對於（yú）數控機床（chuáng）來說（shuō），數控係統就像大腦一樣負責處理信息並控製機床的動（dòng）力。當要加工的零件形狀不規則時（shí），插補運算可以解決；而當零件的形狀（zhuàng）特殊，機床（chuáng）的刀具無法進行切削（xuē）時，五坐標聯動技術就派上了用場。
一提到工業，最基（jī）礎的就是（shì）製造。
而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域，零件的製造就是火星四濺的鑄鍛焊以（yǐ）及硬（yìng）碰硬的車銑刨磨鉗，我們生活中見到的任何一個（gè）稍微有些形狀的金屬，在（zài）我們見到之前，都已經在工廠經曆了（le）多（duō）次鐵與火的淬煉。既然金屬零件是機（jī）器製造的，那麽（me）機器又（yòu）是如何製造的呢？原來，它（tā）是通過（guò）機床完成的。
（一）從（cóng）機床到數（shù）控機床（chuáng），機器不再無腦幹活
機床是其（qí）他機器的（de）“母機”。
煉（liàn）鋼廠出產（chǎn）的鋼（gāng）鐵並不是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（guī）則（zé）的材料，這些材料（liào）要加工成各種（zhǒng）形狀的零件就（jiù）需要使用機床進行（háng）切（qiē）削；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（shàng）用精細繁複的工藝切出來或者磨（mó）出來。
和所有的機器一（yī）樣，最初的機床（chuáng）包括動力裝置、傳動裝（zhuāng）置和執行裝置，靠電機轉動（dòng）輸入動力，通過傳動裝置帶（dài）著被加工的工件或者刀具進行相對運動，至於在（zài）哪（nǎ）兒下刀、切多少、多快速度（dù）切等等問題，則（zé）由人在加工過程中直接進行控製（zhì）。
由於傳統機床使用的電機的轉（zhuǎn）速在（zài）工作時基（jī）本（běn）上是不變的，為了實現（xiàn）不同的切削速度，傳統的機床設計了（le）極為複雜的傳動係（xì）統。這種複雜度的機械在現（xiàn）今的設計中已經不多見（jiàn）了。
而隨著伺服電機（伺服電機就是（shì）可以（yǐ）在一定（dìng）範圍內精確控製電機的位置和轉速（sù）的電（diàn）機）技術的發（fā）展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（kuài）捷效率高，而且基本上是（shì）無（wú）級變速，傳動係統的結（jié）構大大簡化，甚至（zhì）出現了很多（duō）環節電機直接連接到執行機構上，而省略（luè）了（le）傳動係統。
這種“直接驅動”的模式是現在（zài）機械設計領域的一大趨勢。
結構的簡化還不夠，要（yào）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（zhǔn）確（què）的控製多台電機合作完成（chéng）整個（gè）加工過程。
這（zhè）就要讓機床成（chéng）為有（yǒu）“腦子”的數控機床了。而（ér）這個腦子就是（shì）數控係統（tǒng），數控（kòng）係統的（de）水平高低決定了數控機床能幹（gàn）多複雜（zá）、多（duō）精密的活兒（ér），也決定了（le）這台機（jī）床和他的操作者（zhě）的身價。
（二）數控係統能幹嘛？處理信息並控製動力
數控係統（Numerical Controller System）是數控機（jī）床的大腦。
對於一般數控機床而言，往往包含人機控製界麵（miàn）、數控（kòng）係統、伺服驅（qū）動裝置、機床、檢測裝置等（děng）等，操作人員在一些計算機輔助製造軟件的幫助下，將加工過程所需的各種操作（如主軸變速（sù）等步驟以及工件的形（xíng）狀（zhuàng）尺寸）用零件程序代碼表示，並通過人及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，並按零件程序的要求控製伺服電機，實現刀具與工件的相對（duì）運動，以完成零件的加工（gōng）。
數控係統完成諸多信息的（de）存儲和處理的（de）工作，並將信息的處理結果以控製信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（liǎng）大核心技術：一個是曲線（xiàn）曲麵的插（chā）補運算，一個是機床（chuáng）多軸的運動控製（zhì）。
（三）零件形狀太“自由”？靠插補運算搞（gǎo）定
如果運動軌跡可（kě）以用解（jiě）析式表達，則整個運動就可（kě）以分解為幾個坐標（biāo）的獨立運動的合成運動，就可以直接控製電機生成了。
但是製造過程中很（hěn）多零件的形狀可以說是（shì）十分“自由”的，既不圓（yuán）、也不方（fāng），甚至都不知道是（shì）什麽形狀，例如汽車、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，這類曲線曲麵稱為（wéi）自由曲線（Free Form Curves）或（huò）自由（yóu）曲（qǔ）麵。
要切出來這些“自由（yóu）”的形狀，刀具和工（gōng）件之間的相對運（yùn）動也相應的（de）十分複雜。具體到操作中，就是要控製工件（jiàn）台、刀具都按照（zhào）設計好的位置-時間曲線進行運動，控製這二者在規（guī）定（dìng）的時間以指定的姿態到達（dá）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（tā）的有解析式的樣條曲線的相對運動（dòng），而這種複雜的“自由”運動（dòng）又該怎（zěn）麽完成呢？答案是依靠（kào）插補運算。
所謂插補，就是按照一（yī）定方法確定數控機床上刀具的運動軌跡的過程。根據給定的速度和軌跡，在軌跡的已知點之間，增加一些新的中間點，並控製工件台和刀具通過這些（xiē）中間點，進而就能完成整個運動。
而這些（xiē）中（zhōng）間點之（zhī）間，則通過線段、圓弧或者樣條（tiáo）曲線（xiàn）等來連接。相當於用數段微小的線段和（hé）圓弧去逼（bī）近要求的曲線和（hé）曲麵，這就是插補的本（běn）質。
流行的插補算法包括逐點比較法數控車市場（chǎng）發展潛力巨大（dà），臥式數控車床國內年需求量在（zài） 5 萬台以上，其中（zhōng）中高端數控車（chē）年需求量（liàng）在 1.5 萬台以（yǐ）上。優裝備現有 T5 係（xì）列臥式數控車床產品，已進入產品成熟發展期，交期（qī）周期競爭力不強，急需響應市場需（xū）求，重回市場領頭地位。2021 年以來數（shù）控車市場需求呈上升趨勢，經市場調研發現，客戶對快速交（jiāo）貨的需（xū）求（qiú）日益強烈，中小規格數控車訂單大部分要求現貨或1-2 月交貨，但優裝備 T5 數控車產品響應（yīng）市場速度慢、交付周期長（zhǎng），不能完全滿足市場預期，急需提升產品交付能力，助力公司發（fā）展。
1.選定標杆企（qǐ）業
目前數（shù）控車（chē）有多（duō）種（zhǒng）分類方式，最普遍的按產（chǎn）品性能可分為高、中、中低三大類。
高端產品高精度、高性（xìng）能，代表品牌為哈挺，馬紮克，大隈，德馬吉等，同規（guī）格（gé）產品價格約 50萬以上，以德日美進口品牌為（wéi）主。
中端產品穩定性好、價格（gé）適中，代表品牌為台灣友嘉、韓國迪（dí）恩、韓國威亞（yà）、海德（dé）曼、海天精工等，同規格產品價格 25 萬以上為主，以台韓品牌為主。
中低端產品性價比高，代表品牌（pái）為寶雞，西格馬，魯（lǔ）南精工等，同規格產品價格約 15 萬以（yǐ）上，以本土品牌為主。
優裝備通過（guò）產品相似度（dù）、行業認可度（dù）、工（gōng）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標杆（gǎn）企業先進做法，優裝備選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（guó）台灣地區機床企業的一款數控斜（xié）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。整機供（gòng）貨周期約為 60 天，在市場上具備（bèi）較強的貨期優勢，擁（yōng）有穩定供（gòng）應鏈體係和製造體係。優裝備與該企業對標，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（zhōu）期，得出從合同訂單簽訂到（dào）產品包裝入庫、發貨到客戶的整個整機供貨周期約為 90 天，以此為依（yī）據設立改善目標。
改善目標 : 產品交貨期（qī）由 90 天縮（suō）短到 60 天、達到與標杆對象相同的水平，改（gǎi）善該（gāi）關鍵指（zhǐ）標將有助於提升公司主導產品核心競爭力。
二（èr）、製定方案並實施改善（shàn）
通過集思（sī）廣益，頭腦風（fēng）暴（bào）並結合標杆（gǎn）企業做法，優裝（zhuāng）備（bèi）收集（jí）產生解決思（sī）路、製定了（le）具（jù）體的（de）工藝方（fāng）案並實施了工藝改善、全麵（miàn）提升了（le）產品交付能力。
1.收集數據確定關（guān）鍵因素
通過網絡、樣本、典型客戶供貨周期采集等多維度數據收集（jí），優裝備分析（xī）出提升機床交貨期Y 的關鍵因素。
T5 機床交貨期 Y=Y1（主要（yào）外購件（jiàn）貨（huò）期（qī））+Y2（機加大件及關鍵件貨期）+Y3（裝配周（zhōu）期）+ 其他（見表 1）。
2.分析差距查找裝配（pèi）工藝可能因子
通過（guò）分析人、機、料、法、環、測等影響產品交貨周期（qī）因素，進一步梳（shū）理出可能影響交貨周期的可能因子。
篩選主要因子後，優（yōu）裝備進行關鍵點 CTQ重要度評分（fèn），進一步明確工藝精益改善點，具（jù）體如表 2。
可見，完成導（dǎo）軌絲杠外購件貨期、機加大件（jiàn）貨期等 7 大因子（zǐ）改善即（jí）可完成 83% 以（yǐ）上的改善任務（wù）。
3.製定改善方案並實施（shī）工（gōng）藝改進
針對以上 7 大（dà）項目進行快速改善措（cuò）施判斷，確定出刮研麵過（guò）大、員工（gōng）對新產（chǎn）品裝配不熟練、裝配作業指導書不完善等三項適合實施（shī）快速改（gǎi）善，並製定了快速改善措（cuò）施計劃（見表 3）。
（1）製定快速改善（shàn）措施（shī）
①針對刮研量大刮研時間長，設立改（gǎi）進措施為 : 設計更改圖紙，減少刮研麵積 ; 控製零件尺寸（cùn）鏈（liàn）誤差（chà）;利用現場設備提高刮研效率（lǜ）。
②針對員工對新產品裝配（pèi）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（kāi）展員工（gōng）裝配技能大賽。
③針對（duì）裝配作業指導書不完善，設立改進措施為 : 優（yōu）化裝配作業指導（dǎo）書，使（shǐ）用平尺檢驗精（jīng）度 ; 增加過程（chéng）質量控製、增加裝配（pèi）過程質量控（kòng）製點。
（2）製定具體改善實施
針對主要外購件貨期、機加大件及關鍵件（jiàn）貨期、裝配周期製定具體改善措施如表 4。
①針對訂貨（huò）周期長物（wù）料情況，根（gēn）據合同情況及年度生產（chǎn）大綱（gāng）製定滾動的安全庫存（cún） ; 掌握外購件當前的采購周期，綜合考慮訂貨節點 ; 對訂貨周期長物（wù）料及特配物料形成滾動（dòng）采購計劃，采取提前備貨及供（gòng）應商備貨 ; 製定供應商考核製（zhì）度，選（xuǎn）擇最優供應（yīng）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（lì）。
②針（zhēn）對機加大件及關鍵（jiàn）件貨期（qī）問題，根據生產大綱對機加大件（jiàn）進行排查，建立內外部安全庫存預警機製，統籌內配及外協（xié）機加件成套率 ; 對於機加（jiā）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，保證加（jiā）工件質量與效率。
③針對裝配周期問題，通（tōng）過（guò）準（zhǔn）確測時規範各序作業內容，平衡序間（jiān）作業能力 , 形成流式線生產（chǎn） ; 通過優（yōu）化設計結構，縮短裝配時間 ; 通過優化工（gōng）藝方法，補增量產所需工（gōng）裝（zhuāng）工具，提升裝配效率（lǜ），縮短裝配（pèi）時間。
三、項目成（chéng）果
《提高 T5 臥式數控車床交付能力》項目，著眼於縮短產（chǎn）品（pǐn）交貨期，提升產品交（jiāo）付能力問（wèn）題，組建 T5 產品標杆團隊，運用標杆管理 “八步法”，從源頭上解（jiě）決（jué）物（wù）料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（shǎo）運營成本 ; 解決（jué）新產品響應（yīng）市場速度慢、交付周期長問題。
2.潛（qián）在收益
通過項目的實施，優化（huà）了機床作業標準，提升（shēng）產（chǎn）品一致性，提升產品競爭力 ; 提升（shēng）團隊信心（xīn）與凝聚力，培養了管理、技術、工藝人才。全麵進行成果複製推（tuī）廣，提高（gāo）機床製造質量。、數字增量法等，而利用Nurbs樣條曲線進（jìn）行插補（bǔ）因（yīn）為其效率高、精度好而得到了高端（duān）數控機床的青睞。
（四）刀的（de）姿態不對無法加工？五坐標（biāo）聯動分分鍾搞定
加工複雜曲麵不光要理論上可（kě）以加工，還需要考慮刀具和被加工（gōng）的表麵之間（jiān）的相對位置關係。
一方麵如果刀具的姿態不合適（shì）會導致加工的（de）表麵質量（liàng）低下（xià）；另一方麵刀具（jù）還會和加工好的零件結構互相幹涉（shè），不調整刀具的相對姿態根本沒有辦法加工。這就需要賦予數控機床（chuáng）更多的運動自由度，使之更為靈巧。
由於我們所處的三維空（kōng）間的相（xiàng）對運動隻包含（hán）六（liù）個自由度（3個平動自由度以及3個轉動自由度（dù）），五坐（zuò）標聯（lián）動就是使數控機床在具有空間上x、y、z三個方向（xiàng）的平動自由度外，又增加了兩（liǎng）個方向（xiàng）的轉動的自由度，再加上（shàng）刀具本身的用於切削（xuē）的轉動自由度，這樣刀具和工件之間的相對運動就有了全部的六個自由度，使得刀具和工件之間可（kě）以呈現任意的相對位（wèi）置和相對（duì）姿（zī）態。
（五（wǔ））國產數控係統：逐漸邁向（xiàng）高端市場
中國是當今世（shì）界機床製造大國，數控係統在性能、功能和成套（tào）化應用方麵均取得了長足進步。
其中，低檔數控係統幾乎完全取代了進（jìn）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、五軸葉片銑床和車銑複合機床等設（shè）備上得到了示（shì）範應用。
此外，中國企業針對零件（如手機殼）的大批量、表麵光潔度高等特點，各自開發了多款專用係統和小型高速加工中心，大（dà）大降低了生產成本，該市場現已基本被國（guó）產係統和主機占（zhàn）領。
不過，還是應該看到，國際上的數控係統已經有很多成熟的高端產品，與世界機床強國相比，中國的（de）機床產品在全球機床市場的競爭力差（chà）距依然很大（dà）
客服（fú）1