בהתבסס על ההקדמה הבסיסית לכלי מכונות אוטומטיים, עקרון הליבה שלהם כרוך בשימוש בלוגיקת בקרה מוגדרת מראש כדי להניע רכיבים מכניים לאורך כל תהליך העיבוד באופן אוטומטי. עם זאת, עקרונות העבודה הספציפיים משתנים בהתאם לסוג המכונה:
כלי מכונה אוטומטיים CNC
מערכות אלו מפרשנות תוכניות עיבוד דיגיטליות ושולחות פקודות למנגנוני סרוו, השולטות בתנועת הציר לאורך נתיבים מוגדרים מראש לביצוע אוטומטי של פעולות כגון חיתוך והזנת כלים. הם גם משתמשים בפיצוי משוב כדי לתקן שגיאות ולהבטיח דיוק בעיבוד.
מחרטות אוטומטיות הידראוליות
מונעות בעיקר על ידי מערכת הידראולית, מכונות אלו מעבירות כוח באמצעות לחץ נוזלים. תוכניות PLC שולטות בפעולה של צילינדרים הידראוליים כדי להשלים אוטומטית את מחזור העיבוד המלא, כולל הזנת חומרים, חיתוך ופריקת חלקים.
מחרטות מכשירים אוטומטיים
אלה מסתמכים על מעגלי בקרה עוקבים-הכוללים ממסרים ו-PLC-כדי להניע צילינדרים פנאומטיים או שסתומי סולנואיד בסדר מוגדר מראש, המאפשרים עיבוד אצווה אוטומטי של חלקים קטנים עד בינוניים-.
מחרטות אוטומטיות מסוג -שוויצרי
הציר מניע את מלאי המוט להזנה צירית בזמן שכלי החיתוך פועלים ממצבים קבועים. הגדרה זו מאפשרת השלמה בו-זמנית של מספר פעולות משולבות-כגון חריטה, כרסום וקידוח-בהידוק יחיד.