随着目前我国对城乡建设的大力发展,钢筋笼滚焊机逐渐成为现代化建设工程中必不可少的建筑机械设备之一。传统的钢筋笼加工方式完全由工人使用焊接设备手动焊接而成,加工成本能耗大,加工效率低下,滚焊机的出现则正式改写了这一历史。然而,现有的钢筋笼滚焊机自动化程度不高,钢筋笼产品生产过程中设备不足以成套工作,且加工工艺并不完善,远远达不到现代化建设的基本要求。

在钢筋笼滚焊机整体结构中,动盘占据着核心地位,其工作性能将直接影响钢筋笼产品的质量。为了提高钢筋笼滚焊机运行时的稳定性,提高加工质量,增加经济效益,在现有钢筋笼滚焊机的基础上设计了新型的动盘传动机构,该机构包括滚转装置及行走装置,能够实现稳定传动,运行速度(速率)均匀,且能够有效地降低人工成本及加工能耗,提高了钢筋笼成型装备的生产效率和自动化水平。本文基于钢筋笼滚焊机加工钢筋笼的特点及动盘运动的总体需求,确定动盘机构各组成部分,通过对常见传动方案的对比以及对钢筋笼螺旋角理论和螺距理论的分析,提出钢筋笼滚焊机动盘滚转及行走装置方案,对箍筋矫直理论进行分析,并确定五辊(轮)矫直装置作为矫直机构的基本模型。根据钢筋笼滚焊机动盘滚转及行走装置方案,分别对钢筋笼滚焊机动盘滚转及行走装置进行具体结构设计,包括核心部分的设计计算、辅助装置的安装与固定、动力装置的选型设计以及薄弱环节的校核,对矫直装置进行具体结构设计,确定五轮矫直装置各主要参数。

对钢筋笼滚焊机动盘滚转及行走机构进行协调控制,采用虚拟主轴式控制方法,建立运动轴控制模型,采用欧姆龙NJ301-1200型PLC设计运动控制方案,包括硬件设计与软件设计,确定电子齿轮法控制钢筋笼滚焊机动盘各运动轴的运动关系,对电子齿轮进行设计,制定相应的算法控制各运动轴。利用CATIA V5 R20软件建立关键部件的三维模型,使用ANSYS有限元分析软件对动盘滚转机构齿轮轴及动盘行走机构传动轴进行有限元分析,得到相应部件的应力图、应变图和形变图后,分析其是否满足各自的力学性能与加工要求。