用于地下管网焊接设备的智能控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种用于地下管网焊接设备的智能控制系统，包括送丝机构，用于向钢筋骨架输送钢筋，钢筋的端部与钢筋骨架的一根主筋焊接固定，其特征在于，还包括：用于支撑钢筋骨架的移动盘及固定盘；旋转主轴马达；旋转从轴马达；行走轴马达；高速计数单元；至少具有同步功能及直线插补功能的PLC控制系统。本实用新型专利技术具有如下优点：消除因管网两端出现扭曲角度，产生扭力，从而破坏产品质量的隐患，扭曲角度控制误差在1度之内。采用直线插补的控制模式对旋转主轴与行走轴进行直线插补控制，不仅达到精准控制管网绕径匝距的目的，同时也可根据不同的产品规格，对管网绕径匝距进行实时的参数调整，绕径匝距控制精度达到1mm。

Intelligent control system for welding equipment of underground pipe network

The utility model provides an intelligent welding equipment for underground pipe network control system, including wire feeding mechanism, used for transporting steel to steel frame, a main rib and the end of the steel skeleton reinforced the welding and fixing, which is characterized in that also includes: a mobile disc supporting steel framework and the fixed disc rotating spindle; motor rotation from the shaft of the motor;; walking motor; speed count unit; PLC control system has at least a synchronization function and linear interpolation function. The utility model has the advantages that the torsion force can be eliminated at the two ends of the pipe network for twisting angle, thereby damaging the quality of the product, and the error of the angle control is within 1 degrees. The control model of linear interpolation linear interpolation control of the spindle and the walking shaft, not only to achieve precise control of network routing to turn away from, but also according to different product specifications, the network routing parameter adjustment in real time to turn around the pitch, diameter turn distance control accuracy reached 1mm.

【技术实现步骤摘要】
用于地下管网焊接设备的智能控制系统
本技术一种用于地下管网焊接设备的智能控制系统。
技术介绍
目前顶管钢筋支架的生产是以人工配合简易设备生产，要经过校直、剪切、弯曲、焊接等多个工艺流程，存在流程复杂且精度低、占用施工场地大、安全隐患大等缺点。传统顶管钢筋支架生产模式已不能满足我国基础建设的需要，因此市场需要一种自动化程度高、加工效率高、加工精度高的设备。专利CN201310390260.X提供了一种全自动变径钢筋骨架滚焊机的控制方法，该实施方案仅使用变频调速电机技术，达到控制环径分部均匀或达到变径的目的。由于该方案未考虑到位置的闭环控制，在设备生产过程中出现启、停时，会造成环径疏密分部不均等情况。专利CN201310390260提供了一种异形管钢筋骨架自动变径滚焊机控制方法，该实施方案仅使用模拟量控制变频器，来达到控制旋转主轴、旋转从轴同步运行的目的。该方案未考虑到模拟量控制的精度不高，不能达到完全同步运行的需求，且比较容易受外界干扰，当所生产的管网有一点长度时，管网收尾两端会出错角度偏差，从而使管网出现扭力，破坏产品的质量。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种绕径匝距均匀且不易受外界干扰的用于顶管钢筋支架生产的控制系统。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供了一种用于地下管网焊接设备的智能控制系统，包括位于钢筋骨架上放的送丝机构，送丝机构用于向钢筋骨架输送钢筋，其特征在于，还包括：直线导轨，在直线导轨上设有移动盘及固定盘，钢筋骨架穿过固定盘后端部固定在移动盘上，移动盘及固定盘分别由旋转从轴马达及旋转主轴马达驱动旋转，移动盘同时由行走轴马达驱动沿直线导轨直线移动，从而使得移动盘拖动钢筋骨架直线移动；旋转从轴马达、旋转主轴马达及行走轴马达均与高速计数单元相连，高速计数单元连接PLC控制系统，PLC控制系统分别控制送丝机构、旋转从轴马达、旋转主轴马达及行走轴马达。优选地，还包括人机交互单元，人机交互单元与所述PLC控制系统相连。优选地，还包括用于采集所述送丝机构、所述旋转主轴马达、所述旋转从轴马达、所述行走轴马达的状态信息的信号采集单元，信号采集单元连接所述PLC控制系统。本技术具有如下优点：1、采用同步指令控制模式对旋转主轴、旋转从轴进行同步控制，实现地下管网两端完全同步旋转的目的，消除因管网两端出现扭曲角度，产生扭力，从而破坏产品质量的隐患，扭曲角度控制误差在1度之内。2、采用直线插补的控制模式对旋转主轴与行走轴进行直线插补控制，不仅达到精准控制管网绕径匝距的目的，同时也可根据不同的产品规格，对管网绕径匝距进行实时的参数调整，绕径匝距控制精度达到1mm。3、本技术的控制核心为智能型PLC，自动化程度高，生产节拍快，同时也大大降低工人的劳动强度及废品率，进而降低了生产成本。附图说明图1为本技术提供的系统的示意图。具体实施方式为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。本技术提供的一种用于地下管网焊接设备的智能控制系统包括信号采集单元、人机交互单元、PLC控制系统、伺服控制系统、高数计数单元。结合图1，本技术的伺服控制系统包括三个伺服马达，分别为旋转主轴马达6、旋转从轴马达3、行走轴马达4。旋转从轴马达3驱动移动盘1绕图1所示箭头方向旋转。旋转主轴马达6驱动固定盘5绕图1所示箭头方向旋转。旋转从轴马达3与旋转主轴马达6接收PLC控制系统给出的同步脉冲信号，实现同步。旋转从轴马达3及旋转主轴马达6带动钢筋骨架2转动。同时，行走轴马达4还驱动移动盘1沿图1所示箭头方向直线移动，将钢筋骨架2直线拖动，钢筋骨架2一边旋转，一边被移动盘1拖动，送丝机构7送出的钢筋的一端先焊接在钢筋骨架2的一根主筋上，从而使得送丝机构7送出的钢筋绕在钢筋骨架2上，同时进行焊接，从而形成产品管网。为了使得绕径匝距8均匀，在本实施例中，旋转从轴马达3与行走轴马达4接收PLC控制系统给出的脉冲信号实现直线插补功能。信号采集单元，包括按钮、光电开关、磁性开关、各设备状态等，用于采集旋转主轴马达6、旋转从轴马达3、行走轴马达4、送丝机构7的状态信息并反馈给PLC系统。人机交互单元，是控制系统的上位机，通过ModbusRTU协议或以太网与PLC控制系统进行数据交互，用于设置地下管网焊接设备的相关参数，以及对地下管网焊接设备运行过程的实时监控，保存客户配方数据。操作人员通过人机单元可对设备进行手、自动操作，对PLC控制系统的I/O状态进行监控等。本技术选用的PLC控制系统是智能PLC型控制单元，必须具有6轴高速运动控制功能、直线插补功能、同步功能，除实现对地下管网焊接设备的逻辑运算和数据采集外，主要应用智能PLC的同步指令，实现地下管网焊接设备自动焊接时，旋转主轴马达6与旋转从轴马达3的同步运行。同时，应用PLC控制系统的直线插补指令，实现地下管网焊接设备在自动焊接时管网绕径匝距8均匀分布的控制目的。PLC控制系统主要分为逻辑顺序控制、同步指令控制、直线插补指令控制等模块，系统通过采集信号分析各个设备的状态属性，使用通讯读取人机交互单元上的用户参数，经过计算与处理，按生产工艺要求输出指令来控制伺服控制系统及其他电气组成部件。PLC控制系统通过逻辑计算来控制指示灯、电磁阀、普通马达、蜂鸣器的关、停。通过绝对值、相对值、回零、同步指令、直线插补等运动控制指令输出高速脉冲来控制伺服电机达到精确定位的目的。高数计数单元主要包括差分信号模块，用于采集旋转从轴马达3的编码器反馈信号，进行差分转化后接入PLC控制系统的高速计数通道，为实现旋转从轴马达3与行走轴马达4的直线插补功能提供基础数据。综上所述本技术的一种地下管网焊接设备的智能控制系统的基本原理是PLC控制系统通过现场信号采集获得现场设备的IO状态，并使用通信方式获取人机界面中的用户参数，根据设备控制工艺要求，按照用户的操作模式，PLC系统输出控制各个伺服系统、以及其他电气组成部件的有序动作，从而驱动各个机械组成部件快速完成地下管网焊接的生产任务。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于地下管网焊接设备的智能控制系统，包括位于钢筋骨架(2)上放的送丝机构(7)，送丝机构(7)用于向钢筋骨架(2)输送钢筋，其特征在于，还包括：直线导轨，在直线导轨上设有移动盘(1)及固定盘(5)，钢筋骨架(2)穿过固定盘(5)后端部固定在移动盘(1)上，移动盘(1)及固定盘(5)分别由旋转从轴马达(3)及旋转主轴马达(6)驱动旋转，移动盘(1)同时由行走轴马达(4)驱动沿直线导轨直线移动，从而使得移动盘(1)拖动钢筋骨架(2)直线移动；旋转从轴马达(3)、旋转主轴马达(6)及行走轴马达(4)均与高速计数单元相连，高速计数单元连接PLC控制系统，PLC控制系统分别控制送丝机构(7)、旋转从轴马达(3)、旋转主轴马达(6)及行走轴马达(4)。

【技术特征摘要】
1.一种用于地下管网焊接设备的智能控制系统，包括位于钢筋骨架(2)上放的送丝机构(7)，送丝机构(7)用于向钢筋骨架(2)输送钢筋，其特征在于，还包括：直线导轨，在直线导轨上设有移动盘(1)及固定盘(5)，钢筋骨架(2)穿过固定盘(5)后端部固定在移动盘(1)上，移动盘(1)及固定盘(5)分别由旋转从轴马达(3)及旋转主轴马达(6)驱动旋转，移动盘(1)同时由行走轴马达(4)驱动沿直线导轨直线移动，从而使得移动盘(1)拖动钢筋骨架(2)直线移动；旋转从轴马达(3)、旋转主轴马达(6)及行走轴马达(4)均与高...

【专利技术属性】
技术研发人员：程睿远，杜鹏飞，陈纪勇，汤晓栋，邬西坤，
申请(专利权)人：上海电器科学研究院，上海电器科学研究所集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31