數控機床的分類如下所示，越復雜的結構可通過減少裝夾來提高精度和效率：

　　1) 普通數控機床，如銑床，車床

　　2) 加工中心(相比普通數控銑床，帶有自動換刀裝置)

　　3) 車削中心(相比普通數控車床，其刀架除了車刀還可搭載旋轉刀具，主軸可定位)

　　4) 車銑復合加工中心(把車削中心的刀塔換成主軸頭并增加自由度)

　　數控機床相比普通機床在精度，效率等方面都有優(yōu)勢，其組成結構包括：

　　1) 機械部件：床身，主軸，絲桿導軌，卡盤，刀架，尾座，冷卻

　　2) 電氣控制：cnc系統(tǒng)(運轉于工控電腦或控制器上，外接驅動器和plc)，驅動器(外接伺服電機)，plc(外接主軸驅動，刀塔，冷卻等部件)，反饋裝置(光柵與編碼器)

　　電氣控制分為邏輯控制(主軸的啟停，正反轉，冷卻的啟停)與運動控制(位移，速度，加速度及其組合控制)。cnc系統(tǒng)的運動控制有三個功能更為重要，經常與各種應用異常有關(特別是各種弧面和轉折)，分別是插補(轉折處用多段微小線段擬合圓弧容易因為分辨率限制而出錯)，加減速(啟停，走刀路徑轉折處，劇烈的加減速可能會激發(fā)結構振動)，補償(刀具補償，反向間隙，螺距誤差，熱漂移補償，正確設置后可明顯減少精度損失)。要注意的是補償不是萬能的，首先機床的重復定位誤差不能太大不然無法補償，摩擦力慣性力與切削力也無法補償，所以追求精度的話還是要上全閉環(huán)。

　　控制方式：

　　1)開環(huán)控制：不帶反饋，cnc系統(tǒng)計算后發(fā)出脈沖，每一脈沖通過驅動換算和放大后使步進電機轉動一定的角度，通過滾珠絲桿推動工作臺移動一定的距離，優(yōu)點是簡單低廉，缺點是精度不如閉環(huán)系統(tǒng)。

　　2)半閉環(huán)控制：結合cnc系統(tǒng)計算后發(fā)出的位移指令和伺服電機中的編碼器的角位移信號，對伺服電機進行位置和速度的控制，精度與成本介于開環(huán)和閉環(huán)之間，增加對絲桿螺距等誤差的補償后可以得到較為滿意的效果，應用更為普遍。

　　3)閉環(huán)控制：除了伺服電機有角位移反饋，在移動部件上還有直線位置檢測反饋，結合這些反饋與原位移指令，得到對伺服電機的驅動信號，精度高但是復雜昂貴，多用于超精車床與超精磨床。

　　機械剛度與伺服剛度：除了結構本身的機械剛性，控制系統(tǒng)也有伺服剛性，剛性越高，抗負載能力越強，理論上外力的影響越低，實際上還是全閉環(huán)更能保證精度。

　　跟隨誤差：輪廓加工中為了避免較大的形位誤差，除了要求機床的精度滿足要求，還要求動態(tài)響應滿足要求，否則多軸聯動時個別軸因為機械或者電氣特性導致響應滯后出現跟隨誤差，會直接導致輪廓變形。

　　電機：

　　1) 步進電機(有多相單定子徑向結構的，也有多相多定子軸向結構的，向各相通不同脈沖來調速)，

　　2) 直流伺服電機(定子磁場固定，通過電刷和換向片讓轉子連續(xù)運轉，一般通過調節(jié)電壓的方式來調速)，

　　3) 交流伺服電機(結構簡單，應用廣泛，分為永磁同步和交流感應兩種，后者的轉動頻率由驅動頻率除以極對數得到且必然存在轉差，一般通過正弦波pwm變頻器來調速，可選擇開環(huán)的vf控制，轉速轉差控制，與矢量控制，矢量控制的好處是響應和精度但壞處是效率降低，在低速段恒扭矩控制，電壓隨轉速上升而增加，實際啟動時會給以一個電壓偏移量，高速段恒功率控制，電壓恒定而扭矩下降)

　　驅動：

　　1) 驅動器結構可分為3部分，高壓板，低壓板，其他附件，其中高壓板用于把輸入的固定的3相交流電轉為直流后再通過芯片根據輸入的控制信號轉為指定的3相交流電，低壓板用于和系統(tǒng)溝通并存儲和運轉預設算法并提供控制信號給高壓板，其中算法是驅動器的核心。

　　2) 驅動器的評價關鍵是精度，響應，低速負載，對主軸來說，包括升速時間，超速幅度，穩(wěn)速轉差與波動，低速運轉，以及對抗負載的剛性(切削瞬間轉速降幅)，對進給軸來說，包括把增益調大后的移動定位精度與振動，

　　位置檢測：

　　1) 旋轉變壓器，結構類似于電機，其定轉子間構成變壓器，旋轉過程中定轉子極間靠近或遠離會影響變壓器的轉換系數，所以可以通過檢測轉子電壓變化來反推其轉過了多少角度，這是一種增量編碼器而不是絕對編碼器，相對光學編碼器而言，旋轉變壓器的結構更簡單可靠，對環(huán)境要求更低，但是可用轉速與精度都不如編碼器，機床一般使用編碼器而不使用旋轉變壓器(主軸一般使用環(huán)境要求較低的電磁編碼器，轉臺和伺服電機一般使用光學編碼器)，倒是雅馬哈有款單軸旋轉機器人(搭配諧波減速機)是用的旋轉變壓器。

　　2) 感應同步器，就是把旋轉變壓器展開成定尺和滑尺后形成的直線位移傳感器。

　　3) 光柵，用于閉環(huán)控制中高精度位置控制。

　　4) 編碼器，機床上較為常見的是光電編碼器。

　　機床結構：

　　機床追求高剛性大阻尼以保證負載下的精度，可通過加強筋和充型砂來調整，也可通過對稱結構加強抗載能力(這同時會降低溫升的影響)，一般立式不如臥式和龍門。

　　按運動方式可分為工作臺移動和主軸箱移動，一般選擇質量較輕的部分來移動，如工件重則動主軸，其中臥式加工中心為了追求高速高精度，甚至會采用框中框或者箱中箱的結構(多支撐剛性好，對稱結構熱變形影響小)。

　　聯軸器與同步帶：

　　除了電主軸外還有其他的主軸傳動方式，比如立式鉆攻機常見的在主軸箱上方安裝低速大扭矩的電機，在下方箱體以法蘭形式安裝主軸，在主軸與電機之間用聯軸器進行傳動，又比如車床常見的同步帶傳動，是在傳動帶上布置等距齒，相比普通v形三角帶，有更準確的傳動比，相比鏈傳動則可節(jié)省潤滑減少維護。

　　滾珠絲桿螺母副：

　　滾珠在絲桿與螺母間構成滾動摩擦，改善爬行現象，因為軸向存在游隙需要預緊，不然正反走會有沖擊和誤差，預緊的方式可以采用雙螺母加墊片，雙螺母加螺母鎖緊，或單螺母變導程自預緊。

　　直線電機：

　　為了追求高速度快響應，部分機床廠家把滾珠絲桿螺母副改成直線電機，簡單說把普通的旋轉電機展開后，定子對應部分稱為初級，轉子對應部分稱為次級，在機床上主要使用交流直線電機，為了控制發(fā)熱和成本，高速機床一般采用短初級結構，把次級安裝到床身，把初級安裝到工作臺下方，搭配光柵進行閉環(huán)控制，結合導軌進行運動。目前在進口機床中已得到一定應用，比如山東銳智，在國產機床中應用較少，但正在加速推廣，部分直線電機供應商把電機和光柵集成為模組以方便客戶安裝。

　　導軌：

　　導軌用于支撐和引導運動部件，在很大程度上覺得機床的剛度，精度和精度保持性，常見的導軌分為直接在床身加工出滑動面的滑動導軌，與在床身加工出安裝面再安裝的直線滾動導軌(在導軌條和滑塊之間有滾動體，需要調整預緊)，臺灣標準又稱硬軌與線軌，前者承載大耐沖擊，多見于重型機床，后者速度快，安裝方便(有的機床廠采用大型龍門銑進行精銑代替導軌磨床或人工鏟刮可以大幅提升生產效率)，在中小型機床上應用很普遍。還有一種靜壓導軌，相對少見。

　　五軸與轉臺擺頭：

　　五軸的搭配形式有雙轉臺，雙擺頭，轉臺加擺頭。

　　相比只能在幾個固定角度間轉換的分度臺，使用光柵進行閉環(huán)控制，搭配dd馬達或者渦輪蝸桿驅動的轉臺在應用上更為靈活，可以在機床xyz三軸外增加自由度(比如搖籃轉臺)，實現加工。

　　工件安裝：

　　車床常用安裝方式是三爪卡盤與頂尖尾座，卡盤要安裝大直徑工件時要把卡爪反裝。

　　如果需要按特定角度進行加工，會使用分度頭，類似在卡盤或者尾座上加上分度刻度環(huán)和游標，定位銷和分度盤以及交換齒輪，將裝卡在頂尖間或卡盤上的工件分成任意角度。

　　主軸：

　　略

　　刀具安裝：

　　Pcb板打孔中不需要多型刀具反復更換，多采用直柄夾頭。金屬加工因需要搭配刀庫對多型刀具反復更換，常會用到7:24錐度的通用刀柄(錐面接觸，拉爪外內抓著拉釘固定，iso國際標準，bt日本標準)，或者1:10的hsk刀柄(同時靠錐面與法蘭面接觸，拉爪膨脹往外扣，能適應更高速的加工)，2種刀柄都需要搭配螺帽夾緊彈性夾套(又叫筒夾，有各種規(guī)格比如er32)。