本發(fā)明一種用于全自動鋼筋剪切流水線的智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前鋼筋的裁剪大多數(shù)是以人工配合簡易的剪切設(shè)備生產(chǎn)，包括上料、定尺、剪切、下料等多個工藝流程，存在精度低、占用施工場地大、生產(chǎn)效率低、安全隱患大等缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的鋼筋剪切加工方法已不能滿足我國施工單位的需要，因此市場需要一種更安全，工作效率更高，定位更加準(zhǔn)確，自動化程度更高的鋼筋剪切設(shè)備。

專利200820098431.6提供了一種用于鋼筋調(diào)直機(jī)對鋼筋進(jìn)行剪切定長的同步控制系統(tǒng)，由于該方案中生產(chǎn)長度和速度均使用編碼器反饋，電機(jī)均是普通電機(jī)，生產(chǎn)速度為180m/min，剪切誤差小于±2.0mm，該方案控制精度不高，速度低，且編碼器容易受外界環(huán)境干擾，產(chǎn)品一致性差，影響工程質(zhì)量。

專利201520689378.7提供了一種數(shù)控鋼筋剪切線。由于該方案不能根據(jù)鋼筋總長度及產(chǎn)品規(guī)格要求進(jìn)行自動的剪切選擇，需要操作工進(jìn)行計算，對操作工的能力要求較高，由于工地操作工大多文化水平比較低，增大了鋼筋廢料率，增加的工程成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可調(diào)整輸送速度，能對所需生產(chǎn)鋼筋定尺且能實(shí)現(xiàn)自動套裁方案的全自動鋼筋剪切流水線的智能控制系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種用于全自動鋼筋剪切流水線的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括由自動上料電機(jī)驅(qū)動的上料機(jī)構(gòu)及由自動下料電機(jī)驅(qū)動的下料機(jī)構(gòu)，在上料機(jī)構(gòu)與下料機(jī)構(gòu)之間設(shè)有剪切機(jī)構(gòu)，剪切機(jī)構(gòu)與上料機(jī)構(gòu)之間設(shè)有升降平臺，升降平臺與上料機(jī)構(gòu)相銜接，在下料機(jī)構(gòu)上設(shè)有定尺機(jī)構(gòu)，定尺機(jī)構(gòu)包括由定尺機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)驅(qū)動的定尺移動平臺及n個可升降的定尺擋板，n≥3，相鄰兩個定尺擋板間的間距固定，設(shè)為xmm，且最靠近剪切機(jī)構(gòu)的定尺擋板為第一個定尺擋板，第一個定尺擋板與剪切機(jī)構(gòu)之間的距離為ymm，則第n個定尺擋板升起后，n＝，2，…，n，定尺移動平臺向遠(yuǎn)離上料機(jī)構(gòu)的方向移動n×xmm，鋼筋在上料機(jī)構(gòu)與下料機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下移動直至經(jīng)由定尺移動平臺與第n個定尺擋板相接觸后，通過剪切機(jī)構(gòu)剪切下的鋼筋長度為(y+n×x)mm，剪切下的鋼筋被下料機(jī)構(gòu)運(yùn)輸至下料位后通過翻料機(jī)構(gòu)翻料至循環(huán)送料機(jī)構(gòu)中，其中：

所述智能控制系統(tǒng)還包括plc控制系統(tǒng)，plc控制系統(tǒng)通過各自的變頻器控制所述自動上料電機(jī)及自動下料電機(jī)，plc控制系統(tǒng)經(jīng)由伺服驅(qū)動器驅(qū)動所述定尺機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)，同時，plc控制系統(tǒng)通過各自的電磁閥控制所述升降平臺、所述定尺擋板及所述翻料機(jī)構(gòu)，plc控制系統(tǒng)還控制所述剪切機(jī)構(gòu)；

所述循環(huán)送料機(jī)構(gòu)包括基架及固定在基架上的多個鋼筋卡槽，相鄰兩個鋼筋卡槽之間設(shè)有由氣缸驅(qū)動的連接軸，每根連接軸上固定有導(dǎo)向板一、導(dǎo)向板二，由氣缸驅(qū)動導(dǎo)向板一及導(dǎo)向板二進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，當(dāng)前鋼筋卡槽的鋼筋材料由導(dǎo)向板一慢慢頂起后經(jīng)由導(dǎo)向板二滑入下一個鋼筋卡槽，直至到達(dá)鋼筋送料的目的地。

優(yōu)選地，所述剪切機(jī)構(gòu)包括用于壓緊位于所述升降平臺與所述下料機(jī)構(gòu)之間鋼筋的壓緊機(jī)構(gòu)以及用于剪切鋼筋的剪切機(jī)，所述plc控制系統(tǒng)經(jīng)由電磁閥控制壓緊機(jī)構(gòu)，并經(jīng)由液壓閥控制剪切機(jī)。

優(yōu)選地，還包括用于采集所述自動上料機(jī)構(gòu)、所述升降平臺、所述剪切機(jī)、所述自動上料電機(jī)、所述自動下料電機(jī)、所述伺服電機(jī)、所述液壓閥的狀態(tài)信息的信號采集單元，信號采集單元連接所述的plc控制系統(tǒng)。

優(yōu)選地，還包括人機(jī)交互單元，人機(jī)交互單元與所述plc控制系統(tǒng)相連。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、定尺機(jī)構(gòu)采用plc高速脈沖響應(yīng)控制電磁閥、液壓閥的通斷，采用plc運(yùn)動控制指令配合伺服系統(tǒng)，使鋼筋得以定位，從而使剪切的鋼筋控制精度達(dá)到1mm以內(nèi)。

2、通過plc對多擋板控制：通過人機(jī)交互單元中輸入產(chǎn)品長度規(guī)格，plc中程序通過計算，計算方法為用產(chǎn)品長度規(guī)格除以擋板間距，所得結(jié)果即為所需升起的第幾個擋板，然后定尺機(jī)構(gòu)移動剩下所需移動的距離。這樣的方法定位速度快，效率高。

3、通過在觸摸屏上輸入所需的數(shù)據(jù)，plc系統(tǒng)通過程序控制對鋼筋剪切的長度進(jìn)行有效地選擇，減小材料的浪費(fèi)，大大提高材料利用率，降低工程成本。

4、通過循環(huán)移料機(jī)構(gòu)，可以使剪切后的鋼筋材料自動送至鐓粗加工、滾絲、銑邊、倒角加工等工序的工位上。從而讓這兩個生產(chǎn)流水線順利的銜接，提高生產(chǎn)效率，降低人工成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的系統(tǒng)示意圖；

圖2循環(huán)送料機(jī)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的電路框圖；

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

結(jié)合圖1、圖2及圖3，本發(fā)明提供的一種用于全自動鋼筋剪切流水線的智能控制系統(tǒng)包括由自動上料電機(jī)2驅(qū)動的上料機(jī)構(gòu)2、由自動下料電機(jī)7驅(qū)動的下料機(jī)構(gòu)、plc控制系統(tǒng)、信號采集單元以及人機(jī)交互單元。

在上料機(jī)構(gòu)2與下料機(jī)構(gòu)之間設(shè)有剪切機(jī)構(gòu)4，剪切機(jī)構(gòu)4與上料機(jī)構(gòu)2之間設(shè)有升降平臺3，升降平臺3與上料機(jī)構(gòu)2相銜接，在下料機(jī)構(gòu)上設(shè)有定尺機(jī)構(gòu)，定尺機(jī)構(gòu)包括由定尺機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)5驅(qū)動的定尺移動平臺及n個可升降的定尺擋板6，n≥3，相鄰兩個定尺擋板6間的間距固定，設(shè)為xmm，且最靠近剪切機(jī)構(gòu)4的定尺擋板6為第一個定尺擋板6，第一個定尺擋板6與剪切機(jī)構(gòu)4之間的距離為ymm，則第n個定尺擋板6升起后，n＝1，2，…，n，定尺移動平臺向遠(yuǎn)離上料機(jī)構(gòu)2的方向移動n×xmm，鋼筋在上料機(jī)構(gòu)2與下料機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下移動直至經(jīng)由定尺移動平臺與第n個定尺擋板6相接觸后，通過剪切機(jī)構(gòu)4剪切下的鋼筋長度為(y+n×x)mm，剪切下的鋼筋被下料機(jī)構(gòu)運(yùn)輸至下料位后通過翻料機(jī)構(gòu)8翻料至循環(huán)送料機(jī)構(gòu)9中，由循環(huán)送料機(jī)構(gòu)將鋼筋送往下一工序進(jìn)行生產(chǎn)。

剪切機(jī)構(gòu)4包括用于壓緊位于所述升降平臺3與所述下料機(jī)構(gòu)之間鋼筋的壓緊機(jī)構(gòu)以及用于剪切鋼筋的剪切機(jī)。

plc控制系統(tǒng)通過各自的變頻器控制所述自動上料電機(jī)2及自動下料電機(jī)7，plc控制系統(tǒng)經(jīng)由伺服驅(qū)動器驅(qū)動所述定尺機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)5，同時，plc控制系統(tǒng)通過各自的電磁閥控制所述升降平臺3、所述定尺擋板6、所述翻料機(jī)構(gòu)8、循環(huán)送料機(jī)構(gòu)9及壓緊機(jī)構(gòu)，plc控制系統(tǒng)經(jīng)由液壓閥控制剪切機(jī)，plc控制系統(tǒng)還控制所述剪切機(jī)構(gòu)4。

信號采集單元用于采集所述自動上料機(jī)構(gòu)1、所述升降平臺3、所述剪切機(jī)、所述自動上料電機(jī)2、所述自動下料電機(jī)7、所述伺服電機(jī)、所述液壓閥的狀態(tài)信息的信號采集單元。信號采集單元連接所述的plc控制系統(tǒng)。

人機(jī)交互單元，是控制系統(tǒng)的上位機(jī)，通過modbusrtu協(xié)議或以太網(wǎng)與plc控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，用于設(shè)置剪切線設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，以及對剪切線設(shè)備運(yùn)行過程的實(shí)時監(jiān)控，保存客戶配方數(shù)據(jù)。操作人員通過人機(jī)單元可對設(shè)備進(jìn)行手、自動操作，對plc控制系統(tǒng)的i/o狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控等。

本發(fā)明的循環(huán)送料機(jī)構(gòu)，如圖2由導(dǎo)向板一10、導(dǎo)向板二11、鋼筋卡槽12、連接軸13、基架14組成。當(dāng)鋼筋材料從流水線設(shè)備的翻料機(jī)構(gòu)翻入第一個鋼筋卡槽12后，由氣缸驅(qū)動導(dǎo)向板一10、導(dǎo)向板二11進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，鋼筋由導(dǎo)向板一10慢慢頂起，后由導(dǎo)向板二11滑入第二個鋼筋卡槽，達(dá)到鋼筋送料的目的地。其中連接軸13將導(dǎo)向板一10、導(dǎo)向板二11進(jìn)行左右統(tǒng)一性的翻轉(zhuǎn)，將鋼筋材料送至下一道加工工序。

本發(fā)明的系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品長度規(guī)格需求及鋼筋總長度等條件確定剪切方案后，通過plc控制系統(tǒng)計算確定當(dāng)前產(chǎn)品長度，升起所需的定尺擋板6，同時定尺移動平臺，進(jìn)行左右移動，實(shí)現(xiàn)精確定位。例如，本發(fā)明中有24個間距為50mm的定尺擋板6，根據(jù)所需裁剪的鋼筋的長度假設(shè)為2.2m，則第四個定尺擋板6將會升起，同時可移動平臺右移動200mm，從而實(shí)現(xiàn)鋼筋的精確定位。

而后自動上料電機(jī)2與自動下料電機(jī)7同時正轉(zhuǎn)送料，送料完成后，待所有產(chǎn)品與定尺擋板6接觸后，系統(tǒng)驅(qū)動升降平臺3下降到位，plc控制剪切機(jī)構(gòu)4中的壓緊機(jī)構(gòu)使產(chǎn)品壓緊，而后控制剪切機(jī)構(gòu)4中的液壓閥，完成鋼筋切斷。切斷完成后，升降平臺3上升到位，同時自動下料電機(jī)7正轉(zhuǎn)，把成品鋼筋送至翻料位，翻料機(jī)構(gòu)8進(jìn)行翻料至循環(huán)送料機(jī)構(gòu)9中，由循環(huán)送料機(jī)構(gòu)9將鋼筋送往下一工序進(jìn)行生產(chǎn)。

本發(fā)明選用的plc控制系統(tǒng)是智能plc型控制單元，必須具有6軸高速運(yùn)動控制功能、直線插補(bǔ)功能、同步功能，除實(shí)現(xiàn)對鋼筋剪切設(shè)備的邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)采集外，主要應(yīng)用智能plc的高速運(yùn)動控制指令，實(shí)現(xiàn)地鋼筋剪切設(shè)備自動生產(chǎn)時，定尺機(jī)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)自生成的套裁配置方案，達(dá)到鋼筋精確定尺的功能，同時根據(jù)人機(jī)界面上約定的套裁優(yōu)先級，確定鋼筋剪切的套裁方案，大大降低了鋼筋的廢品率，降低了剛才成本。

plc控制系統(tǒng)主要分為邏輯順序控制、高速脈沖、運(yùn)動控制指令等模塊，系統(tǒng)通過采集信號分析各個設(shè)備的狀態(tài)屬性，使用通訊讀取人機(jī)交互單元上的用戶參數(shù)，經(jīng)過計算與處理，按生產(chǎn)工藝要求輸出指令來控制伺服控制系統(tǒng)、變頻器系統(tǒng)及其他電氣組成部件。plc控制系統(tǒng)通過邏輯計算來控制指示燈、電磁閥、普通馬達(dá)、蜂鳴器的關(guān)、停。通過絕對值、相對值、回零、等運(yùn)動控制指令輸出高速脈沖來控制伺服電機(jī)達(dá)到精確定位的目的。

綜上所述本發(fā)明的全自動鋼筋剪切流水線的智能控制系統(tǒng)的基本原理是plc控制系統(tǒng)通過現(xiàn)場信號采集獲得現(xiàn)場設(shè)備的io狀態(tài)，并使用通信方式獲取人機(jī)界面中的用戶參數(shù)，根據(jù)設(shè)備控制工藝要求，按照用戶的操作模式，plc系統(tǒng)輸出控制各個伺服系統(tǒng)、變頻器系統(tǒng)以及其他電氣組成部件的有序動作，從而驅(qū)動各個機(jī)械組成部件快速完成鋼筋剪切的生產(chǎn)任務(wù)。