前言
在過去30年里,中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛使得建筑業(yè)也同樣面臨巨大的發(fā)展,這同時(shí)也對(duì)建筑機(jī)械提出了更高的要求。那么多令人嘆為觀止的設(shè)計(jì)需要復(fù)雜的鋼筋構(gòu)件來實(shí)現(xiàn),而且速度也變得更為重要,因?yàn)橥涎右惶斓墓て谝馕吨揞~的成本損失。
新的需求不斷產(chǎn)生
以往，那些鋼筋構(gòu)件都是用人工完成的,不僅效率極低而且質(zhì)量也不高,這也推動(dòng)了機(jī)器制造商們采用新的機(jī)器設(shè)計(jì)來提高效率。但是機(jī)械的調(diào)整依然復(fù)雜-如果構(gòu)件經(jīng)常變換，則效率仍然低下。廊坊凱博是建材機(jī)械領(lǐng)域的專家,并且在過去很多年里始終保持行業(yè)領(lǐng)先地位，他們專門為建筑行業(yè)提供各種不同的機(jī)器設(shè)計(jì)。在中國(guó)，他們的機(jī)器被用于各個(gè)重大的工程項(xiàng)目，并且非常熟悉這個(gè)行業(yè)的客戶需求。
2009年初，他們計(jì)劃推出一臺(tái)更為出色的機(jī)器來滿足這一需求,這個(gè)計(jì)劃旨在設(shè)計(jì)一臺(tái)全自動(dòng)的機(jī)器，使得面對(duì)不同的鋼筋構(gòu)件能夠自由地進(jìn)行工藝切換，并且要保障操作者易于使用-因?yàn)樵诮ㄖさ兀僮髡咄ǔ２⒎墙?jīng)過良好訓(xùn)練。
加工速度、折彎范圍、折彎角度這些基本參數(shù)是必須被滿足的，這樣才能保證設(shè)計(jì)出的機(jī)器具有基本的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。但是，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠-自動(dòng)補(bǔ)償算法、曲線存儲(chǔ)與下載等復(fù)雜的功能也需要來實(shí)現(xiàn)，從而提高整個(gè)機(jī)器適應(yīng)變化的需求能力-因?yàn)樵诮ㄖI(yè)里，鋼筋構(gòu)件的種類非常多，甚至超過我們常識(shí)的想象范圍，例如：雙環(huán)形、五角星形、八邊形等，一些形狀甚至是完全根據(jù)實(shí)際需求來定制的。
完美的自動(dòng)化方案提供商
顯然,這臺(tái)機(jī)器的設(shè)計(jì)需求需要更為強(qiáng)大的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)-當(dāng)貝加萊的工程師介紹了Power Panel這一產(chǎn)品時(shí)，他們眼前一亮。該裝置外觀設(shè)計(jì)美觀大方，按鍵布局設(shè)計(jì)非常適合建筑業(yè)這種復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)的使用,而且更為重要的是，它能夠提供非常強(qiáng)大的運(yùn)算能力，具有大容量存儲(chǔ)的擴(kuò)展能力-可以存儲(chǔ)復(fù)雜的曲線。ACOPOS伺服驅(qū)動(dòng)器具有強(qiáng)大的內(nèi)置功能-這一設(shè)計(jì)理念非常精妙,所有的運(yùn)動(dòng)控制被理解為一個(gè)曲線與同步的平滑過渡，這完全滿足彎箍加工的需求-沒有比這個(gè)更完美的了。
ACOPOS伺服驅(qū)動(dòng)器中內(nèi)置的補(bǔ)償算法功能確保對(duì)各種鋼筋構(gòu)件進(jìn)行精確地折彎
電子凸輪設(shè)計(jì)
兩臺(tái)ACOPOS伺服驅(qū)動(dòng)器M1和M2分別負(fù)責(zé)送料與控制折彎頭，M1按照設(shè)定好的參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)原材料的定長(zhǎng)進(jìn)給,而折彎電機(jī)在送料達(dá)到后同步驅(qū)動(dòng)折彎頭，按照預(yù)先設(shè)計(jì)的形狀進(jìn)行折彎，在產(chǎn)品成型后則由氣動(dòng)裁切機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品快速切斷。
在這個(gè)過程中，進(jìn)料電機(jī)M1與折彎頭電機(jī)M2之間的精確位置實(shí)現(xiàn)了折彎曲線的變化。兩個(gè)軸之間建立了CAM關(guān)系，根據(jù)不同的送料速度和預(yù)先給定的曲線，折彎頭和送料之間建立起相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以送料電機(jī)或外接編碼器為虛擬軸，兩個(gè)軸之間建立耦合關(guān)系，在同步和凸輪曲線之間進(jìn)行切換。當(dāng)設(shè)定各個(gè)節(jié)點(diǎn)參數(shù)后，伺服系統(tǒng)會(huì)依照最光滑的曲線對(duì)其進(jìn)行平滑過渡，使機(jī)械沖擊得以最大限度地減小。
雙閉環(huán)同步控制確保折彎精度
同時(shí),為了提高送料電機(jī)與折彎電機(jī)的同步精度，在鋼筋的送料上加裝了一個(gè)外接編碼器。這個(gè)編碼器將兩個(gè)建立同步關(guān)系的軸進(jìn)行了位置閉環(huán)，通過外接編碼器反饋的位置與伺服內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換進(jìn)行比較，以此來提高伺服同步的精度。這得益于ACOPOS伺服驅(qū)動(dòng)器的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在其插入槽位里可以有通信、當(dāng)前軸編碼器，另外有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器插入模塊支持第三或第四編碼器的輸入，而折彎和送料軸的同步關(guān)系本身是通過Ethernet POWERLINK總線進(jìn)行交換的。
折彎自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)計(jì)
不同的鋼材其折彎的饒度不同，應(yīng)力變化系數(shù)也不同，因此系統(tǒng)需根據(jù)折彎的鋼筋材料的應(yīng)力系數(shù)變化為其計(jì)算補(bǔ)償參數(shù)，在運(yùn)動(dòng)中對(duì)送絲和折彎的曲線進(jìn)行位置補(bǔ)償，從而獲得理想的折彎效果。為此，在ACOPOS中內(nèi)置了補(bǔ)償算法功能，只需輸入不同材料的工藝參數(shù)，系統(tǒng)即可計(jì)算送料與折彎的伺服曲線補(bǔ)償。
為了方便操作人員，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了滿足建筑生產(chǎn)需要的不同工件的曲線圖，給定其節(jié)點(diǎn)、半徑參數(shù)等。客戶可以根據(jù)生產(chǎn)需要選擇所需工件的折彎曲線，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)其自動(dòng)運(yùn)算同步關(guān)系。這臺(tái)機(jī)器滿足了不同的生產(chǎn)需求，且無(wú)需復(fù)雜編程，可以存儲(chǔ)上千套不同鋼筋構(gòu)件的形狀供調(diào)用，幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)所有可能的構(gòu)件生產(chǎn)，而且可以自定義形狀。
廊坊凱博的電氣開發(fā)經(jīng)理王振豐對(duì)此非常滿意，他說：“在機(jī)器的調(diào)試過程中，ACOPOS的智能監(jiān)測(cè)與分析功能使得整個(gè)過程的時(shí)間大大節(jié)省，在經(jīng)過幾次調(diào)試后，機(jī)器就達(dá)到了完美的生產(chǎn)，這超出原先的預(yù)期-即使如此苛刻，貝加萊的控制系統(tǒng)仍然表現(xiàn)讓人驚嘆。”
