对于数控机床来说，数控系统就像大脑一样负责处理信息并控制机床的动力。当要加工的零件形状不规则时，插补运算可以解决；而当零件的形状特殊，机床的刀具无法进行切削时，五坐标联动技术就派上了用场。
一提到工业，最基础的就是制造。
而所谓制造就是把各种各样的东西从原材料变成零件再装配成产品。在传统的金属加工领域，零件的制造就是火星四溅的铸锻焊以及硬碰硬的车铣刨磨钳，我们生活中见到的任何一个稍微有些形状的金属，在我们见到之前，都已经在工厂经历了多次铁与火的淬炼。既然金属零件是机器制造的，那么机器又是如何制造的呢？原来，它是通过机床完成的。
（一）从机床到数控机床，机器不再无脑干活
机床是其他机器的“母机”。
炼钢厂出产的钢铁并不是我们在生活中见到的各种奇奇怪怪的形状，而是板材、管材、铸锭等等形状比较规则的材料，这些材料要加工成各种形状的零件就需要使用机床进行切削；还有一些精度要求较高和表面粗糙度要求较细的零件，就要在机床上用精细繁复的工艺切出来或者磨出来。
和所有的机器一样，最初的机床包括动力装置、传动装置和执行装置，靠电机转动输入动力，通过传动装置带着被加工的工件或者刀具进行相对运动，至于在哪儿下刀、切多少、多快速度切等等问题，则由人在加工过程中直接进行控制。
由于传统机床使用的电机的转速在工作时基本上是不变的，为了实现不同的切削速度，传统的机床设计了极为复杂的传动系统。这种复杂度的机械在现今的设计中已经不多见了。
而随着伺服电机（伺服电机就是可以在一定范围内精确控制电机的位置和转速的电机）技术的发展及其在数控机床上的应用，直接控制电机的转速变得方便快捷效率高，而且基本上是无级变速，传动系统的结构大大简化，甚至出现了很多环节电机直接连接到执行机构上，而省略了传动系统。
这种“直接驱动”的模式是现在机械设计领域的一大趋势。
结构的简化还不够，要实现各种各样的形状的零件的加工，还需要让机床可以高效、准确的控制多台电机合作完成整个加工过程。
这就要让机床成为有“脑子”的数控机床了。而这个脑子就是数控系统，数控系统的水平高低决定了数控机床能干多复杂、多精密的活儿，也决定了这台机床和他的操作者的身价。
（二）数控系统能干嘛？处理信息并控制动力
数控系统（Numerical Controller System）是数控机床的大脑。
对于一般数控机床而言，往往包含人机控制界面、数控系统、伺服驱动装置、机床、检测装置等等，操作人员在一些计算机辅助制造软件的帮助下，将加工过程所需的各种操作（如主轴变速等步骤以及工件的形状尺寸）用零件程序代码表示，并通过人及控制界面输入到数控机床，之后由数控系统对这些信息进行处理和运算，并按零件程序的要求控制伺服电机，实现刀具与工件的相对运动，以完成零件的加工。
数控系统完成诸多信息的存储和处理的工作，并将信息的处理结果以控制信号的形式传给后续的伺服电机，这些控制信号的工作效果依赖于两大核心技术：一个是曲线曲面的插补运算，一个是机床多轴的运动控制。
（三）零件形状太“自由”？靠插补运算搞定
如果运动轨迹可以用解析式表达，则整个运动就可以分解为几个坐标的独立运动的合成运动，就可以直接控制电机生成了。
但是制造过程中很多零件的形状可以说是十分“自由”的，既不圆、也不方，甚至都不知道是什么形状，例如汽车、轮船、飞机、模具、艺术品等产品常遇到不能用解析式描述的曲线曲面，这类曲线曲面称为自由曲线（Free Form Curves）或自由曲面。
要切出来这些“自由”的形状，刀具和工件之间的相对运动也相应的十分复杂。具体到操作中，就是要控制工件台、刀具都按照设计好的位置-时间曲线进行运动，控制这二者在规定的时间以指定的姿态到达指定的位置。
机床可以在工件和刀具之间很好地完成直线段、圆弧或其他的有解析式的样条曲线的相对运动，而这种复杂的“自由”运动又该怎么完成呢？答案是依靠插补运算。
所谓插补，就是按照一定方法确定数控机床上刀具的运动轨迹的过程。根据给定的速度和轨迹，在轨迹的已知点之间，增加一些新的中间点，并控制工件台和刀具通过这些中间点，进而就能完成整个运动。
而这些中间点之间，则通过线段、圆弧或者样条曲线等来连接。相当于用数段微小的线段和圆弧去逼近要求的曲线和曲面，这就是插补的本质。
流行的插补算法包括逐点比较法数控车市场发展潜力巨大，卧式数控车床国内年需求量在 5 万台以上，其中中高端数控车年需求量在 1.5 万台以上。优装备现有 T5 系列卧式数控车床产品，已进入产品成熟发展期，交期周期竞争力不强，急需响应市场需求，重回市场领头地位。2021 年以来数控车市场需求呈上升趋势，经市场调研发现，客户对快速交货的需求日益强烈，中小规格数控车订单大部分要求现货或1-2 月交货，但优装备 T5 数控车产品响应市场速度慢、交付周期长，不能完全满足市场预期，急需提升产品交付能力，助力公司发展。
1.选定标杆企业
目前数控车有多种分类方式，最普遍的按产品性能可分为高、中、中低三大类。
高端产品高精度、高性能，代表品牌为哈挺，马扎克，大隈，德马吉等，同规格产品价格约 50万以上，以德日美进口品牌为主。
中端产品稳定性好、价格适中，代表品牌为台湾友嘉、韩国迪恩、韩国威亚、海德曼、海天精工等，同规格产品价格 25 万以上为主，以台韩品牌为主。
中低端产品性价比高，代表品牌为宝鸡，西格马，鲁南精工等，同规格产品价格约 15 万以上，以本土品牌为主。
优装备通过产品相似度、行业认可度、工艺技术水平、信息获取难易等多维度选择标杆对象。
结合市场竞争现状及标杆企业先进做法，优装备选择一家中国台湾地区公司为对标对象。
2.标杆企业先进做法
这家中国台湾地区机床企业的一款数控斜车主要面向中、高端客户群体，与优装备 T5 系列数控车对比，目标市场一致、为中高端畅销产品、市场认可度较高，产品结构相近。整机供货周期约为 60 天，在市场上具备较强的货期优势，拥有稳定供应链体系和制造体系。优装备与该企业对标，易于开展工艺改善。
3.对标提升方向
优装备通过采集当期典型客户交货周期，得出从合同订单签订到产品包装入库、发货到客户的整个整机供货周期约为 90 天，以此为依据设立改善目标。
改善目标 : 产品交货期由 90 天缩短到 60 天、达到与标杆对象相同的水平，改善该关键指标将有助于提升公司主导产品核心竞争力。
二、制定方案并实施改善
通过集思广益，头脑风暴并结合标杆企业做法，优装备收集产生解决思路、制定了具体的工艺方案并实施了工艺改善、全面提升了产品交付能力。
1.收集数据确定关键因素
通过网络、样本、典型客户供货周期采集等多维度数据收集，优装备分析出提升机床交货期Y 的关键因素。
T5 机床交货期 Y=Y1（主要外购件货期）+Y2（机加大件及关键件货期）+Y3（装配周期）+ 其他（见表 1）。
2.分析差距查找装配工艺可能因子
通过分析人、机、料、法、环、测等影响产品交货周期因素，进一步梳理出可能影响交货周期的可能因子。
筛选主要因子后，优装备进行关键点 CTQ重要度评分，进一步明确工艺精益改善点，具体如表 2。
可见，完成导轨丝杠外购件货期、机加大件货期等 7 大因子改善即可完成 83% 以上的改善任务。
3.制定改善方案并实施工艺改进
针对以上 7 大项目进行快速改善措施判断，确定出刮研面过大、员工对新产品装配不熟练、装配作业指导书不完善等三项适合实施快速改善，并制定了快速改善措施计划（见表 3）。
（1）制定快速改善措施
①针对刮研量大刮研时间长，设立改进措施为 : 设计更改图纸，减少刮研面积 ; 控制零件尺寸链误差;利用现场设备提高刮研效率。
②针对员工对新产品装配不熟练，设立改进措施 : 为对车间员工加强标准作业培训 ; 组织开展员工装配技能大赛。
③针对装配作业指导书不完善，设立改进措施为 : 优化装配作业指导书，使用平尺检验精度 ; 增加过程质量控制、增加装配过程质量控制点。
（2）制定具体改善实施
针对主要外购件货期、机加大件及关键件货期、装配周期制定具体改善措施如表 4。
①针对订货周期长物料情况，根据合同情况及年度生产大纲制定滚动的安全库存 ; 掌握外购件当前的采购周期，综合考虑订货节点 ; 对订货周期长物料及特配物料形成滚动采购计划，采取提前备货及供应商备货 ; 制定供应商考核制度，选择最优供应商，采
用一主一次，有计划拓展供应链维度，储备制造潜力。
②针对机加大件及关键件货期问题，根据生产大纲对机加大件进行排查，建立内外部安全库存预警机制，统筹内配及外协机加件成套率 ; 对于机加关键零件供应商加工工艺定期检查，优化机加关键零件加工工艺，保证加工件质量与效率。
③针对装配周期问题，通过准确测时规范各序作业内容，平衡序间作业能力 , 形成流式线生产 ; 通过优化设计结构，缩短装配时间 ; 通过优化工艺方法，补增量产所需工装工具，提升装配效率，缩短装配时间。
三、项目成果
《提高 T5 卧式数控车床交付能力》项目，着眼于缩短产品交货期，提升产品交付能力问题，组建 T5 产品标杆团队，运用标杆管理 “八步法”，从源头上解决物料齐套性差和装配周期长等难题，取得卓越成果。
1.硬性收益
缩短机床交货期，减少运营成本 ; 解决新产品响应市场速度慢、交付周期长问题。
2.潜在收益
通过项目的实施，优化了机床作业标准，提升产品一致性，提升产品竞争力 ; 提升团队信心与凝聚力，培养了管理、技术、工艺人才。全面进行成果复制推广，提高机床制造质量。、数字增量法等，而利用Nurbs样条曲线进行插补因为其效率高、精度好而得到了高端数控机床的青睐。
（四）刀的姿态不对无法加工？五坐标联动分分钟搞定
加工复杂曲面不光要理论上可以加工，还需要考虑刀具和被加工的表面之间的相对位置关系。
一方面如果刀具的姿态不合适会导致加工的表面质量低下；另一方面刀具还会和加工好的零件结构互相干涉，不调整刀具的相对姿态根本没有办法加工。这就需要赋予数控机床更多的运动自由度，使之更为灵巧。
由于我们所处的三维空间的相对运动只包含六个自由度（3个平动自由度以及3个转动自由度），五坐标联动就是使数控机床在具有空间上x、y、z三个方向的平动自由度外，又增加了两个方向的转动的自由度，再加上刀具本身的用于切削的转动自由度，这样刀具和工件之间的相对运动就有了全部的六个自由度，使得刀具和工件之间可以呈现任意的相对位置和相对姿态。
（五）国产数控系统：逐渐迈向高端市场
中国是当今世界机床制造大国，数控系统在性能、功能和成套化应用方面均取得了长足进步。
其中，低档数控系统几乎完全取代了进口，中档数控系统在系列化、商品化和产业化方面成效显著。高档数控系统已突破实现了五轴联动功能，并在六轴数控砂带磨床、五轴叶片铣床和车铣复合机床等设备上得到了示范应用。
此外，中国企业针对零件（如手机壳）的大批量、表面光洁度高等特点，各自开发了多款专用系统和小型高速加工中心，大大降低了生产成本，该市场现已基本被国产系统和主机占领。
不过，还是应该看到，国际上的数控系统已经有很多成熟的高端产品，与世界机床强国相比，中国的机床产品在全球机床市场的竞争力差距依然很大
客服1