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引言
14mm的光圓鋼筋矯直定尺切斷設備，主要由送料、矯直和切斷三部分組成。對於剪切部分主要為追剪（氣動垂直剪切）、直接啟製動型盤刀、剪切兩種剪切方式。F4～F14mm帶肋鋼筋的矯直定尺切斷和F4～F鋼筋矯直定尺剪切機作為鋼材加工機械的一種，也屬於低技術含量的機械設備、靠產量獲取利潤的行業。但隨著市場競爭的日趨激烈，也開始由拚成本、價格，向拚質量、技術含量、加工能力過渡。遞恩電氣科技應成都某金屬加工機械生產企業的要求，共同就該企業的鋼筋矯直定尺剪切機進行了設備改進。
２、解決方案
1
出於穩妥、降低設備改進風險的考慮，此次設備改進項目采取了循序漸進的方式，經曆了四個改進階段。
階段一：舊設備改造
采取在原有的直接啟製動型盤刀剪切機的剪切電機加上遞恩電氣DNA310係列伺服控製器的方法實現就設備改造。改造設備的機械結構如圖1所示
（1）改造原理
通過直接上下電控製30KW送料電機帶動幾組整形輥將鋼筋送入矯直部分矯直後，送入剪切部分進行定尺切斷；切斷部分保持原有7.5KW普通異步電機，連接減速比11的減速機，帶動分矩箱和盤刀進行切斷。
由於遞恩電氣DNA310伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)器(qi)具(ju)有(you)加(jia)減(jian)速(su)控(kong)製(zhi)和(he)位(wei)置(zhi)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)，所(suo)以(yi)隻(zhi)要(yao)能(neng)保(bao)證(zheng)切(qie)刀(dao)在(zai)同(tong)一(yi)位(wei)置(zhi)啟(qi)動(dong)，通(tong)過(guo)良(liang)好(hao)的(de)加(jia)減(jian)速(su)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)，保(bao)持(chi)每(mei)一(yi)次(ci)接(jie)到(dao)撞(zhuang)塊(kuai)上(shang)接(jie)近(jin)開(kai)關(guan)給(gei)出(chu)剪(jian)切(qie)信(xin)號(hao)後(hou)刀(dao)盤(pan)從(cong)啟(qi)動(dong)到(dao)停(ting)止(zhi)的(de)動(dong)作(zuo)時(shi)間(jian)一(yi)致(zhi)，就(jiu)能(neng)在(zai)送(song)料(liao)速(su)度(du)穩(wen)定(ding)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)獲(huo)得(de)較(jiao)好(hao)的(de)剪(jian)切(qie)精(jing)度(du)。同(tong)時(shi)配(pei)於(yu)DNA310伺服控製器獨有的DMCL語言進行軟件編程，可方便、靈活的實現以上功能。
（2）改造效果
以剪切F12mm的帶肋鋼筋剪切效果為例。
Ø 剪切精度：20～30毫米（改造前精度為500～700毫米）；
Ø 最快送料速度：1.4～1.6 米／分；
Ø 電機溫度明顯下降，機械衝擊減小；
Ø 提高了加工質量、加工效率。
（3）項目改造分析
剪切精度、送料速度有所提高，但仍存在提高空間。原因在於：
①采取“電機＋減速機＋分矩箱＋刀盤”的機械結構，造成剪切部分慣量很大，電機速度調整範圍較大，再加上減速機傳動，在動作反應時間上性能較差。
②普通異步電機性能較差，加減速能力不足；直接上下電控製的30KW送song料liao電dian機ji送song料liao速su度du波bo動dong較jiao大da。通tong過guo撞zhuang塊kuai上shang接jie近jin開kai關guan給gei出chu剪jian切qie信xin號hao的de方fang式shi，由you於yu接jie觸chu位wei置zhi不bu同tong會hui帶dai來lai一yi定ding誤wu差cha，而er其qi改gai變bian鋼gang筋jin長chang度du十shi分fen不bu方fang便bian。
階段二：升級控製方式——碼盤測長發出剪切信號
在第一階段改造基礎上，在矯正輥後外加測長輥，測長棍後端連接編碼器，測長棍隨鋼筋旋轉發出長度脈衝，當到達設定脈衝數（長度）後，采用第一階段相同的方式進行剪切。
（1）改進效果
仍以剪切F12mm的帶肋鋼筋剪切效果為例，與第一階段改造效果比較，具有如下改進：
Ø 剪切精度：小於20毫米；
Ø 可方便改變剪切長度；
Ø 避免了撞塊方式的接觸誤差。
（2）項目改進分析
剪切精度得到進一步提高，但無法排除送料速度波動帶來的誤差，且電機性能較差，故仍存在精度提高的空間。
階段三：控製理論的進一步完善——同步控製剪切
進一步改進測長（測速）裝置和減振裝置；將直接啟製動送料電機加裝電磁調速裝置，進一步提高送料的速度和速度的穩定性。
（1）剪切原理：測長編碼器既可以測出鋼筋長度同時又可以測出鋼筋移動的速度，當編碼器測到計長脈衝（鋼筋設定長度）到達後開始剪切；剪切的過程中，利用 DNA310 伺服控製器保持速度和位置同步的性能，保持切刀和鋼筋的移動距離和速度一致（同步），就可以排除由於鋼筋移動速度波動帶來的誤差。
（2）改進效果
以剪切F10mm的光圓鋼筋為例。
剪切精度：2～5毫米
最快送料速度：2.0～2.3 米／分
（3）項目改進分析
Ø 送料速度和剪切精度明顯提高，操作簡單，使用方便。
Ø youyudiendianqisifukongzhiqidetongbukongzhifangshi，shiyizhongjingduhengaodekongzhifangshi，zaitongbuguochengzhongweilebaochisuduheweizhidetongbu，huixiangyingjinxinghengaoshuchupinlvdetiaozheng，yidansudubodonghendahuocechangzhuangzhizhendongdahua，ruguocishikongzhiqidepinlvtiaozhengchaoguoledianjidechengshounengli，jiuhuidaozhidianjiguoliu，tongguoxianzhikongzhiqipinlvshuchukeyibaohudianji，danhuiyingxiangjianqiejingdu；受“電機＋減速機＋分矩箱＋刀盤”剪切結構的影響，送料速度提高有限，頻繁加減速會影響減速機壽命。
階段四：新型剪切機定型——直驅式剪切機
（1）改進原理
Ø 鑒於“電機＋減速機＋分矩箱＋刀盤”機械結構的缺點，采用一種低頻電機，去除減速機。通過降低電機的工作基頻到13Hz，電機極數升高到8極，保證了電機的輸出扭矩加大到基頻以下為450N.m。這樣，電機直接驅動分矩箱便保證了剪切力度和剪切速度。
Ø 將送料部分和剪切部分連接為係統，並加裝人機界麵（觸摸屏）。
Ø 增加自動校正功能，使設定長度盡可能與實際長度保持一致。
（2）改進效果
Ø 剪切精度：2～3毫米；；
Ø 最快送料速度：2.3～2.5 米／分；
Ø 可方便的設定剪切鋼筋的長度、剪切根數，並顯示出當前剪切根數和剪切速度。
（3）項目改進分析
Ø 不經過減速機直接驅動的方式，不僅簡化了設備構造，減少了中間環節和故障點，更提高了電機的反應時間（隻須加速到250rpm，而加減速機則要加速到 1500rpm）,消除了傳動間隙誤差；送料電機改為變頻器控製，更提高了送料速度和速度控製精度，有利於同步剪切控製。
Ø 加工精度、加工效率得到進一步提高。
Ø 產品檔次得到提高，設備成本也相應升高。
3、設備定型
經過四個階段的設備改進，確定兩種剪切部分機械結構、三種剪切形式的剪切機：
Ø 兩種剪切機械結構
機型一：電機＋減速機＋分矩箱＋刀盤；
機型二：電機＋分矩箱＋刀盤。
硬件配置如下表:
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名稱
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型號/規格
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數量
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備注
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伺服控製器
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DNA310 7R5 G3
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1
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電機
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7.5KW
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1
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機型一：4P/1500rpm
機型二：8P/13Hz
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編碼器
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2500線
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2
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製動電阻
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50歐/1100W
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1
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觸摸屏
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PWS1711
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1
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兩種機型相比，第二種機型精度和送料速度較高，結構簡單故障率低，使用更加方便；但成本相對較高。
Ø 通過軟件編程方式實現三種剪切方式
方式一：撞開關方式；
方式二：測長碼盤計長方式；
方式三：同步剪切方式。
兩種機型均保留了三種剪切方式，根據上述的優缺點可以選擇使用，也可以作為備選方式，在測長裝置故障的情況下備用。
4、結論
通過此成都金屬加工機械生產企業實際應用檢測及半年多時間的考核試驗，兩種機型均超過了同類型產品的技術水平，在提供生產效率（加工能力提高了近2倍）、加工精度和方便使用方麵均有一定優勢。尤其在現有簡單的機械結構下（成本較低），能夠達到如此精度，已具備了一定市場上競爭的能力。
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