[发明专利]一种随动托轮测量控制方法及其专用装置

权利要求书

1.一种随动托轮测量控制方法，其特征在于：将根据钢料的内圆半径值计算出随动托轮位移量的给定值，与随动托轮位移量的反馈值进行比较，得到的位移量误差用于对随动托轮位移的控制；具体为：以R1为钢料内圆半径，计算出钢料中线所在的半径R值；然后通过计算公式X_给定＝R-SQRT(R²-L²)计算出随动托轮的位移量给定值X_给定；由内置在驱动电机的旋转编码器所提供的计数信号，计算出随动托轮位移量的反馈值X_反馈，然后计算位移量误差e＝X_给定-X_反馈；其中：

L为加工钢料的二分之一弦长；k为齿轮减速比；s为丝杠螺距；CNT为旋转编码器计数值；m为旋转编码器每圈脉冲数；位移量反馈值X_反馈＝k*s*CNT/m。

2.按权利要求1所述随动托轮测量控制方法，其特征在于：由内置在驱动电机的旋转编码器提供的计数信号，通过控制程序计算出位移量反馈值X_反馈，然后计算位移量误差e＝X_给定-X_反馈。

3.按权利要求2所述随动托轮测量控制方法，其特征在于：所述控制程序流程为：首先初始化参数：二分之一弦长L，旋转编码器每圈脉冲数m，钢料宽度H，齿轮减速比k，丝杠螺距s；然后读入钢料内圆半径测量值R1；然后计算钢料中心线半径值R＝R1+H/2，由此计算出托轮的位移量给定值X_给定＝R-SQRT(R²-L²)值；接着读入旋转编码器计数值CNT；将旋转编码器计数值CNT转换成随动托轮中心点位移量X_反馈＝k*s*CNT/m；计算位移量误差e＝X_给定-X_反馈；根据位移量误差e及数字PID参数值计算控制量u并输出，将控制量u经模拟量输出模块转换成电压信号并输出到伺服电机驱动器，通过伺服电机驱动器驱动伺服电机旋转从而控制托轮移动；如继续测量则返回到读入钢料内圆半径测量值R1，否则结束程序。

4.一种按权利要求1所述随动托轮测量控制方法的专用装置，其特征在于包括：

一机座(2)，水平安装在机床床身上，并与钢料的进给方向垂直；

一变速齿轮箱(3)，其输入轴通过键与伺服电机(4)的轴相连；

一旋转副，由T形螺母(7)和丝杠(5)组成，其中T形螺母(7)与滑盘(6)固连、且T形螺母(7)套接在丝杠(5)的螺纹上；丝杠(5)一端经铜制轴套(9)与机座(2)连接，另一端穿过铜制轴套(9)并与变速齿轮箱(3)的齿轮键连接；用于将丝杠的旋转运动变为T形螺母的直线运动；

一托轮底座(1)，固定于滑盘(6)之上；

一托轮(8)，经托轮轴可旋转地安装在托轮底座(1)上；

一滑盘(6)，通过旋转副与机座(2)相连接；

一旋转编码器，安装在伺服电机(4)尾部的同轴位置，用于测量随动托轮的实际位置；

一计数模块，安装在工控计算机中，与旋转编码器相连；

一模拟量输出模块，安装在计算机中，将计算所得的托轮位移量的控制信号转换成电压信号并送至伺服电机驱动器中。

5.按权利要求4所述随动托轮测量控制方法的专用装置，其特征在于：所述旋转编码器内部安装有变送器，用于将托轮的实际位置信号转换成TTL方波脉冲信号，变送器经DB25接口与计数模块相连。

6.按权利要求5所述随动托轮测量控制方法的专用装置，其特征在于：所述计数模块为具有加减计数功能的计数模块。