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以五坐标联动的铣削机床为例，从结构类型上看，分为双转台、双摆头、单摆头+单转台三大类，每大类根据机床运动部件的运动方式的不同而有所不同。以直线轴Z轴为例，对于立式设备来说，人们编程时习惯以Z轴向上为正方向，但是有些设备是通过主轴头固定而工作台向下移动、刀具相对向上移动为Z轴正方向移动；有些设备是工作台固定而主轴头向上移动、刀具向上移动。在刀具参考坐标系和零件参考坐标系的相对关系中，不同的机床结构对三坐标加工中心没有什么影响，但是对于多轴联动的设备来说就不同了，这些相对运动关系的不同对加工程序有着不同的要求。由于机床控制系统的不同，对刀具补偿的方式和程序的格式也都有不同的要求。
加工中心一般分为立式加工中心和卧式加工中心。3轴立式加工中心最有效的加工面仅为工件的顶面，卧式加工中心借助回转工作台，也只能完成工件的四面加工。多轴数控加工中心具有高效率、高精度的特点，工件在一次装夹后能完成5个面的加工。如果配置5轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，非常适于加工汽车零部件、飞机结构件等工件的成型模具。根据回转轴形式，多轴数控加工中心一般可分为以下几种方式：
（1）双转台结构。
（2）双摆头结构。
（3）单摆头+单转台结构。
双转台结构类型的机床是一个工作台做回转运动，另一工作台做偏摆运动，回转工作台附加在偏摆工作台上，随偏摆工作台的运动而运动，如图1-1所示。其中，回转工作台通常称为机床的第5轴，而偏摆工作台称为机床的第4轴。图1-2所示为一典型的双旋转工作台5轴联动铣床。
这种设置方式的多轴数控加工机床的优点是：主轴结构比较简单，刚性非常好，制造成本比较低。但工作台一般不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转角度≥90°时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。
双转台结构类机床的特征如下：
（1）3个直线轴建立在笛卡儿坐标系上，符合右手法则。
（2）旋转轴平行于直线轴，即A轴平行于X轴，C轴平行于Z轴。
（3）旋转轴轴线正交。
（4）工件在旋转工作台上。
（5）第一个旋转轴作为机床的第4轴，它的旋转改变了第二个旋转轴的定向；第二个旋转轴作为机床的第5轴，它的旋转不改变第一个旋转轴的定向。
（6）刀具的初始方向为Z轴的负方向。
图1-1 双转台机床结构图
图1-2 双转台机床
双摆头结构类型的机床是通过主轴头在两个方向的旋转来实现5轴联动加工，如图1-3所示。图1-4所示是一台双旋转主轴头的龙门5轴联动铣床结构。
图1-3 双摆头机床结构图
图1-4 双摆头机床
这种设置方式的多轴数控加工机床的优点是：主轴加工非常灵活，工作台也可以设计得非常大。在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，而采用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量，这是工作台回转式加工中心难以做到的。
双摆头结构类机床的特征如下：
（1）3个直线轴建立在笛卡儿坐标系上，符合右手法则。
（2）旋转轴平行于直线轴，即A轴平行于X轴，C轴平行于Z轴。
（3）旋转轴轴线正交。
（4）刀具在旋转头上。
（5）第一个旋转轴作为机床的第4轴，它的旋转改变了第二个旋转轴的定向；第二个旋转轴作为机床的第5轴，它的旋转不改变第一个旋转轴的定向。
（6）刀具的初始方向为Z轴的负方向。
单摆头+单转台结构机床是通过工作台的回转运动和主轴的偏摆运动合成的复合运动来完成零件的加工，如图1-5所示。图1-6所示为一典型的单摆头+单转台结构5轴联动铣床。
图1-5 单摆头+单转台机床结构图
图1-6 单摆头+单转台机床
这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但工作台一般不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转角度≥90°时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴的工作范围一般为-120°~+30°。工作台的中间还设有一个回转台，环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360°回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的5个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001°，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与X、Y、Z三直线轴实现联动，配置高档的数控系统、伺服系统以及软件就可加工出复杂的空间曲面。
单摆头+单转台结构类机床的特征如下：
（1）3个直线轴建立在笛卡儿坐标系上，符合右手法则。
（2）旋转轴平行于直线轴，即B轴平行于Y轴，C轴平行于Z轴。
（3）旋转轴必须正交。
（4）刀具在旋转头上。
（5）第一个旋转轴作为机床的第4轴，它的旋转改变了刀具的方向；第二个旋转轴作为机床的第5轴，它的旋转改变了工件的位置。
（6）刀具的初始方向为Z轴的负方向。
非正交机床是指机床的两旋转轴的夹角不是90°，而是其他角度，主要是45°。这种机床最先由Deckel-Maho公司生产，现在国内的应用也越来越多。非正交机床主要有两种结构：一种是一旋转工作台加一旋转主轴头（如图1-7所示），图1-8所示为一典型的非正交单摆头+单转台结构5轴联动铣床；一种是双旋转工作台（如图1-9所示），图1-10所示为一典型的非正交双旋转工作台5轴联动铣床。
图1-7 主轴非正交5轴联动铣床
图1-8 非正交单摆头+单转台铣床
图1-9 工作台非正交5轴联动铣床
图1-10 非正交双旋转工作台铣床
非正交结构机床具有以下特点：
（1）由于机床结构的特殊性，增加了旋转轴的定位精度。
（2）增加了机床使用的灵活性，例如图1-7所示的机床，当B轴旋转180°后，机床结构就立即从立式结构转换为卧式结构。
（3）在进行数控加工程序的编制时，特别是加工后置处理时，应特别注意其角度换算的特殊性。
某些机床平时是按3轴数控铣床使用，但在需要的情况下，可以在其工作台上安装附加旋转工作台使其成为4轴数控铣床或5轴数控铣床，以实现加工的某些特定要求。如图1-11所示是一些附加旋转工作台实例。
图1-11 附加旋转工作台
附加旋转工作台结构使机床具有加工的柔性，但在使用时，应注意以下问题：
（1）在安装时必须确保安装精度。例如，工作台旋转轴向与工作台线性进行方向的夹角误差必须控制在许可的范围内，否则将直接影响工件的加工形状精度。
（2）必须考虑机床的空间，确保附加工作台，以及加工工件都有安装空间。
车铣复合加工中心是在车床的基础上增加了铣床的功能，随着技术的发展，这类机床的结构日益复杂，功能也日益强大。如图1-12所示即为一台比较复杂的车铣复合加工中心，从结构来看，它实际上由一台5轴联动数控铣床和两台数控车床构成。
图1-12 车铣复合加工中心
车铣复合加工中心机床具有以下特点：
（1）一次装夹即可完成零件的所有工序的加工，减少了零件装夹次数，提高了质量和效率。
（2）但这种机床主要应用于车削，其铣削功能不如纯数控铣床的功能，因而不适合于具有大量数控加工的零件的加工。
（3）数控后置比较复杂，需要由多个后置处理器联合工作。
如上所述，多轴数控铣床有不同的结构，不同的机床有其相应的应用领域，在实际进行产品加工时，应针对特定的任务，选取正确的机床。