对（duì）于数控（kòng）机床来说，数控系（xì）统就像大脑一（yī）样负责处理信息（xī）并控制机床的动力。当要加工的零件形状不规则时，插补运（yùn）算可（kě）以解决；而当零件的形状特殊，机（jī）床（chuáng）的刀具无法进行切削时，五坐标联动技术就派上了（le）用场。
一提到工业，最基础的就是制造。
而（ér）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（lǐng）域，零件的制（zhì）造就是火星四溅的（de）铸锻焊以及硬碰硬的车铣刨磨钳，我们生（shēng）活中见到的任何（hé）一个稍微有些形状（zhuàng）的金属，在（zài）我（wǒ）们见到（dào）之前，都已经在工厂经历了（le）多次铁与火的淬（cuì）炼。既然金属零件是机器制（zhì）造的，那么机器又是如何制造的呢？原来，它是通过机（jī）床（chuáng）完成的。
（一）从机床（chuáng）到数控机床，机器不再无脑（nǎo）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（zài）生活中见到的各种奇（qí）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（xiē）材料要加（jiā）工成各种形状的零件就需要使（shǐ）用机床进行切削；还有一些精（jīng）度要求较高和表面粗（cū）糙度要求较细的零件，就要在（zài）机床上用精细繁复的工艺切出来或者（zhě）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（chuán）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（qiē）多少、多快速度切等等问题，则由人在加工（gōng）过程中直接进行控制。
由于传统机床使用的电机的转（zhuǎn）速在工作时基本（běn）上是不变的（de），为了实现不同（tóng）的切削速度（dù），传统（tǒng）的机床设计（jì）了极为复杂的传动系统。这（zhè）种复杂度的机（jī）械在现今的设（shè）计中已经不多见了。
而随着伺服电机（伺服电机就（jiù）是可以在一定范围内精确控制电机的位（wèi）置和转速的电机）技（jì）术的发展（zhǎn）及其在数控机床上的（de）应用，直接控制电机的转速（sù）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（dà）大简化，甚至出现了（le）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（zhǒng）“直接驱动”的模式（shì）是现在（zài）机械设计领域的一大趋势。
结构的简化还（hái）不够，要实（shí）现各种各（gè）样的（de）形状的零件的加工，还需要让机床可以高效、准确（què）的控制多台电机合作完成整个（gè）加工过（guò）程。
这就要让机床成为有（yǒu）“脑子”的数（shù）控机床了。而这个脑子就（jiù）是数控系统，数控系统的水平高低决定了（le）数控机床能干（gàn）多（duō）复杂（zá）、多精密的活儿，也（yě）决定了这台机床和他（tā）的操作者的身价（jià）。
（二（èr））数控系统能干嘛？处理信息并控制（zhì）动力
数控系统（Numerical Controller System）是数控机床的大脑。
对于一般数控（kòng）机床而言，往往包含人机控制界面、数控系统、伺服驱（qū）动装置（zhì）、机（jī）床、检测装置等等，操作人员在（zài）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（rú）主轴变速等步（bù）骤以及工件的（de）形状尺寸）用零件程序代码表示（shì），并通过人（rén）及控制界面输入到数控机床，之后由数控系统（tǒng）对这些信息进行处理（lǐ）和运算，并按零件程序的要求控（kòng）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（kòng）制信号的形式传给后续的伺服电机，这些控制信号的工作（zuò）效果依赖（lài）于两大核心技术：一（yī）个是曲线曲面的插补运（yùn）算，一个是机床多轴（zhóu）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（yùn）动就可以（yǐ）分解为几个坐标的独立运动的合成运动（dòng），就可以直接控制电机生成了。
但是制（zhì）造过程中很多零件的形状（zhuàng）可以说（shuō）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（rú）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（qǔ）面称为自由曲线（Free Form Curves）或自（zì）由曲面（miàn）。
要切出来这些“自由”的形状（zhuàng），刀具和（hé）工件之间的相对运动也相应的十分复杂（zá）。具体到（dào）操作中，就是要控制工件台、刀具都按照（zhào）设计好的位（wèi）置-时间曲（qǔ）线进行（háng）运动，控制这二（èr）者在规（guī）定的时间以指定的（de）姿态到达指定的位置。
机床可以（yǐ）在工件和刀具之间很好地完成（chéng）直线段、圆弧或其（qí）他的有解析式的样（yàng）条曲线的（de）相对运动，而这种复杂的“自由”运动（dòng）又该怎么完成呢？答案是依靠插补运（yùn）算。
所谓插补，就是按照一定（dìng）方法确定数控机床上刀（dāo）具的（de）运（yùn）动（dòng）轨迹的过（guò）程。根据给定的速度和轨迹，在轨迹的已知点（diǎn）之间（jiān），增加一些（xiē）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（néng）完成整个运动。
而这些中间点之间，则（zé）通过线段、圆弧或（huò）者样条曲线等来连接。相当于用（yòng）数段微小的线段和圆弧去（qù）逼近（jìn）要求的（de）曲线和曲面（miàn），这就是插补的（de）本质。
流行的（de）插补算法包（bāo）括逐点比较法数控车市场发（fā）展潜力巨大，卧式数控车床国内年需求量在 5 万台以（yǐ）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（nián）以来（lái）数控车市场需求呈上升趋势，经（jīng）市场调研（yán）发现，客户对快速交货的需求日益强烈（liè），中小规格数控车订单大部分要（yào）求现货或1-2 月交货，但优装备（bèi） T5 数控车（chē）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（jí）需提升产品交付（fù）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（biàn）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（dé）马吉等，同规格产品价格约 50万以上，以德日美进口品（pǐn）牌为主。
中端产品稳（wěn）定性好、价格适中，代表品牌（pái）为台湾友嘉、韩（hán）国迪恩、韩国威亚（yà）、海德曼、海天精工等，同规格产品价（jià）格 25 万以上为主（zhǔ），以台韩品（pǐn）牌为主。
中低端产品性价比高，代表品牌（pái）为宝鸡，西格马，鲁南精工（gōng）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（dù）、工艺技术水平、信息获取难易等多维度选择标杆（gǎn）对象。
结合市场竞争现状及标（biāo）杆企业先进做法，优装备（bèi）选择一（yī）家中国台湾地区公司为对标对象（xiàng）。
2.标杆（gǎn）企（qǐ）业先进做法
这家中国台湾地区机床企业的一款数（shù）控斜车主要（yào）面（miàn）向中、高端客户群体（tǐ），与优装备 T5 系列数控车对比，目标（biāo）市场一致、为中高端畅销产品、市场认（rèn）可度较高，产品结构相近。整机供（gòng）货周期约为 60 天，在市（shì）场上具备较强的货期优势，拥有稳定供应链体系和（hé）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（qī）典型客户交货周期，得出从合同订单签订到产品包装入库（kù）、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（biāo）。
改善目标 : 产品交货期由 90 天缩短到 60 天、达到与标（biāo）杆对象（xiàng）相同的水平，改善该（gāi）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（bèi）收集产生解决思（sī）路、制定（dìng）了具体的工艺方案并实（shí）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（kè）户供货周期（qī）采集等多（duō）维度数据收集，优装（zhuāng）备分析出提升机床（chuáng）交货期（qī）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（jìn）一步（bù）梳理出可能影响交货周期的可能因子。
筛选（xuǎn）主（zhǔ）要因（yīn）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（jù）体如表 2。
可见，完成导轨丝杠外购件货期、机加大件（jiàn）货期（qī）等 7 大因子改善即可完成 83% 以（yǐ）上的改善任务。
3.制定改善方案并实施工艺（yì）改进
针对以上 7 大项目（mù）进（jìn）行快速改善措施判断，确定出刮研面过大（dà）、员工对新产品装配不熟练、装配（pèi）作（zuò）业（yè）指导（dǎo）书不完善等三项适合（hé）实施快速改善，并制定了快速改善措施计划（huá）（见表 3）。
（1）制定快速改善措施（shī）
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（zhǐ），减少刮（guā）研面（miàn）积 ; 控制零件尺寸链误差;利（lì）用现场设备提高刮研效率。
②针（zhēn）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（zuò）业培训 ; 组织开展员工装（zhuāng）配技能大赛。
③针对装配作业指（zhǐ）导书不完善（shàn），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（shí）施
针对主要外购件货期、机加大件及关键件货（huò）期、装配（pèi）周期制定具体改善措施如（rú）表 4。
①针对订货周期长（zhǎng）物料情况（kuàng），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（gòu）件（jiàn）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（gǔn）动（dòng）采购计划，采取提前备货及供应商备货 ; 制（zhì）定供应商考核制度（dù），选（xuǎn）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（wài）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（jī）加关键零（líng）件供应商加工工艺定期检查，优化机加关键零件加工工（gōng）艺，保证加工件质（zhì）量与效率。
③针对装配周期问题，通过准确测时规范各（gè）序（xù）作（zuò）业内容，平衡序间作业能力 , 形成流式线（xiàn）生（shēng）产 ; 通过优化设计结构，缩短装配时间 ; 通过优化工（gōng）艺方法，补增量产所需工装工（gōng）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（jiāo）付能力》项目，着眼于缩（suō）短产品交货（huò）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（guǎn）理 “八步法”，从源（yuán）头上解（jiě）决物料齐套（tào）性差和（hé）装配周期长（zhǎng）等难题，取得卓越成（chéng）果。
1.硬（yìng）性收益
缩短机床（chuáng）交货期，减（jiǎn）少运营成本 ; 解决新产品响应市场速度（dù）慢、交付周期长问题。
2.潜在收益
通过项目的实施，优（yōu）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（xìn）心与凝聚力，培养了管理、技术、工（gōng）艺人才。全面（miàn）进行成（chéng）果复制（zhì）推广，提高机床制造质量。、数字增（zēng）量法等，而利用Nurbs样条（tiáo）曲线进行插补因为其效率高、精度好（hǎo）而得到了高端数（shù）控机床的青睐。
（四）刀的姿态不（bú）对无（wú）法加工？五坐标联动分分钟搞定
加工复杂（zá）曲面不光要（yào）理论上可以加工，还需要考虑刀具（jù）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（zhì）加工的表（biǎo）面质（zhì）量（liàng）低下；另一方面刀具还会和加（jiā）工好的零（líng）件结构互相干涉（shè），不调整刀具的相对姿态根本没有办法加工（gōng）。这就需要赋予数控机床更多的运（yùn）动自由度，使之更为灵巧。
由于我们（men）所处的三维（wéi）空间的相对运动只（zhī）包含六个（gè）自（zì）由度（3个平（píng）动自由度以（yǐ）及3个转（zhuǎn）动自由度），五（wǔ）坐标联动就是使数控机（jī）床在具有空间上x、y、z三个方向的平动（dòng）自由度（dù）外，又增加了两个方向的（de）转动（dòng）的自由度（dù），再加上（shàng）刀具（jù）本身的用于切削（xuē）的转动（dòng）自由度，这样刀具和工件之间的相对运动就有了全部（bù）的六个自由度，使得刀具和工件之间可以呈现任意（yì）的相对（duì）位置和相对姿态。
（五）国（guó）产数控（kòng）系统：逐渐迈（mài）向高端市场
中国（guó）是当今世界机床制（zhì）造大国，数控系统在性能、功能和成套化应用方（fāng）面均取得了长足进步（bù）。
其中，低档数控系统几（jǐ）乎完全取代（dài）了进口，中档数控系统在系（xì）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（dòng）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（de）大批量（liàng）、表面光洁度高等特点（diǎn），各自开发（fā）了多款专用系统和小型高速加（jiā）工中心，大大（dà）降低了（le）生产成本（běn），该市场现已基本被国产（chǎn）系统和主机占领。
不过，还是应该（gāi）看到，国际上的数控系统已经有很多成熟的高端（duān）产品，与世（shì）界机床强国相比，中国的机床产品在全（quán）球机床市场的竞争力差距依然很大
客（kè）服1