[发明专利]一种基于状态预测控制的外圆磨床

说明书

本发明涉及一种基于状态预测控制的外圆磨床，包括工作台组件、设于工作台组件上的头架组件、纵向移动设于工作台组件上的尾座组件及砂轮横向进给机构以及与砂轮横向进给机构电连接的状态预测控制组件，头架组件及尾座组件分别位于工件的两端，砂轮横向进给机构位于工件的一侧。与现有技术相比，本发明适用于金属工件外圆磨削，尾座组件的顶针具有伸缩功能，用于保证加工过程对工件的柔性夹持，并达到减震的目的；状态预测控制组件具有自动消除外扰、保证系统稳定性的作用，可以解决砂轮在磨削过程中随磨粒脱落引起磨削厚度减少的问题，实时调节砂轮位置，满足加工要求，提高磨削效率及工件表面质量。

技术领域

本发明属于磨削设备技术领域，涉及一种基于状态预测控制的外圆磨床。

背景技术

磨削是一种必不可少的精加工方法，为适应日趋精密的工作精度需求及不断追求的高效率和低成本的目标，磨床已经成为越来越重要的机械加工方式。

伴随着制造业的不断发展和进步，金属磨削技术正朝着高精度、高自动化和高效率的方向发展。传统的磨削加工过程中，存在磨床结构不合理、自动化程度比较低，加工精度满足不了生产实际的需要等弊端。研发自动化程度比较高的外圆磨床，能降低生产成本，在保证工件质量的同时，提高生产效率。

现有的自动化外圆磨床一般存在以下问题：

(1)磨削过程中，砂轮磨粒脱落引起磨削厚度减少，导致加工成品不符合加工要求；

(2)磨削工件采用刚性夹持的方式固定，当工件因为加工过程升温而膨胀伸长时，易受到夹持设备的挤压而导致磨损或变形。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于状态预测控制的外圆磨床。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于状态预测控制的外圆磨床，用于对工件进行磨削加工，包括工作台组件、设于工作台组件上的头架组件、分别纵向移动设于工作台组件上的尾座组件及砂轮横向进给机构以及与砂轮横向进给机构电连接的状态预测控制组件，所述的头架组件及尾座组件分别位于工件的两端，所述的砂轮横向进给机构位于工件的一侧。

所述的头架组件、尾座组件将工件轴向夹持固定，并通过头架组件带动工件保持圆周旋转运动，砂轮横向进给机构沿工作台组件的纵向保持匀速进给运动，横向进给通过状态预测控制组件依据加工需要控制，以完成对工件的外圆磨削。

进一步地，所述的工作台组件包括床身、设于床身上的工作台、设于工作台上的纵向导轨以及设于床身一侧并与砂轮横向进给机构传动连接的工作台控制箱，所述的工作台控制箱上设有砂轮纵向进给手轮与砂轮横向进给手轮，所述的尾座组件及砂轮横向进给机构均移动设于纵向导轨上。

所述的砂轮纵向进给手轮与砂轮横向进给手轮分别实现砂轮横向进给机构的纵向、横向的手动备用操作。

所述的尾座组件及砂轮横向进给机构均可沿纵向导轨移动。

进一步地，所述的工作台组件还包括设于床身上并与砂轮横向进给机构传动连接的纵移电机，所述的纵移电机与状态预测控制组件电连接。

所述的状态预测控制组件控制纵移电机使砂轮横向进给机构沿纵向导轨移动。

进一步地，所述的头架组件包括移动设于工作台组件上的头架底座、设于头架底座上的主电机以及依次与主电机传动连接的联轴器、减速机及头架，所述的头架上设有三爪卡盘。

所述的联轴器用于传动连接主电机与减速机。

所述的减速机用于提高输出扭矩，以带动头架及工件转动。

所述的三爪卡盘用于将工件卡紧，主电机通过联轴器与减速机带动头架转动并驱动工件旋转。