虚拟轴机床在上个世纪90年代初期，英国英格索尔公司以商品形式在美国国际机床展览会上露面，另有瑞典、法国、日本、俄罗斯、波兰的几家机床企业或高校科研单位提出大同小异的不同类型试验品投石问路，此后进入小批量商品投放市场者以瑞典尼阿斯公司较突出，美国辛辛那提以这一原理在传统的卧式镗铣床基础结构上实现主轴部件多坐标联动具有新意。

我国科技界特别是高校科研群体以创新的敏感和实力几年内同样取得突破，除了实现并联结构的虚拟轴机床（例如哈工大—哈量，天津大学—天津一厂，清华大学—昆明机床厂的组合）外，还出现结合不同用途巧妙运用串联—并联结构、运用虚拟轴原理达到简化编程扩大加工空间目的的产品（如清华—江东机床厂、西安交大—秦川机床厂、清华大学—大连机床集团的产品）也已在中国国际机床展览会上分别登场。以上这些创新之举，说明了我国在机床前沿技术探索的敏锐性以及所具备的软硬件基础实力。

快速成型技术是近十多年来出现的一种加工原理上的巨大变革，与具有长远历史的去除材料（切削、冲剪）的加工方法不同，快速成型技术，实际上是背离传统加工方法而反其道而行之的以材料堆积成型达到制造工件的一种方法，对于制造原型工件（即将设计构思快速制成实体，从而检验设计的可行性）缩短产品试制周期具有革命性意义，这是材料科学和计算机软件技术、高精度硬件技术的边际学科有机结合的产物。国际上掌握此项技术的国家不多，而我国已有自主知识产权的技术与产品，较突出者有华中科技大学、清华、西安交大、科学院大恒公司以及几个民营科技先导型企业。按分层实体制造（LOM）、熔融沉积成形（FDM）、紫外激光固化（SLA）、激光选区烧结（SLS）的不同原理，已有年产近百台产品投放市场，进入了世界先进行列，并向新加坡出口了技术。

机床工业造型设计技术是集人机工程学、环境艺术、计算机辅助设计技术为一体的新技术，为了提高机床产品竞争力，我国专门设置了数控机床造型设计研究中心，这在世界范围也是较为独特的做法。该中心拥有一流的人机实验室用于人体因素和人性化设计研究，为北一、沈一、济一、长城、多棱等十几家重要机床制造厂的数十种产品进行外观设计，创造独特个性识别风格，投入市场取得显著效果，用户普遍反映我国机床的直接感观连续上了几个台阶，优秀产品的外观具有时代感、实用性，受到市场欢迎。这一研究中心开发的“基于知识的智能化辅助网络协同造型设计系统”，包括机床外覆盖件造型图库、机床人性技术知识库建立在国际互联网平台上的服务体系以协同并行方式贯穿于整个机床产品开发的全过程，作为企业设计资源的延伸，面向机床行业。

纳米加工及亚微米加工技术及设备是当代超高精度技术前沿，北京机床研究所以其高精度技术的雄厚基础和多学科优势，已夺得纳米和亚微米加工技术与装备的若干制高点，投入市场的几种产品已达到世界领先水平，取得了跨越式发展。