[发明专利]一种基于气动控制的活塞裙多孔磨削专机及其力控制方法

权利要求书

1.一种基于气动控制的活塞裙多孔磨削专机，包括中间底座(1)、第一侧底座(2)、立柱主体(3)和第一气缸(4)，其特征在于：所述中间底座(1)的左侧连接有第一侧底座(2)，且第一侧底座(2)的上方固定有立柱主体(3)，并且立柱主体(3)的上方固定有第一气缸(4)，所述第一气缸(4)的下方连接有气缸输出轴(5)，且气缸输出轴(5)的下方设置有滑台(6)，所述滑台(6)的右侧连接有滑鞍(7)，且滑鞍(7)的右侧设置有动力箱(8)，并且动力箱(8)的下方设置有多轴箱(9)，所述多轴箱(9)的下端贯穿有竖向磨削头(10)，所述滑台(6)的下端设置有油压缓冲器(11)，所述竖向磨削头(10)的下方设置有压力传感器(12)，且压力传感器(12)的下方连接有夹具体(14)，并且夹具体(14)的上方设置有平口钳(13)，所述平口钳(13)设置在压力传感器(12)的外侧，所述夹具体(14)的右侧设置有锁紧螺栓(15)，且夹具体(14)的下方连接有旋转台(16)，并且旋转台(16)位于中间底座(1)的上方，所述旋转台(16)的右侧设置有横向磨削头(17)，且横向磨削头(17)的右侧连接有第二气缸(18)，并且第二气缸(18)的下方固定有第二侧底座(19)，所述第二侧底座(19)位于中间底座(1)的右侧，所述夹具体(14)的上方摆放有被加工工件(20)。

2.根据权利要求1所述的一种基于气动控制的活塞裙多孔磨削专机，其特征在于：所述滑鞍(7)和滑台(6)之间构成上下滑动结构，且滑台(6)安装在立柱主体(3)上，并且滑鞍(7)和气缸输出轴(5)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于气动控制的活塞裙多孔磨削专机，其特征在于：所述多轴箱(9)与动力箱(8)相连接，且动力箱(8)安装在滑鞍(7)上，并且多轴箱(9)的输出轴上安装有竖向磨削头(10)。

4.根据权利要求3所述的一种基于气动控制的活塞裙多孔磨削专机，其特征在于：所述旋转台(16)上接与平口钳(13)相接的夹具体(14)，且夹具体(14)上安装有测量力大小的压力传感器(12)，并且夹具体(14)下端安装在中间底座(1)中的旋转台(16)传动系统上。

5.根据权利要求4所述的一种基于气动控制的活塞裙多孔磨削专机，其特征在于：所述第二气缸(18)的输出轴与横向磨削头(17)的底座相连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于气动控制的活塞裙多孔磨削专机的其力控制方法，其特征在于：采用气动控制系统，通过计算机输入目标力，然后通过D/A转换器和功率放大器将信号传递给气动伺服阀，从而控制气动执行机构输出与工件相接触的磨削力，若输出的磨削力经过压力传感器(12)的检测发现未达到理想磨削力状态，则反馈元件通过A/D转换器将信号反馈给计算机，在与目标磨削力进行对比后继续通过气动系统改变输出的磨削力。

7.根据权利要求6所述的一种基于气动控制的活塞裙多孔磨削专机的其力控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

步骤一：对磨削专机及其力控制系统进行理论建模，包括建立气缸流量连续性方程、气动伺服阀质量流量方程、气缸力平衡方程等，构成传递函数；

步骤二：利用步骤一中建立的方程，结合常数设置得出气动伺服系统阀控缸闭环模型；

步骤三：由气动伺服系统阀控缸闭环模型，得到磨削专机及其力控制系统的闭环状态空间表达式；

步骤四：利用步骤三，求状态反馈增益矩阵K，使系统状态达到期望的系统状态，得到期望的系统极点。