對於數控機床（chuáng）來說，數控係（xì）統就像大腦一樣負責處（chù）理信息並（bìng）控製機床的動（dòng）力。當要加工的零件形狀不規則時，插補運（yùn）算可以（yǐ）解決；而當（dāng）零件的形狀特（tè）殊，機床的刀具無法進行切削（xuē）時，五坐標（biāo）聯動技術就派上了（le）用場（chǎng）。
一提到工業，最（zuì）基礎的就是製造。
而所謂製造就（jiù）是把各種各樣的（de）東西從原材料變成零件再裝（zhuāng）配成產品。在傳（chuán）統的金屬加工領域，零件的製造就是火星四（sì）濺的鑄鍛焊以及（jí）硬碰硬的車銑刨磨鉗，我們生活中見到的任何一個稍（shāo）微有些（xiē）形狀的金屬，在我們見到之前，都已經在工廠經曆了多次鐵與火的淬煉（liàn）。既然金屬零件是機器製造的，那麽機器又是如何製造的呢？原來，它是通（tōng）過機（jī）床完成的。
（一）從機床到數控機床，機器不再無腦幹活
機床是其他機器（qì）的“母機”。
煉鋼廠出產（chǎn）的鋼鐵並不是（shì）我們在生活中（zhōng）見到的各種奇奇怪怪的形狀，而（ér）是板材、管材、鑄錠等等（děng）形（xíng）狀比較規則的材料，這些材料要（yào）加工成各種形狀的零件就需要使用機床進行切削；還有一些精度要求較高和表（biǎo）麵粗糙度要求較細的零件，就要在機床上用精（jīng）細繁複的工藝切出來或者磨出來。
和所有的機器一樣，最初的機床包（bāo）括動力裝置、傳動（dòng）裝置和執行裝置，靠電機轉動輸入動力，通（tōng）過傳動裝置帶著被加工的工（gōng）件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（děng）等問（wèn）題，則（zé）由人在加工過程中直接進行控（kòng）製。
由於傳統機（jī）床使（shǐ）用的電機的轉速在工作時基本上是不變的（de），為（wéi）了實現（xiàn）不同的（de）切削速度，傳統（tǒng）的機（jī）床設計了（le）極為複雜的傳動係統。這種複雜度的機械在現今的設計中已經不多見（jiàn）了。
而隨著伺（sì）服電機（伺（sì）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（jī））技術的發展及其在數控（kòng）機床上的應用，直（zhí）接控製電機的轉速變得方便（biàn）快捷效率（lǜ）高，而且基本上是無級變速，傳動係統的結構大大簡化，甚至出現（xiàn）了很多（duō）環節電機直接連接到（dào）執行機構上，而（ér）省略（luè）了（le）傳動係統。
這（zhè）種“直接驅動”的模式是現在機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，還需要讓機（jī）床可以高（gāo）效、準確的控製多台電機合作完成整個加工過程。
這就要讓機床成為有“腦子”的（de）數控機床了。而這個腦（nǎo）子就是數控係統，數控係統的水平高低決定了（le）數控機（jī）床能幹多（duō）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）數控係統能幹嘛？處（chù）理信息（xī）並控製動力
數控係統（Numerical Controller System）是數控機床的大（dà）腦（nǎo）。
對於一般數控機（jī）床而言，往往包含人機控製界麵、數控係統、伺服驅動裝置、機床、檢測（cè）裝置等等，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（rú）主軸變速等步驟以及工（gōng）件的形狀尺寸）用零件程序代碼表示（shì），並通過人及控製界麵輸（shū）入到數控機床，之後由數控（kòng）係統對這些信息進行處（chù）理和運算，並按零件程（chéng）序的（de）要求控製伺服電機，實現刀具（jù）與工（gōng）件的相對運動，以完（wán）成（chéng）零件的加工。
數（shù）控係統完成諸多信息的存儲和（hé）處理的工作（zuò），並將信息的（de）處理結果以控製信號的形式傳給後續（xù）的伺服電機，這些控製信號的工作效果依賴於兩大核心技（jì）術：一個是曲（qǔ）線曲麵的插補運算，一個是機床多軸的運動控製。
（三）零件形狀太“自由”？靠插（chā）補運算搞定
如果運動軌（guǐ）跡可以用解析式表達，則整（zhěng）個（gè）運動就可以分（fèn）解為幾個坐標的（de）獨（dú）立運動的合成運動，就可以直接控製電機生（shēng）成了。
但（dàn）是製造過程中很多零件的形狀可以（yǐ）說是十分“自由”的，既不圓、也不方（fāng），甚至都不知道是什麽形（xíng）狀，例（lì）如汽車、輪船、飛機、模具、藝術品等產品常遇到不能用解析式描述的曲線曲（qǔ）麵，這（zhè）類曲線曲麵稱為自由曲線（Free Form Curves）或自由曲麵。
要切出來這些“自由”的形狀，刀具和工件（jiàn）之間的相對運動也相應的十分複雜。具體到操作中，就是（shì）要控製工件台、刀具都按（àn）照設計好的位置-時間曲線進行運動，控製這二者在規定的時間以（yǐ）指定的姿態到達指定的位置。
機床可以在工件和（hé）刀具（jù）之間很好地完成直（zhí）線段、圓弧或（huò）其他（tā）的（de）有解析式的樣條（tiáo）曲線的相對運動，而（ér）這種複雜的“自由（yóu）”運（yùn）動又（yòu）該怎麽完成（chéng）呢？答案是依（yī）靠插補運算（suàn）。
所謂插補，就是按照一定方法確定數控機床上刀具的運動軌（guǐ）跡的過程。根據給定的速（sù）度和軌跡，在軌跡的已知點之間，增加一些新的中（zhōng）間點，並控製工件台和刀具通過這些中間點（diǎn），進而就能完成整個運動。
而這些中（zhōng）間點之間，則通過線段（duàn）、圓弧或者樣條曲線等來連接。相當於用數段微（wēi）小的線段和圓弧去逼近要求的曲（qǔ）線和曲麵，這就是插補的本質。
流行的插補算法包括（kuò）逐點比較法數控車市場發展潛（qián）力巨大，臥式數控車床國內年需求量在（zài） 5 萬台以上，其中中高端數控車年需求量在（zài） 1.5 萬台以上。優（yōu）裝備現有 T5 係列臥式數控車床產品，已進入產品成熟（shú）發（fā）展期，交期周期競爭力不強，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（shēng）趨勢，經市（shì）場調研發現，客戶（hù）對快速交貨的需（xū）求日益（yì）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 數控車產品響應市場速度慢、交付周期長，不（bú）能（néng）完全滿足（zú）市場預期，急需提升產品交付能力（lì），助力公司發展。
1.選定標杆企業
目前數控車有多種分類方式，最普（pǔ）遍的按產品性能可分為（wéi）高、中、中低三大類。
高端產（chǎn）品高精度、高性能，代表（biǎo）品牌為哈挺，馬紮克，大隈，德馬（mǎ）吉等，同規格產品價格約 50萬以上，以德日美進口品牌為主。
中端產品穩定性好、價格適中，代表品牌為台灣友嘉（jiā）、韓國迪恩、韓國威亞、海德曼、海（hǎi）天精工等（děng），同規格產品價格 25 萬以上為主，以（yǐ）台韓品牌為主。
中低端產品性價比高，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（wàn）以上，以本土品牌為主。
優裝備通過產品相似度、行業認可度、工藝技術水平、信息獲取難易等多維度選擇標杆對（duì）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灣地區公司為對（duì）標對象。
2.標杆企業先進做法
這（zhè）家中國台灣地區機床企業的一款數控斜車主要麵向中、高（gāo）端客戶群體，與優裝備 T5 係（xì）列數控（kòng）車對比，目標市場一致、為中高端暢銷產品、市場認可度較高（gāo），產品結構相近。整（zhěng）機供貨（huò）周期約為 60 天，在市（shì）場（chǎng）上具備較強的貨期（qī）優勢，擁有穩定供應鏈（liàn）體（tǐ）係和製（zhì）造體係。優裝備與該企業對標，易於開展（zhǎn）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期，得出從合同訂單簽訂到（dào）產品包裝入庫、發（fā）貨到客（kè）戶（hù）的整（zhěng）個整機供貨周期約為 90 天，以此為依據設立（lì）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（tóng）的水平，改善該關鍵指標將有助於提升公（gōng）司主導產品核心（xīn）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（jù）體的工藝方案並實施了工藝改善、全麵提升了產品交付能力。
1.收集數據確（què）定關（guān）鍵因（yīn）素
通過網絡、樣本、典型客戶供貨周期采集等多維度數據收（shōu）集（jí），優裝備分析出（chū）提升機床交貨期Y 的關鍵因素。
T5 機床交貨期 Y=Y1（主（zhǔ）要外購件貨期）+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（zhuāng）配（pèi）工藝可能（néng）因子
通過分析人、機（jī）、料、法、環、測等影響產品交貨周期因素，進一步梳理出可能影響交貨周期的可（kě）能因子。
篩選主（zhǔ）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。
可見，完成導（dǎo）軌絲杠外購件貨期、機加大件（jiàn）貨（huò）期等 7 大因子改善即可完成 83% 以上的改善任務。
3.製定改善（shàn）方案（àn）並實施工藝改進（jìn）
針對以上 7 大項目進行快速改（gǎi）善措施判斷，確定出刮研麵過大（dà）、員工對新產品裝配不熟練、裝配作業指（zhǐ）導書不完（wán）善等三項適合實施快速改（gǎi）善，並製定了快速（sù）改善措施計劃（見表 3）。
（1）製定快速改善（shàn）措（cuò）施
①針對刮研量大刮研（yán）時間長，設立改進措施為 : 設計更改圖紙，減少刮研麵積 ; 控製零件尺寸鏈誤差（chà）;利用現場設備（bèi）提高刮研效率。
②針對員工對（duì）新產品裝配不熟（shú）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（néng）大賽。
③針對裝配作業指導書不完（wán）善，設立（lì）改進措施為 : 優化裝配作業指導書，使用（yòng）平（píng）尺（chǐ）檢驗精度 ; 增加過程質量控製、增加（jiā）裝配過程質量控製點。
（2）製定具體改善實施
針對主要（yào）外購件貨期、機加大件及關鍵件貨（huò）期、裝配周期製定具體改善措施如表 4。
①針對訂貨周期長物料情況（kuàng），根（gēn）據合同情（qíng）況及年度生產大綱製定滾動（dòng）的安（ān）全庫存 ; 掌握外購件當前的采購周期，綜合考慮訂貨節點 ; 對（duì）訂貨周期長物料及特配物料形成滾動采購計劃，采（cǎi）取（qǔ）提前備貨及供應商（shāng）備貨 ; 製定（dìng）供應商考核製（zhì）度，選擇最優供應商，采
用一主一次，有計（jì）劃拓展供應鏈維度（dù），儲備製造潛力。
②針對機加大件及（jí）關鍵件貨期（qī）問題，根據生（shēng）產大綱對機（jī）加大（dà）件進行排查，建立（lì）內外部安全庫存預警機製，統籌內配及外協機（jī）加（jiā）件成套率 ; 對於機加關（guān）鍵（jiàn）零件供應商加（jiā）工工藝定期檢查，優（yōu）化機加關（guān）鍵零件加工工藝，保證加工件質量與效率。
③針對裝配周（zhōu）期問題，通過準確測時規（guī）範各序作業內容，平衡序間作業能力 , 形成流式線生產 ; 通（tōng）過優化設計結構，縮短裝配時間（jiān） ; 通過（guò）優（yōu）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（zhuāng）配時間。
三、項目成（chéng）果（guǒ）
《提高 T5 臥式數控車床交付能力》項目，著眼於縮短產品交貨期，提升產品交付能力問題，組建 T5 產品標杆團（tuán）隊，運用標杆管理 “八步（bù）法”，從源頭上解決物料齊套性差和（hé）裝配周期長等難題（tí），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、交付周期長問題。
2.潛在收益
通（tōng）過項目的實施，優化了機床作業標準，提升產品一致性，提升產品競爭力 ; 提升團隊信心與凝聚力，培養了管理、技術、工藝人才。全麵進行成果複製推廣，提高機床製造質（zhì）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（dù）好而得到了高端數控機床的青睞。
（四）刀的姿態不對（duì）無法加（jiā）工？五坐標（biāo）聯動分分鍾搞定
加工複雜曲麵（miàn）不光要理論（lùn）上可以加工，還需要（yào）考慮刀具和被加工的（de）表麵之間的相對位置關係。
一方（fāng）麵如果刀具的姿態不合適會導致加工的表麵質量低下；另一（yī）方麵刀具還會和加工好的零件結構互相幹涉，不調整（zhěng）刀具的相對姿（zī）態根本（běn）沒有辦法加工。這就（jiù）需要賦予數控機床更多的運動自由度，使（shǐ）之更為靈巧。
由於我們所處的三維（wéi）空間的相對運（yùn）動隻包含六個自由度（dù）（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，又增加了兩個方向（xiàng）的轉動的自由度，再加上刀具本身的用（yòng）於切削的（de）轉動自由度，這樣刀具和（hé）工（gōng）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（gōng）件之間可以呈現任意（yì）的相（xiàng）對位置和相對姿態。
（五）國產數控係統：逐漸邁向高端市場
中國是（shì）當今世界機床（chuáng）製造大（dà）國，數控係統在性能、功能和成套化應用方麵均取得（dé）了長足（zú）進步（bù）。
其（qí）中，低檔數控係統（tǒng）幾乎完（wán）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了（le）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（xǐ）複合機床等設備上（shàng）得到了示（shì）範應用。
此外，中國企業針（zhēn）對零件（如手機（jī）殼）的大批量、表麵光潔度高等特（tè）點，各自開發了多款專用係統（tǒng）和小型高速加工中心，大大（dà）降低了生產成本，該市場現已基本被（bèi）國產係統和主機占領。
不過，還（hái）是應該看到，國際上的數控（kòng）係（xì）統已經有很多成熟的高端產品（pǐn），與世界機床強（qiáng）國相比，中國的機床產品在全球機床市場的競爭力差距依然很大
客（kè）服（fú）1