Металлорежущие станки с программным управлением представляют собой разнообразную и наиболее совершенную группу машин, в которой широко используют средства автоматики и электроники, электрические, механические, гидравлические, пневматические и другие устройства. Программное управление станками за сравнительно короткий срок бурно развивалось и стало основным направлением автоматизации металлообработки. Оно обеспечивает возможность более быстрой переналадки станка, чем в случае, когда на автоматизированном станке требуется замена кулачков или копиров, перестановка упоров и конечных выключателей и пр. В принципе кулачковые автоматы, копировальные станки и тому подобные автоматы тоже являются программными, однако их переналадка сложна. Поэтому станки с такими системами автоматического управления выгодно использовать лишь в массовом и крупносерийном производстве.
Основное отличие и преимущество станков с программным управлением заключаются в простоте переналадки, что дает возможность создавать экономически выгодные системы автоматизации для мелкосерийного и единичного производства.
По виду управления станки с программным управлением делят на станки с системами циклового программного управления и станки с системами числового программного управления. В основном распространены станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Применение станков с числовым программным управлением — одно из наиболее прогрессивных направлений автоматизации металлообработки на промышленных предприятиях, повышающее производительность в 3—6 раз и более. Дальнейшее развитие станков с ЧПУ привело к созданию многоцелевых станков. Отличительной особенностью этих станков является возможность комплексной обработки деталей (точение, сверление, фрезерование, резьбонарезание и т. д.) без их перебазирования с автоматической сменой режущих инструментов.
Внедрение новых видов преобразователей энергии (тиристоров, транзисторов, современных интегральных схем и микропроцессорной техники) позволяет унифицировать системы управления станками с ЧПУ. Широко применяют металлорежущие станки, оснащенные оперативной системой программного управления. Она позволяет рабочему вести диалог со встроенным управляющим устройством — многопроцессорной мини-ЭВМ. Оперативная система избавляет от необходимости обращаться к услугам специалистов вычислительных центров для составления программы. Программа вводится прямо на станке с пульта управления. Благодаря этому открывается реальная возможность использования таких станков на предприятиях с мелкосерийным и единичным характером производства.
Отработанная программа хранится в оперативной памяти мини-ЭВМ (или переносится в кассету внешней памяти на длительное хранение). Это позволяет рабочему при обработке деталей работать в автоматическом цикле. На новых станках с ЧПУ устанавливают регулируемый привод постоянного тока, что дает возможность отказаться от шестеренной коробки скоростей.