一种智能夹送辊及其控制方法与流程

技术特征：

1.一种智能夹送辊，其特征在于，包括：

用于挤压成型的第一夹送辊本体(1)和第二夹送辊本体(2)；

传动机构(3)，所述第一夹送辊本体(1)和所述第二夹送辊本体(2)分别与所述传动机构(3)连接，在所述传动机构(3)的作用下，所述第一夹送辊本体(1)和第二夹送辊本体(2)分别绕自身轴向方向转动；

伺服机构(4)，所述第一夹送辊本体(1)和所述第二夹送辊本体(2)分别与所述伺服机构(4)连接，在所述伺服机构(4)的作用下，所述第一夹送辊本体(1)和所述第二夹送辊本体(2)相对运动；以及，

控制机构(5)，所述第一夹送辊本体(1)或所述第二夹送辊本体(2)或所述传动机构(3)的输出端与所述控制机构(5)的输入端连接，所述伺服机构(4)的输入端与所述控制机构(5)的输出端连接；其中，所述控制机构(5)根据预先设定的输入输出关系得到所述伺服机构(4)的控制信号，以控制所述伺服机构(4)的输出。

2.根据权利要求1所述的智能夹送辊，其特征在于，所述传动机构(3)包括：

用于提供驱动力的驱动电机(31)；

第一传动齿轮(32)，与所述驱动电机(31)相连接，在所述驱动电机(31)的作用下，所述第一传动齿轮(32)绕自身轴向方向转动；其中，所述第一夹送辊本体(1)上设置有与所述第一传动齿轮(32)相啮合的第一工作齿轮(11)；

第二传动齿轮(33)，与所述第一传动齿轮(32)相啮合；其中，所述第二夹送辊本体(2)上设置有与所述第二传动齿轮(33)相啮合的第二工作齿轮(21)。

3.根据权利要求2所述的智能夹送辊，其特征在于，所述传动机构(3)还包括：

设置于所述驱动电机(31)与所述第一传动齿轮(32)之间的增速齿轮组(34)。

4.根据权利要求2所述的智能夹送辊，其特征在于，所述第一工作齿轮 (11)与所述第一夹送辊本体(1)同轴设置，所述第二工作齿轮(21)与所述第二夹送辊本体(2)同轴设置。

5.根据权利要求2所述的智能夹送辊，其特征在于，所述伺服机构(4)包括：

用于提供伺服动力的直线伺服电机(41)；

曲柄滑块(42)，所述曲柄滑块(42)的第一端与所述直线伺服电机(41)连接；

第一连杆(43)，所述第一连杆(43)的一端与所述曲柄滑块(42)连接，所述第一连杆(43)的另一端与所述第一工作齿轮(11)连接；

第二连杆(44)，所述第二连杆(44)的一端与所述第一工作齿轮(11)连接，所述第二连杆(44)的另一端与所述第一传动齿轮(32)连接；

第三连杆(45)，所述第三连杆(45)的一端与所述曲柄滑块(42)连接，所述第三连杆(45)的另一端与所述第二工作齿轮(21)连接；

第四连杆(46)，所述第四连杆(46)的一端与所述第二工作齿轮(21)连接，所述第四连杆(46)的另一端与所述第二传动齿轮(33)连接。

6.根据权利要求5所述的智能夹送辊，其特征在于，当所述第一夹送辊本体(1)的输出端与所述控制机构(5)的输入端连接时，所述输入输出关系为：

$M_O=2(\frac{N-W^2+1}{tan\mathrm{\α}}-\frac{L_a}{L_b}W)$

其中，M_O表示所述伺服机构(4)的总输出力，N表示所述第一夹送辊本体(1)和所述第二夹送辊本体(2)之间的夹持力，α表示所述第一传动齿轮(32)与所述第一夹送辊本体(1)的轴心所在直线与所述第一传动齿轮(32)和所述第二传动齿轮(33)的外公切线所在直线的夹角，L_a表示所述第一连杆(43)或所述第三连杆(45)的长度，L_b表示所述第二连杆(44)或所述第四连杆(46)的长度，W为常数；其中，

$W=\frac{X_0^2+H^2-L_b^2-L_a^2}{2L_b{L}_a}$

式中，X₀表示所述第一传动齿轮(32)和所述第二传动齿轮(33)的切点 与所述曲柄滑块(42)之间的距离，H表示所述第一传动齿轮(32)或所述第二传动齿轮(33)的半径。

7.根据权利要求5所述的智能夹送辊，其特征在于，当所述传送机构(3)的输出端与所述控制机构(5)的输入端连接时，所述输入输出关系为：

$M_O=\frac{T_{IN}i\mathrm{\η}-2\mathrm{\μ}(W^2-1)}{tan\mathrm{\α}\mathrm{\μ}}-2\frac{L_a}{L_b}W$

其中，M_O表示所述伺服机构(4)的总输出力，T_IN表示所述驱动电机(31)的输出力矩，i表示所述传动机构(3)与所述第一夹送辊本体(1)或所述第二夹送辊本体(2)之间的速比，η表示传动机构(3)的传送效率，μ表示所述第一夹送辊本体(1)或所述第二夹送辊本体(2)与线材之间的摩擦系数，α表示所述第一传动齿轮(32)与所述第一夹送辊本体(1)的轴心所在直线与所述第一传动齿轮(32)和所述第二传动齿轮(33)的外公切线所在直线的夹角，L_a表示所述第一连杆(43)或所述第三连杆(45)的长度，L_b表示所述第二连杆(44)或所述第四连杆(46)的长度，W为常数；其中，

$W=\frac{X_0^2+H^2-L_b^2-L_a^2}{2L_b{L}_a}$

式中，X₀表示所述第一传动齿轮(32)和所述第二传动齿轮(33)的切点与所述曲柄滑块(42)之间的距离，H表示所述第一传动齿轮(32)或所述第二传动齿轮(33)的半径。

8.一种智能夹送辊的控制方法，应用于如权利要求1～7任一项所述的智能夹送辊，其特征在于，所述控制方法包括：

所述控制机构(5)采集所述第一夹送辊本体(1)和所述第二夹送辊本体(2)之间的夹持力，或者采集所述传动机构(3)的输出力矩；

根据预先设定的输入输出关系，计算所述夹持力或所述输出力矩，得到控制所述伺服机构(4)总输出力的控制信号；

根据所述控制信号调整所述伺服机构(4)的输出。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

所述伺服机构(4)通过总输出力控制所述第一夹送辊本体(1)和所述第二夹送辊本体(2)之间的相对运动，以调节所述第一夹送辊本体(1)和所述 第二夹送辊本体(2)之间的开闭距离。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

所述传动机构(3)通过输出力矩控制所述第一夹送辊本体(1)和所述第二夹送辊本体(2)分别绕自身轴向方向转动；

通过所述第一夹送辊本体(1)和所述第二夹送辊本体(2)之间的夹持力对线材挤压成型；

通过所述第一夹送辊本体(1)和所述第二夹送辊本体(2)的相对转动对线材进行传送。