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數控機床的種類很多，對數控機床進行分類有：
按工藝用途可分為：
　　數控車床、數控銑床、數控鉆床、數控磨床、數控鏜銑床、數控電火花加工機床、數控線切割機床、數控齒輪加工機床、數控沖床、數控液壓機等各種用途的數控機床。
按伺服控制方式分：
　　開環(huán)控制數控機床：這類機床不帶位置檢測反饋裝置，通常用步進電機作為執(zhí)行機構。輸入數據經過數控系統的運算，發(fā)出脈沖指令，使步進電機轉過一個步距角，再通過機械傳動機構轉換為工作臺的直線移動，移動部件的移動速度和位移量由輸入脈沖的頻率和脈沖個數所決定。
　　半閉環(huán)控制數控機床：在電機的端頭或絲杠的端頭安裝檢測元件（如感應同步器或光電編碼器等），通過檢測其轉角來間接檢測移動部件的位移，然后反饋到數控系統中。由于大部分機械傳動環(huán)節(jié)未包括在系統閉環(huán)環(huán)路內，因此可獲得較穩(wěn)定的控制特性。其控制精度雖不如閉環(huán)控制數控機床，但調試比較方便，因而被廣泛采用。
　　閉環(huán)控制數控機床：這類數控機床帶有位置檢測反饋裝置，其位置檢測反饋裝置采用直線位移檢測元件，直接安裝在機床的移動部件上，將測量結果直接反饋到數控裝置中，通過反饋可消除從電動機到機床移動部件整個機械傳動鏈中的傳動誤差，最終實現精確定位。
按運動方式分：
　　點位控制數控機床：數控系統只控制刀具從一點到另一點的準確位置，而不控制運動軌跡，各坐標軸之間的運動是不相關的，在移動過程中不對工件進行加工。這類數控機床主要有數控鉆床、數控坐標鏜床、數控沖床等。
　　直線控制數控機床：數控系統除了控制點與點之間的準確位置外，還要保證兩點間的移動軌跡為一直線，并且對移動速度也要進行控制，也稱點位直線控制。這類數控機床主要有比較簡單的數控車床、數控銑床、數控磨床等。單純用于直線控制的數控機床已不多見。
　　輪廓控制數控機床：輪廓控制的特點是能夠對兩個或兩個以上的運動坐標的位移和速度同時進行連續(xù)相關的控制，它不僅要控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且要控制整個加工過程的每一點的速度、方向和位移量，也稱為連續(xù)控制數控機床。這類數控機床主要有數控車床、數控銑床、數控線切割機床、加工中心等。