鋼筋線材自動放線裝置關鍵技術研究

呂惠康

（廣西建工智慧制造研究院有限公司，廣西南寧 541004）

0 引言

根據傳統鋼筋線材放線架的工作情況來看，傳統放線架主要采用固定式，將料架底座與裝線結構相互連接，不具備人工翻轉功能。通過吊車裝置將需要自動放線的鋼筋線材人工翻轉之后，將其吊運到放線架上。這一過程不能進行遠程操作，增加了工作人員的操作危險性。傳統鋼筋線材放線架不僅操作難度大、人工參與程度高，還安全系數低，工作效率難以提高。針對以上問題，將自動化技術應用到鋼筋線材自動放線裝置中勢在必行，提高該裝置的工作效率，解放部分人力資源，促使鋼筋線材自動放線工作能夠自動開展，解決傳統裝置中需要人工翻轉的問題，為工業活動的順利開展奠定基礎。

1 鋼筋線材自動放線裝置

根據鋼筋線材自動放線裝置的運行情況來看，該裝置是一種手動電控一體化設備，可通過遠程網絡控制，配合程控行車，實現鋼筋線材的自動上料。在該裝置中包含有翻轉架、底架、回轉軸承、剎車驅動裝置、導線架以及控制柜等。在自動放線裝置的底架右端設置有翻轉架，當設備運行時，可通過液壓系統實現翻轉裝置翻轉動作，進而采用程控行車自動上料。上述所有裝置的下部都設置有剎停料架的剎車驅動裝置，將該裝置安裝在底座上后，底座的左端會設置有導線架。裝置中的控制柜通常情況下設置在底架旁邊，與剎車驅動裝置以及液壓系統與控制柜之間進行電氣控制。該鋼筋線材自動放線裝置與傳統鋼筋放線裝置比較來看，改變了料架裝卸線盤鋼筋中的單一模式，實現自動上料，提高了鋼筋線材自動放線裝置的運行質量與運行效率[1]。圖1 為鋼筋線材自動放線裝置總裝圖，包括底架、翻轉架、料架、回轉軸承、液壓系統、剎車驅動裝置、第一導線架、第二導線架和控制柜，翻轉架包括支架、直角架和液壓桿，支架固定在底座上，直角架豎直段端頭鉸鏈連接在支架上，直角架水平段上安裝料架。

圖1 鋼筋線材自動放線裝置總裝

2 鋼筋線材自動放線裝置關鍵技術

2.1 鋼筋線材自動放線裝置工作流程

如圖2 所示，該設備在運行過程中主要存在兩種模式，分別為遠程控制與本地控制兩種。在設備開始運行時，工作人員需要選擇設備運行模式。當選擇本地控制的時候，設備在運行過程中，直接通過控制柜控制翻轉架，使其能夠按照生產活動的實際需求進行翻轉。當選擇遠程控制模式之后，設備在運行過程中需要通過控制柜接受設備總控制服務系統下發的翻轉指令，然后控制翻轉架進行翻轉。在翻轉架工作過程中，設備中的角度傳感器會實時采集翻轉架的翻轉數據，之后翻轉架工作到位之后，傳感器會將到位信號傳遞給控制柜，最終控制柜會發出停止翻轉指令，直到鋼筋線材自動放線裝置完成相關操作[2]。在此過程中，工作人員一定要根據該裝置工作流程嚴格規范自身操作行為，實時監測自動放線裝置的運行情況，以便該裝置能夠實現自動穩定運行。

圖2 鋼筋線材自動放線裝置工作流程

2.2 鋼筋線材自動放線裝置遠程通信技術

鋼筋線材自動放線裝置在運行過程中，相關框架位置上安裝監測桿以及位移傳感器，用于監測裝置翻轉架的運行情況。根據控制柜的實際運行情況來看，該設備內部包含有PLC 控制板、通信模塊、通信口三大部分[3]。通信模塊在運行過程中會以Modbus 網關的形式，利用以太網與裝置的總控服務系統通信相連接。而后設備中的PLC 控制板會采集角度傳感器、位移傳感器中的信號信息，隨后將這些信號信息傳遞給通信模塊。通信模塊在接收到信號后，通過以太網將信息傳遞給設備總控服務系統。設備中的PLC 控制板在運行時還要根據總服務系統動作制定，控制裝置中的液壓系統以及剎車驅動裝置，進而實現總控服務系統的遠程控制功能。設備中的Modbus 網關與Modbus RTU/ASCLL 協議互轉，設備中的通信接口為RS-485 通信接口[4]。鋼筋線材自動放線裝置遠程通信示意見圖3。

圖3 鋼筋線材自動放線裝置遠程通信

2.3 翻轉與旋轉功能一體化設計

該設備采用液壓系統作為翻轉的驅動力，創新性地引入了回轉支承，將原有放線架改造為可翻式放線架，使得設備具有自動翻轉以及桁架旋轉上料兩種功能。設備翻轉、旋轉功能滿足了原材料自動上料功能，解決傳統設備中操作復雜、工作環節多等缺陷。翻轉與旋轉一體化設計的實現，使得設備生產線產量得以提高，并且解放了部分人力資源，降低了工人的勞動強度，使得上料工作更加安全可靠。圖4 為回轉支承安裝示意圖[5]。

圖4 回轉支承安裝示意

2.4 鋼筋線材自動放線裝置的剎車驅動技術

由圖5 可知，剎車驅動裝置包括橫板、支撐軸、支撐軸承桿、剎車盤、主軸、減速電機、收縮氣缸和第一壓簧組。在剎車驅動裝置運行過程中，橫板的右端會通過支撐軸水平旋轉安裝在設備的底座部位。左端會利用支撐軸承桿，移動安裝在底座上。此外，支撐軸承桿還需要與設備中的軸承以及L 形桿相連接。在安裝軸承的過程中，一定要根據裝置運行情況，采取豎直安裝方式，將其安裝在倒L 形桿的水平段。在橫板這一設備中，中線位置還旋轉設置有主軸，在主軸的上端固定設置有剎車盤，在下端設置有剎車及驅動電機。第一彈簧的安裝部位為設備底座，并且彈簧的前端要將橫板頂住。在該裝置中增加第一彈簧的主要目的在于使得剎車裝置與驅動裝置能夠與料架裝置下的圓盤充分接觸，并且彈簧具有一定彈性作用，能夠在很大程度上減少圓盤磨損現象。此外，裝置中氣缸的作用在于翻轉架工作時，氣缸收縮能夠將圓盤與剎車驅動裝置分離，進而使得翻轉架能夠有效實現翻轉。剎車驅動裝置的運行效果直接關乎著整個鋼筋線材自動放線裝置的運行效果。因此工作人員要對該裝置引起重視，嚴格按照工作流程開展相關操作，一旦發現設備存在異常情況要及時上報給相關單位，以便能夠在短時間內采取針對性的措施進行解決，確保剎車驅動裝置一切運行正常，促使鋼筋線材自動放線裝置穩定運行。

圖5 鋼筋線材自動放線剎車驅動裝置

3 結語

結合鋼筋線材自動放線裝置的運行情況來看，該裝置改變了傳統裝置中工作效率低、人工投入大等問題，使得鋼筋線材放線工作實現自動化。并且該裝置還能進行遠程操作，在很大程度上提高了放線工作的安全性。工作人員在操作過程中一定要嚴格遵循自動放線裝置的工作流程，對裝置進行實時監測，確保自動放線裝置穩定運行。一旦發現裝置運行時存在異常情況，要及時根據故障問題確定故障原因，采取針對性的措施解決，確保鋼筋線材放線工作能夠正常運行，為工業生產的順利開展奠定堅實的基礎。