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1. 开环控制系统
开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统，由步进电机驱动线路和步进电机组成，如图4所示。数控装置经过控制运算发出脉冲信号，每一脉冲信号使步进电机转动一定的角度，通过滚珠丝杠推动工作台移动一定的距离。
图4 开环控制
这种伺服机构比较简单，工作稳定，容易掌握使用，但精度和速度的提高受到限制。
2. 半闭环控制系统
半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置，通过检测伺服机构的滚珠丝杠转角间接检测移动部件的位移，然后反馈到数控装置的比较器中，与输入原指令位移值进行比较，用比较后的差值进行控制，使移动部件补充位移，直到差值消除为止的控制系统。
半闭环控制
这种伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构，为大多数中小型数控机床所采用。
3. 闭环控制系统
所示，闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置，将检测到的实际位移反馈到数控装置的比较器中，与输入的原指令位移值进行比较，用比较后的差值控制移动部件作补充位移，直到差值消除时才停止移动，达到精确定位的控制系统。
闭环控制
闭环控制系统的定位精度高于半闭环控制，但结构比较复杂，调试维修的难度较大，常用于高精度和大型数控机床。
为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔车床；1848年，美国又出现回轮车床；1873年，美国的斯潘塞制成一台单轴自动车床，不久他又制成三轴自动车床 ；20世纪初出现了由单独电机驱动的带有齿轮变速箱的车床。次世界大战后，由于、汽车和其他机械工业的需要，各种自动车床和专门化车床迅速发展。为了提高小批量工件的生产率，40年代末，带液压仿形装置的车床得到推广，与此同时，多刀车床也得到发展。
就在莫兹利离开布拉默的那一年，他制成了台螺纹车床，这是一台全金属的车床，能够沿着两根平行导轨移动的刀具座和尾座。导轨的导向面是三角形的，在主轴旋转时带动丝杠使刀具架横向移动。这是近代车床所具有的主要机构，用这种车床可以车制任意节距的精密金属螺丝。3年以后，莫兹利在他自己的车间里制造了一台更加完善的车床，上面的齿轮可以互相更换，可改变进给速度和被加工螺纹的螺距。1817年，另一位英国人罗伯茨采用了四级带轮和背轮机构来改变主轴转速。不久，更大型的车床也问世了，为蒸汽机和其他机械的发明立下了汗马功劳。
半闭环控制系统的伺服机构所能达到的精度、速度和动态特性优于开环伺服机构，主要应用在大多数中小型数控机床，如数控车床、数控铣床等。闭环控制系统内许多机械传动环节的摩擦特性、刚性、间隙都是非线性的，所以会造成系统的不稳定，使闭环系统的设计、安装和调试困难。该系统目前主要用于生产工艺要求精度高的机床，如镗床、超精车床、超精磨床和一些大型数控加工设备。数控机床生产的产品广泛覆盖了半导体、新能源、汽车、电子、船舶、模具等关乎国计民生的重要行业。在航空航天领域，数控机床的发展也尤为重要。当前，国家越来越重视数控机床行业的发展，在中国高质量发展战略中，智能数控机床和基础制造装备行业被列为中国制造业的战略必争领域之一。