GERMANY 04数控、机电一体化与工业 4.0
数值控制（NC）于 1952 年诞生于美国的 MIT，德国稍晚引进，并培育出自己的形式。大学的研究所考察美国的技术，并通过会议加以推广；电机厂家 Siemens 制造了数控装置 SINUMERIK，刻度厂家 Heidenhain 推出了可在车间直接输入程序的 TNC，大学和企业共同开发了数控语言 EXAPT。机床厂家凭借 Trumpf 的激光加工机以及 Gildemeister、Deckel、Maho 的铣床和车床行销世界，经过 1990 年代的重组，诞生了与日本森精机联手的 DMG MORI。2011 年，把工厂的机器和产品用网络连接起来的工业 4.0 由德国提出。本章将数控装置、机床和公司的 70 年，用 Stuttgart 大学的博士论文（利用了 Siemens 的内部年表、合同和 VDW 的统计）、人物辞典和厂家沿革逐一核实，并为每项史实注明了出处。
从继电器
到微电脑，
再到网络！
数控本身的发明（Parsons 与 MIT、APT 语言、最早的加工中心）见美国机床档案第 4 章。本章追溯德国如何引进并培育数控。车床、铣床、磨床等各类机床的数控化见各机种的章节（第 5 章～第 9 章），现在数控的使用方法见 NC 程序详解。
从研究所和博览会开始的数控（1948–1963 年）
Aachen 去美国考察
在德国最早着手数控的是大学。1936 年至 1973 年领导 Aachen 工业大学 WZL（机床研究所）的 Herwart Opitz 经常去美国，了解 MIT 的研究；1952 年他派助手 Helmut Hucks 前往 MIT，考察刚刚诞生的数控铣床。WZL 于 1955 年制作了数控机床的模型，在 Aachen 的一次聚会上向少数人展示[2]。Opitz 于 1948 年创办的 Aachen 机床会议（AWK），在 1956 年的第 8 届会议上由 MIT 的 Milton C. Shaw 等人介绍了数控，这是西德第一次在广大听众面前讨论数控[2][1]。Darmstadt 工业大学 Stromberger 的研究所也在 1957 年报告了改造为磁带控制的转塔车床[2]。
最早的数控机床：1959 年的 Paris 与 1960 年的 Hannover
电机厂家在 1950 年代后半期开始开发数控装置。Siemens 于 1957 年在 Erlangen 的研究室着手开发，1958 年 1 月向管理层展示了用继电器搭建的单轴直线控制[2]。1960 年，Siemens 以“Siemens-NC”的名称推出继电器式的定位、直线控制，Pittler 把它装到了转塔车床 Piromat 23N 上[5]。
最早展出数控机床的机床厂家，是 Baden-Württemberg 的 2 家公司。1959 年 Paris 的第 6 届欧洲机床展上，Nürtingen 的 Heller 展出了装有自家继电器式数控的转塔钻床 SBR 32，Reutlingen 的 Burkhardt & Weber 展出了数控加工中心。SBR 32 被视为西德第一台数控机床[2]。次年 1960 年 9 月的 Hannover 机床展上，西德有 11 家公司展出了数控机床。控制装置中 Siemens-Schuckert 占 4 台，RWTH Aachen、BBC、SEL、AEG 各 1 台，几乎都是用继电器搭建的定位、直线控制（移动到规定位置后再切削，或一次只沿一个轴直线移动）。只有 AEG 把能对直线和圆弧插补的晶体管式轮廓控制装在 Waldrich Siegen 的轧辊车床上展出[2]。
德国的数控为什么起步较晚？
在美国，数控是靠空军的资金、为航空器零件而培育起来的。西德没有这样的后盾，战后复兴时期订单应接不暇，工厂用新添置的普通机床生产中、大批量的零件。1962 年，西德约 470 家机床厂家中，75% 的员工在 250 人以下，能自己承担数控开发费用的只有一成左右，实际制造数控机床的只有几家。数控装置占机床价格的三成以上，机床越小越不划算[2]。另一方面，刻度厂家 Heidenhain 在 1952 年推出了用光读取刻度的测长仪，1961 年又推出光电式旋转编码器 ROD 1（每转 1 万条刻线）和光栅尺 LID 1，准确测量位置的部件在德国国内逐步成长起来[3][2]。Heller 于 1962 年开发了数控铣床和带 ATC（自动换刀）的加工中心[6]。
定位、直线控制与轮廓控制。钻床和镗床只要快速移动到规定位置停下，在那里钻孔就行了（定位）。而铣床要切削斜面或圆弧，就需要让 2 个以上的轴同时运动、并不断改变速度比的计算（插补）（轮廓控制）。用继电器搭建的早期数控只能做到前者，轮廓控制需要电子电路。车床加工锥度和圆弧也需要轮廓控制，因此数控车床直到轮廓控制变便宜的 1960 年代中期才普及开来。
SINUMERIK 与 EXAPT（1964–1974 年）
SINUMERIK 的名称
1964 年 9 月的 Hannover 机床展上，Siemens 把自己的数控命名为“SINUMERIK”，并把电路从继电器改为晶体管。次年 1965 年又推出最早的轮廓控制 Sinumerik BG（伺服电机加位置检测器的闭环）和 BO（脉冲电机的开环）[2][5]。同在 1965 年秋，Siemens 与日本的富士通签约，开始制造和销售 Fanuc 的电液脉冲电机（用液压放大由电脉冲驱动的小型电机之力的进给装置）。这是可省去位置检测器的低价数控组合[2]。1967 年 Hannover 的欧洲机床展上，Siemens 的展台陈列了 Fanuc 260[2]。
开环与闭环。开环数控只发出“送进多少个脉冲”的指令，并不确认刀架是否真的到达了那个位置。只要脉冲电机不失步（跟不上指令而少转），它就便宜又准确，但不适合重载进给和高速进给。闭环数控用检测器测量电机的转动或工作台的位置，由伺服电机消除与指令的偏差。价格虽高，但重型机床也能快速、准确地移动。早期的数控根据价格分别使用这两种方式，随着检测器变得又便宜又好，闭环成了标准做法。
让数控车床一下子普及开来的，是美国 GE 的低价轮廓控制 GE 100S。据说 1965 年在 Brüssel 的展会上，车床厂家 Heyligenstaedt 接到了 100 多台装有 GE 100S 的数控车床订单[2]。VDF 的 Boehringer 于 1964 年展出了第一台数控车床，但直线控制不适合车床，到 1967 年改用轮廓控制后才开始畅销[2]。Bielefeld 的 Gildemeister 也在 1965 年展出第一台数控车床 RSA，1967 年开始销售[7]。Bosch 于 1968 年收购了小型数控装置厂家 Dr. Masing，以美国 Bendix 的许可开始制造轮廓控制的数控[2]。
EXAPT 与 Opitz 编码
数控普及后，编制程序的工夫成了问题。美国 MIT 开发的数控语言 APT 能描述形状，却不能自行确定转速、进给之类的加工条件。于是从 1964/65 年起，Aachen 的 WZL 与 TU Berlin（Simon，后为 Spur），以及从 1965 年起加入的 Stuttgart 的 Stute 研究所，开发了在 APT 中加入加工技术的 EXAPT（Extended APT）。1967 年成立了由企业出资的 EXAPT-Verein，Siemens 也参与了创立[2][1]。车削部分（EXAPT 2）运用了曾任 Gildemeister 设计部长的 Spur 的经验[2]。1964 年，Opitz 的研究诞生了用一串数字表示零件形状的“Opitz 编码”，作为把相似零件归并生产的成组技术（group technology）的基础传遍世界，也有日文译本[1]。
Trumpf 的 TRUMATIC 20
Stuttgart 的 Trumpf 原本是生产软轴工具和电动剪的公司。曾在美国 Cincinnati 参与数控车床设计的 Berthold Leibinger 出任设计部长，1967 年，他把给按样板仿形冲裁板材的机床装上轮廓控制数控的 TRUMATIC 20 送到 Hannover 的欧洲机床展上展出。连换刀都是自动的，按纸带的指令，无论什么形状都能一点点冲切（步冲，nibbling）出来[2][8]。这台机床成了后来的激光加工机公司 Trumpf 的起点（详见第 9 章）。
用数字看 1970 年
1957–70 年西德制造的数控机床共 2,861 台，金额 9 亿 600 万马克。1970 年的 368 台中有 302 台是轮廓控制的数控车床。1971 年年中制造数控机床的有 53 家，仅占全体的约 12%[2]。在 1970 年的 Hannover 展会上，Siemens 演示了把会场上 13 台机床连接到 1 台计算机的 DNC（直接数字控制）[2]，1973 年推出了 Siemens 第一台 CNC（内置计算机的数控）Sinumerik 580。AEG 比它早 5 年推出了 CNC[2]。
CNC 与车间编程（1975–1989 年）
Siemens 与 Fanuc
1975 年 7 月，Siemens 与富士通发那科（1972 年从富士通独立）签订新合同，决定共同开发数控装置。在亚洲由 Fanuc 销售 Sinumerik，在欧洲由 Siemens 销售 Fanuc，在美国则成立合资公司 General Numeric[2]。第一个成果是 1976 年的 Sinumerik System 7，采用在 Intel 3000 上增加数控专用指令的微处理器，装置变得更小更便宜，机床的顺序控制（PLC）也纳入了 CNC[2][5]。欧洲共同体委员会从 1982 年起调查双方的销售约定，1986 年以封闭市场为由对两家公司处以罚款，此后合作于 1987 年 6 月结束。从此两家公司在世界市场上相互竞争[2]。
Heidenhain 的 TNC 与 Maho
这一时期德国数控最大的变化，是由操作者在机床前编程的思路。Heidenhain 于 1976 年与 Pfronten 的 Maho 联手推出三轴数控 TNC 110/120。价格约为当时数控的五分之一，Maho 和 Deckel 的小型铣床也能装数控了[3][2]。Maho 在 1975 年的 EMO Paris 上展出第一台数控铣床 MH 900 NC，但没有卖出去；装上 Heidenhain TNC 的机床从 1976–77 年起获得成功，仅装 TNC 121 的就卖出 6,000 多台[2]。Heidenhain 从 1979/80 年起，把按提问回答的方式输入图纸尺寸的编程方式称为“Klartext（明文）”推向市场，1981 年又推出三轴轮廓控制的 TNC 145[2][3]。München 的 Deckel 与 Grundig 联手，1978 年在工具铣床上装了用小屏幕引导操作的数控“Dialog 1”[2]。
车床也有同样的潮流。Gildemeister 于 1977 年推出自家 CNC“Elektropilot M”[7][2]；Traub 在 1979 年的第一台 CNC 车床上，在日本三菱电机的数控之上加装了可在车间编程的自家软件[2]。Siemens 也在 1977 年的 EMO Hannover 上推出了能简短指令车床轮廓的 CNC[2]。
车间里发生了什么变化？以往的数控以这样的分工为前提：由办公室的“编程员”制作纸带，车间的操作者只是看着机床。能在机床前看着图纸输入的 TNC 和对话式 CNC，把数控推广到了一件、几件的订单居多的小工厂和模具厂。如今日本小工厂里习以为常的“在机床前做准备、编程序”的做法，正是从这一时期德国与日本的数控竞争中诞生的。
激光加工机
Trumpf 于 1979 年推出把冲压和 500W CO2 激光合为一台的 TRUMATIC 180 LASERPRESS。由于功率不足，起始孔需要靠冲压来开，所以把两者组合在了一起。3 年卖出 200 台；1985 年推出自制的 CO2 激光器 TLF 1000（超过 1kW），1987 年推出板材不动、加工头移动的激光加工机 TRUMATIC L 3000[11][12][2]。
被日本的数控压倒
1985 年数控装置的世界份额（不计其他小厂家）中，日本的发那科、三菱电机、大隈约占六成，德国的 Siemens 和 Heidenhain 不到 15%，美国的 GE 为 5.6%。想到 1970–74 年在西德国内 GE 占了数控车床装置的 42%，可以说 10 年间版图被大幅改写[2]。在 1989 年的 EMO Hannover 上，德国几家公司制定的数控与驱动装置之间的数字通信标准 Sercos 正式发布[2]。
重组与 DMG MORI（1990–2010 年）
1990 年代初，德国机床工业在统一后的繁荣之后陷入深度萧条，大幅裁减了人手。研究者认为，主要原因是按订单过度定制机床，无法像日本那样低成本制造[14]。München 的 Deckel 与 Pfronten 的 Maho 于 1993 年 6 月签订合并协议，但 Deckel Maho AG 于 1994 年破产，由 Bielefeld 的 Gildemeister 接手大部分。Geretsried、Pfronten、Seebach 的工厂在 Gildemeister 集团中延续下来[2][14][7]。在数控装置方面，Grundig 于 1993 年收购了 Gildemeister 数控部门的过半股份，1996 年 Heidenhain 又接手了 Grundig 的数控部门，Deckel、Maho、Gildemeister 的数控系谱汇集到了 Heidenhain[2]。
Siemens 于 1994 年推出与驱动装置数字连接、机床厂家可装入自家软件的 Sinumerik 840D，1996 年又增加了用软件监视安全功能的 Safety Integrated，1997 年增加了在屏幕上编排加工步骤的 ShopMill、ShopTurn[5][2]。Heidenhain 的 TNC 于 1996 年累计达到 10 万台[2]。Bosch 的数控于 2001 年转入 Bosch Rexroth[2]。
机床厂家也在改变形态。Esslingen 的 INDEX 于 1997 年收购了邻镇的 Traub[16]；EMAG 于 1994 年推出主轴抓起工件、运到刀具上方的立式倒立车床 VSC[15]（详见第 5 章）。Gosheim 的 Hermle 于 1990 年改制为股份公司并上市，后来以五轴加工中心闻名[13]。Tuttlingen 的 Chiron（1958 年从进给单元进入机床领域）、Mindelheim 的 Grob（1968 年建厂，做汽车零件生产线）也成长为南德的中坚企业[4][9]（加工中心的内容见第 6 章）。
测量精度，用电子来补偿
数控的精度取决于机床的刚性和测量位置的刻度的精度。Heidenhain 于 1966 年推出保护刻度不受灰尘和切削液侵害的封闭式光栅尺，1987 年又推出利用光的干涉、读数更精细的光栅尺[3]。如果不是从电机的转动，而是用装在工作台上的光栅尺直接测量工作台的位置，就能把丝杠的误差和热伸长一并补偿。在大学里，WZL 从 1973 年起把机床讲座独立出来，对机床的刚性、振动、热变形的研究一直在继续[2]。这些研究不只是把机床做得更刚、更精密，还朝着用数控抵消测得的误差的方向发展。
森精机与 DMG
2003 年，日本的森精机制作所在欧洲推出搭载 Heidenhain CNC 的机床。2009 年 3 月，森精机与德国 DMG（Gildemeister）开始业务合作，接着进入资本合作。2011 年推出共同开发的机床，2012 年欧洲的销售与服务实现一体化[17]。在机床精度的研究方面，Siemens 于 2008 年为加工航空器零件的大型机床推出了测量大型机床位置误差、用数控补偿的“体积补偿”（空间误差补偿），用电子手段弥补机床误差的方向越来越明确[2]。
★工业 4.0 与现在（2011 年–）
2011 年 4 月的 Hannover Messe（博览会）上，Henning Kagermann、Wolf-Dieter Lukas、Wolfgang Wahlster 提出了“Industrie 4.0”这一说法。他们把机器与产品通过网络相连、产品自己传达其制造方法的工厂，称为继蒸汽、电力、计算机之后的“第四次工业革命”[2]。对机床来说，课题在于各厂家输出机床数据的方式五花八门。VDW 在 2017 年的 EMO Hannover 上，由 17 家公司启动了不论厂家都能以同一形式连接机床的通用接口 umati，在 2019 年的 EMO 上演示了 70 家公司、110 台机床相连。2020 年发布第一个正式版本，作为整个机械工业基础的 OPC UA for Machinery 的第一版也于 9 月发布[2][19][18]。Siemens 在 2019 年的 EMO 上推出了便于建立机床“数字孪生”的 SINUMERIK ONE[2]。
umati 在现场有什么用？工厂里排着不同厂家的机床时，要收集运转状况、正在加工的程序和报警，以往需要为每台机床准备不同的连接方式和转换。umati 在 OPC UA 这一通用通信之上，事先规定“这项信息用这个名称、这种形式输出”，所以只要是支持它的机床，就能以同样的形式排在同一个画面上。可用于机床开动率的可视化，以及捕捉主轴、滚珠丝杠劣化征兆的维护保养。在日本的工厂里，进口机床与国产机床混用的生产线越多，效果越大。
DMG MORI 在 2013 年的 EMO Hannover 上展示了操作面板的应用程序体系 CELOS，10 月统一了公司名称，2016 年 8 月日德两家公司之间的控制与利润转移协议生效，实现了一体化经营。2020 年 9 月，在原 Maho 所在的小镇 Pfronten，制造五轴机床等的 monoBLOCK 工厂开始运转[17]。
现在的德国机床工业，2024 年约有 65,000 人，产值约 150 亿欧元，仅次于中国，居世界第 2 位（份额约 13%）。产量的七成以上用于出口，出口额据称为世界第一[20]。美国 Gardner 公司 2024 年的世界调查中，产量依次也是中国、德国、日本[21]（日本的数字见用数字看历史）。
与日本的关联
- 电液脉冲电机（1965 年）。Siemens 制造销售的 Fanuc 电液脉冲电机，在日本也用在了 1962 年第 1 届日本国际机床博览会（即现在的 JIMTOF）上展出的“我国第一台数控立式车床”上（国产机床档案第 1 章）[2]。
- Siemens 与 Fanuc（1965–1987 年）。从许可、销售到共同开发（System 7），合作了 20 多年，1987 年分手，成为竞争对手[2]。作为反方向的技术流动，发那科于 1979 年用 Siemens 的技术推出了线切割机的自动穿丝装置（国产机床档案第 6 章）。
- 数控装置的份额（1985 年）。日本 3 家公司约占六成，德国 2 家公司不到 15%。德国车床厂家 Traub 在 1979 年的第一台 CNC 车床上使用了三菱电机的数控[2]。
- Opitz 编码（1964 年）。作为零件分类的方法，也被译成了日文[1]。
- Trumpf 与 Heidenhain 的日本法人。Trumpf 于 1977 年在横滨设立子公司（至今仍是日本钣金机床厂家的竞争对手）[8][2]，Heidenhain 于 1980 年设立了日本法人[3]。
- DMG MORI（2009 年–）。从森精机制作所与 Gildemeister 的合作，发展成日德一体的集团。森精机的历程记录在国产机床档案第 1 章·第 2 章·第 7 章中[17]。
- 展会。EMO（Hannover、Milano）和 JIMTOF（东京）也是日本厂家发布新机床的舞台。1983 年的 EMO Paris 上，就有日本的车铣复合加工机参展（第 7 章）。
⑂厂家谱系图
这是本章出现的主要机床厂家和数控装置厂家的公司名称与所有者的变迁。色带分段处表示公司名称或所有者发生变化，红色箭头表示合并、业务的去向。Gildemeister（DMG MORI 的德方）自 2016 年起与日本的 DMG 森精机实行一体化经营。
可以参观的地方
开放日、能否参观以及展品的更换，请在前往之前通过各设施的介绍确认。
⌛年表
这是本章核实过的全部史实。编号为出处，点击即可打开该资料（能确定页码的直接打开该页）。“p.”是书籍、论文、PDF 的页码（PDF 资料为 PDF 的页码），“图”是 computer&AUTOMATION 照片的张数，“帧”是国立国会图书馆扫描件的编号。
从研究所和博览会开始的数控1948–1963 年
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 1948年 | WZL 的 Herwart Opitz 创办 Aachen 机床会议（AWK）。1954 年起每 2 年、1959 年起每 3 年举办一次，成为世界最大规模的生产技术会议之一 | WZL（RWTH Aachen） | [1][2·p.150] |
| 1952年 | Opitz 派助手 Helmut Hucks 前往美国 MIT，考察刚刚诞生的数控铣床 | WZL（RWTH Aachen） | [2·p.118][2·p.137] |
| 1952年 | Traunreut 的 Heidenhain 首次制造出用光读取刻度的测长仪（直线）和角度测量仪。次年 1953 年推出可读到 0.01mm 的机床用光学读数器 | Heidenhain | [3][2·p.179] |
| 1955年 | WZL 制作数控机床的模型，在 Aachen 的精密加工聚会上向少数人展示 | WZL（RWTH Aachen） | [2·p.118][2·p.137] |
| 1956年 | ★第 8 届 AWK 上，MIT 的 Milton C. Shaw 等人介绍数控，西德第一次在广大听众面前讨论数控。WZL 试验了把操作记录在磁带上再回放的车床控制 | — | [2·p.118][2·p.137] |
| 1957年 | Darmstadt 工业大学 Stromberger 的研究所报告了改造为磁带控制的转塔车床。助手 Wilhelm Simon 于 1963 年写出德语的标准数控教科书 | — | [2·p.119][2·p.120] |
| 1957—58年 | Siemens 在 Erlangen 的研究室开始开发数控，1958 年 1 月向管理层展示单轴继电器式直线控制。位置检测重视可靠性，选择了模拟式 | Siemens-Schuckertwerke | [2·p.188][2·p.189] |
| 1958年 | 1921 年在 Tuttlingen 作为医疗器械公司诞生的 Chiron 推出金属加工用的进给单元，迈出了日后成为加工中心厂家的第一步 | Chiron | [4] |
| 1959年 | ★在 Paris 的第 6 届欧洲机床展上，装有 Heller 自制继电器式 NC 的转塔钻床 SBR 32 与 Burkhardt & Weber 的 NC 加工中心并列展出。SBR 32 被认为是西德首台 NC 机床Burkhardt & Weber 的机型，封面说明作 MT 3，结论章作 MT4。二手文献称 Schiess 于 1957 年推出数控机床，但与该公司的百年史不符，缺乏依据（Wissert p.122 的注释） | Gebr. Heller、Burkhardt & WeberSBR 32、MT 3 | [2·p.6][2·p.122][2·p.199] |
| 1959年 | Siemens 完成两轴数控，并在 Paris 欧洲机床展上 ZF（齿轮厂家）的展台展示了单轴装置。当时电机厂家还不能在这个展会上参展 | Siemens | [2·p.189] |
| 1960年 | Siemens 以“Siemens-NC”的名称推出继电器式数控（定位与直线控制）。1961 年 Pittler 把它装到转塔车床 Piromat 23N 上 | SiemensSiemens-NC | [5·图1][2·p.189] |
| 1960年9月 | ★Hannover 机床展（9 月 11–20 日）上，西德有 11 家公司展出数控机床。控制装置中 Siemens-Schuckert 占 4 台，RWTH Aachen、BBC、SEL、AEG 各 1 台。只有 AEG 是能对直线和圆弧插补的晶体管式轮廓控制（Waldrich Siegen 的轧辊车床），其余是继电器式的定位、直线控制 | — | [2·p.121] |
| 1961年 | Heidenhain 推出光电式旋转编码器 ROD 1（每转 10,000 条刻线）和光栅尺 LID 1（刻线间距 0.008mm） | HeidenhainROD 1、LID 1 | [3][2·p.179] |
| 1962年 | Heller 开发数控铣床，以及带自动换刀（ATC）的加工中心（据该公司沿革） | Gebr. Heller | [6] |
| 1962年 | 西德约 470 家机床厂家中，75% 的员工在 250 人以下，能承担数控开发费用的只有一成左右。实际制造数控机床的只有几家 | — | [2·p.123] |
| 1963年 | Milano 的第 8 届欧洲机床展上，出现了无线电厂家 Grundig 的第一台数控，以及 Erbach 的 Dr. Masing 的晶体管式定位数控 | Grundig、Dr. Masing | [2·p.175][2·p.182] |
SINUMERIK 与 EXAPT1964–1974 年
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 1964年 | Opitz 的研究产生了用数字表示零件形状的分类法“Opitz 编码”，成为把相似零件归并生产的成组技术的基础。也被译成日文 | — | [1] |
| 1964年 | VDF 的 Boehringer 在 Hannover 展出第一台数控车床 V800 NC。直线控制不适合车床，止步于试制；1967 年改用轮廓控制后才开始畅销 | Gebr. BoehringerV800 NC | [2·p.124][2·p.236] |
| 1964–67年 | ★开发 EXAPT（Extended APT）。WZL 与 TU Berlin（Simon，后为 Spur），1965 年起又加入 Stuttgart 的 Stute 研究所。在美国的数控语言 APT 中加入转速、进给等加工条件。1967 年成立由企业支持的 EXAPT-Verein，Siemens 也参与了创立 | — | [2·p.139][2·p.151][2·p.190][1] |
| 1964年9月 | ★在 Hannover 的机床展上，Siemens 的 NC 被命名为“SINUMERIK”，电路由继电器改为晶体管Siemens 50 周年的文章中，也有写作“1960 年以 SINUMERIK 的名称”的。这里采用利用 Siemens 内部年表（1982 年）的 Wissert 的记述 | SiemensSINUMERIK | [2·p.190][5·图2] |
| 1965年 | Siemens 与富士通签约，制造销售 Fanuc 的电液脉冲电机。这是低价的开环数控，可以省去昂贵的位置检测器 | Siemens、富士通 | [2·p.190][2·p.330] |
| 1965年 | 美国 GE 的低价轮廓控制 GE 100S 进入西德，数控车床一下子畅销起来。Heyligenstaedt 在这一年的 Brüssel 展会上接到 100 多台装有 GE 100S 的数控车床订单 | Heyligenstaedt | [2·p.128][2·p.129] |
| 1965、67年 | Bielefeld 的 Gildemeister 展出第一台数控车床 RSA（四轴），1967 年开始销售。同年还推出小型数控车床 RN | GildemeisterRSA、RN | [7] |
| 1965年9月 | Brüssel 的欧洲机床展上，Siemens 推出最早的轮廓控制 Sinumerik BG（伺服、闭环）和 BO（脉冲电机、开环） | SiemensSinumerik BG、BO | [2·p.190] |
| 1966年 | Heidenhain 推出保护刻度不受灰尘和切削液侵害的封闭式光栅尺（1968 年推出用于光电刻度的双向计数器） | Heidenhain | [3] |
| 1966年5月 | 在 London 举办的第一届数控机床国际展会上，VDF 的 3 家公司联合展出数控车床等 4 台机床 | VDF（Boehringer、Heidenreich & Harbeck、Wohlenberg） | [2·p.236] |
| 1967年 | ★Trumpf 在 Hannover 的欧洲机床展上展出装有轮廓控制数控的冲裁、步冲机 TRUMATIC 20。连换刀都是自动的，冲孔形状用纸带指令Trumpf 的沿革写作“1968 年在 Paris 第 11 届欧洲机床展上获得好评”。Wissert 则作 1967 年 Hannover 的展会（行业杂志 Werkstatt und Betrieb 的报道） | TrumpfTRUMATIC 20 | [2·p.261][8] |
| 1967年 | Hannover 欧洲机床展上 Siemens 的展台，在新的 Sinumerik 200、300 系列旁边摆放了 Fanuc 260。Siemens 开始在西欧销售 Fanuc 的数控 | Siemens、富士通Fanuc 260 | [2·p.190][2·p.191] |
| 1967年 | VDF 发表用小型计算机编制数控车床程序的装置（后来的 Autoprogramer）。与手写相比，时间减少近一半 | VDFAutoprogramer | [2·p.237] |
| 1968年 | Bosch 收购 Dr. Masing 的三分之二，以美国 Bendix 的数控许可制造轮廓控制数控（1972 年底全部收购，并入 Bosch 的工业设备部门） | Bosch、Dr. Masing | [2·p.183][2·p.184] |
| 1968年 | 1926 年在 München 创业的 Grob 在 Mindelheim 建立第 2 个工厂（1976 年总部也迁至 Mindelheim）。靠汽车发动机零件的加工生产线发展壮大 | Grob | [9] |
| 1970年 | 1957–70 年西德制造的数控机床共 2,861 台，金额 9 亿 600 万马克。1970 年的 368 台中有 302 台是轮廓控制的数控车床，1971 年年中的数控机床厂家有 53 家（约占全体的 12%） | — | [2·p.126][2·p.127] |
| 1970年 | Hannover 机床展上，Siemens 演示了把散布在会场各处的 13 台机床连接到 1 台计算机的 DNC（直接数字控制） | Siemens | [2·p.191] |
| 1972年 | 富士通的数控部门作为富士通发那科独立，与 Siemens 的合同也一并继承 | 富士通发那科 | [2·p.190][2·p.192] |
| 1973年 | Opitz 退休后，WZL 改为 4 名教授（König、Eversheim、Weck、Pfeifer）的体制。职员已从 1956 年的 123 人增至 382 人 | WZL（RWTH Aachen） | [2·p.136][1] |
| 1973年 | Siemens 第一台 CNC（内置计算机的数控）Sinumerik 580。AEG 比它早 5 年推出了 CNC | SiemensSinumerik 580 | [2·p.193] |
CNC 与车间编程1975–1989 年
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 1975年 | 欧洲机床展更名为“EMO”在 Paris 举办，也向欧洲以外的厂家开放 | — | [10][2·p.193] |
| 1975–77年 | Maho 的第一台数控铣床 MH 900 NC（1975 年 EMO Paris）没有卖出去，但装上 Heidenhain TNC 的机床从 1976–77 年起获得成功，仅装 TNC 121 的就卖出 6,000 多台 | MahoMH 900 NC、TNC 121 | [2·p.125] |
| 1975年7月 | ★Siemens 与富士通发那科签订新合同，决定共同开发 NC。在亚洲由 Fanuc 销售 Sinumerik，在欧洲由 Siemens 销售 Fanuc，并在美国成立合资公司 General Numeric | Siemens、富士通发那科 | [2·p.193] |
| 1976年 | 与 Fanuc 共同开发的微处理器 CNC Sinumerik System 7。装置变得更小更便宜，顺序控制（PLC）也纳入了 CNC | SiemensSinumerik System 7 | [2·p.194][5·图4] |
| 1976年 | ★Heidenhain 与 Pfronten 的 Maho 合作推出 3 轴 NC TNC 110/120。价格约为当时 NC 的五分之一，小型铣床也能装上 NC 了 | Heidenhain、MahoTNC 110/120 | [3][2·p.179][2·p.180] |
| 1977年 | 改名 EMO 后第一次在 Hannover 举办（9 月。前身欧洲机床展 1967 年也曾在 Hannover 举办）。Siemens 推出能简短指令轮廓、带小屏幕的车床用 CNC（Sprint 版） | — | [2·p.194] |
| 1977年 | Trumpf 在横滨设立日本子公司 | Trumpf | [8] |
| 1977年 | Gildemeister 推出自家 CNC“Elektropilot M”和由微处理器控制的多轴自动车床。较早地在车床 CNC 上采用了车间编程 | GildemeisterElektropilot M | [7][2·p.434] |
| 1978年 | Grundig 为 München 的 Deckel 的 FP 系列工具铣床，制造了用小屏幕引导操作的数控“Dialog 1” | Deckel、GrundigDialog 1 | [2·p.176][2·p.177] |
| 1979年 | Traub 推出第一台 CNC 车床。在日本三菱电机的数控之上加装了可在车间编程的自家软件 | Traub | [2·p.125][2·p.221] |
| 1979年 | ★Trumpf 推出把冲压与 500W CO2 激光合为一台的 TRUMATIC 180 LASERPRESS。3 年卖出 200 台 | TrumpfTRUMATIC 180 LASERPRESS | [11][2·p.263] |
| 1979年 | EMO Milano 上，Siemens 推出通过总线连接 PLC（Simatic）的 CNC Sinumerik System 8 | SiemensSinumerik System 8 | [2·p.194] |
| 1979/80年 | Heidenhain 把直接输入图纸尺寸的对话式编程称为“Klartext”推向市场。1981 年推出三轴轮廓控制的 TNC 145 | Heidenhain | [2·p.180][2·p.181][3] |
| 1980年 | Heidenhain 在日本设立子公司 | Heidenhain | [3] |
| 1982年 | Heller 开始批量生产搭载自家 CNC 的加工中心 BEA | Gebr. HellerBEA、uniPro NC 80 | [6] |
| 1982–87年 | 欧洲共同体委员会调查 Siemens 与 Fanuc 的销售约定，1986 年以封闭市场为由对两家公司处以罚款。1987 年 6 月合作结束，两家公司成为竞争对手 | Siemens、发那科 | [2·p.195] |
| 1982年 | Gildemeister 把数控与电子部门分出，成立 Gildemeister Automation（1993 年 Grundig 收购其过半股份） | Gildemeister | [7][2·p.178] |
| 1985年 | ★数控装置的世界份额（不计其他小厂家）中，日本的发那科、三菱电机、大隈约占六成，德国的 Siemens 和 Heidenhain 不到 15%，美国的 GE 只有 5.6%。而在 1970–74 年的西德国内，美国 GE 曾占数控车床装置的 42% | — | [2·p.207][2·p.208] |
| 1985年 | Trumpf 推出自制的 CO2 激光器 TLF 1000（超过 1kW，高频激励）。1987 年推出板材不动、加工头移动的激光加工机 TRUMATIC L 3000 | TrumpfTLF 1000 | [12][2·p.263] |
| 1985年 | Bosch 推出脱离 Bendix 系谱的自家 CNC 第一款机型 CC300 | BoschCC300 | [2·p.184] |
| 1987年 | Heidenhain 推出利用光的干涉精细读取位置的开放式光栅尺 | Heidenhain | [3] |
| 1989年 | EMO Hannover 上，德国几家公司制定的数控与驱动装置之间的数字通信标准 Sercos 正式发布 | — | [2·p.436] |
重组与 DMG MORI1990–2010 年
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 1990年 | 1938 年在 Gosheim 作为螺钉与车削件工厂诞生的 Hermle 改制为股份公司并上市。后来以五轴加工中心闻名 | Hermle | [13] |
| 1993年6月 | 6 月 28 日，München 的 Deckel 与 Pfronten 的 Maho 签订合并协议（Deckel Maho AG） | Deckel、Maho | [2·p.177] |
| 1994年 | ★在 1990 年代初的萧条中 Deckel Maho AG 破产，由 Bielefeld 的 Gildemeister 接手。Geretsried、Pfronten、Seebach 3 个工厂在 Gildemeister 集团中延续下来 | Gildemeister、Deckel Maho | [14·p.41][2·p.178] |
| 1994年 | Siemens 推出与驱动装置数字连接、机床厂家可装入自家软件的 Sinumerik 840D | SiemensSinumerik 840D | [5·图6] |
| 1994年 | EMAG 推出主轴抓起工件、运到刀具上方的立式倒立车床 VSC（详见第 5 章） | EMAGVSC | [15] |
| 1996年 | Siemens 推出用软件监视安全功能的 Safety Integrated，次年推出在屏幕上编排加工步骤的 ShopMill、ShopTurn | Siemens | [5·图7][2·p.437] |
| 1996年 | Heidenhain 的 TNC 用 20 年达到 10 万台 | Heidenhain | [2·p.180] |
| 1996年10月 | Heidenhain 接手 Grundig 的数控部门。Deckel、Maho、Gildemeister 的数控系谱汇集于此 | Heidenhain、Grundig | [2·p.178] |
| 1997年 | Esslingen 的 INDEX 收购邻镇 Reichenbach 的 Traub，以两个品牌继续经营 | INDEX、Traub | [16] |
| 2001年 | Bosch 的工业设备部门与 Mannesmann Rexroth 合并为 Bosch Rexroth，数控业务也并入其中 | Bosch Rexroth | [2·p.184][2·p.185] |
| 2003年 | 森精机制作所在欧洲推出搭载 Heidenhain CNC 的机床 | 森精机制作所 | [17] |
| 2008年 | Siemens 为加工航空器零件的大型机床推出“体积补偿（Volumetric Compensation）”，测量大型机床的位置误差并用数控补偿 | Siemens | [2·p.438] |
| 2009年3月 | ★森精机制作所与德国 DMG（Gildemeister）开始业务合作，随后进入资本合作。2011 年推出共同开发的机床，2012 年整合欧洲的销售与服务 | 森精机制作所、DMG | [17] |
工业 4.0 与现在2011 年–
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 2011年4月 | ★在 Hannover Messe 上，Henning Kagermann、Wolf-Dieter Lukas、Wolfgang Wahlster 提出“Industrie 4.0”。他们把机器和产品通过网络相连、由产品传达自身制造方法的工厂称为“第四次工业革命” | — | [2·p.439] |
| 2013年 | DMG MORI 在 EMO Hannover 2013 上展示操作面板的应用程序体系 CELOS，10 月把公司名称统一为 DMG 森精机（德方为 DMG MORI SEIKI AG） | DMG森精机CELOS | [17] |
| 2016年8月 | DMG 森精机与德国 DMG MORI AG 之间的控制与利润转移协议生效，在日本 DMG 森精机之下实行一体化经营（2015 年成为合并子公司） | DMG MORI | [17] |
| 2017年 | ★VDW 在 EMO Hannover 2017 上启动不论厂家都能以同一形式连接机床的通用接口 umati（17 家公司）。EMO 2019 上演示了 70 家公司、110 台机床相连 | VDWumati | [2·p.442][18] |
| 2019 年 | Siemens 在 EMO 2019 上推出便于建立机床“数字孪生”的 CNC SINUMERIK ONE | SiemensSINUMERIK ONE | [2·p.438] |
| 2020年 | umati 发布第一个正式版本，作为整个机械工业基础的 OPC UA for Machinery 第一版也于 9 月发布。现在约有 25 个领域的规范（Companion Specification） | — | [2·p.442][19][18] |
| 2020年9月 | DMG MORI 在德国 Pfronten（原 Maho 所在的小镇）启用制造五轴机床等一体式机床的 monoBLOCK 工厂 | DMG MORI | [17] |
| 2024年 | ★德国机床工业约有 65,000 人，产值约 150 亿欧元，仅次于中国居世界第 2 位（份额约 13%）。七成以上的产品出口，出口额居世界第一（VDW） | — | [20] |
| 2024年 | 在美国 Gardner 公司的世界调查（2024 年版）中，机床产量中国第 1、德国第 2、日本第 3 | — | [21] |
常见问题
- 德国第一台数控机床是什么？
- Stuttgart 大学的博士论文（2023 年）认为，Nürtingen 的 Heller 在 1959 年 Paris 欧洲机床展上展出的、装有自家继电器式数控的转塔钻床 SBR 32，“大概是西德第一台数控机床”。同一展会上还有 Burkhardt & Weber 的数控加工中心。也有记载称 Schiess 于 1957 年推出了数控机床，但与该公司的百年史不符，缺乏依据。
- SINUMERIK 这个名称是从什么时候开始的？
- Siemens 于 1960 年以“Siemens-NC”的名称推出继电器式数控，在 1964 年 9 月的 Hannover 机床展上，给改用晶体管电路的数控起名为“SINUMERIK”（据 Siemens 的内部年表）。也有文章写作 1960 年起就叫 SINUMERIK。
- Heidenhain 的 TNC 新在哪里？
- 1976 年的 TNC 110/120 是为配合 Maho 的铣床而开发的数控，价格约为当时数控的五分之一。它的设计让操作者能在机床前输入图纸尺寸，后来发展成被称为“Klartext”的对话式编程。这是把数控推广到小型铣床、推广到一件、几件订单居多的工厂的装置。
- DMG MORI 是德国公司还是日本公司？
- 它是兼有两方面渊源的一个集团。德国的 Gildemeister（1994 年接手了 Deckel Maho）与日本的森精机制作所于 2009 年合作，2013 年统一公司名称，2016 年日本 DMG 森精机与德国 DMG MORI AG 之间的控制与利润转移协议生效，实现了一体化经营。在德国的 Bielefeld、Pfronten 等地和日本的伊贺、奈良等地都有工厂。
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参考资料
博士论文、人物辞典、厂家与行业团体的沿革，均于 2026 年 10 月逐页核实。Wissert 2023 的页码是 PDF 的页码（印刷页码＋12），Fleischer 1997 是 PDF 的页码（印刷页码＋2）。computer&AUTOMATION 的 Sinumerik 年表以照片的张数表示。VDW 的页面无法从这里直接打开，因此用 Internet Archive 2025 年的存档版核实。“最早”“世界首创”等，正文中写作“称……”“被视为……”的是资料作者的判断。年份因资料不同可能相差 1–2 年（发表、展出、发售的不同），采用了哪一个写在年表的注释中。
- Manfred Weck、Hans Starck“Opitz, Herwart Siegfried”《Neue Deutsche Biographie》第 19 卷（1999）第 550–552 页
- Thomas Wissert《Einführung der numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen in der Bundesrepublik Deutschland zwischen 1950 und 1980 unter besonderer Berücksichtigung von Baden-Württemberg》Logos Verlag Berlin（2023，Stuttgart 大学博士论文，开放获取）p. 6·118·119·120·121·122·123·124·125·126·127·128·129·136·137·139·150·151·175·176·177·178·179·180·181·182·183·184·185·188·189·190·191·192·193·194·195·199·207·208·221·236·237·261·263·330·434·436·437·438·439·442
- HEIDENHAIN“Milestones in the history of HEIDENHAIN”
- CHIRON Group“History”
- computer&AUTOMATION“Numerische Steuerungen: Die Historie der Sinumerik”（照片由 Siemens 提供，共 11 张）图 1·2·4·6·7
- HELLER“HELLER history”
- 《International Directory of Company Histories》“Gildemeister AG”（收录于 Encyclopedia.com）
- TRUMPF“History 1967–1977: The Success Story of Numerical Control”
- GROB-WERKE“Historie”
- CECIMO（欧洲机床工业合作委员会）“EMO History”
- TRUMPF“History 1978–1984”
- TRUMPF“History 1985–1995: TRUMPF Conquers the World of Lasers”
- HERMLE“Das Unternehmen”（沿革）
- Manfred Fleischer《The Inefficiency Trap: Strategy Failure in the German Machine Tool Industry》edition sigma／WZB（1997）p. 41
- EMAG“History”
- INDEX“100 years INDEX”“The INDEX Group”
- DMG森精机“History”
- VDW“umati: connecting the world of machinery”
- umati“About umati”
- VDW（德国机床制造商协会）“Die deutsche Werkzeugmaschinenindustrie”
- 日本机床工业协会《MACHINE TOOL INDUSTRY JAPAN 2025》Machine Tool Production（PDF）
- Deutsches Museum“Werkzeugmaschinen – Grundlage für die Produktion von Gütern”
- Industriemuseum Chemnitz“Dauerausstellung”
- Industriemuseum Chemnitz“Die Sammlung”
- VDW“Messen des VDW”（EMO Hannover、EMO Milano 的举办顺序）
- “Deckel, Friedrich Wilhelm”《Neue Deutsche Biographie》（Deutsche Biographie）
- TRUMPF“History 1934–1949”