CN110509128A - 一种基于状态预测控制的外圆磨床 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种基于状态预测控制的外圆磨床

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。

作为优选的技术方案，所述的头架底座设于纵向导轨上，使头架组件可沿纵向导轨移动，配合尾座组件适应不同长度的工件，头架底座上设有头架底座手刹，可用于将头架组件固定于纵向导轨上。

进一步地，所述的尾座组件包括移动设于工作台组件上的顶针外壳、沿纵向贯穿顶针外壳内部的顶针、设于顶针一端的顶针手轮以及设于顶针外壳上的手刹。

所述的顶针外壳设于纵向导轨上，所述的尾座组件可沿着纵向导轨移动至工作位置，使顶针将工件后端顶紧，以完成工件的轴向定位，并用手刹将尾座组件固定在纵向导轨上，以防止工件的颤振。

进一步地，所述的顶针包括顶针前端、顶针后端以及设于顶针前端与顶针后端之间的弹簧，所述的顶针后端与顶针手轮固定连接。

所述的顶针后端的侧面上设有外螺纹，所述的顶针外壳内设有与外螺纹相适配的内螺纹，通过正向或反向转动顶针手轮即可使得顶针后端沿内螺纹及外螺纹前后移动。

正向转动顶针手轮，顶针后端向前推进，通过弹簧带动顶针前端向前移动，顶紧工件的后端，由于弹簧的作用，使头架组件和尾座组件组成的工件夹持系统处于柔性状态，达到减震的效果；反向转动顶针手轮，顶针后端向后移动，带动顶针前端向后移动，离开工件，完成工件的顶紧任务。

所述的弹簧设于顶针前端与顶针后端之间，使得顶针具有伸缩功能，可以通过弹簧的作用向外伸出，达到顶紧工件的目的，当工件因为升温而膨胀伸长时，也可以使弹簧自动退回，以尽可能保持顶针对工件压力不变，保证加工过程对工件的柔性夹持，避免工件受到过分的磨损或变形。

进一步地，所述的顶针前端的后端开设有盲孔，所述的盲孔边缘沿径向向内设有环状限位凸起，所述的顶针后端的前端设有与盲孔相适配的圆柱状凸台，所述的圆柱状凸台的侧面开设有与环状限位凸起相适配的限位凹槽，所述的弹簧套设在圆柱状凸台上并位于限位凹槽内。

所述的环状限位凸起可在限位凹槽内滑动，使顶针前端与顶针后端滑动连接，并限制两者的相对位移距离。

进一步地，所述的砂轮横向进给机构包括移动设置于工作台组件上的横向导轨、设于横向导轨上的砂轮架、设于砂轮架上的砂轮组件以及与砂轮架传动连接的横移电机，所述的横移电机与状态预测控制组件电连接。

通过状态预测控制组件控制横移电机工作，进而控制砂轮组件相对于工件的横向移动，保证工件的外圆直径符合要求，完成磨削任务。

所述的横向导轨设于导轨底座上，所述的导轨底座移动设于纵向导轨上。

进一步地，所述的砂轮组件包括分别设于砂轮架上的砂轮电机与砂轮、与砂轮电机传动连接的砂轮电机带轮、与砂轮传动连接的砂轮带轮以及绕设在砂轮电机带轮与砂轮带轮之间的三角带。

所述的砂轮电机带轮固定安装于砂轮电机的主轴—砂轮电机轴上，所述的砂轮带轮固定安装于砂轮的转轴上。

所述的砂轮电机工作时带动同轴的砂轮电机带轮旋转，通过三角带使砂轮电机带轮与砂轮带轮传动连接，并最终带动与砂轮带轮同轴设置的砂轮旋转。

作为优选的技术方案，所述的砂轮及转轴外设有砂轮安全罩。

作为优选的技术方案，所述的砂轮组件外设有砂轮架安全罩。

进一步地，所述的状态预测控制组件包括设于工作台组件上的控制器以及设于砂轮横向进给机构上并与控制器电连接的直径测量传感器，所述的控制器与砂轮横向进给机构电连接。

所述的控制器还分别与主电机、纵移电机及砂轮电机电连接，以分别控制工件转速、砂轮横向进给机构的纵向位移及砂轮的转速。

所述的状态预测控制组件用于解决因砂轮在磨削过程中随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的问题，在砂轮架上设置直径测量传感器，该直径测量传感器靠近砂轮与工件耦合部位，以将工件加工部位的实时直径测量信息反馈给控制器，控制器根据实时直径测量信息及加工要求控制砂轮横向进给机构，实现对工件的连续磨削。

状态预测控制组件的工作原理如下：通过控制器上的控制面板输入目标值及相关参数，由设于控制器内部的积分器根据输入参数及直径测量传感器采集的工件磨削部位的直径测量数据进行闭环补偿，并根据闭环补偿结果发出控制信号，实时调节砂轮横向进给机构的位置，使工件的磨削厚度一致，提高控制精度，满足被磨削工件的外圆直径加工要求，完成磨削任务。

控制器可基于时滞状态预测对直径测量数据进行处理，通过状态预测控制消除时滞对磨削反馈控制的影响，并结合时滞处理结果与闭环补偿结果，发出控制信号，实时调节砂轮横向进给机构的位置，以满足目标直径输出值，使控制器具有自动消除外扰、保证系统稳定性的作用。

工作原理：本发明在实际应用时，将工件的前端卡设于头架组件的三爪卡盘上，沿纵向导轨移动尾座组件，转动顶针手轮，使具有伸缩功能的顶针顶紧工件的后端，实现工件的轴向定位，通过头架组件中的主电机带动工件保持圆周旋转运动，启动砂轮电机使砂轮转动，控制器控制砂轮横向进给机构纵向移动，并基于输入参数、直径测量传感器采集的工件磨削部位的直径数据以及时滞状态预测控制砂轮组件横向移动，及时补偿调整砂轮的位置，以满足目标直径输出值，实现对工件的连续磨削。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)本发明中的尾座组件的顶针具有伸缩功能，使工件在加工过程处于柔性夹持状态，可以通过弹簧的作用向外伸出，达到顶紧工件的目的，当工件因为升温而膨胀伸长时，也可以使弹簧自动退回，避免顶针对工件过分挤压，导致工件磨损或变形，并可达到减震的目的；

2)本发明为避免在磨削过程中砂轮磨粒脱落引起磨削厚度减少的问题，设置具有自动消除外扰、保证系统稳定性作用的状态预测控制组件，通过直径测量传感器采集磨削部位的直径，基于测量数据与时滞状态预测，实时调节砂轮横向进给机构的位置，基于时滞状态预测的调控可消除时滞对磨削反馈控制的影响，以满足目标直径输出值，实现对工件的连续磨削。

3)本发明适用于金属工件外圆磨削，操作简单，机械自动化水平高，能够提高磨削效率及工件表面质量。

附图说明

图1为本发明中一种基于状态预测控制的外圆磨床的主视图；

图2为本发明中一种基于状态预测控制的外圆磨床的俯视图；

图3为尾座组件的结构示意图；

图4为状态预测控制组的工作流程框图；

图中标记说明：

1—工作台、2—主电机、3—联轴器、4—减速机、5—头架、6—三爪卡盘、7—工件、8—砂轮、9—砂轮安全罩、10—直径测量传感器、11—砂轮电机、12—砂轮架、13—砂轮电机轴、14—头架底座、15—砂轮电机带轮、16—三角带、17—砂轮带轮、18—横向导轨、19—尾座组件、1901—顶针前端、1902—顶针外壳、1903—弹簧、1904—顶针后端、1905—手刹、1906—顶针手轮、1907—盲孔、1908—限位凹槽、1909—环状限位凸起、1910—圆柱状凸台、20—纵向导轨、21—控制器、22—床身、23—工作台控制箱、24—砂轮纵向进给手轮、25—砂轮横向进给手轮、26—导轨底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1：

如图1及图2所示的一种基于状态预测控制的外圆磨床包括工作台组件、设置在工作台组件上的头架组件、尾座组件、砂轮横向进给机构以及状态预测控制组件。

其中，工作台组件包括工作台1、纵向导轨20、床身22、工作台控制箱23、设置在工作台控制箱23上的砂轮纵向进给手轮24、砂轮横向进给手轮25。砂轮纵向进给手轮24和砂轮横向进给手轮25，分别实现砂轮纵向、横向的手动备用操作。砂轮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实时反馈控制，完成对工件7的外圆磨削。

头架组件包括主电机2、联轴器3、减速机4、头架5以及用于夹紧工件7的三爪卡盘6。三爪卡盘6将工件7卡紧，主电机2带动头架5转动并驱动工件7旋转。

工作台1上设有纵向导轨20，纵向导轨20上设有导轨底座26，导轨底座26上设有横向导轨18，横向导轨18随导轨底座26沿纵向导轨20移动。

如图3所示的尾座组件19包括顶针前端1901、顶针外壳1902、弹簧1903、顶针后端1904、手刹1905、顶针手轮1906。沿着纵向导轨20移动尾座组件19至工作位置，使顶针将工件7后端顶紧，并用手刹1905将尾座组件19固定在纵向导轨20上。顺时针旋动顶针手轮1906，顶针后端1904向前推进，通过弹簧1903带动顶针前端1901向前移动，顶紧工件7一端，由于弹簧1903作用，使头架组件和尾座组件19组成的工件夹持系统处于柔性状态，达到减震的目的。逆时针旋动顶针手轮1906，顶针后端1904向后移动，带动顶针前端1901向后移动，完成工件的顶紧工作。

如图4所示的状态预测控制组件工作流程框图，通过控制器21上的控制面板输入目标值及相关参数，由设于控制器21内部的积分器根据输入参数及直径测量传感器10采集的工件7磨削部位的直径测量数据进行闭环补偿，并根据闭环补偿结果发出控制信号，实时调节砂轮横向进给机构的位置，使工件7的磨削厚度一致，提高控制精度，满足被磨削工件7的外圆直径加工要求，完成磨削任务。

控制器21可基于时滞状态预测对直径测量数据进行处理，通过状态预测控制消除时滞对磨削反馈控制的影响，并结合时滞处理结果与闭环补偿结果，发出控制信号，实时调节砂轮横向进给机构的位置，以满足目标直径输出值，使控制器21具有自动消除外扰、保证系统稳定性的作用。

砂轮横向进给机构包括移动设置于工作台组件上的横向导轨18、移动设于横向导轨18上的砂轮架12、设于砂轮架12上的砂轮组件以及与砂轮架12传动连接的横移电机，横移电机与控制器21电连接。

砂轮组件包括砂轮电机11、砂轮电机带轮15、三角带16、砂轮带轮17。砂轮电机11与同轴的砂轮电机带轮15通过三角带16驱动砂轮带轮17，进而带动砂轮8旋转。

实施例2：

如图1及图2所示的一种基于状态预测控制的外圆磨床，用于对工件7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19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19分别位于工件7的两端，砂轮横向进给机构位于工件7的一侧。

头架组件、尾座组件19将工件7轴向夹持固定，并通过头架组件带动工件7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7的外圆磨削。

工作台组件包括床身22、设于床身22上的工作台1、设于工作台1上的纵向导轨20以及设于床身22一侧并与砂轮横向进给机构传动连接的工作台控制箱23，工作台控制箱23上设有砂轮纵向进给手轮24与砂轮横向进给手轮25，尾座组件19及砂轮横向进给机构均移动设于纵向导轨20上。

砂轮纵向进给手轮24与砂轮横向进给手轮25分别实现砂轮横向进给机构的纵向、横向的手动备用操作。

尾座组件19及砂轮横向进给机构均可沿纵向导轨20移动。

工作台组件还包括设于床身22上并与砂轮横向进给机构传动连接的纵移电机，纵移电机与状态预测控制组件电连接。

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20移动。

头架组件包括移动设于工作台组件上的头架底座14、设于头架底座14上的主电机2以及依次与主电机2传动连接的联轴器3、减速机4及头架5，头架5上设有三爪卡盘6。

联轴器3用于传动连接主电机2与减速机4。

减速机4用于提高输出扭矩，以带动头架5及工件7转动。

三爪卡盘6用于将工件7卡紧，主电机2通过联轴器3与减速机4带动头架5转动并驱动工件7旋转。

头架底座14设于纵向导轨20上，使头架组件可沿纵向导轨20移动，配合尾座组件19适应不同长度的工件7，头架底座14上设有头架底座手刹，可用于将头架组件固定于纵向导轨20上。

如图3所示的尾座组件19包括移动设于工作台组件上的顶针外壳1902、沿纵向贯穿顶针外壳1902内部的顶针、设于顶针一端的顶针手轮1906以及设于顶针外壳1902上的手刹1905。

顶针外壳1902设于纵向导轨20上，尾座组件19可沿着纵向导轨20移动至工作位置，使顶针将工件7后端顶紧，以完成工件7的轴向定位，并用手刹1905将尾座组件固定在纵向导轨20上，以防止工件7的颤振。

顶针包括顶针前端1901、顶针后端1904以及设于顶针前端1901与顶针后端1904之间的弹簧1903，顶针后端1904与顶针手轮1906固定连接。

顶针后端1904的侧面上设有外螺纹，顶针外壳1902内设有与外螺纹相适配的内螺纹，通过顺时针或逆时针转动顶针手轮1906即可使得顶针后端1904沿内螺纹及外螺纹前后移动。

顺时针转动顶针手轮1906，顶针后端1904向前推进，通过弹簧1903带动顶针前端1901向前移动，顶紧工件7的后端，由于弹簧1903的作用，使头架组件和尾座组件19组成的工件夹持系统处于柔性状态，达到减震的效果；逆时针转动顶针手轮1906，顶针后端1904向后移动，带动顶针前端1901向后移动，离开工件7，完成工件7的顶紧任务。

弹簧1903设于顶针前端1901与顶针后端1904之间，使得顶针具有伸缩功能，保证加工过程对工件7的柔性夹持，顶针前端1901可以通过弹簧1903的作用向外伸出，达到顶紧工件7的目的，当工件7因为升温而膨胀伸长时，也可以使弹簧1903自动退回，避免顶针对工件7过分挤压，导致工件7受到磨损或变形，并可起到减震的作用。

顶针前端1901的后端开设有盲孔1907，盲孔1907边缘沿径向向内设有环状限位凸起1909，顶针后端1904的前端设有与盲孔1907相适配的圆柱状凸台1910，圆柱状凸台1910的侧面开设有与环状限位凸起1909相适配的限位凹槽1908，弹簧1903套设在圆柱状凸台1910上并位于限位凹槽1908内。

环状限位凸起1909可在限位凹槽1908内滑动，使顶针前端1901与顶针后端1904滑动连接，并限制两者的相对移动距离。

砂轮横向进给机构包括移动设置于工作台组件上的横向导轨18、设于横向导轨18上的砂轮架12、设于砂轮架12上的砂轮组件以及与砂轮架12传动连接的横移电机，横移电机与状态预测控制组件电连接。

通过状态预测控制组件控制横移电机工作，进而控制砂轮组件相对于工件7的横向移动，保证工件7的外圆直径符合要求，完成磨削任务。

横向导轨18设于导轨底座26上，导轨底座26移动设于纵向导轨20上。

砂轮组件包括分别设于砂轮架12上的砂轮电机11与砂轮8、与砂轮电机11传动连接的砂轮电机带轮15、与砂轮8传动连接的砂轮带轮17以及绕设在砂轮电机带轮15与砂轮带轮17之间的三角带16。

砂轮电机带轮15固定安装于砂轮电机11的主轴—砂轮电机轴13上，砂轮带轮17固定安装于砂轮8的转轴上。

砂轮电机11工作时带动同轴的砂轮电机带轮15旋转，通过三角带16使砂轮电机带轮15与砂轮带轮17传动连接，并最终带动与砂轮带轮17同轴设置的砂轮8旋转。

砂轮8及转轴外设有砂轮安全罩9。砂轮组件外设有砂轮架安全罩。

状态预测控制组件包括设于工作台组件上的控制器21以及设于砂轮横向进给机构上并与控制器21电连接的直径测量传感器10，控制器21与砂轮横向进给机构电连接。

控制器21还分别与主电机2、纵移电机及砂轮电机11电连接，以分别控制工件7转速、砂轮横向进给机构的纵向位移及砂轮8的转速。

如图4所示的状态预测控制组件的工作流程框图：通过控制器21上的控制面板输入目标值及相关参数，由设于控制器21内部的积分器根据输入参数及直径测量传感器10采集的工件7磨削部位的直径测量数据进行闭环补偿，并根据闭环补偿结果发出控制信号，实时调节砂轮横向进给机构的位置，使工件7的磨削厚度一致，提高控制精度，满足被磨削工件7的外圆直径加工要求，完成磨削任务。

控制器21可基于时滞状态预测对直径测量数据进行处理，通过状态预测控制消除时滞对磨削反馈控制的影响，并结合时滞处理结果与闭环补偿结果，发出控制信号，实时调节砂轮横向进给机构的位置，以满足目标直径输出值，使控制器21具有自动消除外扰、保证系统稳定性的作用。

工作原理：本发明在实际应用时，将工件7的前端卡设于头架组件的三爪卡盘6上，沿纵向导轨20移动尾座组件19，转动顶针手轮1906，使具有伸缩功能的顶针顶紧工件7的后端，实现工件7的轴向定位，通过头架组件中的主电机2带动工件7保持圆周旋转运动，启动砂轮电机11使砂轮8转动，控制器21控制砂轮横向进给机构纵向移动，并基于输入的加工参数、直径测量传感器10采集的工件7磨削部位的直径数据以及时滞状态预测控制砂轮组件横向移动，及时补偿调整砂轮8的位置，以满足目标直径输出值，实现对工件7的连续磨削。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于状态预测控制的外圆磨床，该磨床用于对工件(7)进行磨削加工，其特征在于，所述的磨床包括工作台组件、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(19)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(19)分别位于工件(7)的两端，所述的砂轮横向进给机构位于工件(7)的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于状态预测控制的外圆磨床，其特征在于，所述的工作台组件包括床身(22)、设于床身(22)上的工作台(1)、设于工作台(1)上的纵向导轨(20)以及设于床身(22)一侧并与砂轮横向进给机构传动连接的工作台控制箱(23)，所述的工作台控制箱(23)上设有砂轮纵向进给手轮(24)与砂轮横向进给手轮(25)，所述的尾座组件(19)及砂轮横向进给机构均移动设于纵向导轨(20)上。

3.根据权利要求2所述的一种基于状态预测控制的外圆磨床，其特征在于，所述的工作台组件还包括设于床身(22)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。

4.根据权利要求1所述的一种基于状态预测控制的外圆磨床，其特征在于，所述的头架组件包括移动设于工作台组件上的头架底座(14)、设于头架底座(14)上的主电机(2)以及依次与主电机(2)传动连接的联轴器(3)、减速机(4)及头架(5)，所述的头架(5)上设有三爪卡盘(6)。

5.根据权利要求1所述的一种基于状态预测控制的外圆磨床，其特征在于，所述的尾座组件(19)包括移动设于工作台组件上的顶针外壳(1902)、沿纵向贯穿顶针外壳(1902)内部的顶针、设于顶针一端的顶针手轮(1906)以及设于顶针外壳(1902)上的手刹(1905)。

6.根据权利要求5所述的一种基于状态预测控制的外圆磨床，其特征在于，所述的顶针包括顶针前端(1901)、顶针后端(1904)以及设于顶针前端(1901)与顶针后端(1904)之间的弹簧(1903)，所述的顶针后端(1904)与顶针手轮(1906)固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于状态预测控制的外圆磨床，其特征在于，所述的顶针前端(1901)的后端开设有盲孔(1907)，所述的盲孔(1907)边缘沿径向向内设有环状限位凸起(1909)，所述的顶针后端(1904)的前端设有与盲孔(1907)相适配的圆柱状凸台(1910)，所述的圆柱状凸台(1910)的侧面开设有与环状限位凸起(1909)相适配的限位凹槽(1908)，所述的弹簧(1903)套设在圆柱状凸台(1910)上并位于限位凹槽(1908)内。

8.根据权利要求1所述的一种基于状态预测控制的外圆磨床，其特征在于，所述的砂轮横向进给机构包括移动设置于工作台组件上的横向导轨(18)、设于横向导轨(18)上的砂轮架(12)、设于砂轮架(12)上的砂轮组件以及与砂轮架(12)传动连接的横移电机，所述的横移电机与状态预测控制组件电连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于状态预测控制的外圆磨床，其特征在于，所述的砂轮组件包括分别设于砂轮架(12)上的砂轮电机(11)与砂轮(8)、与砂轮电机(11)传动连接的砂轮电机带轮(15)、与砂轮(8)传动连接的砂轮带轮(17)以及绕设在砂轮电机带轮(15)与砂轮带轮(17)之间的三角带(16)。

10.根据权利要求9所述的一种基于状态预测控制的外圆磨床，其特征在于，所述的状态预测控制组件包括设于工作台组件上的控制器(21)以及设于砂轮横向进给机构上并与控制器(21)电连接的直径测量传感器(10)，所述的控制器(21)与砂轮横向进给机构电连接。