1、數控機床的組成
數控機床主要是由機床本體和計算機數控系統兩大部分組成，如圖5所示。
（1）、機床本體
機床本體是數控機床的主體，由基礎件（如床身、底座）和運動件（如工作臺、主軸箱等）組成。它不僅要實現由數控裝置控制的各種運動，而且還要承受包括切削力在內的各種力，因此機床本體必須保證具有良好的幾何精度、足夠的剛度、小的熱變形、低的摩擦阻力，才能有效地保證數控機床的加工精度。
數控機床本體與普通機床相比，具有以下特點：
①、采用了高性能主軸部件及傳動系統，機械傳動機構簡化，傳動鏈較短。
②、機械結構具有較高剛度和耐磨性，熱變形小。
③、更多地采用高效傳動部件，如滾珠絲杠、靜壓導軌、滾動導軌等。
（2）、數控系統
為了對機械運動及加工過程進行數字化信息控制，必須具備相應的硬件和軟件。用來實現數字化信息控制的硬件和軟件的整體稱為數控系統（Numerical Control System）。
數控系統是數控機床的核心，由輸入輸出設備、數控裝置（CNC）、伺服單元、驅動裝置（或執行機構）、可編程控制器（PLC）及電氣控制裝置、輔助裝置、測量裝置等組成。
①、輸入輸出設備
輸入輸出裝置是機床數控系統和操作人員進行信息交流、實現人機對話的交互設備。
輸入裝置的作用是將程序載體上的數控代碼變成相應的電脈沖信號，傳送并存入數控裝置內。根據控制介質的不同，相應有不同的輸入裝置。如對應穿孔紙帶，有光電閱讀機；對應磁帶，有錄放機；對應磁盤，有磁盤驅動器等。
現代數控機床，可以通過鍵盤，用手動方式（MDI方式）直接輸入數控系統，也可以由計算機編程后，用通信方式傳送到數控系統中。
輸出裝置是顯示器，有CRT顯示器或彩色液晶顯示器兩種。輸出裝置的作用是：數控系統通過顯示器為操作人員提供必要的信息。顯示的信息可以是正在編輯的程序、坐標值以及報警信號等。
②、數控裝置（CNC裝置）
數控裝置是數控系統的核心，是由硬件和軟件兩部分組成的。它接受的是輸入裝置送來的脈沖信號，信號經過數控裝置的系統軟件或邏輯電路進行編輯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制機床的各個部分，使其進行規定的、有序的動作。這些控制中最基本的信號是各坐標軸的進給速度、進給方向和位移量指令，還有主軸的變速、換向和啟停信號，選擇和交換刀具的刀具指令信號，控制且血液、潤滑油汽艇、工件和機床部件松開、夾緊、分度工作和轉位的輔助指令信號等。
③、伺服單元
伺服單元接受來自數控裝置的速度和位移指令。這些指令經伺服單元交換和功率放大后，通過驅動裝置轉變成機床進給運動的速度、方向和位移。因此，伺服單元是數控裝置與機床本體的聯系環節，它把來自數控裝置的微弱指令信號放大成控制驅動裝置的大功率信號。伺服單元分為主軸單元和進給單元等，伺服單元就其系統而言又有開環系統、半閉環系統和閉環系統之分。
④、驅動裝置
驅動裝置是把經過伺服單元放大的指令信號變為機械運動，通過機械連接部件驅動機床工作臺，使工作臺精確定位或按規定的軌跡作嚴格的相對運動，加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。目前常用的驅動裝置有直流伺服電動機和交流伺服電動機。
伺服單元和驅動裝置合稱為伺服驅動系統，它是機床工作的動力裝置，計算機數控裝置的指令要靠伺服驅動系統付諸實施，伺服驅動裝置包括主軸驅動單元、進給驅動單元。伺服驅動系統是數控機床的重要組成部分。從某種意義上說，數控機床的功能主要取決于數控裝置，而數控機床的性能主要取決于伺服驅動系統。
⑤、輔助控制裝置
輔助控制裝置的主要作用是接收數控裝置輸出的主運動換向、變速、啟停，刀具的選擇和變換，以及其他輔助控制裝置等指令信息，經過必要的編譯、邏輯判別和運算，經過功率方大后直接驅動相應的電器，帶動機床機械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規定的動作。
⑥、可編程控制器（PLC）
數控機床通過CNC和PLC共同完成控制功能，其中CNC主要完成與數字運算和管理等有關的功能，如零件程序的編輯、插補運算、譯碼、刀具運動的位置伺服控制等；而PLC主要完成與邏輯運算無關的一些動作，它接收CNC的控制代碼M（輔助功能）、S（主軸轉速）、T（選刀、換刀）等開關量動作信息，對開關量動作信息進行譯碼，轉換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成相應的開關動作，如工件的裝夾、刀具的更換、切削液的開關等一些輔助動作。它還接收機床操作面板的指令，一方面直接控制機床的動作（如手動操作機床），另一方面將一部分指令送往數控裝置用于加工過程的控制。
⑦、測量反饋裝置
測量反饋裝置的作用是將數控機床各坐標軸的位移指令檢測值反饋到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值進行比較后，向伺服系統發出指令，糾正所產生的誤差。
2、數控機床的工作原理
數控機床與普通機床相比，其工作原理的不同之處在于數控機床是按數字形式給出的指令進行加工的。通常需要以下幾個步驟：
（1）、根據零件圖上的圖樣和技術條件，編寫出工件的加工程序，并記錄在控制介質即載體上；
（2）、把程序載體上的程序通過輸入裝置輸入到計算機數控裝置中去；
（3）、計算機數控裝置將輸入的程序經過運算處理后，由輸出裝置向各個坐標的伺服系統、輔助控制裝置發出指令信號；
（4）、伺服系統把接收的指令信號放大，驅動機床的移動部件運動，輔助控制裝置根據指令信號控制主軸電機等運轉；
（5）、通過機床的機械部件帶動刀具及工件作相對運動，加工出符合圖樣要求的工件；
（6）、位置檢測反饋系統檢測機床的運動，并將信號反饋給數控裝置，以減少加工誤差。
當然，對于開環機床來說，沒有檢測、反饋系統。
