CN102198477B - 钢筋弯箍机的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢筋弯箍机的控制系统及方法，该控制系统包括90度和135度两个折弯脚踏开关、固定设置在折弯轴上的转盘以及传感器和控制单元，转盘的外圆周面上设有与折弯轴转动135度相对应的扇形环状凸缘，凸缘上设有一个缺口，将扇形环状凸缘划分第一、第二凸缘，第一凸缘的圆心角与折弯轴转动90度相对应，传感器设置在转盘的下方，根据第一、第二凸缘当前所处的位置发出电机正转开始、结束或电机反转开始、结束控制信号，控制单元控制电机反转、反转或停止。本发明，通过传感器检测与折弯轴同步转动的转盘的位置控制电机的正反转和停止，实现了钢筋弯箍机的自动保护，避免了该设备容易导致操作者的手指被夹住，引发安全事故的问题。

Description

钢筋弯箍机的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及钢筋弯箍机，具体涉及钢筋弯箍机的控制系统及方法。

背景技术

随着钢筋混凝土在建筑行业越来越广泛地应用，用于制作如图1所示的箍筋的钢筋弯箍机已经成为建筑施工中的得力帮手，如图1所示的箍筋具有A1、A2、A3三个90度的折弯部以及A4、A5两个45度的折弯部(45度折弯部需要钢筋弯折135度形成)，为此，现有的此类钢筋弯箍机控制系统如图2所示，包括3个交流接触器、3个行程开关和2个脚踏开关，2个脚踏开关分别用于进行90度和135度折弯。以折弯90度为例，踩下脚踏开关时，交流接触器启动电机驱动折弯轴做弧形运动进行折弯，当钢筋折弯90度时，钢筋碰到行程开关，于是电机反转，驱动折弯轴复位，折弯轴复位后再碰到行程开关，切断交流接触器，关闭电机。

然而，在实际使用中发现，上述钢筋弯箍机的控制系统及方法存在以下一些的缺点：

(1)、线路接线复杂，故障判断、检修不容易。

(2)、该控制系统没有保护功能，一旦行程开关出现故障，电机会一直转动，容易导致操作者的手指被夹住，引发安全事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是钢筋弯箍机没有保护功能，容易夹住操作者的手指的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种钢筋弯箍机的控制系统，包括90度和135度两个折弯脚踏开关、电机正转和电机反转继电器、固定设置在折弯轴上的转盘、传感器和控制单元。所述90度和135度两个折弯脚踏开关分别用于产生90度和135度的折弯控制信号，所述电机正转和电机反转继电器分别用于控制电机正转和电机反转，所述转盘固定设置在折弯轴上的转盘，所述折弯轴通过电磁离合器与减速电机相藕合做顺时针或逆时针弧形运动，所述转盘的外圆周面上与折弯轴转动135度相对应的扇形环状凸缘，所述扇形环状凸缘上设有一个缺口，所述缺口将所述扇形环状凸缘沿顺时针或逆时针划分第一、第二凸缘，所述第一凸缘的圆心角与折弯轴转动90度相对应，所述传感器设置在所述转盘的下方，根据所述第一、第二凸缘当前所处的位置发出电机正转开始、结束或电机反转开始、结束控制信号，所述控制单元接收所述折弯控制信号，并根据所述电机正转开始、结束控制信号以及所述电机反转开始、结束控制信号，控制所述电机正转继电器或反转继电器使电机反转、反转或停止。

在上述控制系统中，所述第一凸缘的两个侧边按逆时针方向定义为第一边缘和第二边缘，所述第二凸缘的两个侧边按逆时针方向定义为第三边缘和第四边缘；当控制单元接收到90度折弯控制信号时，控制所述电机反转继电器使电机反转并驱动所述折弯轴转动，当所述传感器感受到所述第二边缘离开时发出电机反转结束控制信号，同时延时30ms发出电机正转开始控制信号，当所述传感器再次感受到第一边缘时发出电机正转结束控制信号；当控制单元接收到135度折弯控制信号时，控制所述电机反转继电器使电机反转并驱动所述折弯轴转动，当所述传感器感受到所述第四边缘离开时发出电机反转结束控制信号，同时延时30ms发出电机正转开始控制信号，当所述传感器再次感受到第一边缘时发出电机正转结束控制信号。

在上述控制系统中，所述控制单元内设有存储单元、计时单元和比较单元，所述存储单元内分别存储有折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，所述控制单元在收到电机正转或电机反转控制信号时控制所述计时单元开始计时，所述比较单元根据所述计时单元的当前计时时间值是否超出所述存储单元存储的相应电机正转或电机反转时间值的20％获得目前是否存在操作危险的判断结果，当判断结果表明目前存在操作危险时，通知所述控制单元发出电机停止控制信号。

在上述控制系统中，所述控制单元内还包括采集单元，所述采集单元采集折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，并将所述时间值存储到所述存储单元内。

在上述控制系统中，所述传感器为光电传感器，所述扇形环状凸缘的圆心角为135度，所述第一凸缘的圆心角为90度，所述缺口的圆心角为5-10度。

在上述控制系统中，所述传感器为接近开关，所述扇形环状凸缘的圆心角为115度，所述第一凸缘的圆心角为70度，所述缺口的圆心角为10-20度，所述第一边缘至所述接近开关中心的角度为20度。

在上述控制系统中，还包括多个指示灯，分别对应90度折弯、135度折弯、电机正转、电机反转、电机停止、电机正转和电机反转继电器输出以及存在操作危险相对应。

本发明还提供了一种钢筋弯箍机的控制方法，包括以下步骤：

A10、根据90度和135度两个折弯脚踏开关的闭合状态产生90度和135度的折弯控制信号；

A20、根据所述折弯控制信号以及传感器检测到的与折弯轴同步转动的转盘所处的当前位置发出电机正转开始、结束或电机反转开始、结束控制信号；

A30、根据所述电机正转开始、结束或电机反转开始、结束控制信号控制相应的信号，控制电机正转、反转或停止。

在上述控制方法中，分别存储将折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，在收到电机正转或电机反转控制信号时开始计时，并根据当前计时时间值是否超出所存储的相应电机正转或电机反转时间值的20％获得目前是否存在操作危险的判断结果，当判断结果表明目前存在操作危险时，发出电机停止控制信号。

在上述控制方法中，首次运行时采集折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，并存储所述时间值。

本发明，通过传感器检测与折弯轴同步转动的转盘的位置控制电机的正反转和停止，实现了钢筋弯箍机的自动保护，避免了该设备容易导致操作者的手指被夹住，引发安全事故的问题。

附图说明

图1为筋箍的结构示意图；

图2为现有的钢筋弯箍机控制系统原理图；

图3为本发明提供的钢筋弯箍机控制系统原理图；

图4为转盘的结构示意图。

具体实施方式

钢筋弯箍机通过折弯轴顺时针(或逆时针)的弧形运动使钢筋折弯，折弯轴通过电磁离合器与减速电机相藕合实现顺时针(或逆时针)弧形运动。

本发明提供了一种钢筋弯箍机的控制系统，用于控制钢筋弯箍机对钢筋进行90度和135度折弯，以制作如图1所示的箍筋。下面结合附图和具体实施例对本发明作出详细的说明。

图3为本发明提供的钢筋弯箍机控制系统原理图，如图3所示，钢筋弯箍机的控制系统包括90度和135度两个折弯脚踏开关、电机正转和电机反转继电器、确定钢筋折弯角度的转盘1、传感器2和控制单元。

90度和135度两个折弯脚踏开关分别用于产生90度和135度的折弯控制信号，电机正转继电器和电机反转继电器分别用于控制电机正转和电机反转，所述电机为带有减速机构的减速电机。

转盘1固定设置在折弯轴上，与折弯轴同步转动，本实施例中电机反转带动折弯轴和转盘1逆时针转动实现钢筋折弯。转盘1的结构如图4所示，转盘1呈圆盘状，其外圆周面上设有与钢筋折弯135度相对应的扇形环状凸缘10，该扇形环状凸缘10上设有一个缺口20，缺口20将扇形环状凸缘10沿逆时针划分第一、第二凸缘11、12，第一凸缘11与钢筋折弯90度相对应，即当转盘1从0位转至第一凸缘11的第二边缘B时，对应折弯轴转动90度，钢筋折弯90度；当转盘1从0位转至第二凸缘12的第四边缘D时，对应折弯轴转动135度，钢筋折弯135度。

传感器2设置在转盘1的下方，根据检测到的转盘1上第一凸缘11、第二凸缘12当前所处的位置，发出电机正转开始、电机正转结束控制信号以及电机反转开始、电机反转结束控制信号。

控制单元由单片机编程实现，接收所述折弯控制信号，并根据所述电机正转开始、电机正转结束、电机反转开始和电机反转结束控制信号，控制所述电机正转继电器、电机反转继电器使电机正转、反转或停止转动。

当传感器2采用光电传感器时，凸缘10的圆心角为135度，第一凸缘11的圆心角为90度。

由于光电传感器的成本较高，本实施例中采用的是接近开关，由于接近开关的感应面具有一定的直径，因此，转盘1的形状设计成如图4所示的形状。即图4中接近开关位于0位时，扇形环状凸缘10的圆心角约为115度，第一凸缘11的第一边缘A距0位约20度，第二边缘B至0位的圆心角约为70度，缺口20的圆心角约为20度，第二凸缘12的第三边缘C至0位的圆心角约为110度，第二凸缘12的第四边缘D至0位的圆心角约为135度。当然，上述第一条边缘A距0位的角度以及缺口20的角度可以根据接近开关感受面的具体尺寸进行调整，同时，如果在实际使用过程中发现钢筋折弯的角度不准确时，也可以调整接近开关的0位以保证钢筋折弯90度和135度的准确性。

下面结合图4详细说明钢筋弯箍机控制系统的工作过程：

需要说明的是，折弯轴在钢筋弯箍机每次起动时都会通过电机和电磁离合器自动转到折弯起始位0位，其实现方法为现有技术，现有的钢筋弯箍机均采用了此工作方式，在此对其具体实现方法和机构不再赘述。

当钢筋需要进行90度折弯时，控制单元接收到操作者踩下90度折弯脚踏开关发出的90度折弯控制信号，控制电机反转继电器使电机反转(与图4中转盘的逆时针转动方向一致)，并在0位使电磁离合器结合，于是折弯轴和转盘一起在电机的驱动下逆时针转动，折弯轴开始驱动钢筋折弯，当传感器2检测到第一凸缘11的第一边缘A到达时，开始第一次计时，当传感器2检测到第一凸缘11的第二边缘B离开时，发出电机反转结束控制信号至控制单元，控制单元断开电机反转继电器，第一次计时结束；延时30ms后，控制单元发出控制信号闭合电机正转继电器使电机带动折弯轴和转盘顺时针转动(正转)，当传感器2再一次检测到第一凸缘11的第一边缘A离开时，传感器2发出电机正转结束控制信号至控制单元，于是，控制单元断开电机正转继电器，使电机停止转动，并断开电磁离合器，此过程中，折弯轴复位至折弯起始位0位。

同样地，当钢筋需要进行135度折弯时，控制单元接收到操作者踩下135度折弯脚踏开关发出的135度折弯控制信号，控制电机反转继电器使电机反转(与图4中转盘的逆时针转动方向一致)，并在0位使电磁离合器结合，于是折弯轴和转盘一起在电机的驱动下逆时针转动，折弯轴开始驱动钢筋折弯，当传感器2检测到第一凸缘的第一边缘A到达时，开始第二次计时，当传感器2检测到第二凸缘的第四边缘D离开时，发出电机反转结束控制信号至控制单元，控制单元断开电机反转继电器，第二次计时结束(由于折弯135度所需时间与折弯90度所需时间不同，因此，为区别90度折弯所用的时间，此处以第二次计时表示折弯135度时所需时间)，此过程中，第二凸缘B和第三边缘C经过传感器2时不产生任何控制信号；延时30ms后，控制单元发出控制信号闭合电机正转继电器使电机带动折弯轴和转盘顺时针转动(正转)，当传感器2再一次检测到第一凸缘11的第一边缘A离开时，传感器2发出电机正转结束控制信号至控制单元，于是，控制单元断开电机正转继电器，使电机停止转动，并断开电磁离合器，此过程中，折弯轴复位至折弯起始位0位。

本发明提供的钢筋弯箍机控制系统具有双重保护功能，具体实现方式如下：

所述控制单元内设有存储单元、计时单元和比较单元，所述存储单元内分别存储有折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，在折弯90度操作时，传感器感受到转盘1上的第一凸缘11的第一边缘A时开始第一次计时，在感受到第一凸缘11的第二边缘B离开时第一次计时结束；在折弯135度操作时，传感器感受到转盘1上的第一凸缘11的第一边缘A时开始第二次计时，在感受到第二凸缘12的第四边缘D离开时第二次计时结束，所述比较单元根据所述计时单元的当前计时时间值是否超出所述存储单元存储的相应电机正转或电机反转时间值的20％获得目前是否存在操作危险的判断结果，当判断结果表明目前存在操作危险时，通知所述控制单元发出电机停止控制信号。

电机正转和电机反转所需的时间值可以预设在存储单元内，也可以在设备首次运行时进行学习，或者在使用过程中精度下降时重新调整，为了实现上述学习功能，所述控制单元内设有采集单元，所述采集单元采集折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，并将所述时间值存储到所述存储单元内。

为了便于显示工作状态和检修，本系统中设有多个指示灯，分别对应90度折弯、135度折弯、电机正转、电机反转、电机停止、电机正转和电机反转继电器输出以及存在操作危险相对应。

本发明还提供了一种钢筋弯箍机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A10、根据90度和135度两个折弯脚踏开关的闭合状态产生90度和135度的折弯控制信号；

A20、根据所述折弯控制信号以及传感器检测到的与折弯轴同步转动的转盘所处的当前位置发出电机正转开始、结束或电机反转开始、结束控制信号；

A30、根据所述电机正转开始、结束或电机反转开始、结束控制信号控制相应的信号，控制电机正转、反转或停止。

进一步地，分别存储将折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，在收到电机正转或电机反转控制信号时开始计时，并根据当前计时时间值是否超出所存储的相应电机正转或电机反转时间值的20％获得目前是否存在操作危险的判断结果，当判断结果表明目前存在操作危险时，发出电机停止控制信号。

首次运行时采集折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，并将所述时间值存储到所述存储单元内。

通过相应的指示灯指示90度折弯、135度折弯、电机正转、电机反转、电机停止、电机正转和电机反转继电器输出以及存在操作危险的工况。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.钢筋弯箍机的控制系统，其特征在于包括： 

90度和135度两个折弯脚踏开关，分别用于产生90度和135度的折弯控制信号； 

电机正转和电机反转继电器，分别用于控制电机正转和电机反转； 

固定设置在折弯轴上的转盘，所述折弯轴通过电磁离合器与减速电机相 耦合做顺时针或逆时针弧形运动，所述转盘的外圆周面上与折弯轴转动135度相对应的扇形环状凸缘，所述扇形环状凸缘上设有一个缺口，所述缺口将所述扇形环状凸缘沿顺时针或逆时针划分第一、第二凸缘，所述第一凸缘的圆心角与折弯轴转动90度相对应； 

传感器，设置在所述转盘的下方，根据所述第一、第二凸缘当前所处的位置发出电机正转开始、结束或电机反转开始、结束控制信号； 

控制单元，接收所述折弯控制信号，并根据所述电机正转开始、结束控制信号以及所述电机反转开始、结束控制信号，控制所述电机正转继电器或反转继电器使电机反转、反转或停止。 

2.如权利要求1所述的钢筋弯箍机的控制系统，其特征在于，所述第一凸缘的两个侧边按逆时针方向定义为第一边缘和第二边缘，所述第二凸缘的两个侧边按逆时针方向定义为第三边缘和第四边缘；当控制单元接收到90度折弯控制信号时，控制所述电机反转继电器使电机反转并驱动所述折弯轴转动，当所述传感器感受到所述第二边缘离开时发出电机反转结束控制信号，同时延时30ms发出电机正转开始控制信号，当所述传感器再次感受到第一边缘时发出电机正转结束控制信号；当控制单元接收到135度折弯控制信号时， 控制所述电机反转继电器使电机反转并驱动所述折弯轴转动，当所述传感器感受到所述第四边缘离开时发出电机反转结束控制信号，同时延时30ms发出电机正转开始控制信号，当所述传感器再次感受到第一边缘时发出电机正转结束控制信号。 

3.如权利要求1所述的钢筋弯箍机的控制系统，其特征在于，所述控制单元内设有存储单元、计时单元和比较单元，所述存储单元内分别存储有折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，所述控制单元在收到电机正转或电机反转控制信号时控制所述计时单元开始计时，所述比较单元根据所述计时单元的当前计时时间值是否超出所述存储单元存储的相应电机正转或电机反转时间值的20％获得目前是否存在操作危险的判断结果，当判断结果表明目前存在操作危险时，通知所述控制单元发出电机停止控制信号。 

4.如权利要求3所述的钢筋弯箍机的控制系统，其特征在于，所述控制单元内还包括采集单元，所述采集单元采集折弯90度和135度时电机正转和电机反转所需的时间值，并将所述时间值存储到所述存储单元内。 

5.如权利要求1所述的钢筋弯箍机的控制系统，其特征在于，所述传感器为光电传感器，所述扇形环状凸缘的圆心角为135度，所述第一凸缘的圆心角为90度，所述缺口的圆心角为5－10度。 

6.如权利要求2所述的钢筋弯箍机的控制系统，其特征在于，所述传感器为接近开关，所述扇形环状凸缘的圆心角为115度，所述第一凸缘的圆心角为70度，所述缺口的圆心角为10－20度，所述第一边缘至所述接近开关中心的角度为20度。 

7.如权利要求1至6项任一项所述的钢筋弯箍机的控制系统，其特征在 于，还包括多个指示灯，分别与90度折弯、135度折弯、电机正转、电机反转、电机停止、电机正转和电机反转继电器输出以及存在操作危险相对应。 

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