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數控鋼筋調直切斷機長度檢測以及切斷控制
添加時間:2013/7/24 11:29:20    

   為了實現 鋼筋調直機及螺紋鋼筋調直機的數控化、自動化,必須進行鋼筋長度的精確測量并按所需長度自動切斷鋼筋。本文對這兩個問題進行了研究,并在我校機械廠生產的鋼筋調直切斷機上取得了滿意的效果,切斷鋼筋的相對誤差小于0.5%,克服了原有設備不能用于小直徑鋼筋調直及切斷的問題。該裝置具有自動長度檢測、自動同步移動下刀臺、切斷鋼筋根數自動記數等功能。 

    1 鋼筋調直和剪切的工作原理 

    

    圖1為鋼筋調直切斷機的機械傳動原理圖。被調直的鋼筋1在送料輥2和牽引輥4的帶動下在旋轉的調直筒3中調直。調直后的鋼筋經由上、下刀臺的端口向前移動。當調直后的鋼筋前端未移到擋鐵7位置時,錘頭8雖然在慣性輪9的帶動下作上下往復運動,但由于未接觸到上刀臺10,所以鋼筋未受到剪切。當調直后的鋼筋前端頂到擋鐵7時,通過拉桿6使上刀臺10、下刀臺5向前移動。此時,往復運動的錘頭8將通過上下刀臺對鋼筋剪切(剪切的鋼筋長度為L),完成一根鋼筋的調直和剪切。連續運動,即可完成連續的鋼筋調直和剪切。 

    

    2 鋼筋長度的檢測 

    

    鋼筋調直切斷機工作環境惡劣,機器工作時振動較大。在檢測鋼筋尺寸時,除了保證精度要求外,還必須滿足抗干擾能力強、工作可靠、使用壽命長等要求。現有的鋼筋調直切斷機的尺寸檢測采用接觸式測量,即在鋼筋移動時,帶動彈性摩擦輪轉動。摩擦輪再與脈沖發生器相連接,由脈沖發生器的記數值計算鋼筋長度。由于在調直切斷機工作時機器本身及鋼筋振動十分強烈,摩擦輪的磨損極其嚴重,如果不定期更換檢測摩擦輪,將影響檢測精度,造成切斷誤差。基于以上原因,鋼筋長度檢測必須采用非接觸檢測的方法。通過試驗比較,采用在鋼筋上交替地施加磁信號的方案比較可行,達到了設計要求。 

    

    圖2為鋼筋長度檢測和鋼筋切斷控制的電器工作原理圖。控制參數由鍵盤輸入到單片機,數碼管顯示設置參數及機器運行狀態(含剪切鋼筋數)。 

    

    為了實現非接觸鋼筋長度檢測,在刀臺的出口處安置了勵磁磁頭和讀取磁信號實現非接觸檢測。工作開始時,單片機在P1.0端口輸出高電平,驅動勵磁放大器,勵磁放大器輸出的電流在勵磁磁頭上產生磁場。這個磁場使調直后的鋼筋被磁化為帶有S極性的磁信號,當帶有磁標記的鋼筋運動到讀磁磁頭位置時,在讀磁磁頭上產生感應脈沖電壓,脈沖電壓信號經放大器放大后輸入到單片機的P3.0端口。當單片機檢測到P3.0 端口為高電平后,P1.0端口輸出低電平。即勵磁放大器改變磁頭的電流方向,使鋼筋被磁化為帶有極性為N極磁信號。這樣,讀磁磁頭檢測到的鋼筋磁化方向變化一次,勵磁磁頭的極性也相應改變一次,并且計數器自動加一,隨著鋼筋向前運動,在鋼筋上帶有磁極性交替改變的連續不斷的磁化信號,一種極性磁化區域的長度為勵磁磁頭與讀磁磁頭之間的距離。由圖可以計算出切斷的鋼筋長度為: L=(N+1)B-A (1) 

    

    式中 N——計數器數值 B——勵磁磁頭與讀磁磁頭的距離 A——刀頭與勵磁磁頭的距離 

    

    刀頭與勵磁磁頭的距離A是固定的,讀磁磁頭與勵磁磁頭的距離B根據鋼筋的剪切長度進行調整。 

    

    3 刀臺速度跟蹤及鋼筋剪切控制原理 

    

    當單片機通過式(1)計算調直后的鋼筋到達規定長度時,需使拉桿拉動上、下刀臺運動。現有的數控鋼筋調直機采用電磁鐵的吸合動作使拉桿運動。采用這種方法存在兩個特點:(1)當鋼筋移動速度較高,而需要剪切的鋼筋較短時,電磁鐵需頻繁地吸合,線圈極易發熱并燒毀電磁鐵。(2)錘頭位置不確定,致使切斷鋼筋長度超差。因此,不能采用電磁鐵的動作控制刀臺移動。 

    

    步進電機具有定位精度高、轉速易于控制等優點。如采用連續轉動的步進電機輸出軸上的彈性拔桿推動速度保持相同,就可以保證精確地按所需的長度剪切鋼筋。圖3為傳動原理圖。錘頭由慣性輪帶動作上下運動。當鋼筋移動距離達到剪切尺寸時,錘頭不一定在下極限位置;如果使刀臺移動速度與鋼筋移動速度相同(相當于刀臺抱住鋼筋移動),當錘頭處于下極限位置時再剪切鋼筋,就可以保證精確剪切鋼筋。設在錘頭運動的一個周期內,拉桿的最大距離S滿足....

    

    (引自工博網) 

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