1.按运动方式划分

数控机床的种类虽然很多，但按照刀具与工件的相对运动方式，可将其控制方式划分为点位控制、直线运动控制和轮廓控制。

（1）点位控制。只控制机床移动部件的终点位置，而不管移动轨迹如何，并且在移动过程中不进行切削，如图2-4（a）所示。数控钻床、数控冲床等是典型的点位控制机床。

图2-4　数控机床的控制方式

（2）直线运动控制。除了控制运动的起点与终点的准确位置外，还要求刀具运动轨迹为一条直线，并能控制刀具按照给定的进给速度进行切削加工，如图2-4（b）所示。数控车床、数控铣床、加工中心等一般都具有直线运动控制功能。

（3）轮廓控制。轮廓控制又称连续轨迹控制，能够对刀具与工件的相对移动轨迹和速度进行连续控制，并在移动时进行切削加工，可以加工任意斜率的直线、圆弧和曲线，如图2-4（c）所示。大多数数控铣床、数控车床、数控磨床、加工中心等都具有轮廓控制功能。

2.按伺服系统控制方式划分

按伺服系统控制方式的不同，可将数控机床的控制方式划分为开环控制、闭环控制和半闭环控制方式。

（1）开环控制方式。

开环控制是一种不带位置测量反馈装置的控制方式，在这种控制方式中，数控系统处理数控加工程序，并向伺服系统发出位移指令信号，驱动机床运动，进行加工。最典型的开环伺服系统就是采用步进电动机的伺服系统，如图2-5所示。它一般由步进电动机驱动器、步进电动机、齿轮箱和丝杠螺母传动副等组成。数控系统每发出一个位移指令脉冲，经驱动器功率放大后，驱动步进电动机旋转一个步距角，再经传动机构带动工作台或刀具移动。步进电动机的实际转角和转速分别由输入的脉冲数和脉冲频率决定。这类系统的信息传送是单向的，即位移脉冲指令发出去以后，实际进给位移不再反馈回来，所以称为开环控制方式。经济型数控机床一般采用开环伺服系统，机床调试简单，其精度取决于步进电动机和机床机械系统的精度，一般来说，其加工速度和加工精度较低。(www.daowen.com)

图2-5　开环控制示意图

（2）闭环控制方式。

闭环控制是一种在机床移动部件上直接安装位置测量反馈装置的控制方式，如图2-6所示。位置测量装置（光栅、感应同步器等）的作用是检测工作台的实际位置并反馈给数控系统。数控系统将实际位置与数控加工程序中规定的位置相比较，以其差值来控制伺服电动机（直流或交流伺服电动机）驱动工作台向减少误差的方向移动，直到差值等于零为止。这类伺服系统将机床工作台纳入位置控制环，故称为闭环控制。闭环伺服系统可以消除因传动环节的制造精度而引起的运动误差，因而定位精度高。但闭环伺服系统受丝杠的拉压刚度、扭转刚度、摩擦阻尼特性和间隙等非线性因素的影响，导致机床调试复杂困难。如果各种参数匹配不当，将会引起系统振荡，造成不稳定，影响定位精度。闭环伺服系统的结构复杂、成本高，故主要用于精度要求高的数控机床。

图2-6　闭环控制示意图

（3）半闭环控制方式。

与闭环控制方式不同，半闭环控制用安装在伺服电动机或丝杠上的角位移测量元件（如旋转变压器、脉冲编码器、光栅等）来代替安装在机床工作台上的直线测量元件，用测量电动机的旋转角位移来代替测量工作台的直线位移，如图2-7所示。这种系统未将丝杠螺母副、齿轮传动副等传动装置包含在闭环反馈系统中，因而称为半闭环控制方式。半闭环控制虽然不能补偿传动装置的传动误差，但容易获得稳定的控制特性，其控制精度介于开环控制系统的精度和闭环控制系统的精度之间，其机床调试比闭环控制方式的容易，因而应用广泛。

图2-7　半闭环控制示意图