CN104308045A - 基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机，属线材加工技术领域。该切断机由标记装置、识别装置、计数器、比较器及切断装置组成。其中位置探测器检测有无钢筋通过，钢筋通过则标记装置对钢筋进行首位置标记，在距离标记装置S的位置上安装由两个光电传感器组成的识别装置，两个光电传感器同时采集标记信号，通过与门控制将无误判的识别信号传递给计数器，计数器计数并发出执行信号给标记装置使其对钢筋进行标记，计数器达到比较器设定标记次数后，切断装置切断钢筋，实现调直后钢筋或线材的设定长度切断。本发明有效完成钢筋给定长度的切断，具有精度高、性能可靠、调整长度时间短的特点，具有较好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属线材加工技术领域，涉及一种钢筋切断设备，尤其是一种基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机。
背景技术
钢筋切断机是钢筋加工中必不可少的设备，它有全自动钢筋切断机、半自动钢筋切断机和手动钢筋切断机之分，主要用于建筑施工、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断，近年来逐步被机械加工场和小型轧钢厂等广泛使用，在国民经济建设的各个领域发挥了重要的作用。
批量钢筋切断的切断机构必须实现定长剪切。在现有技术中，钢筋切断机定长装置主要采用机械定长，即设置定长块或定长尺，钢筋送入切断机后，当其顶撞定长块后，切割机实现对钢筋的定长切断。
从定长装置工作的过程可以分析其定长误差存在的主要原因：钢筋切断机的定长块及其复位弹簧对钢筋存在一定的阻力，同时钢筋在输出时与支撑架间存在一定摩擦力，使钢筋撞击定长块时发生弯曲变形进而引起切断误差，该误差随着钢筋给定长度的增加而变大，严重影响了钢筋加工的质量。
测量技术中测距通常采用接触式和非接触式两种方法，其中接触式测距方法由于与钢筋直接接触，钢筋容易产生变形，影响定长精度；钢筋切断机主要与钢筋调直机配合使用，调直机输送钢筋的输送速度快而且不稳定，调直后的钢筋在输送中存在抖动，都将导致接触式定长困难；而且接触式定长受输出长度制约并可能损坏钢筋表面，因而接触式定长方法在技术发展和应用范围存在一定的局限性。在实际钢筋加工中，钢筋的调直处理速度可达到每分钟120米，这样的输送速度下每个小时需要调整所需钢筋长度参数可达几十次甚至上百次，高频繁的长度尺寸调整要求是接触式定长钢筋切断装置应用中的另一方面限制。快速而准确地调整调直后钢筋的切断长度，是长期困扰企业的技术难题。众多钢筋切断机制造企业和工程钢筋加工企业正在探寻基于非接触式定长的钢筋切断机，技术的核心是采用光、气、磁或声信号对钢筋产生影响后的温度、介质密度、磁场或声波等相关信号进行检测，但目前尚无法形成可实施的定长测量装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机，解决现有钢筋切断机在钢筋切断时存在的定长不准确、定长受输出长度制约、改变定长效率低及定长过程可能损坏钢筋表面等问题，本发明具有操作简单、定长精度高、性能可靠、自动化程度高、大幅度提高生产效率及可扩展性强的特点。
本发明采用如下技术方案实现：
基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机，它包括由标记装置、识别装置、计数器、比较器及切断装置，其特征在于：，钢筋调直机（1）右侧安有位置探测器（2）与标记液储存器（3），控制器（4）与位置探测器（2）、标记液储存器（3）、识别装置（6）相连，距离标记装置S的位置上安装由两个光电传感器组成的识别装置（6），识别装置（6）安装在识别装置调节架（5）上 ，切断装置（7）上安装有切断刀（8），识别装置与切断装置之间的距离L，导向管贯穿切断装置（7）中心孔，钢筋（9）通过钢筋调直机（1）调直，标记液间歇地喷射至钢筋（9）表面，形成标记涂层（10）。所述标记装置包括位置探测器（2）、标记液储存器（3）、配气管（13）、气压阀（14）、气压表（16）、活塞（18）、曲柄摇杆机构、蜗轮蜗杆机构、步进电机（22）及其控制器（23），标记液储存器（3）上盖有密封盖（12），
位置探测（2）及比较器传给标记装置标记信号，步进电机控制器（23）控制步进电机（22）运动，步进电机（22）上的蜗杆（20）带动蜗轮（24）驱动曲柄连杆机构运动，曲柄（21），摇杆（19）带动活塞（18）往复运动，使高压气腔（17）内的气体经调节气孔（25）送至缓冲腔（27），通过配气管（13）进入密封的标记液储存器（3），将标记液间歇地喷射至钢筋（9）表面，形成标记涂层（10）。高压气腔（17）外端装有气压阀（14）、进气管（15）、气压表（16），另一端装有泄压阀（26）。
所述的识取装置包括两个光电传感器、与门控制器、计数器（29）、比较器，滤波电路控制发光二极管（37）发出光信号经反光镜（24）、透镜（35）投射至钢筋（9）表面，钢筋表面及标记涂层（10）将不同的反射光投回透镜（35），由光敏元件（33）采集，波形比较器（32）处理形成单光电传感器识别信号，两个光电传感器将识别后的信号由光耦（31）、继电器（30）组成的与门控制模块筛选，剔除误判信号并将处理后的识别信号送入计数器（29）计数，计数器实时与比较器设定的标记次数比较，当达到设定次数后进行计数器清零并驱动切断装置（7）实现钢筋切断。标记装置与识别装置间距离S、识别装置与切断装置之间的距离L均可通过位置调节架进行调节，钢筋切断长度X等于n与S的乘积减L，其中 n加1为比较器设定标记次数N，从而通过计数器与比较器配合实现给定长度钢筋的自动切断。
基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机工作过程：钢筋通过钢筋调直机调直后，送入钢筋切断机，待切断机位置探测器检测是否有钢筋通过，若有钢筋通过则标记装置立即对钢筋进行首位置标记，在距离标记装置S的位置上安装由两个光电传感器组成的识别装置，两个光电传感器同时采集标记信号，并通过与门控制作用将无误判的识别信号传递给计数器，使计数器计数一次，同时计数器发出执行信号给标记装置使其对钢筋进行新的标记，循环识别与标记工作过程，待计数器达到比较器设定标记次数后，比较器发出切断信号给切断装置，从而完成一次钢筋的切断，同时比较器将清零命令给计数器，计数器清零后将进行下一个工作循环。
标记装置工作过程为位置探测及比较器传给标记装置标记信号，标记装置中步进电机上的蜗杆带动蜗轮驱动曲柄连杆机构上的活塞往复运动，使高压气腔内的气体经调节气孔送至缓冲腔，通过配气管进入密封的标记液储存器，将标记液间歇地喷射至钢筋表面，形成标记涂层。
识取装置其工作过程为滤波电路控制发光二极管发出光信号经反光镜、透镜投射至钢筋表面，钢筋表面及标记涂层将不同的反射光投回透镜，由光敏元件采集，波形比较器处理形成单光电传感器识别信号，两个光电传感器将识别后的信号由光耦继电器组成的与门控制模块筛选，剔除误判信号并将处理后的识别信号送入计数器计数，计数器实时与比较器设定的标记次数比较，当达到设定次数后进行计数器清零并驱动切断装置实现钢筋切断。识别装置中两个光电传感器及一个与门控制器是用来判断两个光电传感器采集的数据是否有效，当两个光电传感器同时采集到标记涂层返回的识别信号，与门控制判断信号有效将信号传递给计数器，进而剔除钢筋表面可能引起光电传感器误判的识别信号。
本发明的有益效果是：本发明给定长度切断是指标记装置与识别装置间距离S、识别装置与切断装置之间的距离L均可通过位置调节架进行调节，钢筋切断长度X等于n与S的乘积减L，其中 n加1为比较器设定标记次数N，从而通过计数器与比较器配合实现给定长度钢筋的自动切断，有效地解决了钢筋切断时存在的定长不准确的问题；采用自动控制装置可以根据钢筋剪切长度L来设定N值，操作简便仅需一个工人即可完成工作，有效地解决了人力浪费、资源浪费和工作效率低的问题，并提高了定长剪切的精度；另外仅通过一次切断即可满足精度要求，无需作二次修正，钢筋下料精度高、速度快，使剪切钢筋的质量和工作效率大幅度提高。本发明即节省人力，又降低了原材料消耗，有较显著的社会经济效益和广阔的推广前景。
附图说明
图 1本发明基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机结构示意图。
图 2本发明基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机标记装置原理示意图。
图 3本发明基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机识别装置原理示意图。
图 4本发明基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机控制流程图。
图 5本发明基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机逻辑框图。
图中，1钢筋调直机、2位置探测器、3标记液储存器、4控制器、5识别装置调节架、6识别装置、7切断装置、8切断刀、9钢筋、10标记涂层、11导向管、12密封盖、13配气管、14气压阀、15进气管、16气压表、17高压气腔、18活塞、19摇杆、20蜗杆、21曲柄、22步进电机、23步进电机控制器、24蜗轮、25调节气孔、26泄压阀、27缓冲腔、28固定架、29计数器、30继电器、31光耦、32波形比较器、33光敏元件、34反光镜、35透镜、36光路、37发光二极管、38滤波电路、39供电源。
具体实施方式
结合附图说明本发明的基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机。
基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机，钢筋9通过钢筋调直机1调直后，送入钢筋切断机，待切断机位置探测器2检测是否有钢筋通过，若有钢筋通过则标记装置立即对钢筋进行首位置标记，在距离标记装置S的位置上安装由两个光电传感器组成的识别装置6，两个光电传感器同时采集标记信号，并通过与门控制作用将无误判的识别信号传递给计数器29，使计数器计数一次，同时计数器发出执行信号给标记装置使其对钢筋进行新的标记，循环识别与标记工作过程，待计数器达到比较器设定标记次数后，比较器发出切断信号给切断装置7，从而完成一次钢筋的切断，同时比较器将清零命令给计数器，计数器清零后将进行下一个工作循环。
基于光电传感器输出给定长度钢筋切断机的标记装置是由位置探测器2、标记液储存器3、配气管13、气压阀14、气压表16、活塞18、曲柄摇杆机构、蜗轮蜗杆机构、步进电机22及其控制器23组成。其工作过程为位置探测2及比较器传给标记装置标记信号，标记装置中步进电机上的蜗杆带动蜗轮驱动曲柄连杆机构上的活塞18往复运动，使高压气腔17内的气体经调节气孔25送至缓冲腔27，通过配气管13进入密封的标记液储存器3，将标记液间歇地喷射至钢筋9表面，形成标记涂层10。高压气腔17外端装有气压阀14、进气管15、气压表16，另一端装有泄压阀26。用以控制气压平衡。
基于光电传感器输出给定长度钢筋切断机的识取装置是由两个光电传感器、与门控制器、计数器29、比较器组成，其工作过程为滤波电路控制发光二极管37发出光信号经反光镜、透镜35投射至钢筋表面，钢筋表面及标记涂层10将不同的反射光投回透镜，由光敏元件33采集，波形比较器32处理形成单光电传感器识别信号，两个光电传感器将识别后的信号由光耦继电器组成的与门控制模块筛选，剔除误判信号并将处理后的识别信号送入计数器29计数，计数器实时与比较器设定的标记次数比较，当达到设定次数后进行计数器清零并驱动切断装置7实现钢筋切断。
识别装置中两个光电传感器及一个与门控制器是用来判断两个光电传感器采集的数据是否有效，当两个光电传感器同时采集到标记涂层返回的识别信号，与门控制判断信号有效将信号传递给计数器，进而剔除钢筋表面可能引起光电传感器误判的识别信号。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机，它包括由标记装置、识别装置、计数器、比较器及切断装置，其特征在于：，钢筋调直机（1）右侧安有位置探测器（2）与标记液储存器（3），控制器（4）与位置探测器（2）、标记液储存器（3）、识别装置（6）相连，距离标记装置S的位置上安装由两个光电传感器组成的识别装置（6），识别装置（6）安装在识别装置调节架（5）上 ，切断装置（7）上安装有切断刀（8），识别装置与切断装置之间的距离L，导向管贯穿切断装置（7）中心孔，钢筋（9）通过钢筋调直机（1）调直，标记液间歇地喷射至钢筋（9）表面，形成标记涂层（10）。
2.根据权利要求1所述的基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机，，其特征在于：所述标记装置包括位置探测器（2）、标记液储存器（3）、配气管（13）、气压阀（14）、气压表（16）、活塞（18）、曲柄摇杆机构、蜗轮蜗杆机构、步进电机（22）及其控制器（23），标记液储存器（3）上盖有密封盖（12），
位置探测（2）及比较器传给标记装置标记信号，步进电机控制器（23）控制步进电机（22）运动，步进电机（22）上的蜗杆（20）带动蜗轮（24）驱动曲柄连杆机构运动，曲柄（21），摇杆（19）带动活塞（18）往复运动，使高压气腔（17）内的气体经调节气孔（25）送至缓冲腔（27），通过配气管（13）进入密封的标记液储存器（3），将标记液间歇地喷射至钢筋（9）表面，形成标记涂层（10）。
3.根据权利要求2所述的基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机，其特征在于：高压气腔（17）外端装有气压阀（14）、进气管（15）、气压表（16），另一端装有泄压阀（26）。
4.根据权利要求1所述的基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机，其特征在于：所述的识取装置包括两个光电传感器、与门控制器、计数器（29）、比较器，滤波电路控制发光二极管（37）发出光信号经反光镜（24）、透镜（35）投射至钢筋（9）表面，钢筋表面及标记涂层（10）将不同的反射光投回透镜（35），由光敏元件（33）采集，波形比较器（32）处理形成单光电传感器识别信号，两个光电传感器将识别后的信号由光耦（31）、继电器（30）组成的与门控制模块筛选，剔除误判信号并将处理后的识别信号送入计数器（29）计数，计数器实时与比较器设定的标记次数比较，当达到设定次数后进行计数器清零并驱动切断装置（7）实现钢筋切断。
5.根据权利要求1所述的基于光电传感器输出给定长度钢筋的钢筋切断机，其特征在于：标记装置与识别装置间距离S、识别装置与切断装置之间的距离L均可通过位置调节架进行调节，钢筋切断长度X等于n与S的乘积减L，其中 n加1为比较器设定标记次数N，从而通过计数器与比较器配合实现给定长度钢筋的自动切断。
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