1、引言

鋼筋矯直定尺剪切機(jī)作為鋼材加工機(jī)械的一種，也屬于低技術(shù)含量的機(jī)械設(shè)備、靠產(chǎn)量獲取利潤(rùn)的行業(yè)。但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，也開(kāi)始由拼成本、價(jià)格，向拼質(zhì)量、技術(shù)含量、加工能力過(guò)渡。廣州博瑋伺服科技應(yīng)成都某金屬加工機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的要求，共同就該企業(yè)的鋼筋矯直定尺剪切機(jī)進(jìn)行了設(shè)備改進(jìn)。

改進(jìn)的設(shè)備為F4～F14mm帶肋鋼筋的矯直定尺切斷和F4～F14mm的光圓鋼筋矯直定尺切斷設(shè)備，主要由送料、矯直和切斷三部分組成。對(duì)于剪切部分主要為追剪（氣動(dòng)垂直剪切）、直接啟制動(dòng)型盤(pán)刀、剪切兩種剪切方式。

2、解決方案

出于穩(wěn)妥、降低設(shè)備改進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)的考慮，此次設(shè)備改進(jìn)項(xiàng)目采取了循序漸進(jìn)的方式，經(jīng)歷了四個(gè)改進(jìn)階段。

階段一：舊設(shè)備改造

采取在原有的直接啟制動(dòng)型盤(pán)刀剪切機(jī)的剪切電機(jī)加上BWS系列伺服控制器的方法實(shí)現(xiàn)就設(shè)備改造。改造設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）改造原理

通過(guò)直接上下電控制30KW送料電機(jī)帶動(dòng)幾組整形輥將鋼筋送入矯直部分矯直后，送入剪切部分進(jìn)行定尺切斷；切斷部分保持原有7.5KW普通異步電機(jī)，連接減速比11的減速機(jī)，帶動(dòng)分矩箱和盤(pán)刀進(jìn)行切斷。

由于BWS-BB伺服控制器具有加減速控制和位置控制功能，所以只要能保證切刀在同一位置啟動(dòng)，通過(guò)良好的加減速控制功能，保持每一次接到撞塊上接近開(kāi)關(guān)給出剪切信號(hào)后刀盤(pán)從啟動(dòng)到停止的動(dòng)作時(shí)間一致，就能在送料速度穩(wěn)定的情況下獲得較好的剪切精度。同時(shí)配于BWS伺服控制器獨(dú)有的Qmcl語(yǔ)言進(jìn)行軟件編程，可方便、靈活的實(shí)現(xiàn)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(jī)溫度明顯下降，機(jī)械沖擊減??；

Ø         提高了加工質(zhì)量、加工效率。

（3）項(xiàng)目改造分析

Ø         剪切精度、送料速度有所提高，但仍存在提高空間。原因在于：

①     采取“電機(jī)＋減速機(jī)＋分矩箱＋刀盤(pán)”的機(jī)械結(jié)構(gòu)，造成剪切部分慣量很大，電

機(jī)速度調(diào)整范圍較大，再加上減速機(jī)傳動(dòng)，在動(dòng)作反應(yīng)時(shí)間上性能較差。

②     普通異步電機(jī)性能較差，加減速能力不足；直接上下電控制的30KW送料電機(jī)送

料速度波動(dòng)較大。

Ø         通過(guò)撞塊上接近開(kāi)關(guān)給出剪切信號(hào)的方式，由于接觸位置不同會(huì)帶來(lái)一定誤差，

而其改變鋼筋長(zhǎng)度十分不方便。

階段二：升級(jí)控制方式——碼盤(pán)測(cè)長(zhǎng)發(fā)出剪切信號(hào)

在第一階段改造基礎(chǔ)上，在矯正輥后外加測(cè)長(zhǎng)輥，測(cè)長(zhǎng)棍后端連接編碼器，測(cè)長(zhǎng)棍隨鋼筋旋轉(zhuǎn)發(fā)出長(zhǎng)度脈沖，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定脈沖數(shù)（長(zhǎng)度）后，采用第一階段相同的方式進(jìn)行剪切。測(cè)長(zhǎng)棍安裝如圖2所示。

（1）改進(jìn)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(jìn)：

Ø        剪切精度：小于20毫米；

Ø        可方便改變剪切長(zhǎng)度；

Ø        避免了撞塊方式的接觸誤差。

    （2）項(xiàng)目改進(jìn)分析

剪切精度得到進(jìn)一步提高，但無(wú)法排除送料速度波動(dòng)帶來(lái)的誤差，且電機(jī)性能較差，故仍存在精度提高的空間。

階段三：控制理論的進(jìn)一步完善——同步控制剪切

進(jìn)一步改進(jìn)測(cè)長(zhǎng)（測(cè)速）裝置和減振裝置；將直接啟制動(dòng)送料電機(jī)加裝電磁調(diào)速裝置，進(jìn)一步提高送料的速度和速度的穩(wěn)定性。

（1）剪切原理：測(cè)長(zhǎng)編碼器既可以測(cè)出鋼筋長(zhǎng)度同時(shí)又可以測(cè)出鋼筋移動(dòng)的速度，當(dāng)編碼器測(cè)到計(jì)長(zhǎng)脈沖（鋼筋設(shè)定長(zhǎng)度）到達(dá)后開(kāi)始剪切；剪切的過(guò)程中，利用BWS伺服控制器保持速度和位置同步的性能，保持切刀和鋼筋的移動(dòng)距離和速度一致（同步），就可以排除由于鋼筋移動(dòng)速度波動(dòng)帶來(lái)的誤差。

（2） 改進(jìn)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