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数控钢筋弯箍机在高速公路建设中的应用 宁武高速公路(南平段)A13项目经理部 钢筋作为一种特殊的建筑材料在钢筋砼结构、预应力钢筋砼结构中广泛采用。2010年我国钢产量超过6亿吨，全国每年用于砼结构的钢筋总量超过9000万吨，其中高速公路用钢筋量超过650万吨，高速公路建设已成为用钢大户。 目前国内高速公路建设的钢筋加工工艺方法还较为落后，设备和手段普遍陈旧，主要以人工手动操作为主，自动化水平不高，生产效率低下，耗时，制件的质量差，且劳动强度大，成本偏高。采用数控弯箍机将大大提高劳动生产率，相应的占地面积、人工费用、能源消耗都将大幅度降低。同时由于采用人机亲和度高的数控技术，使得操作者的劳动强度大为减轻。 一、数控钢筋弯箍机的特点 1、可加工钢筋的种类多，直径从6mm到16mm不等，因此应用范围较广。 2、具有很高的精度，钢筋加工长度公差控制在+/一1毫米之内，同时加工角度的误差也不超过+/一1度。这种加工精度大大超过了手工操作。 3、工作的范围大。钢筋进给之前，不论是规则摆放(如圆盘)还是不规则摆放，均能顺利进给并校直。 4、能加工热轧和冷拉钢筋，不论它是否是圆盘的形式。 5、确保钢筋的有效利用率。由于它采用计算机控制，进给多少就加工多少，使钢筋得到了最大限度的利用。 6、进给部分采用伺服电机控制，能在一分钟之内更换不同直径的钢筋，很大程度上减少了更换钢筋所消耗的时间。 7、利用计算机对钢筋加工过程进行控制。改变钢筋加工的形状，只需在控制屏上选择所需加工类型。需增加或删除某种加工形状，对软件进行修改即可完成。 8、除了上述的几个优点之外，它还具有一个显著的特点，就是成本较低，与国外同类产品比较，价格仅为它们的四分之一，有利于产品的推广与销售。 二、数控钢筋弯箍机的组成部分 传统的钢筋加工分为三个部分，首先利用机械对钢筋进行校直，然后扭成所需的形状，最后用锋利的切头将其切断。数控钢筋弯箍机过程与传统的方法很相似，它是由四个部分组成的:第一是钢筋的进给部；二是校直部分，前两部分由一组伺服电机系统驱动，第三是扭头及切断部分由另一组伺服电机系统驱动。最后是计算机控制部分，采用工业控制控制。这四个部分组成了一个有机整体，是高度机电一体化的产品。 三、数控钢筋弯箍机加工原理 1、动力部分 由于钢筋加工需要很大的作用力，根据数控钢筋弯箍机的高频率，作时间长的特点，该机构由1个气缸、一套伺服电机装置，2个主动轮和2个被动轮组成，其主要作用是提供钢筋的送进功能并控制钢筋的送进量，达到定尺效果。 2、机械部分 数控钢筋弯箍机的机械部分分为三个部分。首先是钢筋的水平校直部分，这部分的主要功能是使弯曲的钢筋在一组主从动轮之间穿过，利用主从动轮之间的相互压力使钢筋在水平方向得以校直;其次是钢筋的垂直校直部分，其方法与水平校直相同；最后进行钢筋成型及切断部分的设计，这部分的主要功能是将钢筋加工成型及切断。钢筋由两组主从动轮引入加工机，经过水平校直、垂直校直后，在扭头部分加工成型。两组主动轮之间由链轮连接，计量轮与光电编码器相连将钢筋进给的位移信息反馈给控制系统，同时扭头与角度传感器连接将扭转角度信息反馈给控制系统。 2.1钢筋进给部分 钢筋通常由圆盘的形式存放。在数控钢筋弯箍机中，钢筋的进给和校直是同时完成的。两组动轮将钢筋由外部带入并同时进行水平校直。其中第二组动轮由伺服电动机经过中间传动机构直接带动，第一组动轮与第二组动轮之间由链轮进行连接，第二组动轮转动时同时用链轮带动第一组轮转动，这样就可以实现将钢筋进给的任务。 2.2扭头与切断部分 扭头是钢筋加工的关键部分，钢筋最终加工成型是由扭头部分完成的。钢筋弯曲的扭头是装在一个可活动盘上的，这个盘由两部分组成:一部分是处在盘一端的扭爪，钢筋的加工成型是通过扭爪对钢筋施加作用力来完成的。另一部分是轴心部分，扭爪在运动时是围绕轴心进行的。通过图所示的需加工的钢筋形状对扭头的运动进行说明。 如图所示， (a)为设计加工钢筋制品。这种加工形状在钢筋加工中属于比较复杂的，因为它涉及到扭头的反转问题。如图 (b)，通过扭爪与钢筋的相互作用力将钢筋扭为图中的形状。为了将钢筋加工为图(a)的形状，扭爪必须转到钢筋的下方对钢筋进行弯曲，这个过程是通过可活动盘的运动来实现的。具体的过程是:a、活动盘朝垂直纸面向里移动，这主要是为了防止活动盘作上下运动时与钢筋发生接触。b、活动盘向上运动直至整个活动盘处于钢筋的上方。c、活动盘朝垂直纸面向外移动，这个过程是第1步的逆过程。d、活动盘转动，此时轴心处于钢筋的上方，而扭爪在钢筋的下方。完成上述四个步骤后，就可以进行钢筋向上弯曲的加工，钢筋就被弯曲为图 (c)中的形状。最后采用同样的方法将扭爪恢复图(b)中的位置，再完成一次图(b)中的加工就可以得到如图(a)钢筋制品。在整个加