本實用新型一種用于地下管網焊接設備的智能控制系統。

背景技術：

目前頂管鋼筋支架的生產是以人工配合簡易設備生產，要經過校直、剪切、彎曲、焊接等多個工藝流程，存在流程復雜且精度低、占用施工場地大、安全隱患大等缺點。傳統頂管鋼筋支架生產模式已不能滿足我國基礎建設的需要，因此市場需要一種自動化程度高、加工效率高、加工精度高的設備。

專利CN201310390260.X提供了一種全自動變徑鋼筋骨架滾焊機的控制方法，該實施方案僅使用變頻調速電機技術，達到控制環徑分部均勻或達到變徑的目的。由于該方案未考慮到位置的閉環控制，在設備生產過程中出現啟、停時，會造成環徑疏密分部不均等情況。專利CN201310390260提供了一種異形管鋼筋骨架自動變徑滾焊機控制方法，該實施方案僅使用模擬量控制變頻器，來達到控制旋轉主軸、旋轉從軸同步運行的目的。該方案未考慮到模擬量控制的精度不高，不能達到完全同步運行的需求，且比較容易受外界干擾，當所生產的管網有一點長度時，管網收尾兩端會出錯角度偏差，從而使管網出現扭力，破壞產品的質量。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種繞徑匝距均勻且不易受外界干擾的用于頂管鋼筋支架生產的控制系統。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種用于地下管網焊接設備的智能控制系統，包括位于鋼筋骨架上放的送絲機構，送絲機構用于向鋼筋骨架輸送鋼筋，其特征在于，還包括：直線導軌，在直線導軌上設有移動盤及固定盤，鋼筋骨架穿過固定盤后端部固定在移動盤上，移動盤及固定盤分別由旋轉從軸馬達及旋轉主軸馬達驅動旋轉，移動盤同時由行走軸馬達驅動沿直線導軌直線移動，從而使得移動盤拖動鋼筋骨架直線移動；旋轉從軸馬達、旋轉主軸馬達及行走軸馬達均與高速計數單元相連，高速計數單元連接PLC控制系統，PLC控制系統分別控制送絲機構、旋轉從軸馬達、旋轉主軸馬達及行走軸馬達。

優選地，還包括人機交互單元，人機交互單元與所述PLC控制系統相連。

優選地，還包括用于采集所述送絲機構、所述旋轉主軸馬達、所述旋轉從軸馬達、所述行走軸馬達的狀態信息的信號采集單元，信號采集單元連接所述PLC控制系統。

本實用新型具有如下優點：

1、采用同步指令控制模式對旋轉主軸、旋轉從軸進行同步控制，實現地下管網兩端完全同步旋轉的目的，消除因管網兩端出現扭曲角度，產生扭力，從而破壞產品質量的隱患，扭曲角度控制誤差在1度之內。

2、采用直線插補的控制模式對旋轉主軸與行走軸進行直線插補控制，不僅達到精準控制管網繞徑匝距的目的，同時也可根據不同的產品規格，對管網繞徑匝距進行實時的參數調整，繞徑匝距控制精度達到1mm。

3、本實用新型的控制核心為智能型PLC，自動化程度高，生產節拍快，同時也大大降低工人的勞動強度及廢品率，進而降低了生產成本。

附圖說明

圖1為本實用新型提供的系統的示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

本實用新型提供的一種用于地下管網焊接設備的智能控制系統包括信號采集單元、人機交互單元、PLC控制系統、伺服控制系統、高數計數單元。

結合圖1，本實用新型的伺服控制系統包括三個伺服馬達，分別為旋轉主軸馬達6、旋轉從軸馬達3、行走軸馬達4。旋轉從軸馬達3驅動移動盤1繞圖1所示箭頭方向旋轉。旋轉主軸馬達6驅動固定盤5繞圖1所示箭頭方向旋轉。旋轉從軸馬達3與旋轉主軸馬達6接收PLC控制系統給出的同步脈沖信號，實現同步。旋轉從軸馬達3及旋轉主軸馬達6帶動鋼筋骨架2轉動。同時，行走軸馬達4還驅動移動盤1沿圖1所示箭頭方向直線移動，將鋼筋骨架2直線拖動，鋼筋骨架2一邊旋轉，一邊被移動盤1拖動，送絲機構7送出的鋼筋的一端先焊接在鋼筋骨架2的一根主筋上，從而使得送絲機構7送出的鋼筋繞在鋼筋骨架2上，同時進行焊接，從而形成產品管網。為了使得繞徑匝距8均勻，在本實施例中，旋轉從軸馬達3與行走軸馬達4接收PLC控制系統給出的脈沖信號實現直線插補功能。

信號采集單元，包括按鈕、光電開關、磁性開關、各設備狀態等，用于采集旋轉主軸馬達6、旋轉從軸馬達3、行走軸馬達4、送絲機構7的狀態信息并反饋給PLC系統。

人機交互單元，是控制系統的上位機，通過ModbusRTU協議或以太網與PLC控制系統進行數據交互，用于設置地下管網焊接設備的相關參數，以及對地下管網焊接設備運行過程的實時監控，保存客戶配方數據。操作人員通過人機單元可對設備進行手、自動操作，對PLC控制系統的I/O狀態進行監控等。

本實用新型選用的PLC控制系統是智能PLC型控制單元，必須具有6軸高速運動控制功能、直線插補功能、同步功能，除實現對地下管網焊接設備的邏輯運算和數據采集外，主要應用智能PLC的同步指令，實現地下管網焊接設備自動焊接時，旋轉主軸馬達6與旋轉從軸馬達3的同步運行。同時，應用PLC控制系統的直線插補指令，實現地下管網焊接設備在自動焊接時管網繞徑匝距8均勻分布的控制目的。

PLC控制系統主要分為邏輯順序控制、同步指令控制、直線插補指令控制等模塊，系統通過采集信號分析各個設備的狀態屬性，使用通訊讀取人機交互單元上的用戶參數，經過計算與處理，按生產工藝要求輸出指令來控制伺服控制系統及其他電氣組成部件。PLC控制系統通過邏輯計算來控制指示燈、電磁閥、普通馬達、蜂鳴器的關、停。通過絕對值、相對值、回零、同步指令、直線插補等運動控制指令輸出高速脈沖來控制伺服電機達到精確定位的目的。

高數計數單元主要包括差分信號模塊，用于采集旋轉從軸馬達3的編碼器反饋信號，進行差分轉化后接入PLC控制系統的高速計數通道，為實現旋轉從軸馬達3與行走軸馬達4的直線插補功能提供基礎數據。

綜上所述本實用新型的一種地下管網焊接設備的智能控制系統的基本原理是PLC控制系統通過現場信號采集獲得現場設備的IO狀態，并使用通信方式獲取人機界面中的用戶參數，根據設備控制工藝要求，按照用戶的操作模式，PLC系統輸出控制各個伺服系統、以及其他電氣組成部件的有序動作，從而驅動各個機械組成部件快速完成地下管網焊接的生產任務。