Автоматизация обработки штучных заготовок деталей типа дисков, колец, муфт, поршней и других применительно к условиям серийного и мелкосерийного производства решается за счет использования полуавтоматизированного оборудования — токарных полуавтоматов и станков, оснащенных устройствами ЧПУ.
Изготовление деталей сложных форм и разнообразных размеров приводит к необходимости частой переналадки оборудования (станка, механизма загрузки и выгрузки заготовок), что делает нецелесообразным применение в этих условиях автоматов.
Дальнейшее повышение уровня автоматизации токарных полуавтоматов и станков с ЧПУ достигается применением этого оборудования в комплексе с промышленными роботами и вспомогательным оборудованием (бункера, накопители и др.), образующими автоматизированную производственную единицу, приближенную по условиям работы к автоматическим линиям.
Компоновка роботизированных комплексов в зависимости от конструкции робота и наличия производственных площадей механообработки может быть различной. Чаще всего применяют круговую планировку, при которой один робот располагается в центре и обслуживает два — пять станков и вспомогательных механизмов. Применяют также линейное расположение станков; в этом случае робот перемещается вдоль их фронта по напольным или подвесным направляющим.
Конструктивно токарные полуавтоматы не отличаются от описанных выше токарных автоматов (кроме ручной загрузки и выгрузки заготовок). Устройство же станков с ЧПУ существенно отличается от токарных автоматов как конструкцией, так и кинематикой движений.
В промышленности эксплуатируется большой парк токарных станков с ЧПУ. Станки этой группы бывают с горизонтальной и вертикальной компоновкой и подразделяются на патронно-центровые, центровые, патронные, многорезцовые и др. Смена инструмента осуществляется автоматически за счет использования либо револьверной головки с установленными в ней от 4 до 12 инструментов, либо с использованием инструментального магазина, в котором помещается 12 инструментов.