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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。
数控机床的发展水平不仅体现了一个国家现代制造业的发展水平，更是衡量一个国家发展水平的重要之一。清楚了世界数控机床与中国数控机床的发展过程以及它的意义所在。虽然我国发展迅速，但在数控床领域，我国同工业国家之间差距想象，更是目前一时半会达到的，与此同时我们正在努力缩小差距。小到一枚螺丝钉、机械零件，大到汽车、船舶、飞机、铁路，都离不开工厂里轰鸣的机床。机床是制造工件的机器，是一个国家装备制造业的根本。机床行业技术水平和产品质量是衡量一个国家装备制造业发展水平的重要标志。而数控机床作为高端机床，是“大国重器”零部件的生产机器，更是智能装备发展的基础。数控机床的重要性可见一斑。
由于组合机床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术产品，是根据用户要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国组合机床及组合机床自动线总体技术水平比发达国家要相对落后，国内所需的一些高水平组合机床及自动线几乎都从国外。工艺装备的大量势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺，研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需求，真正成为刚柔兼备的自动化装备。早的组合机床于1911年在美国制成，用于加工汽车零件。
1774年，威尔金森发明了世界上台真正意义上的镗床，对蒸汽机的发展起到了巨大的推动作用。1797年，“英国机床工业之父”莫兹利制成了台螺纹切削车床，带有丝杆和光杆，采用滑动刀架——莫氏刀架和导轨，可车削不同螺距的螺纹。此后，莫兹利又不断地对车床加以改进。他在1800年制造的车床，用坚实的铸铁床身代替了三角铁棒机架，用惰轮配合交换齿轮对代替了更换不同螺距的丝杠，来车削不同螺距的螺纹。这是现代车床的原型，对英国工业具有重要意义。19世纪，不同类型的机床相继出现。1817年，罗伯茨发明了龙门车床，来自美国的惠特尼制造出了卧式铣床，这两种机床可以分别应用于不同行业的零件制造需求。机械技师惠特沃斯于1834年制成了测长机，该测长机可以测量出长度误差万分之一英寸左右。1835年，惠特沃斯在他32岁时发明滚齿机。还建议的机床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹。他的建议被广泛采纳。为了提高机械化自动化程度，1845年，美国的菲奇发明转塔式六角车床。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。随着电动机的发展，机床也由蒸汽动力升级到了电动机驱动，这又是一个跨时代的改进。1900年，为了实现福特提出的“汽车应该是‘轻巧的、结实的、的和便宜的’”，率的磨床开始研制。美国人诺顿用金刚砂和刚玉石制成直径大而宽的砂轮，以及刚度大而牢固的重型磨床。磨床的发展，使机械制造技术进入了精密化的新阶段。1920年以后，机械制造技术进入了半自动化时期，液压和电器元件在机床上开始应用。1938年，液压系统和电磁控制不但促进了新型铣床的发明，而且在龙门刨床等机床上也开始推广使用。1952年，麻省理工学院和帕森斯公司合作，成功地研制出了台数字控制(numerical control，NC )机床，由于大量采用电子管元件，控制装置比机床本体还要大。1958年，美国卡尼·特雷克公司首先研制成功加工中心。它在数控卧式铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。20世纪60年代初期出现了采用集成电路和大规模集成电路的电子数字计算机，计算机在运算处理能力、小型化和性方面的突破性进展，为数控机床技术发展带来了个拐点——由基于分立元件的数字控制( NC )走向了计算机数字控制(CNC)，数控机床也开始进入实际工业生产应用。1960年开始，各国陆续地开发、生产及使用数控机床。中国于1968年由北京机床厂研制数控机床。20世纪80年代IBM公司推出采用16位微处理器的个人微型计算机(personal computer，PC )，给数控机床技术带来了第二个拐点——由过去厂商开发数控装置(包括硬件和软件)走向采用通用的PC化计算机数控。近20年来，随着科学技术的发展，制造技术的兴起和不断成熟，对数控技术提出了更高的要求。2003年，在米兰举办的EMO展览会上，瑞士米克朗公司首先推出了智能机床的概念。2006年，在美国举办的第26届芝加哥机床制造技术展览会上，日本Maz公司以“智能机床”的名称，展出了具有“四大智能”的数控机床。