目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發展，五軸聯動加工中心有高效率、高精度的特點，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯動的高檔數控系統，還可以對複雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適宜象汽車零部件、飛機結構件等現代模具的加工。（本期介紹立式五軸加工中心）立式五軸加工中心這類加工中心的迴轉軸有兩種方式，一種是工作臺迴轉軸。設置在床身上的工作臺可以環繞X軸迴轉，定義為A軸，A軸一般工作範圍+30度至-120度。
工作臺的中間還設有一個迴轉臺，在圖示的位置上環繞Z軸迴轉，定義為C軸，C軸都是360度迴轉。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其餘的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動，就可加工出複雜的空間曲面，當然這需要高檔的數控系統、伺服系統以及軟件的支持。這種設置方式的優點是主軸的結構比較簡單，主軸剛性非常好，製造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸迴轉大於等於90度時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力 矩。
另一種是依靠立式主軸頭的迴轉。主軸前端是一個迴轉頭，能自行環繞Z軸360度，成為C軸，迴轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的A軸，一般可達±90度以上，實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計的非常大，客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設計還有一大優點：我們在使用球面銑刀加工曲面時，當刀具中心線垂直於加工面時，由於球面銑刀的頂點線速度為零，頂點切出的工件表面質量會很差，採用主軸迴轉的設計，令主軸相對工件轉過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質量。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺迴轉式加工中心難以做到的。為了達到迴轉的高精度，高檔的迴轉軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內，當然這類主軸的迴轉結構比較複雜，製造成本也較高。
五軸聯動數控是數控技術中難度最大、應用範圍最廣的技術。它集計算機控制、高性能伺服驅動和精密加工技術於一體，應用於複雜曲面的高效、精密、自動化加工。五軸聯動數控機床是發電、船舶、航天航空、模具、高精密儀器等民用工業和軍工部門迫切需要的關鍵加工設備。國際上把五軸聯動數控技術作為一個國家工業化水平的標誌。
國外五軸聯動數控機床是為適應多面體和曲零件加工而出現的。隨著機床複合化技術的新發展，在數控車床的基礎上，又很快生產出了能進行銑削加工的車銑中心。五軸聯動數控機床的應用，其加工效率相當於兩臺三軸機床，甚至可以完全省去某些大型自動化生產線的投資，大大節約了佔地空間和工作在不同製造單元之間的週轉運輸時間及費用。市場的需求推動了我國五軸聯動數控機床的發展。
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