本文以研制高性能锥面活塞环加工的数控机床为工程背景。在分析锥面活塞环加工特性的基础上,给出了3MK8315B数控磨床的电气控制原理和系统设计方案,并对其伺服系统、电磁夹具、CNC控制系统和PLC控制系统等理论与工程设计进行了详尽的分析,重点对采用永磁同步电机的交流伺服系统进行了深入的理论研究。　　 活塞环电磁夹具通以20V的直流电流产生磁场吸牢活塞环,是安全加工的重要装置,根据其特点设计了基于单片机产生的PWM脉冲驱动的H桥电路实现了电磁夹具的通磁/去磁控制。伺服系统的性能是决定数控机床的加工精度和生产效率的关键因素之一。永磁同步电机在数控机床的应用中具有恒转矩输出、功率因素可调等优势,建立了其在d-q坐标系中的数学模型,重点对矢量控制进行了推导分析,给出了采用经典的PID控制方案对伺服系统的电流环、速度环和位置环进行整定,并探讨了在工程应用中的伺服系统参数整定。仿真结果与现场调试表明,该控制方案具备响应快、定位精度高和稳定性好等特点,满足了数控机床对伺服系统的高性能要求。本文第四、五两章,深入分析了数控磨床的EZMotion-NC E60及其专用PLC控制系统的程序设计要点,并结合工程实际,编写了部分CNC程序和PLC梯形图。　　 现场调试表明,3MK8315B数控磨床具备良好的调速性能,加工精度高,完全能满足系统的性能指标,它的投产必将为生产厂家带来巨大的经济效益。