八十年代以前，大多数机床都是手动换刀，费时又费力。只有在比较现代的加工中心，才逐步实现了通过刀库自动换刀。拆卸大型附件、刀具和方杆刀具或者在机床上更换可转位刀片，都需要耗费很长的停机时间。采用小而轻的切削单元，并结合快换工具接口的系统以前闻所未闻，因为这种技术在当时才刚刚起步。

这种技术直到有了模块化工具系统以后，通过在切削刀具和机床夹紧单元创新采用先进的接口才得以实现。 采用刀具夹持创新技术，可以快速手动换刀，现代的主轴接口可以用于自动换刀，同时，实现了刀具系统的模块化。

模块化工具系统的出现是源于数控机床的发展，特别是六十到七十年代，车床取得了长足发展。 五十年代，美国开始研发数控技术，并应用在加工中心和车床上。到了六十年代中期，美国境内出售的机床中有15%是数控机床，此后数年得到飞速发展。当时，欧洲和亚洲几乎没有生产数控机床，但是到1967年，出现了急剧向上的转折点，数控机床开始迅猛发展。为了满足人们更加充分利用生产设备的需要，人们开发出了生产率更高、更昂贵的机床，模块化工具系统就在这大背景下应运而生。

中等规模加工车间的数控机床，平均实际切削时间只占到机床总体可用生产时间的8%。刀具安装、换刀和刀具测量所花费的时间占总可用时间的五分之一。 人们很早就意识到了这一点，正因如此，改善机床利用率以及提高生产效率的潜在需求推升了数控机床的迅猛增长。

无论是为新工序的生产准备还是更换新刀具，切削刃能否准确定位都至关重要。只有在确定切削刃的精确坐标后，才能开始进行正确加工，否则不仅刀具的使用存在风险，加工出的零件尺寸也没有保证。 因此，切削刀具的准确定位对新机床而言显得尤为重要。 当时人们采用了几种方式来应对，因为这并不是一个新问题，在数控技术问世前，人们就已经有针对车床和仿形车床高效换刀的需求了。

根据当时的情况和对数控的需求，人们开发了一系列刀架，能够夹持现成的方杆刀具并且可以在机床外预设刀具。 刀架可安装在刀机床刀板或转塔上，按预定刀具位置定位。精度相对较准确，并且可在安装之后校对切削刃位置，或直接进行粗加工。 但是，这些刀架在精度方面受限较大，占用大量的机床空间、成本高、重量大。几乎不能快速更换工具系统，更谈不上效率。

七十年代的另一种解决方案是采用高质量的工具系统，其中采用的方杆刀柄磨削到相当高地精度，并与特别定制的刀座配合在机床上使用。 如果刀具预先设置好，在装配刀具或换刀时，就有比较高的精度。 但是，由于存在大量不同类型的机床，因此有必要与所有机床制造厂一起，讨论如何确定刀具在刀架和刀塔上的基准点。 另一种方式是在方刀杆上安装可精确调节的精调机构，用于径向和轴向的微调。快换还是无法实现。

当时出现的另一个趋势是实现自动化。 早期的加工中心采用机械式抓刀臂，将刀具安装在一致的锥柄上，刀具在主轴和刀具库之间实现交换。 车床实现自动化的愿望，与实现加工灵活性的需要，与日俱增。