数控装置对加工控制信息预处理完毕后，开始逐段运行数控加工程序。根据所要产生的运动轨迹，数控装置中的插补器根据已知的几何数据进行插补处理。由插补器向各个轴发出的运动序列命令为各个轴位置调节器的命令值，位置调节器将其与机床上位置检测元件测得的实际位置相比较，经过调节，输出相应的位置和速度控制信号，控制各轴伺服系统驱动机床各个轴运动，使刀具相对工件正确运动，加工出要求的工件轮廓。
由数控装置发出的开关命令在系统程序的控制下，在各加工程序段插补处理开始前或完成后，适时输出给机床可编程控制器（PLC），由它实现开关量的控制。
在机床的运行过程中，数控系统要随时监视数控机床的工作状态，通过显示部件及时向操作者提供系统工作状态和故障情况等。