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陀螺儀是慣性導航系統的核心部件，其性能好壞直接影響慣性導航系統的穩定性強弱、使用壽命長短以及導航定位精度高低。其中半球諧振陀螺(Hemispherical Resonator Gyro : HRG)早出現于 20 世紀f>〇年代,源自于物理學家布萊恩的葡萄酒杯的旋轉駐波概念^m。半球諧振陀螺是一種可靠性好、壽命長、無磨損、精度高的新型振動陀螺，由讀出基座、讀出電極、半球諧振子、激勵電極和激勵外罩等組成，它測量轉速和角度的功能是依靠半球殼唇緣的諧振子回轉產生的哥氏效應實現的^[2]。

半球諧振子屬于半球諧振陀螺的核心部件，與國外某些國家相比，國產的半球諧振子表面質量差、加工精度低,無法滿足高精度陀螺儀的性能要求，更無法達到實用化水平因此，提高半球諧振子的加工精度并設計出滿足超精密加工需求的數控系統，是研究并實用化國產半球諧振陀螺的關鍵所在。

為了達到加工中心的要求，提高半球諧振子的加工精度，本課題選擇了一種新型的運動控制器一.《²⁰⁰控制器。A3200控制器是基于mti_me實時擴展系統和Microsoft Windows操作平臺的一種純軟件開放式數控系統，集成了運動控制、系統維護與診斷、PLC、訪問等功能。INdme實時擴展系統可以與Windows共享硬件平臺，對硬件進行實時處理。A3200控制器通過火線卡(IEEE-1394 )實現與驅動器之間的通訊，簡單、高效且不受限制，可以多提供32個軸的同步運動。與傳統的硬件運動控制器相比，A3200控制器具有更好的靈活性，具有擴展性的控制功能以及實時性的控制精度，擁有更高的性價比。

2搭建控制系統硬件平臺

由于所要加工的半球諧振子的形狀是平型，屬于典型的薄壁復雜結構件。并且其材料為高品質因數的熔融石英，屬于硬脆材料，加工過程中特別容易破裂,不易加工成型，常規的加工方法和及床不能使其具有較高的表面質量和加工精度^[4]。因此，為了實現半球諧振子的超精密加工，課題組設計了具有特殊結構的加工中心，該加工中心在加工過程中通過X、Y、Z、C四軸聯動，在避免加工刀具與工件發生干涉造成工件破損的同時,可以使工件的加工精度達到要求。

數控系統作為連接加工中心與控制器的橋梁，起著至關重要的作用。數控系統主要由輸人輸出裝置、速度控制單元、硬件平臺、軟件平臺、CNC裝置等組成。目前，開放式數控系統的結構主要有3種形式：PC嵌人NC的“NC+PC"復合式結構，NC嵌人PC的“PC+NC"階梯式結構，以及純軟件結構。

本課題采用A3200控制器和IPC作為數控系統的主控單元，配有直線電機、滾珠絲杠.、精密直驅轉臺、驅動器和編碼器等，共同構成一個模塊化的開放式數控系統，其硬件結構原理圖如圖1所示。火線卡與IPC之間通過PCIe總線協議實現通信，A3200控制器將控制指令通過火線卡傳遞給各驅動器，驅動器接收到信號后作用于各伺服電機，從而控制相應的運動平臺實現指令要求的相關運動，后位移和速度等信息通過編碼器反饋給A³²〇0控制器，A3200控制器將接收到的信息與發送的指令進行分析比較并在完成控制功能后將分析結果顯示在軟件界面上。

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結束語：

① 以A3200控制器為核心搭建了數控系統的硬件平臺，結合C++與A3200命令函數開發了數控系統的軟件界面。

② 本文針對A3200控制器*的閉環控制系統，通過自動調節與手動調節相結合，找到合適的參數對控制器進行了優化，使之與被控對象相匹配，從而使控制系統獲得更好的控制效果，提高運動精度。

③ 在之前工作的基礎上對半球諧振子毛坯件進行了加工試驗，通過毛坯件前后的粗糙度對比，可以看出加工精度可以滿足要求，也驗證了控制系統的穩定性。