UK 09英国的其他机床
机床的历史不能只靠车床来讲述。让蒸汽机得以实用的，是把气缸孔镗得又圆又直的镗床。作为机器基础的平面，由龙门刨床和牛头刨床制造，齿轮孔的键槽由插床制造。沉重的锻件由蒸汽锤锻打，孔由钻床负责，精确的孔位由坐标镗床负责。而在“测量切削出来的东西”的测量机领域，英国从 19 世纪的 Whitworth 到 20 世纪 Ferranti 的三坐标测量机、Renishaw 的测头，一直在创造世界工厂的常规。本章按机型分节，追溯这些机器在英国为了什么工作而诞生、结构如何变化、现场的加工又如何随之改变。年份和机型依据 Science Museum 1966 年出版的机床藏品目录、Roe 1916 年的研究著作、Nasmyth 的自传、Whitworth 的演讲录、当时的行业杂志（The Engineer、Machinery 等）和专利逐一核实，并为每项史实注明了出处。
平面、
圆孔，
还有测量的秘密！
本章的机器与时代章有重叠之处。Wilkinson、Maudslay 及其弟子们的时代在第 1 章，万国博览会与美式机器的引进在第 2 章，两次大战在第 3 章，包括 Ferranti 的数控和 Renishaw 在内的战后在第 4 章中，以人和公司的动向为中心介绍。本章则以机器的结构为中心撰写。日本钻床、镗床和电火花加工机的历史，见国产机床档案的第 5 章《钻床、镗床的谱系》和第 6 章《电火花加工机的谱系》，美国的同类机型整理在美国的其他机床中。
镗床：带动蒸汽机的第一台大型机床
镗削是用刀具把已有的孔从内侧切削扩大，使孔又圆又直、达到规定尺寸的加工。在 18 世纪的英国，这种加工最迫切的需求来自蒸汽机的气缸。气缸与活塞的间隙一大，蒸汽就会泄漏，出不了力。Watt 起初曾感叹，直径 18 英寸的气缸，最差处长径与短径竟相差 3/8 英寸（约 9.5mm）[2]。
Smeaton 的悬臂镗杆
此前最好的机器，是 1769 年 John Smeaton 在苏格兰 Carron 炼铁厂制造的镗床。把周围装有刀具的刀头装在只有一端支承的长杆前端，用链条和绞车把放在台车上的气缸拉向刀具。但杆的前端没有支承，刀头的重量使刀具只切削气缸的下侧，孔被铸件的形状牵着走而弯曲。Smeaton 的工厂把气缸每次转 90 度、分 4 次镗削，尽量让孔圆一些[1][2]。
Wilkinson：穿过镗杆、两端支承
解决这个问题的是炼铁商 John Wilkinson。他先在大炮上下功夫。1774 年 1 月 27 日的英国专利第 1063 号是“铸造并镗削铸铁炮的新方法”：不用型芯把炮铸成实心，用水车或蒸汽机带动炮身旋转，先用钻头钻孔，再用装有刀具的镗杆精加工[3]。
对于气缸，Wilkinson 让粗镗杆穿过气缸，用轴承支承镗杆的两端。刀头随镗杆一起旋转，同时沿镗杆滑动，靠穿过镗杆内部的进给杆和齿条一点点前进。气缸用链条固定在木支座上。由于镗杆两端有支承，镗杆本身就成了直尺，即使铸件弯曲，只要有加工余量，就能镗出又直又圆的孔[1][2][4]。1775 年在 Wrexham 附近 Bersham 的工厂为 Boulton & Watt 镗出了第一个气缸，1776 年 Boulton 写道，即使是直径 50 英寸（约 1.27m）的气缸，误差也不到一枚旧先令银币的厚度[2]。从 1776 年到 1795 年，Watt 的气缸都在 Bersham 铸造和镗削[1]。Roe 评价这台镗床是“大概第一台能以接近今天的精度完成大型工作的金属加工机床”[2]。
进给丝杠与立式镗床
此后的改良在于“进给”和“摆放方式”。Boulton & Watt 于 1795 年建起新的 Soho Foundry，1798 年用 William Murdock 设计的卧式镗床镗削直径 64 英寸的气缸[1]。据说约 1800 年起，Soho 开始采用以镗杆内的丝杠进给刀头来代替重锤和齿条的方式。留在 Bersham 的镗杆后来也被改装，在内部加了进给丝杠，使镗杆每转 1 圈刀头前进一定量[1]。
大型船用蒸汽机的气缸，平放时会因自重变形。于是有人构想了把气缸竖起来镗削的立式镗床。在 Soho，Peter Ewart 于 1795 年做了设计（未制造），1802 年 Michael Billingsley 取得专利并制造了出来。1838 年 Nasmyth, Gaskell & Co. 安装在 Woolwich 海军船厂的立式镗床，把直径 6 英尺的气缸固定在地面上，用行星齿轮缓慢转动直径 16 英寸镗杆内的丝杠，使刀具下降。竖起来后，气缸和镗杆都不会挠曲，切屑向下落、不会缠住刀具，占地也小[1]。
走向卧式镗床
从 19 世纪末起，镗床成为“把大型箱体零件放着不动、加工多处孔”的机器。Manchester 近郊 Broadheath 的 George Richards 的万能机，基本上是镗床，但钻孔和铣削也能一次装夹完成，主轴转速可变 48 档[20]。1961 年，Halifax 的 Asquith 用电子控制的主轴和进给，制造了重量超过 270 吨的滑枕式卧式镗铣床[18]。面向工具车间，Kearns 销售装有光学坐标读数装置的卧式镗床[34]。
车间里发生了什么变化？“孔顺着刀具的路径走”是到 Smeaton 为止，“孔顺着导向（镗杆）走”是从 Wilkinson 开始。今天镗削长孔时，基本做法也是缩短刀具伸出长度、在另一侧也加以支承（线镗或后支承），思路与 250 年前相同。
龙门刨床：用机器制造“平面”
龙门刨床是让载有工件的工作台前后往复，用固定的刀具一刀一刀地刨削，再把刀具横向移动，从而精加工出平面的机器。机床的导轨面、蒸汽机滑阀的平面、纺织机械的杆件——平面到处都需要，但直到 19 世纪初，都是用錾子和锉刀切削、再用刮刀修配的手工活。
谁是第一个：Murray、Fox、Roberts
龙门刨床的“发明者”无法归于一人。据当时在那里工作的人证言，Leeds 的 Matthew Murray 在 1814 年已在使用刨削蒸汽机 D 形滑阀平面的龙门刨床，没有申请专利，而是藏在上了锁的小房间里。Derby 的 James Fox 也在约 1814 年制造了龙门刨床，具备刀架的自动进给，以及用 3 个锥齿轮切换往复的自动换向装置。据说这台机器一直用到 1859 年[2][1]。
现存实物中最古老的龙门刨床，是 Manchester 的 Richard Roberts 于 1817 年制造的。工作台（长 52 英寸、宽 11 英寸）一侧由平导轨、另一侧由倒 V 形导轨承托，用手转动链条和滚筒使其往复。横梁架在 2 根立柱上，刀架可以改变角度，刀具装在回程时会抬起的铰链压板上。床身上留有錾子和锉刀的痕迹，可见龙门刨床本身是在没有龙门刨床的情况下制造的[1][7][2]。工作台、横梁、刀架这一形式，已经与现代的龙门刨床相同。
Clement 的大型龙门刨床：每平方英尺 18 先令
1825 年，London 的 Joseph Clement 制造了能刨削 6 英尺见方工件的大型龙门刨床。工作台在滚柱上移动，装有去程和回程都能切削的 2 把刀具，为手摇驱动。10 多年间没有其他同样大小的机器，Clement 以每平方英尺 18 先令承接刨削加工，这成了他的主要收入[1][2]。刨削平面本身就成了一门生意。1829 年 Fox 的价目表上，龙门刨床已有 5 种规格[1]。
Whitworth 的“Jim Crow”与急回
往复式机器的弱点，是回程空行程。Manchester 的 Joseph Whitworth 在 1835 年取得专利的龙门刨床上，做出了在行程终点刀架转个方向、回程也能切削的机构。车间里借流行歌曲“转个身就是 Jim Crow”，称之为“Jim Crow”。在 1842 年的机器上，用床身中央的丝杠移动工作台，工作台上的挡块每推动一次齿条杆，就用皮带使刀架反转，横向进给也前进 1 格[1][12]。
不过，这种换向机构没有推广开来。Science and Industry Museum 解释说，大概是因为它太复杂，对重型工作来说不够结实[44]。约 1860 年起，刀具单向切削、工作台快速返回（急回）的方式成为主流[1]。Nasmyth 的工厂制造用齿条驱动的急回龙门刨床，以及面向小型机器的、安静而快速的“mangle 轮”式龙门刨床（小齿轮在销齿轮的内侧和外侧之间往返以切换往复）[1]。
平面的成本降到百分之一
1856 年，Whitworth 在机械工程师学会的会长演讲中说，30 年前用手正确精加工铸铁平面，每平方英尺要付 12 先令的工钱，而现在用龙门刨床不到 1 便士。1 先令是 12 便士，工钱降到了百分之一以下。他还说，作为代价，从前一个工匠的工具只要几先令，而龙门刨床每人需要 500 英镑以上的资本，为了不让昂贵的机器闲着，开始实行轮班制[10]。机床用“机器与资本”取代“人的技能”的情形，在这些数字中表现得淋漓尽致。进入 20 世纪后，大件平面的加工转向在与龙门刨床同样的龙门式长工作台上装旋转铣刀头的龙门铣床（plano-miller）。Asquith 于 1920 年为自用制造的机器，在 30 英尺长的工作台上装有 4 个铣头，1961 年仍用硬质合金铣刀进行重型粗加工[18]。铣床的历史在第 6 章中介绍。
车间里发生了什么变化？有了龙门刨床之后，最后的精加工仍靠刮研。Whitworth 主张，用研磨粉对研无法控制切削量，应该把 3 个面相互对合、用刮刀精加工[10]。今天机床导轨面上留下的刮研花纹，正是这种“机器切削、刮研配合”传统的延续。
牛头刨床、插床：小平面与键槽
从滑轮工厂的方孔机到插床
要把齿轮或车轮固定在轴上，需要在孔的内侧刻出键槽。过去这是用錾子和锉刀的繁重劳动。据 Nasmyth 的自传，Maudslay 为 Portsmouth 滑轮工厂制造的木工方孔机（mortising machine，见后文）具备了也能用于金属的全部原理，Richard Roberts 对它加以改良，使之能在金属车轮上刻键槽[8]。Gilbert（1966）把 Roberts 开始制造这种插床（slotter）的时间定为 1830 年[1]。
Manchester 的 Science and Industry Museum 有 Sharp, Roberts & Co. 于 1835 年制造的插床。它与给 Liverpool & Manchester 铁路货车车轮刻键槽的机器是同类，用飞轮轴上的曲柄使竖直的刀杆上下运动，靠曲柄销的位置把行程改变到最大 6 英寸。工作台可以旋转、前后、左右移动，倾斜后还能切削锥度槽[1][9]。不过，这种形式的机器，工件半径大于刀杆到立柱的距离就放不进去。Nasmyth 写道，他自己设计了一种键槽机，任何直径的车轮都能用，没有像弹簧那样挠曲的部位，占地和价格都只要三分之一[8]。
Nasmyth 的“Steam Arm”
龙门刨床对于大件很方便，但机器的小零件依然用錾子和锉刀加工。1836 年，Nasmyth 制造了把龙门刨床缩小、用于小零件的牛头刨床。据他的自传，这台机器被称为“Nasmyth's Steam Arm”，只要让一个细心的少年在旁照看，就能便宜地加工出不输熟练工手工的零件[8]。其机构是：装在旋转圆盘槽中的曲柄销推动装有刀架的滑枕（臂）上的竖槽使其往复，靠销的位置改变行程。工件台用手动或棘爪进给一点点横向移动[1]。到 1856 年，Nasmyth, Gaskell & Co. 共制造了 236 台牛头刨床[17]。
Whitworth 给这种牛头刨床加上了急回机构，使去程慢慢切削、回程快速返回。这种机构至今仍被称为“Whitworth 急回机构”[2][1]。Whitworth 还为大件制造了一种牛头刨床：刀头在车床式的床身上移动，刀具伸出床身端部进行加工[19]。
车间里发生了什么变化？有了牛头刨床和插床，螺母的六角面、键槽之类的“小平面”能用机器加工了，零件的尺寸开始统一。现在键槽多用铣刀、拉刀或线切割加工，但对于孔内只有一处的槽，至今仍在使用插削原理的刀具（插刀）。
⚓Portsmouth 滑轮工厂：排列专用机床的批量生产之始
帆船需要大量供绳索穿过的木制滑轮（滑车，block）。据 Roe 记述，当时英国海军每年购买约 10 万个手工制作的滑轮，一艘护卫舰就要用约 1,500 个[2]。1802 年，Marc Isambard Brunel 提出用机器制造滑轮的计划，经海军工程监督 Samuel Bentham 推荐，被海军部采纳。机器由 Brunel 设计，Henry Maudslay 制造[1][2]。
按工序配置的专用机床
这座工厂的新颖之处在于每道工序配一种机器，工件依次传到下一台机器。先用摆式圆锯截断榆木原木，用圆锯机锯成方料，再用钻孔机钻出滑轮轴孔和方孔的预钻孔，两孔互成直角。接着由榫眼机从预钻孔凿出容纳轮子的方孔，成形机切削外形，开槽机加工出绳槽。轮子则是把硬木切成圆片，车圆后在中心钻孔，再用铣削加工出装入轴承金属件（coak）的座面[1]。
这些机器的结构中，已经具备了后来机床的各种部件。榫眼机在飞轮与轴之间最早装上了锥形离合器和制动器，凿子每往复一次，就用进给丝杠和棘轮推进滑轮壳体，到设定长度自动停止进给[1][2]。成形机把 10 个壳体夹在两个圆环之间旋转，让刀具沿样板移动来切削外形，并通过齿轮使 10 个壳体同时每次分度 90 度[1][2]。Roe 写道，从中可以清楚看到确定加工基准点、并在全部工序中坚持这一基准的思路[2]。
到 1805 年，滑轮工厂已能生产海军所需的全部滑轮，每年节省约 1 万 7,000 英镑。据说 110 名熟练工的工作由 10 名非熟练工就能完成[1]。Roe 记述，1808 年全面投产时的产量为每年 13 万个以上[2]。这些机器做得很好，有的用了将近 150 年[1]。在 London 的 Science Museum 的展厅 Making the Modern World，可以看到钻孔机和 coak 加工机[6][42]。
不过，博物馆的解说把这样的成功为何止于“孤例”、没有推广到其他产业视为一个谜，并写道英国的工厂和政府关注美国式批量生产，是 50 多年以后的事[6]。此后 50 年的故事（Enfield 的步枪工厂与美国的机床）在第 2 章中介绍。
蒸汽锤：改变锻造规模与力度控制的机器
蒸汽锤不是切削的机器，但作为锻打大轴和曲轴毛坯的锻造设备，支撑了机械工厂。此前用水车或蒸汽抬起的“杠杆锤”（tilt hammer）是臂端装锤头的杠杆形式，摆幅小，打不了厚的工件[2]。
1839 年，汽船 Great Britain 的设计者向 Nasmyth 求助，说没有能锻打直径 30 英寸明轮轴的锤。Nasmyth 于 11 月 24 日在笔记本上画了一种用蒸汽提起重锤、再沿导轨笔直落下的锤的草图[8][1]。后来船改用螺旋桨而不用明轮，轴也就没有制造。之后 Nasmyth 在法国 Le Creusot 的工厂看到按自己构想制作的锤已在使用，于 1842 年 6 月 9 日取得英国专利第 9382 号[2]。Science Museum 说明，Nasmyth 既不是最早构想的人，也不是最早制造的人，他与 Le Creusot 的技术人员 Bourdon 之间有过孰先孰后的争论[13]。
最初的形式是用蒸汽把活塞顶起，到设定高度排出蒸汽，让锤头靠自重落下。1843 年，合伙人 Robert Wilson 设计了自动阀门装置：锤头升到设定高度就切换阀门使其落下，打完后又恢复提升。后来发展成下落时也从上方通入蒸汽增加冲力的“双作用式”[1]。力度控制灵活得近乎过头，据说 Nasmyth 曾用 2.5 吨的锤只敲碎放在酒杯里的鸡蛋壳给人看[8]。1857 年 Nasmyth 赠给新建的 South Kensington Museum 的蒸汽锤模型，成了 Science Museum 机床收藏的开端[1]。
钻床：从自动进给到摇臂钻床
钻孔自古就是容易交给机器的工作。1801 年 Soho Foundry 的设备清单上也有 3 台钻床[1]。19 世纪英国钻床的进步在于进给的自动化和孔位的确定方法这两点。
Nasmyth 与 Whitworth 的自动进给
1840 年前后 Nasmyth, Gaskell & Co. 的钻床，把主轴装在架于两根立柱之间的横梁上，用锥齿轮带动主轴旋转。进给除手摇丝杠外，还有利用主轴上的偏心轮和棘爪一点点进给的自动进给[1][11]。Whitworth 在 1830 年代末取得专利的自动进给更为巧妙。主轴上部切有螺纹，与两个蜗轮啮合，平时蜗轮与主轴一起空转。对蜗轮的轴施加制动使其转慢，蜗轮便起螺母的作用，使主轴下降，进给量可通过制动的松紧来调节[1]。
用样板确定孔位
要钻大量布局相同的孔，每次都划线定位就来不及了。Roberts 在 1848 年取得一项专利：把导向销插入放大样板的孔中，在钟表底板上钻孔。样板与工件的比例可通过在臂上的位置来改变[1]。1855 年 Sharp 与 Furnival 的专利，是让旋转的刀具往复移动来加工长孔的机器，用椭圆齿轮使往复速度均匀[1]。用样板确定位置的思路，后来发展为夹具（钻模）和坐标镗床。
Halifax 的摇臂钻床
又大又重的工件，无法靠移动工件来对准孔位。如果用在从立柱伸出的臂（摇臂）上装主轴箱、转动摇臂并让主轴箱沿摇臂移动的摇臂钻床，刀具就能走到孔的位置。在英国，这种机床的产地是约克郡的 Halifax。Science Museum 藏有 1914 年前后 Kitchen & Wade 的摇臂钻床[21]。Kitchen & Wade 于 1936 年公开发行股票，1959 年被工厂相邻的 Asquith 收购[23][30]。
同在 Halifax 的 William Asquith 于 1865 年开办工厂，起初车床、龙门刨床、牛头刨床什么都造，创始人 1901 年去世后，从 1903 年起专做摇臂、立式、卧式钻床和重型卧式镗铣床。据 1961 年的行业杂志记载，后来 Sydney Harbour Bridge 建设所用的钻床全部由它供应。那一年工厂占地 12 英亩、员工约 1,000 人，OD 型摇臂钻床月产约 30 台，产品一直到摇臂长 12 英尺、能在实心材料上钻出直径 5 英寸孔的机型。它与 Kitchen & Wade、Drummond、生产牛头刨床的 Ormerod 等组成名为 Asquith Machine Tool Corporation 的集团，号称是只造钻床和镗床的工厂中世界最大的[18]。
车间里发生了什么变化？有了摇臂钻床，大型铸件和焊接结构件上的孔不必用起重机移动工件就能钻出。在日本的工厂，摇臂钻床也长期是标配，其发展历程见国产机床档案第 5 章的年表。
坐标镗床：来到 Enfield 的第一台
批量钻孔需要在准确位置嵌入钻套以引导钻头的夹具（钻模）。加工这种夹具上的孔的，就是坐标镗床。Science Museum 藏有瑞士 SIP（Société Genevoise d'Instruments de Physique）于 1921 年制造的第一台工业用坐标镗床，这台机器是为英国 Enfield 的皇家轻武器工厂制造的。SIP 在 1912 年制造了在钟表底板上划线用的定位机，后来发展成工业用坐标镗床。在此期间，美国的 Pratt & Whitney 也在 1917 年推出了坐标镗床[22][1]。
这台机器像龙门刨床一样在两根立柱之间架设横梁，主轴箱沿横梁左右移动，工作台前后移动（加工范围 18×24 英寸，重约 2 吨）。在精度上有两项巧思。一是进给丝杠误差的补偿：针对每根丝杠，以用显微镜读数的精密标尺为基准，制作出记录每 1cm 误差的金属样板，再通过 200 比 1 的杠杆转动刻度的游标来抵消误差。另一项是预计到工作台的重量会使床身挠曲，把导轨面加工得略微凸起。Science Museum 说明，坐标镗床是应放在恒温室里使用的精密机床[22][1]。
英国厂家在战后也制造了面向工具车间的坐标镗床。1958 年，Newall 为工作台 15×20 英寸、主轴转速 67—3,000 转的 1520 型做广告，称其为 20 年来致力于坐标镗床开发的成果[29]。
车间里发生了什么变化？有了坐标镗床，夹具和模具上的孔位可以定到千分之几毫米的量级。日本在 1930 年代也引进了 SIP 的机床，成为国产坐标镗床的样板（国产机床档案第 5 章）。关于当今定位精度的思路，也请参阅加工中心的解说。
拉床：只需通过一次的加工
拉刀是把几十个高度逐渐变化的刀齿排成一列的长刀具，把它推过或拉过孔，最后一个刀齿通过时，键槽、花键或齿轮的形状就已完成。Science Museum 的目录说明，刀齿上的分屑槽交错排列以免切屑堵塞，最后几个刀齿做成准确的精加工形状，并认为这一思路可以追溯到 Leonardo da Vinci 的图和 1729 年瑞典 Polhem 制作钟表齿轮的方法。19 世纪中叶，人们把一种叫“冲刀”（drift）的工具敲进或压进孔里。由于刀具昂贵复杂，直到高速钢和工具磨床齐备的 19 世纪末才付诸实用，目录认为今天的拉削加工始于美国的 Lapointe 于 1902 年开设工厂[1]。
在英国，Watford 的 Lapointe Machine Tool Co. Ltd（广告上并列美国 Hudson 的同名公司）于 1960 年为拉力 24—50 吨、行程 30—78 英寸的卧式液压拉床，以及可刃磨长达 80 英寸拉刀的刃磨机做了广告[34]。拉刀是重磨后反复使用的刀具，所以与刃磨机配套出售。美国拉床的起源在美国的其他机床中介绍。
测量机与测头：“测量能力”的英国
Whitworth 的测长机：靠触感测量
Whitworth 在 1856 年的演讲中说，机械制造的两大要素是“真正的平面”和“测量的能力”。真正的平面是把三块平板互相对合、用刮刀精修而成（1840 年发表）。在测量能力方面，他提倡不靠眼睛读刻度，而用手的触感来确认的测量。把工件夹在两个平行平面之间，调到手刚刚能感觉到的程度，再把平面靠近 5 万分之 1 英寸，就会明显变紧。Whitworth 的测长机在标准英寸棒与测量面之间夹一片称为“重力片”的薄板，调到薄板恰好靠自重落下的位置。据说从那里再把测量面靠近 100 万分之 1 英寸，薄板就会因摩擦而不再落下。用 1 码长的棒时，手指轻触一下带来的热膨胀就能让薄板停住[10]。
Whitworth 说，在工厂里用 2 英尺尺子上的刻线对准 100 分之 1 英寸，不如用端面测量的标准（端度量具）对准 1 万分之 1 英寸来得容易，主张凡是配合方面的工作都应使用端度量具[10][2]。在 1851 年的伦敦万国博览会上，他与机床一起展出了测长机和量规[1]。不过 Science Museum 对 1855 年的测长机（在 Making the Modern World 展出）说明，考虑到室温的变化，百万分之 1 英寸的说法是夸大的，后来被英国国家物理实验室（NPL）否定[15]。数字虽有夸大，“用端面测量”“长度随温度变化”的思路成了今天量块和千分尺的基础。
表面粗糙度仪 Talysurf
到了 20 世纪，人们不仅测量尺寸，也开始测量表面的粗糙度。Leicester 的 Taylor, Taylor & Hobson 生产的 Talysurf 是触针式粗糙度仪，用细针描过表面，把针的上下位移用电的方式大幅放大，再用笔记录。1943 年 4 月的生产工程师学会会刊刊登了一个例子：战时的工厂把 Talysurf 的检测部分搬到重 1.2 吨的轧辊旁，用三点支承的台座固定在工件上，5 分钟就测完[24]。Science Museum 藏有 1946 年的 Talysurf[25]。
Ferranti 的三坐标测量机（1959 年）
机械加工的检验长期以来是在平板上组合使用百分表、量块、高度规的费时工作。1959 年，生产数控装置的 Ferranti 发布了按坐标测量的检测机（co-ordinate inspection machine）。把工件放在台上，将从悬臂梁垂下的测头对准孔的中心等处，X（24 英寸）、Y（15 英寸）的位置就以数字显示。位置的检测采用光电管计数各轴上所装衍射光栅的莫尔条纹的方式，可读到 0.001 英寸（约 0.025mm）。测头可上下移动 10 英寸[32]。同年的 Mechanical World 称其为这类机器中的世界首台，价格约 2,200 英镑[33]。莫尔条纹标尺是该公司用于数控定位的技术，正因为是制造数控机床的公司，才造得出这种测量机。1965 年，第 500 台安装完毕[35]。
Renishaw 的触发式测头（1972 年）
早期三坐标测量机的测头，是把硬质测端顶在孔上、用手对准位置的。1972 年，Rolls-Royce 的技术人员 David McMurtry 为了检验超音速客机 Concorde 的 Olympus 发动机零件，构想了一种一接触就发出信号的测头（触发式测头）[39]。据专利（以英国 1972 年 9 月 21 日的申请为优先权的美国专利 4,153,998），触针被弹簧压在由 3 个球确定的位置上，球与触点构成电路。触针碰到工件稍一倾斜，电路就断开，读取此刻的坐标。无论触针被推向哪个方向，离开后都会回到同一位置[38]。
McMurtry 与同事 John Deer 于 1973 年注册了 Renishaw Electrical，推出三坐标测量机用测头 TP1。1977 年又推出装在机床上的测头，使工件定位和加工后的检测能够在机床上自动完成[39]。
车间里发生了什么变化？有了三坐标测量机，原本是“平板加量规的手艺活”的检验变成了坐标数字；有了触发式测头，又实现了自动化。今天在加工中心上进行工件找正和加工后的尺寸确认，正是这两项英国发明的延续。关于测量误差的思路，文章“测量误差”和量规也值得一读。Ferranti 的数控与 Renishaw 公司的发展历程在第 4 章中介绍。
电火花加工、超声波加工、自动生产线、增材制造
电火花加工。1954 年 7 月，英国技术杂志 The Engineer 和 Automobile Engineer 介绍了 Sparcatron 的电火花加工。这是用电火花把金属微粒蚀除的加工，能在刀具切不动、砂轮也难磨的硬质合金或淬火后的钢上加工出孔和型腔。文中解释说，火花只在一瞬间产生，又被流经其间的液体冷却，所以淬火硬度也不会下降。设备由 Impregnated Diamond Products 按 Sparcatron 的许可制造，当时主要用于工件静止、加工孔和型腔的工作[26][27]。
超声波加工与电解加工。Science Museum 藏有 1957 年的超声波钻床。工具每秒振动 2 万次，借助研磨粉的泥浆一点点切除材料，工具不旋转，所以也能加工方孔和异形孔，用于玻璃和陶瓷[1]。1966 年的目录把超声波加工、电镀的逆过程电解加工、用火花切除材料的电火花加工，并列为 20 世纪中叶诞生的新加工方法[1]。
自动生产线。关于把工件自动送往下一道工序的机器列（transfer machine，自动生产线），Gilbert（1966）写道，第一台是 1923—24 年为 Coventry 的 Morris 发动机工厂制造的[1]。这是把 Portsmouth 滑轮工厂“按工序依次排列专用机”的思路用自动输送连接起来的形式。美国汽车工厂的发展在美国大批量生产一章中介绍。
增材制造。以触发式测头起家的 Renishaw 于 2011 年开始推出增材制造（3D 打印）产品，一家做测量的公司，把业务扩展到了以增材方式制造形状的机器[39]。
与日本的关联
三坐标测量机。1971 年 10 月，Ferranti 与东京精密（TSK）签订了为期 7 年的相互许可协议。东京精密获得在日本、中国大陆和苏联制造和销售 Ferranti 三坐标测量机以及车床等机床用数显装置的权利；Ferranti 则在欧洲和非洲制造和销售东京精密的电子量仪及圆度、平面度测量仪。许可费为销售额的 4%[36][37]。这是英国诞生的三坐标测量机技术进入日本测量仪器厂家的例子。此后日本的三坐标测量机走向世界，1983 年 London 的 Science Museum 收藏了一整套三丰的三坐标测量机 FN-403[40]。
坐标镗床。SIP 坐标镗床的第一台于 1921 年交付英国 Enfield 的皇家轻武器工厂[22]。日本在 1937 年前后和 1939 年也引进了 SIP 的机床，成为国产坐标镗床的样板（国产机床档案第 5 章的年表）。
电火花加工机。国产机床档案的第 6 章的年表依据 1955 年的《精密仕上法》，把英国将电火花加工机作为商品发布的时间定为 1952 年前后。本章核实的 Sparcatron 报道（1953—54 年）反映的正是当时英国电火花加工的情形[26]。
⑂厂家谱系图
这是本章主要厂家与工厂经核实的存续期间。色带颜色变化处表示公司名称变更。Wilkinson 画的是 Bersham 的镗削工厂（1775—95 年）；Maudslay 的公司依 Gilbert（1966）“延续到世纪末”的说法画到 1900 年；Nasmyth 画到本人退休的 1856 年；Whitworth 画到本人去世的 1887 年（此后的公司名称变迁本章未核实，用虚线表示）。Kitchen & Wade 从名称得到确认的 1914 年前后画到被 Asquith 收购的 1959 年，Taylor Hobson 从 Talysurf 得到确认的 1943 年画起。
可以参观的地方
英国早期的机床多由 Science Museum Group 收藏。展品可能更换，库房里的机器有时提前申请即可参观。开放日和能否参观，请在前往前查看各设施的说明。
⌛年表
这是本章核实过的全部史实。编号为出处，点击即可打开该资料（能确定页码的打开该页）。“p.”是书的页码，“帧”是扫描的连续编号（Science Museum 1966 年的目录与印刷页码不一致，因此用帧表示）。
蒸汽机与镗床1769—1800 年
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 1769年 | Smeaton 在苏格兰 Carron 的炼铁厂制造了加工 Newcomen 机气缸的镗床。镗杆是悬臂式的，刀头的重量使刀具只削到气缸下侧，因此每次转 90 度、分 4 次加工。即便如此，气缸还是既不圆也不直 | John Smeaton（Carron Ironworks）气缸镗床 | [1·帧69][2·p.2] |
| 1774年1月 | ★炼铁业者 John Wilkinson 以“铸造和镗削铸铁炮的新方法”取得专利（1774 年 1 月 27 日）。不用型芯把炮铸成实心，用水车或蒸汽机带动炮身旋转，先用钻头钻孔，再用装有刀具的镗杆精加工 | John Wilkinson英国专利第 1063 号 | [3][2·p.2] |
| 1775年 | ★Wilkinson 在 Bersham（Wrexham 附近）的工厂，使用把粗大镗杆穿过气缸、两端支承的镗床，加工了 Boulton & Watt 的第一个气缸。刀头沿镗杆滑动进给，镗杆本身起到直尺的作用，即使铸件弯曲也能镗出笔直、正圆的孔 | John Wilkinson（Bersham）气缸镗床 | [1·帧69][2·p.11][2·p.12][4] |
| 1776年 | Matthew Boulton 写道，Wilkinson 即使加工直径 50 英寸（约 1.27m）的气缸，误差也不超过一枚旧先令银币的厚度。Watt 的蒸汽机能成为一门生意，靠的正是这台镗床 | Boulton & Watt | [2·p.3] |
| 1795年 | Bersham 工厂关闭。1776—95 年 Watt 的气缸就在这里铸造和镗削。其中较大的镗杆（长约 15 英尺、直径约 12 英寸）被其他公司买下，后来加装进给丝杠继续使用，1850 年代转到 Science Museum 的前身 | John Wilkinson | [1·帧70][1·帧71][5] |
| 1795年 | Peter Ewart 为 Soho Foundry 设计了把气缸吊起来竖着加工的立式镗床（未制造，实际制造的是卧式） | Boulton & Watt（Soho Foundry）立式镗床的设计 | [1·帧71] |
| 1798年 | William Murdock 设计的卧式气缸镗床开始在 Soho 使用，首先加工的是直径 64 英寸的气缸。1801 年 Soho 的设备清单上有钻床 3 台、研磨机 1 台、车床 10 台 | Boulton & Watt（Soho Foundry）卧式气缸镗床 | [1·帧13] |
| 约1800年 | 据说 Soho 开始使用用镗杆内部的丝杠推进刀头的“丝杠进给”（有说是 Murdock，也有说是 George Wright）。比重锤加齿条的进给更为均匀 | Boulton & Watt（Soho Foundry） | [1·帧72] |
滑轮工厂与龙门刨床的开端1800—1834 年
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 1802年 | Brunel 提出用机器制造海军滑轮（滑车）的计划，经海军工程监督 Samuel Bentham 推荐，被海军部采纳。海军每年购买约 10 万个手工制作的滑轮 | Marc Isambard Brunel、Samuel Bentham | [1·帧131][2·p.25][2·p.28] |
| 1802年 | Billingsley 以立式气缸镗床取得专利并制造。竖放时气缸和镗杆都不会因自重而挠曲，切屑也会向下落 | Michael Billingsley立式镗床 | [1·帧72] |
| 1803年 | Portsmouth 滑轮工厂的榫眼机。用曲柄带动上下运动的凿子，在已用钻头钻出预钻孔的滑轮壳体上凿出容纳轮子的方孔。最早配备锥形离合器和制动器，壳体由进给丝杠和棘轮每个行程推进一次速度方面，Roe 写作“每分钟 150 个行程”，Gilbert（1966）写作“每分钟 400 次以上” | Henry Maudslay（Brunel 设计）滑轮工厂的榫眼机（mortising machine） | [1·帧132][2·p.30] |
| 1804年 | 把 10 个滑轮壳体夹在两个圆环之间旋转，让刀具沿样板（template）移动切削外形。10 个壳体通过齿轮同时每次分度 90 度 | Henry Maudslay（Brunel 设计）滑轮壳体成形机（shaping engine） | [1·帧133][2·p.30] |
| 1805年 | ★滑轮工厂开始生产海军所需的全部滑轮，每年节约约 1 万 7,000 英镑。据说 110 名熟练工的工作由 10 名非熟练工完成。机器共 22 种 45 台（Roe 说是 44 台），由 Maudslay 制造Roe 写道，1808 年全面投产，年产 13 万个以上 | Portsmouth 海军船厂的滑轮工厂 | [1·帧131][2·p.29][2·p.31][6] |
| 1806年 | 海军技术人员 Simon Goodrich 记录了为送往俄国而购买机器的事：Leeds 的 Murray & Wood 的气缸镗床和螺栓螺纹加工机，Derby 的 Fox 的大型镗削兼螺纹车床和齿轮分度机。机床开始成为商品 | Murray & Wood、Fox | [1·帧13] |
| 1814年前后 | 原本制造纺织机械的 Fox 制造了龙门刨床。它具有刀架的自动进给，以及用 3 个锥齿轮切换往复的自动换向装置，一直用到 1859 年 | James Fox（Derby）龙门刨床 | [2·p.53][2·p.54][1·帧12] |
| 1814年 | 据当时在那里工作的人证言，Leeds 的 Murray 工厂曾使用加工蒸汽机 D 形滑阀平面的龙门刨床。他没有申请专利，而是把机器藏在上锁的小房间里 | Matthew Murray（Leeds）龙门刨床 | [2·p.55][1·帧12] |
| 1817年 | ★Roberts 制造龙门刨床。这是现存最古老的龙门刨床，床身上还留有錾子和锉刀的痕迹。工作台（长 52 英寸、宽 11 英寸）用链条和滚筒手动往复，刀具用回程时会抬起的铰链压板夹持 | Richard Roberts（Manchester）龙门刨床 | [1·帧77][2·p.51][7] |
| 1821年 | Fox 为加工花边机的杆件，制造了能加工长达 10 英尺 6 英寸的龙门刨床。前一年 George Rennie 已制造了由丝杠驱动工作台、使用旋转刀具的龙门刨床 | James Fox、George Rennie大型龙门刨床 | [2·p.51][2·p.52] |
| 1825年 | Clement 制造了能加工 6 英尺见方工件的大型龙门刨床。它有去程和回程都能切削的 2 把刀具，工作台在滚子上运行。靠手摇驱动，10 多年间作为这种尺寸的唯一机器，以每平方英尺 18 先令承接刨削业务，成了 Clement 的主要收入Gilbert 记为 1825 年。Roe 记为第一台龙门刨床在 1820 年，大型机在其后数年 | Joseph Clement（London）大型龙门刨床 | [1·帧12][1·帧13][2·p.52] |
| 1829年 | Fox 寄给 Goodrich 的价目表上列有 5 种龙门刨床和 7 种车床。龙门刨床已成为按尺寸分档的现成产品 | Fox（Derby） | [1·帧13] |
| 1830年 | Roberts 开始制造在轮子的孔上加工键槽的插床。Nasmyth 和 Gilbert 都写道，它源自 Portsmouth 滑轮工厂的榫眼机 | Richard Roberts插床（slotter） | [1·帧12][8·p.410] |
Manchester 的机床与测量技术1835—1864 年
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 1835年 | Sharp, Roberts & Co. 的插床。用于加工 Liverpool & Manchester 铁路货车车轮的键槽。通过曲柄臂的长度改变行程（最大 6 英寸），工作台可回转、前后、左右移动，还能倾斜以加工锥度槽 | Sharp, Roberts & Co.（Manchester）插床 | [1·帧79][9] |
| 1835年 | Whitworth 取得龙门刨床的专利（包括改进在内为 1835—39 年）。刀架在行程终点会翻转方向，去程和回程都能切削。工厂里借一首流行歌称之为“Jim Crow” | Joseph Whitworth（Manchester）龙门刨床（Jim Crow） | [1·帧13][1·帧77] |
| 1836年 | ★Nasmyth 制造了把龙门刨床缩小、用于小零件的牛头刨床。用曲柄带动装有刀具的滑枕往复，工件台逐步横向进给。使零件的平面、键槽和螺母的端面不用锉刀也能加工Roe 写作“Steel Arm”，但 Nasmyth 本人的自传和 Gilbert 写作“Steam Arm” | James Nasmyth牛头刨床“Nasmyth's Steam Arm” | [8·p.415][1·帧79][2·p.92] |
| 1836年 | Nasmyth 在 Manchester 郊外的 Patricroft 建起 Bridgewater Foundry。厂址夹在铁路与运河之间，他与 Holbrook Gaskell 合作制造机床和机车 | Nasmyth, Gaskell & Co. | [2·p.91][2·p.92] |
| 1837年（另有1839年之说） | Whitworth 以钻床的自动进给取得专利。对与主轴螺纹啮合的蜗轮的轴施加制动，蜗轮就成为螺母，使主轴下降Gilbert（1966）在目录的条目中写 1837 年，在序论中写 1839 年 | Joseph Whitworth钻床的自动进给 | [1·帧73][1·帧14] |
| 1838年 | Nasmyth 设计的立式气缸镗床安装在 Woolwich 的海军船厂。把直径 6 英尺的船用发动机气缸固定在地面上，用行星齿轮缓慢转动直径 16 英寸镗杆内的丝杠，使刀具下降 | Nasmyth, Gaskell & Co.立式气缸镗床 | [1·帧71][1·帧72] |
| 1839年11月 | 有人求助说没有能锻打汽船 Great Britain 直径 30 英寸明轮轴的锤，Nasmyth 于 11 月 24 日在笔记本上画出蒸汽锤的草图：用蒸汽提起重锤，沿导轨落下 | James Nasmyth蒸汽锤（构想） | [8·p.240][2·p.93][1·帧25] |
| 1840年 | Whitworth 在 Glasgow 的英国科学促进会上发表制作真正平面的方法。要点是把三块平面互相对合，不用研磨粉对研，而用刮刀精修 | Joseph Whitworth | [10·p.42][2·p.100] |
| 1840年前后 | Nasmyth, Gaskell & Co. 制造了把主轴装在两根立柱和横梁上的钻床。主轴进给除手摇丝杠外，还有用偏心轮和棘爪进给的自动进给 | Nasmyth, Gaskell & Co.龙门式钻床 | [1·帧72][1·帧73][11] |
| 1841年 | Buchanan 的机械书（1841 年）所绘的 54 台机床中，有 21 台是 Nasmyth 的机器 | Nasmyth, Gaskell & Co. | [1·帧13] |
| 1842年 | 现藏于 Science Museum 的 Whitworth 龙门刨床。用床身中央的丝杠移动工作台，工作台上的挡块每推动一次齿条杆，就通过皮带使刀架换向并推进横向进给 | Joseph Whitworth & Co.Jim Crow 龙门刨床 | [12][1·帧77] |
| 1842年6月 | ★Nasmyth 在法国 Le Creusot 看到按自己构想制造的蒸汽锤已在使用，2 个月后的 6 月 9 日取得专利。谁先谁后，与 Bourdon 发生了争执 | James Nasmyth蒸汽锤 英国专利第 9382 号 | [2·p.95][2·p.96][13] |
| 1843年 | 合伙人 Robert Wilson 设计了自动阀门装置：锤头升到设定高度就切换阀门使其落下，打完后又回到下一次提升。同年第一台锤完成 | Nasmyth, Gaskell & Co.蒸汽锤的自动阀 | [1·帧24][13] |
| 1846年 | 装有 Whitworth 自动进给的钻床（Science Museum 藏）。工作台带 T 形槽，可回转和横向移动Science and Industry Museum 认为该公司的第一台动力钻床是在 1847 年 | Joseph Whitworth & Co.自动进给钻床 | [1·帧73][14] |
| 1848年 | Roberts 以一种钻孔机取得专利：把导向销插入放大样板的孔中，在钟表底板上一个接一个钻出布局相同的孔。样板与工件的比例靠在臂上的位置来改变 | Richard Roberts钟表底板钻孔机 | [1·帧73] |
| 1851年 | 在伦敦万国博览会上，Whitworth 成为机床领域的第一人。他展出了车床、龙门刨床、牛头刨床、插床、钻床、冲床、剪切机、齿轮加工机床等 23 件以及测长机和量规（其他 20 家公司各 1—3 件） | Joseph Whitworth & Co. | [1·帧13][1·帧14][15] |
| 1855年 | 比较标准英寸棒的 Whitworth 测长机（Science Museum 藏）。Whitworth 声称能分辨到 100 万分之 1 英寸，但博物馆说明，考虑到室温变化这是夸大，已被英国国家物理实验室（NPL）否定。同一时期他也制造了面向工厂的测长机 | Joseph Whitworth & Co.百万分之 1 英寸测长机 | [15][16] |
| 1855年 | 让旋转刀具按长孔的长度往复移动来加工长孔的机器的专利。用椭圆齿轮改变曲柄的转动方式，使往复速度均匀 | T. B. Sharp、R. Furnival长孔加工机 | [1·帧73][1·帧74] |
| 1856年 | ★Whitworth 在机械工程师学会（IMechE）的会长演讲（Glasgow）中阐述，正确的平面和测量能力是机器制造的两大要素，并展示了一台用手触感的“端度器”测量、能分辨百万分之一英寸的测长机。他还说，30 年前手工加工每平方英尺要花 12 先令的平面，用龙门刨床加工已不到 1 便士 | Joseph Whitworth | [10·p.42][10·p.43][10·p.48][2·p.101] |
| 1856年 | Nasmyth 退出经营。到这一年，该公司已制造牛头刨床 236 台 | Nasmyth, Gaskell & Co. | [17][2·p.97] |
| 1857年 | Nasmyth 把蒸汽锤的可动模型赠送给新成立的 South Kensington Museum，这成为 Science Museum 机床收藏的开端 | James Nasmyth | [1·帧6][1·帧24] |
| 1862年 | 在伦敦国际博览会上，Whitworth 在 60 家机床参展商中仍居首位，占据了机床展区的四分之一 | Joseph Whitworth & Co. | [1·帧14] |
专业厂家与 20 世纪的专用机床1865—1953 年
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 1865年 | 从加拿大金矿回来的 William Asquith 在 Halifax 东边的 Highroad Well 开设了一家小机床厂。起初制造车床、龙门刨床、插床、牛头刨床、铣床、螺纹加工机、钻床，供应铁路工厂、海军船厂和政府工厂，也出口美国 | William Asquith（Halifax） | [18] |
| 1865年前后 | 刀头在像车床一样的床身上移动、面向大件的 Whitworth 牛头刨床。没有放置工件的工作台，刀具伸出床身端部进行加工 | Joseph Whitworth & Co.牛头刨床 No.298 | [19] |
| 1886—1930年 | Manchester 近郊 George Richards 的万能机。基本上是镗床，一次装夹就能完成钻孔乃至铣削，主轴转速有 48 级 | George Richards & Co.（Broadheath）万能端面车削、镗、钻、铣床 | [20] |
| 1903年 | 创始人 1901 年去世后，他的儿子和侄子决定专做摇臂、立式、卧式钻床和重型卧式镗铣床。后来 Sydney Harbour Bridge 建设所用的钻床全部由其供应 | William Asquith Ltd | [18] |
| 1914年前后 | Halifax 的 Kitchen & Wade 摇臂钻床（Science Museum 藏）。主轴箱在从立柱伸出的摇臂上移动，不移动重型工件就能把刀具送到孔的位置 | Kitchen & Wade（Halifax）摇臂钻床 | [21] |
| 1920年 | Asquith 为自用制造的龙门式铣床。在与龙门刨床相同的门形结构、长工作台（30 英尺×7 英尺）上装 4 个旋转铣头，1961 年仍在用硬质合金铣刀进行重型粗加工 | William Asquith Ltd龙门铣床（plano-miller） | [18] |
| 1921年 | ★瑞士 SIP 制造的第一台工业用坐标镗床交付 Enfield 的皇家轻武器工厂。用样板补偿进给丝杠的误差，并考虑工作台重量引起的挠曲，把导轨面做成略微凸起。现藏于 Science Museum | Société Genevoise d'Instruments de Physique（SIP）坐标镗床 | [22][1·帧75][1·帧16] |
| 1923–24年 | Gilbert（1966）写道，第一台自动生产线是为 Coventry 的 Morris 发动机工厂制造的 | Morris Engines（Coventry）自动生产线 | [1·帧17] |
| 1933年 | 在 Royal Mint（造币厂）使用过的 Nasmyth 高 10 英尺 9 英寸的蒸汽锤移交 Science Museum | James Nasmyth & Co. | [13][1·帧25] |
| 1936年6月 | Halifax 的钻床厂家 Kitchen and Wade 以承接钻床业务的股份公司的形式公开发行股票。利润（折旧前）从 1934 年的 8,676 英镑增长到 1936 年的 2 万 8,074 英镑 | Kitchen & Wade（Halifax） | [23] |
| 1943年4月 | ★生产工程师学会会刊介绍了一个例子：战时的工厂把 Taylor, Taylor & Hobson 的触针式表面粗糙度仪 Talysurf 搬到沉重的轧辊旁进行测量。触针的上下位移用电的方式放大，再用笔记录 | Taylor, Taylor & Hobson（Leicester）Talysurf 表面粗糙度仪 | [24][25] |
电火花加工、三坐标测量机、测头1954 年起
| 年 | 史实 | 厂家、机型 | 参考资料 |
|---|---|---|---|
| 1954年7月 | ★英国技术杂志介绍 Sparcatron 的电火花加工。用火花在刀具切不动的硬质合金和淬火钢上加工出孔和型腔。设备由 Impregnated Diamond Products 按 Sparcatron 的许可制造Sparcatron Ltd 的成立，见于美国行业杂志 Steel 1952 年索引中的报道（6 月 16 日刊） | Sparcatron LtdSparcatron 电火花加工装置 | [26][27][28] |
| 1957年 | 工具每秒振动 2 万次、借助研磨粉泥浆切除材料的超声波钻床（Science Museum 藏）。工具不旋转，所以能加工方孔和异形孔，用于玻璃和陶瓷 | —超声波钻床 | [1·帧76][1·帧17] |
| 1958年9月 | Newall 推出面向工具车间的中型坐标镗床 1520 型（工作台 15×20 英寸，主轴 67—3,000 转）。广告宣称为坐标镗床的开发投入了 20 年 | Newall1520 型坐标镗床 | [29] |
| 1959年2月 | 工厂相邻的 Asquith Machine Tool 获得超过 6 成股东的接受，决定收购曾以提高分红来抵抗的 Kitchen and Wade。目的是利用机械化铸造厂的富余产能，整合生产 | Asquith Machine Tool、Kitchen & Wade | [30][31] |
| 1959年8月 | ★Ferranti 发布了按坐标测量的检测机。把从悬臂梁上垂下的测头对准孔的中心后，光电管对衍射光栅的莫尔条纹计数，以数字显示 X（24 英寸）、Y（15 英寸）坐标，精确到 0.001 英寸。它取代了用平板加百分表、量块、高度规进行的检测Mechanical World 称其为“这类机器中的世界首台”（杂志的说法）。价格约 2,200 英镑 | Ferranti三坐标测量机（co-ordinate inspection machine） | [32][33] |
| 1960年3月 | Watford 的 Lapointe（并列美国 Hudson 的同名公司）为拉力 24—50 吨、行程 30—78 英寸的卧式液压拉床和拉刀刃磨机做广告。同一期上，Kearns 的广告称其工具车间用卧式镗床标配光学式坐标读数装置 Optimetric | Lapointe Machine Tool Co. Ltd（Watford）卧式液压拉床 | [34] |
| 1961年11月 | 行业杂志介绍 Asquith 的工厂：占地 12 英亩、员工约 1,000 人，OD 型摇臂钻床月产约 30 台，也制造超过 270 吨的滑枕式卧式镗铣床，号称是只造钻床和镗床的工厂中世界最大的。它与 Kitchen & Wade、Drummond、Ormerod（牛头刨床）等组成了集团 | William Asquith Ltd | [18] |
| 1965年 | Ferranti 三坐标测量机的第 500 台安装完毕（据行业杂志的索引） | Ferranti | [35] |
| 1971年10月 | ★Ferranti 与东京精密签订为期 7 年的相互许可协议。东京精密获得在日本、中国大陆和苏联制造和销售 Ferranti 三坐标测量机与机床数显装置的权利，Ferranti 则在欧洲、非洲经营东京精密的电子量仪及圆度、平面度测量仪 | Ferranti、东京精密（TSK） | [36][37] |
| 1972年9月 | ★Rolls-Royce 的 McMurtry 为检测 Concorde 的 Olympus 发动机零件，构想出一接触就发出信号的测头，并在英国提出申请（以 9 月 21 日为优先权日的美国专利 4,153,998，1979 年授权）。测针复位到由 3 个球确定的位置，测针一动，触点电路就断开 | Rolls-Royce（David McMurtry）触发式测头 | [38][39] |
| 1973年 | McMurtry 与 John Deer 注册 Renishaw Electrical，推出三坐标测量机用测头 TP1 | Renishaw Electrical LtdTP1 | [39] |
| 1977年 | Renishaw 推出装在机床上的测头，使机床上的装夹找正（工件定位）和加工后的检测可以自动进行 | Renishaw机床用测头 | [39] |
| 1983年 | Science Museum 收藏了一整套三丰（在广岛制造）的三坐标测量机 FN-403。诞生于英国的三坐标测量机，以日本制造的机器进入了博物馆 | 三丰三坐标测量机 FN-403 | [40] |
| 1988年前后 | 在 Bersham，Wilkinson 1780 年代火炮镗削工厂的遗址被发掘并记录下来 | John Wilkinson（Bersham） | [41] |
| 2011 年 | Renishaw 开始推出增材制造（3D 打印）产品线。一家测头公司，从切削前后的测量扩展到了以增材方式制造形状的机器 | Renishaw | [39] |
常见问题
- Wilkinson 的镗床新在哪里？
- 新在把粗大的镗杆穿过气缸，用轴承支承镗杆两端。此前 Smeaton 的机器镗杆是悬臂的，刀具的重量使孔向下偏，还会被铸件的弯曲带偏。在 Wilkinson 的机器上，镗杆起到直尺的作用，刀头沿镗杆进给，因此即使铸件弯曲，也能镗出又圆又直的孔。从 1775 年起它加工 Watt 蒸汽机的气缸，支撑了蒸汽机的实用化。
- Whitworth 的“Jim Crow”是什么？
- 这是 Whitworth 1835 年取得专利的龙门刨床的俗称。刀架在行程终点会翻转方向，工作台去程和回程都能切削，工厂里借一首流行歌的歌词这样称呼它。不过结构复杂，没有普及，后来单向切削、工作台快速返回的急回式成为主流。
- 牛头刨床是谁发明的？
- 1836 年，英国的 James Nasmyth 把龙门刨床缩小，做成了面向小零件的牛头刨床。本人的自传中称之为“Nasmyth's Steam Arm”。它用曲柄使装有刀具的滑枕往复运动，工件一点点横向进给，后来 Whitworth 又加上了急回机构。
- 三坐标测量机和触发式测头诞生在哪里？
- 都诞生在英国。1959 年，Ferranti 发布了用衍射光栅的莫尔条纹计数位置的坐标检测机（三坐标测量机）。1972 年，Rolls-Royce 的 David McMurtry 为检验 Concorde 发动机的零件，构想出一接触就发出信号的触发式测头，并于 1973 年创立 Renishaw 使之产品化。
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参考资料
书籍通过 Internet Archive 的扫描，行业杂志（The Engineer、Machinery、Mechanical World、生产工程师学会会刊、Automobile Engineer、Financial Times）通过各期正文，专利通过专利局的摘要集和专利原件，博物馆藏品通过 Science Museum Group 的藏品记录，于 2026 年 10 月核实。“帧”是扫描的连续编号。正文中写作“据……”“……介绍为”的“最早”“世界首创”，是该资料本身的说法。专利的年份（申请、授权）与产品的年份（发布、出货）有时相差 1 到数年，正文中分别写明。
- K. R. Gilbert《The Machine Tool Collection: Catalogue of Exhibits with Historical Introduction》Science Museum / HMSO（1966）※编号为扫描的帧帧 6·12·13·14·16·17·24·25·69·70·71·72·73·74·75·76·77·79·131·132·133
- Joseph W. Roe《English and American Tool Builders》Yale University Press（1916。扫描本为 1926 年的再版）p. 2·3·11·12·25·28·29·30·31·51·52·53·54·55·91·92·93·95·96·97·100·101
- 英国专利局《Patents for Inventions. Abridgments of Specifications relating to Fire-arms and other Weapons, Ammunition, and Accoutrements》（1859）p.29“1774 年 1 月 27 日 第 1063 号 John Wilkinson”
- Science Museum Group“Model, scale 1:12 of Bersham boring mill 1775”（藏品编号 1927-985）
- Science Museum Group“Cast iron boring bar and boring head”John Wilkinson, Bersham, c.1775（藏品编号 1913-172）
- Science Museum Group“Boring machine, Yard No. 642”Henry Maudslay, 1804—1807（Portsmouth 滑轮工厂的机器，藏品编号 1948-142）
- Science Museum Group“Planing machine”Richard Roberts, Manchester, 1817（藏品编号 1860-59）
- James Nasmyth（Samuel Smiles 编）《James Nasmyth, Engineer: An Autobiography》John Murray（1883）p. 240·410·415
- Science Museum Group“Slotting machine”Sharp Roberts & Co., Manchester, 1835（藏品编号 Y1970.44）
- Joseph Whitworth《Miscellaneous Papers on Mechanical Subjects》Longman（1858）所收“Address to the Institution of Mechanical Engineers, Glasgow, 1856”p. 42·43·48
- Science Museum Group“Drilling machine for hand or power automatic feed”Nasmyth, Gaskell & Co., c.1840（藏品编号 1899-9）
- Science Museum Group“Whitworth's self-acting screw feed reversing tool box planing machine, 1842”（藏品编号 1908-20）
- Science Museum Group“Nasmyth's Steam Hammer”1845—1855，在 Royal Mint 使用至 1933 年（藏品编号 1933-520）
- Science Museum Group“Whitworth Pillar Drilling Machine”c.1860（藏品编号 Y1974.41）
- Science Museum Group“Micrometer type mechanical comparator”Whitworth 的百万分之一英寸测长机, 1855（藏品编号 1919-265）
- Science Museum Group“Measuring machine”Joseph Whitworth & Co., c.1855（工厂用测长机，藏品编号 Y1971.29）
- Science Museum Group“Shaping machine for hand”Nasmyth Gaskell & Co., c.1850（藏品编号 1899-8）
- Machinery 第 99 卷（1961 年 11 月 22 日刊）p.1195、1202“Machine Tool Building in Britain—2：William Asquith, Ltd., Highroad Well Works, Halifax”
- Science Museum Group“Whitworth Shaping Machine No. 298”c.1865（藏品编号 Y1977.76）
- Science Museum Group“Universal Facing, Boring, Drilling and Milling Machine”George Richards & Co., Broadheath, 1886—1930（藏品编号 Y2005.34）
- Science Museum Group“Kitchen and Wade radial drill, c. 1914”（藏品编号 1981-774）
- Science Museum Group“First jig boring machine”Société Genevoise d'Instruments de Physique, 1921，为 Royal Small Arms Factory（Enfield）制造（藏品编号 1961-129）
- The Economist 第 123 卷第 4842 期（1936 年 6 月 13 日）新股发行一览“Kitchen and Wade, Ltd.”
- Journal of the Institution of Production Engineers 第 22 卷第 4 期（1943 年 4 月）p.152—153“High Speed in the War Time Production Shop”
- Science Museum Group“Taylor-Hobson 'Talysurf' Surface Measuring Machine”1946（藏品编号 1977-474）
- The Engineer 第 198 卷第 5136 期（1954 年 7 月 2 日）“Machining Hard Metals with Electric Sparks”
- Automobile Engineer 第 44 卷第 7 期（1954 年 7 月）p.294“Electric Spark Machining: The Sparcatron Process for Working Hard Materials”
- Steel 第 130 卷（1952）索引“Sparcatron Ltd.: Organized”（6 月 16 日刊 p.217）
- Machinery 第 93 卷（1958 年 9 月 3 日刊）Newall 的广告“Model 1520 Jig Boring Machine”
- The Economist 第 190 卷第 6027 期（1959 年 2 月 28 日）“Kitchen and Wade”
- The Engineer 第 207 卷第 5390 期（1959 年 5 月 15 日）人事报道（Kitchen and Wade 与 Ormerod Shapers 的董事会）
- The Engineer 第 208 卷第 5405 期（1959 年 8 月 28 日）“Co-ordinate Inspection Machine”（见于 Ferranti 数控装置的文章中）
- Mechanical World and Engineering Record 第 139 卷第 3485 期（1959 年 12 月）“Co-ordinate Inspection Machine”
- The Production Engineer 第 39 卷第 3 期（1960 年 3 月）Lapointe Machine Tool Co. Ltd（Watford）与 Kearns 的广告
- Machinery 第 106 卷（1965 年）索引“Installation of 500th Ferranti co-ordinate inspection machine”p.1335
- Financial Times 第 25576 期（1971 年 10 月 12 日）Export News“Double deal in Japan by Ferranti”
- Financial Times 第 25579 期（1971 年 10 月 15 日）Technical Page“Major market pact”
- 美国专利 4,153,998“Probes”David R. McMurtry、Rolls Royce（1971）Ltd（以英国申请 43659/72 为优先权，1972 年 9 月 21 日。1979 年 5 月 15 日授权）
- Renishaw“Our history”（公司年表）
- Science Museum Group“Main measuring unit of the Mitutoyo Coordinate measuring machine”FN-403（藏品编号 1983-1178）
- Coflein（威尔士古代及历史古迹皇家委员会）“Bersham Ironworks: Boring Mill”NPRN 24854
- Science Museum Group“Original coaking machine, installed at Portsmouth”Henry Maudslay, 1804（藏品编号 1933-133）
- Wrexham County Borough Council“Discover Wrexham's industrial past on this free tour”（2019 年 5 月）
- Science Museum Group“Whitworth Planing Machine”c.1842，曾在 LNWR Crewe 工厂使用（藏品编号 Y1966.9）