关于数控机床来说，数控体系就像大脑一样负责处理信息并操控机床的动力。当要加工的零件形状不规则时，插补运算能够解决；而当零件的形状特殊，机床的刀具无法进行切削时，五坐标联动技能就派上了用场。
一提到工业，zui根底的便是制作。
而所谓制作便是把各式各样的东西从原资料变成零件再装配成产品。
在传统的金属加工范畴，零件的制作便是火星四溅的铸锻焊以及硬碰硬的车铣刨磨钳，咱们日子中见到的任何一个稍微有些形状的金属，在咱们见到之前，都已经在工厂阅历了屡次铁与火的淬炼。
既然金属零件是机器制作的，那么机器又是怎么制作的呢？原来，它是经过机床完结的。
(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咱们在日子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资料，这些资料要加工成各种形状的零件就需要运用机床进行切削；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，zui初的机床包括动力设备、传动设备和履行设备，靠电机滚动输入动力，经过传动设备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，则由人在加工进程中直接进行操控。
因为传统机床运用的电机的转速在作业时根本上是不变的，为了完成不同的切削速度，传统的机床规划了极为杂乱的传动体系。这种杂乱度的机械在如今的规划中已经不多见了。
而随着伺服电机(伺服电机便是能够在一定范围内操控电机的方位和转速的电机)技能的发展及其在数控机床上的使用，直接操控电机的转速变得方便快捷效率高，并且根本上是无级变速，传动体系的结构大大简化，甚至出现了很多环节电机直接衔接到履行机构上，而省略了传动体系。
这种“直接驱动”的形式是现在机械规划范畴的一大趋势。
结构的简化还不行，要完成各式各样的形状的零件的加工，还需要让机床能够、精确的操控多台电机合作完结整个加工进程。
这就要让机床成为有“脑子”的数控机床了。而这个脑子便是数控体系，数控体系的水平高低决定了数控机床能干多杂乱、多精密的活儿，也决定了这台机床和他的操作者的身价。
(二)数控体系能干嘛？处理信息并操控动力
数控体系(Numerical Controller System)是数控机床的大脑。
关于一般数控机床而言，往往包括人机操控界面、数控体系、伺服驱动设备、机床、检测设备等等，操作人员在一些计算机辅助制作软件的帮助下，将加工进程所需的各种操作(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，并经过人及操控界面输入到数控机床，之后由数控体系对这些信息进行处理和运算，并按零件程序的要求操控伺服电机，完成刀具与工件的相对运动，以完结零件的加工。
数控体系完结许多信息的存储和处理的作业，并将信息的处理结果以操控信号的形式传给后续的伺服电机，这些操控信号的作业效果依赖于两大核心技能：一个是曲线曲面的插补运算，一个是机床多轴的运动操控。
(三)零件形状太“自在”？靠插补运算搞定
假如运动轨道能够用解析式表达，则整个运动就能够分解为几个坐标的独立运动的合成运动，就能够直接操控电机生成了。
可是制作进程中很多零件的形状能够说是十分“自在”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绘的曲线曲面，这类曲线曲面称为自在曲线(Free Form Curves)或自在曲面。
要切出来这些“自在”的形状，刀具和工件之间的相对运动也相应的十分杂乱。具体到操作中，便是要操控工件台、刀具都依照规划好的方位-时刻曲线进行运动，操控这二者在规则的时刻以指定的姿势抵达指定的方位。
机床能够在工件和刀具之间很好地完结直线段、圆弧或其他的有解析式的样条曲线的相对运动，而这种杂乱的“自在”运动又该怎么完结呢？答案是依托插补运算。
所谓插补，便是依照一定办法确定数控机床上刀具的运动轨道的进程。根据给定的速度和轨道，在轨道的已知点之间，添加一些新的中心点，并操控工件台和刀具经过这些中心点，进而就能完结整个运动。
而这些中心点之间，则经过线段、圆弧或者样条曲线等来衔接。相当于用数段微小的线段和圆弧去迫临要求的曲线和曲面，这便是插补的实质。
盛行的插补算法包括逐点比较法、数字增量法等，而使用Nurbs样条曲线进行插补因为其效率高、精度好而得到了数控机床的喜爱。
(四)刀的姿势不对无法加工？五坐标联动分分钟搞定
加工杂乱曲面不光要理论上能够加工，还需要考虑刀具和被加工的表面之间的相对方位联系。
一方面假如刀具的姿势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势底子没有办法加工。这就需要赋予数控机床更多的运动自在度，使之更为灵巧。
因为咱们所在的三维空间的相对运动只包括六个自在度(3个平动自在度以及3个滚动自在度)，五坐标联动便是使数控机床在具有空间上x、y、z三个方向的平动自在度外，又添加了两个方向的滚动的自在度，再加上刀具自身的用于切削的滚动自在度，这样刀具和工件之间的相对运动就有了全部的六个自在度，使得刀具和工件之间能够出现任意的相对方位和相对姿势。
如上图所示，虽然图中标了4个平动自在度，可是其实质上也只是完成了x、y、z三个方向的运动，有一个自在度是冗余的，其实质上是一个五坐标联动机床。
(五)国产数控体系：逐步迈向市场
我国是当今世界机床制作大国，数控体系在功用、功用和成套化使用方面均取得了长足进步。
其间，等级低数控体系简直完全替代了进口，中档数控体系在系列化、商品化和产业化方面成效明显。数控体系已打破完成了五轴联动功用，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使用。
此外，我国企业针对零件(如手机壳)的大批量、表面光洁度高级特点，各自开发了多款专用体系和小型高速加工中心，大大降低了生产成本，该市场现已根本被国产体系和主机占据。
不过，仍是应该看到，国际上的数控体系已经有很多成熟的产品，与世界机床强国比较，我国的机床产品在全球机床市场的竞争力距离仍然很大。
