導(dǎo)線之間，元件管腳之間及它們與底板之間的絕緣程

度。尤其要防止水濺到電氣元件或接點(diǎn)處，以免引起短路或元件損壞故障。

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3

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經(jīng)常檢查輸入及輸出端子的牢固程度，如發(fā)現(xiàn)松動(dòng)，及時(shí)緊固好。

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4

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經(jīng)常檢查電磁接觸器點(diǎn)的燒損情況，燒損嚴(yán)重的要及時(shí)更換。

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5

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經(jīng)常檢查光電開關(guān)，

因?yàn)檫@種光電開關(guān)是帶反射板的當(dāng)光電開關(guān)與反射板之間的位置由

于受到外力作用而變化時(shí)，

就會(huì)造成設(shè)備動(dòng)

導(dǎo)線之間，元件管腳之間及它們與底板之間的絕緣程

度。尤其要防止水濺到電氣元件或接點(diǎn)處，以免引起短路或元件損壞故障。

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經(jīng)常檢查輸入及輸出端子的牢固程度，如發(fā)現(xiàn)松動(dòng)，及時(shí)緊固好。

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經(jīng)常檢查電磁接觸器點(diǎn)的燒損情況，燒損嚴(yán)重的要及時(shí)更換。

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經(jīng)常檢查光電開關(guān)，

因?yàn)檫@種光電開關(guān)是帶反射板的當(dāng)光電開關(guān)與反射板之間的位置由

于受到外力作用而變化時(shí)，

就會(huì)造成設(shè)備動(dòng)

鋼筋作為一種特殊的建筑材料在鋼筋砼結(jié)構(gòu)、預(yù)應(yīng)力鋼筋砼結(jié)構(gòu)中廣泛采用。2010年我國(guó)鋼產(chǎn)量超過6億噸，全國(guó)每年用于砼結(jié)構(gòu)的鋼筋總量超過9000萬噸，其中高速公路用鋼筋量超過650萬噸，高速公路建設(shè)已成為用鋼大戶。

目前國(guó)內(nèi)高速公路建設(shè)的鋼筋加工工藝方法還較為落后，設(shè)備和手段普遍陳舊，主要以人工手動(dòng)操作為主，自動(dòng)化水平不高，生產(chǎn)效率低下，耗時(shí)，制件的質(zhì)量差，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，成本偏高。采用數(shù)控彎箍機(jī)將大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，相應(yīng)的占地面積、人工費(fèi)用、能源消耗都將大幅度降低。同時(shí)由于采用人機(jī)親和度高的數(shù)控技術(shù)，使得操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度大為減輕。

一、數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)的特點(diǎn)

1、可加工鋼筋的種類多，直徑從6mm到16mm不等，因此應(yīng)用范圍較廣。

2、具有很高的精度，鋼筋加工長(zhǎng)度公差控制在+/一1毫米之內(nèi)，同時(shí)加工角度的誤差也不超過+/一1度。這種加工精度大大超過了手工操作。

3、工作的范圍大。鋼筋進(jìn)給之前，不論是規(guī)則擺放(如圓盤)還是不規(guī)則擺放，均能順利進(jìn)給并校直。

4、能加工熱軋和冷拉鋼筋，不論它是否是圓盤的形式。

5、確保鋼筋的有效利用率。由于它采用計(jì)算機(jī)控制，進(jìn)給多少就加工多少，使鋼筋得到了最大限度的利用。

6、進(jìn)給部分采用伺服電機(jī)控制，能在一分鐘之內(nèi)更換不同直徑的鋼筋，很大程度上減少了更換鋼筋所消耗的時(shí)間。

7、利用計(jì)算機(jī)對(duì)鋼筋加工過程進(jìn)行控制。改變鋼筋加工的形狀，只需在控制屏上選擇所需加工類型。需增加或刪除某種加工形狀，對(duì)軟件進(jìn)行修改即可完成。

8、除了上述的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)之外，它還具有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，就是成本較低，與國(guó)外同類產(chǎn)品比較，價(jià)格僅為它們的四分之一，有利于產(chǎn)品的推廣與銷售。

二、數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)的組成部分

傳統(tǒng)的鋼筋加工分為三個(gè)部分，首先利用機(jī)械對(duì)鋼筋進(jìn)行校直，然后扭成所需的形狀，最后用鋒利的切頭將其切斷。數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)過程與傳統(tǒng)的方法很相似，它是由四個(gè)部分組成的:第一是鋼筋的進(jìn)給部；二是校直部分，前兩部分由一組伺服電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，第三是扭頭及切斷部分由另一組伺服電機(jī)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。最后是計(jì)算機(jī)控制部分，采用工業(yè)控制控制。這四個(gè)部分組成了一個(gè)有機(jī)整體，是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品。

三、數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)加工原理

1、動(dòng)力部分

由于鋼筋加工需要很大的作用力，根據(jù)數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)的高頻率，作時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，該機(jī)構(gòu)由1個(gè)氣缸、一套伺服電機(jī)裝置，2個(gè)主動(dòng)輪和2個(gè)被動(dòng)輪組成，其主要作用是提供鋼筋的送進(jìn)功能并控制鋼筋的送進(jìn)量，達(dá)到定尺效果。

2、機(jī)械部分

數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)的機(jī)械部分分為三個(gè)部分。首先是鋼筋的水平校直部分，這部分的主要功能是使彎曲的鋼筋在一組主從動(dòng)輪之間穿過，利用主從動(dòng)輪之間的相互壓力使鋼筋在水平方向得以校直;其次是鋼筋的垂直校直部分，其方法與水平校直相同；最后進(jìn)行鋼筋成型及切斷部分的設(shè)計(jì)，這部分的主要功能是將鋼筋加工成型及切斷。鋼筋由兩組主從動(dòng)輪引入加工機(jī)，經(jīng)過水平校直、垂直校直后，在扭頭部分加工成型。兩組主動(dòng)輪之間由鏈輪連接，計(jì)量輪與光電編碼器相連將鋼筋進(jìn)給的位移信息反饋給控制系統(tǒng)，同時(shí)扭頭與角度傳感器連接將扭轉(zhuǎn)角度信息反饋給控制系統(tǒng)。

2.1鋼筋進(jìn)給部分

鋼筋通常由圓盤的形式存放。在數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)中，鋼筋的進(jìn)給和校直是同時(shí)完成的。兩組動(dòng)輪將鋼筋由外部帶入并同時(shí)進(jìn)行水平校直。其中第二組動(dòng)輪由伺服電動(dòng)機(jī)經(jīng)過中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)，第一組動(dòng)輪與第二組動(dòng)輪之間由鏈輪進(jìn)行連接，第二組動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)同時(shí)用鏈輪帶動(dòng)第一組輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)將鋼筋進(jìn)給的任務(wù)。?

2.2扭頭與切斷部分

扭頭是鋼筋加工的關(guān)鍵部分，鋼筋最終加工成型是由扭頭部分完成的。鋼筋彎曲的扭頭是裝在一個(gè)可活動(dòng)盤上的，這個(gè)盤由兩部分組成:一部分是處在盤一端的扭爪，鋼筋的加工成型是通過扭爪對(duì)鋼筋施加作用力來完成的。另一部分是軸心部分，扭爪在運(yùn)動(dòng)時(shí)是圍繞軸心進(jìn)行的。通過圖所示的需加工的鋼筋形狀對(duì)扭頭的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行說明。

如圖所示， (a)為設(shè)計(jì)加工鋼筋制品。這種加工形狀在鋼筋加工中屬于比較復(fù)雜的，因?yàn)樗婕暗脚ゎ^的反轉(zhuǎn)問題。如圖 (b)，通過扭爪與鋼筋的相互作用力將鋼筋扭為圖中的形狀。為了將鋼筋加工為圖(a)的形狀，扭爪必須轉(zhuǎn)到鋼筋的下方對(duì)鋼筋進(jìn)行彎曲，這個(gè)過程是通過可活動(dòng)盤的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。具體的過程是:a、活動(dòng)盤朝垂直紙面向里移動(dòng)，這主要是為了防止活動(dòng)盤作上下運(yùn)動(dòng)時(shí)與鋼筋發(fā)生接觸。b、活動(dòng)盤向上運(yùn)動(dòng)直至整個(gè)活動(dòng)盤處于鋼筋的上方。c、活動(dòng)盤朝垂直紙面向外移動(dòng)，這個(gè)過程是第1步的逆過程。d、活動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)軸心處于鋼筋的上方，而扭爪在鋼筋的下方。完成上述四個(gè)步驟后，就可以進(jìn)行鋼筋向上彎曲的加工，鋼筋就被彎曲為圖 (c)中的形狀。最后采用同樣的方法將扭爪恢復(fù)圖(b)中的位置，再完成一次圖(b)中的加工就可以得到如圖(a)鋼筋制品。在整個(gè)加工過程中，扭爪始終圍繞軸心運(yùn)動(dòng)。

切斷刀頭位于扭頭部分之前。當(dāng)一個(gè)產(chǎn)品加工結(jié)束時(shí)，工控機(jī)發(fā)出信號(hào)使電液閥開啟以驅(qū)動(dòng)刀頭運(yùn)動(dòng)切斷鋼筋。

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3、控制部分

數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)采用兩組伺服系統(tǒng)，一組用來控制鋼筋的校直和進(jìn)給，另一組用來控制扭頭的運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)中伺服驅(qū)動(dòng)器采用工業(yè)控制機(jī)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制。采用C語言及VISUALBASIC進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，依據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)模轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，控制部分的重點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼筋進(jìn)給位移及鋼筋彎曲角度的控制?？刂葡到y(tǒng)需要完成兩方面的控制，首先控制鋼筋的進(jìn)給長(zhǎng)度使其達(dá)到加工要求，這部分通過旋轉(zhuǎn)編碼器反饋的位移信息由一組閉環(huán)控制完成；其次對(duì)扭頭的加工角度進(jìn)行控制，一次扭轉(zhuǎn)就達(dá)到加工設(shè)計(jì)角度是有困難的，因此由角度傳感器傳送的角度信息利用另一組閉環(huán)控制系統(tǒng)完成對(duì)角度的控制。

3.1處理器系統(tǒng)介紹

伺服控制器硬件結(jié)構(gòu)將影響智能控制信息處理方案的合理性，在多環(huán)路控制結(jié)構(gòu)中，信息處理方案受到各個(gè)處理器之間的數(shù)據(jù)交換，信號(hào)采集等硬件條件的限制。對(duì)于采用位置，速度和電流多環(huán)路形式的位置伺服系統(tǒng)，其位置環(huán)一般建立在速度環(huán)的基礎(chǔ)上，因此，各種處理器硬件結(jié)構(gòu)的影響主要體現(xiàn)在對(duì)速度環(huán)和電流環(huán)的動(dòng)態(tài)信息采集與處理方面。

數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)的信息處理結(jié)構(gòu)采取多處理器并行信息處理結(jié)構(gòu)。完全并行結(jié)構(gòu)的伺服控制器系統(tǒng)，采用多個(gè)CPU完成控制算法，控制指令由各個(gè)CPU的共同作用完成。從信息處理的角度，硬件與軟件融為一體。?

3.2伺服控制器軟件設(shè)計(jì)

數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)系統(tǒng)工作時(shí)伺服系統(tǒng)主要有自動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)(Jog)兩種工作方式。自動(dòng)工作運(yùn)行時(shí)，數(shù)控主機(jī)將運(yùn)動(dòng)指令不斷發(fā)送給伺服控制器。伺服控制器中的單片機(jī)則對(duì)收到的指令作進(jìn)一步的運(yùn)算，生成兩組電機(jī)的位置指令周期，然后按此周期向伺服驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)出指令脈沖。在本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，采用了兩組伺服電機(jī)，因此系統(tǒng)在實(shí)際工作時(shí)，數(shù)控主機(jī)要將不同的運(yùn)動(dòng)指令發(fā)送給兩個(gè)單片機(jī)。由于交流伺服系統(tǒng)裝置中含有電子齒輪，以交流伺服系統(tǒng)為對(duì)象的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)可不考慮機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)鏈和數(shù)控指令脈沖當(dāng)量的匹配問題，算法流程如圖：?

3.3鋼筋進(jìn)給長(zhǎng)度的閉環(huán)控制

下圖為數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)鋼筋進(jìn)給部分的簡(jiǎn)圖。從圖中可以看出，采用組主從動(dòng)輪將鋼筋帶入校直部分。其中第二組由三相交流永磁同步電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)。第一組主從動(dòng)輪與第二組主從動(dòng)輪之間由鏈輪進(jìn)行連接，第二組的主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)第一組的主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可以將鋼筋由外界送入進(jìn)行校直。第一組輪為計(jì)量輪，它的作用是測(cè)量鋼筋進(jìn)給的長(zhǎng)度。計(jì)量輪測(cè)量的結(jié)果由光電編碼器處理后形成計(jì)算機(jī)可處理的脈沖信號(hào)，將信息反饋給伺服控制器中的單片機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，于是電動(dòng)機(jī)使主從動(dòng)輪再次運(yùn)轉(zhuǎn)以使鋼筋進(jìn)給并最終消除差值。

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3.4鋼筋彎曲角度的閉環(huán)控制

鋼筋的彎曲由另一組伺服系統(tǒng)控制，由于鋼筋加工時(shí)一往往需要經(jīng)過多次彎曲才能達(dá)到設(shè)計(jì)角度，因此適時(shí)檢測(cè)彎曲角度是非常重要的。測(cè)量鋼筋的彎曲角度采用的是電位式角度傳感器，這種傳感器輸出的電壓經(jīng)過處理后形成計(jì)算機(jī)可處理的信號(hào)。鋼筋彎曲角度的閉環(huán)控制與進(jìn)給長(zhǎng)度的閉環(huán)控制在控制原理和流程上是相似的。鋼筋經(jīng)過水平和垂直校直后進(jìn)入鋼筋的扭頭部分，工控機(jī)發(fā)出信號(hào)后鋼筋的彎曲加工過程開始:

a、伺服控制器接到信號(hào)后驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。

b、扭頭圓盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)圓盤上的扭爪作圓周運(yùn)動(dòng)，扭爪將鋼筋彎曲成一定的角度。

c、角度傳感器測(cè)量鋼筋彎曲的角度，并把測(cè)量結(jié)果送入伺服控制器的單片機(jī)內(nèi)，測(cè)量結(jié)果與設(shè)計(jì)加工角度比較后得出差值，根據(jù)差值伺服控制器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使圓盤再次轉(zhuǎn)動(dòng)。鋼筋彎曲加工過程中控制系統(tǒng)不斷進(jìn)行上述步驟的工作直至加工角度與設(shè)計(jì)角度在一定的誤差范圍內(nèi)。

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四、加工成本核算
????工地現(xiàn)場(chǎng)加工鋼筋的成本，最大、也是最清楚的一項(xiàng)，就是付給包工隊(duì)的勞務(wù)費(fèi)，根據(jù)加工的類型或工程的特點(diǎn)不同，一般每噸從90元到180元不等。鋼筋加工損耗實(shí)際比例一般從5%到10%不等，也有極個(gè)別更多的或更少的，大部分工地都會(huì)超過5%，一般每噸的損耗成本從60元到110元不等。生產(chǎn)和生活用電費(fèi)和水費(fèi)，合計(jì)每噸從6元到10元不等。另外還有檢測(cè)費(fèi)等。這些直接變動(dòng)成本加起來，每噸一般約從150元到230元不等。再加上機(jī)械租賃費(fèi)、場(chǎng)地硬化費(fèi)、加工設(shè)施臨建費(fèi)用、生活設(shè)施費(fèi)用、管理費(fèi)用和其它各種費(fèi)用等項(xiàng)間接固定成本，平攤到每噸里的總成本大約從180元到260元不等。鋼筋彎箍機(jī)加工與傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)加工成本對(duì)比如下表：

鋼筋彎箍機(jī)加工與傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)加工成本對(duì)比表

??五、結(jié)束語

應(yīng)用數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)集中加工鋼筋最深刻的體會(huì)是：加快施工進(jìn)度，供貨時(shí)間有保證；鋼材損耗明顯降低；大大簡(jiǎn)化工地管理；徹底解決了工地現(xiàn)場(chǎng)加工場(chǎng)地緊張、電力供應(yīng)不足等難題。

????隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，人們對(duì)鋼筋加工工業(yè)化的要求和機(jī)械化水平的要求將會(huì)越來越高，對(duì)于具有降耗增效、綠色環(huán)保、節(jié)能安全的高速公路鋼筋專業(yè)化集中加工技術(shù)來講無疑會(huì)帶來新的發(fā)展機(jī)遇和無限廣闊的發(fā)展空間。