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数控钢筋调直切断机长度检测以及切断控制
添加时间:2013/7/24 11:29:20    

   为了实现 钢筋调直机及螺纹钢筋调直机的数控化、自动化,必须进行钢筋长度的精确测量并按所需长度自动切断钢筋。本文对这两个问题进行了研究,并在我校机械厂生产的钢筋调直切断机上取得了满意的效果,切断钢筋的相对误差小于0.5%,克服了原有设备不能用于小直径钢筋调直及切断的问题。该装置具有自动长度检测、自动同步移动下刀台、切断钢筋根数自动记数等功能。 

    1 钢筋调直和剪切的工作原理 

    

    图1为钢筋调直切断机的机械传动原理图。被调直的钢筋1在送料辊2和牵引辊4的带动下在旋转的调直筒3中调直。调直后的钢筋经由上、下刀台的端口向前移动。当调直后的钢筋前端未移到挡铁7位置时,锤头8虽然在惯性轮9的带动下作上下往复运动,但由于未接触到上刀台10,所以钢筋未受到剪切。当调直后的钢筋前端顶到挡铁7时,通过拉杆6使上刀台10、下刀台5向前移动。此时,往复运动的锤头8将通过上下刀台对钢筋剪切(剪切的钢筋长度为L),完成一根钢筋的调直和剪切。连续运动,即可完成连续的钢筋调直和剪切。 

    

    2 钢筋长度的检测 

    

    钢筋调直切断机工作环境恶劣,机器工作时振动较大。在检测钢筋尺寸时,除了保证精度要求外,还必须满足抗干扰能力强、工作可靠、使用寿命长等要求。现有的钢筋调直切断机的尺寸检测采用接触式测量,即在钢筋移动时,带动弹性摩擦轮转动。摩擦轮再与脉冲发生器相连接,由脉冲发生器的记数值计算钢筋长度。由于在调直切断机工作时机器本身及钢筋振动十分强烈,摩擦轮的磨损极其严重,如果不定期更换检测摩擦轮,将影响检测精度,造成切断误差。基于以上原因,钢筋长度检测必须采用非接触检测的方法。通过试验比较,采用在钢筋上交替地施加磁信号的方案比较可行,达到了设计要求。 

    

    图2为钢筋长度检测和钢筋切断控制的电器工作原理图。控制参数由键盘输入到单片机,数码管显示设置参数及机器运行状态(含剪切钢筋数)。 

    

    为了实现非接触钢筋长度检测,在刀台的出口处安置了励磁磁头和读取磁信号实现非接触检测。工作开始时,单片机在P1.0端口输出高电平,驱动励磁放大器,励磁放大器输出的电流在励磁磁头上产生磁场。这个磁场使调直后的钢筋被磁化为带有S极性的磁信号,当带有磁标记的钢筋运动到读磁磁头位置时,在读磁磁头上产生感应脉冲电压,脉冲电压信号经放大器放大后输入到单片机的P3.0端口。当单片机检测到P3.0 端口为高电平后,P1.0端口输出低电平。即励磁放大器改变磁头的电流方向,使钢筋被磁化为带有极性为N极磁信号。这样,读磁磁头检测到的钢筋磁化方向变化一次,励磁磁头的极性也相应改变一次,并且计数器自动加一,随着钢筋向前运动,在钢筋上带有磁极性交替改变的连续不断的磁化信号,一种极性磁化区域的长度为励磁磁头与读磁磁头之间的距离。由图可以计算出切断的钢筋长度为: L=(N+1)B-A (1) 

    

    式中 N——计数器数值 B——励磁磁头与读磁磁头的距离 A——刀头与励磁磁头的距离 

    

    刀头与励磁磁头的距离A是固定的,读磁磁头与励磁磁头的距离B根据钢筋的剪切长度进行调整。 

    

    3 刀台速度跟踪及钢筋剪切控制原理 

    

    当单片机通过式(1)计算调直后的钢筋到达规定长度时,需使拉杆拉动上、下刀台运动。现有的数控钢筋调直机采用电磁铁的吸合动作使拉杆运动。采用这种方法存在两个特点:(1)当钢筋移动速度较高,而需要剪切的钢筋较短时,电磁铁需频繁地吸合,线圈极易发热并烧毁电磁铁。(2)锤头位置不确定,致使切断钢筋长度超差。因此,不能采用电磁铁的动作控制刀台移动。 

    

    步进电机具有定位精度高、转速易于控制等优点。如采用连续转动的步进电机输出轴上的弹性拔杆推动速度保持相同,就可以保证精确地按所需的长度剪切钢筋。图3为传动原理图。锤头由惯性轮带动作上下运动。当钢筋移动距离达到剪切尺寸时,锤头不一定在下极限位置;如果使刀台移动速度与钢筋移动速度相同(相当于刀台抱住钢筋移动),当锤头处于下极限位置时再剪切钢筋,就可以保证精确剪切钢筋。设在锤头运动的一个周期内,拉杆的最大距离S满足....

    

    (引自工博网) 

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