為了實現(xiàn)鋼筋調(diào)直機及螺紋鋼筋調(diào)直機的數(shù)控化、自動化，必須進行鋼筋長度的精確測量并按所需長度自動切斷鋼筋。本文對這兩個問題進行了研究，并在我校機械廠生產(chǎn)的鋼筋調(diào)直切斷機上取得了滿意的效果，切斷鋼筋的相對誤差小于0.5%，克服了原有設備不能用于小直徑鋼筋調(diào)直及切斷的問題。該裝置具有自動長度檢測、自動同步移動下刀臺、切斷鋼筋根數(shù)自動記數(shù)等功能。

1 鋼筋調(diào)直和剪切的工作原理

      圖1為鋼筋調(diào)直切斷機的機械傳動原理圖。被調(diào)直的鋼筋1在送料輥2和牽引輥4的帶動下在旋轉(zhuǎn)的調(diào)直筒3中調(diào)直。調(diào)直后的鋼筋經(jīng)由上、下刀臺的端口向前移動。當調(diào)直后的鋼筋前端未移到擋鐵7位置時，錘頭8雖然在慣性輪9的帶動下作上下往復運動，但由于未接觸到上刀臺10，所以鋼筋未受到剪切。當調(diào)直后的鋼筋前端頂?shù)綋蹊F7時，通過拉桿6使上刀臺10、下刀臺5向前移動。此時，往復運動的錘頭8將通過上下刀臺對鋼筋剪切（剪切的鋼筋長度為L），完成一根鋼筋的調(diào)直和剪切。連續(xù)運動，即可完成連續(xù)的鋼筋調(diào)直和剪切。

2 鋼筋長度的檢測

      鋼筋調(diào)直切斷機工作環(huán)境惡劣，機器工作時振動較大。在檢測鋼筋尺寸時，除了保證精度要求外，還必須滿足抗干擾能力強、工作可靠、使用壽命長等要求?，F(xiàn)有的鋼筋調(diào)直切斷機的尺寸檢測采用接觸式測量，即在鋼筋移動時，帶動彈性摩擦輪轉(zhuǎn)動。摩擦輪再與脈沖發(fā)生器相連接，由脈沖發(fā)生器的記數(shù)值計算鋼筋長度。由于在調(diào)直切斷機工作時機器本身及鋼筋振動十分強烈，摩擦輪的磨損極其嚴重，如果不定期更換檢測摩擦輪，將影響檢測精度，造成切斷誤差?；谝陨显?，鋼筋長度檢測必須采用非接觸檢測的方法。通過試驗比較，采用在鋼筋上交替地施加磁信號的方案比較可行，達到了設計要求。

      圖2為鋼筋長度檢測和鋼筋切斷控制的電器工作原理圖?？刂茀?shù)由鍵盤輸入到單片機，數(shù)碼管顯示設置參數(shù)及機器運行狀態(tài)（含剪切鋼筋數(shù)）。

      為了實現(xiàn)非接觸鋼筋長度檢測，在刀臺的出口處安置了勵磁磁頭和讀取磁信號實現(xiàn)非接觸檢測。工作開始時，單片機在P1.0端口輸出高電平，驅(qū)動勵磁放大器，勵磁放大器輸出的電流在勵磁磁頭上產(chǎn)生磁場。這個磁場使調(diào)直后的鋼筋被磁化為帶有S極性的磁信號，當帶有磁標記的鋼筋運動到讀磁磁頭位置時，在讀磁磁頭上產(chǎn)生感應脈沖電壓，脈沖電壓信號經(jīng)放大器放大后輸入到單片機的P3.0端口。當單片機檢測到P3.0 端口為高電平后，P1.0端口輸出低電平。即勵磁放大器改變磁頭的電流方向，使鋼筋被磁化為帶有極性為N極磁信號。這樣，讀磁磁頭檢測到的鋼筋磁化方向變化一次，勵磁磁頭的極性也相應改變一次，并且計數(shù)器自動加一，隨著鋼筋向前運動，在鋼筋上帶有磁極性交替改變的連續(xù)不斷的磁化信號，一種極性磁化區(qū)域的長度為勵磁磁頭與讀磁磁頭之間的距離。由圖可以計算出切斷的鋼筋長度為： L=（N+1）B-A （1）

式中 N——計數(shù)器數(shù)值 B——勵磁磁頭與讀磁磁頭的距離 A——刀頭與勵磁磁頭的距離

      刀頭與勵磁磁頭的距離A是固定的，讀磁磁頭與勵磁磁頭的距離B根據(jù)鋼筋的剪切長度進行調(diào)整。

3 刀臺速度跟蹤及鋼筋剪切控制原理

      當單片機通過式（1）計算調(diào)直后的鋼筋到達規(guī)定長度時，需使拉桿拉動上、下刀臺運動?，F(xiàn)有的數(shù)控鋼筋調(diào)直機采用電磁鐵的吸合動作使拉桿運動。采用這種方法存在兩個特點：（1）當鋼筋移動速度較高，而需要剪切的鋼筋較短時，電磁鐵需頻繁地吸合，線圈極易發(fā)熱并燒毀電磁鐵。（2）錘頭位置不確定，致使切斷鋼筋長度超差。因此，不能采用電磁鐵的動作控制刀臺移動。

      步進電機具有定位精度高、轉(zhuǎn)速易于控制等優(yōu)點。如采用連續(xù)轉(zhuǎn)動的步進電機輸出軸上的彈性拔桿推動速度保持相同，就可以保證精確地按所需的長度剪切鋼筋。圖3為傳動原理圖。錘頭由慣性輪帶動作上下運動。當鋼筋移動距離達到剪切尺寸時，錘頭不一定在下極限位置；如果使刀臺移動速度與鋼筋移動速度相同（相當于刀臺抱住鋼筋移動），當錘頭處于下極限位置時再剪切鋼筋，就可以保證精確剪切鋼筋。設在錘頭運動的一個周期內(nèi)，拉桿的最大距離S滿足