数控机床是由信息载体、输入/输出装置、数控系统、强电控制装置、伺服驱动系统、位置反馈装置、机床等部分组成,涵盖信息处理加工传输技术、伺服驱动技术、传感器技术等。随着计算机产业的不断发展,信息技术的不断进步,用户对数控机床的专用需求越来越高。本课题是对实验室的五轴数控实验系统的开发,主要包括两大部分:机械结构设计及搭建和控制系统的设计及开发。机械结构的设计主要是对五轴数控机床本体机械设计,进行三维建模,并搭建实验平台。控制系统的设计主要是基于西门子840D的开放性,对840D PLC进行软件设计及编程;对840D人机交互系统的界面进行开发。本文研究内容包括以下几个方面。首先,进行五轴数控实验系统机械结构方面的设计,应用三维制图软件Solid Works进行机床机械本体设计,包括机架设计、平动轴的设计和转动轴的设计等,并完成了机械本体的搭建。其次,对控制系统的硬件选型,及其各硬件进行配置。设计了五轴数控系统的供电电路和控制电路,对系统进行了参数配置,数控伺服系统配置。再次,基于840D系统的开放性,对控制系统进行设计和开发,包括两个方面:针对PLC模块,完成了对PLC软件的设计编程及硬件组态,I/O接口分配;应用西门子专用界面开发软件Win CC Flexible对五轴数控系统进行界面开发,完成了多个人机界面的设计及组态。最后,详细介绍了系统的数据调整、用户程序的嵌入及控制系统的连接,对系统进行总体调试,完成整个五轴数控实验系统的开发。