對於數控機床來說，數控係統就像大腦一樣負責處理信息並控製機床的動力。當要（yào）加（jiā）工（gōng）的零件形狀（zhuàng）不規則時，插補（bǔ）運算可以解決；而當零件的形狀特殊，機床的刀具無法進行切削時，五坐標聯動技術就派上了用場。
一提到工業（yè），最基礎的就是製造（zào）。
而（ér）所謂製造就是把各種各樣的東西從原材料變成零件再裝配成產品。在傳統的金屬加工領（lǐng）域，零件的製造就是火星四濺的鑄鍛焊以及硬碰硬的車銑刨磨（mó）鉗，我們生活中見到的任何一個稍微有些形狀的金屬，在我（wǒ）們見到之前（qián），都已經在工廠經曆了多次（cì）鐵與火的淬煉（liàn）。既然金屬零件是機器製造的，那麽機器又是如何製造的呢？原來，它是通過機床完成的。
（一）從機床到數（shù）控機床，機器（qì）不再無腦幹活
機床是其（qí）他機器的“母機（jī）”。
煉鋼廠出產的鋼鐵並不是我們在（zài）生活中見到的各種奇奇怪怪的（de）形狀，而（ér）是板材、管材、鑄錠等等形狀比較規則的材料，這（zhè）些材料要加工成各種形狀的零件就需要使（shǐ）用機（jī）床進行切削；還（hái）有一些精度要求較高和表麵粗糙度要求（qiú）較細的零件，就要在（zài）機床上用精細繁複的工藝（yì）切出來或（huò）者磨出來。
和所有的機器一樣，最初的機床包括動力裝置、傳動（dòng）裝置和執行裝置，靠電機轉（zhuǎn）動輸入動力（lì），通過傳動裝置帶著被加工的工件或者刀具進行相對運動，至於在哪兒下（xià）刀（dāo）、切多少、多快速度切等（děng）等問題，則由人在（zài）加工過程（chéng）中直接進行控製。
由於傳統（tǒng）機床使用的電機的轉速在工作時基本上是不變的，為了（le）實現（xiàn）不同的切削速度，傳統的（de）機床設計（jì）了極為複雜的傳動係統。這種複雜度的機械在現今的設計中已經不（bú）多見了。
而隨著伺服電機（伺服（fú）電機就是可以在一定範圍內精確控製電機的位置和轉（zhuǎn）速的電機）技術的發展及其在數（shù）控機（jī）床上的應用，直接控製電機的轉速（sù）變得方便快捷效率高，而且基本上是無級變速，傳動係統的（de）結構大大簡化（huà），甚至出現了很多（duō）環節電機直接連接到執行機構上（shàng），而省略了傳動（dòng）係統。
這種（zhǒng）“直接驅（qū）動（dòng）”的模式是現（xiàn）在機械設計領域的一大（dà）趨勢。
結構的簡化還不夠，要實（shí）現各（gè）種各樣的形狀的零件的加工，還需要讓機（jī）床可以高效、準確的控製多台電機合作完成整個（gè）加工過程。
這就要讓（ràng）機床成為有“腦子”的（de）數控機床了。而這個腦子就是數控係統，數控係統的水平高低決定了數控機床能幹多複雜、多精密的活兒，也（yě）決定了這台機床和（hé）他的操作者的身（shēn）價。
（二）數控係統能幹嘛？處理信息並控製動力（lì）
數控係統（Numerical Controller System）是數控機床的大腦。
對於一般數控機床而言，往往包含（hán）人（rén）機控製界麵、數控係統、伺服驅動裝置（zhì）、機床、檢測裝置等等，操作人員在一些計算機輔助製造軟件的幫（bāng）助下，將加工過程所需的各種操作（如主軸變速等步驟以及工件的形狀尺（chǐ）寸）用零件程序代碼表示，並通（tōng）過人及（jí）控製界麵輸入到數控機（jī）床，之後由數控係統對這（zhè）些信息進行處理和運算，並按（àn）零件程序的要求控製伺服電（diàn）機，實現刀具與工件的相對運動，以完成零件的加工。
數控（kòng）係統完成諸多信息的存儲和處理的工作，並將信（xìn）息的處理結果（guǒ）以控製信號的形（xíng）式傳給後續的伺服電機，這些控製信號的工作效果依賴於兩大核心技術（shù）：一個是曲線曲麵的插補運算，一個是機床多軸的運動控製。
（三）零件（jiàn）形狀太（tài）“自由”？靠插補（bǔ）運（yùn）算搞定
如果運（yùn）動軌跡可以用解析（xī）式表達，則整個運動就（jiù）可以分解為幾個坐標的獨立運動的合成運動，就可以（yǐ）直接控製電機生成了。
但是（shì）製造（zào）過程中很多零件的形狀可以說是十分“自由”的，既不圓、也不方，甚至都不知道是什麽形狀（zhuàng），例如汽（qì）車、輪船、飛機、模具、藝術品（pǐn）等產品常遇到不能用解析式描述的曲線曲麵，這類曲（qǔ）線曲麵稱為自由曲線（Free Form Curves）或自由曲麵。
要（yào）切出來這些“自由”的（de）形狀，刀具和工件之（zhī）間的（de）相對運動也（yě）相應的十分複雜（zá）。具體到操作中，就（jiù）是要控製工件台、刀具都按照設（shè）計好的位置-時間曲線進行運動，控製（zhì）這二者在規定的時間（jiān）以（yǐ）指定的姿態到達指定的位置。
機床可以在工件（jiàn）和刀具之（zhī）間很（hěn）好（hǎo）地完成直線段、圓弧（hú）或其他的有解析式的樣條曲線的相對運動，而這種複雜的“自由”運（yùn）動又該怎麽完成（chéng）呢（ne）？答案是（shì）依（yī）靠插（chā）補運算。
所謂插（chā）補，就是按照一定方法確定數控機床上刀（dāo）具的（de）運動軌跡的過程。根據給定的（de）速度和軌跡（jì），在軌（guǐ）跡的已知點之間，增加一些新的中（zhōng）間點（diǎn），並控（kòng）製工件台和刀具通過（guò）這些中間點，進而就能完成整個運動。
而這些中間點之間，則（zé）通過線段、圓弧或者（zhě）樣條曲線等來（lái）連（lián）接。相當於用數段微小的線段和圓弧去逼近要（yào）求的曲（qǔ）線和曲麵，這就是（shì）插補的本質。
流行（háng）的（de）插補算法包括逐點比較法數控車市場發展潛力巨大，臥式（shì）數控車床國內年需求量在 5 萬台以上，其中中高端數控車（chē）年需求量在 1.5 萬台以上。優裝備現有 T5 係列臥式數控車（chē）床產品，已進（jìn）入產（chǎn）品成熟發展期，交期周期競爭力不強，急需響應（yīng）市場需求，重回（huí）市場領頭地位。2021 年以來數控車市場需求呈（chéng）上升趨勢，經（jīng）市場調研發現（xiàn），客戶對快速交貨的需求（qiú）日益強（qiáng）烈，中小規格數控車訂單大部分要求現貨或1-2 月交（jiāo）貨，但（dàn）優裝（zhuāng）備（bèi） T5 數（shù）控車產（chǎn）品響應市（shì）場速（sù）度慢、交付（fù）周期長，不能完全滿足市場預期，急需提升產品交付能力，助力（lì）公司發展（zhǎn）。
1.選定標杆（gǎn）企（qǐ）業
目前數控（kòng）車有多種分類方式，最普遍的按（àn）產品性能可分為高、中、中低三大類（lèi）。
高端產品高精度、高性能，代表品牌為哈挺，馬紮克，大隈，德馬（mǎ）吉等，同規格產品價格（gé）約 50萬以上，以德日美進口品牌為（wéi）主。
中端產品穩定（dìng）性好、價格適中，代表品牌為台灣友嘉（jiā）、韓國迪（dí）恩、韓國威亞、海德（dé）曼、海天精工等，同（tóng）規格產品價格 25 萬以上為主，以（yǐ）台（tái）韓（hán）品牌為主。
中低端（duān）產品性價比高，代表品牌為寶雞，西（xī）格馬，魯南精工等，同規（guī）格產品價格約（yuē） 15 萬以上，以本土品牌為主。
優裝備通過產品相（xiàng）似度、行業認可度、工藝技術水平、信息獲取難易等多維度選擇標（biāo）杆對象。
結合市場競爭現狀及（jí）標杆企業先進做法，優裝備（bèi）選（xuǎn）擇一家中國台灣地區公司為對標對象。
2.標杆企業先進做法
這家中國台灣地區機床企業的一款數控斜車主要麵向中、高端客戶群體，與優裝備 T5 係列（liè）數控車對比，目標市場一致、為中高端暢銷產品、市場認可度較高，產品結構相近。整（zhěng）機供貨周期約為 60 天，在市場上具備（bèi）較強（qiáng）的貨期優勢，擁有穩定供應鏈體係和製造體係。優裝（zhuāng）備與該企業對標，易於（yú）開展工藝改善。
3.對標提升方向
優裝備通過采集當期典型客戶交貨周期，得出從合同訂單簽訂到產品包裝入庫、發貨到（dào）客戶的整個整機供貨周（zhōu）期約為 90 天，以（yǐ）此為依據設（shè）立改善目標。
改善目標 : 產品交貨期由 90 天縮短到 60 天、達到與標杆對象相同（tóng）的水平，改善該關鍵指標將有助於提升公司主導產品核心競爭力。
二、製定方（fāng）案並實施改善
通過集思廣益，頭腦風暴並結合標杆企（qǐ）業做法，優裝備收集產生（shēng）解（jiě）決（jué）思路、製定了具體（tǐ）的工藝方案並實施了工藝改善、全麵提升了產品交付能力。
1.收集數據確定（dìng）關鍵因素
通過網絡、樣本、典型客戶供（gòng）貨周期采集等多（duō）維度數據收集，優裝備分析出提升機床交貨期Y 的關鍵因素。
T5 機床（chuáng）交貨期 Y=Y1（主要外購件貨期）+Y2（機加（jiā）大件及關鍵件（jiàn）貨期）+Y3（裝配周期）+ 其他（見表 1）。
2.分析差距查找裝配工藝可能因子
通過分析人（rén）、機、料、法、環、測等影響產品交貨周期因素，進一步梳理出可能影響交貨周期的可能因（yīn）子。
篩選主要因子後，優裝（zhuāng）備進行（háng）關鍵點 CTQ重要度評分，進一步明確（què）工藝精益改善（shàn）點，具體如（rú）表 2。
可見，完成導軌絲杠外購件貨期、機加大件（jiàn）貨期等 7 大因子改善即可完成 83% 以上的改善任務。
3.製定改善方案並實施工藝改進
針對以上 7 大項目（mù）進行快速改善措施判斷（duàn），確定出刮研麵過大、員工對（duì）新產品裝配不熟練、裝配作業指導書不（bú）完善等三（sān）項適（shì）合實（shí）施快速改善，並製定了快（kuài）速改善措施計劃（見表 3）。
（1）製定快速（sù）改善措（cuò）施
①針對刮研量大刮研時間（jiān）長，設立改進措施為 : 設計更改圖紙，減少刮研麵積 ; 控製（zhì）零件尺寸鏈誤（wù）差;利用現場設備提高刮研效率。
②針對員工對新產品裝配不（bú）熟練，設立改進措施 : 為對車間員工加強標（biāo）準（zhǔn）作業培訓 ; 組織開展員工裝（zhuāng）配技能大賽。
③針對裝配（pèi）作業指導書不完善，設立改進措施為 : 優化裝配作業指（zhǐ）導書，使用平尺檢驗精度 ; 增加過程（chéng）質量控製、增加裝配過程質量（liàng）控製點（diǎn）。
（2）製定具體改善實施
針對主要外購件貨期、機加大件及關鍵（jiàn）件貨期、裝配（pèi）周期製定具體（tǐ）改善措施如（rú）表 4。
①針對訂貨周期（qī）長物料情況，根據合同情況及年度生產大綱製定滾動的安全庫存 ; 掌握外購件當前的采購周期（qī），綜合考慮訂貨節點（diǎn） ; 對訂貨周期長物（wù）料及特配（pèi）物料形成滾動采購計（jì）劃，采取提前（qián）備貨及供應商備貨 ; 製定供應商考（kǎo）核製度，選擇最優供應商，采
用一主一（yī）次（cì），有計劃拓展供應鏈維度，儲備製（zhì）造潛力。
②針（zhēn）對機加大件及關鍵件貨期問題，根據生產大綱對機加大件進行排查，建立內（nèi）外部（bù）安全庫存預警機製，統籌內配及外協機加件成（chéng）套（tào）率 ; 對於機加關鍵零件供應商加（jiā）工工藝定（dìng）期檢查，優化機加關鍵零（líng）件（jiàn）加工工藝，保證加工件質（zhì）量與效率。
③針對（duì）裝配周期問（wèn）題，通過（guò）準（zhǔn）確測時規（guī）範各序作業內（nèi）容，平衡序（xù）間作業能力 , 形成流式線生產 ; 通過優化設計結構，縮短裝配時間 ; 通過優化工藝方法，補增量產所需工裝工具，提升裝配效率，縮短裝配（pèi）時間。
三（sān）、項目成果
《提高 T5 臥式（shì）數控車床（chuáng）交付能力》項目，著眼於縮（suō）短產（chǎn）品交貨期，提升產品交付能力問題，組建 T5 產品標杆團隊（duì），運（yùn）用標杆管理 “八步法”，從源頭上解（jiě）決物料齊套性差（chà）和裝（zhuāng）配周期長等難題，取得卓越成果。
1.硬性（xìng）收益
縮短（duǎn）機床交貨期，減少運營成本 ; 解決新產品響應市場速度慢、交付周期長問題。
2.潛在收益
通過項目的實施，優化了機床作業標準，提升產品一致性，提升產品競（jìng）爭力 ; 提升團隊信心（xīn）與凝聚力，培養了管理、技術、工藝人才。全麵（miàn）進行成果複製推廣，提高機床製造質量。、數字增量法等（děng），而利用Nurbs樣條曲（qǔ）線進行插補因為其效率高、精度好而得到了高端數控機床的青睞。
（四）刀的姿（zī）態不對無法加工？五（wǔ）坐標聯動分分鍾搞定
加工複雜（zá）曲麵不光要理論上可以加工，還需（xū）要（yào）考慮刀具和被加工的表麵之間的相對位置關係。
一（yī）方麵如果刀具的姿態不合（hé）適會導致加工的（de）表麵質量低下；另一方麵刀具還會和加工（gōng）好的零件結（jié）構互相幹涉，不調整刀具的（de）相對姿態根本沒有辦法加工。這就需要賦予數控機床更多的運動自由度，使之更（gèng）為靈（líng）巧。
由於我們所處（chù）的（de）三維空間的相（xiàng）對運動隻（zhī）包含六個自由度（3個平動自由度以及3個轉（zhuǎn）動自由度），五坐標聯（lián）動就是使數控機床在具有空間上x、y、z三（sān）個（gè）方向的平動（dòng）自由度（dù）外，又增加了兩個方向的轉（zhuǎn）動的自由度，再加上（shàng）刀具本身的用於切削的轉動自由度，這樣刀（dāo）具和工件（jiàn）之間的相對運動就有了全部的六個自由（yóu）度，使得刀具和工件之間可以呈現任意的（de）相對位（wèi）置和相對姿態。
（五）國產數控係統：逐漸邁向高端市（shì）場
中國是當今世界機床製造大國，數控係統在（zài）性（xìng）能、功能和成套化應用方（fāng）麵（miàn）均取得了長足進步。
其中，低檔數控（kòng）係統（tǒng）幾乎完（wán）全取代了進（jìn）口（kǒu），中檔數控（kòng）係統在係列化、商品化（huà）和產業化方麵成效顯著。高檔（dàng）數控係統已突破實現了五軸聯動功能（néng），並在六軸數（shù）控砂（shā）帶磨床、五軸葉片銑床和車銑複（fù）合機（jī）床等設備上得到了示範應用。
此外，中國企業針對零件（如手機殼）的大批量、表麵光潔度高等特（tè）點，各自開（kāi）發了多（duō）款專用係統和小型高速加工中心，大大降低了（le）生產成本，該市場現已基本被國產係統（tǒng）和主機占領。
不過，還是應（yīng）該看到，國際上的數控係統已經有很多成熟的（de）高（gāo）端產品，與世界機床（chuáng）強國相比，中（zhōng）國的機床產品在全球機床市場的競爭力差距依然很大
客服（fú）1