對於數控機床來說，數控係統就像大腦（nǎo）一樣負責處理信息並控製（zhì）機床的動力。當要加工的零件形狀不規則時（shí），插補運（yùn）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（dòng）技術就派上了用場。
一提到工業（yè），最基礎（chǔ）的就是製造。
而所謂製造（zào）就是把（bǎ）各種各樣的東西從原材料（liào）變成零件再裝配成（chéng）產品。在傳統的金屬加（jiā）工領域（yù），零（líng）件的製造就是火星四濺的鑄鍛焊以及硬碰硬的車銑刨磨鉗，我們（men）生活中見到的任何（hé）一個稍微有些形狀的金屬，在（zài）我們見到之前，都（dōu）已經在工廠經曆了多（duō）次鐵與（yǔ）火的淬煉。既然金屬零件是機器製造的，那麽機器又（yòu）是如（rú）何製造的呢？原來，它是（shì）通過機床完成的。
（一）從機床到數控機床，機器不再無腦幹活
機床是（shì）其（qí）他（tā）機器的“母機”。
煉鋼廠出產的鋼鐵並不是我們在（zài）生活（huó）中見到的各種奇奇怪怪的形狀，而是板材、管材、鑄錠等等形狀（zhuàng）比較規則的材料，這些材料要加工成各種形狀的（de）零件就需（xū）要（yào）使用機床進行切削（xuē）；還有一些精度要求較高和表麵粗糙度要求較細的零件（jiàn），就要在機床上用（yòng）精細繁複的工（gōng）藝切出來或者磨出來。
和所有的機（jī）器一樣，最初的機床包括動力裝置、傳（chuán）動裝置和執行裝置，靠電機轉動輸入動力，通過傳動裝（zhuāng）置（zhì）帶著（zhe）被加工的工件或者刀具進行相對（duì）運動（dòng），至於在哪兒下（xià）刀、切（qiē）多少、多快速度切等等問題，則由人在加（jiā）工過程中直接進行（háng）控製。
由於傳統機床使用的電機的轉速在工作時基本上（shàng）是不變的，為了實現不同的切削速度，傳統的機（jī）床設計了極為複雜的傳（chuán）動係統。這種複雜度的機械在現今的設計中已經不多見了（le）。
而隨著伺服電機（伺服電機就是可以（yǐ）在一定範（fàn）圍內精確控製電機的位置和轉速的電機）技術的（de）發（fā）展及其在數（shù）控機（jī）床上的應用，直接控製電機（jī）的轉速變（biàn）得方便快捷效率高，而（ér）且基本上是無（wú）級變速，傳動係統的結構大大簡（jiǎn）化，甚至出現了很多（duō）環節（jiē）電機（jī）直接連接到執行機構上，而省略了傳動係統（tǒng）。
這種“直接驅動”的模式是現（xiàn）在機械設（shè）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件的加工，還需要讓機床可以高效、準確的控製多台電機合作完成整個加工過（guò）程。
這就要讓機（jī）床成（chéng）為有“腦（nǎo）子”的數控機床了。而這個腦子就是數控係統，數控係（xì）統的（de）水平高低決定了數控機（jī）床能（néng）幹多複雜、多精密的活兒，也決定了這台機床和他的操作者的身價。
（二）數控係統能（néng）幹嘛？處理信息並控製動力
數控係統（Numerical Controller System）是（shì）數控機床的大腦。
對（duì）於（yú）一般數控機（jī）床而言，往往包含人機控製界麵、數（shù）控係統、伺服驅（qū）動（dòng）裝置（zhì）、機床、檢測裝置等等，操作人員在一些計算機輔助（zhù）製造軟件的幫助下，將（jiāng）加工過程所需的各種操作（如主軸變速等步驟以及（jí）工件的形狀尺寸）用零（líng）件程序代碼表示，並通過人及（jí）控製界麵輸入到數控機床，之後由數控係統對這（zhè）些信息進行處理和運算，並（bìng）按零件程序的要求（qiú）控製伺（sì）服電機，實現刀具與工件的相對（duì）運（yùn）動，以（yǐ）完（wán）成零件的加工。
數控係統完（wán）成諸多（duō）信息的存儲和處理的工作，並將信息的處理結果（guǒ）以控製信（xìn）號的形式傳給後續的伺服電機，這（zhè）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（miàn）的插補運算（suàn），一（yī）個是機床（chuáng）多（duō）軸的運動（dòng）控製。
（三）零件形狀太“自由”？靠插補運算搞定
如果運動軌跡（jì）可以用解（jiě）析式表達，則整個運動就可以分解為幾個坐標的獨立運動的合成運動，就（jiù）可以直接（jiē）控製電機（jī）生成了（le）。
但是製造過程中很多零（líng）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，例如汽車、輪船、飛機、模具、藝術品等產（chǎn）品常遇到不能用解析式描述（shù）的曲線曲麵，這（zhè）類曲線曲麵稱為自由曲線（Free Form Curves）或自由曲麵。
要切（qiē）出來這些“自由”的（de）形狀，刀具和（hé）工件之間的相對運動也相（xiàng）應的（de）十分複雜。具體到操（cāo）作中，就是要（yào）控（kòng）製（zhì）工件台、刀具都按照設計好的（de）位置-時間曲線（xiàn）進（jìn）行運動，控製（zhì）這二者在規定的時間以指定的（de）姿態（tài）到達指定的位置。
機床可以在工件和刀具（jù）之間很好地完成直線段、圓弧或其他的有解析式的樣條曲線的相對（duì）運動，而這種複（fù）雜的“自由”運動又該怎麽完成呢？答案是依靠插補運算。
所謂（wèi）插補，就（jiù）是按照一定方法確定數控（kòng）機床上刀具的運動軌跡的過程。根據給定（dìng）的速度和軌跡，在軌跡的已知點之（zhī）間，增加一（yī）些新的中間點，並控製工件（jiàn）台（tái）和刀具通過這些中間點（diǎn），進而（ér）就能完成整個運動。
而這（zhè）些中間（jiān）點之間，則通過線段（duàn）、圓弧或（huò）者（zhě）樣條曲線等來連接。相（xiàng）當於用數段微小的線段和圓弧去逼近要求的曲線和曲麵，這就是插補的本質。
流行的插補算（suàn）法包括逐點比較法數控車市場發展潛力巨大（dà），臥式數控車床（chuáng）國內年需求量在 5 萬台（tái）以上，其中中高端數控車年需求量在 1.5 萬台以上。優裝備現有 T5 係列臥（wò）式數控車床產品（pǐn），已進入產品成（chéng）熟發（fā）展期，交期周（zhōu）期競（jìng）爭力不強，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（sù）交貨的需求日益（yì）強烈，中小規格數（shù）控車訂單大部分要求（qiú）現貨或1-2 月交貨，但優裝備 T5 數控車產品響應市場速（sù）度慢、交付周期長，不能完（wán）全滿足市場預期，急需提（tí）升產品交付能力，助力公司發展（zhǎn）。
1.選定標杆企業
目前數控車有多種分類方式，最普遍的按（àn）產品性能可分為高、中、中低三大類。
高端產品高精（jīng）度、高性能，代表品牌為（wéi）哈挺，馬紮克，大隈，德馬吉等，同規格產品價格約 50萬以上，以德日美進口品牌為主。
中端產（chǎn）品穩定性好、價格適中，代表品牌為台灣（wān）友嘉、韓國迪（dí）恩、韓國威亞、海德曼、海天精工等，同規格產品價格 25 萬以上為主，以台韓品（pǐn）牌為主。
中（zhōng）低端產品性價比高，代表品牌為寶雞，西格馬，魯南精工等，同規格產品價格約 15 萬以上，以本土品牌為主。
優（yōu）裝備通過產品相似度、行業（yè）認可度、工藝技術水平、信息獲取難易等多維度選擇（zé）標杆對（duì）象。
結合市場競爭現狀及標杆（gǎn）企業（yè）先進做法，優裝備選擇一家中國台灣地區公司為對標（biāo）對象。
2.標杆企業先進做法
這家（jiā）中國台灣地區（qū）機床企業（yè）的一款數控斜車主要麵向中、高端客戶群體，與優裝備 T5 係列數控車（chē）對比（bǐ），目標（biāo）市場一致、為中（zhōng）高（gāo）端暢銷產品、市場認可度（dù）較（jiào）高，產品結構相近。整機供貨周期約為（wéi） 60 天，在市場上具備較（jiào）強的貨期優勢，擁有穩（wěn）定供應（yīng）鏈體（tǐ）係和製造體係。優裝（zhuāng）備與該（gāi）企業對標，易於開展工藝改善。
3.對標提升方（fāng）向
優裝（zhuāng）備通過采集當期典型客戶交貨周期，得出從合同（tóng）訂單（dān）簽訂到產品包裝入庫、發貨到客戶的整個（gè）整機供貨周期約為 90 天，以此為依據設立改善目標。
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、製定方案並實施改善
通過集思廣益（yì），頭腦風暴並結合標杆企業做法，優裝備收集產生解決思路、製定了具體的工藝（yì）方案並實施了工（gōng）藝改善、全麵提升了（le）產品交付能力。
1.收集數據確定關（guān）鍵因素
通（tōng）過網絡、樣本、典型客（kè）戶供貨周期（qī）采集等多維度數據收集，優裝備分析出提升機床交貨期Y 的關鍵因素。
T5 機床交貨（huò）期 Y=Y1（主要外購件貨期）+Y2（機加（jiā）大件及關鍵件貨期）+Y3（裝（zhuāng）配周期）+ 其他（見表 1）。
2.分析差距（jù）查找裝配工藝可能因子（zǐ）
通過分析人、機、料、法（fǎ）、環、測等影響產品（pǐn）交貨周期因素（sù），進一步梳理（lǐ）出可能影響（xiǎng）交貨周期的可能因子。
篩選主要因子後，優裝備進行關鍵點 CTQ重要度評分，進一步明確工藝精益改善點，具體如表 2。
可（kě）見（jiàn），完成導軌絲杠外購（gòu）件貨期、機加大件貨（huò）期等 7 大因子改善即可完（wán）成 83% 以上（shàng）的改善任（rèn）務（wù）。
3.製定改善方案並實施工藝改進
針對以上 7 大項目進行快速（sù）改善措施判斷，確定出刮研（yán）麵（miàn）過大（dà）、員工對新（xīn）產（chǎn）品裝配不熟練、裝配作業指導（dǎo）書不完善等三項適合實施快速改善，並製定了快速改善措施計劃（見表 3）。
（1）製定快速改善措施
①針對刮研量大刮研時間長，設立改進措施為 : 設（shè）計更改圖紙，減少刮（guā）研麵（miàn）積 ; 控製零件尺寸鏈誤差;利用現場設備提高刮研效率。
②針對員工對新產品裝（zhuāng）配不熟練，設（shè）立改進措施 : 為對車間員工加強標準作業培訓 ; 組織開（kāi）展員工（gōng）裝配技能大賽。
③針對裝配作業指導書不完善，設立改進措施為 : 優化裝配作業指導書，使用平尺檢驗（yàn）精度 ; 增加過程（chéng）質量（liàng）控製、增（zēng）加（jiā）裝配過程質量控製點。
（2）製定（dìng）具體（tǐ）改善實施
針對主要外購件貨期、機加大件及關鍵件貨期、裝配周期製定具體改善措施如表 4。
①針對訂貨周期長（zhǎng）物料情（qíng）況，根（gēn）據合同情況及年（nián）度生產（chǎn）大綱製定滾動的安全庫存（cún） ; 掌握外購件當前的采購周期（qī），綜合考慮訂貨節點 ; 對訂貨周期長物料及特配物（wù）料形成滾動采購計劃，采取提（tí）前備貨及供應商備貨 ; 製定供應商考核製度，選擇最優供應商，采
用一（yī）主一次（cì），有計劃拓展（zhǎn）供應鏈維（wéi）度，儲備製造潛力。
②針對機加（jiā）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，建立內外部安全（quán）庫存（cún）預警機製，統籌（chóu）內配及（jí）外協機加件成套率 ; 對於機加關鍵零件供應商加工工藝定期檢查，優化機加關鍵（jiàn）零件加工工藝，保證加工件（jiàn）質量與效率。
③針對裝配周期問題，通過準（zhǔn）確測（cè）時規範各序作業內容，平衡序間作業（yè）能力 , 形成流式線生產 ; 通過優化設（shè）計結構（gòu），縮短裝配時（shí）間 ; 通過優化工藝方法，補增（zēng）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
《提高 T5 臥式數（shù）控車床交付能力》項目，著眼於縮短產品交貨期，提升產品交付能（néng）力問題，組建 T5 產品標杆（gǎn）團（tuán）隊，運用標杆管理 “八步法（fǎ）”，從源頭上解（jiě）決物料（liào）齊套性差和裝配周期長等難題，取得卓越成果。
1.硬性收益
縮短機床交貨期，減少運營成本 ; 解決新產品響應市場速度慢、交付（fù）周期（qī）長問題。
2.潛在收益
通過項目的實施，優化（huà）了機床作業標準，提升產品一致性，提升產品競爭力（lì） ; 提升團（tuán）隊信心與凝聚力，培養了管（guǎn）理、技術、工藝（yì）人才。全麵進行（háng）成果（guǒ）複（fù）製推廣，提高機床製造質量。、數字增量法等，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（jī）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
加工複雜曲麵不光要理（lǐ）論上可以加工，還需要考慮刀具和（hé）被加工（gōng）的（de）表麵之間的相對位置關係。
一方麵如果刀具（jù）的姿（zī）態不合適會導致加工的表（biǎo）麵質量低下；另（lìng）一方麵刀具還會和加工好的零件結構互相幹涉，不（bú）調整刀具（jù）的相對姿（zī）態根本沒有辦法加工。這就需要賦予數控機床更（gèng）多的運動自由度，使之更為靈巧。
由於（yú）我們所處的三維空間的相對運動隻包含（hán）六個自由度（3個平動自由度以及3個轉動自由（yóu）度），五坐標聯動就是使數控（kòng）機床（chuáng）在具有空間上x、y、z三個方向的平動自（zì）由度外，又增加了兩個方（fāng）向的轉動的自（zì）由（yóu）度，再加上刀具本身的用於切削的轉動自由度，這樣刀具和工件之間的相對運動（dòng）就有了全部的六（liù）個自由度（dù），使得刀具和工件之（zhī）間可以呈現任意的相對位置和（hé）相對姿態。
（五）國產數（shù）控係統（tǒng）：逐漸（jiàn）邁向高端（duān）市場
中國是當今世界機床製造大國，數控係統在性能、功能（néng）和成（chéng）套化應用方麵均取得了（le）長足進步。
其中，低檔數控係統幾乎完全取代了進口，中檔數控係統在係列化、商品化和產業化方麵成效顯著。高檔數控係統已突破實現（xiàn）了五軸聯動功能，並在六軸數控砂帶磨床、五軸葉片銑床和車（chē）銑複合（hé）機床等設備上得到（dào）了示範應用。
此外，中國企業針對零件（如手機殼）的大（dà）批量、表麵光潔度高（gāo）等特點，各自開發了多款（kuǎn）專用係統和小型高速加（jiā）工（gōng）中心，大大降低了生產（chǎn）成本，該（gāi）市場現已基本被國產係統和主（zhǔ）機占領。
不過（guò），還（hái）是應該（gāi）看到，國際上的（de）數控係統已經有很多成熟的高端產品，與世界機（jī）床強國相比，中國的（de）機床產品在全球機床市場（chǎng）的競爭力差距依然很大（dà）
客服1