1.2.1 CNC机床的组成
CNC机床是带有嵌入式计算机的数控机床。硬件数控机床的控制功能是由其控制系统内的电气元件功能决定的。而CNC机床的控制功能是在制造数控系统时通过程序代码形式存入计算机，在CNC机床关机时，存在只读存储器（ROM）中。CNC机床由信息输入、数控装置、伺服驱动及检测反馈装置、机床本体和机电接口五大部分组成。
图1-1所示为三坐标数控铣床的组成，它是由X、Y、Z三个坐标来实现刀具和工件间的相对运动的立式数控铣床。
1.信息输入
这一部分是数控机床的信息输入通道，加工零件的程序和各种参数、数据通过输入设备送进数控装置。早期的输入方式为穿孔纸带、磁带。目前较多采用软盘；在生产现场，特别是一些简单的零件程序都采用按键、配合显示器（CRT）的手动数据输入（MDI）方式；手摇脉冲发生器输入多用于调整机床和对刀时使用；通过通信接口，可由上位机输入。
2.数控装置
数控装置是由中央处理单元（CPU）、存储器、总线、输入输出接口和相应的软件构成的专用计算机，它接收到输入信息后，经过译码、轨迹计算（速度计算）、插补运算和补偿计算，再给各个坐标的伺服驱动系统分配速度、位移指令。这一部分是数控机床的核心。整个数控机床的功能强弱主要由这一部分决定。数控装置具备的主要功能如下：
图1-1 三坐标数控铣床的组成
1）多轴联动、多坐标控制。
2）实现多种函数的插补（直线、圆弧、抛物线、螺旋线、极坐标、样条等）。
3）多种程序输入功能（人机对话、手动数据输入、由上级计算机及其他输入设备的程序输入），以及编辑和修改功能。
4）信息转换功能：包括EIA/ISO代码转换、米制/寸制转换、坐标转换、绝对值/增量值转换等。
5）补偿功能：刀具半径补偿、刀具长度补偿、传动间隙补偿、螺距误差补偿等。
6）多种加工方式选择。可以实现各种加工循环、重复加工、凸凹模加工和镜像加工等。
7）具有故障自诊断功能。
8）显示功能。用CRT可以显示字符、轨迹、平面图形和动态三维图形。
9）通信和联网功能。
3.伺服驱动及检测反馈装置
伺服驱动装置又称为伺服系统，它接收计算机运算处理后分配来的信号。该信号经过调解、转换、放大以后去驱动伺服电动机，带动机床的执行部件运动；并且随时检测伺服电动机或工作台的实际运动情况，进行严格的速度和位置反馈控制。数控机床的伺服驱动装置分为主轴驱动单元（主要是速度控制）、进给驱动单元（包括速度控制和位置控制）、回转工作台和刀库伺服控制装置以及它们相应的伺服电动机等。伺服系统分为直流伺服系统和交流伺服系统，而交流伺服系统正在取代直流伺服系统；以步进电动机驱动的伺服系统在某些具体场合仍可采用；直线电动机系统是适应高速、高精度的一种伺服机构。在伺服系统中还包括安装在伺服电动机上（或机床的执行部件上）的速度、位移检测元件及相应电路，该部分能及时将信息反馈回来，构成闭环控制（交流数字闭环控制中还包括电流检测反馈）。常用检测装置有测速发电机、旋转变压器、脉冲编码器、感应同步器、光栅、磁性检测元件、霍尔检测元件等。一般来说，数控机床的伺服系统应具有很好的快速响应性能，以及能够灵敏而准确地跟踪指令的功能。所以，伺服驱动及检测反馈是数控机床的关键环节。
4.机床本体
机床本体包括机床的主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件，如底座、立柱、滑鞍、工作台（刀架）、导轨等。数控机床与普通机床不同，它的主运动及各个坐标轴的进给运动都由单独的伺服电动机（无级变速）驱动，所以它的传动链短、结构比较简单。普通机床上各个传动链之间有复杂的齿轮联系，在数控机床上改由计算机来协调控制各个坐标轴之间的运动关系。为了保证数控机床的快速响应特性，在数控机床上普遍采用精密滚珠丝杠、直线滚动导轨副、摩擦特性良好的滑动（贴塑）导轨副。为了保证数控机床的高精度、高效率和高自动化加工，机床的机械结构应具有较高的动态特性、动态刚度、阻尼精度、耐磨性以及抗热变形性能。在加工中心上还具有刀库和自动交换刀具的机械手。同时还有一些良好的配套设施，如冷却装置、自动排屑装置、防护装置、可靠的润滑装置、程编机和对刀仪等，以利于充分发挥数控机床的功能。
5.机电接口
数控机床除了实现加工零件轮廓轨迹的数字控制外，还有许多其他的控制，如主轴的起停，自动换刀，切削液开、关，工件的夹紧、松开，各种辅助交流电动机的起停，电磁铁的吸合、释放，离合器的开、合，电磁铁的通、断，电磁阀的打开与关闭等。这些逻辑开关量的动力来源是由电源变压器、控制变压器、各种断路器、保护开关、接触器及熔断器等组成的强电线路提供的，而这种强电线路不能与低压下工作的控制电路或弱电线路直接连接，只能通过断路器、热动开关、中间继电器等转换成直流低压下工作的触点的开、合（关）工作，成为继电器逻辑电路或可编程序控制器（Programmable Logic Controller,PLC）可接收的信号。
以上这些都属于数控装置和机床之间的接口问题，统称为机电接口。解决这些问题，首先要知道机床上有哪些动作，其次是这些动作的先后顺序，以及它们之间的逻辑（联锁、互锁等）关系等。