CN114453899A

CN114453899A - 一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法

Info

Publication number: CN114453899A
Application number: CN202210165905.9A
Authority: CN
Inventors: 程成; 雷俊清; 范永彬; 赵亚华; 邓宇; 雷金洲
Original assignee: Hubei Jingli Construction Engineering Co ltd
Current assignee: Hubei Jingli Construction Engineering Co ltd
Priority date: 2022-02-23
Filing date: 2022-02-23
Publication date: 2022-05-10

Abstract

一种一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，通过夹持滑移装置的夹持电机和滑移电机及切割系统的电推杆、切割电机和切割控制传感器与控制器电性连接，控制器还与车丝装置的车丝电机、进量控制电机和进量控制传感器电性连接，利用切割控制传感器感应螺纹钢筋端头控制切割余量，利用进量控制传感器感应车丝头控制螺纹钢筋车丝段的长度，采用将切割片至车丝头之间的距离录入控制器，以及将车丝电机对螺纹钢筋有横肋段和无横肋段的扭矩大小录入控制器，作为进量控制电机调整进量速度所用，使车丝头在螺纹钢筋的不同结构段自适应车丝，避免车丝头受损，精准控制切割余量和车丝段长度。

Description

一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法

技术领域

本发明属于建筑用螺纹钢车丝控制技术领域，涉及一种一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法。

背景技术

高层建筑柱混凝土结构中的钢筋骨架采用的是螺纹钢，主要目的是为了坚强混凝土与钢筋的粘连度，同时也提高钢筋本身的强度，随着建筑层数的不断升高，需要对柱钢筋中的螺纹钢进行对接，对接前需要将两根对接的螺纹钢端头进行车丝处理，为了提高车丝效率，目前设计了一种全自动车丝设备，能够对钢筋进行自动夹持、自动切断和自动车丝，存在的问题是，针对螺纹钢车丝时容易伤及车丝头。

因螺纹钢表面具有凸起的凸块，也称为横肋，横肋主要包括螺旋形、人字形和月牙形，且横肋间隔布设，使得车丝头在车丝过程中受力不能保持均衡，在没有横肋的钢筋段车丝头受力较小，在有横肋的钢筋段车丝头受力较大，而车丝头的进给速度始终一致，导致车丝刀容易受损，需要频繁更换；其次，原有的车丝机不能精确控制车丝头的进给量，导致钢筋车丝段的长度不一致，在与对接用的螺纹管连接后导致对接时要么钢筋螺纹段外露，要么两根对接的钢筋端头不能相互接触。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，采用夹持滑移装置的夹持电机和滑移电机及切割系统的电推杆、切割电机和切割控制传感器与控制器电性连接，控制器还与车丝装置的车丝电机、进量控制电机和进量控制传感器电性连接，利用切割控制传感器感应螺纹钢筋端头控制切割余量，利用进量控制传感器感应车丝头控制螺纹钢筋车丝段的长度，采用将切割片至车丝头之间的距离录入控制器，以及将车丝电机对螺纹钢筋有横肋段和无横肋段的扭矩大小录入控制器，作为进量控制电机调整进量速度所用，使车丝头在螺纹钢筋的不同结构段自适应车丝，避免车丝头受损，精准控制切割余量和车丝段长度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，它包括如下步骤：

步骤1，装夹，将螺纹钢筋固定在一体化切割车丝设备的夹持滑移装置上，螺纹钢筋端头伸出承托板外并朝向车丝头；

步骤2，端头切割量控制，滑移电机驱动夹持滑移装置带动螺纹钢筋向车丝头的方向运动，当螺纹钢筋端头越过切割电机被切割控制传感器感应后，滑移电机停止；

步骤3，切割，切割系统的电推杆和切割电机启动，电推杆推动切割电机带动切割片将螺纹钢筋端头切断，切断后电推杆回缩拉动切割电机复位，同时切割电机停止；

步骤4，车丝，车丝装置启动，车丝头旋转，并在进量控制电机的驱动下车丝头逐渐靠近螺纹钢筋端头；在螺纹钢筋横肋段车丝头旋转速度放缓，在螺纹钢筋无横肋段车丝头旋转速度加快；

步骤5，车丝段长度控制，当进量控制传感器感应到车丝头时，车丝装置和进量控制电机短暂停顿后，再反向旋转，使车丝头退出螺纹钢筋端头。

一体化切割车丝设备主要包括机箱上侧面布设的夹持滑移装置、切割系统和车丝装置，切割系统位于夹持滑移装置和车丝装置之间，切割系统的切割片两侧还设置切割控制传感器和进量控制传感器与机箱一侧连接。

夹持滑移装置主要包括夹持电机连接的正反螺纹丝杆，以及与正反螺纹丝杆配合的两个夹持臂，两个夹持臂沿滑移座上的滑槽滑动，滑移座上设置的承托板位于两个夹持臂之间；两个夹持臂相互靠近时夹持承托板上的螺纹钢筋。

夹持滑移装置还包括滑移电机输出端连接的滑移丝杆，滑移丝杆与滑移座连接；滑移电机和夹持电机布设于机箱相邻的两侧，滑移电机驱动滑移座运动时，夹持电机随滑移座运动，由正反螺纹丝杆配合的轴承座与机箱上侧面的滑槽进行限位。

切割系统包括电推杆连接的滑台，以及与滑台连接的切割电机，切割片与切割电机输出端连接，滑台与滑轨滑动配合，切割片与螺纹钢筋筋径向垂直，位于切割片一侧的切割控制传感器靠近车丝头。

车丝装置主要包括车丝电机输出端连接的车丝头，丝杆机构的丝杆座与车丝电机连接，丝杆座配合的进量丝杆与进量控制电机连接，进量控制传感器位于切割片另一侧远离车丝头。

车丝电机采用扭矩可控电机，进量控制电机采用伺服电机；扭矩可控电机根据自身的扭矩传感器的感应值调整扭矩大小和速度，与此同时，伺服电机根据扭矩可控电机的扭矩大小调整进量速度。

还包括控制器，控制器与夹持电机、滑移电机、电推杆、切割电机、切割控制传感器、车丝电机、进量控制电机和进量控制传感器电性连接。

将切割片至车丝头之间的距离录入控制器，在螺纹钢筋端头切除后，进量控制电机驱动车丝电机带动车丝头快速靠近切除后的螺纹钢筋端头，但车丝头不与螺纹钢筋端头接触，之后，进量控制电机减速再驱动车丝电机带动车丝头缓慢靠近纹钢筋端头并与其接触。

将车丝电机对螺纹钢筋有横肋段和无横肋段的扭矩大小录入控制器，作为进量控制电机调整进量速度所用。

本发明的有益效果在于：

车丝电机采用扭矩可控电机，扭矩可控电机根据自身的扭矩传感器的感应值调整扭矩大小和速度，将车丝电机对螺纹钢筋有横肋段和无横肋段的扭矩大小录入控制器，作为进量控制电机调整进量速度所用。

进量控制电机采用伺服电机，伺服电机根据扭矩可控电机的扭矩大小调整进量速度，，从而使车丝头的车丝速度和车丝时的进量速度根据螺纹钢筋结构随时发生改变，避免车丝头受损。

采用夹持滑移装置夹持螺纹钢筋，并在夹持后使螺纹钢筋向车丝头方向运动的过程中，利用切割控制传感器感应螺纹钢筋端头，控制螺纹钢筋端头的切割余量，使每根螺纹钢筋端头的切割余量始终保持一致。

采用车丝装置对切割后的螺纹钢筋端头进行车丝，并利用进量控制传感器感应车丝头控制螺纹钢筋车丝段的长度，使每根螺纹钢筋端头的车丝长度保持一致，有利于提高螺纹钢筋端头对接时的质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的控制简图。

图2为本发明的使用状态图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为本发明车丝装置的结构示意图。

图中：夹持电机11，夹持臂12，承托板13，滑移电机14，轴承座15，电推杆21，切割电机22，切割片23，切割控制传感器24，车丝电机31，车丝头32，进量控制电机33，进量控制传感器34。

具体实施方式

如图1~图4中，一种一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，它包括如下步骤：

步骤1，装夹，将螺纹钢筋固定在一体化切割车丝设备的夹持滑移装置上，螺纹钢筋端头伸出承托板13外并朝向车丝头32；此步骤的目的在于将螺纹钢筋夹持牢固，提高切割和车丝时的稳定性。

步骤2，端头切割量控制，滑移电机14驱动夹持滑移装置带动螺纹钢筋向车丝头32的方向运动，当螺纹钢筋端头越过切割电机22被切割控制传感器24感应后，滑移电机14停止；此步骤的目的在于不管螺纹钢筋夹持过程中，露出承托板13外的长度是否一致，皆能通过滑移电机14进行再移动，并通过切割控制传感器24感应，精确控制螺纹钢筋端头的切割余量，从而缩短钢筋夹持过程中的时间。

步骤3，切割，切割系统的电推杆21和切割电机22启动，电推杆21推动切割电机22带动切割片23将螺纹钢筋端头切断，切断后电推杆21回缩拉动切割电机22复位，同时切割电机22停止；此步骤的目的在于将螺纹钢筋端头切断，以保证螺纹钢筋端头的平整，使对接时两根螺纹钢筋端头能充分接触，提高对接质量。

步骤4，车丝，车丝装置启动，车丝头32旋转，并在进量控制电机33的驱动下车丝头32逐渐靠近螺纹钢筋端头；在螺纹钢筋横肋段车丝头32旋转速度放缓，在螺纹钢筋无横肋段车丝头32旋转速度加快；此步骤的目的在于利用进量控制电机33驱动车丝装置的车丝头32主动靠近切割后的螺纹钢筋端头，无需再次对螺纹钢筋进行装夹；还在于利用进量控制电机33控制车丝头32靠近螺纹钢筋端头的速度，避免冲撞车丝头32导致其受损；其次，还在于进量控制电机33根据螺纹钢筋表面有横肋和无横肋结构调整进量速度，使其与车丝电机31的旋转速度保持对应关系；在有横肋段车丝时放缓速度，在无横肋段车丝时加快速度。

步骤5，车丝段长度控制，当进量控制传感器34感应到车丝头32时，车丝装置和进量控制电机33短暂停顿后，再反向旋转，使车丝头32退出螺纹钢筋端头。此步骤的目的在于通过车丝过程中，进量控制传感器34感应到车丝头32来控制进量控制电机33的启停及旋转方向，从而使车丝头32退出，并精准控制螺纹钢筋端头的车丝长度，避免两根钢筋端头与螺纹管对接时，车丝段过长导致车丝段螺纹外露，或者过短导致两根螺纹钢筋端头不能接触。

优选的方案中，一体化切割车丝设备主要包括机箱上侧面布设的夹持滑移装置、切割系统和车丝装置，切割系统位于夹持滑移装置和车丝装置之间，切割系统的切割片23两侧还设置切割控制传感器24和进量控制传感器34与机箱一侧连接。使用时，采用夹持滑移装置夹持螺纹钢筋并使夹持后的螺纹钢筋向车丝头32的方向移动，采用切割系统对螺纹钢筋径向切割，使螺纹钢筋端头保持平整。

优选的方案中，夹持滑移装置主要包括夹持电机11连接的正反螺纹丝杆，以及与正反螺纹丝杆配合的两个夹持臂12，两个夹持臂12沿滑移座上的滑槽滑动，滑移座上设置的承托板13位于两个夹持臂12之间；两个夹持臂12相互靠近时夹持承托板13上的螺纹钢筋。使用时，夹持电机11驱动两个夹持臂12相互靠近或相互远离，靠近时利用夹持臂12上的夹板夹持承托板13上放置螺纹钢筋。

优选地，夹板上端面设置弧形槽，用于放置螺纹钢筋，有利于对螺纹钢筋进行定位。

优选的方案中，夹持滑移装置还包括滑移电机14输出端连接的滑移丝杆，滑移丝杆与滑移座连接；滑移电机14和夹持电机11布设于机箱相邻的两侧，滑移电机14驱动滑移座运动时，夹持电机11随滑移座运动，由正反螺纹丝杆配合的轴承座15与机箱上侧面的滑槽进行限位。使用时，螺纹钢筋被夹持后，采用滑移电机14驱动滑移丝杆带动滑移座运动，使被夹持的螺纹钢筋向车丝头32的方向移动，同时通过轴承座15与机箱上侧面的滑槽配合进行限位导向，保持移动过程中的稳定性。

优选的方案中，切割系统包括电推杆21连接的滑台，以及与滑台连接的切割电机22，切割片23与切割电机22输出端连接，滑台与滑轨滑动配合，切割片23与螺纹钢筋筋径向垂直，位于切割片23一侧的切割控制传感器24靠近车丝头32。使用时，电推杆21驱动滑台沿滑轨运动带动切割电机22靠近螺纹钢筋，切割片23旋转将螺纹钢筋端头切断。

优选的方案中，车丝装置主要包括车丝电机31输出端连接的车丝头32，丝杆机构的丝杆座与车丝电机31连接，丝杆座配合的进量丝杆与进量控制电机33连接，进量控制传感器34位于切割片23另一侧远离车丝头32。使用时，进量控制电机33驱动车丝电机31靠近螺纹钢筋端头，车丝电机31驱动车丝头32旋转对螺纹钢筋端头进行车丝。

优选的方案中，车丝电机31采用扭矩可控电机，进量控制电机33采用伺服电机；扭矩可控电机根据自身的扭矩传感器的感应值调整扭矩大小和速度，与此同时，伺服电机根据扭矩可控电机的扭矩大小调整进量速度。使用时，由于螺纹钢筋的表面结构不一致，存在有横肋段和无横肋段，车丝电机31采用扭矩可控电机，根据其自携带的扭矩传感器感应车丝时的阻力改变扭矩大小，以及根据扭矩大小调整车丝头32的旋转速度，同时进量控制电机33根据的扭矩大小调整进量速度，使其与车丝头32的尽量速度耦合。

优选的方案中，还包括控制器，控制器与夹持电机11、滑移电机14、电推杆21、切割电机22、切割控制传感器24、车丝电机31、进量控制电机33和进量控制传感器34电性连接。使用时，采用PLC控制器控制夹持滑移装置、切割系统和车丝装置，使螺纹钢筋的夹持、切割、车丝自动一体化完成，并精确控制螺纹钢筋端头的切割余量和车丝段的长度。

优选的方案中，将切割片23至车丝头32之间的距离录入控制器，在螺纹钢筋端头切除后，进量控制电机33驱动车丝电机31带动车丝头32快速靠近切除后的螺纹钢筋端头，但车丝头32不与螺纹钢筋端头接触，之后，进量控制电机33减速再驱动车丝电机31带动车丝头32缓慢靠近纹钢筋端头并与其接触。使用前，事先将切割片23至车丝头32之间的距离录入控制器，以便于进量控制电机33控制车丝电机31带动车丝头32靠近螺纹钢筋端头的方式及时长，采用先快速运动后缓慢运动使车丝头32靠近被切割后的钢筋端头，避免车丝头32与螺纹钢筋端头碰撞导致受损。

优选的方案中，将车丝电机31对螺纹钢筋有横肋段和无横肋段的扭矩大小录入控制器，作为进量控制电机33调整进量速度所用。使用前，事先将不同规格的螺纹钢筋有横肋和无横肋段对应的车丝时的扭矩参数录入控制器，当车丝过程中，车丝电机31感应的扭矩值与录入的扭矩参数对应时，车丝电机31及时调用扭矩和车丝头32旋转的速度。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是，它包括如下步骤：

步骤1，装夹，将螺纹钢筋固定在一体化切割车丝设备的夹持滑移装置上，螺纹钢筋端头伸出承托板（13）外并朝向车丝头（32）；

步骤2，端头切割量控制，滑移电机（14）驱动夹持滑移装置带动螺纹钢筋向车丝头（32）的方向运动，当螺纹钢筋端头越过切割电机（22）被切割控制传感器（24）感应后，滑移电机（14）停止；

步骤3，切割，切割系统的电推杆（21）和切割电机（22）启动，电推杆（21）推动切割电机（22）带动切割片（23）将螺纹钢筋端头切断，切断后电推杆（21）回缩拉动切割电机（22）复位，同时切割电机（22）停止；

步骤4，车丝，车丝装置启动，车丝头（32）旋转，并在进量控制电机（33）的驱动下车丝头（32）逐渐靠近螺纹钢筋端头；在螺纹钢筋横肋段车丝头（32）旋转速度放缓，在螺纹钢筋无横肋段车丝头（32）旋转速度加快；

步骤5，车丝段长度控制，当进量控制传感器（34）感应到车丝头（32）时，车丝装置和进量控制电机（33）短暂停顿后，再反向旋转，使车丝头（32）退出螺纹钢筋端头。

2.根据权利要求1所述的一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是：一体化切割车丝设备主要包括机箱上侧面布设的夹持滑移装置、切割系统和车丝装置，切割系统位于夹持滑移装置和车丝装置之间，切割系统的切割片（23）两侧还设置切割控制传感器（24）和进量控制传感器（34）与机箱一侧连接。

3.根据权利要求2所述的一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是：夹持滑移装置主要包括夹持电机（11）连接的正反螺纹丝杆，以及与正反螺纹丝杆配合的两个夹持臂（12），两个夹持臂（12）沿滑移座上的滑槽滑动，滑移座上设置的承托板（13）位于两个夹持臂（12）之间；两个夹持臂（12）相互靠近时夹持承托板（13）上的螺纹钢筋。

4.根据权利要求3所述的一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是：夹持滑移装置还包括滑移电机（14）输出端连接的滑移丝杆，滑移丝杆与滑移座连接；滑移电机（14）和夹持电机（11）布设于机箱相邻的两侧，滑移电机（14）驱动滑移座运动时，夹持电机（11）随滑移座运动，由正反螺纹丝杆配合的轴承座（15）与机箱上侧面的滑槽进行限位。

5.根据权利要求2所述的一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是：切割系统包括电推杆（21）连接的滑台，以及与滑台连接的切割电机（22），切割片（23）与切割电机（22）输出端连接，滑台与滑轨滑动配合，切割片（23）与螺纹钢筋筋径向垂直，位于切割片（23）一侧的切割控制传感器（24）靠近车丝头（32）。

6.根据权利要求2所述的一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是：车丝装置主要包括车丝电机（31）输出端连接的车丝头（32），丝杆机构的丝杆座与车丝电机（31）连接，丝杆座配合的进量丝杆与进量控制电机（33）连接，进量控制传感器（34）位于切割片（23）另一侧远离车丝头（32）。

7.根据权利要求6所述的一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是：车丝电机（31）采用扭矩可控电机，进量控制电机（33）采用伺服电机；扭矩可控电机根据自身的扭矩传感器的感应值调整扭矩大小和速度，与此同时，伺服电机根据扭矩可控电机的扭矩大小调整进量速度。

8.根据权利要求1~7任一项所述的一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是：还包括控制器，控制器与夹持电机（11）、滑移电机（14）、电推杆（21）、切割电机（22）、切割控制传感器（24）、车丝电机（31）、进量控制电机（33）和进量控制传感器（34）电性连接。

9.根据权利要求8所述的一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是：将切割片（23）至车丝头（32）之间的距离录入控制器，在螺纹钢筋端头切除后，进量控制电机（33）驱动车丝电机（31）带动车丝头（32）快速靠近切除后的螺纹钢筋端头，但车丝头（32）不与螺纹钢筋端头接触，之后，进量控制电机（33）减速再驱动车丝电机（31）带动车丝头（32）缓慢靠近纹钢筋端头并与其接触。

10.根据权利要求8所述的一体化钢筋端头切割及车丝的进给量精确控制方法，其特征是：将车丝电机（31）对螺纹钢筋有横肋段和无横肋段的扭矩大小录入控制器，作为进量控制电机（33）调整进量速度所用。