Mașinile-unelte specializate utilizează, de obicei, metode de prelucrare simultană cu mai multe axe, cu mai multe unelte, cu mai multe-procese, cu mai multe fețe sau cu mai multe-stații, obținând o eficiență a producției de câteva până la zeci de ori mai mare decât mașinile-unelte de uz general. Deoarece componentele de uz general-sunt standardizate și serializate, ele pot fi configurate flexibil în funcție de nevoi, scurtând ciclurile de proiectare și fabricație. Prin urmare, mașinile-unelte specializate combină avantajele costului scăzut și eficienței ridicate, găsind aplicații pe scară largă în producția de masă și fiind folosite pentru a forma linii de producție automatizate.
Mașinile-unelte specializate sunt utilizate în general pentru prelucrarea pieselor în formă de cutie-sau cu forme speciale. În timpul prelucrării, piesa de prelucrat în general nu se rotește; mișcarea de rotație a sculei de tăiere și mișcarea relativă de avans între sculă și piesa de prelucrat sunt utilizate pentru a efectua găurire, alezare, frezare, alezare, frezare, tăierea filetelor interne și externe și prelucrarea diametrelor externe și a fețelor de capăt. Unele mașini-unelte combinate folosesc un cap de rotire pentru a ține piesa de prelucrat și a o roti, instrumentul de tăiere efectuând mișcarea de avans; acest lucru poate realiza, de asemenea, prelucrarea diametrelor exterioare și a suprafețelor de capăt ale anumitor piese rotative (cum ar fi volantele și semiarborele-axului de punte spate ale automobilelor).
Cea mai veche mașină-uneltă combinată a fost fabricată în Statele Unite în 1911 pentru prelucrarea pieselor auto. Inițial, fiecare producător de mașini-unelte avea propriile standarde pentru componente comune. Pentru a îmbunătăți interschimbabilitatea componentelor comune de la diferiți producători și pentru a facilita operarea și întreținerea utilizatorului, Acest principiu a definit strict dimensiunile de conectare între componente, dar nu a specificat structurile componente.
Componentele comune pot fi clasificate în cinci tipuri în funcție de funcție: componente de putere, componente de sprijin, componente de transport, componente de control și componente auxiliare. Componentele de putere asigură mișcarea principală și mișcarea de avans pentru mașina-uneltă modulară. Acestea includ în principal unitatea de alimentare, capul de tăiere și glisiera electrică.
Componentele de susținere sunt utilizate pentru a monta glisiera electrică, capul de tăiere cu mecanism de alimentare sau dispozitivele de fixare etc. și includ baze laterale, baze intermediare, suporturi, suporturi reglabile, coloane și baze de coloane.
Componentele de transport sunt folosite pentru a transporta piesele de prelucrat sau cutia axului la stația de prelucrare și includ în principal mese rotative de indexare, mese rotative de indexare circulare, tamburi de indexare și mese alternative.
Componentele de control sunt utilizate pentru a controla ciclul automat de lucru al unei mașini-unelte, inclusiv stații hidraulice, dulapuri electrice și panouri de control. Componentele auxiliare includ dispozitive de lubrifiere, dispozitive de răcire și dispozitive de îndepărtare a așchiilor.
Pentru a permite aplicarea mașinilor-unelte modulare în producția de loturi mici- până la medii-, tehnologia de grup este adesea folosită pentru a prelucra piese cu structuri și procese similare pe o singură mașină-uneltă modulară, îmbunătățind astfel utilizarea mașinii-unelte. Două tipuri obișnuite de astfel de mașini-unelte sunt mașinile-unelte modulare de tip cutie cu arbore interschimbabile și mașini-unelte modulare de tip turelă.
Dezvoltarea viitoare a mașinilor-unelte modulare va utiliza din ce în ce mai mult motoare-de reglare a vitezei și șuruburi cu bile pentru transmisie, pentru a simplifica structura și a scurta ciclurile de producție; adoptați sisteme de control digital și sisteme automate de schimbare a cutiilor de ax și a dispozitivelor pentru a îmbunătăți reglarea procesului; și să le încorporeze în sisteme flexibile de producție.