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1956年日本富士通研究成功数控转塔式冲床。美国IBM公司同期也研制成功了“APT”(刀具程序控制装置)。1958年美国K&T公司研制出带ATC(自动刀具交换装置) 的加工中心。1967年出现了FMS(柔性制造系统)。1978年以后，加工中心迅速发展，带有ATC装置，可实现多种工序加工的机床，步入了机床发展的黄金时代。1983年国际标准化组织制定了数控刀具锥柄的国际标准，自动换刀系统便形成了统一的结构模式[6,7,8]。8653
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国际机床制造个业十分重视刀库及 ATC 的研制和生产，已形成专业化的格局。国外生产ATC 装置的主要厂家有：德国KTC 刀库系统有限公司、德国MIKSCH公司、德国Alfing-Kessler 公司、德国Homsberg-Lamb 公司、德国CHIRON 公司、奥地利ANGERG 公司、意大利MCM-CLOCK 公司、新加坡SUGINO 公司、日本SODIC 公司、日本FANUC 公司等[9]。
我国制造加工技术起步较晚，对ATC的研究也较少。进入90年代以来，北京机床研究所、大连组合机床研究所、济南第一有限公司、北京密云所、大河机床厂、青海机床厂等都对自动换刀装置进行了研究，目前已经取得了很大的成就。例如济南第一机床有限公司对立卧两用换刀机械手进行了全液压式的开发与研究[10]。随着加工中心的日益普及，加工中心的产量是逐渐攀升。“高速，商精度，高效”正是生产厂家和用户追求的终极目标。而刀具交换系统采用伺服驱动的高速换刀系统，通过提高机械手的动作速度和动作配合的准确性，从而提高换刀速度，可以实现刀对刀1．2 s，就体现了“高速、高精度、高效”的特质[11]。另外，还设计了应用于柔性制造系统的无源式换刀机械手爪，该机械手抓结构简单紧凑，工作可靠成本低、体积小[12]。
但国产换刀机械手相比国外产品，在换刀精度、换刀速度和工作的可靠性等方面还存在有较大的差距，迄今为止，国产数控机床所配备的自动换刀机械手主要依赖进口，进口地相对集中在台湾[13]。
与国外成熟的技术相比，我国在自动换刀装置的研究上还存在一些关键技术问题需要解决：如优良运动曲线选择、机构运行可靠性、换刀复合凸轮的设计，凸轮的精密加工等。为缩短差距，国内生产厂家和科研单位正加强自动换刀装置的研制合作。2008 年1 月，呼和浩特众环（集团）有限公司与清华大学就“数控机床功能部件关键技术研究”项目正式签署了“数控换刀机构空间凸轮设计制造技术研究” 协议和技术开发合同书，旨在通过双方合作，解决自动换刀装置在国产化过程中的关键技术难题[1]。
1.2自动换刀装置的发展趋势
未来的自动换刀装置，将根据不同的工作需要，进行多元化发展。自动换刀装置的换刀时间将越来越短，同时通用性和可靠性越来越强。传统装置将会采用动作速度更快的机构和驱动元件，凸轮结构近年来已被大量采用。同时新的材料和加工工艺，弥补凸轮机构磨损后可靠性降低的缺点。新的换刀方式的出现，也为自动换刀装置的进一步发展提出了新的思路。双主轴和多主轴换刀技术，把机床的换刀速度提高到了新的水平。多主轴换刀方式，可以使安装在夹具上的工件快速在各主轴之间移动，使得切削对切削换刀时间到达0.4 s。在通用性方面，立卧式两用自动换刀装置将会成为另一个发展方向