[发明专利]精密加工装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及精密加工技术领域，特别是涉及一种精密加工装置及其控制方法。

背景技术

对于叶片、电子产品、五金产品等通常需进行磨削或抛光等加工，使产品的表面满足质量要求。在磨削、抛光等加工过程中，通过砂轮或抛光轮的微小切削原理实现对工件的精密加工。在此过程中，砂轮或抛光轮与工件之间产生的法向接触力对加工质量具有重要的影响，法向力的波动会导致工件表面产生波纹，严重时产生尺寸误差，降低了工件生产效率及质量。目前，对于复杂型工件的磨削、抛光等过程仍采用人工加工等方式，工作效率低。

发明内容

鉴于现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种精密加工装置及其控制方法，该精密加工装置的结构简单，提高了加工的精度及加工效率，保证了加工质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种精密加工装置，包括执行元件、气缸、直线电机、压力传感器和控制器；

所述执行元件连接所述气缸的活塞连杆，所述执行元件作用于待加工工件；

所述压力传感器置于所述气缸内，所述压力传感器连接至所述控制器；所述气缸与所述直线电机的动子固定连接，所述直线电机连接至所述控制器，所述控制器用于根据所述气缸内的压力变化控制所述直线电机的动子运动。

在其中一个实施例中，还包括直线电机位移传感器和活塞位移传感器；

所述直线电机位移传感器安装在所述直线电机的动子上，所述直线电机位移传感器连接至所述控制器，用于实时检测所述直线电机的动子的位移；

所述活塞位移传感器安装在所述气缸的活塞连杆上，所述活塞位移传感器连接至所述控制器，用于实时检测所述气缸的活塞连杆的位移。

在其中一个实施例中，所述控制器包括位移控制模块、速度控制模块和电流控制模块；所述位置控制模块、所述速度控制模块和所述电流控制模块依次串接；

所述直线电机位移传感器和所述活塞位移传感器连接至所述位移控制模块，形成位移控制闭环；

所述直线电机分别连接至所述速度控制模块和所述电流控制模块，所述直线电机与所述速度控制模块形成速度控制闭环；所述直线电机、所述电流控制模块和所述压力传感器形成力控制闭环。

在其中一个实施例中，还包括滑动轴承和缸体端盖，所述缸体端盖设置在所述气缸的非密封端；

所述滑动轴承安装在所述缸体端盖上，所述滑动轴承的轴线与所述气缸的轴线重合，所述气缸的活塞连杆贯穿所述滑动轴承。

在其中一个实施例中，所述气缸上设置有预压力孔，所述预压力孔用于向所述气缸内充入定量的压缩气体。

在其中一个实施例中，所述直线电机为平板型直线电机，所述气缸的底壁固定在所述直线电机的动子上，所述直线电机的动子的长度小于所述直线电机的定子的长度。

在其中一个实施例中，所述气缸的密封端的外壁与所述直线电机的动子的端部固定连接，所述直线电机的动子的长度大于所述直线电机的定子的长度。

在其中一个实施例中，所述直线电机为圆筒形电机，所述直线电机的动子为中空结构，所述直线电机的定子套设在所述直线电机的动子上；

所述气缸置于所述直线电机的动子内，所述气缸的侧壁与所述直线电机的动子的内壁固定连接。

本发明还涉及一种精密加工装置的控制方法，用于上述任一项所述的精密加工装置，包括如下步骤：

S1、压力传感器实时检测气缸内的压力值；

S2、控制器根据直线电机的控制电流输出所述直线电机的电磁力；

S3、所述控制器根据所述气缸内的压力值和所述直线电机的电磁力计算出所述直线电机的动子的位移变化量，控制所述直线电机的动子运动。

在其中一个实施例中，步骤S2还包括如下步骤：

S4、所述控制器实时检测所述直线电机的动子的反馈速度和直线电机的反馈电流；

S5、所述控制器将所述直线电机的动子的反馈速度与所述直线电机的动子的参考速度进行比较后输出所述直线电机的参考电流；

S6、所述控制器将所述直线电机的反馈电流与所述直线电机的参考电流比较后输出所述直线电机的控制电流。

在其中一个实施例中，所述步骤S5还包括如下步骤：

S7、直线电机位移传感器实时检测所述直线电机的动子的位移，活塞位移传感器实时检测气缸的活塞连杆的位移；

S8、所述控制器根据所述直线电机动子的位移、所述气缸的活塞连杆的位移和平衡位置的参考位移计算出所述气缸的活塞连杆相对于所述气缸的位移变化量；