专利名称：微机程序控制电加热高强钢筋镦头机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对钢筋混凝土管桩、水管、电杆中使用的预应力钢筋进行镦头的装置。
目前，我国在制造预应力钢筋混凝土管桩、水管、电杆中的钢筋骨架时，对预应力钢筋的镦头，一般是采用对焊机改制的加热镦头、高频加热镦头或常温镦头的方法。由于钢筋混凝土管桩使用的是高强度钢筋，含碳高，这些镦头的方法不仅生产效率低，而且易使钢筋镦头处破裂、烂头、歪斜、使钢筋头部的机械强度损失过大，导致张拉时钢筋头部断裂，大大降低了镦头钢筋的合格率，使产品质量得不到保证。改革开发以来，特别是近几年，随着经济的稳步前进，带动了港口、桥梁、高层建筑等事业的蓬勃发展，对钢筋混凝土管桩的需求量逐年增加，对“桩”的品质要求也越来越高，因此以前的镦头方法不但在“量”方面不能满足建设发展的需要，更重要的是“质”无法达到工程技术指标。
本实用新型的目的是向社会提供用一种微机程序控制电加热高强钢筋镦头机本实用新型由镦头机构、气液工作回路、程控加热电路三大部分组成。镦头机构由底座箱、钢框架、镦锤、滑块、夹具、镦锻油缸及夹紧油缸构成。钢框架安装在底座箱顶部，滑块安装在夹紧油缸活塞杆上，置于钢框架一侧，可在夹紧油缸的带动下滑动；夹具有两只，一只固定在滑块上，另一只固定在钢框架另一侧；镦锤安装在镦锻油缸活塞杆上，其对面的钢框架较低，形成开放式，便于镦头的钢筋放入。两只夹具、镦锤和镦锻油缸的中心在同一水平线上，镦锻不同直径的钢筋只需换相应的夹具即可。
气液工作回路由空气压缩机、进气阀、空气过滤气水分离压力显示三联件、气动电磁换向阀、气液转换器、增压油缸、空气调节器及单向阀等组成，用以控制镦锻油缸及夹紧油缸的工作。
微机程序控制电加热电路由微机主控板、程序控制设定器、工作指令信号电路、同步信号电源发生器、继电器控制电路、触发信号放大器、反馈比较电路、加热主回路组成。
微机程序控制电加热电路的工作原理如下接通电源后，同步信号电源和程序控制设定器开始工作，输出连续信号传递给微机主控板，当微机主控板接收到工作指令信号后，通过对加热电流的大小、时间程序等进行运算处理，然后输出两路控制信号，一路传递给继电器控制电路，通过控制气液工作回路中的气动电磁换向阀的开、闭来控制夹紧油缸和镦锻油缸的工作；另一路经触发信号放大器放大，触发加热主回路中的双向可控硅，控制加热变压器的输出电压及加热电流，使加热变压器输出恒直稳定的加热电流，从而达到对钢筋夹紧、加热、镦头的程序控制目的。
本实用新型采用微机程序控制电阻加热和气液夹紧镦头的结构方式，成功的解决了过去钢筋镦头中出现的烂头、歪头、开裂、大小不等的现象和钢筋强度损失太大的缺陷，使得所镦的钢筋头大小一致，强度损失小，合格率高。而且，由于本实用新型采用压力空气，经气液转换增压以后作用于增压缸，对钢筋进行夹持和镦头，因此在工作过程中镦头力大，运行平稳无振动。
本实用新型气源为7．2Kg／CM2时，最大夹紧力为50T，最大镦锻力为16T；输入电压为AC380V，额定容量为11KVA，最大加热电流为5500A。具有结构合理、小型轻变、气冷可移动、耗电耗气量少、操作方便、工作速度快、适用的钢筋材质广和成本低等优点。
下面结构附图结本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为
图1的俯视图。
图3为
图1的左视图。
图4为
图1的右视图。
图5为本实用新型的气液工作回路图。
图6为本实用新型的程控电加热电路的原理方框图。
图7为本实用新型的程控电加热电路的电原理图。
如
图1—图4所示，本实用新型的镦头机构由底座箱6、钢框架5、镦锤2、滑块1、夹具3、4镦锻油缸C2及夹紧油缸C1构成。钢框架5、夹紧油缸C1及镦锻油缸C2均安装在底座箱6顶部左侧(如
图1所示)，夹紧油缸C1位于钢框架5一侧，滑块1即安装在其穿过钢框架5的活塞杆上，可在夹紧油缸C1的带动下滑动。两只夹具中，夹具3固定在滑块1上，夹具4固定在钢框架5另一侧；镦锤2安装在镦锻油缸C2活塞杆上，其对面的钢框架5较低，形成开放式，便于镦头的钢筋放入。两只夹具3、镦锤2和镦锻油缸C2的中心在同一水平线上，镦锻不同直径的钢筋只需换相应的夹具即可。
如
图1、图2、图4及图6所示，本实用新型的气液工作回路由空气压缩机(图中未画出)、进气阀SV、空气过滤气水分离压力显示三联件RePAFO、气动电磁换向阀SV1—SV4、气液转换器Ch1—Ch4、增压油缸BS1、BS2、空气调节器Re1、Re2及单向阀CV1—CV2等组成。
空气过滤气水分离压力显示三联件RePAFO和气液转换器Ch1—Ch4、进气阀SV安装在底座箱6顶部右侧，气动电磁换向阀SV1—SV4、增压油缸BS1和BS2、空气调节器Re1、Re2等则安装在底座箱6内。
空气压缩机是本实用新型的外部配套设备，通过进气阀SV与空气过滤气水分离压力显示三联件RePAFO的输入端相连。空气过滤气水分离压力显示三联件RePAFO有两个输出端，一端通过空气调节器Re1、单向阀CV1同时与气动电磁换向阀SV1和SV2的进气口相连，气动电磁换向阀SV2的出气口与增压油缸BS1的增压气室连接；气动电磁换向阀SV1则有两个出气口，出气口1接到气液转换器Ch1的气室，出气口2则同时与增压油缸BS1的减压气室和气液转换器Ch2的气室相连，增压油缸BS1的油室接口1与气液转换器Ch1的油室和单向阀CV2的接口1相连接；增压油缸BS1的油室接口2与夹紧油缸C1的顶出腔和单向阀CV2的接口2相连接，气液转换器Ch2的油室接口与夹紧油缸C1的回位腔相连。
空气过滤气水分离压力显示三联件RePAFO的另一输出端通过空气调节器Re2与气动电磁换向阀SV3和SV4的进气口相连接，气动电磁换向阀SV4的出气口与增压油缸BS2的增压气室连接，气动电磁换向阀SV3的出气口2与增压油缸BS2的减压气室和气液转换器Ch4的气室连接，气动电磁换向阀SV3的出气口1与气液换向器Ch3的气室连接，气液换向器Ch3的油室与单向阀CV3的接口1和增压油缸BS2的油室接口1连接，增压油缸BS2的油室接口2与单向阀CV3的接口2和镦锻油缸C2的回位腔连接，气液转换器Ch4的油室与镦锻油缸C2的顶出腔接口连接。
如图6、图7所示，本实用新型的微机程序控制电加热电路由微机主控板Ⅰ、程序控制设定器Ⅶ、工作指令信号电路Ⅱ、同步信号电源发生器Ⅳ、继电器控制电路Ⅷ、触发信号放大器Ⅲ、反馈比较电路Ⅵ、加热主回路Ⅴ组成。
微机主控板Ⅰ由单片机、锁存器、存贮器、A／D转换器、缓冲器、驱动器组成。单片机选用8031、锁存器选用74LS373、存贮器选用2764、转换器选用ADC0804、缓冲器选用的是74LS244、驱动器选用的是7406。
继电器控制电路Ⅷ由二极管D1—D4、电容器C1、稳压块78724、光电藕合器U3—U6及继电器J1—J4构成。其工作原理是380V电源经变压器B1降压，再D1—D4整流后，经C1、78724形成稳压电源，U3、U4、U5、U6的输入接微机主控板单片机的9、10、11、12脚，输出接继电器J1、J2、J3、J4的线圈，控制气动电磁换向阀SV1、SV2、SV3、SV4。
工作指令信号电路Ⅱ由脚踏开关及光电藕合器U1构成，脚踏开关一端与电源的地连接，另一端U1的输入端连接，U1的输出端接主控板的1脚。
触发信号放大器Ⅲ由二极管D9—D12、可控硅3CT、稳压二极管W2、电容器C2、光电藕合器U2构成，主控板的2脚接U2的输入，U2的输出接3CT的D和F。其工作原理是380V电源经B1降压后由其次级输出同步电源，D9—D12整流后接3CT的D及R3，然后经C2、W2稳压滤波由C、G输出到加热主回路VKS的C′、G′，同步信号电源发生器Ⅳ由二极管D13—D16、D17，电容器C3，C4，稳压块7805构成，其工作原理是380V电源由B1次级输出，经D13—D16整流，D17，C3，C4，7805稳压、滤波接主控板3脚，作为主控板工作电源，整流后电压还通过R4、R5、BG分压，接主控板4脚，作为CPU的同步电源，地线接主控板的5脚。
加热主回路Ⅴ由双向可控硅KS，加热变压器B2及电流互感器CT、电阻Rb、Rf组成，电源A相接到双向可控硅KS的输入端，双向可控硅的输出端C′接到加热变压器的初级一端，Rf为热敏电阻与双向可控硅并联，电源B相通过电流互感器CT接到加热变压器初级的另一端。双可控硅管KS、变压器B2的初级及电流互感器CT及Rf构成初级回路，B2的次级一端用于接夹具，另一端用于接镦锤，形成加热回路。
反馈比较电路Ⅵ由二极管D18—D21，可变电阻W1，W2及转换开关K组成。它从加热主回路CT及并连电阻Rb取得的反馈比较电流，由转换开关K的中心0点分别将设定电流或比较电流接主控板6脚。
程序控制设定器Ⅶ是由10只双列直插(DIP)开关组成矩阵电路，其输出接主控板的7、8脚。本实用新型通过程序控制设定板器将工作时间划分为T1—T10共十个工作段，T1—T10具体的控制时间可根据所镦锻钢筋直径大小、镦头的厚度和直径大小等因素进行调节设定。
B1为Ⅲ、Ⅳ、Ⅷ的公用电源变压器。
本实用新型在使用时只需预先通过程序控制设定器和反馈比较电路分别设定程序控制时间和加热电流，余下由微机主控板及相应的软件自动控制。
SV1气动电磁阀的线圈接微机继电器J1；SV2气动电磁阀的线圈接微机继电器J2；SV3气动电磁阀的线圈接微机继电器J3；SV4气动电磁阀的线圈接微机继电器J4；夹紧油缸上安装活动夹具1，镦锻油缸上安装镦锻锤3。
接通系统并保持空气压力在7kg／cm左右，踏一下脚踏开关KA，微机程序控制进入工作状态，在T1时间段电磁阀SV1动作，压缩空气进入气液转换器Ch1的空气室，推动活塞将液压油送入压紧油缸C1的顶出腔，推动活塞及夹具把钢筋夹住。
在T2时间段，电磁阀SV2动作，压缩空气进入增压油缸BS1的增压气室，推动活塞将高压油送到夹紧油缸c1的顶出腔，加大其活塞的压力，把钢筋牢固的夹紧了。
在T3时间段，电磁阀SV3动作，压缩空气进入气液转换器Ch3的气室，推动活塞将液压油送入镦锻油缸的顶出腔，推动活塞及镦锤轻轻的推挤钢筋头部。
在T4时间段，一个约2V的电流加到钢筋头部加热，把不平坦的钢筋头部截面挤压平；
在T5时间段，电流被切断，这时镦锤和夹具吸收钢筋头部的热量。
在T6时间段，电流重新流过钢筋头部，加热到630—750℃。
在T7时间段，为防止温度升高，加热电流被暂时切断钢筋头部回火传温。
在T8时间段又重复T3时间段的动作，镦锤又向前推挤进行低压镦锻。
在T9时间段，电磁阀SV4动作，压缩空气进入增压油缸BS2的增压气室，推动活塞将高压油送到镦锻油缸的顶出腔，加大其活塞的压力向前移动，推挤钢筋头部成型镦头，为防止温度升高，在镦头成型过程中，加热电流被暂时切断。为保证钢筋镦头的厚度一致，在T9时间后，加热电流被切断。
在T10时间段，钢筋头部仍继续被挤压，镦头形成，同时镦头部位的热量被镦锤和夹具所吸收。
接着电磁阀SV1、SV2换位，压缩空气进入气液转换器Ch2、Ch4的空气室和增压油缸BS1、BS2的减压气室，并将液压油送入镦锻油缸和压紧油缸的回位腔，使增压油缸和镦锻油缸及压紧油缸的活塞返回原位。
本实用新型的操作是在系统接通状态下，放入钢筋，只须用脚踏一下脚踏开关，随即将脚移开，镦头机即开始进行夹紧，镦锻、加热等十个程序的自动操作，在十个程序完成后钢筋镦头已形成，系统又恢复初始状态，整个过程仅为7—16秒。
用本实用新型生产出的产品经质检部门的检测鉴定，镦头处强度损失率≤1．5％，镦头光滑齐整匀称、无歪头、烂头现象，符合GB13476的要求。
权利要求1.一种微机程序控制电加热高强钢筋镦头机，其特征在它由镦头机构、气液工作回路和微机程序控制电加热电路构成，所述镦头机构由底座箱(6)、钢框架(5)、镦锤(2)、滑块(1)、夹具(3、4)、镦锻油缸(C2)及夹紧油缸(C1)构成。钢框架(5)安装在底座箱(6)顶部，滑块(1)安装在夹紧油缸(C1)活塞杆上，置于钢框架(5)一侧，可在夹紧油缸(C1)的带动下滑动；两只夹具中，夹具(3)固定在滑块(1)上，夹具(4)固定在钢框架(5)另一侧；镦锤(2)安装在镦锻油缸(C2)活塞杆上，其对面的钢框架较低，形成开放式，便于镦头的钢筋放入；夹具(3、4)、镦锤(2)和镦锻油缸(C2)的中心在同一水平线上；所述微机程序控制电加热电路由微机主控板、程序控制设定器、工作指令信号电路、同步信号电源发生器、继电器控制电路、触发信号放大器、反馈比较电路、加热主回路组成，同步信号电源和程序控制设定器工作时输出连续信号传递给微机主控板，微机主控板接收到工作指令信号后，通过对加热电流的大小、时间程序等进行运算处理，输出两路控制信号，一路传递给继电器控制电路，通过控制气液工作回路中的气动电磁换向阀的开、闭来控制夹紧油缸和镦锻油缸的工作；另一路经触发信号放大器放大，触发加热主回路中的双向可控硅，控制加热变压器的输出电压及加热电流，使加热变压器输出恒直稳定的加热电流，对钢筋进行加热；所述气液工作回路由空气压缩机、进气阀(SV)、空气过滤气水分离压力显示三联件(RePAFO)、气动电磁换向阀(SV1—SV4)、气液转换器(Ch1—Ch4)、增压油缸(BS1、BS2)、空气调节器(Re1、Re2)及单向阀(CV1、CV2)组成，空气压缩机通过进气阀(SV)与空气过滤气水分离压力显示三联件(RePAFO)的输入端相连，空气过滤气水分离压力显示三联件(RePAFO)有两个输出端，一端通过空气调节器(Re1)、单向阀(CV1)同时与气动电磁换向阀(SV1)和(SV2)的进气口相连，气动电磁换向阀(SV2)的出气口与增压油缸(BS1)的增压气室连接；气动电磁换向阀(SV1)则有两个出气口，出气口(1)接到气液转换器(Ch1)的气室，出气口(2)则同时与增压油缸(BS1)的减压气室和气液转换器(Ch2)的气室相连，增压油缸(BS1)的油室接口(1)与气液转换器(Ch1)的油室和单向阀CV2的接口(1)相连接；增压油缸(BS1)的油室接口(2)与夹紧油缸(C1)的顶出腔和单向阀(CV2)的接口(2)相连接，气液转换器(Ch2)的油室接口与夹紧油缸(C1)的回位腔相连；空气过滤气水分离压力显示三联件(RePAFO)的另一输出端通过空气调节器(Re2)与气动电磁换向阀(SV3)和(SV4)的进气口相连接，气动电磁换向阀(SV4)的出气口与增压油缸(BS2)的增压气室连接，气动电磁换向阀(SV3)的出气口(2)与增压油缸(BS2)的减压气室和气液转换器(Ch4)的气室连接，气动电磁换向阀(SV3)的出气口(1)与气液换向器(Ch3)的气室连接，气液换向器(Ch3)的油室与单向阀(CV3)的接口(1)和增压油缸(BS2)的油室接口(1)连接，增压油缸(BS2)的油室接口(2)与单向阀(CV3)的接口(2)和镦锻油缸(C2)的回位腔连接，气液转换器(Ch4)的油室与镦锻油缸(C2)的顶出腔接口连接。
2.如权利要求1或2所述的微机程序控制电加热高强钢筋镦头机，其特征在于微机主控板由单片机、锁存器、存贮器、A／D转换器、缓冲器、驱动器组成，单片机选用8031、锁存器选用74LS373、存贮器选用2764、转换器选用ADC0804、缓冲器选用的是74LS244、驱动器选用的是7406。
3.如权利要求1或2所述的微机程序控制电加热高强钢筋镦头机，其特征在于继电器控制电路由二极管D1—D4、电容器C1、稳压块78724、光电藕合器U3—U6及继电器J1—J4构成，380V电源经变压器B1降压，再D1—D4整流后，经C1、78724形成稳压电源，U3、U4、U5、U6的输入接微机主控板单片机的9、10、11、12脚，输出接继电器J1、J2、J3、J4的线圈，控制气动电磁换向阀SV1、SV2、SV3、SV4。
4.如权利要求1或2或3所述的微机程序控制电加热高强钢筋镦头机，其特征在于工作指令信号电路由脚踏开关KA及光电藕合器U1构成，脚踏开关KA一端与电源的地连接，另一端U1的输入端连接，U1的输出端接主控板的1脚。
5.如权利要求1或2或3所述的微机程序控制电加热高强钢筋镦头机，其特征在于触发信号放大器由二极管D9—D12、可控硅3CT、稳压二极管W2、电容器C2、光电藕合器U2构成，主控板的2脚接U2的输入，U2的输出接3CT的D和F，380V电源经B1降压后由其次级输出同步电源，D9—D12整流后接3CT的D及R3，然后经C2、W2稳压滤波由C、G输出到加热主回路VKS的C′、G′，
6.如权利要求1或2所述的微机程序控制电加热高强钢筋镦头机，其特征在于同步信号电源发生器Ⅳ由二极管D13—D16、D17，电容器C3，C4，稳压块7805构成，380V电源由B1次级输出，经D13—D16整流，D17，C3，C4，7805稳压、滤波接主控板3脚，作为主控板工作电源，整流后电压还通过R4、R5、BG分压，接主控板4脚，作为CPU的同步电源，地线接主控板的5脚。
7.如权利要求1或2所述的微机程序控制电加热高强钢筋镦头机，其特征在于加热主回路由双向可控硅KS，加热变压器B2及电流互感器CT、电阻Rb、Rf组成，电源A相接到双向可控硅KS的输入端，双向可控硅的输出端C′接到加热变压器的初级一端，Rf为热敏电阻与双向可控硅并联，电源B相通过电流互感器CT接到加热变压器初级的另一端，双可控硅管KS、变压器B2的初级及电流互感器CT及Rf构成初级回路，B2的次级一端用于接夹具，另一端用于接镦锤，形成加热回路。
8.如权利要求1或2所述的微机程序控制电加热高强钢筋镦头机，其特征在于反馈比较电路由二极管D18—D21，可变电阻W1，W2及转换开关K组成，它从加热主回路CT及并连电阻Rb取得的反馈比较电流，由转换开关K的中心0点分别将设定电流或比较电流接主控板6脚。
专利摘要本实用新型涉及一种微机程序控制电加热高强钢筋镦头机,由镦头机构、气液工作回路、微机程序控制加热电路组成。微机程序控制电加热电路控制气液工作回路的工作,镦头机构中的镦锻油缸及夹紧油缸则在气液工作回路的控制下动作,带动镦锤和夹具。夹具、镦锤和镦锻油缸的中心在同一水平线上。本实用新型成功的解决了过去钢筋镦头中出现的烂头、歪头、开裂、大小不等的现象和钢筋强度损失太大的缺陷,使得所镦的钢筋头大小一致,强度损失小,合格率高。
文档编号B21J5/06GK2412678SQ9923025
公开日2001年1月3日 申请日期1999年12月10日 优先权日1999年12月10日
发明者王泮津, 张金芳, 孙白喜, 施顺兴 申请人:南京费隆复合材料有限责任公司