加工中心是机电一体化综合应用的高端产品,是现代制造业的基础装备。然而,在经过多年运行后,由于数控系统的更新换代、系统备件难以购买等原因给机床的维护带来困难。如重新购买新设备则需花费巨大的一次性投入,所以可通过更换机床数控系统的方式进行升级改造,其改造的投入往往只占到新设备价格的10%-30%。在这类改造中,通常只须对机床的控制部分进行改造,机床的机械结构、主要传动方式等均可不变。由于当前不同品牌与型号的数控系统间通用性及兼容性较差,因此,研究加工中心的控制原理、系统选择与配置、控制功能开发、调试及性能优化等关键技术,对升级改造某一特定的加工中心具有十分重要意义。本论文以一台控制系统老旧的XH715立式加工中心的升级改造项目为背景,通过分析国内外相关行业的现状及发展趋势,运用科学合理的机电匹配原理和行业评价机制,重点研究了基于FANUC OiMC数控系统的三轴立式加工中心电气控制功能设计、硬件配置、软件开发、功能调试、性能优化与精度检验等内容。设计并论证了加工中心控制系统的总体方案；研究了进给、主轴、自动换刀等功能实现过程中的关键技术,进行了相应控制系统的选型论证与设计；提出了伺服电机及驱动器的配置方案；设计了加工中心自动换刀装置(ATC)的硬件接口及其PLC梯形图控制程序,以及加工中心的电气控制系统；详细阐述了系统的调试方法及步骤等。现场检验结果表明：该系统运行稳定,并且符合设计及加工性能要求,在功能、性能和控制精度上已接近国外同类产品的先进水平。