旋桨实验室旋转翼分部的负责人弗兰克·L·斯图伦。在他们的谈话中，Stulen得出的结论是，帕森斯并不真正知道他在说什么。帕森斯意识到斯图伦已经得出了这个结论，并当场聘用了他。Stulen于1946年4月1日开始工作，并聘请了三名新工程师加入他的行列。Stulen的兄弟在CurtisWrightPropeller工作，并提到他们正在使用打孔卡计算器进行工程计算。Stulen决定采用这种想法对旋翼进行应力计算，这是对直升机旋翼的xxx次详细的自动计算。当Parsons看到Stulen用穿孔卡片机做什么时，他问Stulen是否可以用它们来生成一个有200个点而不是给定的17个点的轮廓，并用铣削刀具的半径偏移每个点。如果您在这些点中的每一个进行切割，它将产生相对准确的纵梁切割。这可以切割工具钢，然后轻松地锉成光滑的模板，用于冲压金属纵梁。Stullen制作这样的程序没有问题，并用它来生成大型数字表格，这些表格将被带到机器地板上。在这里，一位操作员将图表上的数字读给另外两位操作员，X轴和Y轴各一位操作员。对于每对数字，操作员会将切割头移动到指定的位置，然后降低工具进行切割。这被称为按数字方法，或者更专业地称为切入定位。它是当今2.5轴加工（两轴半加工）的劳动密集型原型。

那时，Parsons构思了一种全自动机床。轮廓上有足够多的点，不需要手动清理它。但是，通过手动操作，通过使零件与轮廓更接近所节省的时间被移动控件所需的时间所抵消。如果机器的输入直接连接到读卡器，则此延迟以及任何相关的手动错误将被消除，并且点数可以显着增加。这样的机器可以根据命令反复打出完全准确的模板。但当时帕森斯没有资金来发展他的想法。当帕森斯的一位推销员访问赖特机场时，他被告知新成立的美国空军在使用新型喷气动力设计时遇到的问题。他问帕森斯是否有什么可以帮助他们的。帕森斯向洛克希德展示了他们对自动化工厂的想法，但他们并不感兴趣。他们决定使用5轴模板复印机生产纵梁，从金属模板切割，并且已经订购了昂贵的切割机。但正如帕森斯所说：现在想象一下这种情况。洛克希德公司已签约设计一台机器来制造这些机翼。这台机器有五个刀具运动轴，每个轴都使用模板进行跟踪控制。没有人使用我制作模板的方法，所以想象一下他们有多大机会用不准确的模板制作出准确的翼型。帕森的担忧很快就成真了，洛克希德公司声称他们可以解决问题的抗议最终还是空洞的。1949年，空军为帕森斯安排了资金，让他自己制造机器。与SnyderMachine&ToolCorp的早期合作证明，直接从电机驱动控制装置的系统未能提供设置机器以实现完美平滑切割所需的精度。由于机械控制没有以线性方式响应，你不能简单地用给定的功率驱动它，因为不同的力意味着相同的功率不会总是在控制中产生相同的运动量。不管你包括多少点，大纲仍然是粗略的。Parsons遇到了同样的问题，该问题阻碍了提花式控制与机械加工的融合。

1952年，在xxx期间对测距仪进行了大量防御工作的Arma公司宣布推出由FWCunningham博士开发的xxx台商用数控车床。Arma的xxx台自动车床于1948年制造，并于1950年发布。

这不是一个不可能解决的问题，但需要某种反馈系统，如selsyn，以直接测量控件实际转动了多远。面对构建这样一个系统的艰巨任务，Parsons于1949年春天求助于GordonS.Brown在MIT的伺服机构实验室，该实验室在机械计算和反馈系统方面处于世界xxx地位。在xxx期间，该实验室建造了许多复杂的电机驱动设备，例如波音B-29超级堡垒的机动炮塔系统和SCR-584雷达的自动跟踪系统。他们自然适合将技术转移到帕森斯的自动数字机器原型中。麻省理工学院团队由威廉·皮斯领导，詹姆斯·麦克多诺协助。他们很快得出结论，帕森斯的设计可以xxx改进；如果机器不是简单地在A点和B点切割，而是在点之间平滑移动，那么它不仅可以进行完美平滑的切割，而且可以用更少的点进行切割——铣床可以直接切割线而不是定义大量切割点来模拟一条线。Parsons、麻省理工学院和空军之间达成了一项三方协议，该项目于1949年7月至1950年6月正式运行。合同要求建造两台Card-a-matic铣床、一台原型机和一台生产型铣床系统。两者都将交给Parsons连接到他们的一个工厂，以便开发一个可交付的用于切割纵梁的系统。相反，麻省理工学院在1950年购买了自己多余的辛辛那提铣床公司Hydro-Tel磨机，并直接与空军签订了一份新合同，使帕森斯无法进一步发展。帕森斯后来评论说，他从来没有想过像麻省理工学院这样有名望的人会故意继续并接管我的项目。尽管该开发已交给麻省理工学院，但帕森斯于1952年5月5日申请了用于定位机床的电机控制装置的专利，从而引发了麻省理工学院于1952年8月14日提交的数控伺服系统申请。帕森斯获得了美国专利2,820,1871958年1月14日，公司将独家许可出售给Bendix。IBM、富士通和通用电气在已经开始开发自己的设备后都获得了分许可。

麻省理工学院在各种手轮输入上安装了齿轮，并用与电机相连的滚子链驱动它们，机器的三个轴（X、Y和Z）各有一个。相关的控制器由五个冰箱大小的机柜组成，这些机柜加起来几乎和它们所连接的工厂一样大。其中三个机柜包含电机控制器，每个电机一个控制器，另外两个是数字读取系统。与Parsons最初的穿孔卡片设计不同，麻省理工学院的设计使用标准的7轨穿孔带作为输入。其中三个轨道用于控制机器的不同轴，而其他四个则编码各种控制信息。磁带在一个机柜中读取，该机柜还装有六个基于继电器的硬件寄存器，每个轴两个。对于每次读取操作，先前读取的点被复制到起点寄存器中，而新读取的点被复制到终点寄存器中。磁带被连续读取，寄存器中的数字随着控制轨道中遇到的每个孔而递增，直到遇到停止指令，一行四个孔。最后一个柜子装有一个时钟，它通过寄存器发送脉冲，比较它们，并生成在点之间插值的输出脉冲。例如，如果这些点相距很远，则输出将在每个时钟周期都有脉冲，而相距很近的点只会在多个时钟周期后产生脉冲。脉冲被发送到电机控制器中的求和寄存器中，每次接收到的脉冲数都会增加。求和寄存器连接到数模转换器，随着寄存器中的计数增加，该转换器增加了电机的功率，从而使控件移动得更快。寄存器由连接到电机和磨机本身的编码器递减，这将使每旋转一度的计数减少一。一旦到达第二个点，计数器将保持为零，时钟的脉冲将停止，电机将停止转动。控制器每旋转1度，切割头就会移动0.0005英寸。程序员可以通过选择靠近的点来控制切割的速度以进行慢速运动，或者选择较远的点以进行快速运动。该系统于1952年9月公开展示，出现在当月的《科学美国人》上。麻省理工学院的系统在任何技术上都取得了巨大的成功，它可以以极高的精度快速进行任何复杂的切割，而这种切割是手工无法轻易复制的。然而，该系统非常复杂，包括250个真空管、175个继电器和众多移动部件，降低了其在生产环境中的可靠性。它也很贵。提交给空军的总账单为360,000.14美元（2005年为2,641,727.63美元）。在1952年到1956年间，该系统被用于为多家航空公司进行多项一次性设计，以研究其潜在的经济影响。

空军数控和铣床项目于1953年正式结束，但在Giddings和Lewis机床公司和其他地点继续开发。1955年，MIT团队中的许多人离开成立了ConcordControls，这是一家由Giddings支持的商业NC公司，生产Numericord控制器。Numericord与麻省理工学院的设计相似，但用通用电气正在开发的磁带阅读器取代了穿孔带。磁带包含许多不同相位的信号，这些信号直接编码了各种控制的角度。磁带在控制器中以恒定速度播放，控制器将其一半的selsyn设置为编码角度，而远程端连接到机器控制器。设计仍然在纸带上编码，但是磁带被转移到读/写器上，然后将它们转换成磁性形式。然后可以在地板上的任何机器上使用磁带，从而xxx降低了控制器的复杂性。NumericordNC5专为生产用于飞机剥皮机的高精度模具而开发，于1955年在G&L位于威斯康星州丰杜拉克的工厂投入使用。MonarchMachineTool还从1952年开始开发了数控车床。他们在1955年芝加哥机床展（今天的IMTS的前身）上展示了他们的机器，以及其他一些带有穿孔卡片或纸带机器的供应商要么是完全开发的，要么是原型形式的。其中包括Kearney和Trecker的Milwaukee-MaticII，它可以在数控下改变其切削工具，这是现代机器的一个共同特征。波音公司的一份报告指出，数控已经证明它可以降低成本、缩短交货时间、提高质量、减少工具并提高生产力。”尽管有这些发展，以及少数用户的热烈评论，但NC的使用速度相对较慢。正如帕森斯后来指出的：NC概念对制造商来说是如此陌生，并且如此缓慢地流行起来，以至于美国陆军自己最终不得不制造120台NC机器并将它们出租给各个制造商以开始普及其使用。1958年，麻省理工学院发表了关于北卡罗来纳州经济学的报告。他们得出的结论是，这些工具与人工操作员相比具有竞争力，但只是将时间从加工转移到了胶带的制作上。在《生产力量》中，来宝声称这是空军关注的重点。将流程从高度工会化的工厂车间转移到非工会化的白领设计办公室。1950年代初期的文化背景，第二次红色恐慌，普遍担心轰炸机缺口和国内颠覆，阐明了这种解释。人们强烈担心西方会在国防生产竞赛中输给xxx，而工团主义权力是走向失败的途径，要么变得过于软弱（产量减少，除了首次尝试NC所显示的经济效率低下之外，创建磁带所需的时间和精力也带来了生产错误的可能性。这将成为1958年空军合同的动机，例如自动编程工具项目和报告，然后是后来的项目，计算机辅助设计：Douglas(Doug)T.Ross的1960年目标声明。

实验部件的许多命令都是手动编程的，以产生用作输入的打孔带。在麻省理工学院的实时计算机Whirlwind的开发过程中，JohnRunyon编写了许多子程序来在计算机控制下制作这些磁带。用户可以输入点和速度列表，程序会计算所需的点并自动生成打孔带。在一个实例中，该过程将生成指令列表和铣削零件所需的时间从8小时减少到15分钟。1956年6月，美国空军提出了一项为数控生产通用编程语言的建议。DougRoss被任命为该项目的领导者，并被任命为麻省理工学院另一个新成立的研究部门的负责人。从9月开始，Ross和Pople概述了一种基于点和线的机器控制语言，并在几年内将其发展为APT编程语言。1957年，飞机工业协会(AIA)和赖特-帕特森空军基地的空军物资司令部与麻省理工学院合作，将这项工作标准化并生产出完全由计算机控制的NC系统。1959年2月25日，联合团队举行了新闻发布会，展示了结果，其中包括在新闻资料袋中分发的3D加工铝制烟灰缸。1959年，他们还描述了自1957年以来在波音公司的60英尺磨机上使用APT。与此同时，PatrickHanratty在GE进行了类似的开发，这是他们与G&L在Numericord上合作的一部分。他的语言PRONTO在1958年发布时击败了APT进入商业用途。Hanratty随后继续开发用于支票处理的MICR磁性墨水字符，然后转到通用汽车公司开发开创性的DAC-1CAD系统。APT很快扩展到包括2D-APT-II中的真实曲线。随着它进入公共领域，麻省理工学院在转向CAD实验时减少了对NC的关注。APT的开发在圣地亚哥的AIA和1962年被伊利诺伊理工学院接手。使APT成为国际标准的工作始于1963年在USASIX3.4.7下，但任何NC机床制造商都可以自由添加自己的一次性添加物（如PRONTO），因此直到1968年才完成标准化，当时有25个可选基本系统的插件。正如APT在1960年代初发布一​​样，第二代低成本晶体管计算机正在进入市场，能够在生产环境中处理大量信息。这降低了NC机器的编程成本，到1960年代中期，APT运行占大型航空公司所有计算机时间的三分之一。

1953年，伺服机构实验室正在开发他们的xxx台磨机，麻省理工学院的机械工程系取消了本科生学习绘图课程的要求。以前教授这些课程的教师被合并到设计部门，在那里开始了关于计算机化设计的非正式讨论。与此同时，电子系统实验室，新命名的伺服机构实验室，一直在讨论未来设计是否会从纸质图表开始。1959年1月，电子系统实验室和机械工程系设计部的人员召开了一次非正式会议。随后在4月和5月举行了正式会议，从而产生了计算机辅助设计项目。1959年12月，空军向ESL签发了一份为期一年的合同，金额为223,000美元，为该项目提供资金，其中20,800美元专门用于104小时的计算机时间，每小时200美元。事实证明，这对于他们在1959年制定的雄心勃勃的计划来说太少了，这可是一笔巨款。当时刚毕业的工程师每月可能赚500到600美元。为了增强空军的承诺，罗斯重演了APT开发模式的成功。最终运行了五年的AED合作计划有外部公司员工，从公司借调经验丰富的设计人员。有些人一次搬到麻省理工学院半年到14或18个月。罗斯后来估计这个价值接近600万美元，用于支持AED开发工作、系统研究和编译器。AED是一项独立于机器的软件工程工作，是ALGOL60的扩展，该标准是研究计算机科学家发布算法的标准。开发在IBM709和TX-0上同时开始，后来使项目能够在不同的站点运行。工程计算和系统开发系统AED于1965年3月向公共领域发布。系统研究，编译器。AED是一项独立于机器的软件工程工作，是ALGOL60的扩展，该标准是研究计算机科学家发布算法的标准。开发在IBM709和TX-0上同时开始，后来使项目能够在不同的站点运行。工程计算和系统开发系统AED于1965年3月向公共领域发布。系统研究，编译器。AED是一项独立于机器的软件工程工作，是ALGOL60的扩展，该标准是研究计算机科学家发布算法的标准。在IBM709和TX-0上同时开始开发，后来使项目能够在不同的站点运行。工程计算和系统开发系统AED于1965年3月向公共领域发布。1959年，通用汽车开始了一个实验项目，将通用汽车各个设计部门生成的许多设计草图数字化、存储和打印。当基本概念证明它可以工作时，他们与IBM启动了DAC-1（计算机增强设计）项目，以开发生产版本。DAC项目的一部分是将纸质图表直接转换为3D模型，然后将其转换为APT命令并在铣床上进行切割。1963年11月，行李箱盖的设计首次从2D纸质草图转移到3D粘土原型。除了最初的草图外，设计到生产的循环已经关闭。与此同时，麻省理工学院的异地林肯实验室正在建造计算机以测试新的晶体管设计。最终目标本质上是一个晶体管旋风，称为TX-2，但为了测试各种电路设计，首先构建了一个称为TX-0的较小版本。当TX-2开始建造时，TX-0中的时间被释放出来，这导致了许多涉及交互式输入和使用机器的CRT显示图形的实验。这些概念的进一步发展导致了IvanSutherland在TX-2上的开创性Sketchpad程序。Sutherland在完成Sketchpad工作后搬到了犹他大学，但它激发了其他麻省理工学院的毕业生尝试xxx个真正的CAD系统。它是电子制图机(EDM)，出售给ControlData并被称为Digigraphics，洛克希德公司用它为C-5Galaxy制造生产零件，这是端到端CAD/CNC生产系统的xxx个示例。到1970年，有各种各样的CAD公司，包括Intergraph、Applicon、Computervision、Auto-trolTechnology、UGSCorp.等，以及CDC和IBM等大型供应商。

在1960年代，随着有用的小型计算机的广泛引入，计算机周期的价格急剧下降。最终，使用计算机程序处理电机控制和反馈变得比使用专用伺服系统更便宜。小型计算机专用于单个工厂，将整个过程放在一个小盒子里。PDP-8和DataGeneralNova计算机在这些角色中很常见。1970年代微处理器的引入进一步降低了实施成本，如今几乎所有CNC机床都使用某种形式的微处理器来处理所有操作。低成本数控机床的引入彻底改变了制造业。曲线与直线一样容易切割，复杂的3-D结构相对容易制作，并且需要人工操作的加工步骤数量已xxx减少。随着CNC加工制造过程自动化程度的提高，在一致性和质量方面取得了相当大的改进，而不会给操作员带来任何压力。CNC自动化降低了错误发生的频率，并为CNC操作员提供了执行额外任务的时间。CNC自动化还允许在制造过程中保持零件的方式具有更大的灵活性，以及​​更换机器以生产不同的组件所需的时间。此外，随着CNC操作员的需求越来越大，在1970年代初期，西方经济体陷入经济增长缓慢和就业成本上升的泥潭，数控机床开始变得更具吸引力。美国主要供应商对适用于低成本数控系统的机器的需求反应迟缓，德国人进入了这一空白。1979年，德国机器（如西门子Sinumerik）的销量首次超过美国设计。这个周期很快重演，到1980年，日本占据了xxx地位，美国的销售额一直在下降。辛辛那提米拉克龙曾在1971年在完全由美国公司组成的前十名排行榜上排名xxx，到1987年，辛辛那提米拉克龙在日本公司占主导地位的排行榜上排名第八。许多研究人员评论说，当1970年代初的经济衰退导致对低成本数控系统的需求大幅增加时，美国对高端应用的关注使他们处于没有竞争力的境地。与专注于高利润航空市场的美国公司不同，德国和日本制造商从一开始就瞄准了利润较低的细分市场，并且能够更容易地进入低成本市场。此外，大型日本公司建立了自己的子公司或加强了他们的机器部门来生产他们需要的机器。这被视为一项国家努力，并在很大程度上受到日本国际贸易和工业部MITI的鼓励。在发展的早期，MITI为技术知识的转让提供了重点资源。从国防部门的历史角度来看，美国的国家努力集中在集成制造上。在1980年代后期，随着所谓的机床危机得到承认，这种情况演变成一系列旨在扩大向国内工具制造商转让专有技术的计划。例如，空军赞助了1989年下一代控制器计划。这个过程从1990年代一直持续到现在，得到了DARPA孵化器和无数研究资助。例如，空军赞助了1989年下一代控制器计划。这个过程从1990年代一直持续到现在，得到了DARPA孵化器和无数研究资助。例如，空军赞助了1989年下一代控制器计划。这个过程从1990年代一直持续到现在，得到了DARPA孵化器和无数研究资助。随着计算和网络的发展，直接数控(DNC)也在发展。它与网络较少的NC和CNC变体长期共存的原因是，个别公司倾向于坚持任何有利可图的方式，而他们尝试替代方案的时间和金钱是有限的。这就解释了为什么即使在最先进的技术进步的情况下，机床模型和磁带存储介质仍以祖父的方式存在。

小型CNC的最新发展很大程度上得益于1989年美国政府商务部下属的国家标准与技术研究院(NIST)的增强型机器控制器项目。EMC[LinuxCNC]是一个在Linux操作系统下运行并在基于PC的硬件上运行的公共领域程序。NIST项目结束后，开发继续进行，导致LinuxCNC获得了GNU通用公共许可证和较​​小的GNU通用公共许可证（GPL和LGPL）的许可。原始EMC软件的衍生还导致了一些专有的低成本PC程序，特别是TurboCNC和Mach3，以及基于专有硬件的嵌入式系统。这些基于PC的控制程序的可用性导致了DIYCNC的发展，允许爱好者使用开源硬件设计构建自己的。相同的基本架构使Sherline和Taig等制造商能够为业余爱好者生产交钥匙轻型台式铣床。由ArtFenerty编写的基于PC的软件和Mach3支持信息的易用性，让任何有时间和技术专长的人都可以制作用于家庭和原型使用的复杂零件。Fenerty被认为是基于Windows的PCCNC加工的主要创始人。最终，自制架构完全商业化，并用于制造适用于商业和工业应用的大型机械。这类设备被称为个人CNC。与个人计算机的发展平行，个人CNC起源于EMC和基于PC的控制，但已经发展到在许多情况下可以取代大型传统设备的地步。与个人计算机一样，个人CNC的特点是设备的尺寸、功能和原始销售价格使其对个人有用，并且旨在由最终用户直接操作，通常无需接受CNC技术方面的专业培训。

由于机床具有较长的使用寿命，因此在当前的CNC设备上仍然可以找到磁带阅读器。也使用其他将CNC程序传输到机床的方法，例如软盘或直接连接便携式计算机。打孔聚酯薄膜胶带更坚固。软盘、USB闪存驱动器和局域网在一定程度上取代了磁带，尤其是在高度集成的大型环境中。CNC的普及导致需要新的CNC标准，这些标准不受许可或特定设计概念的阻碍，例如APT的专有扩展。一时间，许多不同的标准激增，通常基于绘图仪支持的矢量图形标记语言。一个这样的标准已经变得非常普遍，G代码最初用于GerberScientific绘图仪，然后适用于CNC。文件格式变得如此广泛使用，以至于它已包含在EIA标准中。反过来，虽然G代码是当今CNC机器使用的主要语言，但人们正在推动用STEP-NC取代它，STEP-NC是一种专门为CNC设计的系统，而不是从现有的绘图仪标准发展而来的。虽然G代码是最常见的编程方法，但一些机床/控制制造商也发明了自己专有的对话式编程方法，试图使简单零件的编程变得更容易，并使机器上的设置和修改更容易（如Mazak的Mazatrol、Okuma的IGF、Hurco）。这些都取得了不同程度的成功。CNC解释器的最新进展是支持逻辑命令，称为参数编程（也称为宏编程）。参数程序包括设备命令以及类似于BASIC的控制语言。程序员可以制作if/then/else语句、循环、子程序调用、执行各种算术和操作变量，以在一个程序中创建很大程度的自由度。可以使用逻辑和简单的数学对不同尺寸的整个产品线进行编程，以创建和缩放整个范围的零件，或者创建可以缩放到客户要求的任何尺寸的库存零件。大约从2006年开始，人们提出并推行这一想法，以促进信息技术世界其他地方的几种趋势与CNC和DNC的融合，这些趋势尚未对CNC和DNC产生太大影响。这些趋势之一是更大的数据收集（更多传感器）、更大和更自动化的数据交换（通过构建新的、开放的行业标准XML模式）和数据挖掘的结合，以产生更高水平的商业智能和工作流自动化制造业。另一个趋势是广泛发布的API以及上述开放数据标准的出现，以鼓励用户生成的应用程序和混搭生态系统，这些应用程序和混搭可以是开放的也可以是商业的——换句话说，采用从Web开发和智能手机应用程序开发开始的应用程序市场的新IT文化，并将其传播到CNC、DNC和其他与CNC/DNC联网的工厂自动化系统。MTConnect是将这些想法成功实施的xxx努力。