關(guān)鍵詞：鋼筋桁架 預(yù)制體 IVC3
鋼筋桁架是將樓板中的上下層鋼筋在工廠加工成空間桁架的形式，并且通過斜腹桿連接成一個(gè)整體。鋼筋桁架是混凝土樓板的配筋，用來承受使用荷載。用鋼筋桁架制作的預(yù)制體不僅具有現(xiàn)場(chǎng)澆筑體的剛度，同時(shí)也具有較好的抗震性。鋼筋桁架的需求量在建筑行業(yè)里不斷的增加，對(duì)鋼筋桁架焊接設(shè)備有了極大的需求。
鋼筋桁架設(shè)備的發(fā)展使得鋼筋桁架的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，有利于鋼筋排列均勻，混凝土保護(hù)層厚度一致，有利于提高混凝土預(yù)制體的質(zhì)量。促進(jìn)了我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展。
現(xiàn)在北方市場(chǎng)的桁架焊接設(shè)備的電氣控制方案大多采用的是三菱Q系列的PLC+ 安川SGDM-75ADA的控制方案，不同廠家的氣缸折彎型的鋼筋桁架焊接設(shè)備，控制邏輯及操作方式幾乎相同，不能很好的展現(xiàn)不同廠家的特色。在往設(shè)備中送鋼筋的過程中如果鋼筋發(fā)生折彎只能把折彎的鋼筋剪斷，然后重新往設(shè)備中穿送鋼筋。初期進(jìn)行機(jī)器調(diào)試時(shí)，工作繁瑣，給現(xiàn)場(chǎng)操作人員帶來了極大的不便。并且選用三菱Q系列的PLC+ 安川SGDM-75ADA的控制方案，電控成本較高。基于IVC3的控制方案中對(duì)客戶操作時(shí)感覺不便的地方進(jìn)行了改進(jìn)，操作和使用更加符合客戶的操作習(xí)慣。桁架的焊接制作效率也有所提升。
2.1 設(shè)備原理（現(xiàn)場(chǎng)工況）
整 個(gè)桁架焊接設(shè)備分為兩部分：前部分設(shè)備的主要功能是用來對(duì)鋼筋進(jìn)行粗校直，鋼筋彈力釋放并為后續(xù)的焊接設(shè)備提供鋼筋緩存。后部分設(shè)備主要的功能是鋼筋校直、頂壓成型、焊接并根據(jù)需要的桁架長(zhǎng)度進(jìn)行剪切。后部分設(shè)備（桁架制作焊接部分）有兩臺(tái)5.5KW的伺服和一臺(tái)7.5KW的伺服（伺服選用的是英威騰DA200系列）。其中一臺(tái)5.5KW的伺服（折彎伺服）和氣缸頂壓配合用來鋼筋折彎。為了避免焊接完成的桁架在向外輸送時(shí)，后面折好的鋼筋發(fā)生形變，另外一臺(tái)5.5KW的伺服配合7.5KW伺服完成焊接完成桁架的輸送同時(shí)給折彎伺服送折彎所需的細(xì)鋼筋的長(zhǎng)度。
根據(jù)桁架的規(guī)格型號(hào)不同，折彎鋼筋的高度及底邊寬度會(huì)有所不同。可以通過設(shè)置折彎伺服的前進(jìn)距離和返回位置參數(shù)實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)桁架的制作。生產(chǎn)出的桁架樣品如圖1所示
圖1桁架樣品圖
3.1 系統(tǒng)方案介紹
IVC3是英威騰高性能的小型PLC，支持電子凸輪/電子齒輪功能，具有出色的運(yùn)動(dòng)控制功能和靈活的通訊組網(wǎng)方式。DA200系列高性能交流伺服系統(tǒng)是英威騰為了滿足行業(yè)市場(chǎng)與用戶需求，以助力用戶產(chǎn)業(yè)升級(jí)為出發(fā)點(diǎn)，傾力打造的行業(yè)明星產(chǎn)品。領(lǐng)先的控制性能與行業(yè)需求結(jié)合只為激發(fā)伺服系統(tǒng)與應(yīng)用環(huán)境的完美結(jié)合。方案拓?fù)浼霸O(shè)備如圖2所示。
圖2-a方案拓?fù)鋱D
該圖為桁架焊接設(shè)備的后半部分設(shè)備，主要作用是，對(duì)五根鋼筋進(jìn)行粗校直，鋼筋彈力釋放，鋼筋用量緩存。每個(gè)鋼筋通道有前、后、限位三個(gè)限位傳感器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，自動(dòng)停止，過限故障報(bào)警停機(jī)（防止前邊設(shè)備出現(xiàn)拉扯）
鋼筋緩沖區(qū)的側(cè)面圖，前面為鋼筋的粗校直部分
圖2-b鋼筋緩沖區(qū)的側(cè)面圖
圖2-c 桁架折彎焊接部分
圖2-d電氣柜布局圖
3.1.1性能
IVC3出色的運(yùn)動(dòng)控制性能與DA200相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)桁架設(shè)備的精確控制。IVC3+DA200的控制方案焊接觸的桁架與要求的桁架的規(guī)格誤差在±5%以內(nèi)，完全符合產(chǎn)品要求。該方案極大提高了生產(chǎn)效率，原來控制方案客戶使用時(shí)最高生產(chǎn)速率為10m/min，現(xiàn)在的方案控制下桁架設(shè)備可以在11m/min的速度下平穩(wěn)的運(yùn)行。并且，在11m/min的運(yùn)行速度下鋼筋桁架的實(shí)際裁剪長(zhǎng)度與設(shè)定的桁架長(zhǎng)度（>1m）誤差在±0.5mm以內(nèi)。
3.1.2新方案其他方面的優(yōu)勢(shì)
整個(gè)桁架設(shè)備有前送料伺服、后送料伺服和拱彎伺服（2 臺(tái)5.5KW和1臺(tái)7.5KW），三臺(tái)伺服。 原來的控制方案，客戶在調(diào)試的過程中存在很多操作不方便的地方。原來的控制方案中前送料伺服和后送料伺服始終是聯(lián)動(dòng)的。在桁架折彎前向設(shè)備中穿鋼筋時(shí)，如果人為操作不當(dāng)使得腹筋發(fā)生彎曲，只能將彎曲的鋼筋剪斷，重新向桁架設(shè)備中手動(dòng)送入鋼筋。鋼筋材料浪費(fèi)嚴(yán)重，調(diào)試過程繁瑣。
新的控制方案中對(duì)這個(gè)不足之處進(jìn)行了改進(jìn)，在系統(tǒng)中加入了“聯(lián)動(dòng)/單動(dòng)”功能選擇按鈕，正常操作時(shí)前送料伺服和后送料伺服聯(lián)動(dòng)，保證送料平穩(wěn)，防止在手動(dòng)操作時(shí)由于操作不當(dāng)使得手動(dòng)折彎的鋼筋被拉直。如果由于操作不當(dāng)使得腹筋發(fā)生彎曲，將“聯(lián)動(dòng)/單動(dòng)”按鈕旋至單動(dòng)狀態(tài)，就可以單獨(dú)操作前送料伺服和后送料伺服，將彎曲的腹筋用伺服拉直，然后重新將“聯(lián)動(dòng)/單動(dòng)”按鈕選至聯(lián)動(dòng)，保持聯(lián)動(dòng)送料狀態(tài)。減少鋼筋浪費(fèi)，減少調(diào)試時(shí)間。
原方案在手動(dòng)操作的過程中，總是會(huì)出現(xiàn)頂壓氣缸與拱彎伺服人為操作順序錯(cuò)誤，總是出現(xiàn)腹筋彎曲的問題。嚴(yán)重影響操作進(jìn)程。新的控制方案在手動(dòng)操作的中，頂壓氣缸與拱彎伺服做了“聯(lián)鎖/單動(dòng)”按鈕，在“單動(dòng)”狀態(tài)下可以對(duì)拱彎伺服與頂壓氣缸進(jìn)行單獨(dú)操作。在“聯(lián)鎖”狀態(tài)下只需要操作“拱彎”按鈕就可以實(shí)現(xiàn)氣缸頂壓和拱彎的兩個(gè)動(dòng)作。更加符合人為的操作習(xí)慣，避免了人為操作時(shí)出現(xiàn)的問題。極大的降低了手動(dòng)操作的失誤率，縮短了設(shè)備調(diào)試時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
4.1 調(diào)試步驟
1、檢查伺服控制器外部接線，確保制動(dòng)電阻準(zhǔn)確連接（伺服制動(dòng)時(shí)耗能，使伺服快速停止），設(shè)定好伺服中制動(dòng)電阻的參數(shù)。
2、點(diǎn)動(dòng)伺服運(yùn)行，監(jiān)控伺服實(shí)時(shí)運(yùn)行慣量比，根據(jù)伺服實(shí)際運(yùn)行效果調(diào)整剛性、位置增益、速度增益和積分時(shí)間常數(shù)等參數(shù)，提高伺服的響應(yīng)
3、檢查外部傳感器的信號(hào)，保證伺服運(yùn)行中的安全性。
4、利用單步運(yùn)行按鈕操作設(shè)備單步運(yùn)行，確保PLC程序邏輯運(yùn)行的合理性
5、在極低的運(yùn)行速度下啟動(dòng)設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行，觀察自動(dòng)運(yùn)行情況下邏輯的合理性，并對(duì)系統(tǒng)邏輯及時(shí)調(diào)整，直到系統(tǒng)滿足工藝要求。
4.2 參數(shù)設(shè)置
|
功能碼 |
名稱 |
設(shè)定值 |
|
P0.03 |
位置控制模式 |
0 |
|
P0.20 |
位置指令選擇 |
0 |
|
P0.22 |
電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈脈沖數(shù) |
10000 |
|
P0.23 |
脈沖輸入方式 |
0 |
|
P1.01 |
第1慣量比 |
1000 |
|
P1.03 |
剛性 |
14 |
|
P2.00 |
第1速度增益 |
52、 |
|
P2.01 |
第1速度積分常數(shù) |
18 |
|
P2.02 |
第1位置增益 |
72 |
|
P2.10 |
速度前饋增益 |
30 |
客戶反饋新的控制方案下，桁架設(shè)備的調(diào)試時(shí)間縮短了很多，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一直在用于桁架生產(chǎn)，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備操作方便，極大的提高了生產(chǎn)效率。
參考文獻(xiàn)
[1] 《DA200產(chǎn)品說明書》深圳市英威騰股份有限公司
[2] 《IVC系列小型可編程控制器編程手冊(cè)V1.4》
