一种用于全自动钢筋剪切流水线的智能控制系统的制作方法

本发明一种用于全自动钢筋剪切流水线的智能控制系统。

背景技术：

目前钢筋的裁剪大多数是以人工配合简易的剪切设备生产，包括上料、定尺、剪切、下料等多个工艺流程，存在精度低、占用施工场地大、生产效率低、安全隐患大等缺点。传统的钢筋剪切加工方法已不能满足我国施工单位的需要，因此市场需要一种更安全，工作效率更高，定位更加准确，自动化程度更高的钢筋剪切设备。

专利200820098431.6提供了一种用于钢筋调直机对钢筋进行剪切定长的同步控制系统，由于该方案中生产长度和速度均使用编码器反馈，电机均是普通电机，生产速度为180m/min，剪切误差小于±2.0mm，该方案控制精度不高，速度低，且编码器容易受外界环境干扰，产品一致性差，影响工程质量。

专利201520689378.7提供了一种数控钢筋剪切线。由于该方案不能根据钢筋总长度及产品规格要求进行自动的剪切选择，需要操作工进行计算，对操作工的能力要求较高，由于工地操作工大多文化水平比较低，增大了钢筋废料率，增加的工程成本。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种可调整输送速度，能对所需生产钢筋定尺且能实现自动套裁方案的全自动钢筋剪切流水线的智能控制系统。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种用于全自动钢筋剪切流水线的智能控制系统，其特征在于，包括由自动上料电机驱动的上料机构及由自动下料电机驱动的下料机构，在上料机构与下料机构之间设有剪切机构，剪切机构与上料机构之间设有升降平台，升降平台与上料机构相衔接，在下料机构上设有定尺机构，定尺机构包括由定尺机构伺服电机驱动的定尺移动平台及n个可升降的定尺挡板，n≥3，相邻两个定尺挡板间的间距固定，设为xmm，且最靠近剪切机构的定尺挡板为第一个定尺挡板，第一个定尺挡板与剪切机构之间的距离为ymm，则第n个定尺挡板升起后，n＝，2，…，n，定尺移动平台向远离上料机构的方向移动n×xmm，钢筋在上料机构与下料机构的驱动下移动直至经由定尺移动平台与第n个定尺挡板相接触后，通过剪切机构剪切下的钢筋长度为(y+n×x)mm，剪切下的钢筋被下料机构运输至下料位后通过翻料机构翻料至循环送料机构中，其中：

所述智能控制系统还包括plc控制系统，plc控制系统通过各自的变频器控制所述自动上料电机及自动下料电机，plc控制系统经由伺服驱动器驱动所述定尺机构伺服电机，同时，plc控制系统通过各自的电磁阀控制所述升降平台、所述定尺挡板及所述翻料机构，plc控制系统还控制所述剪切机构；

所述循环送料机构包括基架及固定在基架上的多个钢筋卡槽，相邻两个钢筋卡槽之间设有由气缸驱动的连接轴，每根连接轴上固定有导向板一、导向板二，由气缸驱动导向板一及导向板二进行旋转，当前钢筋卡槽的钢筋材料由导向板一慢慢顶起后经由导向板二滑入下一个钢筋卡槽，直至到达钢筋送料的目的地。

优选地，所述剪切机构包括用于压紧位于所述升降平台与所述下料机构之间钢筋的压紧机构以及用于剪切钢筋的剪切机，所述plc控制系统经由电磁阀控制压紧机构，并经由液压阀控制剪切机。

优选地，还包括用于采集所述自动上料机构、所述升降平台、所述剪切机、所述自动上料电机、所述自动下料电机、所述伺服电机、所述液压阀的状态信息的信号采集单元，信号采集单元连接所述的plc控制系统。

优选地，还包括人机交互单元，人机交互单元与所述plc控制系统相连。

本发明具有如下优点：

1、定尺机构采用plc高速脉冲响应控制电磁阀、液压阀的通断，采用plc运动控制指令配合伺服系统，使钢筋得以定位，从而使剪切的钢筋控制精度达到1mm以内。

2、通过plc对多挡板控制：通过人机交互单元中输入产品长度规格，plc中程序通过计算，计算方法为用产品长度规格除以挡板间距，所得结果即为所需升起的第几个挡板，然后定尺机构移动剩下所需移动的距离。这样的方法定位速度快，效率高。

3、通过在触摸屏上输入所需的数据，plc系统通过程序控制对钢筋剪切的长度进行有效地选择，减小材料的浪费，大大提高材料利用率，降低工程成本。

4、通过循环移料机构，可以使剪切后的钢筋材料自动送至镦粗加工、滚丝、铣边、倒角加工等工序的工位上。从而让这两个生产流水线顺利的衔接，提高生产效率，降低人工成本。

附图说明

图1为本发明提供的系统示意图；

图2循环送料机构示意图；

图3为本发明的电路框图；

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

结合图1、图2及图3，本发明提供的一种用于全自动钢筋剪切流水线的智能控制系统包括由自动上料电机2驱动的上料机构2、由自动下料电机7驱动的下料机构、plc控制系统、信号采集单元以及人机交互单元。

在上料机构2与下料机构之间设有剪切机构4，剪切机构4与上料机构2之间设有升降平台3，升降平台3与上料机构2相衔接，在下料机构上设有定尺机构，定尺机构包括由定尺机构伺服电机5驱动的定尺移动平台及n个可升降的定尺挡板6，n≥3，相邻两个定尺挡板6间的间距固定，设为xmm，且最靠近剪切机构4的定尺挡板6为第一个定尺挡板6，第一个定尺挡板6与剪切机构4之间的距离为ymm，则第n个定尺挡板6升起后，n＝1，2，…，n，定尺移动平台向远离上料机构2的方向移动n×xmm，钢筋在上料机构2与下料机构的驱动下移动直至经由定尺移动平台与第n个定尺挡板6相接触后，通过剪切机构4剪切下的钢筋长度为(y+n×x)mm，剪切下的钢筋被下料机构运输至下料位后通过翻料机构8翻料至循环送料机构9中，由循环送料机构将钢筋送往下一工序进行生产。

剪切机构4包括用于压紧位于所述升降平台3与所述下料机构之间钢筋的压紧机构以及用于剪切钢筋的剪切机。

plc控制系统通过各自的变频器控制所述自动上料电机2及自动下料电机7，plc控制系统经由伺服驱动器驱动所述定尺机构伺服电机5，同时，plc控制系统通过各自的电磁阀控制所述升降平台3、所述定尺挡板6、所述翻料机构8、循环送料机构9及压紧机构，plc控制系统经由液压阀控制剪切机，plc控制系统还控制所述剪切机构4。

信号采集单元用于采集所述自动上料机构1、所述升降平台3、所述剪切机、所述自动上料电机2、所述自动下料电机7、所述伺服电机、所述液压阀的状态信息的信号采集单元。信号采集单元连接所述的plc控制系统。

人机交互单元，是控制系统的上位机，通过modbusrtu协议或以太网与plc控制系统进行数据交互，用于设置剪切线设备的相关参数，以及对剪切线设备运行过程的实时监控，保存客户配方数据。操作人员通过人机单元可对设备进行手、自动操作，对plc控制系统的i/o状态进行监控等。

本发明的循环送料机构，如图2由导向板一10、导向板二11、钢筋卡槽12、连接轴13、基架14组成。当钢筋材料从流水线设备的翻料机构翻入第一个钢筋卡槽12后，由气缸驱动导向板一10、导向板二11进行旋转，钢筋由导向板一10慢慢顶起，后由导向板二11滑入第二个钢筋卡槽，达到钢筋送料的目的地。其中连接轴13将导向板一10、导向板二11进行左右统一性的翻转，将钢筋材料送至下一道加工工序。

本发明的系统根据产品长度规格需求及钢筋总长度等条件确定剪切方案后，通过plc控制系统计算确定当前产品长度，升起所需的定尺挡板6，同时定尺移动平台，进行左右移动，实现精确定位。例如，本发明中有24个间距为50mm的定尺挡板6，根据所需裁剪的钢筋的长度假设为2.2m，则第四个定尺挡板6将会升起，同时可移动平台右移动200mm，从而实现钢筋的精确定位。

而后自动上料电机2与自动下料电机7同时正转送料，送料完成后，待所有产品与定尺挡板6接触后，系统驱动升降平台3下降到位，plc控制剪切机构4中的压紧机构使产品压紧，而后控制剪切机构4中的液压阀，完成钢筋切断。切断完成后，升降平台3上升到位，同时自动下料电机7正转，把成品钢筋送至翻料位，翻料机构8进行翻料至循环送料机构9中，由循环送料机构9将钢筋送往下一工序进行生产。

本发明选用的plc控制系统是智能plc型控制单元，必须具有6轴高速运动控制功能、直线插补功能、同步功能，除实现对钢筋剪切设备的逻辑运算和数据采集外，主要应用智能plc的高速运动控制指令，实现地钢筋剪切设备自动生产时，定尺机构根据系统自生成的套裁配置方案，达到钢筋精确定尺的功能，同时根据人机界面上约定的套裁优先级，确定钢筋剪切的套裁方案，大大降低了钢筋的废品率，降低了刚才成本。

plc控制系统主要分为逻辑顺序控制、高速脉冲、运动控制指令等模块，系统通过采集信号分析各个设备的状态属性，使用通讯读取人机交互单元上的用户参数，经过计算与处理，按生产工艺要求输出指令来控制伺服控制系统、变频器系统及其他电气组成部件。plc控制系统通过逻辑计算来控制指示灯、电磁阀、普通马达、蜂鸣器的关、停。通过绝对值、相对值、回零、等运动控制指令输出高速脉冲来控制伺服电机达到精确定位的目的。

综上所述本发明的全自动钢筋剪切流水线的智能控制系统的基本原理是plc控制系统通过现场信号采集获得现场设备的io状态，并使用通信方式获取人机界面中的用户参数，根据设备控制工艺要求，按照用户的操作模式，plc系统输出控制各个伺服系统、变频器系统以及其他电气组成部件的有序动作，从而驱动各个机械组成部件快速完成钢筋剪切的生产任务。