现代数控机床一般由数控装置(NC unit)、伺服系统(servo system)、位置测量与反馈系统(feedback system)、辅助控制单元(accessory control unit)和机床主机(main engine)组成,下图是各组成部分的逻辑结构简图:
数控装置是数控机床的核心,能完成信息的输入、存储、变换、插补运算以及实现各种功能;
伺服系统是接受数控装置的指令,驱动机床执行机构运动的驱动部件,它包括主轴驱动单元(主要是速度控制)、进给驱动单元(主要有速度控制和位置控制)、主轴电机和进给电机等。
位置测量与反馈系统由检测元件和相应电路组成,其作用是检测速度与位移,并将信息反馈给数控装置,形成闭环控制;但不一定每种数控机床都装备位置测量与反馈系统(图中虚线部分表示该模块不是基本配置),没有测量与反馈系统的数控装置称开环控制系统(如运动简单的中低档数控车床),常用的测量元件有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅尺等。
辅助控制单元用以控制机床的各种辅助动作,包括:冷却泵的启停等各种辅助操作。
机床主机包括床身、主轴、进给机构等机械部件。