硬质材料精密球在精密工程领域发挥着重要的作用,它是轴承、圆度仪、陀螺等精密测量仪器中的重要元件。但是由于传统研磨加工方法的机构和控制较复杂,一致性和稳定性较差,加工成本高,难以获得高球度的硬质材料球,使硬质材料球的应用仍受到限制。本文的研究工作是基于精密球新型研磨方式的基础研究而展开的。为了实现硬质材料(如陶瓷、硬质合金等)球体的精密加工,采用广域互联网,内部以太网以及现场CAN总线三层结构的控制策略,完成了精密球体研磨机批量加工控制系统的硬件和软件设计。针对双自转研磨方式的两个主要控制参数,内/外研磨盘转速与上研磨盘压力进行了精确的控制。内/外研磨盘运行主要采用了基于模糊PID的控制方法,基本实现了低速启动—缓慢上升—精确定位的控制模式,以及在2-120rmp转速范围内小于5‰的转速稳定度,小于0.4°的定位精度。上研磨盘压力控制系统采用了基于数字PI的控制方法,将压力偏差控制在±5‰范围内。同时采用专家数据控制系统,有效地排除人工操作的不稳定性,进而保证批量加工精度和质量的高一致性。最后在样机上通过Φ35mm硬质合金球为研制对象进行加工试验,其实验结果显示,采用所研制的设备可批量加工出高质量的硬质材料精密球,球度达到1μm,表面粗糙度Ra 50nm,加工效率比传统的游离磨料研磨加工法效率提高了2倍,初步实现了硬质材料精密球高效、高精度的研磨加工。