Характерным примером систем автоматизации управления отдельных станков являются системы копирования. С их помощью получают детали пространственной формы. Такие детали не поддаются обработке или недостаточно эффективно обрабатываются на обычных станках. К подобным деталям относятся судовые гребные винты, лопатки газовых, паровых и гидравлических турбин, лопасти воздушных винтов самолетов, прессформы, литейные формы и кокили, кулачки и т.п.

Системы прямого копирования. На копировальных станках профиль обрабатываемой детали обычно формируется путем сочетания двух движений: детали и инструмента. Результирующее перемещение инструмента относительно детали образуется геометрическим сложением векторов этих перемещений. Одно из этих движений, а именно: непрерывное движение копира (шаблона обрабатываемой детали) с постоянной скоростью вдоль одной из координатных осей, называется задающей подачей 5зад, а другое, представляющее собой вынужденное движение копировального щупа вдоль перпендикулярной оси, называется следящей подачей S.

Следящая подача в зависимости от изменения наклона, определяемого профилем шаблона, может изменяться как по величине, так и по знаку. Образование результирующей подачи Sp, показано на рисунке.

Копировальные станки, как правило, конструктивно выполняются в виде полуавтоматов, где автоматизированы только операции собственно обработки. Это объясняется тем, что сложность воспроизводимого профиля детали и относительная длительность ее обработки делают время операции загрузкивыгрузки относительно всего штучного времени менее значащим. В последнее время в производстве все в более широкой степени применяются различного рода автооператоры и роботызагрузчики, обеспечивающие работу копировальных станков в режиме полного автомата.

Однако метод прямого копирования и перемещения режущего инструмента под непосредственным воздействием копира, обладает рядом принципиальных недостатков, среди которых можно назвать следующие:
• точность изготовления копира (шаблона) непосредственно влияет на точность обработки детали;
• требуется изготовление как копира (шаблона), так и щупа (ролика), непосредственно контактирующего с копиром, из износостойкого материала, большей частью из закаливаемых инструментальных сталей, потому что усилие резания непосредственно создается воздействием копира (шаблона) на копировальный щуп (ролик);
• сложность точного изготовления копира из труднообрабатываемого материала типа закаливаемых инструментальных сталей;
• необходимость частого изготовления копира (шаблона) вследствие больших усилий в точке контакта копира (шаблона) с копировальным щупом (роликом) и относительно быстрого износа этого копира и потери точности;
• необходимость в специальной конструкции точной и жесткой кинематической цепи между копиром (шаблоном) и копировальным щупом (роликом);
• необходимость подстройки в процессе эксплуатации передаточного отношения кинематической цепи между копиром (шаблоном) и копировальным щупом (роликом) вследствие дрейфа точности копирования;
• трудность поддержания постоянства результирующей подачи, что необходимо из технологических соображений, так как именно результирующая подача создает вектор контурной скорости, касательный к воспроизводимому профилю.

Необходимость многократного точного изготовления копира (шаблона) из труднообрабатываемого материала является основным моментом, затрудняющим эксплуатацию станков, использующих метод прямого копирования. Поэтому такой метод копирования применяется в основном в редко переналаживаемом, но в высокоавтоматизированном производстве, например в производстве шарико и роликоподшипников.
Большое распространение в практике таких редко переналаживаемых производств с массовым характером выпуска получили одношпиндельные токарные автоматы, работающие с прутковыми заготовками и использующие распределительный вал с кулачками.

Для таких автоматов характерно наличие двух ветвей передачи движения: ветви главного движения - от приводного электродвигателя к рабочему шпинделю, и ветви подач - от этого же электродвигателя к распределительному валу. Самой простой является кинематическая схема такого копировального станка, у которого подачи рабочих суппортов обеспечиваются профилями сменных кулачков, устанавливаемых на распределительном валу, причем этот распределительный вал вращается равномерно. Так, в частности, устроены и работают широко распространенные автоматы для фасонного продольного точения, а также почти все токарноревольверные автоматы.

Многошпиндельные токарные автоматы имеют распределительный вал специальной конструкции. Распределительные валы многошпиндельных автоматов могут состоять из нескольких участков, но эти участки распределительных валов, характеризующиеся различными ориентацией и методами крепления кулачков, кинематически связаны друг с другом. Каждый из участков распределительного вала такого автомата соответствует своему шпинделю.