對於（yú）數控機床來說，數控係統就像大腦一樣負（fù）責處理信（xìn）息並控製機床的動力。當要加工的零件（jiàn）形狀不規（guī）則時，插補運算可以（yǐ）解決（jué）；而當零件的形（xíng）狀特殊，機床的刀具無（wú）法進（jìn）行切削時，五坐標聯動技術就派上了用場。
一提到工（gōng）業，最基礎的就（jiù）是製造。
而所謂製造就是把各種各（gè）樣的東西從原材料變成零件再裝配成產品。在傳統的金（jīn）屬加工領域，零件（jiàn）的製造就是（shì）火星四濺的鑄鍛焊以及（jí）硬碰硬的（de）車銑刨磨鉗，我們生活中見到的任何一個稍微有（yǒu）些形狀的金屬，在我們見到之前，都已經在工廠經（jīng）曆（lì）了多次鐵與火的淬煉。既然金屬零件（jiàn）是機器製造的，那麽機器又是如何製（zhì）造的呢？原來，它是通過機床完成的。
（一）從機床到數控機床（chuáng），機器不（bú）再無腦幹活（huó）
機床是其（qí）他機器的“母機”。
煉鋼廠出產的鋼鐵並不是（shì）我們在生活中見到的各種奇奇怪怪的形（xíng）狀，而是板材、管材、鑄錠等等形狀比較規則的材料，這些材料（liào）要加工成各種形狀的零件就需要使用機床進行切（qiē）削；還有一（yī）些精度要（yào）求較高和表麵粗糙度要求較細的零件，就要在機床上用精細繁複的工藝切出來或者（zhě）磨出來。
和所有（yǒu）的（de）機（jī）器一樣，最初（chū）的機床包括動力裝置（zhì）、傳動（dòng）裝（zhuāng）置和執行裝置，靠電機轉動（dòng）輸入動（dòng）力，通過傳動裝置帶著被（bèi）加工的工件（jiàn）或者刀具進行相對運動，至於在哪兒下刀、切多少、多快速度切等等問（wèn）題，則由人在加工過程中直接進行控製。
由於傳統機床（chuáng）使用的電機的轉速在工作（zuò）時基本上是不變的，為了實現不同的切削（xuē）速度，傳統的機床設計了極為（wéi）複雜的傳動係統。這種複雜度的機械（xiè）在現今（jīn）的（de）設計中已經不（bú）多見了。
而隨著伺服電機（伺服電機就是可以在一定範圍內精確控製電機的位置和轉速的（de）電機）技術的發展（zhǎn）及其在數控機床上的應用，直接控製電機的轉速變得方便快捷效率高，而且基本上是無級變速，傳（chuán）動係統（tǒng）的結構大大簡化，甚至出現了很多環節電機直接連接到執行機構上，而省略了（le）傳動係統。
這種“直接（jiē）驅動”的模式是現在機（jī）械設計領域的一大趨勢。
結構的簡化還不夠，要實現各種各樣的形狀的零（líng）件的加工，還（hái）需要讓（ràng）機床可以高效、準確的控製多台電機合作完（wán）成整個加工過程。
這就（jiù）要讓機床成為有“腦子”的數控機（jī）床了。而（ér）這個腦子（zǐ）就是數控（kòng）係統，數控係統的水平高（gāo）低決定了（le）數控機床能幹多複雜、多精密的活兒，也決定了這台（tái）機床和他（tā）的（de）操作者的身價。
（二）數控係統能幹嘛？處理信息並控（kòng）製動力
數（shù）控係統（Numerical Controller System）是數控機床的大腦。
對於一般（bān）數控機床而（ér）言，往往包含人機控（kòng）製界麵、數控係統、伺服驅動裝置、機床、檢測裝置等等，操作人員在一些計算機輔助製（zhì）造（zào）軟件的幫助下，將（jiāng）加工過程所需的各種操作（zuò）（如主軸（zhóu）變（biàn）速等步驟以及工件的形狀尺（chǐ）寸）用（yòng）零件程序代碼表示，並通過（guò）人及控製界麵輸入到數控機床，之後由數控係統對這些信息進行處理和運算，並按零件程序的要（yào）求控製伺服電機，實現（xiàn）刀具與工件的相對運動，以完成零件的加工。
數控係統完成諸多信息的存儲和處理的工作，並（bìng）將信息的處理結（jié）果以（yǐ）控製信號的形式傳給（gěi）後續的伺服電機，這些控製信號的工作效果（guǒ）依賴於兩大核心技術：一個是曲（qǔ）線（xiàn）曲（qǔ）麵（miàn）的插補運算，一個是機床多軸的運動控製。
（三）零件形狀太（tài）“自由”？靠插補運算搞定
如果運動軌跡可以（yǐ）用解析式（shì）表達，則整個運動就可以分解為幾個坐標的（de）獨立運（yùn）動的合成運動，就可以直接控製（zhì）電機生成了。
但是製造過程中很多零件的形（xíng）狀（zhuàng）可以說是十（shí）分“自由”的，既不圓、也不方，甚至都不知道（dào）是什麽形狀，例如汽車、輪船、飛機、模具、藝術品等產品常遇到不能用解析（xī）式描述的曲線曲麵，這類曲線曲麵稱為（wéi）自由曲線（Free Form Curves）或自由曲麵。
要切出來這些“自由”的形狀，刀具和工件之間的相對運動也相（xiàng）應的十分複雜。具體到操作中（zhōng），就（jiù）是要控（kòng）製工件台、刀具都按照設計好的位置-時間曲線進行運動（dòng），控製這（zhè）二者在規定的時間以指定的姿態到達指定的（de）位置。
機床可以在工件和刀具之間很好（hǎo）地完（wán）成直線（xiàn）段、圓弧或其他的有解析式（shì）的樣條曲線的相對運動（dòng），而（ér）這種複雜的“自由”運動又該怎麽完成呢（ne）？答案是依靠插補（bǔ）運算。
所謂插補，就是（shì）按照一定方法確定數控機床上刀（dāo）具的運動軌跡的過程。根據給定的速度和軌跡，在軌（guǐ）跡的已知點之間，增加一些新的中間（jiān）點，並控製（zhì）工件台和刀具（jù）通過這些中間點，進而就能完成整個運（yùn）動（dòng）。
而這些中間點之間，則通過線段、圓弧或者樣條曲線等來連接。相當於用數段微小的線段和圓弧去逼近要求的（de）曲線和曲麵，這就是插補的（de）本質。
流行的插補算法包括逐點比較法數（shù）控車市場發（fā）展（zhǎn）潛力巨大，臥式（shì）數（shù）控車床國內年需求量在 5 萬台（tái）以上，其中（zhōng）中高（gāo）端數控車年需求量在 1.5 萬台以（yǐ）上。優裝備現有 T5 係列臥式數控車床產（chǎn）品，已進（jìn）入產品成熟發展期，交期周期競爭力（lì）不強，急需響應市場需求，重回市場領頭地位。2021 年以來數控車市場需求呈上升趨勢，經市場調研發現，客戶對快速交貨的（de）需求日益強烈，中小（xiǎo）規格數控車訂單大部分要求現貨或1-2 月交貨，但（dàn）優裝備 T5 數控車產品響應市（shì）場速度慢、交付周期長，不能完全滿足市場預期，急需提升產品交付能（néng）力，助力公司發展。
1.選（xuǎn）定標杆企業
目前數控車（chē）有多種分（fèn）類方式，最普遍（biàn）的按產品性（xìng）能可（kě）分為高、中、中低三大類。
高端產品高精度、高性能，代表品牌為哈挺，馬紮克，大（dà）隈，德馬吉等（děng），同規格產品價格（gé）約（yuē） 50萬以上，以德日美進口品牌為主。
中端產品穩定性（xìng）好、價格適中，代表品牌為台灣友嘉（jiā）、韓（hán）國迪恩、韓國威亞、海德曼、海天精工（gōng）等，同（tóng）規格產品價格 25 萬以上為主，以台韓品牌為主（zhǔ）。
中低端產品性（xìng）價（jià）比（bǐ）高，代表品牌為寶雞，西（xī）格馬，魯南精工等，同規格產（chǎn）品價格約 15 萬以上，以本土品牌為（wéi）主。
優裝（zhuāng）備通過（guò）產品相似度、行業認可度、工藝技術（shù）水平、信息獲（huò）取難易等多維度選擇標杆對象。
結合市場競爭現狀及標杆企業先進做法，優裝備選擇一家中國台（tái）灣地區公司為（wéi）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（tǐ），與優裝備 T5 係列數控車對比，目標市場一致、為中高（gāo）端（duān）暢（chàng）銷產品、市場認可度較高，產品結構相近。整機供貨周期約為 60 天，在市場上具備較強的貨（huò）期優（yōu）勢，擁有穩定供應鏈體係和製造體係。優裝備（bèi）與該企業（yè）對標，易於開展工藝改善。
3.對標提（tí）升方（fāng）向
優裝備通過采集當期典型客戶交貨周期，得出（chū）從合同訂單簽訂到產品包（bāo）裝入庫、發貨到客（kè）戶的整個整機供貨周期約為 90 天（tiān），以此為依據設立改善目標。
改善目標 : 產（chǎn）品交貨期由 90 天縮短到 60 天、達到與標杆對象相同的水平，改善該關鍵指標將有助於提（tí）升公司主導產（chǎn）品核（hé）心（xīn）競爭力（lì）。
二、製定方案並實施改（gǎi）善
通過集思廣益，頭腦風暴並結合標（biāo）杆企業（yè）做法，優裝備收集產生解決思路、製定了具體的工（gōng）藝方案（àn）並（bìng）實施了工（gōng）藝改善、全麵提升了產品交付能（néng）力（lì）。
1.收集數（shù）據確定關鍵（jiàn）因素
通（tōng）過（guò）網絡、樣本（běn）、典型（xíng）客戶供（gòng）貨周（zhōu）期采集等多維度數據收集（jí），優裝備分析出提升機床交（jiāo）貨期Y 的關（guān）鍵（jiàn）因素。
T5 機床交貨期 Y=Y1（主要外購件貨期）+Y2（機加（jiā）大（dà）件及關（guān）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、機、料、法、環、測等影響產品交（jiāo）貨周期因素，進一步梳理出（chū）可能影響交（jiāo）貨周期的可能因子。
篩選主（zhǔ）要因（yīn）子後，優裝備進行關鍵（jiàn）點 CTQ重要度評分，進一步（bù）明確工藝精益改善點，具體如表 2。
可見，完成（chéng）導軌（guǐ）絲杠外（wài）購件貨期、機加大件貨期等 7 大（dà）因子改善即（jí）可完成 83% 以上的改善任務。
3.製定改善方案並實施（shī）工藝改進
針對（duì）以上 7 大項目進（jìn）行快速改善措施判斷，確定出刮研麵過大、員工對（duì）新產品裝配不熟練、裝配作（zuò）業指導書不（bú）完善（shàn）等三項適合實施快速改善，並製定（dìng）了快速改善措施（shī）計劃（見（jiàn）表 3）。
（1）製定快速改善措施
①針對刮研量大刮研（yán）時間長，設立改進措施為 : 設計更改圖（tú）紙，減少刮研麵（miàn）積 ; 控（kòng）製零件尺寸鏈誤差;利用現場設（shè）備提高刮研效率。
②針對員（yuán）工對新產品裝配不熟練，設立改進措施 : 為對車間員工加強標準作業培訓 ; 組織開展員工裝配技能大賽。
③針對裝配作業指導書不（bú）完善，設立改進措施為 : 優化裝配作業指導書，使用平尺檢（jiǎn）驗精度 ; 增加過程質量控製、增（zēng）加裝（zhuāng）配過程質量控製點。
（2）製定具體（tǐ）改善實施
針對主要外購件貨期、機加（jiā）大件及關鍵（jiàn）件貨期、裝配周期製定具體改善措（cuò）施如表 4。
①針對訂（dìng）貨周（zhōu）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（kù）存 ; 掌握外購（gòu）件當前的采購（gòu）周期，綜（zōng）合考慮訂貨節點 ; 對訂貨周（zhōu）期長物料及特配物料形成滾動采購計劃，采（cǎi）取提前備貨及供應商（shāng）備貨 ; 製定供應商考核製度，選擇最優供應商，采
用一主一次，有（yǒu）計（jì）劃拓展供應鏈維度，儲備製造潛力。
②針對（duì）機加大件及關鍵件（jiàn）貨期問題（tí），根據生產大綱對機加大件進行排查，建立內外部安全庫存預警機製，統籌內配及外（wài）協機加件成套率（lǜ） ; 對於機加關鍵零件供應商加工工藝定期檢查，優化機加關（guān）鍵（jiàn）零件加工工藝，保證（zhèng）加工件質量與效率（lǜ）。
③針對裝配周期問（wèn）題，通過準確（què）測時規範各序（xù）作業內容，平衡序間作業（yè）能力（lì） , 形成流式線生產 ; 通過優化設計結構（gòu），縮（suō）短裝配時間（jiān） ; 通（tōng）過優化工藝方法，補增量產所需工裝工具，提升裝配效率，縮短裝配時間（jiān）。
三、項目成果
《提（tí）高 T5 臥式數（shù）控車床交付能力》項目，著眼於縮短產品交貨（huò）期，提升產（chǎn）品交付能力問題，組建（jiàn） T5 產品標杆團（tuán）隊（duì），運用標杆管理 “八步法”，從（cóng）源（yuán）頭上解決物料齊套性差和裝配周期長等難題，取得（dé）卓越（yuè）成果。
1.硬性收益
縮短機床交貨期（qī），減少運營成本 ; 解決新產品響應市場速（sù）度慢、交付周（zhōu）期長問題。
2.潛在收益
通過項目的實施，優化了機床作業標（biāo）準，提升（shēng）產品一致性，提（tí）升產品競爭力 ; 提升團隊（duì）信心與凝聚力，培養了管（guǎn）理（lǐ）、技術、工藝人才。全麵進行成果複（fù）製推廣，提高機床製造質量。、數字增（zēng）量法等，而利用Nurbs樣條曲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）刀的姿態不對無法加工？五坐標聯動分分鍾搞定
加工複雜曲麵不（bú）光要理論上（shàng）可以（yǐ）加工，還需要考慮刀具和被加（jiā）工的表麵（miàn）之間的相（xiàng）對位（wèi）置關係。
一（yī）方麵如果刀具的（de）姿態不合適會導致加工的表麵質量低下；另一方麵刀具還會和加工（gōng）好的零件結構互相幹涉，不調整（zhěng）刀具的相對（duì）姿態根本沒有辦法加工。這就需要賦予數控機床更多的運（yùn）動自由度，使之更為靈巧（qiǎo）。
由於我們所處的三維空間（jiān）的相對運動隻包含六個自（zì）由度（3個平動自由度以及3個轉動自由度），五坐標聯動（dòng）就是使數控機床在（zài）具有空間上x、y、z三個（gè）方向的平動自由度外，又增加（jiā）了（le）兩個方向的轉動的自由度，再加上刀具本身的（de）用於切削的轉動自由度（dù），這樣刀具和工件之間的（de）相對運動就有了全部的（de）六（liù）個自由度，使得刀具和工（gōng）件之間可以（yǐ）呈現任意的相對位置和相對姿態。
（五）國產數控係統：逐（zhú）漸邁向高端市場（chǎng）
中國是（shì）當今世（shì）界機床製造大國，數（shù）控係統（tǒng）在性能、功能和成套化應用方麵均取得了長足進（jìn）步。
其中，低檔數控係統幾乎完全取代了進口，中檔（dàng）數控係統在係列化、商品化和產業化方麵成效顯著。高檔數（shù）控係統已突破實現了五軸聯動功能，並在六軸數控（kòng）砂帶（dài）磨床、五軸葉片銑床和車銑複合（hé）機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（de）大批量、表麵光潔度高等特點，各自開發了多款專用係（xì）統和小型高速加工中心（xīn），大大降低（dī）了生產成本，該市場現已基本被（bèi）國產係（xì）統和主機占領。
不過（guò），還是應該看到，國（guó）際上的數控係統已經（jīng）有很多成（chéng）熟的高端產品，與世界機床強國相比，中國的機床產品在全（quán）球機床市場的（de）競爭力差（chà）距依然很（hěn）大
客服（fú）1