时光伺服系统在自动钢筋矫直定尺剪切机的应用

1、引言

钢筋矫直定尺剪切机作为钢材加工机械的一种,也属于低技术含量的机械设备、靠产量获取利润的行业。但随着市场竞争的日趋激烈,也开始由拼成本、价格,向拼质量、技术含量、加工能力过渡。时光科技应成都某金属加工机械生产企业的要求,共同就该企业的钢筋矫直定尺剪切机进行了设备改进。

改进的设备为F4～F14mm带肋钢筋的矫直定尺切断和F4～F14mm的光圆钢筋矫直定尺切断设备,主要由送料、矫直和切断三部分组成。对于剪切部分主要为追剪(气动垂直剪切)、直接启制动型盘刀剪切两种剪切方式。

2、解决方案

出于稳妥、降低设备改进风险的考虑,此次设备改进项目采取了循序渐进的方式,经历了四个改进阶段。

阶段一:旧设备改造

采取在原有的直接启制动型盘刀剪切机的剪切电机加上时光IMS系列伺服控制器的方法实现就设备改造。

(1)改造原理

通过直接上下电控制30KW送料电机带动几组整形辊将钢筋送入矫直部分矫直后,送入剪切部分进行定尺切断；切断部分保持原有7.5KW普通异步电机,连接减速比11的减速机,带动分矩箱和盘刀进行切断。

由于时光IMS伺服控制器具有加减速控制和位置控制功能,所以只要能保证切刀在同一位置启动,通过良好的加减速控制功能,保持每一次接到撞块上接近开关给出剪切信号后刀盘从启动到停止的动作时间一致,就能在送料速度稳定的情况下获得较好的剪切精度。同时配于IMS伺服控制器独有的Qmcl语言进行软件编程,可方便、灵活的实现以上功能。

(2)改造效果

以剪切F12mm的带肋钢筋剪切效果为例。

·剪切精度:20～30毫米(改造前精度为500～700毫米)；

·最快送料速度:1.4～1.6米／分；

·电机温度明显下降,机械冲击减小；

·提高了加工质量、加工效率。

(3)项目改造分析

·剪切精度、送料速度有所提高,但仍存在提高空间。原因在于:

①采取“电机+减速机+分矩箱+刀盘”的机械结构,造成剪切部分惯量很大,电机速度调整范围较大,再加上减速机传动,在动作反应时间上性能较差。

②普通异步电机性能较差,加减速能力不足；直接上下电控制的30KW送料电机送料速度波动较大。

·通过撞块上接近开关给出剪切信号的方式,由于接触位置不同会带来一定误差,而其改变钢筋长度十分不方便。

阶段二:升级控制方式——码盘测长发出剪切信号

在第一阶段改造基础上,在矫正辊后外加测长辊,测长棍后端连接编码器,测长棍随钢筋旋转发出长度脉冲,当到达设定脉冲数(长度)后,采用第一阶段相同的方式进行剪切。

(1)改进效果

仍以剪切F12mm的带肋钢筋剪切效果为例,与第一阶段改造效果比较,具有如下改进:

·剪切精度:小于20毫米；

·可方便改变剪切长度；

·避免了撞块方式的接触误差。

(2)项目改进分析

剪切精度得到进一步提高,但无法排除送料速度波动带来的误差,且电机性能较差,故仍存在精度提高的空间。