数控体系的装备和功用挑选体系是数控机床的重要组成部分，装备什麽样的数控体系及挑选哪些数控功用，都是机床出产厂家和最终用户所注重的问题。
数控体系的装备 伺服操控单元的挑选 数控体系的方位操控办法
开环操控体系：选用步进电机作为驱动部件，没有方位和速度反应器材，所以操控简略，价格低廉，但它们的负载才能小，方位操控精度较差，进给速度较低，首要用于经济型数控设备；
半闭环和闭环方位操控体系：选用直流或交流伺服电机作为驱动部件，能够选用内装於电机内的脉冲编码器，旋转变压器作为方位/速度检测器材来构成半闭环方位 操控体系，也能够选用直接设备在作业臺的光栅或感应同步器作为方位检测器材，来构成高精度的全闭环方位操控体系。
因为螺距差错的存在，使得从半闭环体系方位检测器反应的丝杠旋转视点改变量，还不能精确地反映进给轴的直线运动方位。可是，经过数控体系对螺距差错的补偿 後，它们也能到达适当高的方位操控精度。与全闭环体系比较，它们的价格较低，设备在电机内部的方位反应器材的密封性好，作业愈加安稳牢靠，简直无需修理， 所以广泛地应用于各品种型的数控机床。
直流伺服电机的操控比较简略，价格也较低，其首要缺陷是电机内部具有机械换向设备，碳刷简略磨损，修理作业量大。运转时易起火花，使电机的转速和功率的进步较为困难。
交流伺服电机是无刷结构，简直不需修理，体积相对较小，有利于转速和功率的进步，现在已在很大範围内替代了直流伺服电机。
伺服操控单元的品种
别离型伺服操控单元，其特点是数控体系和伺服操控单元相对独立，也就是说，它们能够与多种数控体系配用，NC体系给出的指令是与轴运动速度相关的DC电压 （例如0-10V），而从机床回来的是与NC体系匹配的轴运动方位检测信号（例如编码器?感应同步器等输出信号）。伺服数据的设定和调整都在伺服操控单元 侧进行（用电位器调理或经过数字办法输入）。
串行数据传输型伺服操控单元，其特点是NC体系与伺服操控单元之间的数据传送是双向。与轴运动相关的指令数据、伺服数据和报警信号是经过相应的时钟信号 线、选通讯号号、发送数据线、接纳数据线、报警信号线传送。从方位编码器回来NC设备的有运动轴的实践方位和情况等信息。
网络数据传输型伺服操控单元，其特点是轴操控单元密布设备在一起，由一个共用的DC电源单元供电。NC设备经过FCP板上的网络数据处理模块的衔接点 SR、ST与各个轴操控单元（子站）的网络数据处理模块的SR、ST点串联，组成伺服操控环。各个轴的方位编码器与轴操控单元之间是经过二根高速通讯线连 接，反应的信息有运动轴方位和相关的情况信息。
串行数据传输型和网络数据传输型伺服操控单元的伺服参数在NC设备顶用数字设定，开机初始化时装入伺服操控单元，修正和调整都非常便利。
网络数据传输型伺服操控单元（例如大隈OSP-U10/U100体系）在相应的操控软件合作下，具有实时的调整才能，例如在Hi-G型定位加减速功用中， 能够依据电机的速度和扭矩特性求出相应的函数，再以其函数操控高速定位时的加减速度，然后按捺高速定位时或许引起的振荡。定位速度的进步能够缩短非切削时 间，进步加工功率。又如在Hi-Cut型进给速度操控功用中，体系能够在读入零件加工程序後，主动识别数控指令要求加工的零件形状（圆弧、棱边等），主动 调理加工速度，使之最佳化，然后完结高速高精度加工。
选用高速微处理器和专用数字信号处理机（DSP）的全数字化交流伺服体系呈现後，硬件伺服操控变为软件伺服操控，一些现代操控理论的先进算法得到完结，然后大大地进步了伺服体系的操控功用。
伺服操控单元是数控体系中与机械直接相关联的部件，它们的功用与机床的切削速度和方位精度联系很大，其价格也占数控体系的很大部分。相对来说，伺服部件的毛病率也较高，约占电气毛病的70%以上，所以选配伺服操控单元非常重要。
伺服毛病除了与伺服操控单元的牢靠性有关外，还与机床的运用环境、机械情况和切削条件密切相关。例如环境温度过高，易引起器材过热而损坏；防护不严或许引 起电机进水，形成短路；导轨和丝杠光滑欠好或切削负荷过重会引起电机过流。机械传动组织卡死更会引起功率器材的损坏，尽管伺服操控单元自身有必定的过载保 护才能，可是毛病情况严重或许屡次发生时，依然会使器材损坏。有些数控体系具有主轴和进给轴的实时负载显现功用（例如大隈OSP体系的“当时方位”页面上 不只能够显现轴运动的实时方位数据，并且还一起显现各轴的实时负载百分比，用户能够运用这些信息，采纳办法来避免事端的发生。
进给伺服电机的挑选
输出扭矩是进给电机负载才能的目标。从图2可见，在接连操作情况下，输出扭矩是随转速的升高而削减的，电机的功用愈好，这种削减值就愈小。为进给轴装备电 机时应满意最高切削速度时的输出扭矩。尽管在快速进给时不作切削，负载较小 ，但也应考虑最高快速进给速度下的起动扭矩 。高速时的输出扭矩下降过多也会影响进给轴的操控特性。
主轴伺服电机的挑选
输出功率是主轴电机负载才能的目标。从图3可见主轴电机的额外功率是指在恒功率区（速度N1到N2）内运转时的输出功率，低于根本速度N1时达不到额外功 率，速度愈低，输出功率就愈小。为了满意主轴低速时的功率要求，一般选用齿轮箱变速，使主轴低速时的电机速度也在根本速度N1以上，此刻，机械结构较为复 杂，本钱也会相应添加。在主轴与伺服电机直接衔接的数控机床中，有两种办法来满意主轴低速时的功率要求，其一是挑选根本速度较低或额外功率高一档的主轴电 机，其二是选用特种的绕组切换式主轴伺服电机（例如日本大隈的YMF型主轴电机），这种电机的三相绕组在低速运转时接成星形，而在高速运转时接成三角形， 然后进步了主轴电机的低速功率特性，下降主轴机械部件的本钱。
这儿要特别指出的是，尽管高速加工是进步数控机床出产功率的有用处径，但高速、高精度切削会给伺服驱动和核算机部件带来更高的要求，必定添加数控体系的成 本，而高速加工的另一个重要应用领域是轻金属和薄壁零件的加工，所以，应该按机床的实践需求挑选主轴和进给电机的速度。
方位检测器材的挑选
机械原点是数控机床一切座标系的基准点，机械原点的安稳性是数控机床极为重要的技术目标，也是安稳加工精度的根本确保，机械原点的树立办法有两种：
在选用相对方位编码器、感应同步器或光栅作为方位反应器材的数控机床中，数控体系将各进给轴的回零减速开关（或符号）之後由方位反应器材发生的第一个零点 符号信号作为基准点。这类机床在每次断电或紧迫停机後都有必要重新作各进给轴的回零操作，不然，实践方位或许发生偏移，回零减速开关与其撞块的相对方位调整 不当，也会引起机械原点方位的不安稳，这些都是应该注重的；
在选用肯定方位编码器作为方位反应器材的数控机床中，肯定方位编码器能够主动回忆各进给轴全行程内的每一点方位，不需回零开关，每次断电或紧迫停机後，都 不用重新作基准点的设定操作。基准点方位设定後永久不变，并由专供肯定方位编码器运用的存储器回忆，特别适用于鼠牙盘定位的旋转作业臺零点方位的设定，不 仅安稳性好，并且给操作和调整带来极大便利。
机械规划计划的挑选
机床是由机械和电气两部分组成，在规划总体计划时应从机电两方面来考虑机床各种功用的实施计划，数控机床的机械要求和数控体系的功用都很杂乱，所以更应机电交流，取长补短。下面举例说明。
例一主轴转速的调理有选用伺服电机或变频电机完结主动无级调速和用一般三相异步电机驱动、机械齿轮分级变速、进行人工换档两类办法。
加工中心机床运用多种刀具进行接连的不同品种（铣、钻、镗和攻丝等）的切削加工，所以主轴的转速是常常改变的，并且有必要由加工程序的S指令主动完结，主动换刀时还有必要进行主轴定向，所以有必要选用带有定向功用的主动无级调速办法。
关于主轴转速要求不高的一般数控铣床来说，刀具的替换都是用手动办法进行，并且在加工进程中，同一把刀具挑选不同转速的时机并不多见，在手动换刀的一起进 行手动变速对出产功率的影响并不大，所以常常选用机械齿轮分级变速、人工换档的操控办法。与选用伺服电机进行无级调速的计划比较，能够显着地下降出产成 本，节约能源，修理也简略，是很有用的挑选。
例二运用卧式加工中心对零件进行多面加工时，往往需求替换夹具并屡次装卡，有必要占用可贵的机床运转时刻，选用有双工位主动托板交流（APC）设备的卧式加 工中心，能够大大地节约零件装卡的占机时刻，然后进步机床的出产功率，并且该功用的操控是由PLC操控程序来完结，除了多用几个输入/输出操控点外，数控 体系的本钱添加不多，是个功用/价格比很高的挑选。
例三加工中心机床的换刀时刻对出产功率有很大影响，而换刀速度与机械结构有很大的联系。例如，由油缸操控的机械手换刀时刻一般在10秒以上，在2~3秒内 能完结换刀动作的机械手一般选用伺服电机驱动，配有凸轮和表里油缸松刀组织。与组织不适当的换刀速度，或许使毛病率添加。挑选合理的切削途径、选用高质量 的刀具、切削条件的最佳化也是进步出产功率的重要手法，应归纳考虑。
数控功用的挑选
除根本功用以外，数控体系还为用户供给多种可选功用，各知名品牌的数控体系的根本功用不同不大，所以，合理地挑选合适机床的可选功用，抛弃可有可无或不有用的可选功用，对进步产品的功用/价格比大有长处，下面罗列几个比如供参阅。
动画/轨道显现功用
该功用用于模仿零件加工进程，显现实在刀具在毛坯上的切削途径，能够挑选直角座标系中的两个不同平面的一起显现，也可挑选不同视角的三维立体显现。能够在 加工的一起作实时的显现，也可在机械确定的办法下作加工进程的快速描绘。这是一种查验零件加工程序、进步编程功率和实时监督的有用东西。
软盘驱动器
经过这种数据传送东西能够将体系中现已调试完毕的加工程序存入软盘後存档，也能够经过它将在其它核算机生成的加工程序存入NC体系，然后削减加工程序的输入占机时刻，更能够用它作各种机床数据的备份或存储，给程编和操作人员带来很大便利。
DNC-B通讯功用
众所周知，由非圆曲线或曲面组成的零件加工程序的编制非常困难，一般的办法是借助于通用核算机，将它们细分为细小的三维直线段後再编写加工程序，所以程序 容量极大。在模具加工中，这种长达几百K字节（4K字节约等于10米纸带长度）的加工程序常常遇到，而一般数控体系供给的根本程序存储容量为 64?128K字节，这给模具加工带来很大困难。
DNC-B通讯功用具有两种作业办法，其一是在个人核算机和数控体系的加工程序存储区之间进行双向的程序传送，其二是将个人核算机的加工程序一段一段地传 送到数控体系的缓冲运转存储器，边加工边传送，直到加工完毕。这就彻底处理了大容量程序零件的加工问题。尽管选用这项功用需求添加必定的费用，但它确实是 功用/价格比很高的选项。
当然，挑选扩大内存容量也是处理曲面模具加工的有用办法，例如大隈OSP体系的最大运转缓冲存储器容量为512K字节。程序存储器容量能够扩大到 4096K字节，这样就能够满意极大部分模具加工的需求，与选用DNC-B办法比较，它的长处是省去了个人核算机这个环节，使运转愈加牢靠，操作也比较方 便。
简化编程的功用
为了进步编程的功率，缩短加工程序的长度，发挥程序存储器的潜力，数控体系供给了一些简化程序编制的办法。
固定循环
将常用的加工工序（例如钻孔、镗孔、攻丝及腔体和周边加工等）编写成参数式的固定循环程序，编程时由用户填入相应的数据（如基面、孔深、每次切入量以及主轴转速和进给速度等）就可完结预订的加工工序，并可屡次重复运用。
座标核算功用
运用数控体系的实时核算才能，将以各种规矩散布的孔加工工序（例如斜线、圆周和网格等）编写成参数式的固定循环程序，编程时由用户填入相应的数据（如视点、半径、孔数、行数和列数等）就可完结预订的加工工序。
子程序功用
用户能够将零件中多处用到的同一加工工序编成子程序，在相应的部位调用，然后缩短加工程序的长度。
用户宏程序
用户能够运用体系供给的各种算术、逻辑和函数运算符以及各种分支句子，来组成描绘加工零件形状的数学表达式，在程序履行进程中，数控体系边运算，边输出成果，用很短的程序就能够完结特种曲线和曲面的加工。
刚性攻丝功用
刚性攻丝功用有必要选用伺服电机来驱动主轴，不只要求在主轴上添加方位传感器，并且对主轴传动组织的空隙和惯量都有严厉的要求，所以不能疏忽这个功用的成 本。对用户来说，假如没有特别的要求（例如高速高精度、特种资料或大直径孔加工等），能够选用弹性弹性卡头，在一般主轴上进行柔性攻丝来满意加工要求，就 不用选用刚性攻丝功用。
刀具寿数办理功用
在加工中心上是否要选用刀具寿数办理功用，有必要考虑加工零件的批量、刀具和毛坯质量的一致性以及刀库的容量等要素，不然，不只会形成许多人为的过错，影响出产的正常进行，并且备用刀具占用的刀位也将大大削减刀库的有用容量，使一些杂乱零件因刀位缺乏而无法加工。
主动刀具半径/长度和工件丈量功用
加工程序中的刀具运动轨道一般按刀具中心和刀尖编写，所以在程序履行前有必要输入相应的刀具半径和长度，这对加工中心特别重要。
刀具半径和长度能够用一般的量具手艺丈量，也可用专门的刀具丈量仪丈量。操作者能够经过每把刀的刀尖在Z轴方向相关于机床上同一“对刀面”的方位差来作为 长度偏移值进行补偿，选用数控体系自身供给的“半主动刀具长度丈量”功用，输入相关于“规范刀具”的长度补偿值。
主动刀具半径/长度和工件丈量功用，需求装备专用的触摸式传感器及激光测头和信号接纳器。选用此功用时应清晰以下几点：
触摸式传感器和信号接纳器设备在机床作业区内，它的防护非常重要，切削量大，运用喷淋冲刷的机床不宜设备；
进行上述丈量需求占用机床加工时刻，或许影响机床的功率；
工件丈量功用的一般用处是丈量工件毛坯上作为程编原点的基准孔中心或其它基准点的方位，替代人工“对刀”，它的精度不会高于机床自身的定位精度。
