前言
在過去30年里,中國經(jīng)濟的騰飛使得建筑業(yè)也同樣面臨巨大的發(fā)展,這同時也對建筑機械提出了更高的要求。那么多令人嘆為觀止的設(shè)計需要復雜的鋼筋構(gòu)件來實現(xiàn),而且速度也變得更為重要,因為拖延一天的工期意味著巨額的成本損失。
新的需求不斷產(chǎn)生
以往，那些鋼筋構(gòu)件都是用人工完成的,不僅效率極低而且質(zhì)量也不高,這也推動了機器制造商們采用新的機器設(shè)計來提高效率。但是機械的調(diào)整依然復雜-如果構(gòu)件經(jīng)常變換，則效率仍然低下。廊坊凱博是建材機械領(lǐng)域的專家,并且在過去很多年里始終保持行業(yè)領(lǐng)先地位，他們專門為建筑行業(yè)提供各種不同的機器設(shè)計。在中國，他們的機器被用于各個重大的工程項目，并且非常熟悉這個行業(yè)的客戶需求。
2009年初，他們計劃推出一臺更為出色的機器來滿足這一需求,這個計劃旨在設(shè)計一臺全自動的機器，使得面對不同的鋼筋構(gòu)件能夠自由地進行工藝切換，并且要保障操作者易于使用-因為在建筑工地，操作者通常并非經(jīng)過良好訓練。
加工速度、折彎范圍、折彎角度這些基本參數(shù)是必須被滿足的，這樣才能保證設(shè)計出的機器具有基本的市場競爭力。但是，這還遠遠不夠-自動補償算法、曲線存儲與下載等復雜的功能也需要來實現(xiàn)，從而提高整個機器適應(yīng)變化的需求能力-因為在建筑業(yè)里，鋼筋構(gòu)件的種類非常多，甚至超過我們常識的想象范圍，例如：雙環(huán)形、五角星形、八邊形等，一些形狀甚至是完全根據(jù)實際需求來定制的。
完美的自動化方案提供商
顯然,這臺機器的設(shè)計需求需要更為強大的系統(tǒng)來實現(xiàn)-當貝加萊的工程師介紹了Power Panel這一產(chǎn)品時，他們眼前一亮。該裝置外觀設(shè)計美觀大方，按鍵布局設(shè)計非常適合建筑業(yè)這種復雜現(xiàn)場的使用,而且更為重要的是，它能夠提供非常強大的運算能力，具有大容量存儲的擴展能力-可以存儲復雜的曲線。ACOPOS伺服驅(qū)動器具有強大的內(nèi)置功能-這一設(shè)計理念非常精妙,所有的運動控制被理解為一個曲線與同步的平滑過渡，這完全滿足彎箍加工的需求-沒有比這個更完美的了。
ACOPOS伺服驅(qū)動器中內(nèi)置的補償算法功能確保對各種鋼筋構(gòu)件進行精確地折彎
電子凸輪設(shè)計
兩臺ACOPOS伺服驅(qū)動器M1和M2分別負責送料與控制折彎頭，M1按照設(shè)定好的參數(shù)實現(xiàn)對原材料的定長進給,而折彎電機在送料達到后同步驅(qū)動折彎頭，按照預先設(shè)計的形狀進行折彎，在產(chǎn)品成型后則由氣動裁切機構(gòu)將產(chǎn)品快速切斷。
在這個過程中，進料電機M1與折彎頭電機M2之間的精確位置實現(xiàn)了折彎曲線的變化。兩個軸之間建立了CAM關(guān)系，根據(jù)不同的送料速度和預先給定的曲線，折彎頭和送料之間建立起相應(yīng)的運動關(guān)系，以送料電機或外接編碼器為虛擬軸，兩個軸之間建立耦合關(guān)系，在同步和凸輪曲線之間進行切換。當設(shè)定各個節(jié)點參數(shù)后，伺服系統(tǒng)會依照最光滑的曲線對其進行平滑過渡，使機械沖擊得以最大限度地減小。
雙閉環(huán)同步控制確保折彎精度
同時,為了提高送料電機與折彎電機的同步精度，在鋼筋的送料上加裝了一個外接編碼器。這個編碼器將兩個建立同步關(guān)系的軸進行了位置閉環(huán)，通過外接編碼器反饋的位置與伺服內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換進行比較，以此來提高伺服同步的精度。這得益于ACOPOS伺服驅(qū)動器的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，在其插入槽位里可以有通信、當前軸編碼器，另外有兩個驅(qū)動器插入模塊支持第三或第四編碼器的輸入，而折彎和送料軸的同步關(guān)系本身是通過Ethernet POWERLINK總線進行交換的。
折彎自動補償設(shè)計
不同的鋼材其折彎的饒度不同，應(yīng)力變化系數(shù)也不同，因此系統(tǒng)需根據(jù)折彎的鋼筋材料的應(yīng)力系數(shù)變化為其計算補償參數(shù)，在運動中對送絲和折彎的曲線進行位置補償，從而獲得理想的折彎效果。為此，在ACOPOS中內(nèi)置了補償算法功能，只需輸入不同材料的工藝參數(shù)，系統(tǒng)即可計算送料與折彎的伺服曲線補償。
為了方便操作人員，系統(tǒng)設(shè)計了滿足建筑生產(chǎn)需要的不同工件的曲線圖，給定其節(jié)點、半徑參數(shù)等?？蛻艨梢愿鶕?jù)生產(chǎn)需要選擇所需工件的折彎曲線，系統(tǒng)會根據(jù)其自動運算同步關(guān)系。這臺機器滿足了不同的生產(chǎn)需求，且無需復雜編程，可以存儲上千套不同鋼筋構(gòu)件的形狀供調(diào)用，幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)所有可能的構(gòu)件生產(chǎn)，而且可以自定義形狀。
廊坊凱博的電氣開發(fā)經(jīng)理王振豐對此非常滿意，他說：“在機器的調(diào)試過程中，ACOPOS的智能監(jiān)測與分析功能使得整個過程的時間大大節(jié)省，在經(jīng)過幾次調(diào)試后，機器就達到了完美的生產(chǎn)，這超出原先的預期-即使如此苛刻，貝加萊的控制系統(tǒng)仍然表現(xiàn)讓人驚嘆。”
