一、數(shù)控系統(tǒng)的配置
1、開環(huán)控制系統(tǒng)：采用步進電機作為驅(qū)動部件，沒有位置和速度反饋器件，所以控制簡單，價格低廉，但它們的負載能力小，位置控制精度較差，進給速度較低，主要用于經(jīng)濟型數(shù)控裝置；
2、半閉環(huán)和閉環(huán)位置控制系統(tǒng)：采用直流或交流伺服電機作為驅(qū)動部件，可以采用內(nèi)裝於電機內(nèi)的脈沖編碼器，旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置/速度檢測器件來構成半閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，也可以采用直接安裝在工作臺的光柵或感應同步器作為位置檢測器件，來構成高精度的全閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。
由于螺距誤差的存在，使得從半閉環(huán)系統(tǒng)位置檢測器反饋的絲杠旋轉(zhuǎn)角度變化量，還不能精確地反映進給軸的直線運動位置。但是，經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)對螺距誤差的補償後，它們也能達到相當高的位置控制精度。與全閉環(huán)系統(tǒng)相比，它們的價格較低，安裝在電機內(nèi)部的位置反饋器件的密封性好，工作更加穩(wěn)定可靠，幾乎無需維修，所以廣泛地應用于各種類型的數(shù)控機床。
直流伺服電機的控制比較簡單，價格也較低，其主要缺點是電機內(nèi)部具有機械換向裝置，碳刷容易磨損，維修工作量大。運行時易起火花，使電機的轉(zhuǎn)速和功率的提高較為困難。交流伺服電機是無刷結構，幾乎不需維修，體積相對較小，有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高，目前已在很大範圍內(nèi)取代了直流伺服電機。
二、數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制單元的選擇
（1）伺服控制單元的種類
1、分離型伺服控制單元，其特點是數(shù)控系統(tǒng)和伺服控制單元相對獨立，也就是說，它們可以與多種數(shù)控系統(tǒng)配用，NC系統(tǒng)給出的指令是與軸運動速度相關的DC電壓（例如0-10V），而從機床返回的是與NC系統(tǒng)匹配的軸運動位置檢測信號（例如編碼器感應同步器等輸出信號）。伺服數(shù)據(jù)的設定和調(diào)整都在伺服控制單元側進行（用電位器調(diào)節(jié)或通過數(shù)字方式輸入）。
2、串行數(shù)據(jù)傳輸型伺服控制單元，其特點是NC系統(tǒng)與伺服控制單元之間的數(shù)據(jù)傳送是雙向。與軸運動相關的指令數(shù)據(jù)、伺服數(shù)據(jù)和報警信號是通過相應的時鐘信號線、選通信號號、發(fā)送數(shù)據(jù)線、接收數(shù)據(jù)線、報警信號線傳送。從位置編碼器返回NC裝置的有運動軸的實際位置和狀態(tài)等信息。
3、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸型伺服控制單元，其特點是軸控制單元密集安裝在一起，由一個公用的DC電源單元供電。NC裝置通過FCP板上的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理模塊的連接點SR、ST與各個軸控制單元（子站）的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)處理模塊的SR、ST點串聯(lián)，組成伺服控制環(huán)。各個軸的位置編碼器與軸控制單元之間是通過二根高速通信線連接，反饋的信息有運動軸位置和相關的狀態(tài)信息。
串行數(shù)據(jù)傳輸型和網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸型伺服控制單元的伺服參數(shù)在NC裝置中用數(shù)字設定，開機初始化時裝入伺服控制單元，修改和調(diào)整都十分方便。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸型伺服控制單元（例如大隈OSP-U10/U100系統(tǒng)）在相應的控制軟件配合下，具有實時的調(diào)整能力，例如在Hi-G型定位加減速功能中，可以根據(jù)電機的速度和扭矩特性求出相應的函數(shù)，再以其函數(shù)控制高速定位時的加減速度，從而抑制高速定位時可能引起的振動。定位速度的提高可以縮短非切削時間，提高加工效率。又如在Hi-Cut型進給速度控制功能中，系統(tǒng)可以在讀入零件加工程序後，自動識別數(shù)控指令要求加工的零件形狀（圓弧、棱邊等），自動調(diào)節(jié)加工速度，使之最佳化，進而實現(xiàn)高速高精度加工。
采用高速微處理器和專用數(shù)字信號處理機（DSP）的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)出現(xiàn)後，硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂?，一些現(xiàn)代控制理論的先進算法得到實現(xiàn)，進而大大地提高了伺服系統(tǒng)的控制性能。伺服控制單元是數(shù)控系統(tǒng)中與機械直接相關聯(lián)的部件，它們的性能與機床的切削速度和位置精度關系很大，其價格也占數(shù)控系統(tǒng)的很大部分。相對來說，伺服部件的故障率也較高，約占電氣故障的70%以上，所以選配伺服控制單元十分重要。
伺服故障除了與伺服控制單元的可靠性有關外，還與機床的使用環(huán)境、機械狀況和切削條件密切相關。例如環(huán)境溫度過高，易引起器件過熱而損壞；防護不嚴可能引起電機進水，造成短路；導軌和絲杠潤滑不好或切削負荷過重會引起電機過流。機械傳動機構卡死更會引起功率器件的損壞，雖然伺服控制單元本身有一定的過載保護能力，但是故障情況嚴重或者多次發(fā)生時，仍然會使器件損壞。有些數(shù)控系統(tǒng)具有主軸和進給軸的實時負載顯示功能（例如大隈OSP系統(tǒng)的“當前位置”頁面上不僅可以顯示軸運動的實時位置數(shù)據(jù)，而且還同時顯示各軸的實時負載百分比，用戶可以利用這些信息，采取措施來防止事故的發(fā)生。
（2）進給伺服電機的選擇
輸出扭矩是進給電機負載能力的指標。在連續(xù)操作狀態(tài)下，輸出扭矩是隨轉(zhuǎn)速的升高而減少的，電機的性能愈好，這種減少值就愈小。為進給軸配置電機時應滿足最高切削速度時的輸出扭矩。雖然在快速進給時不作切削，負載較小，但也應考慮最高快速進給速度下的起動扭矩。高速時的輸出扭矩下降過多也會影響進給軸的控制特性。
（3）主軸伺服電機的選擇
輸出功率是主軸電機負載能力的指標。主軸電機的額定功率是指在恒功率區(qū)（速度N1到N2）內(nèi)運行時的輸出功率，低于基本速度N1時達不到額定功率，速度愈低，輸出功率就愈小。為了滿足主軸低速時的功率要求，一般采用齒輪箱變速，使主軸低速時的電機速度也在基本速度N1以上，此時，機械結構較為復雜，成本也會相應增加。在主軸與伺服電機直接連接的數(shù)控機床中，有兩種方法來滿足主軸低速時的功率要求，其一是選擇基本速度較低或額定功率高一檔的主軸電機，其二是采用特種的繞組切換式主軸伺服電機（例如日本大隈的YMF型主軸電機），這種電機的三相繞組在低速運行時接成星形，而在高速運行時接成三角形，從而提高了主軸電機的低速功率特性，降低主軸機械部件的成本。
這兒要特別指出的是，雖然高速加工是提高數(shù)控機床生產(chǎn)效率的有效途徑，但高速、高精度切削會給伺服驅(qū)動和計算機部件帶來更高的要求，必然增加數(shù)控系統(tǒng)的成本，而高速加工的另一個重要應用領域是輕金屬和薄壁零件的加工，所以，應該按機床的實際需要選擇主軸和進給電機的速度。
（4）位置檢測器件的選擇
機械原點是數(shù)控機床所有座標系的基準點，機械原點的穩(wěn)定性是數(shù)控機床極為重要的技術指標，也是穩(wěn)定加工精度的基本保證，機械原點的建立方法有兩種：
1、在采用相對位置編碼器、感應同步器或光柵作為位置反饋器件的數(shù)控機床中，數(shù)控系統(tǒng)將各進給軸的回零減速開關（或標記）之後由位置反饋器件產(chǎn)生的第一個零點標記信號作為基準點。這類機床在每次斷電或緊急停機後都必須重新作各進給軸的回零操作，否則，實際位置可能發(fā)生偏移，回零減速開關與其撞塊的相對位置調(diào)整不妥，也會引起機械原點位置的不穩(wěn)定，這些都是應該重視的；
2、在采用絕對位置編碼器作為位置反饋器件的數(shù)控機床中，絕對位置編碼器能夠自動記憶各進給軸全行程內(nèi)的每一點位置，不需回零開關，每次斷電或緊急停機後，都不必重新作基準點的設定操作?；鶞庶c位置設定後永久不變，并由專供絕對位置編碼器使用的存儲器記憶，特別適用于鼠牙盤定位的旋轉(zhuǎn)工作臺零點位置的設定，不僅穩(wěn)定性好，而且給操作和調(diào)整帶來極大方便。
（5）機械設計方案的選擇
機床是由機械和電氣兩部分組成，在設計總體方案時應從機電兩方面來考慮機床各種功能的實施方案，數(shù)控機床的機械要求和數(shù)控系統(tǒng)的功能都很復雜，所以更應機電溝通，揚長避短。下面舉例說明。
主軸轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)有采用伺服電機或變頻電機實現(xiàn)自動無級調(diào)速和用普通三相異步電機驅(qū)動、機械齒輪分級變速、進行人工換檔兩類方法。
加工中心機床使用多種刀具進行連續(xù)的不同種類（銑、鉆、鏜和攻絲等）的切削加工，所以主軸的轉(zhuǎn)速是經(jīng)常變化的，而且必須由加工程序的S指令自動實現(xiàn)，自動換刀時還必須進行主軸定向，所以必須采用帶有定向功能的自動無級調(diào)速方式。
對于主軸轉(zhuǎn)速要求不高的普通數(shù)控銑床來說，刀具的更換都是用手動方式進行，而且在加工過程中，同一把刀具選擇不同轉(zhuǎn)速的機會并不多見，在手動換刀的同時進行手動變速對生產(chǎn)效率的影響并不大，所以經(jīng)常采用機械齒輪分級變速、人工換檔的控制方式。與采用伺服電機進行無級調(diào)速的方案相比，可以顯著地降低生產(chǎn)成本，節(jié)省能源，維修也簡單，是很實用的選擇。
（6）數(shù)控功能的選擇
除基本功能以外，數(shù)控系統(tǒng)還為用戶提供多種可選功能，各知名品牌的數(shù)控系統(tǒng)的基本功能差別不大，所以，合理地選擇適合機床的可選功能，放棄可有可無或不實用的可選功能，對提高產(chǎn)品的功能/價格比大有好處。
