一、數(shù)控機床的組成
數(shù)控機床一般由輸入輸出設備、數(shù)控裝置伺服系統(tǒng)、測量反饋裝置和機床本體組成，見圖1-1。
1．輸入輸出設備
輸入輸出設備主要實現(xiàn)程序編制、程序和數(shù)據(jù)的輸入以及顯示、存儲和打印。這一部分的硬件配置視需要而定，功能簡單的機床可能只配有鍵盤和發(fā)光二極管(led)顯示器；功能普通的機床則可能加上磁盤驅動器、人機對話編程操作鍵盤和視頻信號顯示器(crt/ lcd)；功能較高的可能還包含有自動編程機或計算機輔助設計／計算機輔助制造(cad／cam)系統(tǒng)。
2．數(shù)控裝置
數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心。它接受來自輸入設備的零件加工程序和數(shù)據(jù)，并按輸入信息的要求完成數(shù)值計算、邏輯判斷和輸入輸出控制等功能。數(shù)控裝置通常是指一臺專用計算機或通用計算機與輸入輸出接口板以及機床控制器(可編程控制器)等所組成的控制裝置。機床控制器的主要作用是實現(xiàn)對機床輔助功能m、主軸轉速功能s和換刀功能t的控制。
3.伺服系統(tǒng)
數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是以機床移動部件的位移和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，它是接受數(shù)控裝置的指令，驅動機床執(zhí)行機構運動的驅動部件(如主軸驅動、進給驅動)。它包括伺服控制電路、功率放大線路和伺服電機等。伺服電機常用的有步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電機。一般來說，數(shù)控機床的伺服驅動，要求有好的快速響應性能，能靈敏而準確地跟蹤由數(shù)控裝置發(fā)出的指令信號。
4.測量反饋裝置
該裝置由測量部件和相應的測量電路組成，其作用是檢測速度和位移，并將信息反饋給數(shù)控裝置，構成閉環(huán)控制系統(tǒng)。沒有測量反饋裝置的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。
5.機床本體
機床本體是數(shù)控機床的主體，是用于完成各種切削加工的機械部分，包括床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。
二、數(shù)控機床的分類
1.按機械加工的運動軌跡分類
(1) 點位控制數(shù)控機床
點位控制是指刀具相對工件從某一位置移到下一個位置的過程中，不要求其運動軌跡，只要求刀具能最終準確到達目標位置。刀具在移動過程中不切削，一般采用快速運動。其移動過程可以是先沿一個坐標方向移動，再沿另一個坐標方向移動到目標位置，也可沿兩個坐標同時移動（圖1－2）。
(2) 直線控制數(shù)控機床
直線控制數(shù)控機床不僅要保證點與點之間的準確定位，而且要控制兩相關點之間的位移速度和路線。其路線一般由與各坐標軸平行的直線段或與坐標軸成45°的斜線組成（圖1－3）。由于刀具在移動過程中要切削，所以對于不同的刀具和工件，需要選用不同的切削用量和進給量。
(3) 輪廓控制數(shù)控機床
輪廓控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置能夠同時控制兩個軸或兩個以上軸。對刀具相對工件的軌跡和速度進行嚴格的不間斷控制（圖1－4）。它具有直線和圓弧或其它曲線的插補功能、刀具補償功能、機床軸向運動誤差補償、絲杠的螺距誤差和齒輪的反向間隙誤差補償?shù)裙δ?。該類機床可加工曲而、葉輪等復雜形狀的零件。
按伺服系統(tǒng)的控制原理分類
(1) 開環(huán)控制的數(shù)控機床
開環(huán)控制數(shù)控機床不帶有位置檢測裝置，數(shù)控裝置將零件程序處理后，輸出數(shù)字指令信號給伺服系統(tǒng)，驅動機床運動。指令信號的流程是單向的，如圖1－5所示。
這類數(shù)控機床的伺服驅動部件通常選用步進電機。受步進電機的步距精度和工作頻率以及傳動機構的傳動精度的影響，開環(huán)控制的數(shù)控機床的速度和精度都較低。但由于其結構簡單、成本較低、調試維修方便等優(yōu)點，所以仍被廣泛應用于經(jīng)濟型、中小型數(shù)控機床。
(2) 閉環(huán)控制的數(shù)控機床
閉環(huán)控制的數(shù)控機床帶有檢測裝置。它隨時接受在工作臺端測得的實際位置反饋信號，將其與數(shù)控裝置發(fā)來的指令位置信號相比較，由其差值控制進給軸運動，直到差值為零時，進給軸停止運動。
圖1－6為閉環(huán)控制的數(shù)控機床的原理框圖。安裝在工作臺的位置傳感器(比如光柵)把機械位移轉變?yōu)殡娏?，反饋到位置比較電路與位置指令值相比較、得到的差值經(jīng)過放大和變換，驅動工作臺向減少誤差的方向移動。
(3) 半閉環(huán)控制的數(shù)控機床
半閉環(huán)控制的數(shù)控機床與閉環(huán)控制的數(shù)控機床的區(qū)別在于其檢測反饋信號不是來自工作臺，而是來自與電動機端或絲杠端連接的測量元件，見圖1－7。實際位置的反饋值是通過間接測得的伺服電動機的角位移計算出來的，因而控制精度沒有全閉環(huán)高，但機床工作的穩(wěn)定性卻由于大慣量工作臺被排除在控制環(huán)外而提高，調試方便，因而廣泛用于數(shù)控機床中。
3.按照功能水平分類
數(shù)控機床的分類按所使用的數(shù)控系統(tǒng)的配置及功能區(qū)分，可分為高級型、普通型和經(jīng)濟型數(shù)控機床。對每一種數(shù)控機床的分類主要看其內涵，即主要技術參數(shù)、功能指標和關鍵部件的功能水平。