智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统的制作方法

【技术领域】

本发明涉及自动化设备技术领域，具体为一种智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统。

背景技术：

在钢筋混凝土结构中，混凝土主要起到抗压的作用，而钢筋主要起到抗拉的作用。钢筋混凝土结构的力学反应在很大程度上取决于钢筋混凝土的材料性能。钢筋的性能测定主要有抗拉实验、弯曲实验等。弯曲实验是用以检查钢材承受规定弯曲变形的能力，可观察其缺陷。钢筋弯曲实验需要在专用的试验机或压力机上完成，常配置的弯曲装置有支辊式弯曲装置、v型模具式弯曲装置、虎钳式弯曲装置、翻板式弯曲装置等。现有实验装置不能同时满足钢筋弯曲实验的正、反压以及180°弯曲的试验功能需求，同时存在装置更换难度大等缺陷。

由此可见，提供一种智能化多功能的智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统是本领域亟需解决的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统通过伺服电机驱动伺服丝杆的旋转以及伺服丝杆上螺纹旋向的设计，使支辊滑座之间位置可根据不同试件的要求进行自动化调整，正、反向冲压件的设计可以同时满足正反向弯曲实验的要求。

为解决上述问题，本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统包括外壳和安装在外壳内的弯曲组件，弯曲组件包括正向冲压件、反向冲压件和安装在正向冲压件与反向冲压件之间的导向槽板，所述弯曲组件还包括调距组件，所述调距组件包括两根穿插在外壳上的支辊导轨、两根支辊导轨均为圆杆且二者互相平行安装，两根支辊导轨上套设有两个支辊滑座，支辊滑座的顶部可旋转连接有旋转支辊，支辊滑座的下方开设有螺纹孔，两个支辊滑座的螺纹孔的旋向相反，螺纹孔内穿插有一根伺服丝杆，所述伺服丝杆自中间位置向两端延伸有外螺纹，且两段外螺纹的旋向相反。所述外壳上安装有伺服电机，伺服电机与伺服丝杆的一端连接，根据实验要求通过伺服电机驱动伺服丝杆旋转，以此改变两个支辊滑座之间的距离。

进一步的，所述外壳包括左墙板、与左墙板平行放置的右墙板、连接左右墙板的面板和背板、安装在左右墙板之间的横板。

进一步的，所述正向冲压件安装在左墙板上，所述反向冲压件安装在右墙板上。

进一步的，所述正向冲压件包括安装在外壳上的正压油缸、在正压油缸内伸缩的正压冲头导杆、安装在正压冲头导杆前端部的正压冲头。

进一步的，所述反向冲压件包括安装在外壳上的反压油缸、在反压油缸内伸缩的反压冲头导杆、安装在反压冲头导杆前端部的反压冲头，其中反压冲头与反压冲头导杆之间通过销轴可拆卸连接，方便更换。

进一步的，所述导向槽板为一块方形板，其中横向开设有一条凹槽，纵向开设有两个半圆形缺口。

进一步的，所述支辊滑座为十字形结构，所述旋转支辊上开设有开口向上的u型槽，u型槽上方安装有旋转挡板。

进一步的，旋转挡板的一端通过销轴可旋转连接在u型槽的一侧，使其可绕着销轴旋转，旋转挡板的另一端开设有u型卡口，u型槽的另一侧安装有固定销轴，u型卡口卡在固定销轴上。

再者，本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统通过伺服电机驱动伺服丝杆的旋转以及伺服丝杆上螺纹旋向的设计，使支辊滑座之间位置可根据不同试件的要求进行自动化调整，正、反向冲压件的设计可以同时满足正反向弯曲实验的要求。

【附图说明】

图1是本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统正面的结构示意图。

图2是本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统背面的结构示意图。

图3是本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统的俯视图。

图4是本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统中弯曲组件的结构示意图。

图5是本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统中控制系统的原理图。

【具体实施方式】

本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，只是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。

参见图1至图5，给出了本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统的组成结构，其包括外壳1和安装在外壳内的弯曲组件2，其中外壳1包括左墙板101、与左墙板平行放置的右墙板102、连接左右墙板的面板103和背板104、安装在左右墙板之间的横板105。其中弯曲组件2包括正向冲压件3、反向冲压件4和安装在正向冲压件3与反向冲压件4之间的导向槽板5，其中正向冲压件3包括安装在左墙板101上的正压油缸301、在正压油缸301内伸缩的正压冲头导杆302、安装在正压冲头导杆302前端部的正压冲头303。其中反向冲压件4包括安装在右墙板102上的反压油缸401、在反压油缸401内伸缩的反压冲头导杆402、安装在反压冲头导杆402前端部的反压冲头403，其中反压冲头403与反压冲头导杆402之间通过销轴可拆卸连接，方便更换。所述导向槽板5为一块方形板，其中横向开设有一条凹槽，正压冲头和反压冲头沿着凹槽移动，导向槽板的纵向开设有两个半圆形缺口。所述弯曲组件2还包括调距组件6，所述调距组件6包括两根穿插在面板103和背板104上的支辊导轨601，两根支辊导轨均为圆杆且二者互相平行安装，两根支辊导轨601上套设有两个支辊滑座602，所述支辊滑座602为十字形结构，其左右两端开设有圆通孔，通过两个圆通孔套设在支辊导轨601上，其顶部可旋转连接有旋转支辊603，所述旋转支辊603上开设有开口向上的u型槽，u型槽上方安装有旋转挡板604，所述旋转挡板的一端通过销轴可旋转连接在u型槽的一侧，使其可绕着销轴旋转，旋转挡板的另一端开设有u型卡口，u型槽的另一侧安装有固定销轴，u型卡口卡在固定销轴上。所述支辊滑座602的下方开设有螺纹孔，两个支辊滑座的螺纹孔的旋向相反，螺纹孔内穿插有一根伺服丝杆605，所述伺服丝杆自中间位置向两端延伸有外螺纹，且两段外螺纹的旋向相反，背板104上安装有伺服电机606，伺服电机与伺服丝杆605连接，用于驱动伺服丝杆旋转，伺服电机606处还安装有编码器和驱动器，用于伺服电机的控制。

智能钢筋弯曲实验装置的控制系统如下：本系统采用plc控制方案，将待实验钢筋试件的两端插入两个支辊滑座上的u型槽内，并通过旋转挡板604压紧，将控制要求以通信的方式传输到驱动器，驱动器根据要求驱动伺服电机606运转，伺服电机带动伺服丝杆旋转，伺服丝杆通过其相反旋向的螺纹驱动两个支辊滑座602沿着支辊导轨601互相靠近或互相远离，以此调整两个支辊滑座之间的距离，编码器采集支辊滑座之间的实际距离，然后反馈给驱动器，驱动器根据反馈的信息对伺服电机的位置进行比较，比较结果用于再次调整支辊滑座之间的位置，通过这种闭环控制方式可以精准控制支辊滑座之间的距离。当支辊滑座位置确定以后，控制系统通过正压油缸推动正压冲头导杆302向右运动，正压冲头303抵住试件的中间位置使其弯曲，弯曲过程中旋转支辊603绕着支辊滑座602旋转，安装在伺服电机附近的编码器将旋转的角度信息发送给控制系统，控制系统根据反馈的信息再调整正压油缸的工作，当正压过程完成后，反压过程与正压过程类似，不做过多赘述。本发明智能钢筋弯曲实验装置及其控制系统通过伺服电机驱动伺服丝杆的旋转以及伺服丝杆上螺纹旋向的设计，使支辊滑座之间位置可根据不同试件的要求进行自动化调整，正、反向冲压件的设计可以同时满足正反向弯曲实验的要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。