本文以UCAR-DPCNC5S桌面式小型五轴数控机床为研究对象,结合五轴数控加工教学、培训内容的变革需求,采用对比分析、优化设计、测算验证、概率分析等研究方法,指导升级改造各个环节的分析、评估、执行和验证。本文的主要研究内容为:(1)对于机械结构的改造,拟进一步扩大运动行程、提高运动精度和定位精度。分析、论证采用B-C双摆转台替换A-C摇篮式双摆转台的改造方案,以扩大转轴行程;配合精度提升要求,对电主轴、滚珠直线导轨副、精密滚珠丝杠等部件进行性能分析和优化选型;配置自动换刀刀库,提高加工效率。(2)作为数控机床升级改造的重点,数控系统的升级需要对国内外通用数控系统进行综合对比分析,考虑到改造的经济性要求,优先选择功能达标、性价比高的国产数控系统进行替换;进行性能测算,对伺服电动机进行重新选型;相应地,对伺服驱动单元进行优化。(3)围绕升级后的数控系统和伺服驱动单元,对优化后的T-125U数控机床进行设备互连和伺服电气系统连接,完成整机装配,并进行PLC程序编制及数控系统主要参数设置。(4)采用“S”试件精度检测方法进行机床检测。由改造后的T-125U数控机床进行“S”检测试件的加工,再由三坐标测量机进行“S”检测试件的数据采样,通过概率分析法对采样数据进行研究、分析,进而对T-125U数控机床的加工性能进行评价。