工具機是機械產業發展的根基，1960年代隨著政府的經建計劃將機械工業列為發展重點，國內工具機產業略有雛形。重工業快速發展下，1970年代臺灣從勞力密集轉為資本技術密集，工具機產業逐漸步入起飛期。

當時國內缺乏工具機整機製造技術，為提升國內製造能量，工研院於1977年打造精密工具機示範工廠，奠定臺灣精密工具機與自動化的基礎，同年與美國布朗夏普製造公司（Brown & Sharpe Manufacturing Company）簽訂技術合作合約，引進精密膝式銑床普通型、臥式與立式萬能銑床設計、製造加工與其附屬配件之製造技術。

同時，工研院為補足產業缺口，積極研發堪稱工具機大腦的「控制器」，藉此改善長年由歐日壟斷的局面，從無到有，全面開發國產控制器，技術移轉線切割放電加工控制技術給慶鴻、徠通等國內業者，協助建立放電加工新產業，使臺灣線切割機業者產量躍升全球第三位，成功協助產業轉型；1994年開發第一代運動控制與I/O控制晶片，後於2000年誕生第二代整合式運動與I/O控制專用(EPCIO, Exquisite Position Control and Input/Output)控制晶片，促成我國發展國產控制器核心模組；1996年開發車削控制器，並於2014年將高階車削控制器技轉台達電。逐步建立國產控制器產業，為工具機廠增添價格優勢更帶動臺灣精密機械智慧化。

此外，為持續強化工具機自製技術能力，工研院從整機關鍵模組著手升級產業技術，如於1994年完成國內首組馬達內藏式高速主軸，提高轉換效率也大幅減少主軸體積，帶動國內高速主軸應用風潮。在技術演進下，從兩軸、三軸至五軸工具機的發展路上，工研院亦協助產業一步步扎穩技術基礎，如於2010年完成並發表國產五軸控制器TCP功能（Tool Center Point刀具中心點控制），為五軸同動控制最關鍵功能。

智慧工具機時代來臨，工研院以深耕多年的技術引領產業前行，如於2015年將「五軸精微插補控制技術」技轉友嘉，協助其建立自有製程化人機的五軸控制器，讓五軸控制器取得成本降低50％以上，能讓工具機一次夾持即準確精密銑削出多面複雜形狀的工件；同年，開發高階雙主軸雙刀塔車銑複合控制器，透過高階控制器技術的開發，讓產業再升級，將國產工具機業者整機的產品品質提升至A+等級。

2017年協助友嘉整合工業機器人控制模組，建立高階智動化五軸加工系統控制解決方案，建構出全球第一套Robot inside高階智動化五軸加工控制系統與設備。工研院持續以國產控制技術協助友嘉建置自有品牌FETROL M100 Touch全數位銑削控制器，結合新漢公司原有自動化產線專業，再導入國產模具加工機與鑽孔攻牙機完成I4.0智動化生產示範線。2020年以國產全數位龍門五軸控制器、大馬力伺服配套支援協鴻工業，建構千萬級航太龍門五軸加工機，導入國內航太加工業者進行航太機翼組件量產加工(36小時/件，厚100mm切削至2.5mm厚)，驗證國產高階控制器具備航太應用可靠度及品質性能。於台北國際工具機展「TIMTOS × TMTS 2022」展示國產化五軸加工控制器等國產高階控制器技術成果。已有超過30家國內工具機廠商導入，應用範圍可從百萬元等級的二軸車削中心及三軸銑削中心到千萬元等級的大型五軸同動及多軸車銑複合加工機等高階機型，並促成國內三家工具機控制器領導廠商年產量高達8～10萬套，產值將超過50億元。工研院以跨領域智慧機械能量，推動新技術產業化，力助工具機產業穩定輸出國際。