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这类机床主要有数控车床、数控铣床、数控线切割机冰、加工中心等，其相应的数控装置称为轮廓控制数控系统根据它所控制的联动坐标轴数不同，又可以分为下面几种形式
① 二轴联动:主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱面。
② 二轴半联动:主要用于三轴以上机床的控制，其中两根轴可以联动，而另外一根轴可以作周期胜进给。
③ 三轴联动:一般分为两类，一类就是 X /Y/Z 三个直线坐标轴联动，比较多的用于数控铣床、加工中心等．另一类是除了同时控制 X /Y/Z 中两个直线坐标外，还同时控制围绕其中某一直线坐标轴旋转的旋转坐标轴。
如车削加工中心，它除了纵向（Z轴）、横向（X轴）两个直线坐标轴联动外，还需同时控制围绕 Z 轴旋转的主轴（C轴）联动。
④ 四轴联动:同时控制 X /Y/Z 三个直线坐标轴与某一旋转坐标轴联动。
⑤ 五轴联动:除同时控制 X /Y/Z 三个育线坐标轴联动外．还同时控制围绕这这些直线坐标轴旋转的 A 、 B 、 C 坐标轴中的两个坐标轴，形成同时控制五个轴联动这时刀具可以被定在空间的任意方向．
比如控制刀具同时绕 x 轴和 Y 轴两个方向摆动，使得刀具在其切削点上始终保持与被加工的轮廓曲面成法线方向，以保证被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，减小被加工表面的粗糙度。
数控机床直线轴示意图数控机床联动轴数少的是二轴联动，二轴联动主要用于数控车床加工旋转曲面或数控铣床加工曲线柱面。二轴半联动主要用于三轴以上机床的控制，其中两根轴可以联动，而另外一根轴可以作周期性进给，由于不全程参与机床控制，故称为“两轴半联动”。二轴联动数控机床及二轴半联动数控机床三轴联动有两种，一种是常见的三个直线坐标轴联动，比较多的用于数控铣床、加工中心等。另一类是除了两个直线坐标轴外，还同时控制围绕其中某一直线坐标轴旋转的旋转坐标轴。如车削加工中心，它除了纵向（Z轴）、横向（X轴）两个直线坐标轴联动外，还需同时控制围绕Z轴旋转的主轴（C轴）。三轴联动的数控机床一般多是三条直线坐标轴联动，一次只能加工一个面，适合加工一些盘类零件，在多个加工面上加工孔或者凹槽。
简而言之，三者的区别在于，一个是不带反馈装置，一个是间接反馈装置，一个是直接反馈装置。因为数控机床开环进给伺服系统的精度不能很好地满足数控机床的要求，所以为了精度，根本的办法是采用闭环控制方式。闭环控制系统能够对数控机床工作台位移进行直接测量并通过反馈控制。闭环控制系统将数控机床本身包括在位置控制环之内，因此机械系统引起的误差可由反馈控制得以消除。开环控制系统的信息流是单向的，在加工过程中的误差都将会影响被加工零件的精度，所以开环控制系统仅适用于加工精度要求不高的中小型数控机床。
公元前2000多年出现的树木车床是机床早的雏形。工作时，脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工件由绳索带动旋转，手拿贝壳或石片等作为刀具，沿板条移动工具切削工件。中世纪的弹性杆棒车床运用的仍是这一原理。15世纪由于制造钟表和的需要，出现了钟表匠用的螺纹车床和齿轮加工机床，以及水力驱动的炮筒镗床。1500年左右，意大利人列奥纳多·达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床和内圆磨床的构想草图，其中已有曲柄、飞轮、顶尖和轴承等新机构。中国明朝出版的《天工开物》中载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。